一种超高分辨率Nano-LED发光显示阵列及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种超高分辨率nano-led发光显示阵列，其特征在于，包括从下至上依次设置的衬底、n型gan层、发光层、p型gan层和p接触电极；所述n型gan层上还设置有公共n接触电极；所述发光层采用多量子阱纳米点阵，所述多量子阱纳米点阵之间的隔离区域厚度相等且连续。2.根据权利要求1所述的一种超高分辨率nano-led发光显示阵列，其特征在于，所述p接触电极与p型gan层之间设置有导热膜。3.根据权利要求2所述的一种超高分辨率nano-led发光显示阵列，其特征在于，所述p型gan层结构为p型gan之间具有相互隔离区域的p型gan纳米阵列。4.根据权利要求1所述的一种超高分辨率nano-led发光显示阵列，其特征在于，所述公共n接触电极和p接触电极为由pt、ti、au材料中的一种或多种混合层叠形成的多层薄膜。5.根据权利要求1所述的一种超高分辨率nano-led发光显示阵列，其特征在于，所述p接触电极通过图形化覆盖n（n≥1）个多量子阱纳米点阵。6.根据权利要求1所述的一种超高分辨率nano-led发光显示阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s11：在蓝宝石衬底上依次外延生长n型gan层、多量子阱层；步骤s12：在多量子阱表面沉积一层离子注入保护层，采用电子束光刻、变参量光刻或纳米压印在离子注入保护层上形成光刻胶纳米阵列，并以光刻胶作为保护，去除暴露的离子注入保护层，形成离子注入保护层纳米阵列；步骤s13：采用离子注入方法，通过注入能量控制注入深度和横向扩散程度，破坏没有保护层的多量子阱结构，使其失去发光能力，去除离子注入保护层纳米阵列，形成超高分辨率多量子阱纳米阵列；步骤s14：在步骤s13得到的多量子阱纳米阵列表面继续外延生长p型gan层；步骤s15：在步骤s14得到的p型gan层表面沉积一层p接触电极薄膜，采用电子束光刻、变参量光刻或纳米压印在p接触电极薄膜上形成与步骤s13得到的超高分辨率多量子阱纳米阵列一对n的光刻胶阵列，并以光刻胶作为保护，去除暴露的p接触电极薄膜，形成与步骤s13得到的超高分辨率多量子阱纳米阵列一对n的p接触电极阵列；步骤s16：采用光刻和刻蚀手段，形成公共n接触电极窗口，并引出公共n接触电极，形成超高分辨率nano-led发光显示阵列。7.根据权利要求2所述的一种超高分辨率nano-led发光显示阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s21：在蓝宝石衬底上依次外延生长n型gan层、多量子阱层；步骤s22：在多量子阱表面沉积一层离子注入保护层，采用电子束光刻、变参量光刻或纳米压印在离子注入保护层上形成光刻胶纳米阵列，并以光刻胶作为保护，去除暴露的离子注入保护层，形成离子注入保护层纳米阵列；步骤s23：采用离子注入方法，通过注入能量控制注入深度和横向扩散程度，破坏没有保护层的多量子阱结构，使其失去发光能力，去除离子注入保护层图案纳米阵列，形成超高分辨率多量子阱纳米阵列；步骤s24：在步骤s23得到的多量子阱纳米阵列表面继续外延生长p型gan层；步骤s25：在步骤s24得到的p型gan层表面沉积一层金属薄膜，采用电子束光刻、变参量
光刻或纳米压印在金属薄膜上形成与步骤s23得到的超高分辨率多量子阱纳米阵列一对n的光刻胶阵列，并以光刻胶作为保护，去除暴露的金属薄膜，形成与步骤s23得到的超高分辨率多量子阱纳米阵列一对n的导热层阵列;步骤s26：采用热退火工艺，控制温度，导热层可提高退火效率，消除外延工艺中产生的氢离子，使得导热层下方的p型gan完成激活，增强其导电能力；步骤s27：在步骤s26完成的基础上继续沉积一层p接触电极薄膜，采用电子束光刻、变参量光刻或纳米压印在p接触电极薄膜上形成与步骤s25得到的导热层阵列一一对应的光刻胶阵列，并以光刻胶作为保护，去除暴露的p接触电极薄膜，形成与步骤s25得到的导热层一一对应的p接触电极阵列；步骤s28：采用光刻和刻蚀手段，形成公共n接触电极窗口，并引出公共n接触电极，形成超高分辨率nano-led发光显示阵列。8.根据权利要求3所述的一种超高分辨率nano-led发光显示阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s31：在蓝宝石衬底上依次外延生长n型gan层、多量子阱层；步骤s32：在多量子阱表面沉积一层离子注入保护层，采用电子束光刻、变参量光刻或纳米压印在离子注入保护层上形成光刻胶纳米阵列，并以光刻胶作为保护，去除暴露的离子注入保护层，形成离子注入保护层纳米阵列；步骤s33：采用离子注入方法，通过注入能量控制注入深度和横向扩散程度，注入离子a破坏没有保护层的多量子阱结构，使其失去发光能力，去除离子注入保护层纳米阵列，形成超高分辨率多量子阱纳米阵列；步骤s34：在步骤s33得到的超高分辨率多量子阱纳米阵列表面继续外延生长p型gan层；步骤s35：在步骤s34得到的p型gan层表面沉积一层离子注入保护层，采用电子束光刻、变参量光刻或纳米压印在离子注入保护层上形成与步骤s33得到的超高分辨率多量子阱纳米阵列一一对应的光刻胶阵列，并以光刻胶作为保护，去除暴露的离子注入保护层，形成与步骤s33得到的超高分辨率多量子阱纳米阵列一一对应的离子注入保护层阵列；步骤s36：采用离子注入方法，通过注入能量控制注入深度和横向扩散程度，注入离子b至没有保护层的区域，即隔离区域的p型gan，使其具有高电阻率特性，去除离子注入保护层纳米阵列，形成p型gan之间具有相互隔离区域的p型gan纳米阵列；步骤s37：在步骤s36得到的结构表面沉积一层金属薄膜，采用电子束光刻、变参量光刻或纳米压印在金属薄膜上形成与步骤s33得到的超高分辨率多量子阱纳米阵列一对n的光刻胶阵列，并以光刻胶作为保护，去除暴露的金属薄膜，形成与步骤s33得到的超高分辨率多量子阱纳米阵列一对n的导热层阵列；步骤s38：采用热退火工艺，控制温度，导热层可提高退火效率，消除外延工艺中产生的氢离子，使得导热层下方的p型gan完成激活，增强其导电能力；步骤s39：在步骤s38完成的基础上继续沉积一层p接触电极薄膜，采用电子束光刻、变参量光刻或纳米压印在p接触电极薄膜上形成与步骤s37得到的导热层阵列一一对应的光刻胶阵列，并以光刻胶作为保护，去除暴露的p接触电极薄膜，形成与步骤s37得到的导热层一一对应的p接触电极阵列；
步骤s310：采用光刻和刻蚀手段，形成公共n接触电极窗口，并引出公共n接触电极，形成超高分辨率nano-led发光显示阵列。9.根据权利要求6-8任一所述的一种超高分辨率nano-led发光显示阵列的制备方法，其特征在于，所述注入量子阱破坏隔离区域的多量子阱结构采用的离子是氟离子。10.根据权利要求6-8任一所述的一种超高分辨率nano-led发光显示阵列的制备方法，其特征在于，所述的离子注入保护层材料为sio2或其他具有离子阻挡功能的薄膜材料。

技术总结
本发明涉及一种超高分辨率Nano-LED发光显示阵列，包括采用多量子阱纳米点阵作为发光层，P接触电极通过图形化覆盖N（N≥1）个多量子阱纳米点阵；还涉及相应的制备方法，包括：依次在衬底上生长N-GaN层、多量子阱层；采用选区离子注入法形成多量子阱点阵；继续生长P-GaN层；使用另一种离子提高隔离区域P型GaN的电阻率，沉积导热层阵列；接着制作P接触电极阵列、N接触电极形成最后的超高分辨率Nano-LED发光显示阵列。本发明简化了制备工艺流程，可以减少刻蚀工艺中可能会产生的边缘效应和尺寸效应，极大程度上实现器件发光单元之间的电学隔离。极大程度上实现器件发光单元之间的电学隔离。极大程度上实现器件发光单元之间的电学隔离。


技术研发人员：周雄图 叶金宇 张永爱 吴朝兴 郭太良 孙捷 严群
受保护的技术使用者：闽都创新实验室
技术研发日：2022.01.26
技术公布日：2022/5/10