【技术实现步骤摘要】
本技术涉及微发光二极管，尤其涉及一种三色micro-led器件。
技术介绍
1、随着显示技术的持续进步，微发光二极管(micro light emitting diode，micro-led)因其高亮度、高对比度、长寿命和低能耗等特性，已经逐渐成为未来显示
的重要发展方向。实现micro-led技术在全彩显示领域的广泛应用，关键在于如何在同一基板上高效集成rgb三色micro-led芯片。为了达到显示屏上高分辨率的全彩显示效果，需要将数以万计的微小led从其原生长衬底精确转移至目标衬底上，这一技术过程被称为“巨量转移”。
2、从理论层面看，巨量转移技术为高效制造micro-led显示器提供了可能性，但在实际操作过程中却面临着诸多技术挑战。首要，为了确保显示画面的色彩均匀性和一致性，对单个micro-led的捡选与放置精度要求极高。此外，在处理数以亿计的微小led时，即便是微小的损坏率也可能导致显著的缺陷和不良品率，因此，转移过程中的损坏率控制也是一个技术问题。
3、目前，实现rgb全彩显示的主流方法之一是采用ingan材料制造蓝光和绿光led，同时利用inp材料制造红光led。然而，ingan和inp基led之间存材料不匹配问题。由于ingan基led和inp基led在生长条件、加工工艺和驱动方式等方面存在本质差异，将它们集成到同一显示系统中时，会面临诸多挑战。例如：两种材料的热膨胀系数不匹配，可能导致在不同温度下工作时产生应力，进而严重影响器件的可靠性和使用寿命。
4、鉴于巨量转移技术
技术实现思路
1、本技术的目的在于提供一种三色micro-led器件，用于获得具有多个led发光结构的三色micro-led器件，且每个led发光结构具有三个相互隔离的p型区，使得能够调控每一个p型区p型电极的电流密度，并能够避免因热量分布不均影响器件性能的情况。
2、本技术的目的采用以下技术方案实现：
3、本技术公开一种三色micro-led器件，包括：
4、衬底；
5、n型gan层，所述n型gan层设置在所述衬底上；
6、掩膜层，所述掩膜层设置在所述n型gan层上，所述掩膜层上开设多个使所述n型gan层部分裸露的窗口；
7、多个led发光结构，所述led发光结构包括：n型gan纳米柱与包覆层，每个所述n型gan纳米柱设置在一个相应的窗口内并背向所述衬底延伸；所述包覆层包括：
8、量子阱层，所述量子阱层设置在所述n型gan纳米柱的外表面；其中，所述量子阱层包括相互隔离的ga面、n面和m/a面，从所述ga面、所述n面和所述m/a面出射的光具有不同的波长；
9、电子阻挡层，所述电子阻挡层设置在所述量子阱层的外表面；
10、p型gan层，所述p型gan层设置在所述电子阻挡层的外表面。
11、进一步的，所述led发光结构还包括：
12、p型电极，用于连接外置电源的正极；其中，所述p型电极包括第一p型电极、第二p型电极以及第三p型电极，所述第一p型电极设置在位于所述m/a面的p型gan层上；所述第二p型电极抵接位于所述ga面的p型gan层，且设置在所述掩膜层上；所述第三p型电极抵接位于所述n面的p型gan层，且设置在所述掩膜层上；
13、n型电极，所述n型电极设置在所述n型gan层上，用于连接外置电源的负极。
14、进一步的，所述第二p型电极包括第一子电极以及与所述第一子电极耦接的第二子电极，所述第一子电极设置于所述掩膜层上，所述第二子电极设置于所述第一子电极上，且抵接位于所述ga面的p型gan层；和/或
15、所述第三p型电极包括第三子电极以及与所述第三子电极耦接的第四子电极，所述第三子电极设置于所述掩膜层上，所述第四子电极设置于所述第三子电极上，且抵接位于所述n面的p型gan层。
16、进一步的，所述窗口为多个且呈点阵间隔排列，各所述窗口为长方形，所述长方形的长边方向对应所述n型gan层的m/a面方向，所述长方形的短边方向分别对应所述n型gan层的c面方向和-c面方向。
17、进一步的，所述长方形的长边长度为1～10μm，所述长方形的短边长度为100～500nm，所述长方形的长边方向上相邻两个窗口之间的距离为1～5μm，所述长方形的短边方向上相邻两个窗口之间的距离为2～10μm。
18、进一步的，所述量子阱层的ga面或n面的面积大于侧壁非极性面的面积。
19、进一步的，所述衬底为r面蓝宝石衬底、a/m面gan衬底或a/m面aln衬底；和/或
20、所述n型gan层的厚度为500nm～2μm；和/或，
21、进一步的，所述掩膜层的厚度为30～200nm，所述掩膜层的材料是sinx、sio2或al2o3；
22、所述n型gan纳米柱的高度为500～5000nm；
23、进一步的，所述量子阱层包括循环周期为1～10的交替层叠的ingan层和gan层，其中，所述ingan层的厚度为2～3nm，所述gan层的厚度为8～15nm；
24、进一步的，所述电子阻挡层的厚度为10～30nm，所述电子阻挡层为algan电子阻挡层；
25、进一步的，所述p型gan层的厚度为50～300nm。
26、与现有技术相比，本技术的有益效果至少包括：
27、本技术的制作方法能够获得具有多个led发光结构的三色micro-led器件，且每个led发光结构具有三个相互隔离的p型区，通过调控各led发光结构的p型电极的电流密度，实现调节不同波长光的亮度、灰度。
28、进一步的，本技术具有非极性面n型gan纳米柱，具有ga面、n面和m/a面三种不同极性面，实现在单个的n型gan纳米柱上rgb三种颜色的micro-led器件的集成，大幅提高了像素的集成密度，有利于实现更小尺寸、更高分辨率的micro-led器件，例如micro-led显示屏。
29、进一步的，本技术同一基板上具有多个led发光结构，并在每个led发光结构的n型gan纳米柱的不同晶面上具有3个相互隔离的p型区，利用in原子在不同晶面方向上并入效率的不同，能够实现各led发光结构的三种颜色的分离控制，使得在电流驱动和热管理上更加容易控制，又由于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种三色Micro-LED器件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的三色Micro-LED器件，其特征在于，所述LED发光结构还包括：
3.根据权利要求2所述的三色Micro-LED器件，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的三色Micro-LED器件，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的三色Micro-LED器件，其特征在于，所述窗口为多个且呈点阵间隔排列，各所述窗口为长方形，所述长方形的长边方向对应所述n型GaN层(2)的m/a面方向，所述长方形的短边方向分别对应所述n型GaN层(2)的c面方向和-c面方向。
6.根据权利要求5所述的三色Micro-LED器件，其特征在于，所述长方形的长边长度为1～10μm，所述长方形的短边长度为100～500nm，所述长方形的长边方向上相邻两个窗口之间的距离为1～5μm，所述长方形的短边方向上相邻两个窗口之间的距离为2～10μm。
7.根据权利要求1所述的三色Micro-LED器件，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的三色Micro-LED器
9.根据权利要求1所述的三色Micro-LED器件，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种三色micro-led器件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的三色micro-led器件，其特征在于，所述led发光结构还包括：
3.根据权利要求2所述的三色micro-led器件，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的三色micro-led器件，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的三色micro-led器件，其特征在于，所述窗口为多个且呈点阵间隔排列，各所述窗口为长方形，所述长方形的长边方向对应所述n型gan层(2)的m/a面方向，所述长方形的短边方向分别对应所述n型gan层(2)的c面方向和-c面方向。
【专利技术属性】
技术研发人员：王阳，王国斌，
申请(专利权)人：江苏第三代半导体研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：
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