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CN113921556A - 一种micro LED器件及其制造方法 - Google Patents

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CN113921556A
CN113921556A CN202111182861.2A CN202111182861A CN113921556A CN 113921556 A CN113921556 A CN 113921556A CN 202111182861 A CN202111182861 A CN 202111182861A CN 113921556 A CN113921556 A CN 113921556A
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CN
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layer
anode
type semiconductor
epitaxial
micro led
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CN202111182861.2A
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王仕伟
任清江
张金金
王赛文
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Semiconductor Integrated Display Technology Co Ltd
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Semiconductor Integrated Display Technology Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种应用于显示技术领域的micro LED器件，本发明还涉及一种micro LED器件制造方法，所述的micro LED器件包括晶圆(8)，晶圆(8)包含CMOS驱动电路和通孔(9)，所述的晶圆(8)表面布置第一阳极层(10)，第一阳极层(10)上表面布置发光单元(11)，发光单元(11)为LED发光单元构成，且发光单元(11)由下到上依次为衬底(1)、N型半导体层(201)、MQW层(202)、P型半导体层(203)，所述的N型半导体层(201)、MQW层(202)、P型半导体层(203)设置为能够形成顶层窄、底层宽的结构，本发明所述的micro LED器件(micro LED微显示发光器件)及其制造方法，能够有效提高micro LED显示器件的外量子效率，同时满足高像素密度，提高像素，从而全面提升产品性能。

Description

一种micro LED器件及其制造方法
技术领域
本发明属于显示技术领域，更具体地说，是涉及一种micro LED器件，本发明还涉及一种micro LED器件制造方法。
背景技术
微发光二极管(Micro LED)是新一代的显示技术，具有自发光的显示特性，相较于现有技术的有机发光二极管(Organic Light-EmittingDiode，OLED)技术，MicroLED显示装置具有亮度更高、发光效率更好、功耗更低的优点。Micro LED显示装置的显示原理是将LED结构设计进行薄膜化、微小化、阵列化，其尺寸仅在1～10um等级左右；然后通过单片集成或巨量转移等方法形成显示器。但是由于形成LED器件的材料GaN的折射率较高，使得量子阱内生成的光子发射到空气中存在困难，因此导致LED器件的外量子效率较低，所以如何提高MicroLED显示装置的外量子效率的技术问题便成为本领域亟待解决的技术问题：同时，伴随微显示、AR、VR等技术的发展，需要更小尺寸的显示器件像素，以提高像素密度。但是，倒装LED器件结构P、N电极位于量子阱的同侧，会占用更大的面积。所以，难以满足高像素密度的要求。
由于垂直LED器件结构芯片的上下两侧需要设置P电极、N电极分别对P型半导体及N型半导体提供驱动电流，并且正装及倒装LED结构中为提高外量子效率所采用的DBR镜层材料导电性较差，所以无法直接在芯片的一侧采用DBR镜层结构进行外量子效率的提升；另外，中国专利CN 101937967 B中所提出的技术方案：提供一反射衬底，位于所述反射衬底上的发光二极管管芯，其中，所述反射衬底朝向发光二极管管芯的一侧形成有一个以上的截顶锥形反射凹坑，发光二极管发出的光在截顶锥形反射凹坑的侧壁上会发生反射，反射后的光可到达发光二极管的出光面，而提高了发光二极管的出光率；中国专利CN 110462833B中采用增加被动准直光学器件对不同方向的光进行准直处理。但是，在上述结构中：由于发光二极管与凹坑之间的存在空隙，导致单位面积内发光二极管有源区在凹坑所占面积的占比较低，当像素尺寸较小时(如0.5um)，则发光二极管有源区面积更小，无法在有限空间内充分利用发光二极管的面积的占比以提高显示亮度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种结构简单，能够有效提高micro LED显示器件的外量子效率，同时满足高像素密度，提高像素，从而全面提升产品性能的micro LED器件。
要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：
本发明为一种micro LED器件，所述的micro LED器件包括CMOS晶圆衬底8，CMOS晶圆衬底8包含CMOS驱动电路和通孔9，所述的CMOS晶圆衬底8表面布置第二阳极层10，第二阳极层10上表面布置发光单元，发光单元为LED外延功能层2，外延功能层2由下到上依次为P型半导体层203、MQW层202、N型半导体层201，所述的N型半导体层201、MQW层202、P型半导体层203设置为能够形成顶层窄、底层宽的结构。
所述的N型半导体层201、MQW层202、P型半导体层203的形状为抛物面结构或倒梯形结构，所述的外延功能层2构成抛物面结构时，复合发光区域MQW层202位于抛物面的焦点所在平面处，所述的发光单元外侧依次形成绝缘钝化层5、反射层6。
所述的第二阳极层10为在CMOS晶圆衬底8表面沉积金属Au形成的结构，第二阳极层10位置形成第二阳极1001，第二阳极1001设置为通过光刻工艺在第二阳极层10上的通孔9位置形成的结构。
所述的外延功能层2上表面还设置第一阳极层4，第一阳极层4设置为在外延功能层2的上表面，是沉积金属Cr/Al/Cr/Pt/Au形成的结构。
所述的第一阳极层4形成第一阳极401时，第一阳极401设置为通过光刻加刻蚀工艺使得第一阳极层4与外延功能层2共同构成倒梯形结构或抛物面结构，其中第第一阳极层4隔离后形成第一阳极401。
本发明还涉及一种micro LED器件的制造方法，所述的micro LED器件的制造方法的制造步骤为：
S1.提供包含CMOS驱动电路的CMOS晶圆衬底8，CMOS晶圆衬底8包含通孔9；
S2.对CMOS晶圆衬底8的表面进行清洁处理后，沉积金属Au形成第二阳极层10；通过光刻工艺在通孔9位置形成第二阳极1001；
S3.提供LED外延片，所述的LED外延片由下向上依次为衬底1、N型半导体层201、MQW层202、P型半导体层203；
S4.当外延功能层2设置为倒梯形结构时，在外延功能层2表面进行清洁后，在表面沉积金属SiO2/TiO2形成的DBR反射镜层3，通过光刻、刻蚀等工艺形成反射镜301，在反射镜301之间的凹槽中沉积形成第一阳极401；再通过采用光刻加刻蚀工艺使得反射镜301与外延功能层2形成梯形结构。
S5.当外延功能层2设置为抛物面结构时，对外延功能层2表面进行清洁后，在表面沉积金属Cr/Al/Cr/Pt/Au，形成第一阳极层4；采用光刻加刻蚀工艺使得第一阳极层4与外延功能层2共同构成抛物面结构，其中第一阳极层4隔离后形成第一阳极401。
形成第一阳极层401后，采用CVD、光刻、刻蚀工艺在发光单元表面沉积SiO2形成绝缘钝化层5，绝缘钝化层5位于外延功能层2与第一阳极401或延功能层2与反射镜301侧面；采用光学镀膜、光刻、刻蚀工艺在外延功能层2表面沉积反射层6，反射层6位于绝缘钝化层5的外侧。
所述的反射层6形成后，采用旋涂工艺对反射层6之间的光阻进行填充平坦化后进行固化；然后再将CMOS晶圆衬底8上的第一阳极与外延功能层2上的第二阳极进行对接对位。
在300℃下施加压力使得第一阳极的电极与第二阳极的电极发生键合反应；采用激光作用于N型半导体层201的工艺或CMP工艺或化学蚀刻工艺将衬底1进行剥离去除；采用溅射工艺在所有外延功能层2的N型半导体层201表面以及平坦化光阻表面形成透明导电共阴极ITO11。
采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：
本发明所述的micro LED器件及其制造方法，采用利用外延结构的倒梯形、且反射阳极+镜层结构构成的外延层底层结构提高外量子效率；利用LED结构中P型半导体、MQW、N型半导体形成顶层窄、底层宽的形状，外侧设置反射镜层提高器件的外量子效率；因此，通过用ITO+Al层的第一阳极结构，同外延层共同构成完成的抛物面结构进一步提高对MQW产生光子的提出的外量子效率。本发明所述的micro LED器件及其制造方法，结构简单，能够有效提高micro LED显示器件的外量子效率，同时满足高像素密度，提高像素，从而全面提升产品性能。
附图说明
下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：
图1为已沉积反射镜层的外延晶圆截面图；
图2为对反射镜层图案化后的外延晶圆截面示意图；
图3为形成第一阳极后的外延晶圆截面示意图；
图4为沉积钝化层后的外延晶圆截面示意图；
图5为沉积反射层后外延晶圆截面示意图；
图6为采用填充层填平后的外延晶圆截面示意图；
图7为图5中A处方大图；
图8为图6中B处放大图；
图9为含CMOS驱动电路晶圆截面示意图；
图10为沉积第一阳极层后的驱动电路晶圆截面图；
图11为第一阳极图案化且填充填充层后的驱动电路晶圆截面图；
图12为外延晶圆与驱动电路晶圆键合后截面示意图；
图13为衬底剥离后截面图；
图14为沉积共阴极后截面示意图；
图15为外延晶圆详细结构截面图；
图16为沉积第一阳极层后的外延晶圆截面图；
图17为形成抛物面的外延晶圆截面图；
图18为分别沉积钝化层与反射层后的外延晶圆；
图19为填充层填充后的截面图；
图20为外延晶圆与驱动电路晶圆键合后截面示意图；
图21为衬底剥离后截面示意图；
图22为共阴极沉积完截面示意图；
图23为图22中C处方大后截面示意图；
附图中标记分别为：1、外延衬底(衬底)；2.外延功能层；201、N型半导体层；202、MQW层；203、P型半导体层；3.反射镜层；301、反射镜；4、第一阳极层；401、第一阳极；5、钝化层；6、反射层；；601、绝缘钝化层；7、填充层；701、DBR镜层；8、CMOS晶圆衬底(晶圆)；9、通孔；10、第二电极层；1001、第二电极；11、共阴极。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：
如附图1-23所示，本发明为一种micro LED器件，所述的micro LED器件包括CMOS晶圆衬底8，CMOS晶圆衬底8包含CMOS驱动电路和通孔9，所述的CMOS晶圆衬底8表面布置第二阳极层10，第二阳极层10上表面布置发光单元，发光单元为LED外延功能层2，外延功能层2由下到上依次为P型半导体层203、MQW层202、N型半导体层201，所述的N型半导体层201、MQW层202、P型半导体层203设置为能够形成顶层窄、底层宽的结构。现有技术中无法采用传统正装或倒装发光二极管的DBR镜层结构以提高micro LED显示器件的外量子效率；利用锥形反射凹坑进行外量子效率提高的方式牺牲了部分发光二极管的有效发光面积，导致在micro LED显示器件像素较小时，亮度无法有效提高的技术问题。针对现有技术中的技术问题，提出全新的技术方案，从而解决现有技术中的问题，提升产品性能：本发明采用利用外延结构的倒梯形、且反射阳极+镜层结构构成的外延层底层结构提高外量子效率；利用LED结构中P型半导体、MQW、N型半导体形成顶层窄、底层宽的形状，外侧设置反射镜层提高器件的外量子效率；因此，通过用ITO+Al层的第一阳极结构，同外延层共同构成完成的抛物面结构进一步提高对MQW产生光子的提出的外量子效率。本发明所述的micro LED器件，结构简单，能够有效提高micro LED显示器件的外量子效率，同时满足高像素密度，提高像素，从而全面提升产品性能。
所述的N型半导体层201、MQW层202、P型半导体层203的形状为抛物面结构或倒梯形结构，所述的外延功能层2构成抛物面结构时，复合发光区域MQW层202位于抛物面的焦点所在平面处，所述的发光单元外侧依次形成绝缘钝化层5、反射层6。
所述的第二阳极层10为在CMOS晶圆衬底8表面沉积金属Au形成的结构，第二阳极层10位置形成第二阳极1001，第二阳极1001设置为通过光刻工艺在第二阳极层10上的通孔9位置形成的结构。
所述的外延功能层2上表面还设置第一阳极层4，第一阳极层4设置为在外延功能层2的上表面，是沉积金属Cr/Al/Cr/Pt/Au形成的结构。
所述的第一阳极层4形成第一阳极401时，第一阳极401设置为通过光刻加刻蚀工艺使得第一阳极层4与外延功能层2共同构成倒梯形结构或抛物面结构，其中第第一阳极层4隔离后形成第一阳极401。
本发明还涉及一种micro LED器件的制造方法，所述的micro LED器件的制造方法的制造步骤为：
S1.提供包含CMOS驱动电路的CMOS晶圆衬底8，CMOS晶圆衬底8包含通孔9；
S2.对CMOS晶圆衬底8的表面进行清洁处理后，沉积金属Au形成第二阳极层10；通过光刻工艺在通孔9位置形成第二阳极1001；
S3.提供LED外延片，所述的LED外延片由下向上依次为衬底1、N型半导体层201、MQW层202、P型半导体层203；
S4.当外延功能层2设置为倒梯形结构时，在外延功能层2表面进行清洁后，在表面沉积金属SiO2/TiO2形成的DBR反射镜层3，通过光刻、刻蚀等工艺形成反射镜301，在反射镜301之间的凹槽中沉积形成第一阳极401；再通过采用光刻加刻蚀工艺使得反射镜301与外延功能层2形成梯形结构。
S5.当外延功能层2设置为抛物面结构时，对外延功能层2表面进行清洁后，在表面沉积金属Cr/Al/Cr/Pt/Au，形成第一阳极层4；采用光刻加刻蚀工艺使得第一阳极层4与外延功能层2共同构成抛物面结构，其中第一阳极层4隔离后形成第一阳极401。
形成第一阳极层401后，采用CVD、光刻、刻蚀工艺在发光单元表面沉积SiO2形成绝缘钝化层5，绝缘钝化层5位于外延功能层2与第一阳极401或延功能层2与反射镜301侧面；采用光学镀膜、光刻、刻蚀工艺在外延功能层2表面沉积反射层6，反射层6位于绝缘钝化层5的外侧。
所述的反射层6形成后，采用旋涂工艺对反射层6之间的光阻进行填充平坦化后进行固化；然后再将CMOS晶圆衬底8上的第一阳极与外延功能层2上的第二阳极进行对接对位。
在300℃下施加压力使得第一阳极的电极与第二阳极的电极发生键合反应；采用激光作用于N型半导体层201的工艺或CMP工艺或化学蚀刻工艺将衬底1进行剥离去除；采用溅射工艺在所有外延功能层2的N型半导体层201表面以及平坦化光阻表面形成透明导电共阴极ITO11。
本发明所述的micro LED器件，实施例1：
如图22所示，一种高亮micro LED微显示发光器件。包括含CMOS驱动连接电极的晶圆8，晶圆表面的像素阳极，位于像素阳极上表面的发光单元，其中发光单元为LED，由下到上依次为衬底1、N型半导体层201、MQW层202、P型半导体层203，所述的N型半导体层201、MQW层202、P型半导体层203设置为能够形成顶层窄、底层宽的结构，尤其是倒梯形结构或抛物面结构。若发光单元的外围构成抛物面结构时，复合发光区域的MQW层位于抛物面的焦点所在平面处，在发光单元外侧依次形成绝缘钝化层、反射镜层。
进一步的，所述的第一阳极层为以下材料组成：ITO、Cr、Al、Ni、Pt、Au、Cu等金属中的一种或多种，也可以由各种材料组成的多层结构；更进一步的，所述的第一阳极层为ITO/Cr/Al/Cr/Pt/Au；ITO/Cr/Pt/Au；ITO/Al；ITO/Al/Au等结构进一步的，所述的绝缘钝化层是由透明而不导电的材料制成，如SiO、SiN或其组合物；进一步的，所述DBR镜层(反射镜层)为具有高反射性金属形成，如金属Al、Ag或DBR、ODR以及DBR/ODR；进一步的，若反射镜层的材料为性材料则在反射镜层与像素阳极之间沉积一层绝缘钝化层；进一步的，两个发光单元之间填充绝缘钝化层，其高度与发光单元高度齐平，然后在所有发光单元的N型半导体层表面以及绝缘钝化层表面形成透明导电共阴极，在各发光单元之间区域形成阴极连接电极。
一种高亮micro LED器件的制造方法，包括以下步骤：
S1，提供一包含CMOS驱动电路的晶圆8，其包含通孔9；
S2，对晶圆8表面进行清洁处理后，沉积600nm金属Au形成第一阳极层；
S3，通过光刻工艺在通孔9位置形成第一阳极；
S4，提供一发光单元(LED外延片)，所述的LED外延片由下向上依次为衬底、N型半导体层、MQW层、P型半导体层；
S5，对LED外延片表面进行清洁后，在表面沉积金属Cr/Al/Cr/Pt/Au，厚度分别为5nm/100nm/5nm/20nm/500nm，形成第二阳极层；
S6，采用光刻加刻蚀工艺使得第二阳极层与外延层共同构成抛物面结构，其中第二阳极层隔离后形成第二阳极；
S7，采用CVD、光刻、刻蚀等工艺在经过S6步骤后的外延片表面沉积300nm厚的SiO2绝缘钝化层601,所述绝缘钝化层位于外延层与第二阳极侧面；
S8，采用光学镀膜、光刻、刻蚀工艺在经过S7步骤后的外延片表面沉积900nm的DBR镜层701,所述DBR镜层位于绝缘钝化层601的外侧；
S9，采用旋涂工艺将DBR镜层701之间采用光阻进行填充平坦化后进行固化；
S10，将硅晶圆8上的第一阳极与LED外延片上的第二阳极进行对接对位；
S11，在300℃下施加250KN压力使得第一阳极电极与第二阳极电极发生键合反应；
S12，采用激光作用于N型半导体的方法或CMP工艺或化学蚀刻方法将衬底1进行剥离去除；
S13，采用溅射工艺在所有发光单元的N型半导体层表面以及平坦化光阻表面形成1000nm透明导电共阴极ITO。
本发明所述的micro LED器件，实施例2：
如图22所示，一种高亮micro LED微显示发光器件。包括含CMOS驱动连接电极的晶圆8，晶圆表面的像素阳极，位于像素阳极上表面的发光单元，其中发光单元为LED，由下到上依次为衬底1、N型半导体层201、MQW层202、P型半导体层203，所述的N型半导体层201、MQW层202、P型半导体层203设置为能够形成顶层窄、底层宽的结构，尤其是倒梯形结构或抛物面结构。若LED发光单元的外围构成抛物面结构时，复合发光区域MQW层位于抛物面的焦点所在平面处，在发光单元外侧依次形成绝缘钝化层、反射镜层。
进一步的，所述阳极结构为以下材料组成ITO、Cr、Al、Ni、Pt、Au、Cu等金属中的一种或多种，也可以由各种材料组成的多层结构；更进一步的，第一阳极层为ITO/Cr/Al/Cr/Pt/Au；ITO/Cr/Pt/Au；ITO/Al；ITO/Al/Au等结构；进一步的，所述绝缘钝化层是由透明而不导电的材料制成，如SiO、SiN或其组合物；进一步的，所述反射镜层为具有高反射性金属形成，如金属Al、Ag或DBR、ODR以及DBR/ODR；进一步的，若反射镜层的材料为性材料则在反射镜层与像素阳极之间沉积一层绝缘钝化层；进一步的，两个发光单元之间填充绝缘钝化层，其高度与发光单元高度齐平，然后在AA区的所有发光单元的N型半导体层表面以及绝缘钝化层表面形成透明导电共阴极，在各发光单元之间区域形成阴极连接电极。
一种高亮micro LED器件制造方法，包括以下步骤：
S1，提供一包含CMOS驱动电路的硅晶圆8，其包含通孔9；
S2，对硅晶圆8的表面进行清洁处理后沉积600nm金属Au形成第一阳极层；
S3，通过光刻工艺在通孔9位置形成第一阳极；
S4，提供一LED外延片，所述LED外延片由下向上依次为衬底1，N型半导体层、MQW层、P型半导体层；
S5，对LED外延片表面进行清洁后在表面沉积金属300nm ITO；
S6，采用光刻加刻蚀工艺使得ITO与外延层共同构成抛物面结构；
S7，在ITO层表面沉积1000nmAl层；
S8，采用CMP工艺将Al层进行减薄300nm形成300nmITO+700nmAl共1um的第一阳极(采用ITO+Al层的第一阳极结构，一方面，同外延层共同构成完成的抛物面结构进一步提高对MQW产生光子的提出的外量子效率；另一方面，Al层远离外延层一面经过CMP工艺后更方面后续同硅晶圆的键合)；
S9，采用CVD、光刻、刻蚀等工艺在经过S6步骤后的外延片表面沉积300nm厚的SiO2绝缘钝化层601,所述绝缘钝化层位于外延层与第二阳极侧面；
S10，采用光学镀膜、光刻、刻蚀工艺在经过S7步骤后的外延片表面沉积900nm的DBR镜层701,所述DBR镜层位于绝缘钝化层601的外侧；
S11，采用旋涂工艺将DBR镜层701之间采用光阻进行填充平坦化后进行固化；
S12，将硅晶圆8上的第一阳极与LED外延片上的第二阳极进行对接对位；
S13，在300℃下施加250KN压力使得第一阳极电极与第二阳极电极发生键合反应；
S14，采用激光作用于N型半导体的方法或CMP工艺或化学蚀刻方法将衬底1进行剥离去除；
S15，采用溅射工艺在AA区的所有发光单元的N型半导体层表面以及平坦化光阻表面形成1000nm透明导电共阴极ITO。
本发明所述的micro LED器件，实施例3：
如图22所示，一种高亮micro LED微显示发光器件。包括含CMOS驱动连接电极的晶圆8，晶圆表面的像素阳极，以及阳极两侧的DBR镜层，位于像素阳极上表面的发光单元，其中发光单元为LED，所述发光单元LED的具体结构由下到上依次为衬底1、N型半导体层201、MQW层202、P型半导体层203，所述的N型半导体层201、MQW层202、P型半导体层203设置为能够形成顶层窄、底层宽的结构，尤其是倒梯形结构或抛物面结构。进一步的，第一阳极层为以下材料组成：ITO、Cr、Al、Ni、Pt、Au、Cu金属中的一种或多种，也可以由各种材料组成的多层结构；更进一步的，第一阳极层为ITO/Cr/Al/Cr/Pt/Au；ITO/Cr/Pt/Au；ITO/Al；ITO/Al/Au等结构；进一步的，所述绝缘钝化层是由透明而不导电的材料制成，如SiO、SiN或其组合物；进一步的，所述反射镜层为具有高反射性金属形成，如金属Al、Ag或DBR、ODR以及DBR/ODR；进一步的，若反射镜层的材料为性材料则在反射镜层与像素阳极之间沉积一层绝缘钝化层；
进一步的，两个发光单元之间填充绝缘钝化层，其高度与发光单元高度齐平，然后在所有发光单元的N型半导体层表面以及绝缘钝化层表面形成透明导电共阴极，在各发光单元之间区域形成阴极连接电极。
一种高亮micro LED器件制造方法，包括以下步骤：
S1，提供一包含CMOS驱动电路的硅晶圆8，其包含通孔9。
S2，对硅晶圆8的表面进行清洁处理后沉积700nm金属Cu形成第一阳极层；
S3，通过光刻工艺在通孔9位置形成第一阳极；
S4，提供一LED外延片，所述LED外延片由下向上依次为衬底1，N型半导体层、MQW层、P型半导体层；
S5，对LED外延片表面进行清洁后在表面沉积金属1100nm的DBR镜层；
S6，通过光刻及刻蚀的方法在LED外延片对应硅晶圆通孔处进行刻蚀开孔；
S7，在开孔位置处依次沉积Cr/Al/Cr/Pt/Au,厚度分别为5nm/100nm/5nm/20nm/500nm,形成第二阳极层；
S8，采用光刻加刻蚀工艺使得第二阳极层两侧DBR中间位置刻蚀成“V”形隔离沟道；
S9，采用CVD、光刻、刻蚀等工艺在经过S6步骤后的隔离沟道表面沉积450nm厚的SiO2绝缘钝化层601；
S10，在绝缘钝化层601表面沉积280nm后Al层做为反射镜层；
S11，采用旋涂工艺在镜层701之间的隔离沟道采用光阻进行填充平坦化后进行固化；
S12，将硅晶圆8上的第一阳极与LED外延片上的第二阳极进行对接对位；
S13，在350°高温下施加230KN压力使得第一阳极电极与第二阳极电极发生键合反应；
S14，采用激光作用于N型半导体的方法或CMP工艺或化学蚀刻方法将衬底1进行剥离去除；
S15，采用溅射工艺在AA区的所有发光单元的N型半导体层表面以及平坦化光阻表面形成1000nm透明导电共阴极ITO。
本发明所述的micro LED器件(micro LED微显示发光器件)及其制造方法，采用利用外延结构的倒梯形、且反射阳极+镜层结构构成的外延层底层结构提高外量子效率；利用LED结构中P型半导体、MQW、N型半导体形成顶层窄、底层宽的形状，外侧设置反射镜层提高器件的外量子效率；因此，通过用ITO+Al层的第一阳极结构，同外延层共同构成完成的抛物面结构进一步提高对MQW产生光子的提出的外量子效率。本发明所述的micro LED器件(micro LED微显示发光器件)及其制造方法，结构简单，能够有效提高micro LED显示器件的外量子效率，同时满足高像素密度，提高像素，从而全面提升产品性能。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种micro LED器件，其特征在于：所述的micro LED器件包括CMOS晶圆衬底(8)，CMOS晶圆衬底(8)包含CMOS驱动电路和通孔(9)，所述的CMOS晶圆衬底(8)表面布置第二阳极层(10)，第二阳极层(10)上表面布置发光单元，发光单元为LED外延功能层(2)，外延功能层(2)由下到上依次为P型半导体层(203)、MQW层(202)、N型半导体层(201)，所述的N型半导体层(201)、MQW层(202)、P型半导体层(203)设置为能够形成顶层窄、底层宽的结构。
2.根据权利要求1所述的micro LED器件，其特征在于：所述的N型半导体层(201)、MQW层(202)、P型半导体层(203)的形状为抛物面结构或倒梯形结构，所述的外延功能层(2)构成抛物面结构时，复合发光区域MQW层(202)位于抛物面的焦点所在平面处，所述的发光单元外侧依次形成绝缘钝化层(5)、反射层(6)。
3.根据权利要求1或2所述的micro LED器件，其特征在于：所述的第二阳极层(10)为在CMOS晶圆衬底(8)表面沉积金属Au形成的结构，第二阳极层(10)位置形成第二阳极(1001)，第二阳极(1001)设置为通过光刻工艺在第二阳极层(10)上的通孔(9)位置形成的结构。
4.根据权利要求1或2所述的micro LED器件，其特征在于：所述的外延功能层(2)上表面还设置第一阳极层(4)，第一阳极层(4)设置为在外延功能层(2)的上表面，是沉积金属Cr/Al/Cr/Pt/Au形成的结构。
5.根据权利要求4所述的micro LED器件，其特征在于：所述的第一阳极层(4)形成第一阳极(401)时，第一阳极(401)设置为通过光刻加刻蚀工艺使得第一阳极层(4)与外延功能层(2)共同构成倒梯形结构或抛物面结构，其中第第一阳极层(4)隔离后形成第一阳极(401)。
6.一种micro LED器件的制造方法，其特征在于：所述的micro LED器件的制造方法的制造步骤为：
S1.提供包含CMOS驱动电路的CMOS晶圆衬底(8)，CMOS晶圆衬底(8)包含通孔(9)；
S2.对CMOS晶圆衬底(8)的表面进行清洁处理后，沉积金属Au形成第二阳极层(10)；通过光刻工艺在通孔(9)位置形成第二阳极(1001)；
S3.提供LED外延片，所述的LED外延片由下向上依次为衬底(1)、N型半导体层(201)、MQW层(202)、P型半导体层(203)；
S4.当外延功能层(2)设置为倒梯形结构时，在外延功能层(2)表面进行清洁后，在表面沉积金属SiO2/TiO2形成的DBR反射镜层(3)，通过光刻、刻蚀等工艺形成反射镜(301)，在反射镜(301)之间的凹槽中沉积形成第一阳极(401)；再通过采用光刻加刻蚀工艺使得反射镜(301)与外延功能层(2)形成梯形结构。
S5.当外延功能层(2)设置为抛物面结构时，对外延功能层(2)表面进行清洁后，在表面沉积金属Cr/Al/Cr/Pt/Au，形成第一阳极层(4)；采用光刻加刻蚀工艺使得第一阳极层(4)与外延功能层(2)共同构成抛物面结构，其中第一阳极层(4)隔离后形成第一阳极(401)。
7.根据权利要求6所述的micro LED器件的制造方法，其特征在于：形成第一阳极层(401)后，采用CVD、光刻、刻蚀工艺在发光单元表面沉积SiO2形成绝缘钝化层(5)，绝缘钝化层(5)位于外延功能层(2)与第一阳极(401)或延功能层(2)与反射镜(301)侧面；采用光学镀膜、光刻、刻蚀工艺在外延功能层(2)表面沉积反射层(6)，反射层(6)位于绝缘钝化层(5)的外侧。
8.根据权利要求7所述的micro LED器件的制造方法，其特征在于：所述的反射层(6)形成后，采用旋涂工艺对反射层(6)之间的光阻进行填充平坦化后进行固化；然后再将CMOS晶圆衬底(8)上的第一阳极与外延功能层(2)上的第二阳极进行对接对位。
9.根据权利要求8所述的micro LED器件的制造方法，其特征在于：在300℃下施加压力使得第一阳极的电极与第二阳极的电极发生键合反应；采用激光作用于N型半导体层(201)的工艺或CMP工艺或化学蚀刻工艺将衬底(1)进行剥离去除；采用溅射工艺在所有外延功能层(2)的N型半导体层(201)表面以及平坦化光阻表面形成透明导电共阴极ITO(11)。
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