本發(fā)明涉及發(fā)光二極管領(lǐng)域，尤其涉及一種具有疊層的micro-led芯片。

背景技術(shù)：

1、發(fā)光二極管(英文：light?emitting?diode，簡(jiǎn)稱：led)是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件。led具有效率高、壽命長(zhǎng)、體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于室內(nèi)外白光照明、屏幕顯示、背光源等領(lǐng)域。

2、其中，通過(guò)鍵合的方式將藍(lán)、綠、紅三色led芯片疊加在一起來(lái)制備micro-led，這種方式制作的全彩micro-led可以更好的混合在一起，并且由于三色芯片是垂直堆疊的，相對(duì)傳統(tǒng)顯示，對(duì)于相同分辨率的屏幕，其疊層結(jié)構(gòu)所應(yīng)用的芯片尺寸可以大三倍，芯片尺寸大不僅提高了產(chǎn)品的良率，對(duì)于micro-led而言，在一定程度上規(guī)避了尺寸效應(yīng)(器件越小，外量子效率越低)，所以疊層結(jié)構(gòu)在推動(dòng)micro-led實(shí)現(xiàn)全彩化過(guò)程中起到重要作用。

3、在micro-led制備過(guò)程中，想要實(shí)現(xiàn)高分辨率顯示就需要不斷減小芯片的尺寸，在此過(guò)程中micro-led芯片的性能急劇下降，芯片制備難度急劇上升，發(fā)光均勻性也將受到極大程度的影響。目前的顯示面板通常橫向排列藍(lán)色(b)、綠色(g)和紅色(r)子像素以實(shí)現(xiàn)全彩色，每個(gè)像素需要三個(gè)子像素，而這種低幾何填充因子本身限制了顯示面板分辨率的增強(qiáng)。通過(guò)堆疊多個(gè)micro-led層，可以在有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高的像素密度，只需一個(gè)像素即可產(chǎn)生全彩，從而提高顯示屏的分辨率和圖像質(zhì)量。與水平排列的rgb?micro-led相比，堆疊式micro-led可以減少每個(gè)單獨(dú)micro-led像素之間的連接，但因疊層結(jié)構(gòu)的電極數(shù)量較多、位置緊密，因此需要復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行電流引入設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同顏色像素的精確控制和調(diào)節(jié)，方能達(dá)到準(zhǔn)確的色彩再現(xiàn)效果。

4、有鑒于此，本發(fā)明人專門設(shè)計(jì)了一種具有疊層的micro-led芯片，本案由此產(chǎn)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種具有疊層的micro-led芯片，以簡(jiǎn)化具有疊層的micro-led芯片的電極設(shè)置及其連通成本。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種具有疊層的micro-led芯片，包括：

4、疊層結(jié)構(gòu)，所述疊層結(jié)構(gòu)包括依次層疊設(shè)置的若干個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)；其中，各所述發(fā)光結(jié)構(gòu)分別包括n型半導(dǎo)體層、有源層以及p型半導(dǎo)體層，且至少一相鄰兩個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)的p型半導(dǎo)體層形成電互連；

5、電極組，所述電極組包括若干個(gè)第一極性電極和至少一通過(guò)貫穿孔嵌入所述疊層結(jié)構(gòu)內(nèi)部的第二極性互連電極；

6、其中，所述第二極性互連電極電連接各所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的p型半導(dǎo)體層，則各所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的n型半導(dǎo)體層的表面分別設(shè)有所述第一極性電極；

7、或，所述第二極性互連電極電連接各所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的n型半導(dǎo)體層，則各所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的p型半導(dǎo)體層的表面分別設(shè)有所述第一極性電極。

8、優(yōu)選地，所述相鄰兩個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)的p型半導(dǎo)體層通過(guò)透明鍵合層形成電互連。

9、優(yōu)選地，所述透明鍵合層包括透明導(dǎo)電層，如ito、izo等材料層。

10、優(yōu)選地，所述疊層結(jié)構(gòu)包括呈階梯依次層疊設(shè)置的第一發(fā)光結(jié)構(gòu)、第二發(fā)光結(jié)構(gòu)和第三發(fā)光結(jié)構(gòu)。

11、優(yōu)選地，所述micro-led芯片包括正裝結(jié)構(gòu)led芯片，所述第一發(fā)光結(jié)構(gòu)和第二發(fā)光結(jié)構(gòu)的n型半導(dǎo)體層形成電互連，所述第二發(fā)光結(jié)構(gòu)和第三發(fā)光結(jié)構(gòu)的p型半導(dǎo)體層形成電互連；且在所述第一發(fā)光結(jié)構(gòu)背離所述第二發(fā)光結(jié)構(gòu)的一側(cè)表面設(shè)有反射鏡，則：

12、所述第二極性互連電極通過(guò)從所述第三發(fā)光結(jié)構(gòu)的表面進(jìn)行過(guò)孔至所述第一發(fā)光結(jié)構(gòu)或第二發(fā)光結(jié)構(gòu)的n型半導(dǎo)體層，各所述第一極性電極通過(guò)層疊于階梯面的方式分別與第一發(fā)光結(jié)構(gòu)、第二發(fā)光結(jié)構(gòu)和第三發(fā)光結(jié)構(gòu)的p型半導(dǎo)體層形成接觸。

13、優(yōu)選地，所述第二極性互連電極具有多個(gè)，則在所述第三發(fā)光結(jié)構(gòu)的表面設(shè)有透明導(dǎo)電層以電連接各所述第二極性互連電極。

14、優(yōu)選地，第一發(fā)光結(jié)構(gòu)、第二發(fā)光結(jié)構(gòu)和第三發(fā)光結(jié)構(gòu)被配置為分別發(fā)射紅光、綠光和藍(lán)光。

15、優(yōu)選地，第一發(fā)光結(jié)構(gòu)、第二發(fā)光結(jié)構(gòu)和第三發(fā)光結(jié)構(gòu)被配置為分別發(fā)射紅光、藍(lán)光和綠光。

16、優(yōu)選地，所述micro-led芯片包括倒裝結(jié)構(gòu)led芯片，所述第一發(fā)光結(jié)構(gòu)和第二發(fā)光結(jié)構(gòu)的n型半導(dǎo)體層形成電互連，所述第二發(fā)光結(jié)構(gòu)和第三發(fā)光結(jié)構(gòu)的p型半導(dǎo)體層形成電互連；且在所述第一發(fā)光結(jié)構(gòu)背離所述第二發(fā)光結(jié)構(gòu)的一側(cè)表面設(shè)有反射鏡，則：

17、所述第二極性互連電極通過(guò)從所述反射鏡的表面進(jìn)行過(guò)孔至所述第二發(fā)光結(jié)構(gòu)或第三發(fā)光結(jié)構(gòu)的p型半導(dǎo)體層，各所述第一極性電極通過(guò)層疊于階梯面的方式分別與第一發(fā)光結(jié)構(gòu)、第二發(fā)光結(jié)構(gòu)和第三發(fā)光結(jié)構(gòu)的n型半導(dǎo)體層形成接觸。

18、優(yōu)選地，所述過(guò)孔具有多個(gè)，則所述第二極性互連電極通過(guò)層疊于所述反射鏡的方式嵌入各所述過(guò)孔與所述第二發(fā)光結(jié)構(gòu)或第三發(fā)光結(jié)構(gòu)的p型半導(dǎo)體層形成連接。

19、優(yōu)選地，第一發(fā)光結(jié)構(gòu)、第二發(fā)光結(jié)構(gòu)和第三發(fā)光結(jié)構(gòu)被配置為分別發(fā)射紅光、綠光和藍(lán)光。

20、優(yōu)選地，第一發(fā)光結(jié)構(gòu)、第二發(fā)光結(jié)構(gòu)和第三發(fā)光結(jié)構(gòu)被配置為分別發(fā)射紅光、藍(lán)光和綠光。

21、優(yōu)選地，所述疊層結(jié)構(gòu)包括呈階梯依次層疊設(shè)置的第一發(fā)光結(jié)構(gòu)和第二發(fā)光結(jié)構(gòu)；

22、所述第一發(fā)光結(jié)構(gòu)和第二發(fā)光結(jié)構(gòu)的p型半導(dǎo)體層形成電互連，且在所述第一發(fā)光結(jié)構(gòu)背離所述第二發(fā)光結(jié)構(gòu)的一側(cè)表面設(shè)有反射鏡；

23、所述第二極性互連電極通過(guò)從所述反射鏡的表面進(jìn)行過(guò)孔至所述第一發(fā)光結(jié)構(gòu)或第二發(fā)光結(jié)構(gòu)的p型半導(dǎo)體層；所述第一極性電極具有2個(gè)，其中，一所述第一極性電極通過(guò)層疊于階梯面的方式與所述第一發(fā)光結(jié)構(gòu)n型半導(dǎo)體層形成接觸，另一所述第一極性電極設(shè)置于所述第二發(fā)光結(jié)構(gòu)的表面與所述第二發(fā)光結(jié)構(gòu)的n型半導(dǎo)體層形成接觸。

24、優(yōu)選地，所述設(shè)置于所述第二發(fā)光結(jié)構(gòu)的表面的所述第一極性電極設(shè)置于所述第二發(fā)光結(jié)構(gòu)的邊緣。

25、優(yōu)選地，第一發(fā)光結(jié)構(gòu)和第二發(fā)光結(jié)構(gòu)被配置為分別發(fā)射綠光和藍(lán)光。

26、經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的具有疊層的micro-led芯片，包括疊層結(jié)構(gòu)，所述疊層結(jié)構(gòu)包括依次層疊設(shè)置的若干個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)；其中，各所述發(fā)光結(jié)構(gòu)分別包括n型半導(dǎo)體層、有源層以及p型半導(dǎo)體層，且至少一相鄰兩個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)的p型半導(dǎo)體層形成電互連；電極組，所述電極組包括若干個(gè)第一極性電極和至少一通過(guò)貫穿孔嵌入所述疊層結(jié)構(gòu)內(nèi)部的第二極性互連電極；其中，所述第二極性互連電極電連接各所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的p型半導(dǎo)體層，則各所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的n型半導(dǎo)體層的表面分別設(shè)有所述第一極性電極，或，所述第二極性互連電極電連接各所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的n型半導(dǎo)體層，則各所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的p型半導(dǎo)體層的表面分別設(shè)有所述第一極性電極。通過(guò)至少一相鄰兩個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)的p型半導(dǎo)體層形成電互連，利用兩p型半導(dǎo)體層之間的折射率差小于p型半導(dǎo)體層和n型半導(dǎo)體層之間的折射率，可很好地減小光子反射現(xiàn)象，減少光子在led芯片內(nèi)部的損失，提高led的發(fā)光效率，從而產(chǎn)生更多的光輸出；同時(shí)，通過(guò)相鄰兩個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)的p型半導(dǎo)體層形成電互連取代了上下兩層發(fā)光結(jié)構(gòu)之間的隔絕設(shè)置，消除了因絕緣材料散熱性差所引發(fā)的芯片熱效應(yīng)的影響。

27、此外，基于上述設(shè)置，所述第二極性互連電極通過(guò)貫穿孔嵌入所述疊層結(jié)構(gòu)內(nèi)部以連接各所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的p型半導(dǎo)體層或連接各所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的n型半導(dǎo)體層；并利用呈階梯狀的疊層技術(shù)，使所有的n型半導(dǎo)體層或所有的p型半導(dǎo)體層在相應(yīng)的階梯面各自具有電極接入?yún)^(qū)域，以實(shí)現(xiàn)疊層的共n電極或共p電極設(shè)計(jì)，從而可在實(shí)現(xiàn)各所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的前提下，簡(jiǎn)化具有疊層的micro-led芯片的電極設(shè)置及其連通成本，并節(jié)省晶圓損失面積。

28、其次，在相鄰兩個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)的接合面設(shè)有透明鍵合層(如ito\izo等透明導(dǎo)電層)，繼而可實(shí)現(xiàn)電流的均勻分布。