一种红色MicroLED芯片及其制备方法与流程

本发明涉及半导体，具体涉及一种红色micro led芯片及其制备方法。

背景技术：

1、在制备红色led时，外延生长红光ingan量子阱是一个难点。主要原因在于，in原子体积大，当材料系统中存在较大的应力时，in原子就很难掺杂到量子阱中。在相关技术中，最多能够实现30％的in含量。但是，红光led需要35％以上的in含量才能实现。

2、因此，如何增加ingan量子阱中的in含量成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明旨在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提供了一种红色micro led芯片及其制备方法，具有良率可控、生产效率高的优点。

2、为了达到上述目的，作为本发明的第一个方面，提供一种红色micro led芯片，包括衬底层、种子层及红色发光元件层，所述种子层上形成有多个第一开孔，所述第一开孔的横截面构造为多角星形，且从顶部至底部，所述第一开孔的横截面积逐渐减小，且所述第一开孔具有尖底；所述红色发光元件层上形成有多个与所述第一开孔位置一一对应的多个第二开孔，多个所述第一开孔排列为多行多列。

3、可选地，所述第一开孔的横截面构造为六角星形。

4、可选地，所述第一开孔的侧壁覆盖有用于形成所述红色发光元件层的材料。

5、可选地，所述第一开孔内填充有介质材料。

6、可选地，所述第一开孔的深度为200～1000nm。

7、可选地，所述红色发光元件层包括依次层叠设置的超晶格层、n型半导体层、势垒层、量子阱层及p型半导体层，所述超晶格层形成在所述种子层上。

8、作为本发明的第二个方面，提供一种红色micro led芯片的制备方法，其中，所述制备方法包括：

9、提供衬底层；

10、在所述衬底层上形成种子层；

11、在所述种子层上形成掩膜层；

12、对所述掩膜层进行构图，得到具有多个圆形开口的掩膜图形；

13、以所述掩膜图形为掩模，对所述种子层进行刻蚀，在所述种子层上形成多个第一开孔，所述第一开孔的横截面为多角星形，且从顶部至底部，所述第一开孔的横截面积逐渐减小，且所述第一开孔具有尖底，多个所述第一开孔排列为多行多列；

14、在所述种子层远离所述衬底层的一侧进行外延生长，得到红色发光元件层。

15、可选地，所述在种子层上形成多个第一开孔的步骤之后还包括：

16、在所述种子层远离所述衬底层的一侧形成介质材料层；

17、去除所述第一开孔外的所述介质材料。

18、可选地，所述介质材料层的材料选自sio2、sinx、sicn、siocn、sioc中的一种或多种。

19、可选地，所述掩膜层的材料选自sio2、sinx、sicn、siocn、sioc中的一种或几种。

20、可选地，所述以所述掩膜图形为掩膜，对所述种子层进行刻蚀，包括：

21、以所述掩膜图形为掩模，利用刻蚀液对所述种子层进行刻蚀；或者

22、以所述掩膜图形为掩模，对所述种子层进行等离子体刻蚀。

23、可选地，所述制备方法还包括：

24、对制得的所述红色发光元件层进行切割，得到micro led阵列。

25、在本申请中，制备micro led芯片时，通过刻蚀工艺在种子层上形成用于释放应力的第一开孔，第一开孔的大小和密度均可控，适于芯片量产，制得的芯片的良率可控。另外，第一开孔采用了较为规律的阵列布局，使得界面应力分布更加均匀，在制造过程中可以确保每一步工艺的精确性和可重复性，从而提高了生产效率。

26、本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式以及附图中进行详细的揭露。本发明最佳的实施方式或手段将结合附图来详尽表现，但并非是对本发明技术方案的限制。另外，在每个下文和附图中出现的这些特征、要素和组件是具有多个，并且为了表示方便而标记了不同的符号或数字，但均表示相同或相似构造或功能的部件。

1.一种红色micro led芯片，包括衬底层(1)、种子层(2)及红色发光元件层(3)，其特征在于，所述种子层(2)上形成有多个第一开孔(21)，所述第一开孔(21)的横截面构造为多角星形，且从顶部至底部，所述第一开孔(21)的横截面积逐渐减小，且所述第一开孔(21)具有尖底；所述红色发光元件层(3)上形成有多个与所述第一开孔(21)位置一一对应的多个第二开孔(32)，多个所述第一开孔(21)排列为多行多列。

2.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述第一开孔(21)的横截面构造为六角星形。

3.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述第一开孔(21)的侧壁覆盖有用于形成所述红色发光元件层(3)的材料。

4.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述第一开孔(21)内填充有介质材料(4)。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的芯片，其特征在于，所述第一开孔(21)的深度为200～1000nm。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的芯片，其特征在于，所述红色发光元件层包括依次层叠设置的超晶格层、n型半导体层、势垒层、量子阱层及p型半导体层，所述超晶格层形成在所述种子层上。

7.一种红色micro led芯片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述在种子层上形成多个第一开孔的步骤之后还包括：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述介质材料层的材料选自sio2、sinx、sicn、siocn、sioc中的一种或多种。

10.根据权利要求7至9中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述掩膜层的材料选自sio2、sinx、sicn、siocn、sioc中的一种或几种。

11.根据权利要求7至9中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述以所述掩膜图形为掩膜，对所述种子层进行刻蚀，包括：

12.根据权利要求7至9中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：