【技术实现步骤摘要】
本公开涉及半导体发光器件，具体涉及一种全彩化micro-led芯片和显示装置及其制备方法。
技术介绍
1、目前，实现微型发光二极管(micro-led)全彩化方案主要有，ingan基蓝光(b)、绿光(g)和红光(r)方案，ingan基蓝光、绿光和algainp基红光方案，以及ingan基蓝光micro-led和红、绿量子点色转化方案实现全彩化显示。
2、其中，由于蓝光量子阱层、绿光量子阱层和红光量子阱层的成膜工艺不同等因素，ingan材料实现rgb全彩，需要在蓝宝石衬底或者硅衬底上独立生长蓝光、绿光和红光led，随后依次进行micro-led芯片制作工艺，最后进行硅基像素驱动电路绑定(bonding)，或者也可以通过“巨量转移”的方式集成至硅基像素驱动电路中，从而实现rgb全彩化显示，制备过程复杂。
技术实现思路
1、本公开提供一种全彩化micro-led芯片和显示装置及其制备方法，能够在同一基体层上同时形成蓝光量子阱层、绿光量子阱层和红光量子阱层，实现同时单片集成rgbmicro-led芯片，获得全彩化micro-led芯片，具有制备过程简单等优势。
2、第一方面，本公开实施例提供一种全彩化micro-led芯片，包括：
3、基体层；
4、功能层，设于所述基体层上，所述功能层包括沿第二方向层叠设置的n型半导体层和量子阱层；所述功能层包括至少一组单元组，每一所述单元组包括沿第一方向分布的第一子单元、第二子单元和第三子单元，所述第一方向
5、第二方面，本公开实施例提供一种全彩化micro-led显示装置，包括外延结构，所述外延结构上述全彩化micro-led芯片形成，其中，所述外延结构包括所述功能层；所述外延结构包括与单元组一一对应的芯片组，每一芯片组包括与第一子单元对应的第一芯片结构、与第二子单元对应的第二芯片结构、以及与第三子单元对应的第三芯片结构，所述第一芯片结构、所述第二芯片结构和所述第三芯片结构中的每两者之间均被隔离层间隔开。
6、第三方面，本公开实施例提供一种上述全彩化micro-led芯片的制备方法，包括以下步骤：
7、提供用于形成所述基体层的基底，所述基底包括待图形化层，所述待图形化层具有相对的第一侧面和第二侧面，沿所述第一侧面至所述第二侧面的方向平行于所述第二方向；
8、对所述待图形化层的所述第一侧面进行图形化处理，以形成至少一组台面组，每一组所述台面组包括沿所述第一方向分布的第一台面、第二台面和第三台面，以所述待图形化层的所述第二侧面为基准，所述第一台面的高度大于所述第二台面的高度、所述第二台面的高度大于所述第三台面的高度；其中，所述待图形化层经所述图形化处理后形成图形化层；
9、在所述图形化层的所述第一侧面依次外延生长n型半导体层和量子阱层，其中，所述量子阱层包括依次生长于所述n型半导体层之上的蓝光量子阱层、绿光量子阱层和红光量子阱层，位于所述第一台面上的蓝光量子阱层背离所述n型半导体层的一面、位于所述第二台面上的绿光量子阱层背离所述n型半导体层的一面、位于所述第三台面上的红光量子阱层背离所述n型半导体层的一面齐平，以形成齐平的量子阱表面；
10、通过第一刻蚀工序去除位于所述第一台面上的绿光量子阱层和红光量子阱层、以及位于所述第二台面上的红光量子阱层，以暴露出所述齐平的量子阱表面，从而在所述基体层上形成至少一组单元组，每一所述单元组包括位于所述第一台面上的所述第一子单元、位于所述第二台面上的所述第二子单元、位于所述第三台面上的所述第三子单元；
11、在暴露出所述齐平的量子阱表面后，在所述齐平的量子阱表面上依次生长第四u-gan层、电子阻挡层、空穴提供层和p型欧姆接触层，制得所述全彩化micro-led芯片。
12、第四方面，本公开实施例提供一种全彩化micro-led显示装置的制备方法，包括以下步骤：
13、提供上述全彩化micro-led芯片，或者按照上述全彩化micro-led芯片的制备方法制得全彩化micro-led芯片；
14、将所述全彩化micro-led芯片与像素驱动电路元件绑定，制得全彩化micro-led显示装置。
15、本公开提供的全彩化micro-led芯片和显示装置及其制备方法，在同一基体层上同时形成至少一组单元组，每一组单元组包括沿第一方向分布的第一子单元、第二子单元和第三子单元，第一子单元的量子阱层包括蓝光量子阱层，第二子单元的量子阱层包括沿第二方向依次设于n型半导体层之上的蓝光量子阱层和绿光量子阱层，第三子单元的量子阱层包括沿第二方向依次层叠设于n型半导体层之上的蓝光量子阱层、绿光量子阱层和红光量子阱层，且第一子单元的蓝光量子阱层背离n型半导体层的一面、第二子单元的所述绿光量子阱层背离n型半导体层的一面、第三子单元的红光量子阱层背离述n型半导体层的一面齐平，即形成齐平的量子阱表面，由此可在同一基体层上同时形成蓝光量子阱层、绿光量子阱层和红光量子阱层，实现同时单片集成rgb led芯片，即获得全彩化micro-led芯片和显示装置。同时本公开的全彩化micro-led芯片和显示装置具有制备过程简单等优势，利于实际产业化应用。
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1.一种全彩化Micro-LED芯片，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的全彩化Micro-LED芯片，其特征在于，所述基体层包括位于所述n型半导体层背离所述量子阱层的一侧的图形化层，所述图形化层面向所述n型半导体层的一面包括与所述单元组一一对应的台面组，每一所述台面组包括沿所述第一方向分布的第一台面、第二台面和第三台面，以所述图形化层背离所述n型半导体层的一面为基准，所述第一台面的高度大于所述第二台面的高度、所述第二台面的高度大于所述第三台面的高度，所述第一子单元位于所述第一台面上，所述第二子单元位于所述第二台面上，所述第三子单元位于所述第三台面上。
3.根据权利要求2所述的全彩化Micro-LED芯片，其特征在于，
4.根据权利要求2或3所述的全彩化Micro-LED芯片，其特征在于，所述基体层还包括位于所述n型半导体层背离所述量子阱层的一侧的衬底、位于所述衬底与所述n型半导体层之间的第一u-GaN层；其中，
5.根据权利要求4所述的全彩化Micro-LED芯片，其特征在于，所述衬底为硅衬底，所述基体层还包括位于所述Al
6.根据权利要求1所述的全彩化Micro-LED芯片，其特征在于，所述n型半导体层包括n++-GaN重掺杂层、以及位于所述n++-GaN重掺杂层与所述量子阱层之间的n-AlGaN/n-GaN超晶格层；其中，
7.根据权利要求1所述的全彩化Micro-LED芯片，其特征在于，所述功能层还包括位于所述n型半导体层与所述量子阱层之间的第二u-GaN层、位于所述第二u-GaN层与所述量子阱层之间的u-Inx”'Ga1-x”'N/u-Iny”'Ga1-y”'N超晶格层，0.01≤x”'≤0.1，y”'＝0或者0.005≤y”'≤0.01，其中，
8.根据权利要求1所述的全彩化Micro-LED芯片，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的全彩化Micro-LED芯片，其特征在于，所述功能层还包括依次位于所述量子阱层背离所述n型半导体层的一侧的第四u-GaN层、p型半导体层和p型欧姆接触层，所述p型半导体层包括电子阻挡层和位于所述电子阻挡层与所述p型欧姆接触层之间的空穴提供层，其中，
10.根据权利要求9所述的全彩化Micro-LED芯片，其特征在于，
11.一种全彩化Micro-LED显示装置，其特征在于，包括外延结构，所述外延结构由权利要求1-10任一项所述的全彩化Micro-LED芯片形成，其中，所述外延结构包括所述功能层；所述外延结构包括与单元组一一对应的芯片组，每一芯片组包括与第一子单元对应的第一芯片结构、与第二子单元对应的第二芯片结构、以及与第三子单元对应的第三芯片结构，所述第一芯片结构、所述第二芯片结构和所述第三芯片结构中的每两者之间均被隔离层间隔开。
12.根据权利要求11所述的全彩化Micro-LED显示装置，其特征在于，
13.一种权利要求1-9任一项所述的全彩化Micro-LED芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
14.根据权利要求13所述的全彩化Micro-LED芯片的制备方法，其特征在于，所述图形化处理的过程包括：
15.根据权利要求14所述的全彩化Micro-LED芯片的制备方法，其特征在于，
16.根据权利要求13所述的全彩化Micro-LED芯片的制备方法，其特征在于，所述基底包括衬底，所述制备方法还包括：
17.根据权利要求13所述的全彩化Micro-LED芯片的制备方法，其特征在于，
18.根据权利要求13所述的全彩化Micro-LED芯片的制备方法，其特征在于，所述第一刻蚀工序的过程包括：
19.一种全彩化Micro-LED显示装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
20.根据权利要求19所述的全彩化Micro-LED显示装置的制备方法，其特征在于，所述将所述全彩化Micro-LED芯片与像素驱动电路元件绑定，制得全彩化Micro-LED显示装置，具体包括：
...【技术特征摘要】
1.一种全彩化micro-led芯片，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的全彩化micro-led芯片，其特征在于，所述基体层包括位于所述n型半导体层背离所述量子阱层的一侧的图形化层，所述图形化层面向所述n型半导体层的一面包括与所述单元组一一对应的台面组，每一所述台面组包括沿所述第一方向分布的第一台面、第二台面和第三台面，以所述图形化层背离所述n型半导体层的一面为基准，所述第一台面的高度大于所述第二台面的高度、所述第二台面的高度大于所述第三台面的高度，所述第一子单元位于所述第一台面上，所述第二子单元位于所述第二台面上，所述第三子单元位于所述第三台面上。
3.根据权利要求2所述的全彩化micro-led芯片，其特征在于，
4.根据权利要求2或3所述的全彩化micro-led芯片，其特征在于，所述基体层还包括位于所述n型半导体层背离所述量子阱层的一侧的衬底、位于所述衬底与所述n型半导体层之间的第一u-gan层；其中，
5.根据权利要求4所述的全彩化micro-led芯片，其特征在于，所述衬底为硅衬底，所述基体层还包括位于所述aln缓冲层与所述第一u-gan层之间的应力调控层，所述应力调控层包括algan层，且其中的al组分含量沿所述aln缓冲层至所述第一u-gan层的方向呈降低趋势，所述降低趋势为梯度降低或线性渐变式降低。
6.根据权利要求1所述的全彩化micro-led芯片，其特征在于，所述n型半导体层包括n++-gan重掺杂层、以及位于所述n++-gan重掺杂层与所述量子阱层之间的n-algan/n-gan超晶格层；其中，
7.根据权利要求1所述的全彩化micro-led芯片，其特征在于，所述功能层还包括位于所述n型半导体层与所述量子阱层之间的第二u-gan层、位于所述第二u-gan层与所述量子阱层之间的u-inx”'ga1-x”'n/u-iny”'ga1-y”'n超晶格层，0.01≤x”'≤0.1，y”'＝0或者0.005≤y”'≤0.01，其中，
8.根据权利要求1所述的全彩化micro-led芯片，其特征在于，
9...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄振，王程功，李铎，李晓凯，
申请(专利权)人：北京字跳网络技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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