微型LED装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术的微型LED装置包括晶体生长基板(100)和前板(200)，该前板(200)包含多个微型LED(220)和元件分离区域(240)，该多个微型LED(220)分别具有第一导电型的第一半导体层(21)和第二导电型的第二半导体层(22)。元件分离区域具有与第二半导体层电连接的金属插塞(24)。该装置包括中间层(300)、形成于中间层上的背板(400)以及位于基板与第二半导体层之间的氮化钛层(50)。元件分离区域具有填充微型LED之间的埋入绝缘物(25)，埋入绝缘物具有用于金属插塞的至少一个通孔(26)。金属插塞具有从埋入绝缘物突出并与氮化钛层接触的钛层(24A)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微型LED装置及其制造方法
本专利技术涉及微型LED装置及其制造方法。
技术介绍
为了将以窄间距排列有多个微型LED的显示器装置实用化，开发将微细的微型LED安装在TFT基板等的安装电路基板上的规定位置的量产技术是必要的。根据以拾取和放置方式(pick-and-place)方式将各个微型LED安装在电路上的技术，将多个微型LED例如以几十μm的间距安装在电路上，需要非常长的作业时间。专利文献1公开了具备转印至TFT基板上的多个微型LED的显示装置及其制造方法。专利文献2公开了具备形成有多个LED的GaN晶片、连接有该GaN晶片的背板控制部(TFT基板)的显示装置及其制造方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特表2016-522585号公报专利文献2：日本专利特表2017-538290号公报
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题将多个微型LED转印至TFT基板上的方法存在以下问题：若微型LED的尺寸变小，其个数增加，则微型LED相对于TFT基板的对位变得困难。此外，将GaN晶片结合到背板控制部的方法也需要复杂工序，即，将GaN晶片转移到暂时保存的晶片上，并且进一步安装在背板控制部上。本专利技术提供一种能够解决上述问题的微型LED装置的新结构及制造方法。用于解决技术问题的技术方案本专利技术的微型LED装置在例示的实施方式中，包括：晶体生长基板；前板，其被所述晶体生长基板支承，所述前板包括：多个微型LED以及元件分离区域，所述多个微型LED各自具有第一导电型的第一半导体层和第二导电型的第二半导体层，所述元件分离区域位于多个所述微型LED之间，所述元件分离区域具有与所述第二半导体层电连接的至少一个金属插塞；中间层，其被所述前板支承，所述中间层包括：多个第一接触电极以及至少一个第二接触电极，所述多个第一接触电极分别与多个所述微型LED的所述第一半导体层电连接，至少一个所述第二接触电极与所述金属插塞连接；背板，其被所述中间层支承，所述背板包括：电路，所述电路经由多个所述第一接触电极以及至少一个所述第二接触电极与多个所述微型LED电连接，所述电路包括多个薄膜晶体管；以及氮化钛层，其位于所述晶体生长基板与各微型LED的所述第二半导体层之间，所述前板的所述元件分离区域具有填充多个所述微型LED之间的埋入绝缘物，所述埋入绝缘物具有用于所述金属插塞的至少一个通孔，至少一个所述金属插塞具有钛层，所述钛层从所述埋入绝缘物突出并与所述氮化钛层接触。在一实施方式中，所述氮化钛层的厚度为5nm以上且50nm以下。在一实施方式中，至少一个所述金属插塞具有与所述第二半导体层接触的氮化钛层。在一实施方式中，多个所述薄膜晶体管各自具有半导体层，所述半导体层被支承在所述晶体生长基板上的所述前板和/或所述中间层上生长。在一实施方式中，所述前板的所述元件分离区域具有填充多个所述微型LED之间的埋入绝缘物，所述埋入绝缘物具有用于所述金属插塞的至少一个通孔。在一实施方式中，所述前板的所述元件分离区域具有分别覆盖多个所述微型LED的侧面的多个绝缘层，在所述元件分离区域内，所述金属插塞填充被多个所述绝缘层包围的空间。在一实施方式中，所述前板具有平坦表面，所述平坦表面与所述中间层相接。在一实施方式中，所述中间层包含具有平坦表面的层间绝缘层，所述层间绝缘层具有多个接触孔，多个所述接触孔用于将多个所述第一接触电极和至少一个所述第二接触电极分别与所述电路连接。在一实施方式中，所述背板的所述电路具有多个金属层，多个所述金属层分别与多个所述第一接触电极和至少一个所述第二接触电极连接，多个所述金属层包括多个所述薄膜晶体管所具有的源极和漏极的至少一方。在一实施方式中，多个所述第一接触电极分别覆盖多个所述微型LED的所述第一半导体层作为遮光层或反射层发挥功能。在一实施方式中，各微型LED的所述第二半导体层比所述第一半导体层更接近所述晶体生长基板，各微型LED的所述第二半导体层由多个所述微型LED共用的连续的半导体层形成。在一实施方式中，多个所述微型LED分别发射可见、紫外或红外的电磁波。本专利技术的微型LED装置的制造方法在例示的实施方式中，包括层叠结构体准备工序和背板形成工序，在层叠结构体准备工序中，所述层叠结构体包括：前板，其被晶体生长基板支承，所述前板包括：多个微型LED以及元件分离区域，所述多个微型LED各自具有第一导电型的第一半导体层和第二导电型的第二半导体层，所述元件分离区域，位于多个所述微型LED之间，所述元件分离区域具有与所述第二半导体层电连接的至少一个金属插塞；以及中间层，其被所述前板支承，所述中间层包括：多个第一接触电极以及至少一个第二接触电极，所述多个第一接触电极分别与多个所述微型LED的所述第一半导体层电连接，至少一个所述第二接触电极，与所述金属插塞连接，所述背板形成工序为在所述层叠结构体上形成背板的工序，所述背板具有电路，所述电路经由多个所述第一接触电极以及至少一个所述第二接触电极与多个所述微型LED电连接，所述电路包含多个薄膜晶体管，所述层叠结构体准备工序还包括：在晶体生长基板上形成氮化钛层的工序；在所述晶体生长基板的所述氮化钛层上形成包含所述第一半导体层和所述第二半导体层的半导体层叠结构的工序；通过蚀刻所述半导体层叠结构，在形成有所述元件分离区域的区域形成槽，由此使所述氮化钛层的一部分露出的工序；以及至少在所述槽内，在与所述氮化钛层接触的部分上形成由含有钛的金属构成所述金属插塞的工序，所述背板形成工序包括：在所述层叠结构体上沉积半导体层的工序；以及对所述层叠结构体上的所述半导体层进行图案化的工序。有益效果根据本专利技术的实施方式，提供解决上述问题的微型LED装置及其制造方法。附图说明图1A是示出基于本专利技术的μLED装置1000的一部分的剖视图。图1B是示出μLED装置1000中的μLED220的配置例的俯视图。图1C是示出μLED装置1000中的金属插塞24的配置例的俯视图。图1D是示出μLED装置1000中的金属插塞24的另一配置例的俯视图。图2是示出μLED装置1000中的第一接触电极31和第二接触电极32的配置例的立体图。图3是示出μLED装置1000中的电路的一部分的示例的电路图。图4A是示意性地示出μLED装置1000的制造工序的立体图。图4B是示意性地示出μLED装置1000的制造工序的立体图。图4C是示意性地示出μLED装置1000的制造工序的立体图。图4D是示意性地示出μLED装置1000的制造工序的立体图。图4E是示意性地示出μLED装置1000的制造工序的立体图。图4F是示意性地示出μLED装置1000的制造工序的立体图。图4G是示意性地示出μLED装置1000的制造工序的立体图。图4H是示意性地示出μLED装置1000的制造工序的立体图。...

【技术保护点】
1.一种微型LED装置，其特征在于，包括：/n晶体生长基板；/n前板，其被所述晶体生长基板支承，所述前板包括：多个微型LED以及元件分离区域，所述多个微型LED各自具有第一导电型的第一半导体层和第二导电型的第二半导体层，所述元件分离区域，位于多个所述微型LED之间，所述元件分离区域具有与所述第二半导体层电连接的至少一个金属插塞；/n中间层，其被所述前板支承，所述中间层包括：多个第一接触电极以及至少一个第二接触电极，所述多个第一接触电极分别与多个所述微型LED的所述第一半导体层电连接，至少一个所述第二接触电极，与所述金属插塞连接；/n背板，其被所述中间层支承，所述背板包括：电路，所述电路经由多个所述第一接触电极以及至少一个所述第二接触电极与多个所述微型LED电连接，所述电路包括多个薄膜晶体管；以及/n氮化钛层，其位于所述晶体生长基板与各微型LED的所述第二半导体层之间，/n所述前板的所述元件分离区域具有填充多个所述微型LED之间的埋入绝缘物，所述埋入绝缘物具有用于所述金属插塞的至少一个通孔，/n至少一个所述金属插塞具有钛层，所述钛层从所述埋入绝缘物突出并与所述氮化钛层接触。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种微型LED装置，其特征在于，包括：
晶体生长基板；
前板，其被所述晶体生长基板支承，所述前板包括：多个微型LED以及元件分离区域，所述多个微型LED各自具有第一导电型的第一半导体层和第二导电型的第二半导体层，所述元件分离区域，位于多个所述微型LED之间，所述元件分离区域具有与所述第二半导体层电连接的至少一个金属插塞；
中间层，其被所述前板支承，所述中间层包括：多个第一接触电极以及至少一个第二接触电极，所述多个第一接触电极分别与多个所述微型LED的所述第一半导体层电连接，至少一个所述第二接触电极，与所述金属插塞连接；
背板，其被所述中间层支承，所述背板包括：电路，所述电路经由多个所述第一接触电极以及至少一个所述第二接触电极与多个所述微型LED电连接，所述电路包括多个薄膜晶体管；以及
氮化钛层，其位于所述晶体生长基板与各微型LED的所述第二半导体层之间，
所述前板的所述元件分离区域具有填充多个所述微型LED之间的埋入绝缘物，所述埋入绝缘物具有用于所述金属插塞的至少一个通孔，
至少一个所述金属插塞具有钛层，所述钛层从所述埋入绝缘物突出并与所述氮化钛层接触。


2.根据权利要求1所述的微型LED装置，其特征在于，所述氮化钛层的厚度为5nm以上且50nm以下。


3.根据权利要求1或2所述的微型LED装置，其特征在于，至少一个所述金属插塞具有与所述第二半导体层接触的氮化钛层。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的微型LED装置，其特征在于，
多个所述薄膜晶体管各自具有半导体层，所述半导体层在被支承在所述晶体生长基板上的所述前板和/或所述中间层上生长。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的微型LED装置，其特征在于，
所述前板的所述元件分离区域具有填充多个所述微型LED之间的埋入绝缘物，所述埋入绝缘物具有用于所述金属插塞的至少一个通孔。


6.根据权利要求1至4中任一项所述的微型LED装置，其特征在于，
所述前板的所述元件分离区域具有分别覆盖多个所述微型LED的侧面的多个绝缘层，
在所述元件分离区域内，所述金属插塞填充被多个所述绝缘层包围的空间。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的微型LED装置，其特征在于，
所述前板具有平坦表面，所述平坦表面与所述中间层相接触。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的微型LED装置，其特征在于，
所述中间层包含具有平坦表面的层间绝缘层，
所述层间绝缘层具有多个接触孔，多个所述接触孔用于将多个所述第一接触电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：岸本克彦，
申请(专利权)人：堺显示器制品株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP