【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光電，尤其涉及一種micro-led外延片及其制備方法、micro-led。
技術介紹
1、微米級尺寸的led芯片（micro?led）由于其在顯示、可見光通信和生物醫學等領域的應用前景，獲得了廣泛關注與研究。而且，micro?led顯示具有納秒級別高速響應性能，無機材料的穩定特性，高光效，高可靠性，高色純度和對比度，可透明等優異的性能，這些特性的綜合是液晶顯示和有機led所無法達到的。
2、雖然micro?led具有諸多優異的特性，但也面臨著制造技術和材料器件物理等方面的挑戰。如仍并未完全解決隨芯片尺寸減小，器件峰值eqe下降和對應的電流密度增大的問題。以及，工作電流密度處于0.01~0.5a/cm2區間的micro?led的效率仍明顯不足。而事實上，即使是通用照明和背光顯示應用的常規尺寸芯片，處于此電流密度下的效率也相對較低，原因為常規尺寸芯片為了兼顧效率和成本因素，其工作電流密度為20a/cm2至40a/cm2之間，相應的外延結構設計和材料生長的目標為提升大電流密度下的效率，其峰值eqe通常處于1~4a/cm2電流密度區間，而沒有關注低電流密度下的器件效率。不同電流密度下，led器件的發光機理的主導原因存在差異，相應外延層結構也應有所變化。例如，在micro?led工作區間的0.01~0.5a/cm2小電流密度下，量子阱中載流子濃度相對較低，俄歇復合占比少，相應量子阱復合體積可以降低，也即可減少量子阱個數，減少缺陷數量，可獲提升低電流密度下器件的eqe；同時低電流密度下電子泄露尚未發生或比例很低，
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題在于，提供一種micro-led外延片，其可顯著改善多量子阱發光層的質量，同時將電子局限在多量子阱發光層中發生輻射復合產生光子，從而提高micro-led低工作電流密度的光效、發光均勻性、良率等性能。
2、本專利技術所要解決的技術問題還在于，提供一種micro-led外延片的制備方法，其工藝簡單，能夠穩定制得發光效率良好的micro-led外延片。
3、為了解決上述技術問題，本專利技術提供了一種micro-led外延片，包括襯底，所述襯底上依次設有緩沖層、n型半導體層、應力釋放層、多量子阱發光層、電子阻擋層、p型半導體層；
4、所述多量子阱發光層包括阱前藍光多量子阱層、阱前青光多量子阱層、綠光多量子阱層、阱后青光多量子阱層、阱后藍光多量子阱層。
5、在一種實施方式中，所述阱前藍光多量子阱層包括交替層疊的藍光ingan層和藍光si摻雜gan層；
6、所述藍光ingan層的in組分為0.12~0.18；
7、所述藍光ingan層的厚度為3nm~4.2nm；
8、所述藍光ingan層為經h2氣體預處理的藍光ingan層；
9、所述藍光si摻雜gan層的厚度為8nm~12.8nm；
10、所述藍光si摻雜gan層的si摻雜濃度為2.5×1017atoms/cm3~1.8×1018atoms/cm3。
11、在一種實施方式中，所述阱前青光多量子阱層包括交替層疊的青光ingan層和青光si摻雜gan層；
12、所述青光ingan層的in組分為0.18~0.22；
13、所述青光ingan層的厚度為3nm~4.2nm；
14、所述青光ingan層為經重結晶處理的青光ingan層；
15、所述青光si摻雜gan層的厚度為8nm~12.8nm；
16、所述青光si摻雜gan層的si摻雜濃度為2×1017atoms/cm3~1.5×1018atoms/cm3。
17、在一種實施方式中，所述綠光多量子阱層包括交替層疊的綠光ingan層和綠光si摻雜gan層；
18、所述綠光ingan層的in組分為0.22~0.28；
19、所述綠光ingan層的厚度為3nm~4.2nm；
20、所述綠光si摻雜gan層的厚度為8nm~12.8nm；
21、所述綠光si摻雜gan層的si摻雜濃度為1.2×1017atoms/cm3~7.6×1017atoms/cm3。
22、在一種實施方式中，所述阱后青光多量子阱層包括依次層疊的青光未摻雜ingan層和末量子壘層；
23、所述青光未摻雜ingan層的in組分為0.18~0.22；
24、所述青光未摻雜ingan層的厚度為3nm~4.2nm；
25、所述青光未摻雜ingan層為經重結晶處理的青光未摻雜ingan層。
26、在一種實施方式中，所述阱后藍光多量子阱層包括依次層疊的藍光鎂摻雜ingan層和末量子壘層；
27、所述藍光鎂摻雜ingan層的in組分為0.12~0.18；
28、所述藍光鎂摻雜ingan層的厚度為3nm~4.2nm；
29、所述藍光鎂摻雜ingan層為經h2氣體預處理的藍光鎂摻雜ingan層；
30、所述藍光鎂摻雜ingan層的mg摻雜濃度為2.8×1018atoms/cm3~8.6×1019atoms/cm3。
31、在一種實施方式中，所述末量子壘層包括依次層疊的第一gan層、algan層和第二gan層；
32、所述第一gan層的厚度為3.6nm~6.8nm；
33、所述algan層的厚度為2.4nm~5nm；
34、所述第二gan層的厚度為3.6nm~6.8nm。
35、在一種實施方式中，所述h2氣體預處理的工藝為：在溫度為800℃~900℃、壓力為10torr~200torr的條件下，通入h2和nh3混合氣體，處理時間為3s~18s。
36、在一種實施方式中，所述重結晶處理的工藝為：在溫度為800℃~900℃、壓力為10torr~200torr的條件下，通入nh3氣體，處理時間為5s~30s。
37、為解決上述問題，本專利技術還提供了一種micro-led外延片的制備方法，包括以下步驟：
38、s1、準備襯底；
39、s2、在所述襯底上依次沉積緩沖層、n型半導體層、應力釋放層、多量子阱發光層、電子阻擋層、p型半導體層；
40、所述多量子阱發光層包括阱前藍光多量子阱層、阱前青光多量子阱層、綠光多量子阱層、阱后青光多量子阱層、阱后藍光多量子阱層。
41、相應地，本專利技術還提供了一種micro-led，所述micro-led包括上述的micro-led外延片。
42、實施本專利技術，具有如下有益效果：...
【技術保護點】
1.一種Micro-LED外延片，其特征在于，包括襯底，所述襯底上依次設有緩沖層、N型半導體層、應力釋放層、多量子阱發光層、電子阻擋層、P型半導體層；
2.如權利要求1所述的Micro-LED外延片，其特征在于，所述阱前藍光多量子阱層包括交替層疊的藍光InGaN層和藍光Si摻雜GaN層；
3.如權利要求1所述的Micro-LED外延片，其特征在于，所述阱前青光多量子阱層包括交替層疊的青光InGaN層和青光Si摻雜GaN層；
4.如權利要求1所述的Micro-LED外延片，其特征在于，所述綠光多量子阱層包括交替層疊的綠光InGaN層和綠光Si摻雜GaN層；
5.如權利要求1所述的Micro-LED外延片，其特征在于，所述阱后青光多量子阱層包括依次層疊的青光未摻雜InGaN層和末量子壘層；
6.如權利要求1所述的Micro-LED外延片，其特征在于，所述阱后藍光多量子阱層包括依次層疊的藍光鎂摻雜InGaN層和末量子壘層；
7.如權利要求5或6所述的Micro-LED外延片，其特征在于，所述末量子壘層包括依次層疊的
8.如權利要求2或6所述的Micro-LED外延片，其特征在于，所述H2氣體預處理的工藝為：在溫度為800℃~900℃、壓力為10torr~200torr的條件下，通入H2和NH3混合氣體，處理時間為3s~18s。
9.如權利要求3或5所述的Micro-LED外延片，其特征在于，所述重結晶處理的工藝為：在溫度為800℃~900℃、壓力為10torr~200torr的條件下，通入NH3氣體，處理時間為5s~30s。
10.一種如權利要求1~9任一項所述的Micro-LED外延片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
11.一種Micro-LED，其特征在于，所述Micro-LED包括如權利要求1~9任一項所述的Micro-LED外延片。
...【技術特征摘要】
1.一種micro-led外延片，其特征在于，包括襯底，所述襯底上依次設有緩沖層、n型半導體層、應力釋放層、多量子阱發光層、電子阻擋層、p型半導體層；
2.如權利要求1所述的micro-led外延片，其特征在于，所述阱前藍光多量子阱層包括交替層疊的藍光ingan層和藍光si摻雜gan層；
3.如權利要求1所述的micro-led外延片，其特征在于，所述阱前青光多量子阱層包括交替層疊的青光ingan層和青光si摻雜gan層；
4.如權利要求1所述的micro-led外延片，其特征在于，所述綠光多量子阱層包括交替層疊的綠光ingan層和綠光si摻雜gan層；
5.如權利要求1所述的micro-led外延片，其特征在于，所述阱后青光多量子阱層包括依次層疊的青光未摻雜ingan層和末量子壘層；
6.如權利要求1所述的micro-led外延片，其特征在于，所述阱后藍光多量子阱層包括依次層疊的藍光鎂摻雜i...
【專利技術屬性】
技術研發人員：舒俊，程龍，高虹，鄭文杰，印從飛，張彩霞，劉春楊，胡加輝，金從龍，
申請(專利權)人：江西兆馳半導體有限公司，
類型：發明
國別省市：
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