[发明专利]在积层电路板上直接磊晶生长多色LED的方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种在积层电路板上直接磊晶生长多色LED的方法及应用。

背景技术

半导体发光二极管(LED,Light Emitting Diode)的应用领域在今年来有着巨幅的扩展，其中，成长最快也最具潜力的市场是液晶显示屏(LCD)的背光应用。

在一般LED视频显示板制造过程中，由于受制于一般性电子加工的后工序，譬如需要对LED晶片先实施封装，然后再进行双列直插式(dual inline-pin package，DIP)封装或表面贴装技术(Surface Mount Technology，SMT)组装等等，限制了LED超小晶片的发展(LED超小晶片：是指尺寸在300μm～0.1μm的纳米级晶片)。而这正是LED在超高密度领域内发挥其超高亮、长寿命、性能稳定等优势以覆盖高分辨率的视频显示领域的瓶颈。

发明内容

本发明的目的是提供一种在积层电路板上直接磊晶生长多色LED的方法及应用，能够在具有晶格适配层的LED积层电路板上直接进行多色LED磊晶生长，相比传统的积层电路板与LED分开制备再进行集成的工艺，简化了工艺步骤，同步生长的多个LED具有更好的性能单一性，并且尺寸间距控制更加精确。

第一方面，本发明实施例提供了一种在积层电路板上直接磊晶生长多色发光二极管LED的方法，所述积层电路板的上表面具有在积层电路板的金属焊盘电极上淀积的晶格适配层，所述方法包括：

在所述积层电路板上表面的第一区域物理气相沉积无机绝缘层；

在未被所述无机绝缘层覆盖的除第一区域外的第二区域上生长单色LED；

刻蚀第一区域的无机绝缘层；

在所述积层电路板上表面的第二区域物理气相沉积无机绝缘层；

在未被所述无机绝缘层覆盖的除第二区域外的第一区域上生长单色LED；

刻蚀第二区域的无机绝缘层；

其中所述第一区域内包括一部分晶格适配层，所述第二区域内包括另一部分晶格适配层；

其中，所述积层电路板为无机积层电路板。

优选的，所述生长单色LED的步骤包括：

对所述积层电路板的上表面进行研磨和清洗；

对所述积层电路板的上表面进行离子注入，以使所述晶格适配层具有导电性能；

对所述积层电路板的上表面进行研磨，用以去除离子注入造成的损伤层；

对所述积层电路板的上表面进行感应耦合等离子体ICP刻蚀，粗化所述积层电路板的上表面，用以形成凸起的球状岛，增加晶格生长的扣合力；

金属有机化学气相淀积MOCVD生长N型LED材料层并进行图形化刻蚀；所述图形化刻蚀后保留的N型LED材料层位于第一晶格适配层之上；

对所述积层电路板的上表面进行ICP，粗化所述积层电路板的上表面，用以形成凸起的球状岛，增加晶格生长的扣合力；

MOCVD生长P型LED材料层；

台面MESA光刻和刻蚀，在所述P型LED材料层上形成隔离槽，以使所述N型LED材料层和P型LED材料层构成多个独立PN结结构；其中，所述刻蚀后保留的P型LED材料层位于N型LED材料层和第二晶格适配层之上。

进一步优选的，所述LED材料层包括：AlGaAs、AlGaP、AlGaInP、GaAsP、GaP、GaN和InGaN中的任一种。

优选的，所述方法还包括：

图形化淀积无机绝缘层，用以填充所述隔离槽；

所述无机绝缘层包括SiO₂。

进一步优选的，所述方法还包括：

对所述积层电路板的下表面进行研磨和清洗；

对所述积层电路板的下表面进行SiO₂刻蚀，露出用于与外部芯片或电路进行电连接的接触电极。

第二方面，本发明实施例提供了一种应用上述第一方面所述的在积层电路板上直接磊晶生长多色发光二极管LED的方法制备的多色LED磊晶电路板。

第三方面，本发明实施例提供了一种包括上述第二方面所述的多色LED磊晶电路板的LED显示模组。

优选的，所述多色LED显示模组还包括：晶片支架、接口装置、专用集成电路芯片、散热层和散热盖板；