本发明涉及半导体，尤其是一种岛状铟镓氮外延结构及其制备方法、micro led芯片。
背景技术：
1、目前铟镓氮(ingan)基发光二级管(led)在蓝光、绿光波段分别实现了较高的峰值外量子效率，因此在显示领域、照明领域得到了广泛的应用，但传统的ingan外延结构用于可见光通讯领域时存在载流子复合寿命过长，导致光通讯带宽小的问题、在红黄光ingan基led中则存在高in组分的ingan量子阱缺陷密度过大，导致红黄光led光效低的问题、在micro-led等新兴领域中存在侧壁非辐射复合速率过快，导致micro-led随像素尺寸下降光效急剧降低等问题。
2、针对上述问题，目前采用两种方式对ingan量子阱结构进行优化：一种是选区外延，先在衬底或者gan层上沉积掩膜层，接着在掩膜层上光刻出微米级或者亚微米级开口，并直接在掩膜层的开口中生长出独立不相连的micro-led像素，由于选区外延的技术无需经过刻蚀直接制备出micro-led像素，从而降低micro-led侧壁效应。但是，选区外延不仅增加了外延复杂度和成本，对micro-led的键合和电极制作等芯片工艺带来极大的困难，量产可行性很低。另一种是生长ingan量子点结构，如在中国专利，一种铟镓氮量子点及其制备方法与应用（申请号cn202110332519.x）中，通过生长尺寸为纳米级的ingan量子点制备发光二极管，由于量子点的尺寸小、密度大，高密度的ingan量子点之间存在大量的间隙，导致有效ingan发光体积减少，大电流驱动时器件效率下降严重，同时高密度的量子点界面还可能引入不可忽略的新缺陷，难以进行有效的质量控制。
技术实现思路
1、为了克服以上不足，本发明提供了一种岛状铟镓氮外延结构及其制备方法、microled芯片，利用底层的低温和应力预置层的压应力，形成自发生长为岛状形貌的岛状产生层，且岛状ingan/gan量子阱垒层表面也继承了岛状形貌形成微米级的岛状结构。微米级岛状生长有利于弛豫高in组分ingan中的应变，提升高in组分的ingan层的晶体质量；另外，相邻岛状结构之间形成有v型沟槽，能抑制载流子横向运动，减少载流子向micro-led侧壁扩散，从而减小micro-led侧壁效应，提高micro-led发光效率。
2、本发明提供的技术方案为：
3、一方面，本发明提供了一种岛状铟镓氮外延结构，包括：
4、一种岛状铟镓氮外延结构，包括：依次形成于生长衬底表面的成核层、n型gan电流扩展层、应力预置层、岛状产生层、岛状多量子阱垒层及p型电子阻挡层、p型gan电流扩展层、p型欧姆接触层；
5、所述岛状产生层生长过程中为岛状生长模式，表面自发形成岛状形貌；
6、所述岛状多量子阱垒层继承岛状产生层表面的岛状形貌生长而成，表面分布有微米尺寸的岛状结构，相邻岛状结构之间存在开口向上的v型沟槽。
7、另一方面，本发明提供了一种岛状铟镓氮外延结构的制备方法，包括以下步骤：依次在生长衬底表面生长成核层、n型gan电流扩展层、应力预置层、岛状产生层、岛状多量子阱垒层及p型电子阻挡层、p型gan电流扩展层、p型欧姆接触层；
8、所述岛状产生层生长过程中为岛状生长模式，表面自发形成岛状形貌；
9、所述岛状多量子阱垒层继承岛状产生层表面的岛状形貌生长而成，表面分布有微米尺寸的岛状结构，相邻岛状结构之间存在开口向上的v型沟槽。
10、再一方面，本发明提供了一种micro led芯片，所述micro led芯片包括上述的岛状铟镓氮外延结构。
11、本发明提供的岛状铟镓氮外延结构及其制备方法、micro led芯片，岛状产生层在低温下生长，于应力预置层表面自发形成岛状形貌，从而保证了后续多量子阱垒层继承岛状产生层表面形成均匀的微米尺寸的岛状结构。微米级岛状生长有利于弛豫高in组分ingan中的应变，提升高in组分的红黄光ingan量子阱层的晶体质量；另外，由于多量子阱垒层的每个岛状结构之间的沟槽处，单层ingan量子阱层的厚度自每个岛状结构的底部沿侧壁向上至顶部逐渐增加，in组分含量自每个岛状结构的底部沿侧壁向上至顶部逐渐提高，在岛状结构靠近底部的侧壁位置形成了载流子横向扩散的势垒，从而减少了载流子向芯片边缘的扩散，减少了micro-led中的侧壁效应。相比于实现类似效果的选区外延技术来说，无需采用光刻图形化的工序，有效降低了制程难度。
1.一种岛状铟镓氮外延结构，其特征在于，包括：依次形成于生长衬底表面的成核层、n型gan电流扩展层、应力预置层、岛状产生层、岛状多量子阱垒层及p型电子阻挡层、p型gan电流扩展层、p型欧姆接触层；
2.如权利要求1所述的岛状铟镓氮外延结构，其特征在于，所述岛状产生层的生长温度为550℃-750℃，在550℃-750℃的低温条件和应力预置层的压应力下表面自发形成岛状形貌。
3.如权利要求1所述的岛状铟镓氮外延结构，其特征在于，所述岛状多量子阱垒层为ingan/gan的周期性结构，在原有的岛状形貌表面，各ingan量子阱层自每个岛状结构的最低位置沿侧壁至顶部的最高位置于纵向方向上的厚度逐渐增加，自每个岛状结构的最低位置沿侧壁至顶部的最高位置的in组分含量逐渐提高。
4.如权利要求1所述的岛状铟镓氮外延结构，其特征在于，所述应力预置层为n型掺杂的alxga1-xn层，0.05≦x≦0.3，生长温度为900℃-1000℃，压力为75torr-100torr，厚度为10nm-30nm。
5.如权利要求1所述的岛状铟镓氮外延结构，其特征在于，所述岛状产生层由inyga1-yn和inzga1-zn/gan超晶格层组成，0.03≦y≦0.1，0≦z≦0.8，其中，inyga1-yn的厚度为5nm-20nm，inzga1-zn/gan超晶格层的总厚度为20nm-50nm。
6.如权利要求3所述的岛状铟镓氮外延结构，其特征在于，
7.如权利要求6所述的岛状铟镓氮外延结构，其特征在于，所述岛状多量子阱垒层为inmga1-mn/gan的周期性结构，周期数为1-10，其中，0.1≦m≦0.4，单层inmga1-mn厚度大于等于2nm且小于等于5nm，单层gan厚度大于等于3nm且小于等于25nm；生长温度为700℃-800℃，压力为75torr-100torr。
8.如权利要求1所述的岛状铟镓氮外延结构，其特征在于，p型gan电流扩展层中，靠近p型欧姆接触层一侧具有平坦的表面。
9.一种岛状铟镓氮外延结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：依次在生长衬底表面生长成核层、n型gan电流扩展层、应力预置层、岛状产生层、岛状多量子阱垒层及p型电子阻挡层、p型gan电流扩展层、p型欧姆接触层；
10.如权利要求9所述的岛状铟镓氮外延结构的制备方法，其特征在于，所述岛状产生层的生长温度为550℃-750℃，在550℃-750℃的低温条件和应力预置层的压应力下表面自发形成岛状形貌。
11.一种micro led芯片，其特征在于，所述micro led芯片包括如权利要求1~8中任一项所述的岛状铟镓氮外延结构。
