[发明专利]一种小发光角的Micro LED芯片及其制作方法

说明书

本申请公开了一种小发光角的MicroLED芯片及其制作方法，通过在MicroLED芯片的全侧壁以及正面包覆全反射镜，并在出光面镀功能层，利用功能层和全反射镜来实现MicroLED发光角度的自由控制，并且工艺容易实现，有效光效高。

技术领域

本发明涉及半导体制作技术领域，尤其是涉及一种小发光角的Micro LED芯片及其制作方法。

背景技术

随着显示技术不断地发展，元宇宙的概念被提了出来，它本质上是对现实世界的虚拟化和数字化过程，元宇宙的概念想要实现其主要依托于VR设备性能的提升，VR主要的作用之一是近眼显示器，近眼显示器的显示要求要高于传统显示器，因为VR内部的微显示器距离眼睛很近，并且为了给人提供足够的真实感，需要极高的分辨率。VR是头戴式产品，内部的微显示屏会随着头的转动永远垂直于眼睛入射，这意味着VR的显示系统不需要有一个广角显示的效果，组成微显示器的显示单元只对法向或者是一个小角度的亮度有诉求。同时，VR与传统显示器一样的要求例如高光效、散热、可靠性等方面的诉求，但是现有的显示技术例如LCD、Mini-LED、OLED在传统显示上已经有了不错的成果，不能满足VR的需求，对于VR这款产品上述显示技术要做较大的改变。

Micro-LED被认为有希望成为元宇宙的显示单元的方案，其拥有可靠性高，光效高，分辨率高等特点。传统LED的侧壁的光量与正面的光量相比可以忽略不计，正面出光基本为朗伯光型，朗伯光型适用于电脑显示器或者是电视等需要一定发光角的产品，但对于像VR这种近眼显示来说其发光角度太大，Micro-LED本质上就是传统LED在尺寸上的缩小化，当缩小到十几微米或者几微米的尺度时，其侧壁所发出的光量要比正面还要多，也就是说其发光角度比传统LED的朗伯型还要大，更大的光型代表更低效的显示性能，同时还有可能带来串扰，杂散光多等问题，如果不解决Micro-LED发光角度过大的问题，Micro-LED很难应用在VR设备上。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种小发光角的Micro LED芯片及其制作方法，可实现任意发光角度的Micro LED，且工艺容易实现，有效光效高。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种小发光角的Micro LED芯片，包括：

外延结构，所述外延结构包括N-GaN层、多量子阱层和P-GaN层，所述多量子阱层位于所述N-GaN层和所述P-GaN层之间；

设置在所述P-GaN层背离所述多量子阱层一侧表面的透明导电薄膜；

设置在所述外延结构和所述透明导电薄膜一侧表面的全反射层；

设置在所述透明导电薄膜背离所述P-GaN层一侧表面的P-Pad层；

设置在所述N-GaN层一侧表面的N-Pad层；

设置在所述N-GaN层另一侧表面的功能层，所述功能层由低折射率材料和高折射率材料交替堆叠形成。

优选的，在上述的Micro LED芯片中，所述外延结构还具有第一倾斜侧壁和第二倾斜侧壁；

所述第一倾斜侧壁与水平面的夹角为第一角度，所述第一角度为20-70°；

所述第二倾斜侧壁与水平面的夹角为第二角度，所述第二角度为20-70°。

优选的，在上述的Micro LED芯片中，所述全反射层为DBR、ODR或金属反射镜。

优选的，在上述的Micro LED芯片中，所述功能层由31层低折射率材料和高折射率材料交替堆叠形成。