本实用新型涉及一种Micro LED的器件结构,属于半导体发光二极管技术领域。它依次包括衬底、石墨烯层、u GaN层、n GaN层、量子阱层、AlGaN层、P GaN层,所述的石墨烯层为沉积于衬底上,刻蚀形成的呈矩阵排列的方块形石墨烯掩膜结构,在石墨烯层上生长覆盖u GaN层。本实用新型采用图案化石墨烯层,可在GaN模板上选择性生长Micro LED结构,能有效降低不同层内的位错密度,避免刻蚀对Micro LED结构造成的侧壁损伤,提高器件性能和发光效率。

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种能有效降低Micro-LED不同层内的位错密度，提高器件性能的Micro-LED的器件结构。实现本实用新型发明目的的技术方案是提供一种Micro-LED的器件结构，它依次包括衬底、石墨烯层、u-GaN层、n-GaN层、量子阱层、AlGaN层、P-GaN层，所述的石墨烯层为沉积于衬底上，刻蚀形成的呈矩阵排列的方块形石墨烯掩膜结构，石墨烯层上生长覆盖u-GaN层。本实用新型的一个优选方案是所述的方块形石墨烯掩膜结构，其方块的边长为1～5μm，相邻方块的间隔为5～30μm。本实用新型采用在图案化石墨烯上生长的Micro-LED结构，其石墨烯层直接在衬底上通过PECVD沉积得到，刻蚀得到边长为1-5微米的方块形矩阵图案；再利用MOCVD直接外延得到厚度为3-5微米的u-GaN层，将石墨烯掩盖在u-GaN下方；改变生长气体源，依次沉积n-GaN层、量子阱层、AlGaN层、P-GaN层，得到了直接外延的极小Micro-LED的器件结构。

本实用新型涉及一种在图案化石墨烯上生长的极小Micro-LED结构，属于半导体发光二极管技术领域。

背景技术

对于GaN的显示照明应用方面，Micro-LED以高亮度、能耗低、宽色域等优点具备了十分广阔的应用前景，目前主要通过干法刻蚀的方式获得较小尺寸的Micro-LED芯片，但是在器件制备过程中会不可避免的对芯片的侧壁造成损伤，破坏晶体结构，导致芯片表面非辐射复合比例上升，辐射复合下降，从而使得内量子效率下降，外量子效率也下降。深紫外LED的外量子效率与器件中的辐射复合效率、载流子注入效率和光提取效率有关，其中辐射复合效率主要受材料内部的位错密度等影响，材料内部的位错会形成非辐射复合中心，降低LED的辐射复合效率。通过直接外延的方法可以避免上述影响，外延Micro-LED的方法主要是：首先在衬底上的介质层开口，通过刻蚀获得较小的圆形或者方形窗口；然后外延会在窗口区域发生，最终得到器件结构。但是这样得到的器件位错密度仍然较高；侧向外延技术（ELOG）是降低外延层内位错的有效方式之一，与选择性外延一样，外延生长首先发生在窗口区域，所以在窗口生长器件结构的过程并不能降低位错密度。

因此，有必要提供一种结构直接外延生长较低位错密度器件，以解决上述问题。

发明内容

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种能有效降低Micro-LED不同层内的位错密度，提高器件性能的Micro-LED的器件结构。

发明人：李建洁 曹冰 蔡鑫 陶佳豪苏州大学坐落于素有“人间天堂”之称的历史文化名城苏州，是国家“211工程”“2011计划”首批入列高校，是教育部与江苏省人民政府共建“双一流”建设高校、国家航天局共建高校，是江苏省属重点综合性大学。苏州大学前身是Soochow University（东吴大学，1900年创办），开现代高等教育之先河，融中西文化之菁华，是中国最早以现代大学学科体系举办的大学。在中国高等教育史上，东吴大学是最早开展研究生教育并授予硕士学位、最先开展法学（英美法）专业教育，也是第一家创办学报的大学。1952年中国大陆院系调整，由东吴大学之文理学院、苏南文化教育学院、江南大学之数理系合并组建苏南师范学院，同年更名为江苏师范学院。1982年，学校更名苏州大学（Soochow University）。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：由于石墨烯对Ga原子的吸附能力较差，本发明采用在衬底上沉积石墨烯层，刻蚀形成方块形石墨烯掩膜结构，Ga原子不会直接成核在方块形的石墨烯结构上，通过控制生长工艺，GaN也不会成核在没有石墨烯覆盖的衬底上，而是沿着方形石墨烯四周台阶成核，得到了较小尺寸的Micro-LED芯片结构，其侧壁较为光滑，每个器件单元均独立存在，选择性生长完好，器件内部位错密度较低。

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