Micro-LED微显示芯片及其制作方法

技术领域

本发明特别涉及一种Micro-LED微显示芯片及其制作方法，属于微显示技术领域。

背景技术

近年来，LED已经在照明应用中变得流行。作为光源，LED具有许多优点，包括更高的光效率、更低的能耗、更长的使用寿命、更小的尺寸以及更快的开关速度。

具有微型尺寸LED的显示器被称为微型LED(micro-LEDs)。微型LED显示器具有形成单个像素元件的微型LED阵列。像素可以是显示屏上的微小照明区域，可以由许多像素构成图像。换句话说，像素可以是小的离散元素，它们一起构成显示器上的图像。像素通常以二维 (2D)矩阵排列，并使用点、正方形、矩形或其他形状表示。像素可以是显示器或数字图像的基本单元，并具有几何坐标。

微显示领域的显示器件多被用于产生高亮度的微缩显示图像，通过光学系统进行投影从而被观察者感知，投影目标可以是视网膜(虚像)，或者投影幕布(实相)。可应用于AR(增强现实)、VR(虚拟现实)、HUD(汽车抬头显示)等各个方面。新兴技术主要是Micro-LED，具有高亮度、反应快、高色域、高PPI、低能耗等优势。

现有技术中的Micro-LED通常的制作流程是：首先形成Micro-LED单个器件或者阵列，然后将Micro-LED器件或者阵列批量转移至电路基板(例如，TFT板或COMS板等)上，最后进行封装。然而，由于Micro-LED尺寸小，定位精度要求高，如何高效率、高成品率的将Micro- LED芯片批量转移到电路基板上，成为将Micro-LED应用于微型显示技术领域急需突破的技术瓶颈。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种单片集成的Micro-LED微显示芯片及其制作方法，以克服现有技术中的不足，有利于进一步扩大Micro-LED在微显示领域的产品应用。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种Micro-LED微显示芯片，包括：

基板，其表面具有阵列排布的多个凸起部，每一凸起部顶端设置有一个触点，所述触点与所述基板所包含的驱动电路电连接；

LED外延层，设置在所述基板上，所述LED外延层包括依次叠层设置在所述基板上的第一掺杂型半导体层、有源层和第二掺杂型半导体层，所述LED外延层具有阵列排布的多个LED 单元；

键合层，设置于所述LED外延层与所述基板之间，所述键合层与所述第一掺杂型半导体层电连接，所述键合层覆盖所述凸起部并暴露所述触点；

所述凸起部位于相邻两个LED单元之间，每一LED单元的第二掺杂型半导体层与一凸起部上的触点电连接，使每一所述LED单元能够独立的被驱动。

在一些较为具体的实施方式中，所述基板的表面具有第一区域和第二区域，所述第一区域至少环绕所述第二区域设置，所述凸起部设置在所述第二区域，且位于所述LED外延层与第一区域之间的键合层厚度不小于所述凸起部的高度。

在一些较为具体的实施方式中，所述LED单元具有台阶结构，相邻的两个LED单元经所述台阶结构被电性隔离，使得相邻的LED单元能够独立的被驱动，并且，所述LED外延层与所述触点对应的区域还具有暴露所述触点的第一刻蚀孔，每一所述LED单元的第二掺杂型半导体层经电极层自所述第一刻蚀孔处与一凸起部上的触点电连接。

在一些较为具体的实施方式中，所述第二掺杂型半导体层上形成有所述的台阶结构，且所述台阶结构的高度不小于所述第二掺杂型半导体层的厚度而小于所述LED外延层的厚度，所述台阶结构至少使相邻LED单元的第二掺杂型半导体层电性隔离。

在一些较为具体的实施方式中，所述第二掺杂型半导体层上形成有所述的台阶结构，且所述台阶结构的高度等于所述LED外延层的厚度，所述台阶结构还使相邻LED单元的有源层和第一掺杂型半导体层电性隔离。

在一些较为具体的实施方式中，所述第二掺杂型半导体层上还设置有钝化层，所述钝化层还覆盖所述台阶结构的侧壁所述钝化层具有第一开口、第二开口，所述第一开口暴露每一LED 单元对应的所述第二掺杂型半导体层，所述第二开口暴露所述触点，所述电极层设置在所述钝化层上并覆盖所述第一开口、第二开口，所述电极层自所述第一开口处与所述第二掺杂型半导体层电连接、自所述第二开口处与所述触点电连接。

在一些较为具体的实施方式中，相邻的两个LED单元之间设置有隔离材料层，相邻的两个 LED单元经所述隔离材料层被电性隔离，使得相邻的LED单元能够独立的被驱动，并且，所述隔离材料层与所述触点对应的区域还具有暴露所述触点的第二刻蚀孔，所述LED单元的第二掺杂型半导体层经电极层自所述第二刻蚀孔处与一凸起部上的触点电连接。

在一些较为具体的实施方式中，所述第二掺杂型半导体层内形成有所述的隔离材料层，且所述隔离材料层的厚度不小于所述第二掺杂型半导体层的厚度，所述隔离材料层至少使相邻 LED单元的第二掺杂型半导体层电性隔离。

在一些较为具体的实施方式中，所述第二掺杂型半导体层上还设置有钝化层，所述钝化层覆盖所述第二刻蚀孔的侧壁，所述钝化层具有第一开口、第二开口，所述第一开口暴露每一 LED单元对应的所述第二掺杂型半导体层，所述第二开口暴露所述触点，所述电极层设置在所述钝化层上并覆盖所述第一开口、第二开口，所述电极层自所述第一开口处与所述第二掺杂型半导体层电连接、自所述第二开口处与所述触点电连接。

在一些较为具体的实施方式中，所述隔离材料层的材质包括离子注入材料，所述离子注入材料包括氢、氦、氮、氧、氟、镁、硅和氩中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。

本发明实施例还提供了一种Micro-LED微显示芯片的制作方法，包括：

提供第二基板，在第二基板上形成LED外延层，所述LED外延层包括依次叠层设置在所述第二基板上的第二掺杂型半导体层、有源层和第一掺杂型半导体层，

提供第一基板，所述第一基板包含驱动电路以及与所述驱动电路电连接的多个触点，所述多个触点阵列排布；

对所述第一基板表面的第一区域进行减薄处理，以在所述基板表面具有触点的第二区域形成与第一区域具有高度差的凸起部，每一所述凸起部的顶端具有一触点；

在所述第一掺杂型半导体层和/或第一基板的表面形成键合层，并以键合层将所述第一掺杂类型半导体层与第一基板键合，之后除去所述第二基板，其中，位于所述LED外延层与所述第一基板的第一区域之间的键合层的厚度不小于所述凸起部的高度；

将所述LED外延层加工形成阵列排布的多个LED单元，每一所述触点对应设置在相邻两个LED单元之间的区域，将每一LED单元与一触点电连接，使每一所述LED单元能够独立的被驱动。

在一些较为具体的实施方式中，将所述LED外延层加工形成阵列排布的多个LED单元的方法包括：

在所述LED外延层上形成多个台阶结构，多个所述台阶结构将所述LED外延层分隔形成多个阵列排布的LED单元。

在一些较为具体的实施方式中，所述的制作方法包括：

自所述第二掺杂型半导体层表面刻蚀所述LED外延层，从而形成多个所述台阶结构，其中，所述台阶结构的高度不小于所述第二掺杂型半导体层的厚度而小于所述LED外延层的厚度，所述台阶结构至少使相邻LED单元的第二掺杂型半导体层相互隔离；

刻蚀除去与触点对应区域余留的LED外延层和键合层，以形成暴露所述触点的第一刻蚀孔；

形成电极层，每一所述LED单元的第二掺杂型半导体层经所述电极层自所述第一刻蚀孔处与一凸起部上的触点电连接。

在一些较为具体的实施方式中，所述的制作方法包括：

自所述第二掺杂型半导体层表面刻蚀所述LED外延层，从而形成多个所述台阶结构，所述台阶结构的高度等于所述LED外延层的厚度，所述台阶结构至少使相邻LED单元的第二掺杂型半导体层、有源层以及第一掺杂型半导体层相互隔离；

刻蚀除去与触点对应区域的键合层，以形成暴露所述触点的第一刻蚀孔；

形成电极层，每一所述LED单元的第二掺杂型半导体层经所述电极层自所述第一刻蚀孔处与一凸起部上的触点电连接。

在一些较为具体的实施方式中，所述的制作方法包括：

在形成多个台阶结构之后且在形成所述电极层之前，在所述第二掺杂半导体层上形成钝化层，且使所述钝化层覆盖所述台阶结构和触点；

在所述钝化层上形成第一开口以及第二开口，所述第一开口以暴露所述LED单元的第二掺杂半导体层的一部分，所述第二开口以暴露所述触点。

在一些较为具体的实施方式中，所述的制作方法包括：

采用离子注入的方式在所述第二掺杂型半导体层中形成隔离材料层，且控制离子注入材料的注入深度，使所述隔离材料层的厚度不小于所述第二掺杂型半导体层的厚度，所述隔离材料层将所述LED外延层分隔形成多个阵列排布的LED单元。

在一些较为具体的实施方式中，所述的制作方法包括：

刻蚀除去与触点对应区域的部分所述隔离材料层和部分键合层，以形成暴露所述触点的第二刻蚀孔；

形成电极层，每一所述LED单元的第二掺杂型半导体层经所述电极层自所述第二刻蚀孔处与一凸起部上的触点电连接。

在一些较为具体的实施方式中，所述的制作方法包括：

在形成多个LED单元之后且在形成所述电极层之前，在所述第二掺杂半导体层和隔离材料层上形成钝化层，且使所述钝化层覆盖所述第二刻蚀孔和触点；

在所述钝化层上形成第一开口以及第二开口，所述第一开口以暴露所述LED单元的第二掺杂半导体层的一部分，所述第二开口以暴露所述触点。

与现有技术相比，本发明至少具有如下优点：

本发明实施例提供的一种Micro-LED微显示芯片，基板上的触点设置在基板的凸起部上，使得在以键合层结合LED外延层和基板时，位于LED外延层和基板的凸起部之间的键合层的厚度小于LED外延层和基板其余区域的键合层厚度，在将LED单元与触点进行电连接时，需刻蚀除去的键合层更薄，进而降低了工艺难度，以及，将刻蚀过程对器件的损伤降低至最小。

附图说明

图1a、图1b分别是本发明一典型实施案例中提供的一种Micro-LED微显示芯片的俯视图；

图2a是图1a中沿线A-A的例证性的一种Micro-LED微显示芯片的截面图；

图2b是图1a中沿线B-B的例证性的一种Micro-LED微显示芯片的截面图；

图2c是本发明一典型实施案例中提供的一种Micro-LED微显示芯片的截面图；

图3a-图3j是本发明一典型实施案例中提供的一种Micro-LED微显示芯片的制作流程结构示意图；

图4a-图4e是本发明一典型实施案例中提供的一种Micro-LED微显示芯片的部分制作流程结构示意图。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

本发明旨在打破Micro-LED芯片批量转移的技术瓶颈，不采用批量转移的方式，而是提供了一种单片集成的Micro-LED微显示芯片及其制作方法。

本发明实施例中所使用的术语“微显示芯片”是指根据本发明实施例中的某些装置或结构的描述性尺寸，本发明实施例中的“微显示芯片”旨在表示0.1-100μm，优选为0.1-10μm的规模，例如，本发明实施例中单个LED单元的尺寸可以为0.1-100μm，优选为0.1-10μm。然而，应明白，本发明实施例中的具体实施方式不一定限于此，并且实施方式的某些方面可以适用于更大的以及可能更小的尺寸规模。

本发明实施例中所使用的术语“层”是指包括具有一定厚度的区域的材料部分。层可以在整个下层或上层结构上延伸，或者可以具有小于下层或上层结构的范围的程度。此外，层可以是均质或不均质连续结构的区域，其厚度小于连续结构的厚度。例如，层可以位于连续结构的顶表面和底表面之间或在其之间的任何一对水平平面之间。层可以水平地、垂直地和/或沿着锥形表面延伸。第二基板可以是一层，可以在其中包括一个或多个层，和/或可以在其上、之上和/ 或之下具有一个或多个层。一层可以包括多层。例如，半导体层可以包括一个或多个掺杂或未掺杂的半导体层，并且可以具有相同或不同的材料。

本发明实施例中使用的术语“第二基板”是指在其上添加后续材料层的材料，第二基板本身可以被图案化，添加到第二基板顶部的材料可以被图案化或可以保持未图案化。此外，第二基板可以包括各种各样的半导体材料，诸如硅、碳化硅、氮化镓、锗、砷化镓、磷化铟等，可替选地，第二基板可以由非导电材料制成，诸如玻璃、塑料或蓝宝石晶片。所述的第一基板具有在其中形成的半导体装置或驱动电路，该驱动电路或者半导体装置可以是根据具体需求加工形成的，本发明实施例中的刻蚀工艺、结构层的形成工艺等均可以采用本领域技术人员已知的工艺方法，在此不对其做具体的限定。

实施例1

图1a、图1b示出了根据本发明实施例中的一些实施方式的例证性的一种 Micro-LED微显示芯片的俯视图，图2a示出了图1a中沿线A-A的例证性的一种Micro-LED微显示芯片的截面图，图2b示出了图1a中沿线B-B的例证性的一种 Micro-LED微显示芯片的截面图。

请参阅图1a和图2a，一种Micro-LED微显示芯片，采用单片集成/晶圆级的制作工艺并经切割获得，所述Micro-LED微显示芯片包括第一基板110以及形成在所述第一基板110上的 LED外延层，所述第一基板110包含驱动电路以及与所述驱动电路电连接的多个触点111，多个触点111阵列排布；所述LED外延层通过键合层160固定结合在第一基板110上，且所述 LED外延层具有阵列排布的多个LED单元100，每一触点111驱动一所述LED单元100，且相邻的LED单元100能够独立的被驱动。

于本实施案例中，所述第一基板110的表面具有第一区域和第二区域，所述第一区域至少环绕所述第二区域设置，所述第二区域具有多个凸起部112，每一所述触点111对应设置在一所述凸起部112处，至少一所述凸起部112的局部以及一所述触点111对应设置在相邻两个 LED单元100之间的区域，且位于所述LED外延层与第一区域之间的键合层160的厚度不小于所述凸起部112的高度。

于本实施案例中，多个所述触点111与多个凸起部112一一对应设置，每一所述LED单元 100对应的第二掺杂型半导体层与一凸起部112上的触点111电连接。

于本实施案例中，所述LED单元100还具有台阶结构151，该台阶结构151将相邻的两个 LED单元100电性隔离，使得每一个LED单元100能够独立的被驱动；以及，所述台阶结构 151的底部与触点111对应的区域还具有暴露所述触点111的第一刻蚀孔，每一所述LED单元 100经电极层180与一凸起部112上的触点111电连接。

以其中一个LED单元100为例，所述LED外延层包括依次叠层设置在所述第一基板110 上的第一掺杂型半导体层130、有源层140和第二掺杂型半导体层150，其中，所述第一掺杂型半导体层130经键合层160固定结合在第一基板110上，所述键合层160与所述第一掺杂型半导体层130电连接，。

于本实施案例中，所述第一基板110可以是由诸如硅、碳化硅、氮化镓、锗、砷化镓、磷化铟等半导体材料制作形成，当然，所述第一基板110也可以由诸如玻璃、塑料或蓝宝石晶片等非导电材料制成。于本实施案例中，所述第一基板110可以是CMOS背板或TFT玻璃基板等，所述驱动电路用于将电信号提供给LED单元100以控制亮度。

于本实施案例中，所述驱动电路可以包括有源矩阵驱动电路，其中，每个单独的LED单元 100都相应于独立的驱动器，于本实施案例中，驱动电路可以包括无源矩阵驱动电路，其中，多个LED单元100呈阵列分布并且连接到由驱动电路驱动的数据线和扫描线。

于本实施案例中，所述键合层160的厚度与第二掺杂型半导体层150的厚度相当，且大于等于第一基板110上凸起部112的厚度，所述键合层160的厚度大约在1μm左右，若将与触点 111对应区域的键合层160除去并暴露触点111，再以电极层180连接第二掺杂型半导体层150 和触点111时，所述第二掺杂型半导体层150与电极层180的连接区域与触点111之间的高度差与LED外延层和键合层160的总厚度相当。

于本实施案例中，所述键合层160可以是形成在第一基板110上以键合第一基板110和 LED外延层的粘合材料层，与本实施例中，所述键合层160可以仅设置在所述第一基板110表面的第一区域，或者，所述键合层160可以设置在所述第一基板110表面的第一区域和第二区域，位于第二区域的键合层160的厚度小于位于第一区域的键合层160的厚度，且位于第一区域的键合层160的厚度大于凸起部112的高度；于本实施案例中，所述键合层160的材质相同，其可以诸如金属或金属合金等导电材料，例如，所述键合层160的材质可以是Au、Sn、 In、Cu或Ti等，且不限于此。

应理解，对键合层160材质的说明仅是示例性的，而不是限制性的，本领域技术人员可以根据要求进行改变，所有这些改变都在本申请的范围内。

于本实施案例中，所述第一掺杂型半导体层130、有源层140和第二掺杂型半导体层150 依次叠设在所述键合层160上，所述键合层160设置在第一基板110上，所述LED外延层经电极层180与位于第一基板110上的触点111电连接。

于本实施案例中，所述有源层140被布置在第一掺杂型半导体层130与第二掺杂型半导体层150之间并提供光，所述有源层140是将从第一掺杂型半导体层130以及第二掺杂型半导体层150分别提供的空穴和电子重新结合并且输出特定波长的光的层，并且该有源层140可以具有单量子阱结构或多量子阱(MQW)结构以及阱层和势垒层交替层叠。

于本实施案例中，在所述第二掺杂型半导体层150上形成所述的台阶结构151，所述台阶结构151的高度不小于所述第二掺杂型半导体层150的厚度且小于或等于所述LED外延层的厚度，所述台阶结构151至少使相邻LED单元的第二掺杂型半导体层150相互隔离，即所述台阶结构151的部分沿厚度方向贯穿并隔离所述第二掺杂型半导体层150。

于本实施案例中，所述第一掺杂型半导体层130和第二掺杂型半导体层150的材质可以是 II-VI材料(诸如ZnSe或ZnO)或III-V氮化物材料(诸如GaN、AlN、InN、InGaN、GaP、AlInGaP、AlGaAs及其合金)形成的一个或多个层。

于本实施案例中，所述第一掺杂型半导体层130可以是跨多个LED单元100延伸并形成这些LED单元100的公共阳极的P型半导体层，于本实施案例中，跨LED单元延伸(即位于两个LED单元之间的部分)的第一掺杂型半导体层130可以相对的薄；所述第一掺杂型半导体层 130的厚度为0.05μm-1μm，优选为0.05μm-0.7μm，尤其优选为0.05μm-0.5μm。

于本实施案例中，所述第一掺杂型半导体层130可以是P型GaN，于本实施案例中，可以通过在GaN中掺杂镁(Mg)来形成第一掺杂型半导体层130，在另一些实施案例中，第一掺杂型半导体层130还可以是P型InGaN或P型AlInGaP等。

于本实施案例中，每个LED单元100都具有连接到驱动电路的阳极和阴极，例如，驱动电路形成在第一基板110中(图中未明确示出驱动电路)，例如，每个LED单元100都具有连接到恒压源的阳极并且具有连接到驱动电路的源极/漏极的阴极；换句话说，通过跨各个LED单元 100形成连续的第一掺杂型半导体层130，多个LED单元100可以具有由第一掺杂型半导体层 130形成的公共阳极。

于本实施案例中，所述第二掺杂型半导体层150可以是N型半导体层并且形成LED单元 100的阴极。于本实施案例中，所述第二掺杂型半导体层150可以是N型GaN、N型InGaN、N型AlInGaP等。

于本实施案例中，不同LED单元100的第二掺杂型半导体层150被电隔离，因而每个LED 单元100都可以具有与其他LED单元不同的电压电平的阴极，作为所公开的实施方式的结果，形成多个可单独工作的LED单元100，其第一掺杂型半导体层130横跨相邻的LED单元水平地延伸，并且其第二掺杂型半导体层150在相邻的LED单元之间电隔离。

于本实施案例中，所述有源层(即MQW层)140是LED外延层的有源区，于本实施案例中，所述LED外延层(第一掺杂型半导体层130、有源层140和第二掺杂型半导体层150)的厚度为0.4μm-4μm，优选为0.5μm-3μm。

需要说明的是，所述第一掺杂型半导体层130也可以是N型半导体层，相应地，当所述第一掺杂型半导体层130为N型半导体层时，所述第二掺杂型半导体层150为P型半导体层。

于本实施案例中，所述第二掺杂型半导体层150上形成台阶结构151，即所述台阶结构的部分沿厚度方向贯穿并隔离所述第二掺杂型半导体层150，所述台阶结构的台阶面作为所述 LED外延层的发光区域。

与本实施案例中，所述台阶结构的底部还设置有第一刻蚀孔，所述第一基板110上的触点 111自所述第一刻蚀孔处露出。

于本实施案例中，至少在第二掺杂型半导体层150和露出的第一掺杂型半导体层130、有源层140、键合层160的一部分上形成有钝化层170，所述钝化层170可以用于保护和隔离 LED单元100。

于本实施案例中，所述钝化层170设置在所述第二掺杂型半导体层150上，且所述钝化层 170还覆盖所述台阶结构的侧壁、第一刻蚀孔和刻蚀沟槽的表面，所述电极层180形成在钝化层170的一部分上，并且，所述钝化层170上开设有第一开口171和第二开口172，所述第一开口171暴露所述第二掺杂型半导体层150，所述第二开口172暴露所述触点111，所述电极层 180通过钝化层170上的第一开口171与第二掺杂型半导体层150电连接、通过钝化层170上的第二开口172与触点111电连接。

于本实施案例中，所述第一开口171尽可能的设置在每个LED单元100的中心区域，所述第一开口171的形状可以是圆形或正方形等，当然，所述第一开口171也可以是其他规则或不规则的图形。

于本实施案例中，所述钝化层170的材质可以是SiO

于本实施案例中，所述电极层180的材质可以为透明导电材料，例如，所述电极层180的材质包括铟锡氧化物(ITO)或氧化锌(ZnO)等导电金属氧化物，或者，所述电极层180的材质可以为Cr、Ti、Pt、Au、Al、Cu、Ge或Ni等导电金属材料。

于本实施案例中，如前所述，所述第二掺杂型半导体层150形成每个LED单元100的阴极，因此触点111通过电极层180从驱动电路向第二掺杂型半导体层150提供对每个LED单元 100的阴极的驱动电压。

图3a-图3j示出了根据本发明的一些实施方式的在制造过程期间的例证性的一种Micro- LED微显示芯片的横截面图。

请参阅图3a-图3j，本发明实施例提供的一种Micro-LED微显示芯片的制作方法，可以包括如下步骤：

1)请参阅图3a，在第二基板120上依次形成设置的第二掺杂型半导体层150、有源层 140、第一掺杂型半导体层130，所述第二掺杂型半导体层150、有源层140、第一掺杂型半导体层130形成LED外延层；以及，提供第一基板110，所述第一基板110包含驱动电路以及与所述驱动电路电连接的多个触点111；

其中，第二基板120选用适合形成LED外延层的基底材料，例如，所述第二基板120的材质可以是玻璃、塑料或蓝宝石晶片等非导电材料，但不限于此；所述第一基板110可以是由诸如硅、碳化硅、氮化镓、锗、砷化镓、磷化铟等半导体材料制作形成，当然，所述第一基板 110也可以由诸如玻璃、塑料或蓝宝石晶片等非导电材料制成，于本实施案例中，所述第一基板110可以是CMOS背板或TFT玻璃基板等，所述驱动电路用于将电信号提供给LED单元100以控制亮度；于本实施案例中，所述驱动电路可以包括有源矩阵驱动电路，其中，每个单独的LED单元100都相当于独立的驱动器，于本实施案例中，驱动电路可以包括无源矩阵驱动电路，其中，多个LED单元100呈阵列分布并且连接到由驱动电路驱动的数据线和扫描线；

在一些具体实施方式中，可以使用化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、原子层沉积(ALD)、等离子体增强CVD(PECVD)、等离子体增强ALD(PEALD)等工艺形成第二掺杂半导体层150、有源层140、第一掺杂型半导体层130；于本实施案例中，所述第一掺杂型半导体层 130和第二掺杂型半导体层150的材质可以是II-VI材料(诸如ZnSe或ZnO)或III-V氮化物材料 (诸如GaN、AlN、InN、InGaN、GaP、AlInGaP、AlGaAs及其合金)，所述第一掺杂型半导体层130可以是作为阳极的P型半导体层，于本实施案例中，所述第一掺杂型半导体层130的厚度为0.05μm-1μm，优选为0.05μm-0.7μm，尤其优选为0.05μm-0.5μm；于本实施案例中，可以通过在GaN中掺杂镁(Mg)来形成第一掺杂型半导体层130，在另一些实施案例中，第一掺杂型半导体层130还可以是P型InGaN、P型AlInGaP等；于本实施案例中，所述第二掺杂型半导体层150可以是N型半导体层，并且所述第二掺杂型半导体层150作为每个LED单元100的阴极；于本实施案例中，所述第二掺杂型半导体层150可以是N型GaN、N型InGaN、N型AlInGaP等；于本实施案例中，所述有源层(即MQW层)140是LED外延层的有源区，于本实施案例中，所述LED外延层(第一掺杂型半导体层130、MQW层140和第二掺杂型半导体层150)的厚度为0.4μm-4μm，优选为0.5μm-3μm；当然，所述第一掺杂型半导体层130也可以是N型半导体层，相应地，当所述第一掺杂型半导体层130为N型半导体层时，所述第二掺杂型半导体层150为P型半导体层；

2)请参阅图3b，对所述第一基板110表面的第一区域进行减薄处理，以在所述第一基板表面具有触点111的第二区域形成与第一区域具有高度差的凸起部112；所述的减薄处理可以采用刻蚀、研磨或者其他本领域技术人员已知的工艺实现；

3)请参阅图3c和图3d，在第一掺杂型半导体层130和/或第一基板110上形成键合层 160，并通过键合层160使所述第一基板110与第一掺杂型半导体层130键合，且使位于所述第一掺杂型半导体层130和第一基板110的第一区域之间的键合层160的厚度大于等于凸起部 112的高度，位于第一掺杂型半导体层130和第一基板110的第二区域之间的键合层160的厚度小于位于第一掺杂型半导体层130和第一基板110的第一区域之间的键合层160的厚度；

其中，所述键合层160可以是形成在第一基板110和第一掺杂型半导体层130之间以键合第一基板110和LED单元100的导电粘合材料层，于本实施案例中，所述键合层160的材质是导电材料，诸如金属或金属合金等，例如，所述键合层160的材质可以是Au、Sn、In、Cu或 Ti等；应理解，对键合层160材质的描述仅是示例性的，而不是限制性的，本领域技术人员可以根据要求进行改变，所有这些改变都在本申请的范围内；

3)请参阅图3e，除去所述第二基板120，除去第二基板120的方法可以是采用直接剥离或者其他本领域技术人员已知的方式实现；当然，在除去第二基板120之后还可以在第二掺杂型半导体层150上执行减薄操作以去除第二掺杂型半导体层150的一部分；在一些实施方式中，减薄操作可以包括干法刻蚀或湿法刻蚀操作，在一些实施方式中，减薄操作还可以包括化学机械抛光(CMP)操作等；

4)请参阅图3f，可以采用刻蚀等方式至少除去位于预定区域的第二掺杂型半导体层150，从而形成台阶结构151，所述台阶结构151将所述第二掺杂型半导体层150分隔形成多个LED 台面，每一LED台面对应一LED单元；其中，所述台阶结构151的高度不小于所述第二掺杂型半导体层150的厚度而小于或等于所述LED外延层厚度，所述台阶结构151至少使相邻LED 单元的第二掺杂型半导体层150相互隔离，其中，所述台阶结构151的台阶面作为所述LED外延层的发光区域；

可以理解为，所述台阶结构151沿厚度方向贯穿所述第二掺杂型半导体层150，从而实现对第二掺杂型半导体层150的隔离；或者，所述台阶结构151的部分沿厚度方向贯穿所述第二掺杂型半导体层150和有源层140，或者，所述台阶结构151的部分沿厚度方向贯穿所述第二掺杂型半导体层150、有源层140和第一掺杂型半导体层130；

于本实施案例中，包括第一掺杂型半导体层130、有源层140和第二掺杂型半导体层150 的LED外延层的厚度可以在大约0.3μm至大约5μm之间，在一些其他实施方式中，包括第一掺杂型半导体层130、有源层140和第二掺杂型半导体层150的LED外延层的厚度可以在大约 0.4μm至大约4μm之间，在一些替选实施方式中，包括第一掺杂型半导体层130、有源层140 和第二掺杂型半导体层150的LED外延层的厚度可以在大约0.5μm至大约3μm之间；

5)请参阅图3g，采用刻蚀等方式除去台阶结构底部与触点111对应区域余留的LED外延层和至少部分键合层160，以形成暴露所述触点111的第一刻蚀孔101；于本实施案例中，覆盖在第一基板的凸起部112上的键合层160的厚度更薄，因此，刻蚀除去部分键合层以暴露触点时的刻蚀深度更小、刻蚀的过程更快，对器件的刻蚀损伤更小；

6)请参阅图3h和图3i，在形成的器件外延结构单元表面形成钝化层170，并对在钝化层 170上加工形成第一开口171和第二开口172，以使所述第二掺杂型半导体层150的一部分自所述第一开口171处露出，所述触点111自所述第二开口172处露出；需要说明的是，在具体实施时，可以先在形成的器件外延结构单元表面形成钝化层170，再采用刻蚀的方式加工形成所述的第一开口171和第二开口172，当然，还可以采用选区外延的方式形成具有第一开口171 和第二开口172的钝化层；

于本实施案例中，所述钝化层170的材质可以是SiO

7)请参阅图3i，在所述钝化层170上形成透明电极层180，且使所述透明电极层180分别自第一开口171、第二开口172处与所述第二掺杂型半导体层150、触点111电连接，所述第一基板110上的驱动电路可以通过透明电极层180控制第二掺杂型半导体层150的电压和电流；于本实施案例中，所述透明电极层180与除第二掺杂型半导体层150之外的其他结构层经钝化层电性隔离；

于本实施案例中，所述电极层180形成在钝化层170的一部分上，于本实施案例中，所述电极层180的材质可以为铟锡氧化物(ITO)、Cr、Ti、Pt、Au、Al、Cu、Ge或Ni等导电材料。

本发明实施例提供的一种Micro-LED微显示芯片中刻蚀开孔的深度更浅、曝光深度更低，对钝化层进行开孔的工艺更容易控制，后续形成的电极层的平整度更好，在对应触点处的电极层的起伏更小。

实施例2

图2c示出了本发明实施例中一具体实施方式中例证性的一种Micro-LED微显示芯片的截面图，一种Micro-LED微显示芯片，包括第一基板110以及形成在所述第一基板110上的LED 外延层，所述第一基板110包含驱动电路以及与所述驱动电路电连接的多个触点111，所述 LED外延层通过键合层160固定结合在第一基板110上，且所述LED外延层被分隔为呈阵列排布的多个LED单元100，每一触点111驱动一所述LED单元100，且相邻的LED单元100能够独立的被驱动。

于本实施案例中，所述第一基板110的表面具有第一区域和第二区域，所述第一区域至少环绕所述第二区域设置，所述第二区域具有多个凸起部112，每一所述触点111对应设置在一所述凸起部112处，至少一所述凸起部112的局部以及一所述触点111对应设置在相邻两个 LED单元100之间的区域，且位于所述LED外延层与第一区域之间的键合层160的厚度不小于所述凸起部112的高度。

于本实施案例中，相邻的两个LED单元100之间设置有隔离材料层190，相邻的两个LED 单元100经所述隔离材料层190被电性隔离，使得每一LED单元100能够独立的被驱动，所述隔离材料层190至少对应设置在所述凸起部112的上方，且所述隔离材料层191与触点111对应的区域具有暴露所述触点的第二刻蚀孔，所述LED单元100还经电极层180与所述第一基板 110上的触点111电连接。

以其中一个LED单元100为例，所述LED外延层包括依次叠层设置在所述第一基板110 上的第一掺杂型半导体层130、有源层140和第二掺杂型半导体层150。

于本实施案例中，所述第二掺杂型半导体层150和露出的第一掺杂型半导体层130、有源层140、隔离材料层190的一部分上形成有钝化层170，所述钝化层170可以用于保护和隔离 LED单元100，所述钝化层170上对应暴露触点111的第二刻蚀孔的区域开设有第二开口172、对应第二掺杂型半导体层150的区域开设有第一开口171，所述电极层180形成在钝化层170 的一部分上，并且，电极层180通过钝化层170上的第一开口171与第二掺杂型半导体层150 电连接、通过钝化层170上的第二开口172与触点111电连接。

于本实施案例中，所述第一开口171优选设置在每个LED单元100的中心区域，所述第一开口171的形状可以是圆形或正方形等，当然，所述第一开口171也可以是其他规则或不规则的图形。

于本实施案例中，所述隔离材料层190至少设置在所述第二掺杂型半导体层150内，且所述隔离材料层190的厚度不小于所述第二掺杂型半导体层150的厚度，所述隔离材料层190至少使相邻LED单元100的第二掺杂型半导体层150电性隔离。

于本实施案例中，所述隔离材料层190可以形成在第二掺杂型半导体层150中，其深度不足以穿透有源层140，每个LED单元所包含的有源层140、第一掺杂型半导体层130和键合层 160可以水平延伸到相邻的LED单元，或者，所述隔离材料层190可以连续形成在第二掺杂型半导体层150、有源层140中，或者，所述隔离材料层190可以连续形成在第二掺杂型半导体层150、有源层140、第一掺杂型半导体层130中。

于本实施案例中，所述隔离材料层190具有电绝缘的物理特性，所述隔离材料层190的材质包括离子注入材料，所述离子注入材料包括氢、氦、氮、氧、氟、镁、硅和氩中的任意一种或两种以上的组合。

本实施例中第一掺杂型半导体层130、有源层140、第二掺杂型半导体层150、键合层 160、钝化层170和电极层180的材质以及结构等可以与实施例1中的基本一致，在此不再赘述。

图4a-图4d示出了根据本发明的一些实施方式的在制造过程期间的例证性的一种Micro- LED微显示芯片的横截面图，需要说明的是，图4a-图4d仅仅示出了将包含第一掺杂型半导体层130、有源层140、第二掺杂型半导体层150的LED外延层由第二基板120转移至第一基板 110上之后的制造过程。

请参阅图4a-图4d，本发明实施例提供的一种Micro-LED微显示芯片的制作方法，其制作过程与实施例1基本一致，因此，本实施例仅仅介绍与实施例1的不同之处，其余相同或相近的工艺步骤以及对其中各个外延结构层的材料、结构的限定，在此不作赘述；所述的制作方法可以包括如下步骤：

4)请参阅图4a，采用离子注入等方式在所述第二掺杂型半导体层150中与第一基板110 上的凸起部112对应的区域形成隔离材料层190，所述隔离材料层190的厚度不小于所述第二掺杂型半导体层150的厚度，并且作为离子注入的结果，所述第二掺杂型半导体层150被隔离材料层190分隔为多个LED台面，每一LED台面对应一LED单元；

在本实施案例中，可以通过在第二掺杂类型半导体层150中注入H、He、N、O、F、Mg、Si、Ar中的任意一种离子或两种以上离子的组合来形成隔离材料层190，在本实施案例中，所述隔离材料层190具有电绝缘的物理特性，通过在第二掺杂型半导体层150的指定区域中注入离子，可以将该指定区域中的第二掺杂型半导体层150的材料转变为隔离材料层190。

在本实施案例中，可以以大约10keV至大约300keV之间的离子注入功率来形成所述的隔离材料层190，在一些实施方式中，可以以大约15keV至大约250keV之间的离子注入功率来形成所述的隔离材料层190，在一些实施方式中，可以以大约20keV至大约200keV之间的离子注入功率来形成所述的隔离材料层190。

在本实施案例中，可以控制离子注入的深度，使得形成的隔离材料层190沿厚度方向贯穿第二掺杂类型半导体层150，当然，也可以使得形成的隔离材料层190沿厚度方向贯穿所述第二掺杂类型半导体层150和有源层140内，当然，也可以使得形成的隔离材料层190沿厚度方向贯穿所述第二掺杂类型半导体层150、有源层140、第一掺杂类型半导体层150，应理解，图 4a中所示的隔离材料层190的位置、形状及深度仅是说明性的而不是限制性的，并且本领域技术人员可以根据具体实施方式进行改变，所有这些均在本发明的范围内。

5)请参阅图4b，采用刻蚀等方式在所述隔离材料层190对应触点111的区域形成暴露所述触点的第二刻蚀孔102，所述第二刻蚀孔102沿厚度方向连续贯穿所述隔离材料层191、有源层140、第一掺杂型半导体层130和键合层160，需要说明的是，所述隔离材料层190与第一基板110的凸起部112之间的键合层的厚度小于LED外延层与第一基板110的第一区域之间键合层的厚度；

6)请参阅图4c和图4d，在形成的器件外延结构单元表面形成钝化层170，并对在钝化层 170上加工形成第一开口171和第二开口172，以使所述第二掺杂型半导体层150的一部分自所述第一开口171处露出，所述触点111自所述第二开口172处露出；

7)请参阅图4e，在所述钝化层170上形成透明电极层180，且使所述透明电极层180分别自第一开口171、第二开口172处与所述第二掺杂型半导体层150、触点111电连接。

本发明实施例提供的一种Micro-LED微显示芯片，基板上的触点设置在基板的凸起部上，使得在以键合层结合LED外延层和基板时，位于LED外延层和基板的凸起部之间的键合层的厚度小于LED外延层和基板其余区域的键合层厚度，在将LED单元与触点进行电连接时，需刻蚀除去的键合层更薄，进而降低了工艺难度，以及，将刻蚀过程对器件的损伤降低至最小。

应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。