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CN109286135A - 一种有源激光彩色显示模块生产方法 - Google Patents

一种有源激光彩色显示模块生产方法 Download PDF

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CN109286135A
CN109286135A CN201811491237.9A CN201811491237A CN109286135A CN 109286135 A CN109286135 A CN 109286135A CN 201811491237 A CN201811491237 A CN 201811491237A CN 109286135 A CN109286135 A CN 109286135A
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cavity surface
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CN201811491237.9A
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潘小和
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Silicon Photoelectric (xiamen) Co Ltd
Original Assignee
Silicon Photoelectric (xiamen) Co Ltd
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    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser

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Abstract

本发明公开了一种有源激光彩色显示模块生产方法，在第一晶圆基底上外延生长短波长III‑V族半导体量子发光外延薄膜，生长分布式布拉格反射光栅作为垂直腔面发射激光器的底部反射层；制作有源矩阵显示控制电路，镀一层金属薄膜；进行金属粘合；将带有分布式布拉格反射光栅发射层的量子发光外延片的衬底剥离；选择性地等离子刻蚀形成二维发光阵列；用介质填平表面，形成圆柱形金属电极阵列；用介质再次填平表面，将表面平整；镀一层透明通用电极；生长分布式布拉格反射光栅作为顶部反射层；设置彩色像素阵列。本发明提供了能够规模生产的高密度的有源激光彩色显示模块的有源激光彩色显示模块生产方法，可以规模生产有源激光彩色显示模块。

Description

一种有源激光彩色显示模块生产方法
技术领域
本发明涉及一种有源激光彩色显示模块生产方法。
背景技术
垂直腔面发射激光器亦称垂直腔表面发射激光器(vertical cavity surfaceemitting laser，VCSEL)是一种出光方向垂直与谐振腔表面的f-p激光器。垂直腔面发射激光器与常规的侧向出光的端面发射激光器在结构上有着很大的不同。端面发射激光器的出射光垂直于芯片的解理平面；与此相反，垂直腔面发射激光器的发光束垂直于芯片表面并由此易于实现二维平面列阵。但如何规模生产具有垂直腔面发射激光器的有源激光彩色显示模块，仍是需要改进的技术问题。
发明内容
本发明提供一种新的有源激光彩色显示模块生产方法。
本发明的技术方案如下：一种有源激光彩色显示模块生产方法，其包括步骤：在第一晶圆基底上外延生长短波长III-V族半导体量子发光外延薄膜，然后在短波长III-V族半导体量子发光外延薄膜表面外延生长分布式布拉格反射光栅作为垂直腔面发射激光器的底部反射层；在第二晶圆基底上采用集成电路工艺制作具有脉冲宽度调制的有源矩阵显示控制电路作为衬底，然后在有源矩阵显示控制电路衬底表面镀一层金属薄膜作为金属粘合层；将所述有源矩阵显示控制电路衬底具有所述金属粘合层的一面与所述带有短波长III-V族半导体发光器件量子发光外延薄膜的晶圆进行金属粘合，得到带有分布式布拉格反射光栅发射层的量子发光外延片；将带有分布式布拉格反射光栅发射层的量子发光外延片的衬底剥离；在剥离衬底后的量子发光外延片上选择性地等离子刻蚀形成与有源矩阵显示控制电路相对应的二维发光阵列；用介质填平表面，选择性介质等离子刻蚀形成对应于有源矩阵显示控制电路的圆柱形金属电极阵列；用介质再次填平表面，将表面平整；在平整后的表面镀一层透明通用电极；在透明通用电极表面外延生长分布式布拉格反射光栅作为顶部反射层从而形成有源垂直腔面发射激光器阵列；在有源垂直腔面发射激光器阵列上设置彩色像素阵列。
采用上述方案，本发明提供了能够规模生产的高密度的有源激光彩色显示模块的有源激光彩色显示模块生产方法，可以规模生产有源激光彩色显示模块，其利用了垂直腔面发射激光器的设计，因此具有垂直腔面发射激光器的特点，并且从表面出光无须像常规端面发射激光器那样必须在外延片解理封装后才能测试，由此可以实现在生产过程中进行测试，因此能够简化工艺，降低制作成本；可用于多种应用，包括光通信、3D地形感应、显示和打印等，也适合应用在可穿戴智能设备、手机、平板、笔记本电脑或各种彩色显示产品中，还具有产品结构稳定的优点。
附图说明
图1为本发明的一个实施例的示意图；图2至图4分别为本发明的另一个实施例的流程分解示意图；图5为本发明的另一个实施例的采用硅衬底的带有第一层分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片示意图；图6为本发明的另一个实施例的采用蓝宝石衬底的带有第一层分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片示意图；图7为本发明的另一个实施例的具有脉冲宽度调制的有源矩阵控制电路的硅晶圆衬底示意图；图8为图6所示实施例预清洁和翻转后的示意图；图9为图7所示实施例沉积共晶金属薄膜的示意图；图10为图8所示实施例与图9所示实施例的进行粘合示意图；图11为图10所示实施例剥离的带有第一层分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片的衬底示意图；图12为图11所示实施例进行图案化和平面化的示意图；图13为图12所示实施例制造介电孔的示意图；图14为图13所示实施例进行ITO沉积以形成公共电极的示意图；图15为图14所示实施例沉积DBR多层薄膜的示意图；图16为图15所示实施例形成4色像素图案并设置触敏保护透明层的示意图；图17为图16所示实施例进行介电层保护和BGA封装得到有源激光彩色显示模块的示意图；图18为图17所示实施例的另一角度剖视示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。但是，本发明可以采用许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，本发明的一个实施例是，一种有源激光彩色显示模块生产方法，其包括步骤：在第一晶圆基底上外延生长短波长III-V族半导体量子发光外延薄膜，然后在短波长III-V族半导体量子发光外延薄膜表面外延生长分布式布拉格反射光栅作为垂直腔面发射激光器的底部反射层；在第二晶圆基底上采用集成电路工艺制作具有脉冲宽度调制的有源矩阵显示控制电路作为衬底，然后在有源矩阵显示控制电路衬底表面镀一层金属薄膜作为金属粘合层；将有源矩阵显示控制电路衬底具有金属粘合层的一面与带有短波长III-V族半导体发光器件量子发光外延薄膜的晶圆进行金属粘合，得到带有分布式布拉格反射光栅发射层的量子发光外延片；将带有分布式布拉格反射光栅发射层的量子发光外延片的衬底剥离；在剥离衬底后的量子发光外延片上选择性地等离子刻蚀形成与有源矩阵显示控制电路相对应的二维发光阵列；用介质填平表面，选择性介质等离子刻蚀形成对应于有源矩阵显示控制电路的圆柱形金属电极阵列；用介质再次填平表面，将表面平整；在平整后的表面镀一层透明通用电极；在透明通用电极表面外延生长分布式布拉格反射光栅作为顶部反射层从而形成有源垂直腔面发射激光器阵列；在有源垂直腔面发射激光器阵列上设置彩色像素阵列。采用上述方案，本发明提供了能够规模生产的高密度的有源激光彩色显示模块的有源激光彩色显示模块生产方法，可以规模生产有源激光彩色显示模块，其利用了垂直腔面发射激光器的设计，因此具有垂直腔面发射激光器的特点，并且从表面出光无须像常规端面发射激光器那样必须在外延片解理封装后才能测试，由此可以实现在生产过程中进行测试，因此能够简化工艺，降低制作成本；可用于多种应用，包括光通信、3D地形感应、显示和打印等，也适合应用在可穿戴智能设备、手机、平板、笔记本电脑或各种彩色显示产品中，还具有产品结构稳定的优点。
下面结合产品设计来说明具体实施例，这些实施例可结合其他实施例或者单独实现，但不应被理解为对于有源激光彩色显示模块生产方法的具体限制，有源激光彩色显示模块生产方法可以采用许多不同的实施形式来具体实现。例如，一种有源激光彩色显示模块生产方法，其包括下面步骤的部分或全部技术特征，也就是说，其包括下面的部分步骤或全部步骤。
例如，在第一晶圆基底上外延生长短波长III-V族半导体量子发光外延薄膜，然后在短波长III-V族半导体量子发光外延薄膜表面外延生长分布式布拉格反射光栅作为垂直腔面发射激光器的底部反射层；该步骤完成后，得到带有第一层分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片；即为，在第一晶圆基底上外延生长短波长III-V族半导体量子发光外延薄膜，然后在短波长III-V族半导体量子发光外延薄膜表面外延生长分布式布拉格反射光栅作为垂直腔面发射激光器的底部反射层，得到带有第一层分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片。例如，考虑到与后面步骤的分布式布拉格反射光栅进行区分，该步骤的分布式布拉格反射光栅可称为第一层分布式布拉格反射光栅，也就是说，在第一晶圆基底上外延生长短波长III-V族半导体量子发光外延薄膜，然后在短波长III-V族半导体量子发光外延薄膜表面外延生长第一层分布式布拉格反射光栅作为垂直腔面发射激光器的底部反射层；依此类推。较好的是，短波长III-V族半导体量子发光外延薄膜形成p-n结量子发光薄膜层。较好的是，第一晶圆基底与第二晶圆基底统称为晶圆基底，第一晶圆基底与第二晶圆基底可以相同也可以不同。优选的，晶圆基底包括硅晶圆基底；优选的，晶圆基底包括单晶硅晶圆、蓝宝石晶圆、氮化镓晶圆、多晶硅晶圆与薄膜半导体晶圆基底。晶圆基底也可以称为晶圆衬底。较好的是，第一晶圆基底为蓝宝石晶圆基底，即为蓝宝石基底。又如，其中，蓝宝石晶圆可以由硅晶圆或氮化镓晶圆替换。
例如，在短波长III-V族半导体量子发光外延薄膜表面外延生长第一层分布式布拉格反射光栅作为垂直腔面发射激光器的底部反射层，得到带有第一层分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片；优选的，短波长III-V族半导体量子发光外延薄膜为半导体发光器件、电场致量子点发光器件、有机半导体发光器件、无机半导体发光器件、氮化镓(GaN)半导体发光器件、砷化镓(GaAs)半导体发光器件或磷化铟(InP)半导体发光器件；优选的，短波长III-V族半导体量子发光外延薄膜为在蓝宝石衬底上外延生长的III-V族化合物半导体发光器件；优选的，短波长III-V族半导体量子发光外延薄膜为在砷化镓衬底上外延生长的III-V族化合物半导体发光器件。较好的是，量子发光薄膜层为在蓝宝石衬底上用MBE或者MOCVD方式外延生长的III-V族化合物半导体发光器件；或者，量子发光薄膜层为在砷化镓衬底上用MBE或者MOCVD方式外延生长的III-V族化合物半导体发光器件。
较好的是，选择蓝色或绿色激光进行制作；例如，在第一晶圆基底上外延生长短波长III-V族半导体量子发光外延薄膜，然后在短波长III-V族半导体量子发光外延薄膜表面外延生长分布式布拉格反射光栅作为垂直腔面发射激光器的底部反射层，得到带有第一层分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片；其中，采用MOCVD进行III-V族的p-n结多层薄膜的外延生长，通过改变Al和In浓度，色谱从蓝色变为绿色，然后在p-GaN表面上沉积导电DBR多层薄膜，得到带有第一层分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片。例如，采用硅衬底的带有第一层分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片一个例子如图5所示，其中，目标晶圆为硅晶圆，第一晶圆基底为第二晶圆基底，其上具有第一层分布式布拉格反射光栅即为导电DBR多层膜111。又一个例子如图6所示，蓝宝石(Al2O3)衬底212上依次设有覆盖有2.5微米缓冲层的约30纳米的u-GaN成核层203、厚度小于1微米的n-GaN层108、厚度约为n-GaN层5倍的InGaN/GaN量子阱109、厚度约为30nm的p-AlGaN/GaN上设置的厚度约为100nm的P-GaN层110、导电DBR多层膜111，采用蓝宝石衬底的带有第一层分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片在粘合之前翻转如图9所示。
例如，在第二晶圆基底上采用集成电路工艺制作具有脉冲宽度调制的有源矩阵显示控制电路作为衬底，然后在有源矩阵显示控制电路衬底表面镀一层金属薄膜作为金属粘合层；较好的是，第二晶圆基底为硅晶圆基底。具体的设计与制作方式可以采用集成电路的常规设计，也可以采用申请人前期提交的专利申请中的技术，本文为节省篇幅而从略。较好的是，准备CMOS背板控制晶圆例如SRAM驱动器CMOS晶圆，并且带有PWM像素驱动器，并为其设计像素电路。较好的是，在第二晶圆基底上制作具有脉冲宽度调制的有源矩阵控制电路包括准备CMOS背板控制晶圆，其中，制造具有预定像素尺寸和间隙的CMOS背板控制晶片，进行化学机械抛光(CMP)使表面光滑，预清洁并去除残留的氧化物。一个例子中，具有脉冲宽度调制的有源矩阵控制电路的第二晶圆基底如图7所示，CMOS有源矩阵PWM阵列驱动器115上设有金属屏蔽层114、分隔电介质113、金属电极阵列112与保护电介质层102，其中，金属电极阵列112在表面显露成为矩阵，因此也可称为有源矩阵电极112A。
优选的，金属粘合层为具有低熔点的低温金属粘合层；优选的，金属粘合层为氧化铟锡导电薄膜。其中，低熔点是相对的，低到不伤害第一晶圆基底及/或第二晶圆基底即可，由此可以实现在不伤害晶圆基底的前提下，金属粘合层呈熔融状态，从而实现下一步骤：将有源矩阵显示控制电路衬底具有金属粘合层的一面与带有短波长III-V族半导体发光器件量子发光外延薄膜的晶圆进行金属粘合，得到带有分布式布拉格反射光栅发射层的量子发光外延片。
例如，将有源矩阵显示控制电路衬底具有金属粘合层的一面与带有短波长III-V族半导体发光器件量子发光外延薄膜的晶圆进行金属粘合，得到带有分布式布拉格反射光栅发射层的量子发光外延片；优选的，金属粘合包括共融金属粘合。较好的是，采用金属熔合方式，将有源矩阵显示控制电路衬底具有金属粘合层的一面与带有短波长III-V族半导体发光器件量子发光外延薄膜的晶圆进行金属粘合；较好的是，采用金属共晶键合方式，将有源矩阵显示控制电路衬底具有金属粘合层的一面与带有短波长III-V族半导体发光器件量子发光外延薄膜的晶圆进行金属粘合；由此可以实现超薄并且牢靠的粘合效果。较好的是，在有源矩阵显示控制电路衬底表面镀一层金属薄膜作为金属粘合层，包括步骤：在有源矩阵显示控制电路衬底表面上沉积共晶金属薄膜，形成共融金属粘合层；也就是说，在有源矩阵电极上沉积共晶金属薄膜，形成共融金属粘合层；共晶金属薄膜用于通过金属键合或者金属熔融方式粘合带有第一层分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片的第一层分布式布拉格反射光栅，即为共晶金属薄膜粘合导电DBR多层膜111，由此可以实现将带有第一层分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片粘合在有源矩阵显示控制电路衬底表面上。较好的是，沉积共晶金属薄膜包括：低能等离子体表面激活CMOS背板控制晶片，在CMOS背板的表面上沉积共晶中间层即共融金属粘合层。优选的，在有源矩阵显示控制电路衬底表面镀一层金属薄膜作为金属粘合层之前，包括步骤：对两个晶圆基底表面进行清洁处理，及/或，在两个晶圆基底表面进行等离子表面激活处理。例如，进行金属粘合之前，包括步骤：预先在两个晶圆表面进行清洁处理；较好的，进行金属粘合之前，预先在两个晶圆表面进行等离子表面激活处理。由此可以较好地实现将有源矩阵显示控制电路衬底具有金属粘合层的一面与带有短波长III-V族半导体发光器件量子发光外延薄膜的晶圆进行金属粘合。申请人在前期做了大量工作和提出了专利申请，并在此基础上继续研发，对相关技术进行了改进，以获得垂直腔面发射激光器阵列模块。较好的是，进行金属粘合之前，还包括步骤：预清洁外延晶片；得到采用蓝宝石衬底的带有第一层分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片在粘合之前翻转如图8所示。其中，预清洁外延晶片包括：预先清洁并去除导电DBR多层表面的残留氧化物，等离子体在真空中激活表面，将带有第一层分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片翻转晶圆使得导电DBR多层膜111朝向CMOS背板控制晶圆。一个例子如图9所示，将图7所示实施例在有源矩阵电极上沉积共晶金属薄膜作为共融金属粘合层210；如图10所示，将图8所示实施例与图9所示实施例的进行粘合，由此可以实现将有源矩阵显示控制电路衬底具有金属粘合层的一面与带有短波长III-V族半导体发光器件量子发光外延薄膜的晶圆进行金属粘合，即为，将有源矩阵显示控制电路衬底具有金属粘合层的一面与带有短波长III-V族半导体发光器件量子发光外延薄膜的晶圆进行金属粘合，得到带有分布式布拉格反射光栅发射层的量子发光外延片。
为了实现良好的粘合，粘合之前两个晶圆(亦可称为晶片)表面制备必须去除任何可能阻碍中间金属扩散到p+区域的污染和氧化膜；较好的是，将有源矩阵显示控制电路衬底具有金属粘合层的一面与带有短波长III-V族半导体发光器件量子发光外延薄膜的晶圆进行金属粘合之前，有源激光彩色显示模块生产方法还包括步骤：去除阻碍共融金属粘合层的中间金属扩散到p+区域的污染和氧化膜。例如，去除阻碍共融金属粘合层的中间金属扩散到p+区域的污染和氧化膜，包括：从AFM扫描估计CMOS背板晶片的均方根粗糙度约为1.5nm以确保两个晶圆表面光滑均匀，两个将要粘合的表面都经过10分钟的清理液进行酸处理，然后用去离子水清洗，高速旋转清洁；其中，清理液采用容积比为1:3的H2O2:H2SO4；并且，两个晶片都经过紫外-臭氧预清洁处理，以去除有机表面污染；在施加键合之前，对LED晶片即为带有第一层分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片的p+表面进行典型的低能等离子体活化以增强共融金属粘合层的中间金属的扩散。
较好的是，粘合包括在真空或N2室中的共晶键合。例如，在真空或N2室中的共晶键合包括：沉积50nm的阻挡金属层，然后沉积300nm的共晶金属薄膜作为共融金属粘合层，在300℃下在键合晶片的两面施加压力1小时，将粘合的晶片退火至接近400℃的温度约1小时。粘合的晶片即为粘合在有源矩阵显示控制电路上的带有第一层分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片。一个例子中，粘合的晶片如图10所示。较好的是，在真空或N2室中的共晶键合包括：通过使用具有薄钽(Ta)膜作为中间层的铜(Cu)膜将LED晶片(即为带有第一层分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片)共晶键合到CMOS背板控制晶片(即为有源矩阵显示控制电路)上；例如，将50nm的钽(Ta)薄膜沉积在CMOS背板晶片的表面上，然后在真空室中的钽(Ta)层表面上沉积300nm的铜(Cu)薄膜，压力低过1×10-6Torr；将两个晶圆置于压力接近1×10-3Torr的真空室中或置于大气压氮(N2)环境中；将两个晶圆面对面对齐并夹在一起粘接卡盘上形成晶圆对；当晶圆对在300℃下完全接触1小时后，在键合晶片(即为晶圆对)的两面施加4000N的压力；将粘合的晶片退火至接近400℃的温度约1小时。或者，在真空或N2室中的共晶键合包括：通过使用具有薄的锡(Sn)膜作为中间层的铝(Al)膜将LED晶片共晶键合到CMOS背板控制晶片上；例如，将50nm的锡(Sn)薄膜沉积在CMOS背板晶片的表面上，然后在真空室中的锡(Sn)层表面上沉积300nm的铝(Al)薄膜，压力低过1×10-6Torr；将两个晶圆置于压力接近1×10-3Torr的真空室中或置于大气压氮(N2)环境中，将两个晶圆面对面对齐并夹在一起粘接卡盘上；当晶圆对在300℃下完全接触1小时后，在键合晶片的两面施加0.25MPa的压力；将粘合的晶片退火至接近400℃的温度约1小时。或者，在真空或N2室中的共晶键合包括：另一种共晶结合也是通过将金蒸发并镀金到一个晶片上然后在粘合之前将金暴露于UV光以除去有机污染物来进行的，有机污染物阻止金表面与其所结合的第二晶片接触。例如，中间层使用金(Au)或银(Ag)薄膜的共晶键合-键合工艺开始于在每个待键合的晶片上沉积大约1μm厚的Au层和合适的Cr、Pt及/或Pd粘附层，随后将300埃的Ti粘合剂层，任选的扩散阻挡层和1400埃的Au/Au-Pt-Ti或Au-Ti电子束蒸发到IC晶片(即为有源矩阵显示控制电路)的表面上，在粘合区域上施加30psi压力5-10分钟，温度为200℃至350℃，Au-Si二元系统显示熔化温度从1100℃降至300℃。该Au-Si化合物充当焊料并从衬底消耗硅，其中，退火温度不宜太高，如超过400℃将导致IC晶片中集成电路的损坏。
例如，将带有分布式布拉格反射光栅发射层的量子发光外延片的衬底剥离；即为将带有第一层分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片的衬底剥离，也可以称为去除外延晶片衬底；优选的，外延生长短波长III-V族半导体量子发光外延薄膜的晶圆基底采用蓝宝石晶圆；也就是说，第一晶圆基底采用蓝宝石晶圆；并且，将带有分布式布拉格反射光栅发射层的量子发光外延片的衬底剥离，包括步骤：采用穿过蓝宝石晶圆的短波长激光扫描方式将带有分布式布拉格反射光栅发射层的量子发光外延片的衬底剥离。由此可以实现简单、方便并且高效的衬底剥离。
优选的，去除外延晶片衬底包括：扫描激光激活基板的去除，去除热机械基材，机械抛光基材去除，CMP抛光以使n-GaN接触层变薄至200nm厚度，沉积薄膜介电孔径层如SiNx或SiOx。优选的，将带有分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片的衬底剥离之后，还包括步骤：将带有第一层分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片的n电极层减薄例如从1μm减薄至200nm厚度。例如，将带有分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片的衬底剥离之后，并在剥离衬底后的量子发光外延片上选择性地等离子刻蚀形成与有源矩阵显示控制电路相对应的半导体发光量子层阵列之前，有源激光彩色显示模块生产方法还包括步骤：将带有第一层分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片的n电极层减薄。依此类推。例如，将带有DBR发射层的量子发光外延片的衬底剥离，然后将带有DBR发射层的量子发光外延片的n-电极层减薄。或者，将作为n-电极层的覆盖有2.5微米缓冲层的约30纳米的u-GaN成核层剥离并减薄n-GaN层即为n-电极层。较好的是，一并去除覆盖有2.5微米缓冲层的约30纳米的u-GaN成核层。如图11所示，将带有分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片的衬底剥离，请与图10相对比，可见覆盖有2.5微米缓冲层的约30纳米的u-GaN成核层203与蓝宝石(Al2O3)衬底212均被剥离。例如，对于蓝宝石衬底，由于蓝宝石是透明的并且GaN不透明，即吸收的GaN膜可以通过具有248nm波长和0.4-0.8J/cm2的功率范围的短脉冲KrF UV准分子激光器从蓝宝石衬底上剥离。即使非常短暂地将界面加热到1000℃以上，也会导致GaN分解成Ga，因其为一种低熔点金属，以及去除残留在界面处的氮。
例如，在剥离衬底后的量子发光外延片上选择性地等离子刻蚀形成与有源矩阵显示控制电路相对应的二维发光阵列；优选的，选择性地等离子刻蚀为有方向性的等离子体化学气相刻蚀。优选的，选择性介质等离子刻蚀形成对应于有源矩阵显示控制电路的金属电极阵列，包括：沉淀防金属扩散壁形成阻隔空心柱，沉淀填入导电金属形成铆钉式电极阵列。例如，填入导电金属形成铆钉式电极阵列为首先沉淀防金属扩散壁形成阻隔空心柱，然后沉淀填入导电金属形成铆钉式电极阵列。例如，用介质填平表面，选择性介质等离子刻蚀形成对应于有源矩阵显示控制电路的圆柱形金属电极阵列；优选的，用介质填平表面，包括：采用化学气相沉积或者物理气相沉积方式，沉积氧化硅或者氮化硅作为透明介质填平表面。例如，用介质全面填平为采用化学气相沉积(CVD)方法或者物理气相沉积(PVD)方法沉积氧化硅(SiOx)或者氮化硅(SiNx)透明介质。例如，用介质再次填平表面，将表面平整；优选的，将表面平整采用化学机械研磨方式或者等离子体溅射方式。优选的，晶圆基底包括单晶硅晶圆、蓝宝石晶圆、氮化镓晶圆、多晶硅晶圆与薄膜半导体晶圆基底，及/或，金属粘合包括共融金属粘合，及/或，将表面平整采用化学机械研磨方式或者等离子体溅射方式。例如，采用化学机械研磨(CMP)方法磨平具有金属电极阵列的未完成垂直腔面发射激光器阵列模块的表面；或者，采用无方向性等离子化学腐蚀(None directional Etch)方式，刻蚀表面使其平整化。较好的是，用介质填平表面，选择性介质等离子刻蚀形成对应于有源矩阵显示控制电路的圆柱形金属电极阵列，以及再次用介质填平表面，并将表面平整，此二步骤可统合称为图案化和平面化，其中，选择性地等离子体增强电介质蚀刻以形成DBR阵列，随后选择性地进行等离子体增强金属蚀刻，介电填充间隙和CMP平面化以形成光滑的表面。一个例子如图12所示，在厚度小于1微米的n-GaN层108上介电填充间隙形成电介质间隔即为第一电介质间隔101；其中第一电介质间隔仅仅是为了描述方便而作的命名，其为电介质所形成的间隔，也可称为电介质间隔。较好的是，选择性介质等离子刻蚀形成对应于有源矩阵显示控制电路的圆柱形金属电极阵列，包括制造介电孔；或者，用介质填平表面，选择性介质等离子刻蚀形成对应于有源矩阵显示控制电路的圆柱形金属电极阵列之后，以及再次用介质填平表面，并将表面平整之前，有源激光彩色显示模块生产方法还包括：制造介电孔；例如，制造介电孔包括：等离子蚀刻n-GaN电极，形成部分圆柱形柱；并且再次用介质填平表面，并将表面平整，包括：电介质填充圆柱之间的间隙；CMP平面化以形成平坦表面。介电孔亦可称为介电孔径，一个例子如图13所示，在厚度小于1微米的n-GaN层108上制造介电孔107。
例如，在平整后的表面镀一层透明通用电极；即为在平整后的表面设置或沉积一层透明通用电极；透明通用电极也可以称为透明共用电极或者共用透明电极，半导体发光量子层阵列及第一层分布式布拉格反射光栅的光线通过透明通用电极出射。较好的是，透明通用电极为ITO。例如，在平整后的表面镀一层透明通用电极，即为采用ITO沉积以形成公共电极；例如，采用ITO沉积以形成公共电极包括：选择性地介电蚀刻以打开孔径阵列，沉积ITO的透明金属薄膜以形成公共电极。例如，在透明通用电极表面外延生长分布式布拉格反射光栅作为顶部反射层从而形成有源垂直腔面发射激光器阵列；即为，在透明通用电极表面外延生长分布式布拉格反射光栅作为顶部反射层以形成有源垂直腔面发射激光器阵列。例如，考虑到与前面步骤的分布式布拉格反射光栅进行区分，该步骤的分布式布拉格反射光栅可称为第二层分布式布拉格反射光栅，也就是说，在透明通用电极表面外延生长第二层分布式布拉格反射光栅作为顶部反射层从而形成有源垂直腔面发射激光器阵列。依此类推。也就是说，在透明通用电极表面沉积第二层分布式布拉格反射光栅作为顶部反射层，得到垂直腔面发射激光器阵列模块。一个例子如图14所示，在未完成的垂直腔面发射激光器阵列模块顶部沉积一层透明通用电极106。又如，如图15所示，在ITO透明金属电极即为透明通用电极106表面上沉积DBR多层薄膜105。
例如，在有源垂直腔面发射激光器阵列上设置彩色像素阵列。优选的，有源激光彩色显示模块生产方法还包括封装步骤：进行封装得到封装后的有源激光彩色显示模块。较好的是，封装为BGA封装。例如，在有源垂直腔面发射激光器阵列上设置彩色像素阵列之后，有源激光彩色显示模块生产方法还包括封装步骤：进行BGA封装得到封装后的有源激光彩色显示模块。依此类推。优选的，在有源垂直腔面发射激光器阵列上设置彩色像素阵列，包括步骤：在有源垂直腔面发射激光器阵列上沉积一层蓝光量子点薄膜层后用光刻以及等离子方向性化学刻蚀形成与有源垂直腔面发射激光器阵列相对应的有源矩阵蓝光像素阵列或者在有源垂直腔面发射激光器阵列上设置一层蓝光扩散膜也可以称为蓝色扩散膜以形成与有源垂直腔面发射激光器阵列相对应的有源矩阵蓝光像素阵列；在有源垂直腔面发射激光器阵列上沉积一层红光量子点薄膜层；用光刻以及等离子方向性化学刻蚀形成与有源垂直腔面发射激光器阵列相对应的有源矩阵光红像素阵列；在有源垂直腔面发射激光器阵列上沉积一层绿光量子点薄膜层；用光刻以及等离子方向性化学刻蚀形成与有源垂直腔面发射激光器阵列相对应的有源矩阵绿光像素阵列。或者，优选的，在有源垂直腔面发射激光器阵列上设置彩色像素阵列，包括步骤：在有源垂直腔面发射激光器阵列上沉积一层荧光薄膜层，用光刻以及等离子方向性化学刻蚀形成与有源垂直腔面发射激光器阵列相对应的有源矩阵彩色像素阵列。优选的，在有源垂直腔面发射激光器阵列上设置彩色像素阵列之后，还包括步骤：在彩色像素阵列上覆盖一层偏振薄膜以消除彩色像素阵列之间的光散射；或者在彩色像素阵列上覆盖一层透明保护层；或者在偏振薄膜上覆盖一层透明保护层。较好的是，透明保护层为触敏保护透明层，触敏保护透明层也可以称为触摸静电感应敏感的触摸屏。优选的，覆盖一层透明保护层之后，还包括封装步骤：进行封装得到封装后的有源激光彩色显示模块。依此类推。
优选的，在有源垂直腔面发射激光器阵列上设置彩色像素阵列，包括步骤：在有源垂直腔面发射激光器阵列上沉积一层蓝光量子点薄膜层或者荧光薄膜层；用光刻以及等离子方向性化学刻蚀形成与有源垂直腔面发射激光器阵列相对应的有源矩阵蓝光像素阵列；在有源垂直腔面发射激光器阵列上沉积一层红光量子点薄膜层或者荧光薄膜层；用光刻以及等离子方向性化学刻蚀形成与有源垂直腔面发射激光器阵列相对应的有源矩阵光红像素阵列；在有源垂直腔面发射激光器阵列上沉积一层绿光量子点薄膜层或者荧光薄膜层；用光刻以及等离子方向性化学刻蚀形成与有源垂直腔面发射激光器阵列相对应的有源矩阵绿光像素阵列；在彩色像素阵列上覆盖一层偏振薄膜以消除彩色像素阵列之间的光散射；在偏振薄膜上覆盖一层透明保护层；进行封装得到封装后的有源激光彩色显示模块。或者，在有源垂直腔面发射激光器阵列上设置彩色像素阵列，包括步骤：在有源垂直腔面发射激光器阵列上设置一层蓝光扩散膜或者荧光薄膜层，形成与有源垂直腔面发射激光器阵列相对应的有源矩阵蓝光像素阵列；在有源垂直腔面发射激光器阵列上沉积一层红光量子点薄膜层或者荧光薄膜层；用光刻以及等离子方向性化学刻蚀形成与有源垂直腔面发射激光器阵列相对应的有源矩阵光红像素阵列；在有源垂直腔面发射激光器阵列上沉积一层绿光量子点薄膜层或者荧光薄膜层；用光刻以及等离子方向性化学刻蚀形成与有源垂直腔面发射激光器阵列相对应的有源矩阵绿光像素阵列；在彩色像素阵列上覆盖一层偏振薄膜以消除彩色像素阵列之间的光散射；在偏振薄膜上覆盖一层透明保护层；进行封装得到封装后的有源激光彩色显示模块。
优选的，通过将部分完成的垂直腔表面发射激光器(VCSEL)阵列晶片共晶键合到CMOS背板控制晶片上，然后量子点或磷光体来制造高密度有源矩阵微激光彩色显示器。将原色薄膜选择性地沉积并蚀刻到激光器阵列的表面上以形成彩色显示器。应用触敏保护膜以形成容量敏感屏幕。最后，球栅阵列(BGA)封装用于多个显示模块的无缝集成，以形成更大的屏幕。例如，沉积红色或绿色荧光粉或量子点薄膜，以及蓝色扩散薄膜；光刻胶剥离以选择性地去除光刻胶以形成红色或绿色磷光体或量子点阵列，以及蓝色扩散膜阵列；重复相同的过程，形成绿色或红色荧光粉或量子点阵列；通过使用相同的过程，还可以选择性地添加黄色磷光体或量子点以形成白色像素以增加图像的清晰度。应用触敏保护膜以形成容量敏感屏幕。又如，如图16所示，在DBR多层薄膜105上设置一层蓝色扩散膜117、黄色量子点/荧光材料QD/Phosphor118、红色量子点/荧光材料QD/Phosphor119与绿色量子点/荧光材料QD/Phosphor 120，其间填设有保护电介质层102，并在顶层之上还设有一层触敏保护透明层103。又如，继续进行介电层保护和BGA封装如图17与图18所示，使其具有保护电介质层102与球栅阵列显示模块封装116。如图17所示，有源激光彩色显示模块射出光线的方向的顶层是触敏保护透明层103，触敏保护透明层103下方设有光致波长转换彩色发光矩阵，光致波长转换彩色发光矩阵具有蓝色扩散膜117、黄色量子点/荧光材料QD/Phosphor118、红色量子点/荧光材料QD/Phosphor 119、绿色量子点/荧光材料QD/Phosphor 120以及填充在其间的保护电介质所形成的电介质间隔101，这些电介质间隔101共同作为保护电介质层102，保护电介质层102也可以称为DBR多层薄膜顶部的保护电介质层，有源激光彩色显示模块还具有DBR多层薄膜105、透明ITO薄膜电极106、介电孔径107、厚度小于1微米的n-GaN层108、厚度约为n-GaN层5倍的InGaN/GaN量子阱109、厚度约为30nm的p-AlGaN/GaN上设置的厚度约为100nm的P-GaN层110、导电DBR多层膜111、金属电极阵列112、分隔电介质113、金属屏蔽层114、CMOS有源矩阵PWM阵列驱动器115与球栅阵列显示模块封装116等。导电DBR多层膜111等之间设有第二电介质间隔104，第一电介质间隔101与第二电介质间隔104仅是名称和位置不同，材料可以相同；由此可以实现通过将部分完成的垂直腔表面发射激光器(VCSEL)阵列晶片共晶键合到CMOS背板控制晶片上来制造高密度有源矩阵微激光器阵列；最后，球栅阵列(BGA)封装用于紧凑的外形封装，形成高效的高密度有源矩阵激光器阵列。该有源矩阵激光器阵列设备可用于多种应用，包括光通信、3D地形感应、显示和打印等。优选的，如图18所示，有源激光彩色显示模块最上层是触敏保护透明层103，其下方是蓝色扩散膜117、黄色量子点/荧光材料QD/Phosphor118、红色量子点/荧光材料QD/Phosphor 119、绿色量子点/荧光材料QD/Phosphor 120(统称为量子点/荧光材料QD/Phosphor)以及填充在其间的保护电介质所形成的电介质间隔101，这些电介质间隔101共同作为保护电介质层102，下方是是DBR多层薄膜105、透明ITO薄膜电极106、介电孔径107、厚度小于1微米的n-GaN层108、厚度约为n-GaN层5倍的InGaN/GaN量子阱109、厚度约为30nm的p-AlGaN/GaN上设置的厚度约为100nm的P-GaN层110、导电DBR多层膜111、金属电极阵列112、分隔电极质113、金属屏蔽层114、CMOS有源矩阵PWM阵列驱动器115与球栅阵列显示模块封装116等，导电DBR多层膜111等中间设有多个第二电介质间隔104。
在上述各实施例的基础上，又一个例子如图2至图4所示，详细说明如下。如图2所示，在第一晶圆基底上外延生长短波长III-V族半导体量子发光外延薄膜，然后在短波长III-V族半导体量子发光外延薄膜表面外延生长分布式布拉格反射光栅作为垂直腔面发射激光器的底部反射层，得到带有第一层分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片即为外延晶圆201，具有蓝宝石或者硅衬底204及依次设于其上的覆盖有2.5微米缓冲层的约30纳米的u-GaN成核层203、厚度约为2微米的n-GaN层202、厚度约为n-GaN层5倍的InGaN/GaN量子阱109、厚度约为30nm的p-AlGaN/GaN上设置的厚度约为100nm的P-GaN层110与导电DBR多层膜111；在第二晶圆基底上采用集成电路工艺制作具有脉冲宽度调制的有源矩阵显示控制电路作为衬底即为有源矩阵显示驱动晶圆209，具有Silicon Substrates有源矩阵显示驱动晶圆基底208及设于其上的Via/Capacitors(电容)207、Transistor Gates(晶体管门极)206、Drains/Sources(漏/源极)205、金属屏蔽层114、金属电极阵列112及间隔金属电极阵列112的分隔电极质113；外延晶圆201进行翻转，有源矩阵显示驱动晶圆209上沉积共晶金属薄膜形成共融金属粘合层210；两者相粘合得到粘合后的晶圆211如图3所示，粘合后的晶圆211进行基板剥离即为衬底剥离，将带有分布式布拉格反射光栅的量子发光外延片的衬底剥离，如图4所示，然后将厚度约为2微米的n-GaN层202减薄至厚度小于1微米的n-GaN层108，进行图案/电介质填充/抛光/制造介电孔，形成多个第二电介质间隔104；然后如图4所示，再沉积一层透明通用电极106，并在透明通用电极106表面上沉积DBR多层薄膜105；还在DBR多层薄膜105上设置量子点/荧光材料QD/Phosphor 121及其保护电介质层并形成电介质间隔101。最后还可进行封装处理。
较好的是，有源激光彩色显示模块中，有源矩阵显示控制电路衬底作为第一层；垂直腔面发射激光器矩阵作为第二层；与垂直腔面发射激光器矩阵相对应的光致波长转换彩色发光矩阵作为第三层；其中，有源矩阵显示控制电路衬底中的有源矩阵显示控制电路通过脉冲宽度调制方式控制光致波长转换彩色发光矩阵的每一个由激光光致激发的彩色发光矩阵的发光亮度。优选的，所述有源矩阵显示控制电路衬底采用硅衬底并在硅衬底上形成有源矩阵显示控制电路。较好的是，所述有源矩阵显示控制电路采用脉冲宽度调制方式控制所述垂直腔面发射激光器矩阵或其半导体发光量子层阵列的发光亮度。例如，所述第一层的有源矩阵显示控制电路采用脉冲宽度调制式精确控制所述垂直腔面发射激光器矩阵或其半导体发光量子层阵列的发光亮度或者灰阶度。灰阶度是亮度的表征，通常是指亮度的明暗程度。其中，垂直腔面发射激光器矩阵也可以称为垂直腔面发射激光器矩阵阵列。优选的，所述垂直腔面发射激光器矩阵包括半导体激光器件。优选的，所述垂直腔面发射激光器矩阵包括发光波长小于500纳米的半导体激光器件。例如，所述垂直腔面发射激光器矩阵包括发蓝光的半导体激光器件或发紫外光的半导体激光器件或发深紫外光的半导体激光器件。
较好的是，第一层与第二层统一作为垂直腔面发射激光器阵列模块，也就是说，垂直腔面发射激光器阵列模块中，有源矩阵显示控制电路衬底作为第一层；垂直腔面发射激光器矩阵作为第二层；并且，有源激光彩色显示模块中，在垂直腔面发射激光器阵列模块上设有与垂直腔面发射激光器矩阵相对应的光致波长转换彩色发光矩阵，相对于前面的第一层与第二层，光致波长转换彩色发光矩阵作为第三层。较好的是，垂直腔面发射激光器阵列模块包括：有源矩阵显示控制电路衬底作为第一层；第一分布式布拉格反射光栅形成反射镜阵列作为第二A层；半导体发光量子层阵列作为第二B层；限制电流分布的光圈孔径阵列作为第二C层；以及第二分布式布拉格反射光栅形成反射镜阵列作为第二D层；其中，所述有源矩阵显示控制电路衬底中的有源矩阵显示控制电路通过金属电极阵列驱动半导体发光量子层阵列发光。也就是说，垂直腔面发射激光器矩阵作为第二层，包括第二A层、第二B层、第二C层与第二D层；其中，第一分布式布拉格反射光栅形成反射镜阵列作为第二A层；半导体发光量子层阵列作为第二B层；限制电流分布的光圈孔径阵列作为第二C层；以及第二分布式布拉格反射光栅形成反射镜阵列作为第二D层。例如，所述垂直腔面发射激光器阵列模块包括第一分布式布拉格反射光栅形成反射镜阵列作为第二A层；也就是说，第二A层为反射镜阵列，该反射镜阵列采用第一分布式布拉格反射光栅形成，依此类推。优选的，所述第一分布式布拉格反射光栅为导电材料。优选的，所述第一分布式布拉格反射光栅为金属导体材料或薄膜导体材料。第一分布式布拉格反射光栅可以是透明的，也可以是非透明的，但是后面的第二分布式布拉格反射光栅则通常应选用透明的导电材料。例如，薄膜导体材料为真空淀积的金薄膜导体材料，其厚度为200至500nm，此时，金薄膜导体材料的片电阻率大约为0.025至0.050Ω。
优选的，所述垂直腔面发射激光器阵列模块包括半导体发光量子层阵列作为第二B层；优选的，所述半导体发光量子层阵列为III-V族化合物半导体发光器件。优选的，所述发光器件为电场致量子点发光器件；优选的，所述发光器件为有机半导体发光器件；优选的，所述发光器件为无机半导体发光器件；优选的，所述发光器件为氮化镓半导体发光器件；优选的，所述发光器件为砷化镓半导体发光器件；或者，优选的，所述发光器件为磷化铟半导体发光器件。第二B层的半导体发光量子层阵列非常关键，优选的，所述有源矩阵显示控制电路衬底中的有源矩阵显示控制电路通过金属电极阵列驱动半导体发光量子层阵列发光，用于传输二维矩阵激光数字信息以及激光图像。也就是说，有源矩阵显示控制电路通过每一个垂直腔面发射激光器底部的金属电极阵列来控制驱动每一个垂直腔面发射激光器来传输2维矩阵激光数字信息，以及激光图像。
优选的，所述垂直腔面发射激光器阵列模块包括限制电流分布的光圈孔径阵列作为第二C层；优选的，所述光圈孔径阵列为非导体孔径阵列；优选的，所述光圈孔径阵列为绝缘体孔径阵列；或者，所述光圈孔径阵列为半导体孔径阵列。对于光圈孔径阵列为非导体孔径阵列、绝缘体孔径阵列或半导体孔径阵列时，第二B层的半导体发光量子层阵列与第二D层的第二分布式布拉格反射光栅形成反射镜阵列在结构与厚度方面可以适应匹配设计。优选的，所述垂直腔面发射激光器阵列模块包括第二分布式布拉格反射光栅形成反射镜阵列作为第二D层；值得指出的是，第二分布式布拉格反射光栅与第一分布式布拉格反射光栅仅仅是名称相异以便于分别描述，两者的结构与材质等可以相同或相异设置。较好的是，第二分布式布拉格反射光栅与第一分布式布拉格反射光栅的反射线路交错设置或者对应设置，根据不同的设计要求而定，以形成单次反射或多次反射的光路。考虑到第二B层的半导体发光量子层阵列的发光效果，较好的是，第二分布式布拉格反射光栅为透明层，而第一分布式布拉格反射光栅基本上无此限制，或者第一分布式布拉格反射光栅亦为透明层。优选的，所述第二分布式布拉格反射光栅为透明导电材料；或者，所述第二分布式布拉格反射光栅为氧化铟锡薄膜。由此可以实现垂直腔面发射激光器阵列模块具有垂直腔面发射激光器的特点，所以与光纤的耦合效率较高以及降低器件功耗和热能耗，并且从表面出光无须像常规端面发射激光器那样必须在外延片解理封装后才能测试，由此可以实现在生产过程中进行测试，因此能够简化工艺，降低制作成本。
各实施例中，半导体发光量子层阵列发光的光线从第二D层的第二分布式布拉格反射光栅形成反射镜阵列射出，也就是说，从下往上分别是第一层的有源矩阵显示控制电路衬底、第二A层的第一分布式布拉格反射光栅形成反射镜阵列、第二B层的半导体发光量子层阵列、第二C层的限制电流分布的光圈孔径阵列以及第二D层的第二分布式布拉格反射光栅形成反射镜阵列。较好的是，在第二D层的第二分布式布拉格反射光栅形成反射镜阵列之上还设有反射光栅形成反射镜阵列之上还设有保护电介质层，依此类推。例如，与垂直腔面发射激光器矩阵相对应的光致波长转换彩色发光矩阵作为第三层；当有源激光彩色显示模块只有三层时，有源矩阵显示控制电路衬底也就是底层，光致波长转换彩色发光矩阵也就是顶层。其中，光致波长转换彩色发光矩阵中的每一发光像素，与垂直腔面发射激光器矩阵中的每一阵元也就是发光元素，一一对应地设置，即为每一发光像素对应一阵元并唯一对应该阵元。优选的，所述光致波长转换彩色发光矩阵为以多个不同波长的半导体量子点材料作为最小像素单元的规则分布的彩色发光阵列。也就是说，所述光致波长转换彩色发光矩阵为以多个不同波长的半导体量子点(Quantum Dot)材料作为最小单元像素有规则分布的发光阵列。或者，优选的，所述光光致波长转换彩色发光矩阵为以多个不同波长的荧光材料作为最小像素单元的规则分布的彩色发光阵列。也就是说，所述光光致波长转换彩色发光矩阵为以多个不同波长的荧光材料作为最小单元像素有规则分布的发光阵列。优选的，每一最小像素单元作为一发光像素，与垂直腔面发射激光器矩阵中的每一阵元一一对应地设置。较好的是，垂直腔面发射激光器矩阵输出的蓝光经过所述光致波长转换彩色发光矩阵转换之后形成彩色发光矩阵，其中每一最小像素单元为白光或者彩色光，所述彩色光由至少三种基本颜色合成。优选的，所述光致波长转换彩色发光矩阵具有至少三种基本颜色作为最小像素单元的规则分布。最小像素单元也可以称为最小单元像素。优选的，所述至少三种基本颜色包括红色、绿色与蓝色。依此类推。红绿蓝作为三原色，在理论上能够合成全彩发光，通常能够合成显示超过16万种颜色。优选的，所述光致波长转换彩色发光矩阵具有至少四种基本颜色作为最小像素单元的规则分布。优选的，所述至少四种基本颜色包括红色、绿色、蓝色与白色，或者，包括红色、绿色、蓝色与黄色。白色是常用光，采用白色作为基本颜色，在一定程度上可以减小合成计算工作，降低其他三色输出。较好的是，所述光致波长转换彩色发光矩阵的各最小像素单元之间还填设有保护电介质。由此可以实现彩色发光矩阵的发光及其控制，包括发光亮度控制等。
优选的，第三层之上还设有一层偏振光薄膜以过滤所述光致波长转换彩色发光矩阵的散光。也就是说，最顶部发光器件层上面还包括一层偏振光薄膜以过滤掉发光阵列产生的散光。例如，所述有源激光彩色显示模块包括：有源矩阵显示控制电路衬底作为第一层；垂直腔面发射激光器矩阵作为第二层；与垂直腔面发射激光器矩阵相对应的光致波长转换彩色发光矩阵作为第三层；偏振光薄膜作为第四层，用以过滤所述光致波长转换彩色发光矩阵的散光；其中，有源矩阵显示控制电路衬底中的有源矩阵显示控制电路通过脉冲宽度调制方式控制光致波长转换彩色发光矩阵的每一个由激光光致激发的彩色发光矩阵的发光亮度。依此类推。
较好的是，第三层之上还设有一层触摸静电感应敏感的触摸屏。触摸屏即为触敏保护透明层，它是透明的，起到透光、触摸静电感应敏感与保护的作用。优选的，第三层之上还设有一层偏振光薄膜以过滤所述光致波长转换彩色发光矩阵的散光，偏振光薄膜之上还设有一层触摸静电感应敏感的触摸屏。依此类推。由此可以实现触控功能。
本发明的实施例还包括上述各实施例的各技术特征相互组合形成的有源激光彩色显示模块生产方法。需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种有源激光彩色显示模块生产方法，其特征在于，包括步骤：
在第一晶圆基底上外延生长短波长III-V族半导体量子发光外延薄膜，然后在短波长III-V族半导体量子发光外延薄膜表面外延生长分布式布拉格反射光栅作为垂直腔面发射激光器的底部反射层；
在第二晶圆基底上采用集成电路工艺制作具有脉冲宽度调制的有源矩阵显示控制电路作为衬底，然后在有源矩阵显示控制电路衬底表面镀一层金属薄膜作为金属粘合层；
将所述有源矩阵显示控制电路衬底具有所述金属粘合层的一面与所述带有短波长III-V族半导体发光器件量子发光外延薄膜的晶圆进行金属粘合，得到带有分布式布拉格反射光栅发射层的量子发光外延片；
将带有分布式布拉格反射光栅发射层的量子发光外延片的衬底剥离；
在剥离衬底后的量子发光外延片上选择性地等离子刻蚀形成与有源矩阵显示控制电路相对应的二维发光阵列；
用介质填平表面，选择性介质等离子刻蚀形成对应于有源矩阵显示控制电路的圆柱形金属电极阵列；
用介质再次填平表面，将表面平整；
在平整后的表面镀一层透明通用电极；
在透明通用电极表面外延生长分布式布拉格反射光栅作为顶部反射层从而形成有源垂直腔面发射激光器阵列；
在有源垂直腔面发射激光器阵列上设置彩色像素阵列。
2.根据权利要求1所述有源激光彩色显示模块生产方法，其特征在于，在有源垂直腔面发射激光器阵列上设置彩色像素阵列，包括步骤：
在有源垂直腔面发射激光器阵列上沉积一层蓝光量子点薄膜层；
用光刻以及等离子方向性化学刻蚀形成与有源垂直腔面发射激光器阵列相对应的有源矩阵蓝光像素阵列；
在有源垂直腔面发射激光器阵列上沉积一层红光量子点薄膜层；
用光刻以及等离子方向性化学刻蚀形成与有源垂直腔面发射激光器阵列相对应的有源矩阵光红像素阵列；
在有源垂直腔面发射激光器阵列上沉积一层绿光量子点薄膜层；
用光刻以及等离子方向性化学刻蚀形成与有源垂直腔面发射激光器阵列相对应的有源矩阵绿光像素阵列。
3.根据权利要求1所述有源激光彩色显示模块生产方法，其特征在于，在有源垂直腔面发射激光器阵列上设置彩色像素阵列，包括步骤：在有源垂直腔面发射激光器阵列上沉积一层荧光薄膜层，用光刻以及等离子方向性化学刻蚀形成与有源垂直腔面发射激光器阵列相对应的有源矩阵彩色像素阵列。
4.根据权利要求1所述有源激光彩色显示模块生产方法，其特征在于，在有源垂直腔面发射激光器阵列上设置彩色像素阵列之后，还包括步骤：在彩色像素阵列上覆盖一层偏振薄膜以消除彩色像素阵列之间的光散射。
5.根据权利要求4所述有源激光彩色显示模块生产方法，其特征在于，在彩色像素阵列上覆盖一层偏振薄膜以消除彩色像素阵列之间的光散射之后，还包括步骤：在所述偏振薄膜上覆盖一层透明保护层。
6.根据权利要求1所述有源激光彩色显示模块生产方法，其特征在于，所述晶圆基底包括单晶硅晶圆、蓝宝石晶圆、氮化镓晶圆、多晶硅晶圆与薄膜半导体晶圆基底，及/或，所述金属粘合包括共融金属粘合，及/或，所述将表面平整采用化学机械研磨方式或者等离子体溅射方式。
7.根据权利要求1所述有源激光彩色显示模块生产方法，其特征在于，所述金属粘合层为具有低熔点的低温金属粘合层；优选的，所述金属粘合层为氧化铟锡导电薄膜。
8.根据权利要求1所述有源激光彩色显示模块生产方法，其特征在于，外延生长短波长III-V族半导体量子发光外延薄膜的晶圆基底采用蓝宝石晶圆；并且，将带有分布式布拉格反射光栅发射层的量子发光外延片的衬底剥离，包括步骤：采用穿过蓝宝石晶圆的短波长激光扫描方式将带有分布式布拉格反射光栅发射层的量子发光外延片的衬底剥离。
9.根据权利要求1至8任一项所述有源激光彩色显示模块生产方法，其特征在于，还包括封装步骤：进行封装得到封装后的有源激光彩色显示模块。
10.根据权利要求1所述有源激光彩色显示模块生产方法，其特征在于，在有源垂直腔面发射激光器阵列上设置彩色像素阵列，包括步骤：
在有源垂直腔面发射激光器阵列上沉积一层蓝光量子点薄膜层或者荧光薄膜层；
用光刻以及等离子方向性化学刻蚀形成与有源垂直腔面发射激光器阵列相对应的有源矩阵蓝光像素阵列；
在有源垂直腔面发射激光器阵列上沉积一层红光量子点薄膜层或者荧光薄膜层；
用光刻以及等离子方向性化学刻蚀形成与有源垂直腔面发射激光器阵列相对应的有源矩阵光红像素阵列；
在有源垂直腔面发射激光器阵列上沉积一层绿光量子点薄膜层或者荧光薄膜层；
用光刻以及等离子方向性化学刻蚀形成与有源垂直腔面发射激光器阵列相对应的有源矩阵绿光像素阵列；
在彩色像素阵列上覆盖一层偏振薄膜以消除彩色像素阵列之间的光散射；
在所述偏振薄膜上覆盖一层透明保护层；
进行封装得到封装后的有源激光彩色显示模块。
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