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申请/专利权人：江苏第三代半导体研究院有限公司

摘要：本发明公开了一种LED器件外延结构及其制备方法和应用。该制备方法包括：提供第一半导体层，第一半导体层包括至少一个柱体阵列结构，每一柱体阵列结构包括至少两个间隔设置的柱体，且每一柱体阵列结构中任意两个柱体的径向尺寸不同；在每一柱体阵列结构所包含的所有柱体上生长含In的III族氮化物材料，从而在每一柱体上形成一量子阱发光层，同一柱体阵列结构中任意两个柱体上的量子阱发光层的In组分的含量不同；在每一量子阱发光层上形成第二半导体层，从而形成至少两个间隔设置的发光单元。本发明在同一衬底上同时外延形成不同颜色的发光单元阵列，实现了单片集成，避免了传统MicroLED在集成过程中的巨量转移操作，不仅节省了成本，还提高了良率。

主权项：1.一种LED器件外延结构的制备方法，其特征在于，包括：提供第一半导体层，所述第一半导体层包括至少一个柱体阵列结构，每一所述柱体阵列结构包括至少两个间隔设置的柱体，且每一所述柱体阵列结构中任意两个所述柱体的径向尺寸不同；在每一所述柱体阵列结构所包含的所有柱体上生长含In的III族氮化物材料，从而在每一所述柱体上形成一量子阱发光层，同一所述柱体阵列结构中任意两个所述柱体上的量子阱发光层的In组分的含量不同，以使得每一所述量子阱发光层对应一种颜色的光；其中，至少两个间隔设置的柱体包括第一柱体和第二柱体，所述第一柱体和所述第二柱体之间具有第一间隔，所述第一柱体、第一间隔和第二柱体的径向尺寸之比为1：1-2：1.2-1.5，所述LED器件外延结构的制备方法具体包括：采用分子束外延的方式，在相同的生长条件下，同步在所述第一柱体和所述第二柱体上生长含In的III族氮化物材料，从而在所述第一柱体上形成第一量子阱发光层、在所述第二柱体上形成第二量子阱发光层，所述第一量子阱发光层的径向尺寸与所述第一柱体的径向尺寸相同，所述第二量子阱发光层的径向尺寸与所述第二柱体的径向尺寸相同；所述第一量子阱发光层和所述第二量子阱发光层的厚度相同，所述第一量子阱发光层对应第一颜色的光，所述第二量子阱发光层对应第二颜色的光，所述第一量子阱发光层中的In组分的含量为11at.％-15at.％，所述第一颜色为蓝色，所述第二量子阱发光层中的In组分的含量为20at.％-28at.％，所述第二颜色为黄色；或者，至少两个间隔设置的柱体包括依次设置的第三柱体、第四柱体和第五柱体，所述第三柱体和所述第四柱体之间具有第二间隔，所述第四柱体和所述第五柱体之间具有第三间隔，所述第三柱体、第二间隔、第四柱体、第三间隔和第五柱体的径向尺寸之比为（1-4）：2-10：5-8：2-10：9-12；所述LED器件外延结构的制备方法具体包括：采用分子束外延的方式，在相同的生长条件下，同步在所述第三柱体、所述第四柱体、所述第五柱体上生长含In的III族氮化物材料，从而在所述第三柱体上形成第三量子阱发光层、在所述第四柱体上形成第四量子阱发光层、在所述第五柱体上形成第五量子阱发光层，所述第三量子阱发光层的径向尺寸与所述第三柱体的径向尺寸相同，所述第四量子阱发光层的径向尺寸与所述第四柱体的径向尺寸相同，所述第五量子阱发光层的径向尺寸与所述第五柱体的径向尺寸相同，所述第三量子阱发光层、所述第四量子阱发光层和所述第五量子阱发光层的厚度相同；所述第三量子阱发光层对应第三颜色的光，所述第四量子阱发光层对应第四颜色的光，所述第五量子阱发光层对应第五颜色的光；所述第三量子阱发光层中的In组分的含量为26at.％-34at.％，所述第三颜色为红色，所述第四量子阱发光层中的In组分的含量为16at.％-22at.％，所述第四颜色为绿色，所述第五量子阱发光层中的In组分的含量为11at.％-15at.％，所述第五颜色为蓝色；在每一所述量子阱发光层上形成第二半导体层，从而形成至少两个间隔设置的发光单元。

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