高分辨率主动驱动型氮化镓基Micro-LED芯片的制备

黄铭水; 聂君扬; 刘明洋; 李洋; 潘魁; 邓俐颖; 杨天溪; 黄忠航; 孙捷; 严群; 郭太良

doi:10.37188/CJLCD.2022-0276

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高分辨率主动驱动型氮化镓基Micro-LED芯片的制备

器件物理及器件制备 | 更新时间：2022-11-22

- 高分辨率主动驱动型氮化镓基Micro-LED芯片的制备
- Fabrication of high-resolution active matrix driven GaN-based Micro-LED chips
- 液晶与显示 2022年37卷第12期页码：1553-1560
- 作者机构：
  
  1.福州大学物理与信息工程学院，福建福州 350108
  2.中国福建光电信息科学与技术创新实验室，福建福州 350108
  3.晋江市博感电子科技有限公司，福建泉州 362200
  4.西安交通大学电子信息学部，陕西西安 710049
- 作者简介：
  
  [ "黄铭水（1998－），男，福建泉州人，硕士研究生，2020年于福建工程学院获得学士学位，主要从事氮化镓Micro-LED集成信息显示芯片制备、芯片键合的研究。E-mail：hmsi@foxmail.com" ]
  [ "孙捷（1977－），男，内蒙古阿拉善人，博士，教授，2007年于中国科学院半导体研究所获得博士学位，主要从事氮化镓Micro-LED集成信息显示、二维半导体材料生长及其在纳米电子学中应用的研究。E-mail：jie.sun@fzu.edu.cn" ]
- 基金信息：
  
  福建省科技厅项目(2021HZ0114;2021J01583;2021L3004);中国福建光电信息科学与技术创新实验室项目(2021ZZ122;2020ZZ110);国家重点研发计划(2021YFB3600104)
- DOI：10.37188/CJLCD.2022-0276
  中图分类号： TN36
- 收稿日期：2022-08-22，
  
  修回日期：2022-09-08，
  
  纸质出版日期：2022-12-05
- 稿件说明：
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黄铭水, 聂君扬, 刘明洋, 等. 高分辨率主动驱动型氮化镓基Micro-LED芯片的制备[J]. 液晶与显示, 2022,37(12):1553-1560.

HUANG Ming-shui, NIE Jun-yang, LIU Ming-yang, et al. Fabrication of high-resolution active matrix driven GaN-based Micro-LED chips[J]. Chinese journal of liquid crystals and displays, 2022, 37(12): 1553-1560.
黄铭水, 聂君扬, 刘明洋, 等. 高分辨率主动驱动型氮化镓基Micro-LED芯片的制备[J]. 液晶与显示, 2022,37(12):1553-1560. DOI： 10.37188/CJLCD.2022-0276.

HUANG Ming-shui, NIE Jun-yang, LIU Ming-yang, et al. Fabrication of high-resolution active matrix driven GaN-based Micro-LED chips[J]. Chinese journal of liquid crystals and displays, 2022, 37(12): 1553-1560. DOI： 10.37188/CJLCD.2022-0276.

摘要

本文设计并制备了一款分辨率为1 920×1 080的氮化镓基Micro-LED芯片。采用单次ICP（Inductively Coupled Plasma）刻蚀的方法完成电流扩展层的图案化和台面刻蚀，实现了电流扩展层和台面的自对准。同时，在制作过程中用HMDS （Hexamethyldisiloxane）提高光刻胶附着力，从根本上提高小尺寸台面刻蚀的一致性和完整性。此外，通过垫高N型电极解决了传统倒装芯片中P型电极和N型电极不等高的问题，有利于显示芯片与驱动芯片的键合。该芯片尺寸为17.78 mm （0.7 in），发光单元尺寸为6 μm，像素周期为8 μm，像素密度达到3 129 PPI。

I-V

测试数据表明，所制备的Micro-LED的开启电压仅为3.5 V。

Abstract

The fabrication of a high-resolution 1 920×1 080 active matrix GaN-based micro-display chip was presented in this paper. The patterning of the current spreading layer and mesa were completed with ICP （Inductively Coupled Plasma） dry etching in a single step， resulting in the so-called self-alignment processing. At the same time， HMDS （Hexamethyldisiloxane） was used to improve the adhesion of photoresist， that significantly improve the consistency and integrity of small-size mesa etching. Furthermore， the problem of unequal height of P-electrode and N-electrode in traditional flip-chip was solved by padding the N-electrode， which was beneficial to the bonding of display chip and driver chip. This chip had a size of 17.78 mm （0.7 in）， a mesa size of 6 μm and a pixel pitch of 8 μm， and a high density of 3 129 PPI. The

curve of a single Micro-LED pixel was measured and illustrated， which showed a turn-on voltage of 3.5 V.

关键词

Keywords

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