[发明专利]一种micro LED器件及其制造方法

说明书

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。

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。