[发明专利]基于Nano-LED应用的外延结构、芯片及制备方法

权利要求书

1.一种基于Nano-LED应用的外延结构，其特征在于，包括：

图形化衬底，所述图形化衬底包括通过隔离柱相互隔离且呈阵列分布的多个凸起，所述凸起与对应隔离柱之间形成凹槽；

形成于所述凹槽内并覆盖各所述凸起表面且通过所述隔离柱相互隔离的若干个外延叠层；所述外延叠层至少包括沿第一方向依次堆叠的uGaN层、n型GaN层、有源区以及p型GaN层，且所述uGaN层覆盖对应的所述凸起；所述第一方向垂直于所述衬底，并由所述衬底指向所述外延叠层。

2.根据权利要求1所述的基于Nano-LED应用的外延结构，其特征在于，所述外延叠层与对应所述凸起的几何中心在同一水平位置。

3.根据权利要求1所述的基于Nano-LED应用的外延结构，其特征在于，所述凸起底面的水平宽度为L，高度为H，则L≥1.5H。

4.根据权利要求1所述的基于Nano-LED应用的外延结构，其特征在于，所述凸起呈圆锥状或梯形状。

5.根据权利要求1所述的基于Nano-LED应用的外延结构，其特征在于，所述凸起底面的水平宽度不超过500nm。

6.根据权利要求1所述的基于Nano-LED应用的外延结构，其特征在于，在所述uGaN层与所述图形化衬底之间还设有缓冲层，所述缓冲层的水平高度不超过所述凸起高度的一半。

7.一种基于Nano-LED应用的外延结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

S01、提供一图形化衬底，所述图形化衬底包括通过隔离柱相互隔离且呈阵列分布的多个凸起，所述凸起与对应隔离柱之间形成凹槽；

S02、形成于所述凹槽内并覆盖各所述凸起表面的若干个外延叠层，且相邻两个外延叠层通过所述隔离柱相互隔离形成独立单元；所述外延叠层至少包括沿生长方向依次堆叠的缓冲层、uGaN层、n型GaN层、有源区以及p型GaN层，且所述uGaN层覆盖对应的所述凸起。

8.根据权利要求7所述的基于Nano-LED应用的外延结构的制备方法，其特征在于，所述图形化衬底的形成工艺包括：

1)提供一生长衬底；

2)在所述生长衬底表面沉积一介质层；

3)在介质层上旋涂一层纳米压印胶，通过纳米压印工艺在所述介质层表面形成掩膜图形层；

4)采用刻蚀工艺，选择性刻蚀所述掩膜图形层和介质层，进而在所述生长衬底界面上刻蚀出形成图形化衬底，使所述图形化衬底的图形包括通过隔离柱相互隔离且呈阵列分布的多个凸起，所述凸起与对应隔离柱之间形成凹槽。

9.根据权利要求7所述的基于Nano-LED应用的外延结构的制备方法，其特征在于，所述凸起底面的水平宽度为L，高度为H，则L≥1.5H。

10.一种Nano-LED芯片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

B01、提供权利要求1-6任一项所述的基于Nano-LED应用的外延结构；

B02、在所述隔离柱表面注入耐热型树脂类胶体，使所述耐热型树脂类胶体的顶表面与所述外延叠层的顶表面在同一水平高度；

B03、在所述p型GaN层表面蒸镀第一ITO层及金属反射镜；

B04、通过键合工艺将步骤B03所形成的结构键合至导电基板，且所述导电基板形成于所述金属反射镜背离所述第一ITO层的一侧表面；

B05、去除所述图形化衬底、缓冲层、uGaN层及耐热型树脂类胶体，以裸露各所述n型GaN层，并形成独立的发光单元；

B06、在各所述n型GaN层的表面形成n型电极；

B07、在各所述n型GaN层的裸露面依次形成第二ITO层及荧光粉，通过蓝光激发所述荧光粉实现白色发光。

11.一种Nano-LED芯片，其特征在于，所述Nano-LED芯片通过权利要求10所述的制备方法而获得。