【技术实现步骤摘要】
一种InGaN图形衬底模板及其制备方法和在红光Micro-LED芯片中的应用
本专利技术属于Micro-LED芯片
，具体涉及一种InGaN图形衬底模板及其制备方法和在红光Micro-LED芯片中的应用。
技术介绍
三元合金InGaN被广泛用作氮化物发光二极管中的InGaN量子阱。目前，采用低In组分的InGaN量子阱已经量产出蓝光和绿光LED芯片，而红光LED芯片主要采用GaAs材料。采用同种体系的铟镓氮材料实现红、绿、蓝三基色LED具有重要的应用价值。为使LED芯片的发光颜色达到红色，InGaN量子阱中的铟含量至少需要增加到25～35％。目前的技术中，InGaN量子阱生长在GaN薄膜的c面上。由于InGaN与GaN存在较大的晶格失配，InGaN材料中In组分含量越高晶格失配比越大。随着In组分的增加，InGaN量子阱中的压应变逐渐增强。一方面，更强的压应变导致晶体质量下降，降低了芯片的内量子效率。另一方面，压应变会引起压电极化，产生内建电场，内建极化电场使半导体的能带倾斜，电子-空穴对空间分离、波函数交叠量...
【技术保护点】
1.一种InGaN图形衬底模板，其特征在于，依次包括衬底、GaN层、模板层、GaN六棱锥阵列和InGaN六棱台阵列；其中：/n所述模板层内部有贯穿模板层的GaN圆台或六棱台阵列，所述GaN圆台或六棱台中上底面面积大于下底面；/n所述GaN六棱锥阵列为从所述GaN圆台或六棱台阵列上继续生长GaN晶体得到的；/n所述InGaN六棱台阵列中InGaN六棱台下底面位于模板层上，下底面面积大于上底面，轴线与所述GaN六棱锥轴线重合，高度大于所述GaN六棱锥的高度；所述InGaN六棱台下底面的外接圆直径大于所述GaN六棱锥底面外接圆直径，所述InGaN六棱台下底面的六条边平行于所述Ga...
【技术特征摘要】
1.一种InGaN图形衬底模板，其特征在于，依次包括衬底、GaN层、模板层、GaN六棱锥阵列和InGaN六棱台阵列；其中：
所述模板层内部有贯穿模板层的GaN圆台或六棱台阵列，所述GaN圆台或六棱台中上底面面积大于下底面；
所述GaN六棱锥阵列为从所述GaN圆台或六棱台阵列上继续生长GaN晶体得到的；
所述InGaN六棱台阵列中InGaN六棱台下底面位于模板层上，下底面面积大于上底面，轴线与所述GaN六棱锥轴线重合，高度大于所述GaN六棱锥的高度；所述InGaN六棱台下底面的外接圆直径大于所述GaN六棱锥底面外接圆直径，所述InGaN六棱台下底面的六条边平行于所述GaN六棱锥底面的六条边，且所述InGaN六棱台和所述GaN六棱锥侧壁六个面均为{10-11}晶面。
2.根据权利要求1所述的InGaN图形衬底模板，其特征在于，所述GaN六棱锥阵列中，所述GaN六棱锥底面的边长为200～300nm，高度为150～300nm；所述InGaN六棱台阵列中，所述InGaN六棱台下底面边长为800～5000nm，上底面边长为100～4500nm，高度为800～5000nm；所述GaN圆台或六棱台阵列中，GaN圆台的下底面直径或GaN六棱台的下底面外接圆直径为200～300nm，GaN圆台的上底面直径或GaN六棱台的上底面外接圆直径为400～600nm，相邻GaN圆台或六棱台之间的距离为3000～10000nm；所述GaN圆台或六棱台阵列的阵列角为30°～60°。
3.根据权利要求1所述的InGaN图形衬底模板，其特征在于，所述InGaN六棱台中In的含量为15～20％。
4.根据权利要求1所述的InGaN图形衬底模板，其特征在于，所述衬底为蓝宝石衬底、硅衬底或碳化硅衬底，厚度为300～500μm；所述模板层所用材料为二氧化硅或氮化硅，厚度50～100nm；所述GaN层厚度为2000～5000nm。
5.一种权利要求1-4任一项所述的InGaN图形衬底模板的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一、准备衬底；
步骤二、在衬底上生长GaN层；
步骤三、在GaN层上沉积生长SiO2模板层；
步骤四、在模板层上制备得到贯穿模板层的圆台或六棱台结构孔阵列，其中所述圆台或六棱台结构的上底面面积比下底面大；
步骤五、在模板层的圆台或六棱台结构孔阵列中生长GaN晶体，GaN晶体将孔填满后继续生长并在模板层表面形...
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