[发明专利]用于透明显示的GaN Micro-LED阵列器件及其制备方法

权利要求书

1.一种用于透明显示的GaN Micro-LED阵列器件的制备方法，其步骤包括：

(1)利用MOCVD技术在(111)面的硅衬底上依次生长缓冲层、n型GaN层、InGaN/GaN量子阱有源层和p型GaN层；

(2)利用PECVD技术在p型GaN层上沉积一层绝缘材料作为掩蔽层；

(3)在掩蔽层表面旋涂光刻胶，对其进行前烘，利用紫外光刻技术，使用掩膜版在光刻胶上形成微米柱阵列图形，然后显影；

(4)利用RIE技术，清除光刻区域残余的光刻胶，然后利用PVD技术，蒸镀一层金属掩膜层，剥离除去光刻胶层和光刻胶层上的金属掩膜层，得到有序的、表面覆盖有金属掩膜层和掩蔽层的微米柱阵列图形；

(5)利用RIE技术，以金属掩膜层作为掩膜纵向刻蚀掩蔽层，将微米柱阵列结构转移至掩蔽层；

(6)利用ICP技术，以金属掩膜层为掩膜各向异性刻蚀p型GaN层和量子阱层至n型GaN层；

(7)利用湿法腐蚀，去除金属掩膜层和掩蔽层，并修复刻蚀损伤；

(8)利用PECVD技术，在基片表面沉积一层绝缘层；

(9)在绝缘层表面旋涂光刻胶，对其进行前烘，利用紫外光刻技术，使用掩膜版在光刻胶上套刻形成n型电极图形；随后将光刻胶当做掩膜层，利用RIE技术将n型电极图形转移至n型GaN层；再利用PVD技术蒸镀一层金属作为n型电极，剥离除去光刻胶层和光刻胶层上的金属层，洗净并烘干；最后利用热退火实现金属和n型GaN的欧姆接触，形成n型电极；

(10)在绝缘层表面重新旋涂光刻胶，对其进行前烘，利用紫外光刻技术，使用掩膜版在光刻胶上套刻形成p型电极图形；随后将光刻胶当做掩膜层，利用RIE技术将p型电极图形转移至p型GaN层；再利用PVD技术蒸镀金属作为p型电极，剥离除去光刻胶层和光刻胶层上的金属层，洗净并烘干；最后利用热退火实现金属和p型GaN的欧姆接触，形成p型电极；

(11)利用粘结键合，使用粘合剂将微米柱阵列键合到转移基板上，然后通过湿法腐蚀或者利用ICP技术，去除(111)面的硅衬底，裸露出缓冲层；

(12)利用粘结键合，使用粘合剂将缓冲层键合到玻璃基板上，然后通过水浴加热或者利用ICP技术，去除转移基板和转移基板上的粘合剂，洗净并烘干。

2.根据权利要求1所述的用于透明显示的GaN Micro-LED阵列器件的制备方法，其特征在于：所述掩蔽层为SiO₂或Si₃N₄，厚度为200nm；所述绝缘层为SiO₂或Si₃N₄，厚度为200nm。

3.根据权利要求1所述的用于透明显示的GaN Micro-LED阵列器件的制备方法，其特征在于：所述金属掩膜层为Ni或Cr，厚度为50nm。

4.根据权利要求1所述的用于透明显示的GaN Micro-LED阵列器件的制备方法，其特征在于：所述n型电极为30/150/50/100nm的Ti/Al/Ni/Au金属，p型电极为20/150nm的Ni/Au金属；或者，所述n型电极和p型电极均为50/150nm的Cr/Au金属。

5.根据权利要求1所述的用于透明显示的GaN Micro-LED阵列器件的制备方法，其特征在于：所述转移基板为硅基板或者蓝宝石基板。

6.根据权利要求1所述的用于透明显示的GaN Micro-LED阵列器件的制备方法，其特征在于：所述缓冲层，其结构自下而上依次包括：AlN层，厚度为80nm；GaN层，厚度为400nm；AlN/GaN超晶格层，厚度为60nm；GaN层，厚度为400nm；AlN/GaN超晶格层，厚度为60nm；所述n型GaN层，厚度为600nm，电子浓度为3×10¹⁸cm^-3；所述InGaN/GaN量子阱有源层，InGaN阱的厚度为2.5nm，GaN势垒的厚度为12nm，量子阱的周期数为5；所述p型GaN层，其结构自下而上依次包括：Al_0.2Ga_0.8N层，厚度为20nm，空穴浓度为1×10¹⁷cm^-3；GaN层，厚度为150nm，空穴浓度为5×10¹⁷cm^-3。