[发明专利]GaN基LED阵列微显示器件及其制作方法

权利要求书

1.一种基于选择性区域外延生长技术的GaN基LED阵列微显示器件制作方法，其特征在于，包括下列步骤：

（A）在衬底（1）上沉积介质掩蔽膜，通过湿法腐蚀的方法把介质掩蔽膜制备成条形排列的掩蔽膜（2）；

（B）在上述带有条形排列的掩蔽膜（2）的衬底（1）上选择性区域外延生长条型结构n型GaN阵列（3）；

（C）在条型结构n型GaN阵列（3）上沉积介质掩蔽膜，通过湿法腐蚀的方法把沉积在条型结构n型GaN阵列（3）上的介质掩蔽膜制备成带周期性排布开孔的掩蔽膜（4）；

（D）在带周期性排布开孔的掩蔽膜（4）的n型GaN阵列（3）上选择性区域外延生长三维结构微型LED阵列（5）；

（E）在三维结构微型LED阵列（5）的p型GaN层表面，制备延伸方向垂直于条型结构n型GaN阵列（3）的条形透明导电层（6），实现每一行的三维结构微型LED阵列（5）的行互联；

（F）分别在条形透明导电层（6）和条型结构n型GaN阵列（3）末端制备正电极（7）和负电极（8）。

2.根据权利要求1所述的基于选择性区域外延生长技术的GaN基LED阵列微显示器件制作方法，其特征在于，所述条型结构n型GaN阵列（3）是通过金属有机物化学气相沉积MOCVD选择性区域外延生长在衬底（1）上的，其形貌结构是横截面为梯形的条形，而且条型结构n型GaN阵列（3）的生长位置和条宽由带有条形排列的掩蔽膜（2）的窗口区域位置和窗口宽度控制。

3.根据权利要求2所述的基于选择性区域外延生长技术的GaN基LED阵列微显示器件制作方法，其特征在于，所述条型结构n型GaN阵列（3）的条宽为1~50 μm，而且其宽度须大于后续生长在其上面的三维结构微型LED。

4.根据权利要求1所述的基于选择性区域外延生长技术的GaN基LED阵列微显示器件制作方法，其特征在于，所述三维结构微型LED阵列（5）是通过金属有机物化学气相沉积MOCVD选择性区域外延生长在条型结构n型GaN阵列（3）上，其形貌为六边金字塔状或六边截棱锥状，材料结构从里到外依次为金字塔结构、InGaN/GaN多量子阱发光层和p型GaN层，而且三维结构微型LED阵列（5）的生长位置和直径由带周期性排布开孔的掩蔽膜（4）的窗口区域位置和窗口直径控制；材料结构中的金字塔结构能更换为六边截棱锥状n型GaN基底。

5.根据权利要求4所述的基于选择性区域外延生长技术的GaN基LED阵列微显示器件制作方法，其特征在于，所述三维结构微型LED阵列（5）构成的单一显示像元直径大小为1~50μm，而且其直径须小于条型结构n型GaN阵列（3）的条宽。

6.根据权利要求1所述的基于选择性区域外延生长技术的GaN基LED阵列微显示器件制作方法，其特征在于，所述条型结构n型GaN阵列（3）和条形透明导电层（6）互相垂直排布，分别将三维结构微型LED阵列（5）的n型GaN基底和p型GaN层构成列互联和行互联，使每一行三维结构微型LED阵列（5）得以共用一个正电极，每一列三维结构微型LED阵列（5）得以共用一个负电极，以实现矩阵寻址。

7.根据权利要求1所述的基于选择性区域外延生长技术的GaN基LED阵列微显示器件制作方法，其特征在于，所述条形排列的掩蔽膜（2）和带周期性排布开孔的掩蔽膜（4）的材料为二氧化硅或者氮化硅，其沉积方法为等离子体增强化学气相沉积PECVD或磁控溅射，其厚度范围在10 nm-500 nm。

8.根据权利要求1所述的基于选择性区域外延生长技术的GaN基LED阵列微显示器件制作方法，其特征在于，所述衬底（1）为高电阻率衬底，以保证生长在衬底（1）上的条型结构n型GaN阵列（3）之间绝缘。

9.一种采用权利要求1至8任一项所述方法制作的GaN基LED阵列微显示器件，其特征在于，包括衬底（1），条形排列的掩蔽膜（2），条型结构n型GaN阵列（3），带周期性排布开孔的掩蔽膜（4），三维结构微型LED阵列（5），条形透明导电层（6），正电极（7）和负电极（8）。