本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種微型led顯示芯片、顯示單元及其形成方法、以及顯示結構的形成方法。

背景技術：

1、微型發光二極管（microlightemitting?diode，led）作為尺寸微?。ㄈ缧∮?0μm）、可發光的半導體元件，具有功耗低、壽命長、亮度高、對比度高等優點，已逐漸成為新型顯示技術的一種趨勢。顯示結構作為微型led顯示芯片中的重要結構，其發光效果尤其受到重視。

2、微型led作為一種新型顯示技術，對器件的微小化和高密度集成也都提出了更高的要求。由于可見光從光密介質入射到光疏介質的界面上易發生全反射這一物理現象，導致部分光子被困在芯片內部，難以直接逸出表面?？梢酝ㄟ^對led的表面進行粗化處理提高出光效率，比如可以通過干法刻蝕或濕法刻蝕進行粗化，但是干法刻蝕方法需要制作相應的掩膜版，刻蝕后形成的粗化表面通常具有一定的規律性，對出光效率提升有限，濕法刻蝕方法的粗化顆粒的尺寸較大，無法有效控制粗化后的形貌深度和得到的顆粒大小。

3、因此，亟需開發新型的制造技術，以提升微型led的出光效率。

技術實現思路

1、本發明解決的技術問題是提供一種微型led顯示芯片及其顯示單元和顯示結構的形成方法，可以增大光子逸出的概率，提升出光效率。

2、為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種顯示單元的形成方法，所述顯示單元包括第一限制層，所述顯示單元的形成方法包括：在所述第一限制層上形成犧牲層；在所述犧牲層上形成第一金屬層；對所述第一限制層的表面進行粗化處理，所述粗化處理包括采用所述第一金屬層形成的金屬團簇作為掩膜進行刻蝕的步驟。

3、可選的，所述對第一限制層的表面進行粗化處理包括：對所述第一金屬層進行處理，形成第一金屬團簇，所述第一金屬團簇之間具有間隙，暴露出部分所述犧牲層；以所述第一金屬團簇為掩膜，刻蝕所述犧牲層，直至暴露出所述第一限制層；以所述犧牲層為掩膜刻蝕所述第一限制層，以在所述第一限制層的表面形成第一粗化結構。

4、可選的，所述顯示單元的形成方法還包括：在所述第一限制層上形成出光層，所述出光層包括增透膜層、出射層、或者二者的結合。

5、可選的，所述出光層包括出射層，所述顯示結構的形成方法還包括：對所述出射層的表面進行粗化處理。

6、可選的，所述對所述出射層的表面進行粗化處理包括：在所述出射層上形成第二金屬層；對所述第二金屬層進行處理，形成第二金屬團簇，所述第二金屬團簇之間具有間隙，暴露出部分所述出射層；以所述第二金屬團簇為掩膜，刻蝕所述出射層，以在所述出射層的表面形成第二粗化結構。

7、可選的，所述顯示單元的形成方法還包括：去除所述犧牲層步驟，所述去除所述犧牲層包括采用干法刻蝕工藝去除形成在所述第一限制層上的所述犧牲層，所述干法刻蝕工藝采用的氣體包括bcl3、cf4或chf3。

8、可選的，所述犧牲層的材料為sio2或sinx，x為0.5~6，所述犧牲層的厚度為1nm-10μm。

9、可選的，所述第一金屬團簇采用退火工藝形成，退火溫度為200℃-400℃，退火時間為10s-30min。

10、可選的，所述顯示單元的形成方法還包括：去除剩余第一金屬團簇步驟，所述去除剩余第一金屬團簇步驟包括：采用干法刻蝕工藝去除所述剩余第一金屬團簇，所述干法刻蝕工藝采用的氣體包括bcl3、cf4或chf3，其中，所述干法刻蝕工藝對于所述第一金屬團簇和所述犧牲層的刻蝕選擇比在1:1以上。

11、可選的，所述第二金屬團簇采用退火工藝形成，退火溫度為200℃-400℃，退火時間為10s-30min。

12、可選的，所述顯示單元的形成方法還包括：去除剩余第二金屬團簇步驟，所述去除剩余第二金屬團簇步驟包括：采用干法刻蝕工藝去除所述剩余第二金屬團簇，所述干法刻蝕工藝采用的氣體包括bcl3、cf4或chf3。

13、本發明實施例提供一種顯示結構的形成方法，所述顯示結構包括顯示區域和互連區域，所述顯示區域包括若干顯示單元，相鄰所述顯示單元之間形成所述互連區域，每個所述顯示單元包括至少一個像素，所述顯示結構包括第一限制層，所述第一限制層覆蓋所述顯示區域和所述互連區域，所述顯示結構的形成方法包括：在所述第一限制層上形成犧牲層，所述犧牲層覆蓋所述顯示區域和所述互連區域；在所述犧牲層上形成第一金屬層；對所述顯示區域的第一限制層的表面進行粗化處理，所述粗化處理包括采用第一金屬層形成的金屬團簇作為掩膜進行刻蝕的步驟。

14、可選的，所述對顯示區域的第一限制層的表面進行粗化處理包括：對所述第一金屬層進行處理，形成第一金屬團簇，所述第一金屬團簇之間具有間隙，暴露出部分所述犧牲層；以所述第一金屬團簇為掩膜，刻蝕所述犧牲層，直至暴露出所述第一限制層；以所述犧牲層為掩膜刻蝕所述第一限制層，以在所述第一限制層的表面形成第一粗化結構。

15、可選的，所述犧牲層的材料為sio2或sinx，x為0.5~6，所述犧牲層的厚度為1nm-10μm。

16、可選的，所述第一金屬團簇采用退火工藝形成，退火溫度為200℃-400℃，退火時間為10s-30min。

17、可選的，所述的顯示結構的形成方法還包括：在第一限制層上形成出光層，所述出光層包括增透膜層、出射層、或者二者的結合。

18、可選的，所述出光層包括出射層，所述顯示單元的形成方法還包括：對所述出射層的表面進行粗化處理。

19、可選的，所述對出射層的表面進行粗化處理包括：在所述出射層上形成第二金屬層；對所述第二金屬層進行處理，形成第二金屬團簇，所述第二金屬團簇之間具有間隙，暴露出部分所述出射層；以所述第二金屬團簇為掩膜，刻蝕所述出射層，以在所述出射層的表面形成第二粗化結構。

20、可選的，所述第二金屬團簇采用退火工藝形成，退火溫度為200℃-400℃，退火時間為10s-30min。

21、可選的，對所述顯示區域的第一限制層的表面進行粗化處理之前，所述顯示結構的形成方法還包括：在所述互連區域的第一限制層上形成互連層，以進行電學連接。

22、可選的，所述互連層包括連線層，所述連線層為透明導電層，還包括對所述連線層的表面進行粗化處理步驟。

23、可選的，對所述連線層的表面進行粗化處理與對所述第一限制層的粗化處理同時進行。

24、可選的，所述顯示結構的形成方法還包括：去除相鄰像素之間的間隙內的出射層和/或增透膜層，形成隔斷槽，所述顯示區域的隔斷槽暴露出所述第一限制層，所述互連區域的隔斷槽暴露出所述互連層。

25、本發明實施例還提供一種顯示單元，所述顯示單元包括一個或者多個發光臺面，每個發光臺面包括第一限制層，所述第一限制層的表面具有第一粗化結構。

26、可選的，所述發光臺面還包括：位于第一限制層上的出光層，所述出光層包括增透膜層、出射層、或者二者的結合。

27、可選的，所述發光臺面包括出射層，所述出射層的表面具有第二粗化結構。

28、可選的，所述顯示單元包括多個所述發光臺面，相鄰所述發光臺面之間間隙的位置具有隔斷槽，暴露出所述第一限制層。

29、可選的，所述出光層的高度范圍為0.5μm~40μm，每個發光臺面的所述出光層的寬度范圍為0.5μm~40μm。

30、可選的，所述隔斷槽的寬度范圍為100nm~0.6μm。

31、可選的，所述第一粗化結構通過在所述第一限制層上形成第一金屬層、將所述第一金屬層形成第一金屬團簇、將所述第一金屬團簇作為掩膜刻蝕所述犧牲層、以及將刻蝕后的所述犧牲層作為掩膜刻蝕所述第一限制層的表面形成。

32、可選的，所述犧牲層的材料為sio2或sinx，x為0.5~6。

33、可選的，所述第一金屬團簇的材料為au，所述第一金屬團簇的顆粒大小為50nm-150nm。

34、可選的，所述第一金屬團簇的材料為sn，所述第一金屬團簇的顆粒大小為100nm-250nm。

35、可選的，所述第二粗化結構通過在出射層上形成第二金屬層、將所述第二金屬層形成第二金屬團簇、以及將所述第二金屬團簇作為掩膜刻蝕所述出射層的表面形成。

36、可選的，所述第二金屬團簇的材料為au，所述第二金屬團簇的顆粒大小為50nm-150nm。

37、可選的，所述第二金屬團簇的材料為sn，所述第二金屬團簇的顆粒大小為100nm-250nm。

38、本發明實施例還提供一種微型led顯示芯片，所述微型led顯示芯片包括顯示區域和互連區域，所述顯示區域內形成有若干顯示單元，相鄰顯示單元之間為互連區域，互連區域內形成有互連層；所述微型led顯示芯片包括第一限制層，第一限制層覆蓋所述顯示區域和所述互連區域；每個顯示單元內包括一個或者多個發光臺面，每個發光臺面包括第一限制層；所述第一限制層的表面具有第一粗化結構。

39、可選的，所述發光臺面還包括：位于第一限制層上的出光層，所述出光層包括增透膜層、出射層、或者二者的結合。

40、可選的，所述發光臺面包括出射層，所述出射層的表面具有第二粗化結構。

41、可選的，所述互連層包括：連線層，所述連線層為透明導電層，所述透明導電層的表面經過粗化處理步驟。

42、可選的，相鄰發光臺面之間間隙的位置具有隔斷槽，所述顯示區域的隔斷槽暴露出第一限制層，所述互連區域的隔斷槽暴露出互連層。

43、可選的，所述第一粗化結構通過在第一限制層上形成第一金屬層、將所述第一金屬層形成第一金屬團簇、將所述第一金屬團簇作為掩膜刻蝕所述犧牲層、以及將刻蝕后的所述犧牲層作為掩膜刻蝕所述第一限制層的表面形成。

44、可選的，所述犧牲層的材料為sio2或sinx，x為0.5~6。

45、可選的，所述第一金屬團簇的材料為au，所述第一金屬團簇的顆粒大小為50nm-150nm。

46、可選的，所述第一金屬團簇的材料為sn，所述第一金屬團簇的顆粒大小為100nm-250nm。

47、可選的，所述第二粗化結構通過在出射層上形成第二金屬層、將所述第二金屬層形成第二金屬團簇、以及將所述第二金屬團簇作為掩膜刻蝕所述出射層的表面形成。

48、可選的，所述第二金屬團簇的材料為au，所述第二金屬團簇的顆粒大小為50nm-150nm。

49、可選的，所述第二金屬團簇的材料為sn，所述第二金屬團簇的顆粒大小為100nm-250nm。

50、可選的，所述微型led顯示芯片還包括：驅動電路，適于驅動發光臺面的工作。

51、可選的，所述第一粗化結構和所述第二粗化結構包括規則或不規則的微結構。

52、與現有技術相比，本發明實施例的技術方案具有以下有益效果：

53、在本發明實施例中，采用金屬團簇作為掩膜進行刻蝕，對所述第一限制層的表面進行粗化處理，形成第一粗化結構，改變了所述第一限制層的表面形貌，增加了光的散射和折射路徑，使得原本因全反射而被限制在led內部的光子有機會逸出到空氣中，提升出光效率。由于形成的金屬團簇隨機性較強，金屬團簇中的金屬顆粒在形狀、大小上呈不規則性，采用金屬團簇作為掩膜進行刻蝕后形成的粗化表面具有不規則的微結構，能夠增強光向led外部的散射。本發明實施例通過在所述第一限制層上形成犧牲層，然后在所述犧牲層上形成金屬團簇，相比于直接在所述第一限制層上形成所述金屬團簇，由于金屬與所述犧牲層的粘附性較弱，更容易在退火時形成分布均勻的金屬團簇，因此在所述犧牲層上形成金屬團簇所需的退火溫度更低，可以減少生產制造過程中的熱預算，也可以避免金屬向微型led器件內部擴散形成雜質。

54、而且，本公開通過對所述出射層的表面進行粗化處理，形成第二粗化結構，更增加了光的散射和折射路徑，進一步提升出光效率。

55、再者，本發明實施例的一個顯示單元可以包含多個像素，第一限制層導電率較高，橫向電信號傳導能力強，因此，多個像素可以共享互連層，即只需在相鄰顯示單元之間的部署互連層，這樣對整個顯示單元內所有像素都能施加電信號，相比于在相鄰像素之間布置互連層，減少了互連層的面積，從而減少了遮光面積，增加了出光面積和可以進行粗化的面積，提升了出光效率，也有利于設計更大尺寸的微型led，從而提升出光量。

56、進一步，本發明實施例采用干法刻蝕去除所述金屬團簇，利用其各向異性的特點，在去除金屬團簇時能夠更精確地控制刻蝕方向和深度，減少側蝕和底部鉆蝕等現象，從而保證刻蝕的清潔度和精度。

57、進一步，本發明實施例也采用金屬團簇作為掩膜進行刻蝕的方法，對所述出射層的表面進行粗化處理，進一步增強了光向微型顯示單元外部的散射。