CN109037201A - Led阵列及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED阵列及其制备方法，在LED阵列中，包括：支撑衬底；设置于支撑衬底表面预设位置的多个LED结构，LED结构中依次包括金属反射层、P电极、外延层及N电极；于支撑衬底表面与LED结构一一对应设置的MOS管，LED结构通过金属反射层和/或P电极与MOS管串联连接，每个LED结构通过与之连接的MOS管控制通断。其将LED结构和MOS管一一对应设置在支撑衬底表面，并串联连接，实现一对一的控制，在LED阵列中，简单方便的实现LED结构的独立工作，不影响阵列中其他LED结构正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种LED阵列及其制备方法。
背景技术
Mini LED和micro LED作为新一代的显示技术，将LED结构进行微小化而来，继承了LED的特点，具备低功耗、高亮度、超高分辨率与色彩饱和度、反应速度快、超省点、寿命较长、效率较高等优点，但是，对于mini LED和micro LED通断的独立控制尚没有较好的方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种LED阵列及其制备方法，实现了mini LED和micro LED通断的独立控制。
本发明提供的技术方案如下：
一种LED阵列，包括：
支撑衬底；
设置于所述支撑衬底表面预设位置的多个LED结构，所述LED结构中依次包括金属反射层、P电极、外延层及N电极；
于所述支撑衬底表面与LED结构一一对应设置的MOS管，所述LED结构通过金属反射层和/或P电极与MOS管串联连接，每个所述LED结构通过与之连接的MOS管控制通断。
进一步优选，当所述MOS管为N沟道MOS管时，LED结构通过金属反射层和/或P电极与MOS管的源极连接，且所述MOS管的栅极与外界控制端连接、漏极接电源正极。
进一步优选，当所述MOS管为P沟道MOS管时，LED结构通过金属反射层和/或P电极与MOS管的漏极连接，且所述MOS管的栅极与外界控制端连接、源极接电源正极。
本发明还提供了一种LED阵列制备方法，包括：
S10 在生长衬底上生长外延层，并在所述外延层表面蒸发或溅射P电极和金属反射层，得到外延结构；
S20 将预留位置处的外延结构去除；
S30 将生长衬底表面余下的外延结构转移至支撑衬底，并去除生长衬底；
S40 在支撑衬底上预留位置处制备MOS管；
S50 在外延结构中露出的外延层表面蒸发或溅射N电极，得到LED结构；
S60 沉积连接金属，将LED结构与MOS管串联连接，得到LED阵列。
进一步优选，在步骤S20中，去除的外延结构与余下的外延结构的位置一一对应。
进一步优选，在步骤S40，在支撑衬底上预留位置处制备MOS管中，具体为，在支撑衬底上预留位置处制备N沟道MOS管；
在步骤S60，沉积连接金属，将LED结构与MOS管串联连接中，具体为：沉积连接金属，将LED结构中的金属反射层和/或P电极与MOS管的源极连接，将MOS管的栅极与外界控制端连接、漏极接电源正极。
进一步优选，在步骤S20中，包括：
在步骤S40，在支撑衬底上预留位置处制备MOS管中，具体为，在支撑衬底上预留位置处制备P沟道MOS管；
在步骤S60，沉积连接金属，将LED结构与MOS管串联连接中，具体为：沉积连接金属，将LED结构中的金属反射层和/或P电极与MOS管的漏极连接，将MOS管的栅极与外界控制端连接、源极接电源正极。
进一步优选，在步骤S40，在支撑衬底上预留位置处制备MOS管中，采用沉积的方法制备栅极氧化硅。
进一步优选，所述N电极/P电极为ITO或Al或Au。
进一步优选，所述金属反射层为Cr或Pt或Al或Au。
在本发明提供的LED阵列及其制备方法中，将LED结构和MOS管一一对应设置在支撑衬底表面，并串联连接，实现一对一的控制，在LED阵列中，简单方便的实现LED结构的独立工作，不影响阵列中其他LED结构正常工作。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及实现方式予以进一步说明。
图1为本发明中LED阵列结构示意图；
图2为本发明中LED结构和MOS管串联连接侧面示意图；
图3为本发明中LED阵列制备方法流程示意图。
附图标记说明：
10-支撑衬底，20-LED结构，30-MOS管，21-金属反射层，22-P电极，23-外延层，24-N电极。
具体实施方式
下面结合附图和实例进一步说明本发明的实质内容，但本发明的内容并不限于此。
如图1所示为本发明提供的LED阵列结构示意图，从图中可以看出，在该LED阵列中包括：支撑衬底10；设置于支撑衬底10表面预设位置的多个LED结构20，LED结构20中依次包括金属反射层21、P电极22、外延层23及N电极24；于支撑衬底10表面与LED结构20一一对应设置的MOS管30，LED结构20通过金属反射层21与MOS管30串联连接，每个LED结构20通过与之连接的MOS管30控制通断。
具体，在该LED阵列中，当MOS管30为N沟道MOS管时，LED结构20通过金属反射层21和/或P电极22与MOS管30的源极连接（LED结构可以通过金属反射层21与MOS管30连接，也可以通过P电极22与MOS管30连接，还可以通过金属反射层21和P电极22与MOS管30连接），且MOS管30的栅极与外界控制端连接、漏极接电源正极；当MOS管30为P沟道MOS管时，LED结构20通过金属反射层21和/或P电极22与MOS管30的漏极连接，且MOS管30的栅极与外界控制端连接、源极接电源正极如图2所示（图示中LED结构通过金属反射层与MOS管连接）。且在LED结构20和MOS管30之间，通过沉积导电金属（如，Au、Al等）的方式进行连接，且在沉积金属前后，分别沉积绝缘材料，将金属包裹。
在工作过程中，LED结构20中的N电极24接电源负极，MOS管30为N沟道MOS管30时，漏极接电源正极；MOS管30为P沟道MOS管30时，源极接电源正极。给MOS管30中的栅极加入电压控制MOS管30导通，以此电流从N沟道MOS管30的漏极/P沟道MOS管30的源极流入，通过金属反射层21流入LED结构20的P电极22，最后经过LED外延层23流向N电极24，实现LED结构20的导通。
如图3所示为本发明提供的LED阵列制备方法流程示意图，从图中可以看出，在该制备方法中包括：S10 在生长衬底上生长外延层，并在外延层表面蒸发或溅射P电极和金属反射层，得到外延结构；S20 将预留位置处的外延结构去除；S30 将生长衬底表面余下的外延结构转移至支撑衬底，并去除生长衬底；S40 在支撑衬底上预留位置处制备MOS管；S50在外延结构中露出的外延层表面蒸发或溅射N电极，得到LED结构；S60 沉积连接金属，将LED结构与MOS管串联连接，得到LED阵列。
在制备过程中，首先在生长衬底（如硅衬底）上生长外延层，并在外延层表面制备P电极和金属反射层，将预留制备MOS管位置上的外延结构腐蚀去除。之后，将生长衬底上制备的外延结构转移至支撑衬底（如硅衬底），并通过腐蚀、研磨、激光玻璃等方式将生长衬底去除。之后，在支撑衬底上预留位置制备MOS管（在制备的过程中，为了避免高温损坏LED结构，采用沉积的方法制备栅极氧化硅）。MOS管制备完成之后，在外延层表面制备N电极，最后，在一一对应的LED结构和MOS管之间沉积金属（在沉积金属前后，分别沉积绝缘材料，将金属包裹），完成LED结构和MOS管的串联连接。其中，N电极/P电极为ITO或Al或Au；金属反射层为Cr或Pt或Al或Au。
对于制备MOS管的预留位置，根据实际情况而定。在一实例中，在相邻列LED结构之间制备MOS管，即在LED阵列中，LED结构与MOS管呈相邻列设置，一列LED结构对应设置一列MOS管，以此将LED结构与MOS管一一对应串联连接，实现MOS管对LED结构的单独控制。在其他实例中，还可以每个MOS管同时与2个LED结构分别串联连接，实现一个MOS管同时控制2个LED结构等。
在制备得到的LED阵列中，当MOS管为N沟道MOS管时，LED结构通过金属反射层和/或P电极与MOS管的源极连接，且MOS管的栅极与外界控制端连接、漏极接电源正极；当MOS管为P沟道MOS管时，LED结构通过金属反射层和/或P电极与MOS管的漏极连接，且MOS管的栅极与外界控制端连接。
在工作过程中，LED结构中的N电极接电源负极，MOS管为N沟道MOS管时，漏极接电源正极；MOS管为P沟道MOS管时，源极接电源正极。给MOS管中的栅极加入电压控制MOS管导通，以此电流从N沟道MOS管的漏极/P沟道MOS管的源极流入，通过金属反射层流入LED结构的P电极，最后经过LED外延层流向N电极，实现LED结构的导通。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种LED阵列，其特征在于，所述LED阵列中包括：
支撑衬底；
设置于所述支撑衬底表面预设位置的多个LED结构，所述LED结构中依次包括金属反射层、P电极、外延层及N电极；
于所述支撑衬底表面与LED结构一一对应设置的MOS管，所述LED结构通过金属反射层和/或P电极与MOS管串联连接，每个所述LED结构通过与之连接的MOS管控制通断。
2.如权利要求1所述的LED阵列，其特征在于，当所述MOS管为N沟道MOS管时，LED结构通过金属反射层和/或P电极与MOS管的源极连接，且所述MOS管的栅极与外界控制端连接、漏极接电源正极。
3.如权利要求1所述的LED阵列，其特征在于，当所述MOS管为P沟道MOS管时，LED结构通过金属反射层和/或P电极与MOS管的漏极连接，且所述MOS管的栅极与外界控制端连接、源极接电源正极。
4.一种LED阵列制备方法，其特征在于，所述制备方法中包括：
S10 在生长衬底上生长外延层，并在所述外延层表面蒸发或溅射P电极和金属反射层，得到外延结构；
S20 将预留位置处的外延结构去除；
S30 将生长衬底表面余下的外延结构转移至支撑衬底，并去除生长衬底；
S40 在支撑衬底上预留位置处制备MOS管；
S50 在外延结构中露出的外延层表面蒸发或溅射N电极，得到LED结构；
S60 沉积连接金属，将LED结构与MOS管串联连接，得到LED阵列。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤S20中，去除的外延结构与余下的外延结构的位置一一对应。
6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，
在步骤S40，在支撑衬底上预留位置处制备MOS管中，具体为，在支撑衬底上预留位置处制备N沟道MOS管；
在步骤S60，沉积连接金属，将LED结构与MOS管串联连接中，具体为：沉积连接金属，将LED结构中的金属反射层和/或P电极与MOS管的源极连接，将MOS管的栅极与外界控制端连接、漏极接电源正极。
7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤S20中，包括：
在步骤S40，在支撑衬底上预留位置处制备MOS管中，具体为，在支撑衬底上预留位置处制备P沟道MOS管；
在步骤S60，沉积连接金属，将LED结构与MOS管串联连接中，具体为：沉积连接金属，将LED结构中的金属反射层和/或P电极与MOS管的漏极连接，将MOS管的栅极与外界控制端连接、源极接电源正极。
8.如权利要求4-7任意一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤S40，在支撑衬底上预留位置处制备MOS管中，采用沉积的方法制备栅极氧化硅。
9.如权利要求4-7任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述N电极/P电极为ITO或Al或Au。
10.如权利要求4-7任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述金属反射层为Cr或Pt或Al或Au。
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