本申请涉及micro-led装置,具体地,涉及micro-led发光结构的制作。
背景技术:
1、micro-led显示技术是将传统的led结构进行微缩化和阵列化并采用cmos或tft制作驱动电路,实现对每一个像素点的定址控制和单独驱动的显示技术。随技术发展,micro-led的像素尺寸制作的越来越小,目前与micro-led相关的产品,尤其是ar/vr相关产品的像素尺寸可制作至5um甚至更小。要求应用micro-led装置的电子设备,特别是ar/vr穿戴设备,以高亮度-低功耗为其最显著的特性,要实现高亮度-低功耗要求高的电光转换效率。但是,一方面,常规的干法刻蚀引起的侧壁损伤将不利地影响micro-led装置的电光转换效率,另一方面,根据led本身的特性,尺寸越小其侧壁效应(像素侧壁缺陷引起的非辐射复合中心对发光效率的不利影响)愈明显,eqe(external quantum efficiency,外部量子效率)效率就越低。产业界和科研界都在研发如何减小侧壁刻蚀损伤及如何修复侧壁,但目前未提出可完全防止或去除侧壁损伤的方案。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供制作无侧壁损伤的micro-led发光结构、不需要对侧壁进行修复的技术方案。
2、为了实现上述目的,本申请的第一方面,提出了一种micro-led发光结构的制作方法,包括以下步骤:
3、在衬底上生长缓冲层和外延层;
4、在外延层上形成掩模钝化层;
5、干法刻蚀掩模钝化层,形成多个像素空间和多个像素隔离部;
6、在刻蚀后的掩模钝化层上逐层形成量子阱发光层、电子限制层和电流扩散层;
7、应用湿法工艺刻蚀像素隔离部直至显露外延层,得到在像素空间内形成的侧壁完好的台阶像素结构。
8、可选地,在外延层与量子阱发光层之间形成过渡改善层,外延层和过渡改善层由相同的材质形成。
9、可选地,将掩模钝化层形成为厚度大于像素结构的厚度或者高于电流扩散层的水平位置,并且将像素空间形成为具有竖直或倾斜的侧壁。
10、可选地,像素结构形成为电流扩散层的大小与台阶的上端面的大小相同。
11、可选地,该方法还包括以下步骤:
12、沉积电极金属层,包括在像素结构上形成p电极以及在外延层的显露部分上形成n电极,p电极和n电极具有横向延伸的宽底部和竖向延伸的竖向部并且顶部齐平以使键合金属位于相同的水平位置。
13、可选地,该方法还包括以下步骤:
14、沉积保护钝化层以覆盖外延层、像素结构以及p电极和n电极;
15、刻蚀保护钝化层以显露p电极和n电极;
16、在显露的p电极和n电极上沉积键合金属。
17、根据本申请的第二方面提供了一种micro-led发光结构,包括:衬底、衬底上的外延层、以及外延层上的多个台阶像素结构,像素结构包括逐层形成的量子阱发光层、电子限制层和电流扩散层,其中,像素结构具有微观结构完好的侧壁。
18、可选地,像素结构的电流扩散层的大小与台阶的上端面的大小相同。
19、可选地,micro-led发光结构还包括形成在像素结构上的p电极和外延层上的n电极,覆盖p电极、n电极、像素结构和外延层的保护钝化层,以及形成在p电极和n电极上的键合金属,其中,p电极和n电极从保护钝化层顶部的开孔显露与键合金属接触,p电极和n电极包括横向延伸的宽底部和竖向延伸的竖向部并且顶部齐平以使键合金属位于相同的水平位置。
20、根据本申请的第三方面提供了一种电子设备,其包括使用本申请的第一方面的方法制作的micro-led发光结构或者本申请第二方面的micro-led发光结构,该电子设备为ar/vr穿戴设备。
21、本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:使用干法刻蚀的掩模钝化层制作像素结构结合湿法工艺选择性去除像素隔离部及其上的像素结构,可得到侧壁平直完整、不存在表面缺陷或晶粒损伤的像素结构;掩模钝化层为将制作的像素结构提供明确的边界,有利于湿法工艺精确地去除多余的像素结构,以及得到电流扩散层与台阶的上端面大小相同的像素结构;可在掩模钝化层的整个区域上制作像素结构,不需要使用要求精准对位的像素掩模版形成像素结构,简化像素结构的制作过程。
1.一种micro-led发光结构的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,将所述掩模钝化层形成为厚度大于所述像素结构的厚度或者高于所述电流扩散层的水平位置,并且将所述像素空间形成为具有竖直或倾斜的侧壁。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述像素结构形成为所述电流扩散层的大小与所述台阶的上端面的大小相同。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:
7.一种micro-led发光结构,其特征在于,包括:衬底(100)、所述衬底上的外延层(102)、以及所述外延层上的多个台阶像素结构(d),所述像素结构包括逐层形成的量子阱发光层(105)、电子限制层(106)和电流扩散层(107),其中,所述像素结构具有微观结构完好的侧壁。
8.根据权利要求7所述的micro-led发光结构,其特征在于,所述像素结构的所述电流扩散层的大小与所述台阶的上端面的大小相同。
9.根据权利要求7所述的micro-led发光结构,其特征在于,还包括形成在所述像素结构上的p电极(110a)和所述外延层上的n电极(110b),覆盖所述p电极、所述n电极、所述像素结构和所述外延层的保护钝化层(111),以及形成在所述p电极和所述n电极上的键合金属(112),其中,所述p电极和所述n电极从所述保护钝化层顶部的开孔显露,与所述键合金属接触,所述p电极和所述n电极包括横向延伸的宽底部(110c)和竖向延伸的竖向部(110d)并且顶部齐平以使所述键合金属位于相同的水平位置。
10.一种电子设备,其特征在于,包括使用根据权利要求1至6中任一项所述的方法制作的micro-led发光结构或者根据权利要求7至9中任一项所述的micro-led发光结构,所述电子设备为ar/vr穿戴设备。