CN115498077A - 红光微型led芯片制备方法、红光微型led芯片以及显示装置 - Google Patents

红光微型led芯片制备方法、红光微型led芯片以及显示装置 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种红光微型LED芯片制备方法、红光微型LED芯片及显示装置。该方法包括：提供红光微型LED外延片；从欧姆接触层开始对外延片进行刻蚀直至暴露出P型窗口层，得到台面结构阵列；对暴露表面进行掺杂，形成掺杂后表面；在掺杂后表面上设置阳极金属层；在台面结构的欧姆接触层上设置阴极金属层；在阳极金属层上设置增高金属层，得到中间结构；在中间结构上设置钝化层并在钝化层上开设第一接触孔和第二接触孔，以使第一接触孔暴露出部分增高金属层，第二接触孔暴露出部分阴极金属层；在部分增高金属层和部分阴极金属层上设置金属盘，得到红光微型LED芯片。

Description

红光微型LED芯片制备方法、红光微型LED芯片以及显示装置
技术领域
本公开涉及半导体LED的技术领域，具体而言，涉及一种红光微型LED芯片制备方法、红光微型LED芯片以及显示装置。
背景技术
随着显示技术的不断发展，虚拟现实(Virtual Reality，VR)和增强现实(Augmented Reality，AR)技术在不同领域的应用越来越广泛。现如今，Micro-LED显示技术被认为是终极显示技术，是世界上发展最快的技术之一。在微显示的应用方面，特别是AR、VR等微显示的应用领域，GaN基的蓝光和绿光Micro-LED芯片阵列显示出了巨大的应用潜力。而红光Micro-LED芯片作为全彩Micro-LED显示屏不可缺少的组成部分，由于其制作工艺要比蓝光Micro-LED芯片和绿光Micro-LED芯片的难度更高，所以尽管红光LED的出现是最早的，但是对红光Micro-LED芯片的研究却落后蓝光Micro-LED芯片和绿光Micro-LED芯片。
相关技术中，红光Micro-LED显示采用共P的Micro-LED倒装芯片阵列结构，LED芯片整体的发光亮度低。
发明内容
为了解决背景技术中提到的技术问题，本公开的方案提供了一种红光微型LED芯片制备方法、红光微型LED芯片以及显示装置。
根据本公开实施例的一个方面，提供了一种微型LED器件制备方法。所述方法包括：提供第一红光微型LED外延片，所述第一红光微型LED外延片自下而上依次包括第一衬底、键合层、P型窗口层、过渡层、P型限制层、有源层、N型限制层、N型窗口层和欧姆接触层；从所述欧姆接触层开始对所述第一红光微型LED外延片进行刻蚀直至暴露出所述P型窗口层，得到台面结构阵列；对所述P型窗口层的暴露的表面进行掺杂，形成掺杂后表面；在所述掺杂后表面上设置阳极金属层；在所述台面结构阵列的每个台面结构的欧姆接触层上设置阴极金属层；在所述阳极金属层上设置增高金属层，得到微型LED中间结构；在所述微型LED中间结构上设置钝化层并在所述钝化层上开设第一接触孔和第二接触孔，以使所述第一接触孔暴露出部分增高金属层，所述第二接触孔暴露出部分阴极金属层；在暴露出的所述部分增高金属层和所述部分阴极金属层上设置金属盘，得到红光微型LED芯片。
进一步地，所述对所述P型窗口层的暴露的表面进行掺杂，形成掺杂后表面包括：采用CO2作为注入源，对所述P型窗口层的暴露的表面进行碳掺杂，形成掺杂后表面，以使所述掺杂后表面的掺杂浓度达到预设掺杂浓度。
进一步地，所述预设掺杂浓度的范围为1019cm-3至1020cm-3。
进一步地，所述在所述掺杂后表面上设置阳极金属层包括：在所述掺杂后表面上设置呈网格状的阳极金属层，其中，网格状的阳极金属层在最***包括围绕所述台面结构阵列的周边金属层。
进一步地，所述在所述阳极金属层上设置增高金属层包括：在所述周边金属层上设置预设厚度的所述增高金属层。
进一步地，所述在所述微型LED中间结构上设置钝化层并在所述钝化层上开设第一接触孔和第二接触孔，以使所述第一接触孔暴露出部分增高金属层，所述第二接触孔暴露出部分阴极金属层包括：在所述增高金属层上、在未设置所述增高金属层的阳极金属层上、在所述阴极金属层上、在暴露出的掺杂后表面上以及在所述台面结构阵列暴露出的部分上设置钝化层，并在所述钝化层上开设第一接触孔和第二接触孔，以使所述第一接触孔暴露出部分增高金属层，所述第二接触孔暴露出部分阴极金属层。
进一步地，所述提供第一红光微型LED外延片包括：获取第二红光微型LED外延片，其中所述第二红光微型LED外延片包括第二衬底、欧姆接触层、N型窗口层、N型限制层、有源层、P型限制层、过渡层和P型窗口层；通过所述键合层将所述第二红光微型LED外延片的除了所述第二衬底的部分转移到所述第一衬底上，得到所述第一红光微型LED外延片。
进一步地，所述第一衬底是蓝宝石衬底、所述键合层是键合胶或氧化物层、所述P型窗口层是GaP层，所述过渡层是AlGaInP层、所述P型限制层是AlInP层、所述有源层是AlGaInP多层量子阱、所述N型限制层是AlInP层、所述N型窗口层是AlGaInP层、所述欧姆接触层是GaAs层。
进一步地，从所述欧姆接触层开始对所述第一红光微型LED外延片进行刻蚀直至暴露出所述P型窗口层，得到台面结构阵列包括：采用电感耦合等离子体刻蚀方法形成所述台面结构阵列。
进一步地，在所述掺杂后表面上设置呈网格状的阳极金属层包括：采用电子束蒸发方法和剥离工艺方法在掺杂后表面上沉积呈网格状的阳极金属层；对沉积的所述阳极金属层进行退火处理，以使所述阳极金属层与所述P型窗口层形成欧姆接触。
进一步地，在所述台面结构阵列的每个台面结构的欧姆接触层上设置阴极金属层包括：采用电子束蒸发方法和剥离工艺方法在每个台面结构的欧姆接触层上沉积阴极金属层；对沉积的所述阴极金属层进行退火处理，以使所述阴极金属层与所述欧姆接触层形成欧姆接触。
进一步地，在所述周边金属层上设置预设厚度的增高金属层包括：采用电子束蒸发方法和剥离工艺方法在所述周边金属层上沉积预设厚度的所述增高金属层。
进一步地，在所述微型LED中间结构上设置钝化层并在所述钝化层上开设第一接触孔和第二接触孔包括：采用等离子体增强化学的气相沉积法在所述微型LED中间结构上沉积钝化层；采用电感耦合等离子体刻蚀方法在所述钝化层上开设第一接触孔和第二接触孔。
进一步地，在暴露出的所述部分增高金属层和所述部分阴极金属层上设置金属盘包括：采用真空热蒸镀方法和剥离工艺方法在暴露出的所述增高第二金属层和所述部分阴极金属层上设置金属盘。
根据本公开的另一方面，还提供了一种红光微型LED芯片。所述红光微型LED芯片自下而上依次包括第一衬底、键合层、P型窗口层、过渡层、P型限制层、有源层、N型限制层、N型窗口层和欧姆接触层，所述P型窗口层包括掺杂后表面，并且所述红光微型LED芯片还包括：阳极金属层，其设置在所述掺杂后表面上；增高金属层，其设置在所述阳极金属层上；阴极金属层，其设置在所述欧姆接触层上；钝化层，其设置在所述增高金属层和所述阴极金属层上并且包括第一接触孔和第二接触孔，所述第一接触孔暴露出部分增高金属层，所述第二接触孔暴露出部分阴极金属层；金属盘，其设置在暴露出的所述部分增高金属层和所述部分阴极金属层上。
进一步地，所述阳极金属层呈网格状，网格状的阳极金属层在最***包括周边金属层。
进一步地，所述增高金属层设置在所述周边金属层上。
进一步地，所述第一衬底为蓝宝石衬底。
根据本公开实施例的又一方面，还提供了一种显示装置。所述显示装置包括上述的红光微型LED芯片。
应用本公开的技术方案，可以通过对P型窗口层的暴露的表面进行掺杂来改善P型窗口层与其上设置的阳极金属层的欧姆接触性能，从而可以避免红光微型LED芯片的开启电压过大，进而可以避免影响芯片的整体发光亮度，因此改善了红光微型LED芯片的光电性能。
另外，应用本公开的技术方案，还可以实现共阳极结构的红光微型LED芯片，利用该芯片倒装与驱动面板键合，有助于制作出高PPI的显示阵列。
此外，应用本公开的技术方案，还可以通过利用增高金属层对阳极金属层进行增高，使得阳极与阴极处于近似相同的水平高度，有利于后续显示模组的集成。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
图1是示出根据本公开的一个实施例的红光微型LED芯片制备方法的流程图；
图2a至图2h是示出根据本公开的一个实施例的红光微型LED芯片制备方法的制备工艺流程示意图；
图3是示出设置在掺杂后的所述P型窗口层的表面上的网格状的阳极金属层的俯视图；
图4是示出设置在所述周边金属层上的增高金属层的俯视图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
现在，将参照附图更详细地描述根据本公开的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
相关技术中，红光Micro-LED芯片的制作工艺要比蓝光Micro-LED芯片和绿光Micro-LED芯片的难度更高。具体地，红光外延结构比蓝光和绿光外延结构复杂。AlGaInP红光外延生长的衬底只能是GaAs衬底，主要是为了晶格匹配，但是GaAs衬底是导电的，且会吸收红光，所以要做倒装结构的红光芯片就一定会进行衬底转移工艺，但是衬底转移对于工艺的要求比较高，一点点小颗粒都会影响到良率。红光mesa刻蚀的深度比蓝光和绿光mesa深很多，红光mesa需要刻蚀6-7um，但是蓝光和绿光mesa只要刻1um左右，且由于红光的外延结构复杂，同样的气体对于每一层的刻蚀速率不同，对于侧壁的侧蚀情况也不同，造成红光mesa刻蚀的工艺难度大。由于红光mesa深度过深，对后续制程的光刻工艺也有一定程度的影响，基本上只能采用厚胶来进行工艺，因为薄胶没办法很好的覆盖台面，但是采用厚胶的不利之处在于精度下降。共P结构或者共N结构的红光倒装芯片，由于mesa深度过深，导致PN电极高度差过大，从而没办法进行倒装集成，所以只能采用金属进行垫高处理，但是厚金属的图形化和剥离工艺都比较困难。
此外，相关技术中，红光LED芯片一般由AlGaInP四元系材料制备而成，为满足外延层生长晶格的匹配，通常选用GaAs作为外延衬底材料，然而GaAs衬底为非透明且导电的晶体，LED有源层内部产生的光只能通过正表面出射，所以倒装的红光LED芯片均经过一次的外延衬底转移，一般是P、N同面的单颗LED芯片结构，但是这种结构P、N电极占据的面积比较大，不利于制备高PPI的显示阵列，所以要实现高PPI的红光Micro-LED显示，只能采用共P的micro-LED倒装芯片阵列结构。然而，这种共P的micro-LED倒装芯片阵列结构的P极的电流扩展性能差，会导致显示屏的显示亮度不均匀。
本公开提供一种红光微型LED芯片制备方法。参照图1、图2a-图2h、图3以及图4，图1是示出根据本公开的一个实施例的红光微型LED芯片制备方法的流程图；图2a-图2h是示出根据本公开的一个实施例的红光微型LED芯片制备方法的制备工艺流程示意图；图3是示出设置在掺杂后的所述P型窗口层的表面上的网格状的第一金属层的俯视图；图4是示出设置在所述周边金属层上的第二金属层的俯视图。
根据本公开的实施例，红光微型LED(Micro-LED)芯片中的红光像素尺寸通常小于或等于200微米。
如图1所示，该红光微型LED芯片制备方法包括以下步骤S101-S108。
步骤S101:提供第一红光微型LED外延片，所述第一红光微型LED外延片自下而上依次包括第一衬底、键合层、P型窗口层、过渡层、P型限制层、有源层、N型限制层、N型窗口层和欧姆接触层。
步骤S102:从所述欧姆接触层开始对所述第一红光微型LED外延片进行刻蚀直至暴露出所述P型窗口层，得到台面结构阵列。
步骤S103:对所述P型窗口层的暴露的表面进行掺杂，形成掺杂后表面。
步骤S104:在所述掺杂后表面上设置阳极金属层。
步骤S105:在所述台面结构阵列的每个台面结构的欧姆接触层上设置阴极金属层。
步骤S106:在所述阳极金属层上设置增高金属层，得到微型LED中间结构。
步骤S107:在所述微型LED中间结构上设置钝化层并在所述钝化层上开设第一接触孔和第二接触孔，以使所述第一接触孔暴露出部分增高金属层，所述第二接触孔暴露出部分阴极金属层。
步骤S108:在暴露出的所述部分增高金属层和所述部分阴极金属层上设置金属盘，得到红光微型LED芯片。
根据该技术方案，可以通过对P型窗口层的暴露的表面进行掺杂来改善P型窗口层与其上设置的阳极金属层的欧姆接触性能，从而可以避免红光微型LED芯片的开启电压过大，进而可以避免影响芯片的整体发光亮度，因此改善了红光微型LED芯片的光电性能。另外，根据该技术方案，还可以实现共阳极结构的红光微型LED芯片，利用该芯片倒装与驱动面板键合，有助于制作出高PPI的显示阵列。此外，根据该技术方案，还可以通过利用增高金属层对阳极金属层进行增高，使得阳极与阴极处于近似相同的水平高度，有利于后续显示模组的集成。
在步骤S101中，可以提供第一红光微型LED外延片，所述第一红光微型LED外延片自下而上依次包括第一衬底、键合层、P型窗口层，过渡层、P型限制层、有源层、N型限制层、N型窗口层和欧姆接触层。
根据本公开的实施例，为了制备红光微型LED芯片，可以首先获得第一红光微型LED外延片，该第一红光微型LED外延片可以是直接制备而成或者是更换衬底后的红光微型LED外延片。该更换衬底后的红光微型LED外延片可以是预先制备好的，也可以在本公开的微型LED芯片制备方法中制备。
进一步地，所述提供第一红光微型LED外延片可以包括：获取第二红光微型LED外延片，其中所述第二红光微型LED外延片包括第二衬底、欧姆接触层、N型窗口层、N型限制层、有源层、P型限制层、过渡层和P型窗口层；通过所述键合层将所述第二红光微型LED外延片的除了所述第二衬底的部分转移到所述第一衬底上，得到所述第一红光微型LED外延片。因此第二红光微型LED外延片通过一次衬底转移，更换了衬底，从而获得第一红光微型LED外延片。其中，第二红光微型LED外延片的第二衬底可以是GaAs衬底，在更换衬底后得到的第一红光微型LED外延片的第一衬底例如可以是蓝宝石衬底，并且键合层例如可以是诸如BCB(苯并环丁烯)胶的键合胶或诸如SiO2的氧化物。
参照图2a-图2h，其中图2a示出了根据本公开的一个实施例的第一红光微型LED外延片10的侧视图。如图2a所示，所述第一红光微型LED外延片10可以自下而上依次包括第一衬底101、键合层102、P型窗口层103，过渡层104、P型限制层105、有源层106、N型限制层107、N型窗口层108、和欧姆接触层109。
根据本公开的实施例，所述第一衬底101可以是蓝宝石衬底、所述键合层102可以是诸如BCB(苯并环丁烯)胶的键合胶或诸如SiO2的氧化物、所述P型窗口层103可以是GaP层，所述过渡层104可以是AlGaInP层、所述P型限制层105可以是AlInP层、所述有源层106可以是AlGaInP多层量子阱、所述N型限制层107可以是AlInP层、所述N型窗口层108可以是AlGaInP层、所述欧姆接触层109可以是GaAs层。
在步骤S102中，可以从所述欧姆接触层开始对所述第一红光微型LED外延片进行刻蚀直至暴露出所述P型窗口层，得到台面结构阵列。
根据本公开的实施例，在获得第一红光微型LED外延片之后，可以对其进行刻蚀来获得台面结构阵列。值得注意的是，根据需求，台面结构阵列例如可以包括几十个至几百万个台面结构，例如当红光微型LED芯片用于照明装置时，台面结构的数量可以是几十个，当红光微型LED芯片用于显示装置时，台面结构的数量可以是几十万个、甚至几百万个。
为了获得上述台面结构阵列，从所述欧姆接触层开始对所述第一红光微型LED外延片进行刻蚀直至暴露出所述P型窗口层，得到台面结构阵列可以包括：采用电感耦合等离子体刻蚀方法形成所述台面结构阵列。
进一步地，参照图2a至图2h，其中图2b示出了对第一红光微型LED外延片刻蚀出的台面结构阵列11的侧视图。
具体地，首先可以利用等离子体增强化学气相沉积法(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition，PECVD)，在离子体增强化学气相沉积装置中，通入硅烷(SiH4)，一氧化二氮(N2O)和氮气(N2)的混合气体，在第一红光微型LED外延片上沉积氧化硅层110作为硬掩模。然后通过光刻胶光刻出台面结构阵列的图形。随后，通过电感耦合等离子体刻蚀(Inductively Coupled Plasma，ICP)将光刻得到的图形刻蚀映射到氧化硅层110，其中，使用六氟化硫(SF6)和三氟甲烷(CHF3)和氧气(O2)的混合气体在ICP刻蚀仪器中干法刻蚀氧化硅层110。接着，如图2b所示，在使用丙酮去除光刻胶后，继续通过电感耦合等离子体刻蚀装置，使用氯气(Cl2)、三氯化硼(BCl3)和氩气(Ar)的混合气体把氧化硅层110的图形刻蚀映射至露出P型窗口层103的表层，由此形成如图2b所示的台面结构阵列11。
值得注意的是，图2b中的台面结构阵列11所包含的台面结构的数量仅是示意性的，在此不做限制。另外，图2b所示的台面结构阵列11的台面结构上保留有作为硬掩膜的氧化硅层110，该氧化硅层110当然也可以用BOE(缓冲氧化物刻蚀液)浸泡洗去。
在步骤S103中，可以对所述P型窗口层的暴露的表面进行掺杂，形成掺杂后表面。
根据本公开的实施例，在对第一红光微型LED外延片进行刻蚀而获得台面结构阵列之后，会暴露出P型窗口层的一部分表面，可以对P型窗口层的暴露的表面进行掺杂，形成掺杂后表面。通过该掺杂后表面，可以改善P型窗口层与掺杂后表面上设置的金属之间的欧姆接触，进而提高芯片光电性能。
进一步地，所述对所述P型窗口层的暴露的表面进行掺杂，形成掺杂后表面包括：采用CO2作为注入源，对所述P型窗口层的暴露的表面进行碳掺杂，形成掺杂后表面，以使所述表面的掺杂浓度达到预设掺杂浓度。其中，所述预设掺杂浓度的范围可以为1019cm-3至1020cm-3。
参照图2a-图2h，其中图2c示出了对所述P型窗口层103的暴露的表面掺杂后的掺杂后表面1031的视图。具体地，如图2b所示的作为硬掩膜的氧化硅层110在制备台面结构阵列时，可以不被去除，而是将该氧化硅层110再次作为硬掩膜，利用离子注入机，采用CO2作为注入源，对所述P型窗口层的暴露的表面进行碳掺杂，以使所述表面的掺杂浓度例如达到1019cm-3至1020cm-3，从而形成掺杂后表面1031。然后可以用BOE(缓冲氧化物刻蚀液)浸泡洗去该氧化硅层110，从而获得如图2c所示的结构。
在另一个实施例中，如果在步骤S102中已经用BOE(缓冲氧化物刻蚀液)浸泡洗去氧化硅层110，则在该步骤S103中，可以重新沉积氧化硅层作为硬掩模，在该步骤的最后同样用BOE(缓冲氧化物刻蚀液)浸泡洗去氧化硅层。
应当理解，相关技术中，在红光微型LED外延片沉积过程中，为了防止外延出现雾状缺陷，P型窗口层表面1um左右厚度均为低掺杂。利用这种外延片制备的红光微型LED芯片的P电极同金属接触的表层的掺杂浓度较低，从而导致易形成不良的欧姆接触，这使得红光微型LED芯片的开启电压过大，进而影响芯片的整体发光亮度，因此在一定程度上会影响到芯片的光电性能。通过本公开的技术方案，可以在制备P电极前采用离子注入工艺对P型窗口层表层进行C掺杂，从而提高了P型窗口层表层的掺杂浓度，有效改善了P型窗口层同金属的欧姆接触性能，由此可以避免红光微型LED芯片的开启电压过大，进而可以避免影响芯片的整体发光亮度，因此提高了芯片的光电性能。此外，本公开技术方案使用CO2作为注入源，对所述P型窗口层的暴露的表面进行碳掺杂，无需使用有毒的AuBe合金材料形成金属接触层，进而提高了安全性。
在步骤S104中，可以在所述掺杂后表面上设置阳极金属层。
根据本公开的实施例，在对所述P型窗口层的暴露的表面进行掺杂，形成掺杂后表面之后，可以在掺杂后表面上设置阳极金属层。
进一步地，在所述掺杂后表面上设置阳极金属层可以包括：在所述掺杂后表面上设置呈网格状的阳极金属层，其中，网格状的阳极金属层在最***包括围绕所述台面结构阵列的周边金属层。
具体地，在所述掺杂后表面上设置呈网格状的阳极金属层可以包括：采用电子束蒸发方法和剥离工艺方法在掺杂后表面上沉积呈网格状的阳极金属层；对沉积的所述阳极金属层进行退火处理，以使所述阳极金属层与所述P型窗口层形成欧姆接触。
参照图2a-图2h和图3，其中图2d示出了在掺杂后表面1031上设置的阳极金属层111的侧视截面图，图3是示出设置在掺杂后的所述P型窗口层的表面上的网格状的阳极金属层的俯视图。具体地，如图2d和图3所示，可以利用光刻胶光刻出网格状的图形，然后采用电子束蒸发方法沉积阳极金属层111，即依次沉积Au层、AuZn层和Au层，最后利用丙酮或去胶液采用剥离(lift-off)工艺除去光刻胶以及多余的金属，得到如图2d所示的结构。为了使阳极金属层与P型窗口层的掺杂后表面形成更加良好的欧姆接触，需要对阳极金属层进行退火处理，具体地例如在N2环境下，在400℃-500℃的温度下退火5-20min。
值得注意的是，如图3所示，网格状的阳极金属层111形成网格状相连的金属结构，并且在最***包括围绕所述台面结构阵列的周边金属层1111。网格状的阳极金属层有助于提高阳极的电流扩展作用，从而改善共阳结构红光微型LED芯片的亮度均匀性。
在步骤S105中，可以在所述台面结构阵列的每个台面结构的欧姆接触层上设置阴极金属层。
根据本公开的实施例，可以在每个台面结构的欧姆接触层上设置阴极金属层。
在一些实施例中，S104可以在S105之前的工艺步骤实现；在一些实施例中，S104也可以在S105之后的工艺步骤实现；在另一些实施例中，S104还可以与S105由同一道工艺步骤实现。换言之，S104和S105的顺序可以根据需要进行设置，在此不做限制。
进一步地，在所述台面结构阵列的每个台面结构的欧姆接触层上设置阴极金属层可以包括：采用电子束蒸发方法和剥离工艺方法在每个台面结构的欧姆接触层上沉积阴极金属层；对沉积的所述阴极金属层进行退火处理，以使所述阴极金属层与所述欧姆接触层形成欧姆接触。
参照图2a-图2h，其中图2e示出了在每个台面结构的欧姆接触层109上设置的阴极金属层112。具体地，如图2e所示，可以利用光刻胶光刻出阴极金属层的图形，然后采用电子束蒸发方法沉积阴极金属层112，即依次沉积Au层、AuGeNi层和Au层，最后利用丙酮或去胶液采用剥离(lift-off)工艺除去光刻胶以及多余的金属，得到如图2e所示的结构。为了使阴极金属层112与欧姆接触层109形成更加良好的欧姆接触，需要对阴极金属层进行退火处理，具体地例如在N2环境下，在300℃-400℃的温度下退火5-20min。
在步骤S106中，可以在所述阳极金属层上设置增高金属层，得到微型LED中间结构。
根据本公开的实施例，在设置阴极金属层之后，由于阴极金属层设置在台面结构上方，因此阴极金属层与阳极金属层存在较大的高度差(例如大于4um)，这不利于后续显示模组的集成，因此可以对阳极金属层进行垫高处理，即可以阳极金属层上设置增高金属层。
进一步地，在所述阳极金属层上设置增高金属层包括：在所述周边金属层上设置预设厚度的所述增高金属层。根据该实施例，可以根据实际需要和预先设定设置增高金属层的预设厚度，以使设置后的增高金属层与阴极金属层的高度基本齐平。然而，由于增高金属层的厚度主要取决于阳极金属层和阴极金属层之间的高度差，并且该高度差通常大于4um，而厚金属一般很难做到小于5um的线宽，并且所以网格状的阳极金属层的位于台面结构阵列之间的部分的宽度较小，因此不宜进行垫高处理，由此只对网格状的阳极金属层的在最***的围绕所述台面结构阵列的周边金属层进行垫高处理。如此这样既不会影响制作高PPI的阵列，同时也能起到提升阳电极高度的作用。
进一步地，在所述周边金属层上设置预设厚度的增高金属层包括：采用电子束蒸发方法和剥离工艺方法在所述周边金属层上沉积预设厚度的所述增高金属层。
参照图2a-图2h和图4，其中图2f示出了在周边金属层1111上设置的增高金属层113的侧视截面图，图4是示出设置在所述周边金属层1111上的增高金属层113的俯视图。具体地，如图2f和图4所示，可以利用光刻胶光刻出增高金属层的图形，然后采用电子束蒸发方法沉积增高金属层113，即依次沉积Ti层、Al层、Ti层和Au层，最后利用丙酮或去胶液采用剥离(lift-off)工艺除去光刻胶以及多余的金属，得到如图2f和图4所示的结构。
应当理解，可以将在该步骤实现的如图2f和图4所示的结构作为微型LED中间结构，随后的操作可以基于该结构进行。
在步骤S107中，可以在在所述微型LED中间结构上设置钝化层并在所述钝化层上开设第一接触孔和第二接触孔，以使所述第一接触孔暴露出部分增高金属层，所述第二接触孔暴露出部分阴极金属层。
根据本公开的实施例，可以在步骤S106中获得微型LED中间结构上设置钝化层，并且对该钝化层开设接触孔以暴露出用于与金属盘进行接触的一部分增高金属层和一部分阴极金属层。
具体地，当在所述周边金属层上设置预设厚度的所述增高金属层时，在所述微型LED中间结构上设置钝化层并在所述钝化层上开设第一接触孔和第二接触孔，以使所述第一接触孔暴露出部分增高金属层，所述第二接触孔暴露出部分阴极金属层可以包括：在所述增高金属层上、在未设置所述增高金属层的阳极金属层上、在所述阴极金属层上、在暴露出的掺杂后表面上以及在所述台面结构阵列暴露出的部分上设置钝化层，并在所述钝化层上开设第一接触孔和第二接触孔，以使所述第一接触孔暴露出部分增高金属层，所述第二接触孔暴露出部分阴极金属层。
进一步地，在所述微型LED中间结构上设置钝化层并在所述钝化层上开设第一接触孔和第二接触孔可以包括：采用等离子体增强化学的气相沉积法在所述微型LED中间结构上沉积钝化层；采用电感耦合等离子体刻蚀方法在所述钝化层上开设第一接触孔和第二接触孔。
参照图2a-图2h，其中图2g示出了在所述微型LED中间结构上设置的钝化层114以及在所述钝化层上开设的第一接触孔1141和第二接触孔1142。如图2g所示，可以采用采用等离子体增强化学的气相沉积法(PECVD)在图2f的微型LED中间结构上沉积SiO2或者Si3N4作为钝化层114，沉积完钝化层114后，在钝化层114上涂胶光刻出第一接触孔1141和第二接触孔1142的图形，采用电感耦合等离子体(ICP)蚀刻方法通过SF6、CHF3和O2的混合气体刻蚀出第一接触孔1141和第二接触孔1142，去除光刻胶后形成如图2g所示的结构。
在步骤S108中，可以在暴露出的所述部分增高金属层和所述部分阴极金属层上设置金属盘，得到红光微型LED芯片。
根据本公开的实施例，为了完成红光微型LED芯片的制备，可以在接触孔暴露出的部分上设置金属盘，即实现连接电极的金属盘，以便与其它部件键合来实现对应功能。所述金属盘的材料可以包括铟，铟的熔点低，尤其适用于较低温的倒装焊，当然还可以包括任意适用的金属。
进一步地，在暴露出的所述部分增高金属层和所述部分阴极金属层上设置金属盘可以包括：采用真空热蒸镀方法和剥离工艺方法在暴露出的所述增高第二金属层和所述部分阴极金属层上设置金属盘。
参照图2a-图2h，其中图2h示出了在暴露出的部分增高金属层和部分阴极金属层上设置的金属盘115的侧视图。具体地，如图2h所示，可以利用光刻胶光刻出金属盘的图形，然后采用真空热蒸镀方法沉积铟金属层，最后利用丙酮或去胶液采用剥离(lift-off)工艺除去光刻胶以及多余的金属，得到如图2h所示的包含金属盘115的结构。
由此，红光微型LED芯片制备完成，图2h示出了制备完成的红光微型LED芯片20。所述红光微型LED芯片20为共阳极结构并且用于通过倒装与驱动面板键合。
本公开还提供了一种红光微型LED芯片。该红光微型LED芯片可以通过上述红光微型LED芯片制备方法制造而成。
如图2a-图2h所示，所述红光微型LED芯片20自下而上依次包括第一衬底101、键合层102、P型窗口层103，过渡层104、P型限制层105、有源层106、N型限制层107、N型窗口层108、和欧姆接触层109。所述P型窗口层103包括掺杂后表面1031。并且所述红光微型LED芯片20还包括：阳极金属层111，其设置在所述掺杂后表面1031上；增高金属层113，其设置在所述阳极金属层111上；阴极金属层112，其设置在所述欧姆接触层109上；钝化层114，其设置在所述增高金属层113和所述阴极金属层112上并且包括第一接触孔1141和第二接触孔1142，所述第一接触孔1141暴露出部分增高金属层113，所述第二接触孔1142暴露出部分阴极金属层112；金属盘115，其设置在暴露出的所述部分增高金属层113和所述部分阴极金属层112上。
根据本公开的实施例，所述阳极金属层111呈网格状，网格状的阳极金属层111在最***包括周边金属层1111。
根据本公开的实施例，所述增高金属层113设置在所述周边金属层1111上。
根据本公开的实施例，所述第一衬底为蓝宝石衬底。
值得注意的是，上述红光微型LED芯片制备方法中的关于红光微型LED芯片结构的任何相关描述(包括但不限于技术特征及其作用、解释等)都可以应用于本公开的红光微型LED芯片。
本公开还提供了一种显示装置。该显示装置包括上述红光微型LED芯片。该显示装置例如可以是应用于电子设备的显示屏。该电子设备可以包括：智能手机、智能手表、笔记本电脑、平板电脑、行车记录仪、导航仪等任何具有显示屏的设备。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各步骤/过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各步骤/过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。并且，上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种红光微型LED芯片制备方法，其中，所述方法包括：
提供第一红光微型LED外延片，所述第一红光微型LED外延片自下而上依次包括第一衬底、键合层、P型窗口层、过渡层、P型限制层、有源层、N型限制层、N型窗口层和欧姆接触层；
从所述欧姆接触层开始对所述第一红光微型LED外延片进行刻蚀直至暴露出所述P型窗口层，得到台面结构阵列；
对所述P型窗口层的暴露的表面进行掺杂，形成掺杂后表面；
在所述掺杂后表面上设置阳极金属层；
在所述台面结构阵列的每个台面结构的欧姆接触层上设置阴极金属层；
在所述阳极金属层上设置增高金属层，得到微型LED中间结构；
在所述微型LED中间结构上设置钝化层并在所述钝化层上开设第一接触孔和第二接触孔，以使所述第一接触孔暴露出部分增高金属层，所述第二接触孔暴露出部分阴极金属层；
在暴露出的所述部分增高金属层和所述部分阴极金属层上设置金属盘，得到红光微型LED芯片。
2.根据权利要求1所述的红光微型LED芯片制备方法，其中，所述对所述P型窗口层的暴露的表面进行掺杂，形成掺杂后表面包括：
采用CO2作为注入源，对所述P型窗口层的暴露的表面进行碳掺杂，形成掺杂后表面，以使所述掺杂后表面的掺杂浓度达到预设掺杂浓度。
3.根据权利要求2所述的红光微型LED芯片制备方法，其中，所述预设掺杂浓度的范围为1019cm-3至1020cm-3。
4.根据权利要求1所述的红光微型LED芯片制备方法，其中，所述在所述掺杂后表面上设置阳极金属层包括：
在所述掺杂后表面上设置呈网格状的阳极金属层，其中，网格状的阳极金属层在最***包括围绕所述台面结构阵列的周边金属层。
5.根据权利要求4所述的红光微型LED芯片制备方法，其中，所述在所述阳极金属层上设置增高金属层包括：
在所述周边金属层上设置预设厚度的所述增高金属层。
6.根据权利要求5所述的红光微型LED芯片制备方法，其中，所述在所述微型LED中间结构上设置钝化层并在所述钝化层上开设第一接触孔和第二接触孔，以使所述第一接触孔暴露出部分增高金属层，所述第二接触孔暴露出部分阴极金属层包括：
在所述增高金属层上、在未设置所述增高金属层的阳极金属层上、在所述阴极金属层上、在暴露出的掺杂后表面上以及在所述台面结构阵列暴露出的部分上设置钝化层，并在所述钝化层上开设第一接触孔和第二接触孔，以使所述第一接触孔暴露出部分增高金属层，所述第二接触孔暴露出部分阴极金属层。
7.根据权利要求1所述的红光微型LED芯片制备方法，其中，所述提供第一红光微型LED外延片包括：
获取第二红光微型LED外延片，其中所述第二红光微型LED外延片包括第二衬底、欧姆接触层、N型窗口层、N型限制层、有源层、P型限制层、过渡层和P型窗口层；
通过所述键合层将所述第二红光微型LED外延片的除了所述第二衬底的部分转移到所述第一衬底上，得到所述第一红光微型LED外延片。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的红光微型LED芯片制备方法，其中，所述第一衬底是蓝宝石衬底、所述键合层是键合胶或氧化物层、所述P型窗口层是GaP层，所述过渡层是AlGaInP层、所述P型限制层是AlInP层、所述有源层是AlGaInP多层量子阱、所述N型限制层是AlInP层、所述N型窗口层是AlGaInP层、所述欧姆接触层是GaAs层。
9.一种红光微型LED芯片，其中，所述红光微型LED芯片自下而上依次包括第一衬底、键合层、P型窗口层、过渡层、P型限制层、有源层、N型限制层、N型窗口层和欧姆接触层，所述P型窗口层包括掺杂后表面，
并且所述红光微型LED芯片还包括：
阳极金属层，其设置在所述掺杂后表面上；
增高金属层，其设置在所述阳极金属层上；
阴极金属层，其设置在所述欧姆接触层上；
钝化层，其设置在所述增高金属层和所述阴极金属层上并且包括第一接触孔和第二接触孔，所述第一接触孔暴露出部分增高金属层，所述第二接触孔暴露出部分阴极金属层；
金属盘，其设置在暴露出的所述部分增高金属层和所述部分阴极金属层上。
10.根据权利要求9所述的红光微型LED芯片，其中，所述第一衬底为蓝宝石衬底。
11.根据权利要求9所述的红光微型LED芯片，其中，所述阳极金属层呈网格状，网格状的阳极金属层在最***包括周边金属层。
12.根据权利要求11所述的红光微型LED芯片，其中，所述增高金属层设置在所述周边金属层上。
13.一种显示装置，其中，所述显示装置包括权利要求9至12中任一项所述的红光微型LED芯片。
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