[发明专利]提高MicroLED芯片亮度的方法

说明书

本申请涉及光电器件领域，具体公开了提高Micro LED芯片亮度的方法。提高Micro LED芯片亮度的方法，包括如下步骤：步骤一：使用金属有机化学气相沉积法在半导体衬底上生成N‑GaN半导体层；步骤二：对N‑GaN半导体层远离半导体衬底的平面进行蚀刻，得到表面生成棱形的N‑GaN半导体层；步骤三：使用金属有机化学气相沉积法在蚀刻出棱形的N‑GaN半导体层上生成量子阱；步骤四：使用金属有机化学气相沉积法在量子阱上生成P‑GaN半导体层；步骤五：对P‑GaN半导体层远离半导体衬底的平面进行刻蚀，在P‑GaN半导体层表面生成与P‑GaN半导体层表面棱形正相交的棱形。本申请具有提高光循环利用率进而提高Micro LED芯片亮度的优点。

技术领域

本发明涉及光电器件领域，尤其是涉及一种提高Micro LED芯片亮度的方法。

背景技术

发光二极管，简称为Micro LED，是一种常用的发光器件，通过电子与空穴复合释放能量发光，在照明领域应用广泛。发光二极管具有体积小、寿命长、色彩丰富、性能可靠和功耗低等优点。随着Micro LED显示受到越来越多的关注，其已经成为国际公认的下一代显示技术，如何提高Micro LED的亮度逐渐成为目前电子学领域的研究热点。

但是目前Micro LED仍然面临以下挑战性技术难题：发光效率低、功率低、成本高，都严重影响和制约Micro LED进入通用照明和更加广泛的应用和市场的推广和普及。因此，增加发光效率，提高亮度和功率，降低成本已经成为目前Micro LED迫切亟需解决的技术难题。

为了获得更高亮度的Micro LED，关键要提高器件的内量子效率和外量子效率，而衬底材料、外延材料以及空气之间的折射率差别大都会限制芯片光的提取效率，导致有源区产生的光在不同折射率材料界面发生全反射而不能导出芯片。目前学术业界和工业界已经提出多种提高光提取效率的方法，主要有倒装、反射层(金属反射层、分布布拉格反射层、全反射层)、图形化衬底、表面粗化、光子晶体、透明衬底、三维垂直结构、激光剥离、欧姆电极形状的优化、芯片形状几何化结构、衬底转移、工艺方面的改进(封装、散热、对于白光考虑荧光粉的选择)等。但是以上方法都或多或少存在施工成本高、光提取效率升高不显著或限制Micro LED应用领域的效果。

发明内容

为了提高Micro LED芯片的亮度，本申请提供一种提高Micro LED芯片亮度的方法。

本申请提供的一种提高Micro LED芯片亮度的方法，采用如下的技术方案：

一种提高Micro LED芯片亮度的方法，包括如下步骤：

步骤一：使用金属有机化学气相沉积法在半导体衬底上生成N-GaN半导体层；

步骤二：对N-GaN半导体层远离半导体衬底的平面进行蚀刻，得到生成棱形的N-GaN半导体层；

步骤三：使用金属有机化学气相沉积法在蚀刻出棱形的N-GaN半导体层上生成量子阱；

步骤四：使用金属有机化学气相沉积法在量子阱上生成P-GaN半导体层；

步骤五：对P-GaN半导体层远离半导体衬底的平面进行刻蚀，在P-GaN半导体层上生成与N-GaN半导体层上的棱形正相交的棱形。

当光从折射率高的物质射入折射率低的物质时，在它们的界面会产生全反射现象。对于GaN基Micro LED而言，GaN材料的折射率约为2.5，而Micro LED的外界环境大部分为空气，即空气的折射率约为1，其内部有源层激射的光在GaN材料与空气界面上会发生全反射现象，并且GaN材料本身对被反射回来的光也有相当一部分的吸收，于是就大大降低了Micro LED外部的出光效率。