微型发光器件及其制作方法与流程

本技术涉及半导体发光，具体涉及一种微型发光器件及其制作方法。

背景技术：

1、micro led（micro light emitting diode，微型发光二极管）显示技术是将传统的led（light emitting diode，发光二极管）结构进行微缩化和阵列化，并采用cmos（complementary metal oxide semiconductor，互补金属氧化物半导体）或tft（thin filmtransistor，薄膜晶体管）制作驱动电路，来实现对每一个像素点的定址控制和单独驱动的显示技术。

2、其中，键合作为micro led显示技术的重要技术环节，对产品的性能起着重要作用。混合键合（hybrid bonding）方法是目前采用较多的一种键合方法。然而，现有的混合键合方法存在键合良率低的问题。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种微型发光器件，该微型发光器件包括：发光阵列结构，所述发光阵列结构包括发光区域和位于所述发光区域周边的外围区域，所述发光阵列结构具有第一键合面以及暴露于所述第一键合面的第一介质层、第一导电结构和第一应力释放槽，其中，所述第一应力释放槽位于所述外围区域内；驱动基板，所述驱动基板具有第二键合面以及暴露于所述第二键合面的第二介质层和第二导电结构；并且，所述发光阵列结构的暴露于所述第一键合面的所述第一介质层与所述驱动基板的暴露于所述第二键合面的所述第二介质层键合，所述发光阵列结构的暴露于所述第一键合面的所述第一导电结构与所述驱动基板的暴露于所述第二键合面的所述第二导电结构键合，且所述第一应力释放槽开设于所述第一介质层朝向所述第二介质层的一侧。

2、其中，所述发光阵列结构具有间隔设置的多个像素区域，所述多个像素区域包括至少一个第一像素区域，且所述至少一个第一像素区域均位于所述发光区域内，所述外围区域为所述至少一个第一像素区域的周边区域；所述发光阵列结构包括发光叠层、第一介质层和第一导电结构，其中，所述发光叠层包括第一半导体层、发光层和第二半导体层，所述发光层和所述第二半导体层在所述多个像素区域内所述第一半导体层的一侧上依次层叠设置形成多个台面结构，所述第一介质层覆盖于所述发光叠层形成有所述多个台面结构的一侧上，所述第一导电结构包括至少一个第一导电柱，每个所述第一导电柱对应一个所述第一像素区域内的所述台面结构，并设于对应的所述台面结构中所述第二半导体层背离所述发光层的一侧上，且每个所述第一导电柱贯穿所述第一介质层并与对应的所述台面结构中的所述第二半导体层电连接；并且，所述第一键合面包括所述第一介质层背离所述发光叠层的表面、以及所述至少一个第一导电柱背离所述第二半导体层的表面，所述第一应力释放槽开设于所述第一介质层背离所述发光叠层的表面。

3、其中，所述第一导电结构还包括第二导电柱，所述第二导电柱设于所述第一半导体层设有所述发光层和所述第二半导体层的一侧上，且所述第二导电柱贯穿所述第一介质层并与所述第一半导体层电连接；并且，所述第一键合面还包括所述第二导电柱背离所述第一半导体层的表面，且所述第二导电柱位于所述外围区域内。

4、其中，所述多个像素区域还包括至少一个第二像素区域，所述至少一个第二像素区域围绕所述至少一个第一像素区域设置，并均位于所述外围区域内；并且，每个所述第二像素区域内均对应有一个所述台面结构。

5、其中，所述发光阵列结构还包括：封装层，所述封装层填充于所述第一应力释放槽中。

6、其中，所述第一应力释放槽在所述外围区域的靠近所述发光区域的位置的孔隙率，大于所述第一应力释放槽在所述外围区域的远离所述发光区域的位置的孔隙率。

7、其中，所述发光阵列结构还具有第一对位标记结构，所述第一对位标记结构位于所述外围区域内，并填埋于所述第一介质层内；所述驱动基板还具有第二对位标记结构，所述第二对位标记结构填埋于所述第二介质层内，并与所述第一对位标记结构对应设置。

8、其中，所述第一对位标记结构与所述第一导电结构材质相同；所述第二对位标记结构与所述第二导电结构材质相同。

9、其中，包括以下至少之一：所述发光阵列结构还具有暴露于所述第一键合面的第二应力释放槽，所述第二应力释放槽位于所述发光区域内，并开设于所述第一介质层朝向所述第二介质层的一侧；所述驱动基板还具有暴露于所述第二键合面的第三应力释放槽，所述第三应力释放槽位于所述驱动基板对应于所述发光阵列结构的所述外围区域的区域内，并开设于所述第二介质层朝向所述第一介质层的一侧；所述驱动基板还具有暴露于所述第二键合面的第四应力释放槽，所述第四应力释放槽位于所述驱动基板对应于所述发光阵列结构的所述发光区域的区域内，并开设于所述第二介质层朝向所述第一介质层的一侧。

10、本技术实施例还提供了一种微型发光器件的制作方法，该微型发光器件的制作方法包括：提供微型发光结构，所述微型发光结构包括发光阵列结构，所述发光阵列结构包括发光区域和位于所述发光区域周边的外围区域，所述发光阵列结构具有第一键合面以及暴露于所述第一键合面的第一介质层、第一导电结构和第一应力释放槽，其中，所述第一应力释放槽位于所述外围区域内，并开设于所述第一介质层暴露于所述第一键合面的表面；提供驱动基板，所述驱动基板具有第二键合面以及暴露于所述第二键合面的第二介质层和第二导电结构；将所述发光阵列结构的暴露于所述第一键合面的所述第一介质层与所述驱动基板的暴露于所述第二键合面的所述第二介质层键合，并将所述发光阵列结构的暴露于所述第一键合面的所述第一导电结构与所述驱动基板的暴露于所述第二键合面的所述第二导电结构键合，得到键合结构；基于所述键合结构制备得到微型发光器件。

11、其中，所述提供微型发光结构，包括：提供发光外延片，所述发光外延片包括衬底和设于所述衬底一侧上的发光叠层，其中，所述发光叠层包括在远离所述衬底的方向上依次层叠设置的第一半导体层、发光层和第二半导体层；对所述发光叠层进行刻蚀处理，形成贯穿至所述第一半导体层的凹槽，使所述发光叠层被所述凹槽分隔为多个台面结构，所述多个台面结构包括至少一个第一台面结构；在所述发光叠层背离所述衬底的一侧上形成第一介质层、第一导电结构和第一应力释放槽；其中，所述第一介质层覆盖所述多个台面结构以及所述凹槽底部的所述第一半导体层，并填充所述凹槽；所述第一导电结构包括至少一个第一导电柱，每个所述第一导电柱对应一个所述第一台面结构，并设于对应的所述第一台面结构中所述第二半导体层背离所述发光层的一侧上，且每个所述第一导电柱贯穿所述第一介质层并与对应的所述第一台面结构中的所述第二半导体层电连接；所述第一应力释放槽开设于所述第一介质层背离所述衬底的表面，且所述第一应力释放槽在所述衬底上的正投影位于所述至少一个第一台面结构在所述衬底上的正投影的周边。

12、其中，所述第一导电结构还包括第二导电柱，所述第二导电柱设于所述凹槽底部的所述第一半导体层上，且所述第二导电柱贯穿所述第一介质层并与所述凹槽底部的所述第一半导体层电连接；并且，所述在所述发光叠层背离所述衬底的一侧上形成第一介质层、第一导电结构和第一应力释放槽，包括：在所述发光叠层背离所述衬底的一侧上形成绝缘平坦层、至少一个第一极性电极以及第二极性电极，其中，所述绝缘平坦层覆盖所述多个台面结构以及所述凹槽底部的所述第一半导体层，并填充所述凹槽，每个所述第一极性电极对应一个所述第一台面结构，并设于对应的所述第一台面结构中所述第二半导体层背离所述发光层的一侧上，且每个所述第一极性电极贯穿所述绝缘平坦层并与对应的所述第一台面结构中的所述第二半导体层电连接，所述第二极性电极设于所述凹槽底部的所述第一半导体层上，且所述第二极性电极贯穿所述绝缘平坦层并与所述凹槽底部的所述第一半导体层电连接，所述第二极性电极在所述衬底上的正投影位于所述至少一个第一台面结构在所述衬底上的正投影的周边；形成绝缘覆盖层、第一导电结构和第一应力释放槽，其中，所述绝缘覆盖层覆盖于所述绝缘平坦层背离所述衬底的一侧上、所述至少一个第一极性电极背离所述衬底的一侧上以及所述第二极性电极背离所述衬底的一侧上，且所述绝缘覆盖层与所述绝缘平坦层共同构成所述第一介质层，所述第一导电结构所包括的所述至少一个第一导电柱中的每个所述第一导电柱对应一个所述第一极性电极，并设于对应的所述第一极性电极背离所述衬底的一侧上，且与对应的所述第一极性电极电连接，所述第一导电结构所包括的所述第二导电柱设于所述第二极性电极背离所述衬底的一侧上，并与所述第二极性电极电连接。

13、其中，所述形成绝缘覆盖层、第一导电结构和第一应力释放槽，包括：形成第一绝缘覆盖层，所述第一绝缘覆盖层覆盖于所述绝缘平坦层背离所述衬底的一侧上、所述至少一个第一极性电极背离所述衬底的一侧上以及所述第二极性电极背离所述衬底的一侧上；至少刻蚀所述第一绝缘覆盖层，形成至少一个第一通孔以及第二通孔、第三通孔和第一应力释放槽；形成第一导电结构、第一对位标记结构和第二绝缘覆盖层，其中，所述第一导电结构所包括的所述至少一个第一导电柱分别填充于所述至少一个第一通孔中，所述第一导电结构所包括的所述第二导电柱填充于所述第二通孔中，所述第一对位标记结构和所述第二绝缘覆盖层均填充于所述第三通孔中，且所述第二绝缘覆盖层完全覆盖所述第一对位标记结构，所述第二绝缘覆盖层与所述第一绝缘覆盖层共同构成所述绝缘覆盖层。

14、其中，在所述将所述发光阵列结构的暴露于所述第一键合面的所述第一介质层与所述驱动基板的暴露于所述第二键合面的所述第二介质层键合，并将所述发光阵列结构的暴露于所述第一键合面的所述第一导电结构与所述驱动基板的暴露于所述第二键合面的所述第二导电结构键合，得到键合结构之前，所述方法还包括：在所述第一应力释放槽内填充封装材料，形成封装层。

15、其中，所述微型发光结构还包括衬底，所述发光阵列结构形成于所述衬底的一侧上，且所述第一键合面为所述发光阵列结构背离所述衬底的表面；并且，所述基于所述键合结构制备得到微型发光器件，包括：去除所述键合结构中的所述衬底；在去除衬底后露出的发光阵列结构表面上形成电极层，所述电极层与所述发光叠层中的所述第一半导体层电连接；在所述电极层背离所述发光阵列结构的一侧上对应于所述发光区域的位置形成光学结构。

16、本技术的有益效果是：本技术提供的微型发光器件及其制作方法，通过在发光阵列结构与驱动基板之间的混合键合界面引入第一应力释放槽，第一应力释放槽开设于发光阵列结构的暴露于第一键合面的第一介质层朝向驱动基板的暴露于第二键合面的第二介质层的一侧，能够在发光阵列结构与驱动基板通过第一键合面和第二键合面进行混合键合时，有效释放键合过程中键合界面处因介质层与导电结构热膨胀系数差异产生的应力；同时，第一应力释放槽的开设位置选择在发光阵列结构的外围区域，避免了第一应力释放槽影响发光区域内发光阵列结构与驱动基板的键合强度，从而能够在保证键合可靠性的前提下，提升混合键合良率与器件稳定性，适用于高像素密度、高可靠性的微型发光器件制造场景，尤其适用于micro led显示产品及车载数字车灯产品的大规模量产，可有效降低生产过程中的不良率，提升产品整体品质与生产收益。此外，相较于将应力释放结构设置于发光阵列结构的发光区域内的方案，在高ppi（pixels per inch，像素每英寸）条件下，由于像素间距小、像素混合键合面积有限，应力释放结构会对像素键合强度产生较大影响；而本技术将第一应力释放槽设置于发光阵列结构的外围区域内，规避了上述问题，可在保障高像素密度下键合强度的同时，有效释放键合应力，显著提升器件的可靠性与良率，可更好地满足大尺寸超高分辨率micro led显示产品的应用需求。