本發明涉及Micro LED領域，具體為一種倒裝結構micro LED芯片的制備方法。

背景技術：

Micro LED是近年呼聲較高的LCD/OLED顯示屏的取代方案，其在對比度、響應速度具有一定優勢，而使用壽命和能耗優勢則遠超OLED/LCD顯示屏，是相對沒有短板的顯示方案；蘋果、索尼、LG、三星等國際大廠均開始著力研發Micro LED顯示屏，而目前的良率偏低和成本偏高限制著其大規模量產。多晶轉置技術是芯片下游顯示應用端需要攻克的難點，而芯片本身的設計及制備工藝在Micro LED尺寸上亦需要更多的優化。

技術實現要素：

本發明所解決的技術問題在于提供一種倒裝結構micro LED芯片的制備方法，以解決上述背景技術中的問題。

本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：一種倒裝結構microLED芯片的制備方法，包括以下步驟：

(1)選用單面拋光藍寶石襯底生長GaN外延，之后生長ITO膜層，然后進行先Mesa光刻再Isolation光刻或先Isolation光刻再Mesa光刻；

(2)在步驟(1)進行Mesa光刻和Isolation光刻之后的基片上，在N區做出N-contact圖形和Passivation圖形；

(3)光刻上一步的基片，在P區和N區做出PN-contact圖形，蒸鍍金屬電極，厚度1-3μm，去除光刻膠；

(4)在上一步基片上生長ITO膜層，厚度0.5-2μm，光刻并蝕刻出指定圖形，去除光刻膠；

(5)將上述基片進行背面研磨、拋光，厚度范圍300-500μm，即完成chip on wafer制備。

所述步驟(1)中單面拋光藍寶石襯底生長GaN外延的厚度為4-10μm；生長ITO膜層，厚度為20-200nm。

所述步驟(1)中光刻Mesa圖形后腐蝕裸露ITO膜層，腐蝕后進行ICP刻蝕，刻蝕深度1-3μm，去除光刻膠。

所述步驟(1)中Isolation光刻ICP刻蝕并去除光刻膠后，表面生長SiO₂作為掩膜層，厚度為1-2μm；光刻后使用ICP干法刻蝕去除多余的SiO₂，刻蝕氣體可選SF₆/CF₄/CHF₃；之后使用BCl₃及Cl₂混合氣體刻蝕GaN直至Al₂O₃層，去除光刻膠，使用HF/NH₄F混合溶液去除殘留的SiO₂。

所述步驟(2)中在步驟(1)進行Mesa光刻和Isolation光刻之后的基片上，在N區做出N-contact圖形，蒸鍍金屬電極，厚度與PN高度差相同，去除光刻膠，之后生長SiO₂，厚度0.2-1μ，在N區做出N-contact圖形，蒸鍍金屬電極，厚度與PN高度差相同，去除光刻膠。

與已公開技術相比，本發明存在以下優點：本發明芯片最大化利用了發光面，使得同尺寸芯片具有更高的亮度和更低的能耗；對可能的漏電通道進行了絕緣保護，減少芯片因后道制程產生的漏電可能；芯片具有良好的導熱通道(散熱能力)及熱穩定性，即優秀的抗老化能力；工藝步驟少，產出效率高，適用于量產；易于控制芯片最終形貌，產出良率高；芯片PN電極高度一致，易于做后道的激光剝離、多晶轉置、封裝等工序。

附圖說明

圖1為本發明的Mesa處理后示意圖。

圖2為本發明的Isolation處理后示意圖。

圖3為本發明的N-contact處理后示意圖。

圖4為本發明的Passivation處理后示意圖。

圖5為本發明的PN-contact處理后示意圖。

圖6為本發明的ITO-sacrifice layer處理后示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的技術手段、創作特征、工作流程、使用方法達成目的與功效易于明白了解，下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例1

一種倒裝結構micro LED芯片的制備方法，包括以下步驟：

(1)選用單面拋光藍寶石襯底生長GaN外延，之后生長ITO膜層，厚度為20nm；然后進行先Mesa光刻再Isolation光刻或先Isolation光刻再Mesa光刻；單面拋光藍寶石襯底生長GaN外延的厚度為4μm；光刻Mesa圖形后腐蝕裸露ITO膜層，腐蝕后進行ICP刻蝕，刻蝕深度1μm，去除光刻膠；Isolation光刻ICP刻蝕并去除光刻膠后，表面生長SiO₂作為掩膜層，厚度為1-2μm；光刻后使用ICP干法刻蝕去除多余的SiO₂，刻蝕氣體可選SF₆/CF₄/CHF₃；之后使用BCl₃及Cl₂混合氣體刻蝕GaN直至Al₂O₃層，去除光刻膠，使用HF/NH₄F混合溶液去除殘留的SiO₂。

(2)在步驟(1)進行Mesa光刻和Isolation光刻之后的基片上，在N區做出N-contact圖形和Passivation圖形；在N區做出N-contact圖形，蒸鍍金屬電極，厚度與PN高度差相同，去除光刻膠，之后生長SiO₂，厚度0.2μ，在N區做出N-contact圖形，干法刻蝕去除SiO₂后蒸鍍金屬電極，厚度與PN高度差相同，去除光刻膠。

(3)光刻上一步的基片，在P區和N區做出PN-contact圖形，蒸鍍金屬電極，厚度1μm，去除光刻膠；

(4)在上一步基片上生長ITO膜層，厚度0.5μm，光刻并蝕刻出指定圖形，去除光刻膠；

(5)將上述基片進行背面研磨、拋光，厚度范圍300μm，即完成chip onwafer制備。

實施例2

一種倒裝結構micro LED芯片的制備方法，包括以下步驟：

(1)選用單面拋光藍寶石襯底生長GaN外延，之后生長ITO膜層，厚度為100nm；然后進行先Mesa光刻再Isolation光刻或先Isolation光刻再Mesa光刻；單面拋光藍寶石襯底生長GaN外延的厚度為8μm；光刻Mesa圖形后腐蝕裸露ITO膜層，腐蝕后進行ICP刻蝕，刻蝕深度2μm，去除光刻膠；Isolation光刻ICP刻蝕并去除光刻膠后，表面生長SiO₂作為掩膜層，厚度為2μm；光刻后使用ICP干法刻蝕去除多余的SiO₂，刻蝕氣體可選SF₆/CF₄/CHF₃；之后使用BCl₃及Cl₂混合氣體刻蝕GaN直至Al₂O₃層，去除光刻膠，使用HF/NH₄F混合溶液去除殘留的SiO₂。

(2)在步驟(1)進行Mesa光刻和Isolation光刻之后的基片上，在N區做出N-contact圖形和Passivation圖形；在N區做出N-contact圖形，蒸鍍金屬電極，厚度與PN高度差相同，去除光刻膠，之后生長SiO₂，厚度0.8μ，在N區做出N-contact圖形，干法刻蝕去除SiO₂后蒸鍍金屬電極，厚度與PN高度差相同，去除光刻膠。

(3)光刻上一步的基片，在P區和N區做出PN-contact圖形，蒸鍍金屬電極，厚度2μm，去除光刻膠；

(4)在上一步基片上生長ITO膜層，厚度1μm，光刻并蝕刻出指定圖形，去除光刻膠；

(5)將上述基片進行背面研磨、拋光，厚度范圍400μm，即完成chip on wafer制備。

實施例3

一種倒裝結構micro LED芯片的制備方法，包括以下步驟：

(1)選用單面拋光藍寶石襯底生長GaN外延，之后生長ITO膜層，厚度為200nm；然后進行先Mesa光刻再Isolation光刻或先Isolation光刻再Mesa光刻；單面拋光藍寶石襯底生長GaN外延的厚度為10μm；光刻Mesa圖形后腐蝕裸露ITO膜層，腐蝕后進行ICP刻蝕，刻蝕深度3μm，去除光刻膠；Isolation光刻ICP刻蝕并去除光刻膠后，表面生長SiO₂作為掩膜層，厚度為1-2μm；光刻后使用ICP干法刻蝕去除多余的SiO₂，刻蝕氣體可選SF₆/CF₄/CHF₃；之后使用BCl₃及Cl₂混合氣體刻蝕GaN直至Al₂O₃層，去除光刻膠，使用HF/NH₄F混合溶液去除殘留的SiO₂。

(2)在步驟(1)進行Mesa光刻和Isolation光刻之后的基片上，在N區做出N-contact圖形和Passivation圖形；在N區做出N-contact圖形，蒸鍍金屬電極，厚度與PN高度差相同，去除光刻膠，之后生長SiO₂，厚度1μ，在N區做出N-contact圖形，干法刻蝕去除SiO₂后蒸鍍金屬電極，厚度與PN高度差相同，去除光刻膠。

(3)光刻上一步的基片，在P區和N區做出PN-contact圖形，蒸鍍金屬電極，厚度1-3μm，去除光刻膠；

(4)在上一步基片上生長ITO膜層，厚度2μm，光刻并蝕刻出指定圖形，去除光刻膠；

(5)將上述基片進行背面研磨、拋光，厚度范圍500μm，即完成chip on wafer制備。

以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征及本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明的要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。