[发明专利]一种microLED外延结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及microLED技术领域，尤其涉及一种microLED外延结构及其制备方法。

背景技术

MicroLED Display的显示原理，是将LED结构设计进行薄膜化、微小化、阵列化，其尺寸仅在1～10μm等级左右；后将MicroLED批量式转移至电路基板上，其基板可为硬性、软性之透明、不透明基板上；再利用物理沉积制程完成保护层与上电极，即可进行上基板的封装，完成一结构简单的MicroLED显示。

而要制成显示器，其晶片表面必须制作成如同LED显示器般之阵列结构，且每一个点画素必须可定址控制、单独驱动点亮。若透过互补式金属氧化物半导体电路驱动则为主动定址驱动架构，MicroLED阵列晶片与CMOS间可透过封装技术，黏贴完成后MicroLED能藉由整合微透镜阵列，提高亮度及对比度，MicroLED阵列经由垂直交错的正、负栅状电极连结每一颗MicroLED的正、负极，透过电极线的依序通电，透过扫描方式点亮MicroLED以显示影像。

MicroLED典型结构是一PN接面二极管，通过在衬底材料上沉积外延层得到，但是现在现有技术所得到的外延结构翘曲大、均匀性差。

发明内容

本发明目的就是为解决上述技术问题，提供一种microLED外延结构及其制备方法，旨在解决现有技术所得到的外延结构翘曲大、均匀性差的不足。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种microLED外延结构，该外延结构包括衬底、以及依次层叠在所述衬底上的低温缓冲层、非掺杂GaN层、n型GaN接触层、多量子阱层、以及p型GaN接触层，所述多量子阱层包括GaN垒层和InxGa1-xN阱层，0<X<1；所述非掺杂GaN层或n型GaN接触层至少其中之一分为两段式结构，两段结构之间插入AlGaN应力释放层；当所述非掺杂GaN层分为两段式结构时，包括依次层叠在低温缓冲层上的第一非掺杂GaN层、AlGaN应力释放层、第二非掺杂GaN层；当所述n型GaN接触层分为两段式生长时，包括依次层叠在低温缓冲层上的第一n型GaN接触层、AlGaN应力释放层、第二n型GaN接触层。

可选的，所述第一非掺杂GaN层、第二非掺杂GaN层厚度比为(1-2):1。

可选的，所述第一非掺杂GaN层、第二非掺杂GaN层厚度比为1.5:1。

可选的，所述AlGaN应力释放层厚度与非掺杂GaN层厚度比为1：(20-30)。

可选的，所述第一n型GaN接触层、第二n型GaN接触层厚度比为1:(2-3)。

可选的，所述第一n型GaN接触层、第二n型GaN接触层厚度比为1:2.5。

可选的，所述AlGaN应力释放层厚度与非掺杂GaN层厚度比为1：(15-20)。

一种microLED外延结构制备方法，包括

步骤(1)：提供一衬底；

步骤(2)：在所述衬底上依次沉积低温缓冲层、非掺杂GaN层、n型GaN接触层、多量子阱层、以及p型GaN接触层；

其中，非掺杂GaN层或n型GaN接触层至少其中之一分为两段式生长，两段之间插入AlGaN应力释放层，当非掺杂GaN层分为两段式生长时，包括依次层叠在低温缓冲层上的第一非掺杂GaN层、AlGaN应力释放层、第二非掺杂GaN层；当n型GaN接触层分为两段式生长时，包括依次层叠在低温缓冲层上的第一n型GaN接触层、AlGaN应力释放层、第二n型GaN接触层。

本发明的优点是：本发明通过在非掺杂GaN层或n型GaN接触层至少其中之一分为两段式生长，两段之间插入AlGaN应力释放层，减少非掺杂GaN层或n型GaN接触层内的应力，将非掺杂GaN层或n型GaN接触层内应力提前进行释放，进而减少翘曲，防止外延结构形成过程中可能因翘曲而产生的裂片、均匀性差(包括波长、亮度、电压等光电参数)等问题，显著提高片内均匀性。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种microLED外延结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的非掺杂GaN层结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的n型GaN接触层结构示意图；

图4是本发明实施例一提供的多量子阱层的结构示意图；

图5是本发明实施例一提供的microLED外延结构的又一结构示意图。

具体实施方式