一种氮化物全彩集成微型发光二极管显示芯片及其制备方法

1.一种氮化物全彩集成微型发光二极管显示芯片，其特征在于，包括：透明基板、透明电极键合层、由单个或若干个微型发光二极管台面组成的台面阵列；所述微型发光二极管台面或所述台面阵列通过所述透明电极键合层与所述透明基板相连；所述微型发光二极管台面的结构自所述透明基板和所述透明电极键合层上依次包括：n型透明电极层、n型GaN层、一个或若干个周期的InGaN/GaN复合多量子阱层、p型导电层以及p型电极层；每个周期的所述InGaN/GaN复合多量子阱层包括：若干个高铟含量InGaN/GaN量子阱和若干个低铟含量InGaN/GaN量子阱；所述微型发光二极管台面的中心区域由所述高铟含量InGaN/GaN量子阱主导发光；所述微型发光二极管台面的外圈区域由所述低铟含量InGaN/GaN量子阱主导发光；自所述微型发光二极管台面的中心区域至外圈区域，所述InGaN/GaN复合多量子阱层中InGaN势阱层的铟组分呈现逐渐降低的分布趋势；自所述微型发光二极管台面的中心区域至外圈区域，所述高铟含量InGaN/GaN量子阱的发光波长由630nm逐渐蓝移至550nm；自所述微型发光二极管台面的中心区域至外圈区域，所述低铟含量InGaN/GaN量子阱的发光波长由550nm逐渐蓝移至450nm；所述微型发光二极管台面的发光波长范围覆盖红、绿、蓝三基色波段；所述微型发光二极管台面中对应红、绿、蓝三基色波段的发光区域呈环状分布；所述微型发光二极管台面中发光中心波长范围为610到630nm的环状区域为红光子像素区域；所述微型发光二极管台面中发光中心波长范围为510到530nm的环状区域为绿光子像素区域；所述微型发光二极管台面中发光中心波长范围为450到470nm的环状区域为蓝光子像素区域。 2.根据权利要求1所述的一种氮化物全彩集成微型发光二极管显示芯片，其特征在于，所述微型发光二极管台面呈柱状或梯台状；所述微型发光二极管台面的宽度范围为100nm到100μm；所述微型发光二极管台面的台面间距范围为100nm到100μm。 3.根据权利要求1所述的一种氮化物全彩集成微型发光二极管显示芯片，其特征在于，所述n型GaN层呈自台面中心至外圈逐渐降低的张应力分布趋势。 4.根据权利要求1所述的一种氮化物全彩集成微型发光二极管显示芯片，其特征在于，所述p型导电层包括：p型AlGaN电子阻挡层和p型GaN层；位于所述红光子像素区域、所述绿光子像素区域、所述蓝光子像素区域间的所述p型导电层经过离子注入转变为高阻层；位于所述红光子像素区域、所述绿光子像素区域、所述蓝光子像素区域上的所述p型导电层未经过离子注入处理。 5.根据权利要求4所述的一种氮化物全彩集成微型发光二极管显示芯片，其特征在于，所述p型电极层呈环状分布；所述p型电极层位于未经过离子注入处理的所述p型导电层的表面。 6.一种氮化物全彩集成微型发光二极管显示芯片的制备方法，其特征在于，应用于权利要求1到5中任一项所述的一种氮化物全彩集成微型发光二极管显示芯片，所述方法包括：S1、提供表面为（111）晶面的原始硅衬底；S2、使用光刻、刻蚀工艺将步骤S1中的所述原始硅衬底表面刻蚀成柱状或梯台状的硅衬底台面阵列；所述硅衬底台面阵列中台面的高度范围为10μm到100μm；所述硅衬底台面阵列的宽度范围为10μm到100μm；所述硅衬底台面阵列的间距范围为10μm到100μm；S3、使用金属有机物化学气相沉积设备，在步骤S2中制备的所述硅衬底台面阵列上依次外延AlN缓冲层、AlGaN应力调制层和n型GaN层，得到n型GaN台面阵列，根据台面侧壁的应力释放作用，调节所述AlGaN应力调制层的结构参数，使得步骤S3中制备的所述n型GaN台面处于呈中心高、外圈低分布趋势的张应力状态；所述AlGaN应力调制层的结构组成包括：均匀组分AlGaN结构、渐变组分AlGaN结构、AlN/AlGaN超晶格结构、AlGaN/GaN超晶格结构、AlN/GaN超晶格结构中一种或多种；S4、在步骤S3中制备的所述n型GaN台面阵列上外延一个或若干个周期的InGaN/GaN复合多量子阱层，每个周期的所述InGaN/GaN复合多量子阱层包括：若干个高铟含量InGaN/GaN量子阱和若干个低铟含量InGaN/GaN量子阱；S5、在步骤S4的所述InGaN/GaN复合多量子阱层上外延p型导电层，得到氮化物微型发光二极管台面阵列；所述p型导电层包括：p型AlGaN电子阻挡层和p型GaN层；S6、根据张应力促进铟原子晶格并入的原理，通过优化步骤S2中的所述硅衬底台面的形貌参数、步骤S3中所述AlGaN应力调制层的结构参数，调控步骤S3中n型GaN台面的张应力分布趋势，使得步骤S4中制备的所述InGaN/GaN复合多量子阱层的InGaN势阱层的铟组分自台面中心区域至外圈区域逐渐降低；优化步骤S4中所述InGaN/GaN复合多量子阱层的外延生长参数，使得自步骤S1~S5中形成的所述微型发光二极管台面的中心区域至外圈区域，所述高铟含量InGaN/GaN量子阱的发光波长由630nm逐渐蓝移至550nm，所述低铟含量InGaN/GaN量子阱的发光波长由550nm逐渐蓝移至450nm；步骤S1~S5中形成的所述微型发光二极管台面的发光波长自台面中心区域至外圈区域覆盖面向显示应用的红、绿、蓝三基色波段；S7、确定红光子像素区域、绿光子像素区域以及蓝光子像素区域；S8、使用光刻、金属蒸镀以及剥离工艺，在步骤S1~S6中制备的所述微型发光二极管台面的所述红光子像素区域、所述绿光子像素区域以及所述蓝光子像素区域上沉积环状的p型电极层；S9、以步骤S8中制备的所述p型电极层作为掩膜进行离子注入工艺，将所述红光子像素区域、所述绿光子像素区域以及所述蓝光子像素区域间无掩膜覆盖区域转变成高阻层；S10、将步骤S9中制备的所述微型发光二极管台面阵列键合在临时基板上；S11、使用碱性腐蚀液去除所述原始硅衬底，将微型发光二极管台面阵列固定在所述临时基板上；S12、使用光刻和刻蚀工艺，去除步骤S11中的所述微型发光二极管台面中的所述AlN缓冲层和所述AlGaN应力调制层；S13、使用光刻、金属蒸镀以及剥离工艺，在步骤S12中露出的所述n型GaN层上沉积n型透明电极层和透明电极键合层；S14、将沉积有所述n型透明电极层和所述透明电极键合层的所述微型发光二极管台面阵列键合在透明基板上；S15、去除步骤S10中的所述临时基板；S16、将步骤S1~S15中制备的所述透明基板上的所述微型发光二极管台面阵列切割成芯片；每个芯片包括：单个或若干个由所述微型发光二极管台面组成的所述硅衬底台面阵列。