本發(fā)明屬于led顯示芯片，尤其涉及一種micro?led顯示芯片及其制備方法。

背景技術：

1、微發(fā)光二極管（micro?light?emitting?diodes，micro?led）顯示芯片屬于led芯片的一種，是一種由大量微米尺寸的無機led發(fā)光像素組成的顯示器件，由于其具有較小的像素尺寸，較小的像素間距和優(yōu)異的顯示效果，已在ar/vr、車載等應用領用嶄露頭角。然而現(xiàn)階段micro?led顯示芯片還存在諸多問題。micro?led像素尺寸和像素間距都比較小，因此其制備難度較大，其發(fā)光效率也會受到制備方法影響，因此有必要對其器件結構和制備方法進行優(yōu)化改善。

2、現(xiàn)有微發(fā)光二極管制造技術中，往往需要采用icp（inductive?coupled?plasma）對gan外延層進行離子刻蝕，從而形成獨立的發(fā)光led像素單元，而在此生產過程中，icp刻蝕會對微發(fā)光二極管側壁造成損傷，尺寸越小損傷越嚴重，這會導致微發(fā)光二極管器件漏電流增大，發(fā)光效率降低。此外，現(xiàn)有倒裝結構微發(fā)光二極管中需要在微發(fā)光二極管像素間制作陰極金屬，使得微發(fā)光二極管像素之間存在較大的像素間距；需要制造難度大價值高的低線寬光刻機進行加工，極大增加了制造成本。

3、因此，提供一種可以解決上述問題的微發(fā)光二極管制造技術成為迫在眉睫的需求。

技術實現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有方法的局限，本發(fā)明的目的在于提出一種micro?led顯示芯片及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術中所存在的一個或多個技術問題，至少提供一種有益的選擇或創(chuàng)造條件。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面提供一種micro?led顯示芯片的制備方法，包括以下步驟：

3、（1）在襯底上依次制備緩沖層、n-gan層和mqw層；在700℃-800℃的條件下，采用超快脈沖激光對所述mqw層進行激光加工，形成像素間距，得到激光處理后的mqw層；

4、（2）在所述激光處理后的mqw層上依次進行ebl層和p-gan層的生長；隨后在所述p-gan層上制備第一陽極金屬和第一保護層，得到晶圓；

5、此晶圓包含了襯底及襯底上制備的緩沖層、n-gan層、mqw層、ebl層和p-gan層，以及對其進行加工所形成的結構體；

6、（3）將所述晶圓翻轉，使得所述第一保護層與驅動芯片相接，所述驅動芯片包括第二陽極金屬和第二陰極金屬，所述第一陽極金屬與所述第二陽極金屬相接；去除所述襯底和所述緩沖層；

7、（4）在所述n-gan層上沉積第二保護層，在所述第二保護層上制作陰極淺槽；制作陰極深通孔，所述陰極淺槽和所述陰極深通孔連通，所述陰極淺槽和所述陰極深通孔用于容納第一陰極金屬，所述第一陰極金屬通過所述陰極深通孔與所述第二陰極金屬相接；

8、（5）在所述第二保護層上沉積第三保護層，得到所述micro?led顯示芯片。

9、本發(fā)明提出了一種無需icp刻蝕gan外延層的小像素間距micro?led顯示芯片及其制備方法。該顯示芯片對gan外延層結構和制備工藝進行優(yōu)化設計，在本發(fā)明提供的microled顯示芯片及其制備方法中，無需icp刻蝕技術對像素進行分割，而是在mqw外延生長后中，采用超快脈沖激光對mqw膜層進行輻照處理，此時受到輻照處理的gan會吸收激光能量，發(fā)生分解反應，使得gan分解成ga液滴和n2氣體，即2gan（s）→2ga（l）+n2（g）。通過在激光加工過程中控制激光輻照區(qū)域，即可實現(xiàn)對gan的分割，以此達到替代icp刻蝕效果。

10、在此過程中，激光輻照處理不同于icp刻蝕，icp蝕刻過程中由于會引入包括ar原子在內的諸多雜質，因此容易對gan造成晶格結構層面的破壞，從而使gan晶體造成蝕刻損傷，而這種蝕刻損傷會導致最終的micro?led顯示芯片出現(xiàn)較大的漏電電流。

11、不僅如此，經過激光加工的區(qū)域，由于還會殘留部分ga液滴，而ga液滴殘留在mqw層經過加工后形成的像素間距內，而像素間距內的ga液滴會阻止ebl層和p-gan層的沉積生長，于是實現(xiàn)了選區(qū)生長的作用，從而自動形成間隙，避免了后續(xù)針對ebl層和p-gan層的加工。

12、優(yōu)選地，所述mqw層的厚度為10nm-100nm。

13、適當厚度的mqw層可以保證在加工過程中ga液滴可以穩(wěn)定停留在預定位置，從而使得后續(xù)ebl層和p-gan層的生長復合預期，提升良品率。

14、優(yōu)選地，所述激光加工的具體步驟包括：

15、在700℃-800℃的條件下，采用超快脈沖激光對所述mqw層以二維行列式的形式進行掃描照射，使被照射部分升溫至900℃-1100℃，形成像素間距。

16、優(yōu)選地，超快脈沖激光為皮秒級超快脈沖激光，激光能量在0.7ev-5.5ev之間，激光光斑大小為10nm-500nm。

17、通過對激光系統(tǒng)和光學透鏡系統(tǒng)，可實現(xiàn)激光光斑大小調控，可以實現(xiàn)納米（10nm-500nm）尺度輻照刻蝕作用，極大減小了像素間距，提高了有效發(fā)光面積；超快脈沖激光由于其精準可控的皮秒級輻照時間，以及對能量的精準控制，使得在對mqw層進行加工時，可以對工況進行精準調整，對mqw層完成精準而徹底的分割加工的同時，產生微量的液態(tài)ga單質，在實現(xiàn)制造工藝的同時降低在生產過程中n-gan層的損傷。

18、優(yōu)選地，步驟（4）中所述陰極淺槽和所述陰極深通孔的具體制備方法包括如下步驟：

19、去除所述襯底和所述緩沖層，使所述n-gan層裸露，隨后在裸露的所述n-gan層上沉積所述第二保護層，在所述第二保護層上制作所述陰極淺槽；制作所述陰極深通孔，所述陰極深通孔貫穿所述第二保護層、所述n-gan層、所述mqw層、所述ebl層、所述p-gan層和所述第一保護層，所述陰極深通孔與所述陰極淺槽聯(lián)通，所述陰極深通孔與所述陰極淺槽中設置所述第一陰極金屬，所述第一陰極金屬與所述第二陰極金屬相接。

20、本發(fā)明的第二方面提供了一種使用上述方法制備而成的micro?led顯示芯片。

21、優(yōu)選地，所述micro?led顯示芯片的結構分為像素區(qū)域和陰極區(qū)域；

22、所述陰極區(qū)域包括從下至上依次包括驅動芯片、所述第一保護層、所述p-gan層、所述ebl層、所述mqw層、所述n-gan層、所述第二保護層和所述第三保護層；所述陰極區(qū)域還包括所述陰極深通孔，所述陰極深通孔貫穿所述第一保護層、所述p-gan層、所述ebl層、所述mqw層、所述n-gan層和所述第二保護層；

23、所述像素區(qū)域從下至上依次包括所述驅動芯片、所述第一保護層、所述p-gan層、所述ebl層、所述mqw層、所述n-gan層、所述第二保護層和所述第三保護層；所述驅動芯片內設有第二陽極金屬，所述第一保護層內設有所述第一陽極金屬，所述第一陽極金屬的一端與所述第二陽極金屬相接，所述第一陽極金屬的另一端與所述p-gan層相接，所述第二保護層內設有所述陰極淺槽；

24、所述陰極深通孔與所述陰極淺槽聯(lián)通，陰極深通孔與所述陰極淺槽內用于容納所述第一陰極金屬；所述第一陰極金屬的一段與所述第二陰極金屬相接，所述第一陰極金屬的另一端（通過所述陰極淺槽）與所述n-gan層相接。

25、優(yōu)選地，所述micro?led顯示芯片中的第一保護層、第二保護層、第三保護層為sio保護層。

26、本發(fā)明的第三方面提供了一種包括上述micro?led顯示芯片的顯示面板。

27、本發(fā)明的第四方面提供了一種包括上述顯示面制備的電子顯示屏。

28、本發(fā)明所提供的一種micro?led顯示芯片的制備方法使得led顯示芯片的內部結構在以驅動襯底為水平面的情況下呈現(xiàn)出垂直于驅動襯底的豎直結構，這進一步縮小了單個led器件的大小，進一步縮小了像素間距，從而使得最終產品擁有更高的像素密度。

29、本發(fā)明的有益效果為：

30、（1）本發(fā)明通過熱臺輔助下的超快激光輻照，可以快速實現(xiàn)對像素mqw分割，避免了現(xiàn)有技術通過icp進行刻蝕導致的過度損傷，從而獲得了與現(xiàn)有技術相比更小的漏電流；

31、（2）本發(fā)明通過光學透鏡系統(tǒng)調控，可以制備得到納米級像素間距和像素大小的led器件，制備得到小尺寸、小間距的led器件；

32、（3）本發(fā)明在激光加工后，能夠使后續(xù)ebl、p-gan等膜層進行自動選區(qū)生長，無需進行刻蝕加工；

33、（4）本發(fā)明提出的垂直結構器件設計進一步減小了像素間距，提升了像素密度；

34、（5）本發(fā)明提出的陰極淺槽網絡和陰極深通孔設計可以實現(xiàn)較大電流密度，防止光串擾。