【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種含驅(qū)動(dòng)的micro-led結(jié)構(gòu)及其制備方法，屬于gan基hemt、micro-led等領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
1、micro-led技術(shù)是一種新興的顯示技術(shù)，具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，比如高亮度、廣色域和優(yōu)秀的對(duì)比度。然而，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用也帶來了新的挑戰(zhàn)，其中之一就是對(duì)額外驅(qū)動(dòng)電路的需求。micro-led的核心在于其微小的發(fā)光二極管(led)陣列，每一個(gè)像素都由一個(gè)單獨(dú)的led組成。這種微型化的結(jié)構(gòu)使得每個(gè)像素可以獨(dú)立發(fā)光，從而實(shí)現(xiàn)更高的顯示精度和更廣的色域。
2、然而，這種精細(xì)的控制要求每個(gè)led都能夠精確地驅(qū)動(dòng)和調(diào)節(jié)亮度，因此需要復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)電路來支持。具體來說，micro-led屏幕的驅(qū)動(dòng)電路需要滿足兩個(gè)主要要求。首先是高精度的電流控制，因?yàn)槊總€(gè)led的亮度需要非常精確地調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)最佳的顯示效果。其次，由于micro-led的像素密度非常高，驅(qū)動(dòng)電路必須能夠處理大量的電流并保持高效的功率分配。這些要求使得驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)變得復(fù)雜，并且需要在集成度和散熱設(shè)計(jì)上進(jìn)行優(yōu)化。此外，micro-led技術(shù)的高分辨率和高亮度特性也對(duì)驅(qū)動(dòng)電路提出了更高的性能要求。為了保持屏幕在不同環(huán)境光條件下的一致性，驅(qū)動(dòng)電路必須能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整每個(gè)led的亮度，以應(yīng)對(duì)各種顯示需求。這不僅要求驅(qū)動(dòng)電路具有強(qiáng)大的處理能力，還需要在功耗和熱管理方面進(jìn)行優(yōu)化，以確保長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)旨在利用選區(qū)外延并結(jié)合側(cè)向外延獲得自然形成左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)的gan島，并在對(duì)稱兩側(cè)分別設(shè)置he
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用下述的技術(shù)方案：
3、一方面，本專利技術(shù)提供一種含驅(qū)動(dòng)的micro-led結(jié)構(gòu)，其特征在于：結(jié)構(gòu)包括自左向右、自下而上依次設(shè)置的向上晶面為非極性面gan層101、含有微孔的掩膜層102、gan立體三角島下半部分103、n摻雜gan立體三角島上半部分104；其中，gan立體三角島下半部分103和n摻雜gan立體三角島上半部分104形成一個(gè)整體的三角臺(tái)面結(jié)構(gòu)s，通過掩膜層102的微孔中向上外延生長(zhǎng)獲得，除底部外包含兩個(gè)左右對(duì)稱的三角形斜面、一個(gè)與底面垂直的三角形側(cè)面和一個(gè)與底面平行且?guī)缀蜗嗨频娜切雾斆妫辉O(shè)置在左側(cè)的結(jié)構(gòu)包括：al組分0.1<x<0.4的alxga1-xn層105、絕緣介質(zhì)層106，以及在gan立體三角島下半部分103下方的a電極107、在絕緣介質(zhì)層106上并且靠近a電極107的b電極108；其中alxga1-xn層105覆蓋gan立體三角島下半部分103的左側(cè)斜面并繼續(xù)向上延伸，覆蓋至n摻雜gan立體三角島上半部分104的左側(cè)斜面不小于30％；設(shè)置在右側(cè)的結(jié)構(gòu)包括：覆蓋整個(gè)三角臺(tái)面結(jié)構(gòu)s右側(cè)的n摻雜的應(yīng)變調(diào)控層109、依次覆蓋的量子阱層1010、載流子調(diào)控層1011、p型inyga1-yn層1012、與p型inyga1-yn層1012具有良好歐姆接觸的c電極1013。
4、優(yōu)選的，所述的含有微孔陣列的掩膜層102是在非極性面gan層101上鍍5～50nm厚的介質(zhì)薄膜，其中介質(zhì)薄膜為sio2、sin或hbn中的其中一種，通過工藝技術(shù)自上而下刻蝕出的微孔陣列，微孔中露出下層的非極性面gan層101；所述微孔的直徑在0.5～5μm之間，以微孔中心密堆積形式排列，任意微孔與鄰近的6個(gè)微孔的中心距離相等，并且根據(jù)實(shí)際需要可調(diào)。
5、優(yōu)選的，非極性面gan層101和三角臺(tái)面結(jié)構(gòu)s向上的晶面同時(shí)為(11-20)面，此時(shí)左右兩個(gè)斜面的晶面同時(shí)為{1-101}或{1-102}晶面族中的一個(gè)，由于晶面族{1-101}或{1-102}為較低勢(shì)能面，可以形成規(guī)則的三角島，且上面的層結(jié)構(gòu)可以規(guī)則可控生長(zhǎng)；另外，非極性面的gan層101和三角臺(tái)面結(jié)構(gòu)s向上的晶面還可以同時(shí)為(1-100)面，此時(shí)左右兩個(gè)斜面的晶面同時(shí)為{20-21}晶面族；共同的，與底面垂直的三角形側(cè)面均為(000-1)面；
6、優(yōu)選的，當(dāng)掩膜層102的微孔直徑不大于1.5μm時(shí)，三角臺(tái)面結(jié)構(gòu)s在面內(nèi)的外接圓直徑在5～20μm之間根據(jù)需要調(diào)節(jié)，因?yàn)楫?dāng)微孔較小時(shí)，容易形成規(guī)則的島，此時(shí)可以根據(jù)需要控制島的大小；當(dāng)掩膜層102的微孔直徑大于1.5μm時(shí)，三角臺(tái)面結(jié)構(gòu)s在面內(nèi)的外接圓直徑為微孔直徑的3～4倍，但最大不超過15μm，因?yàn)楫?dāng)微孔大時(shí)，島容易不規(guī)則，因此限定島的尺寸。設(shè)置由gan立體三角島下半部分103和n摻雜gan立體三角島上半部分104組成的島狀結(jié)構(gòu)有利于釋放外延材料的應(yīng)力，提高制備含驅(qū)動(dòng)的micro-led但單元結(jié)構(gòu)的晶體質(zhì)量，弱化缺陷和極化對(duì)載流子的影響。
7、優(yōu)選的，所述gan層101向上的晶面為(11-20)面、左右兩個(gè)斜面為{1-101}晶面族時(shí)，alxga1-xn層105的al組分0.15<x<0.4，厚度為：2/x±5nm，由于(1-101)面與(0002)面的夾角約為61.9°，極化效應(yīng)較低，因此需要較高的al組分或厚度；所述非極性面gan層101向上的晶面為(11-20)面、左右兩個(gè)斜面為{1-102}晶面族時(shí)，alxga1-xn層105的al組分0.1<x<0.3，厚度為：1.5/x±5nm，由于(1-102)面與(0002)面的夾角約為61.9°，極化效應(yīng)較低，因此需要較高的al組分或厚度；所述非極性面gan層101向上的晶面為(1-100)面、左右兩個(gè)斜面為{20-21}晶面族時(shí)，alxga1-x本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種含驅(qū)動(dòng)的Micro-LED結(jié)構(gòu)，其特征在于：結(jié)構(gòu)包括自左向右、自下而上依次設(shè)置的向上晶面為非極性面GaN層101、含有微孔的掩膜層102、GaN立體三角島下半部分103、N摻雜GaN立體三角島上半部分104；其中，GaN立體三角島下半部分103和N摻雜GaN立體三角島上半部分104形成一個(gè)整體的三角臺(tái)面結(jié)構(gòu)S，通過掩膜層102的微孔中向上外延生長(zhǎng)獲得，除底部外包含兩個(gè)左右對(duì)稱的三角形斜面、一個(gè)與底面垂直的三角形側(cè)面和一個(gè)與底面平行且?guī)缀蜗嗨频娜切雾斆妫辉O(shè)置在左側(cè)的結(jié)構(gòu)包括：Al組分0.1<x<0.4的AlxGa1-xN層105、絕緣介質(zhì)層106，以及在GaN立體三角島下半部分103下方的A電極107、在絕緣介質(zhì)層106上并且靠近A電極107的B電極108；其中AlxGa1-xN層105覆蓋GaN立體三角島下半部分103的左側(cè)斜面并繼續(xù)向上延伸，覆蓋至N摻雜GaN立體三角島上半部分104的左側(cè)斜面不小于30％；設(shè)置在右側(cè)的結(jié)構(gòu)包括：覆蓋整個(gè)三角臺(tái)面結(jié)構(gòu)S右側(cè)的N摻雜的應(yīng)變調(diào)控層109、依次覆蓋的量子阱層1010、載流子調(diào)控層1011、P型InyGa1-yN層1
2.如權(quán)利要求1所述的一種含驅(qū)動(dòng)的Micro-LED結(jié)構(gòu)，其特征在于：含有微孔陣列的掩膜層102是在N型GaN層101上鍍5～50nm厚的SiO2、SiN或hBN其中一種介質(zhì)薄膜后，通過工藝技術(shù)自上而下刻蝕出的微孔陣列，微孔中露出下層的N型GaN層101；其中微孔的直徑在0.5～5μm之間，以微孔中心密堆積形式排列，任意微孔與鄰近的6個(gè)微孔的中心距離相等，并且根據(jù)實(shí)際需要可調(diào)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種含驅(qū)動(dòng)的Micro-LED結(jié)構(gòu)，其特征在于：非極性面GaN層101和三角臺(tái)面結(jié)構(gòu)S向上的晶面同時(shí)為(11-20)面，此時(shí)左右兩個(gè)斜面的晶面同時(shí)為{1-101}或{1-102}晶面族中的一個(gè)；另外，非極性面的GaN層101和三角臺(tái)面結(jié)構(gòu)S向上的晶面還可以同時(shí)為(1-100)面，此時(shí)左右兩個(gè)斜面的晶面同時(shí)為{20-21}晶面族；與底面垂直的三角形側(cè)面均為(000-1)面；當(dāng)掩膜層102的微孔直徑不大于1.5μm時(shí)，三角臺(tái)面結(jié)構(gòu)S在面內(nèi)的外接圓直徑在5～20μm之間根據(jù)需要調(diào)節(jié)；當(dāng)掩膜層102的微孔直徑大于1.5μm時(shí)，三角臺(tái)面結(jié)構(gòu)S在面內(nèi)的外接圓直徑為微孔直徑的3～4倍，但最大不超過15μm。
4.如權(quán)利要求1所述的一種含驅(qū)動(dòng)的Micro-LED結(jié)構(gòu)，其特征在于：當(dāng)非極性面GaN層101向上的晶面為(11-20)面、左右兩個(gè)斜面為{1-101}晶面族時(shí)，AlxGa1-xN層105的Al組分0.15<x<0.4，厚度為：2/x±5nm；當(dāng)非極性面GaN層101向上的晶面為(11-20)面、左右兩個(gè)斜面為{1-102}時(shí)，AlxGa1-xN層105的Al組分0.1<x<0.3，厚度為：1.5/x±5nm；當(dāng)非極性面GaN層101向上的晶面為(1-100)面、左右兩個(gè)斜面為{20-21}晶面族時(shí)，AlxGa1-xN層105的Al組分0.15<x<0.4，厚度為：3/x±5nm。
5.如權(quán)利要求1所述的一種含驅(qū)動(dòng)的Micro-LED結(jié)構(gòu)，其特征在于：A電極107在三角臺(tái)面結(jié)構(gòu)S左側(cè)斜面的底部，并與AlxGa1-xN層105接觸，不與三角臺(tái)面結(jié)構(gòu)S接觸；絕緣介質(zhì)層106從A電極107一側(cè)覆蓋AlxGa1-xN層105，覆蓋率>30％；B電極108與絕緣介質(zhì)層106接觸，靠近A電極107一側(cè)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種含驅(qū)動(dòng)的Micro-LED結(jié)構(gòu)，其特征在于：N摻雜的應(yīng)變調(diào)控層109覆蓋整個(gè)三角臺(tái)面結(jié)構(gòu)S的右側(cè)斜面，其結(jié)構(gòu)為1～3周期的自下而上的Alx1Ga1-x1N/GaN/Alx1Ga1-x1N復(fù)合層，其中Alx1Ga1-x1N的厚度小于3nm，x1<0.15。
7.如權(quán)利要求1所述的一種含驅(qū)動(dòng)的Micro-LED結(jié)構(gòu)，其特征在于：量子阱層1010發(fā)光波長(zhǎng)分別為紅、綠、藍(lán)光時(shí)，其量子阱對(duì)數(shù)分別為1～2對(duì)、2～4對(duì)、3～5對(duì)；量子阱的層結(jié)構(gòu)為Inx2Ga1-x2N/GaN/Alx3Ga1-x3N/GaN，其中x3＝2.5×x2±0.05，并且Inx2Ga1-x2N的厚度為2～4nm，兩層GaN和Alx3Ga1-x3N的總厚度不超過6nm。
8.如權(quán)利要求1所述的一種含驅(qū)動(dòng)的Micro-LED結(jié)構(gòu)，其特征在于：載流子調(diào)控層1011是電子阻擋層或空穴注入層兩者中的一個(gè)；其中電子阻擋層為2～8周期的、單個(gè)周期厚度小于8nm的Aly1Ga1-y1N/GaN超...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種含驅(qū)動(dòng)的micro-led結(jié)構(gòu)，其特征在于：結(jié)構(gòu)包括自左向右、自下而上依次設(shè)置的向上晶面為非極性面gan層101、含有微孔的掩膜層102、gan立體三角島下半部分103、n摻雜gan立體三角島上半部分104；其中，gan立體三角島下半部分103和n摻雜gan立體三角島上半部分104形成一個(gè)整體的三角臺(tái)面結(jié)構(gòu)s，通過掩膜層102的微孔中向上外延生長(zhǎng)獲得，除底部外包含兩個(gè)左右對(duì)稱的三角形斜面、一個(gè)與底面垂直的三角形側(cè)面和一個(gè)與底面平行且?guī)缀蜗嗨频娜切雾斆妫辉O(shè)置在左側(cè)的結(jié)構(gòu)包括：al組分0.1<x<0.4的alxga1-xn層105、絕緣介質(zhì)層106，以及在gan立體三角島下半部分103下方的a電極107、在絕緣介質(zhì)層106上并且靠近a電極107的b電極108；其中alxga1-xn層105覆蓋gan立體三角島下半部分103的左側(cè)斜面并繼續(xù)向上延伸，覆蓋至n摻雜gan立體三角島上半部分104的左側(cè)斜面不小于30％；設(shè)置在右側(cè)的結(jié)構(gòu)包括：覆蓋整個(gè)三角臺(tái)面結(jié)構(gòu)s右側(cè)的n摻雜的應(yīng)變調(diào)控層109、依次覆蓋的量子阱層1010、載流子調(diào)控層1011、p型inyga1-yn層1012、與p型inyga1-yn層1012具有良好歐姆接觸的c電極1013。
2.如權(quán)利要求1所述的一種含驅(qū)動(dòng)的micro-led結(jié)構(gòu)，其特征在于：含有微孔陣列的掩膜層102是在n型gan層101上鍍5～50nm厚的sio2、sin或hbn其中一種介質(zhì)薄膜后，通過工藝技術(shù)自上而下刻蝕出的微孔陣列，微孔中露出下層的n型gan層101；其中微孔的直徑在0.5～5μm之間，以微孔中心密堆積形式排列，任意微孔與鄰近的6個(gè)微孔的中心距離相等，并且根據(jù)實(shí)際需要可調(diào)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種含驅(qū)動(dòng)的micro-led結(jié)構(gòu)，其特征在于：非極性面gan層101和三角臺(tái)面結(jié)構(gòu)s向上的晶面同時(shí)為(11-20)面，此時(shí)左右兩個(gè)斜面的晶面同時(shí)為{1-101}或{1-102}晶面族中的一個(gè)；另外，非極性面的gan層101和三角臺(tái)面結(jié)構(gòu)s向上的晶面還可以同時(shí)為(1-100)面，此時(shí)左右兩個(gè)斜面的晶面同時(shí)為{20-21}晶面族；與底面垂直的三角形側(cè)面均為(000-1)面；當(dāng)掩膜層102的微孔直徑不大于1.5μm時(shí)，三角臺(tái)面結(jié)構(gòu)s在面內(nèi)的外接圓直徑在5～20μm之間根據(jù)需要調(diào)節(jié)；當(dāng)掩膜層102的微孔直徑大于1.5μm時(shí)，三角臺(tái)面結(jié)構(gòu)s在面內(nèi)的外接圓直徑為微孔直徑的3～4倍，但最大不超過15μm。
4.如權(quán)利要求1所述的一種含驅(qū)動(dòng)的micro-led結(jié)構(gòu)，其特征在于：當(dāng)非極性面gan層101向上的晶面為(11-20)面、左右兩個(gè)斜面為{1-101}晶面族時(shí)，alxga1-xn層105的al組分0.15<x<0.4，厚度為：2/x±5nm；當(dāng)非極性面gan層101向上的晶面為(11-20)面、左右兩個(gè)斜面為{1-102}時(shí)，alxga1-xn層105的al組分0.1<x<0.3，厚度為：1.5/x±5nm；當(dāng)非極性面gan層101向上的晶面為(1-100)面、左右兩個(gè)斜面為{20-21}晶面族時(shí)，alxga1-xn層105的al組分0.15<x<0.4，厚度為：3/x±5nm。
5.如權(quán)利要求1所述的一種含驅(qū)動(dòng)的micro-led結(jié)構(gòu)，其特征在于：a電極107在三角臺(tái)面結(jié)構(gòu)s左側(cè)斜面的底部，并與alxga1-xn層105接觸，不與三角臺(tái)面結(jié)構(gòu)s接觸；絕緣介質(zhì)層106...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙見國(guó)，武志勇，張玉堯，徐儒，常建華，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京信息工程大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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