CN109768135B - 全色堆栈式倒装RGB Micro-LED芯片阵列及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种全色堆栈式倒装RGB Micro‑LED芯片阵列及其制备方法，包括衬底和在衬底上外延生长的蓝、绿光LED外延层，以及在蓝、绿光LED外延层上继续生长的红光LED外延层；然后通过刻蚀和沉积技术在所述外延层上分别制作红光、绿光和蓝光Micro‑LED电极，并采用金属互连线将各个Micro‑LED相连形成可独立寻址、高集成度的RGB Micro‑LED阵列。本发明显著提高Micro‑LED显示屏的分辨率，同时也省去了传统RGB Micro‑LED制作过程中巨量转移这一步骤，避免了转移率低、一致性差等问题。
Description
技术领域
本发明属于半导体技术领域，特别涉及一种全色堆栈式倒装RGB Micro-LED芯片阵列及其制备方法。
背景技术
Micro-LED显示技术为新一代的显示技术，是将传统LED结构进行微缩化和矩阵化，使其单颗LED芯片尺寸缩小至几十微米甚至几微米，并实现每一个LED像素点的定址、单独驱动发光。由于Micro-LED芯片的微显示器具有分辨率高、亮度高、寿命长、工作温度范围宽、抗干扰能力强、响应速度快和功耗低等优点，Micro-LED在高分辨率显示、头盔显示、增强现实、高速可见光通信，微型投影仪、光遗传和可穿戴电子等领域具有重要的应用价值。
全色域LED显示屏由红、绿、蓝三基色（RGB）Micro-LED芯片按照一定排列方式在基板上装配而成，由于Micro-LED芯片尺寸小，制作全色域Micro-LED显示屏所需要转移的RGBMicro-LED很多，导致转移难度大，一致性差等问题。并且全色域LED显示屏的最终尺寸和分辨率又受到单颗RGB Micro-LED芯片尺寸大小和间距的制约，因此在实现显示屏的高分辨率和高集成度上存在较大的困难。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种全色堆栈式倒装RGB Micro-LED芯片阵列及其制备方法，提高显示屏的分辨率和集成度。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种全色堆栈式倒装RGBMicro-LED芯片，其特征在于：它包括衬底和在衬底上外延生长的外延层；所述的外延层包括在衬底上外延生长的蓝、绿光LED外延层，以及在蓝、绿光LED外延层上继续生长的红光LED外延层；其中，
所述的蓝、绿光LED外延层自下而上依次包括低温GaN成核层、GaN缓冲层、第一层n-GaN层、InGaN/GaN超晶格应力释放层、InGaN/GaN蓝光多量子阱层、p-AlGaN电子阻挡层、p-GaN层、p-AlGaN电子阻挡层、InGaN/GaN绿光多量子阱层、第二层n-GaN层；
所述的红光LED外延层自下而上依次包括GaAs低温缓冲层、GaAs高温缓冲层、双堆栈n-AlGaAs/AlAs DBR、n-AlGaInP层、GaInP/AlGaInP红光多量子阱层、p-AlGaInP层；
所述的衬底边缘裸露并设有用于隔离各个LED像素点的绝缘沟槽；
所述的外延层上刻蚀有：暴露第一层n-GaN层形成的蓝光LED芯片n型电极孔、暴露p-GaN层形成的蓝绿光LED芯片p型电极孔、暴露第二层n-GaN层形成的红绿光LED芯片n型电极孔；
被暴露的第一层n-GaN层、p-GaN层、第二层n-GaN层、以及p-AlGaInP层上，均蒸镀有ITO层；ITO层上沉积有SiO2全反射层，SiO2全反射层上蒸镀有由高折射率材料层和低折射率材料层组成的双堆栈DBR；
蓝光LED芯片n型电极孔中通过刻蚀双堆栈DBR和SiO2全反射层暴露出ITO层形成蓝光LED芯片n型电极接触孔；蓝绿光LED芯片p型电极孔中通过刻蚀双堆栈DBR和SiO2全反射层暴露出ITO层形成蓝绿光LED芯片p型电极接触孔；红绿光LED芯片n型电极孔中通过刻蚀双堆栈DBR和SiO2全反射层暴露出ITO层形成红绿光LED芯片n型电极接触孔；所述的p-AlGaInP层上通过刻蚀双堆栈DBR和SiO2全反射层暴露出ITO层形成红光LED芯片p型电极接触孔。
按上述芯片，所述的双堆栈n-AlGaAs/AlAs DBR包括两层单DBR堆栈结构，第一个单DBR堆栈为n-AlGaAs（33.01 nm）/AlAs（38.67 nm），第二个单DBR堆栈为n-AlGaAs（36.67nm）/AlAs（42.97 nm）。
按上述芯片，所述的SiO2全反射层的光学厚度为红光四分之一中心波长的整数倍。
按上述芯片，所述的双堆栈DBR包括两层单DBR堆栈结构，各单DBR堆栈结构均由7层交替层叠的高折射率材料层和低折射率材料层组成，所述高折射率材料层为TiO2、Ti3O5、Ta2O5、Nb2O5中的一种，所述的低折射率材料层为SiO2、SiNx、Al2O3中的一种。
按上述芯片，第一个单DBR堆栈包括材料为TiO2/SiO2（45.36 nm/77.05 nm）的高/低折射率材料介电层，第二个单DBR堆栈包括材料为TiO2/SiO2（63.51 nm/107.9 nm）的高/低折射率材料介电层。
一种全色堆栈式倒装RGB Micro-LED芯片阵列，其特征在于：本阵列包括若干个所述的全色堆栈式倒装RGB Micro-LED芯片；其中，
每一个蓝光LED芯片n型电极接触孔、红绿光LED芯片n型电极接触孔上同方向蒸镀有分别作为矩阵寻址所要用的蓝光LED芯片n电极金属互连线和红绿光LED芯片n电极金属互连线；
所述蓝光LED芯片n电极金属互连线、红绿光LED芯片n电极金属互连线和双堆栈DBR上蒸镀有绝缘层；
每个蓝绿光LED芯片p型电极接触孔和红光LED芯片p电极接触孔上同方向蒸镀有分别作为矩阵寻址所要用的蓝绿光LED芯片p电极金属互连线和红光LED芯片p电极金属互连线；
所有全色堆栈式倒装RGB Micro-LED芯片的蓝光LED芯片n电极金属互连线、红绿光LED芯片n电极金属互连线、蓝绿光LED芯片p电极金属互连线和红光LED芯片p电极金属互连线均分别对应连接。
按上述芯片阵列，所述的蓝光LED芯片n电极金属互连线、红绿光LED芯片n电极金属互连线、蓝绿光LED芯片p电极金属互连线和红光LED芯片p电极金属互连线的材料为Ni、Al、Ti中的一种。
所述的全色堆栈式倒装RGB Micro-LED芯片的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤一，在衬底上外延生长蓝、绿光LED结构，形成蓝、绿光LED外延层，所述蓝、绿光LED外延层自下而上依次包括低温GaN成核层、GaN缓冲层、第一层n-GaN层、InGaN/GaN超晶格应力释放层、InGaN/GaN蓝光多量子阱层、p-AlGaN电子阻挡层、p-GaN层、p-AlGaN电子阻挡层、InGaN/GaN绿光多量子阱层、第二层n-GaN层；
步骤二，在所述蓝、绿光LED外延层上继续生长红光LED外延层，所述红光LED外延层自下而上依次包括GaAs低温缓冲层、GaAs高温缓冲层、双堆栈n-AlGaAs/AlAs DBR、n-AlGaInP层、GaInP/AlGaInP红光多量子阱层、p-AlGaInP层；
步骤三，清洗外延片；
步骤四，通过刻蚀技术对所述外延层进行蚀刻，直至暴露出衬底，形成绝缘沟槽，隔离各个LED像素点；
步骤五，通过刻蚀技术对所述外延层进行蚀刻，直至暴露出第一层n-GaN层，形成蓝光LED芯片n型电极孔；
步骤六，通过刻蚀技术对所述外延层进行蚀刻，直至暴露出p-GaN层，形成蓝绿光LED芯片p型电极孔；
步骤七，通过刻蚀技术对所述外延层进行蚀刻，直至暴露出第二层n-GaN层，形成红绿光LED芯片n型电极孔；
步骤八，通过光刻以及电子束蒸发在所述p-AlGaInP层、p-GaN、第一层GaN和第二层n-GaN层上蒸镀一层ITO，随后在N2环境下进行高温退火处理；
步骤九，在所述ITO上沉积SiO2全反射层，然后在SiO2全反射层表面蒸镀由高折射率材料层和低折射率材料层组成的双堆栈DBR， SiO2全反射层与双堆栈DBR构成绝缘复合反射层，通过刻蚀技术对所述SiO2全反射层和双堆栈DBR进行蚀刻，形成红光LED芯片p型电极接触孔，并通过刻蚀技术去除蓝光LED芯片n型电极孔、蓝绿光LED芯片p型电极孔和红绿光LED芯片n型电极孔底部的SiO2全反射层和双堆栈DBR分别形成蓝光LED芯片n型电极接触孔、蓝绿光LED芯片p型电极接触孔和红绿光LED芯片n型电极接触孔。
按上述制备方法，所述的衬底为蓝宝石衬底；通过MOCVD在蓝宝石衬底上进行外延生长出所述的外延层。
所述的全色堆栈式倒装RGB Micro-LED芯片阵列的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤一，在衬底上外延生长蓝、绿光LED结构，形成蓝、绿光LED外延层，所述蓝、绿光LED外延层自下而上依次包括低温GaN成核层、GaN缓冲层、第一层n-GaN层、InGaN/GaN超晶格应力释放层、InGaN/GaN蓝光多量子阱层、p-AlGaN电子阻挡层、p-GaN层、p-AlGaN电子阻挡层、InGaN/GaN绿光多量子阱层、第二层n-GaN层；
步骤二，在所述蓝、绿光LED外延层上继续生长红光LED外延层，所述红光LED外延层自下而上依次包括GaAs低温缓冲层、GaAs高温缓冲层、双堆栈n-AlGaAs/AlAs DBR、n-AlGaInP层、GaInP/AlGaInP红光多量子阱层、p-AlGaInP层；
步骤三，清洗外延片；
步骤四，通过刻蚀技术对所述外延层进行蚀刻，直至暴露出衬底，形成绝缘沟槽，隔离各个LED像素点；
步骤五，通过刻蚀技术对所述外延层进行蚀刻，直至暴露出第一层n-GaN层，形成蓝光LED芯片n型电极孔；
步骤六，通过刻蚀技术对所述外延层进行蚀刻，直至暴露出p-GaN层，形成蓝绿光LED芯片p型电极孔；
步骤七，通过刻蚀技术对所述外延层进行蚀刻，直至暴露出第二层n-GaN层，形成红绿光LED芯片n型电极孔；
步骤八，通过光刻以及电子束蒸发在所述p-AlGaInP层、p-GaN、第一层GaN和第二层n-GaN层上蒸镀一层ITO，随后在N2环境下进行高温退火处理；
步骤九，在所述ITO上沉积SiO2全反射层，然后在SiO2全反射层表面蒸镀由高折射率材料层和低折射率材料层组成的双堆栈DBR， SiO2全反射层与双堆栈DBR构成绝缘复合反射层，通过刻蚀技术对所述SiO2全反射层和双堆栈DBR进行蚀刻，形成红光LED芯片p型电极接触孔，并通过刻蚀技术去除蓝光LED芯片n型电极孔、蓝绿光LED芯片p型电极孔和红绿光LED芯片n型电极孔底部的SiO2全反射层和双堆栈DBR分别形成蓝光LED芯片n型电极接触孔、蓝绿光LED芯片p型电极接触孔和红绿光LED芯片n型电极接触孔；
步骤十，在每一个蓝光LED芯片n型电极接触孔、红绿光LED芯片n型电极接触孔上同方向蒸镀分别作为矩阵寻址所要用的蓝光LED芯片n电极金属互连线和红绿光LED芯片n电极金属互连线；
步骤十一，在所述蓝光LED芯片n电极金属互连线、红绿光LED芯片的n电极金属互连线和双堆栈DBR上蒸镀一层SiO2绝缘层；
步骤十二，在每一个蓝绿光LED芯片p型电极接触孔和红光LED芯片p电极接触孔上同方向蒸镀分别作为矩阵寻址所要用的蓝绿光LED芯片p电极金属互连线和红光LED芯片p电极金属互连线。
本发明的有益效果为：在同一衬底上外延集成红光、绿光和蓝光LED结构，再利用电子束蒸发在红光、绿光和蓝光LED电极接触孔上蒸镀金属互连线，形成可独立寻址、高集成度的RGB Micro-LED阵列；由于每颗LED芯片能发射三种颜色的光且每种颜色的光由单独的驱动电源控制，每颗LED芯片即代表一组红绿蓝三基色发光单元，从而有效解决目前LED显示屏中红绿蓝三基色发光单元尺寸较大、无法高度集成装配所导致的屏幕分辨率较低的难题，同时本发明也省去了传统RGB Micro-LED制作过程中巨量转移这一步骤，避免了转移率低、一致性差等问题。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。
图1为本发明实施例提供的全色堆栈式倒装Micro-LED中蓝、绿光LED外延层的结构示意图。
图2为全色堆栈式倒装Micro-LED中蓝、绿光LED外延层的横截面TEM图。
图3为本发明实施例提供的全色堆栈式倒装Micro-LED外延层的结构示意图。
图4为本发明实施例提供的全色堆栈式倒装Micro-LED形成绝缘沟槽示意图。
图5为本发明实施例提供的全色堆栈式倒装Micro-LED形成蓝光LED芯片的环状n型电极孔的结构示意图。
图6为本发明实施例提供的全色堆栈式倒装Micro-LED形成蓝/绿光LED芯片的p型电极孔的结构示意图。
图7为本发明实施例提供的全色堆栈式倒装Micro-LED形成红/绿光LED芯片的环状n型电极孔的结构示意图。
图8为本发明实施例提供的全色堆栈式倒装Micro-LED蒸镀ITO层的结构示意图。
图9为本发明实施例提供的全色堆栈式倒装Micro-LED溅射DBR层及刻蚀电极接触孔的结构示意图。
图10为本发明实施例提供的全色堆栈式倒装Micro-LED溅射DBR层及刻蚀电极接触孔的顶面结构示意图。
图11为本发明实施例提供的全色堆栈式倒装Micro-LED蒸镀蓝光LED芯片的n电极金属互连线和蓝/绿光LED芯片的p电极金属互连线的结构示意图。
图12为本发明实施例提供的全色堆栈式倒装Micro-LED蒸镀蓝光LED芯片的n电极金属互连线和蓝/绿光LED芯片的p电极金属互连线的顶面结构示意图。
图13为本发明实施例提供的全色堆栈式倒装Micro-LED蒸镀SiO2绝缘层的结构示意图。
图14为本发明实施例提供的全色堆栈式倒装Micro-LED蒸镀红/绿光LED芯片的n电极金属互连线和红光LED芯片的p电极金属互连线的结构示意图。
图15为本发明实施例提供的全色堆栈式倒装Micro-LED蒸镀红/绿光LED芯片的n电极金属互连线和红光LED芯片的p电极金属互连线的顶面结构示意图。
图16为本发明实施例中双堆栈n-AlGaAs/AlAs DBR在不同波长下的反射率曲线图。
图17为本发明实施例中第一层SiO2全反射层和双堆栈DBR组成的复合反射层在不同波长下的反射率曲线图。
图18为在不同光线入射角度下，本发明实施例中第一层SiO2全反射层厚度与其和双堆栈DBR组成的复合反射层反射率之间的关系曲线。
具体实施方式
下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。
本实施例的全色堆栈式倒装Micro-LED芯片阵列的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，如图1所示，通过MOCVD机台在蓝宝石衬底1上外延生长蓝、绿光LED结构，形成蓝、绿光LED外延层2，所述蓝、绿光LED芯片外延层2自下而上依次包括低温GaN成核层201、GaN缓冲层202、第一层n-GaN层203、InGaN/GaN超晶格应力释放层204、InGaN/GaN蓝光多量子阱层205、p-AlGaN电子阻挡层206、p-GaN层207、p-AlGaN电子阻挡层208、InGaN/GaN绿光多量子阱层209、第二层n-GaN层210。其中，p-GaN层207同时为蓝光LED和绿光LED的p型限制层。蓝、绿光LED外延层2的横截面TEM图如图2所示。
步骤二，如图3所示，通过MOCVD在所述蓝、绿光LED外延层2上继续生长红光LED外延层3，所述红光LED外延层自下而上依次包括GaAs低温缓冲层301、GaAs高温缓冲层302、双堆栈n-AlGaAs/AlAs DBR303、n-AlGaInP层304、GaInP/AlGaInP红光多量子阱层305、p-AlGaInP层306。本实施例中，双堆栈n-AlGaAs/AlAs DBR包括两层单DBR堆栈结构，第一个单DBR堆栈为n-AlGaAs（33.01 nm）/AlAs（38.67 nm），第二个单DBR堆栈为n-AlGaAs（36.67nm）/AlAs（42.97 nm），所述双堆栈n-AlGaAs/AlAs DBR只在蓝光波段和绿光波段维持较高的反射系数，有效防止蓝光和绿光被红光LED吸收，而所述双堆栈n-AlGaAs/AlAs DBR在红光波段的反射系数较低，可以让红光通过双堆栈n-AlGaAs/AlAs DBR并从蓝宝石衬底面出射。
步骤三，清洗外延片4。
步骤四，如图4所示，通过感应耦合等离子体刻蚀（ICP）技术对所述外延层4进行蚀刻，直至暴露出蓝宝石衬底1，形成绝缘沟槽5，隔离各个LED像素点。
步骤五，如图5所示，通过ICP刻蚀技术对所述外延层4进行蚀刻，直至暴露出第一层n-GaN层203，形成蓝光LED芯片n型电极孔6。
步骤六，如图6所示，通过ICP刻蚀技术对所述外延层4进行蚀刻，直至暴露出p-GaN层207，形成蓝绿光LED芯片p型电极孔7。
步骤七，如图7所示，通过ICP刻蚀技术对所述外延层4进行蚀刻，直至暴露出第二层n-GaN层210，形成红绿光LED芯片n型电极孔8。
步骤八，如图8所示，通过光刻以及电子束蒸发在所述p-AlGaInP层306、第一层GaN层203、p-GaN层207和第二层n-GaN层210上蒸镀一层ITO9，随后在N2环境下520oC温度下退火10分钟。所述的双堆栈DBR11包括两层单DBR堆栈结构，各单DBR堆栈结构均由7层交替层叠的高折射率材料层和低折射率材料层组成，本实施例中，第一个单DBR堆栈包括材料为TiO2/SiO2（45.36 nm/77.05 nm）的高/低折射率材料介电层，第二个单DBR堆栈包括材料为TiO2/SiO2（63.51 nm/107.9 nm）的高/低折射率材料介电层。另外，所述高折射率材料层可以为TiO2、Ti3O5、Ta2O5、Nb2O5中的一种，所述的低折射率材料层为SiO2、SiNx、Al2O3中的一种。
步骤九，如图9和图10所示，在所述ITO9上沉积SiO2全反射层10，然后在所述SiO2全反射层10表面蒸镀由高折射率材料层和低折射率材料层组成的双堆栈DBR11，通过刻蚀技术对所述SiO2全反射层10和双堆栈DBR11进行蚀刻，形成红光LED芯片p型电极接触孔12，并通过刻蚀技术去除蓝光LED芯片n型电极孔6、蓝绿光LED芯片p型电极孔7和红绿光LED芯片n型电极孔8底部的SiO2全反射层10和双堆栈DBR11分别形成蓝光LED芯片n型电极接触孔13、蓝绿光LED芯片p型电极接触孔14和红绿光LED芯片的n型电极接触孔15。所述的蓝光LED芯片p电极金属互连线同时也为绿光LED芯片p电极金属互连线、绿光LED芯片n电极金属互连线同时也为红光LED芯片n电极金属互连线。
步骤十，如图11和图12所示，在所述每一个蓝光LED芯片n型电极接触孔13、红绿光LED芯片的n型电极接触孔15上同方向蒸镀Ni/Al/Ti/Al/Ti/Al金属互连线，分别作为矩阵寻址所要用的蓝光LED芯片的n电极金属互连线16和红/绿光LED芯片的n电极金属互连线17。
步骤十一，如图13所示，在所述蓝光LED芯片n电极金属互连线16、红绿光LED芯片n电极金属互连线17和双堆栈DBR11上蒸镀一层SiO2绝缘层18，防止其与后面蒸镀的金属互连线交叉短路。
步骤十二，如图14和图15所示，在所述每一个蓝绿光LED芯片p型电极接触孔14和红光LED芯片p电极接触孔12上同方向蒸镀Ni/Al/Ti/Al/Ti/Al金属互连线，分别作为矩阵寻址所要用的蓝绿光LED芯片p电极金属互连线19和红光LED芯片p电极金属互连线18。
本实施例中，如图16所示，双堆栈n-AlGaAs/AlAs DBR303在蓝光和绿光波段的反射率接近100%，并且在红光波段的反射率很低。
进一步，如图17所示，SiO2全反射层和双堆栈DBR11组成的绝缘复合反射层的反射带宽非常大，覆盖了蓝光、绿光和红光整个波段，反射率接近100%。
进一步，如图18所示，可以看出DBR对入射光线存在严重的角度依赖性，随着光线入射角度的增加，DBR的反射率出现下降，但随着SiO2全反射层厚度的增加（N为红光四分之一中心波长的整数倍），DBR对入射光线的角度依赖性减小，平均反射率升高。因此，优选SiO2全反射层的光学厚度为红光LED芯片四分之一中心波长的n倍，且n ≥6。优化设计后的SiO2全反射层10可以有效减少双堆栈DBR11对光线入射角度的依赖性，提高双堆栈DBR11的平均反射率。
需要说明的是，本实施例中的全色堆栈式倒装Micro-LED芯片为环形结构，绝缘沟槽5、蓝光LED芯片n型电极孔6、蓝绿光LED芯片p型电极孔7和红绿光LED芯片n型电极孔8均为环形，实际应用时还可以做成其它的形状，例如矩形、多边形等等，其形状不受限制。另外，蓝光LED芯片n型电极接触孔13、蓝绿光LED芯片p型电极接触孔14和红绿光LED芯片的n型电极接触孔15的位置也不受限定，只要方便布设金属互连线即可。
本发明通过在同一衬底上集成了可以发射红、绿、蓝三种颜色光的发光单元，三种颜色的光分别由三个独立驱动电源控制，通过电源调控可以实现在同一颗LED芯片上发射任意颜色的光。与现有技术中红、绿、蓝三颗LED芯片横向排布组成的红绿蓝三基色发光单元相比，全色外延堆栈倒装Micro-LED芯片组成的阵列排布更加紧凑，可以显著提高Micro-LED显示屏的分辨率。此外，由于全色外延堆栈倒装Micro-LED芯片可以同时发射红、绿、蓝三种颜色的光，省去了传统RGB Micro-LED制作过程中巨量转移这一步骤，可以避免传统红绿蓝三基色 Micro-LED芯片巨量转移技术转移率低、一致性差等问题。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种全色堆栈式倒装RGB Micro-LED芯片阵列，其特征在于：本阵列包括若干个全色堆栈式倒装RGB Micro-LED芯片；每个全色堆栈式倒装RGB Micro-LED芯片包括衬底和在衬底上外延生长的外延层；所述的外延层包括在衬底上外延生长的蓝、绿光LED外延层，以及在蓝、绿光LED外延层上继续生长的红光LED外延层；其中，
所述的蓝、绿光LED外延层自下而上依次包括低温GaN成核层、GaN缓冲层、第一层n-GaN层、InGaN/GaN超晶格应力释放层、InGaN/GaN蓝光多量子阱层、p-AlGaN电子阻挡层、p-GaN层、p-AlGaN电子阻挡层、InGaN/GaN绿光多量子阱层、第二层n-GaN层；
所述的红光LED外延层自下而上依次包括GaAs低温缓冲层、GaAs高温缓冲层、双堆栈n-AlGaAs/AlAs DBR、n-AlGaInP层、GaInP/AlGaInP红光多量子阱层、p-AlGaInP层；
所述的衬底边缘裸露并设有用于隔离各个LED像素点的绝缘沟槽；
所述的外延层上刻蚀有：暴露第一层n-GaN层形成的蓝光LED芯片n型电极孔、暴露p-GaN层形成的蓝绿光LED芯片p型电极孔、暴露第二层n-GaN层形成的红绿光LED芯片n型电极孔；
被暴露的第一层n-GaN层、p-GaN层、第二层n-GaN层、以及p-AlGaInP层上，均蒸镀有ITO层；ITO层上沉积有SiO2全反射层，SiO2全反射层上蒸镀有由高折射率材料层和低折射率材料层组成的双堆栈DBR；
蓝光LED芯片n型电极孔中通过刻蚀双堆栈DBR和SiO2全反射层暴露出ITO层形成蓝光LED芯片n型电极接触孔；蓝绿光LED芯片p型电极孔中通过刻蚀双堆栈DBR和SiO2全反射层暴露出ITO层形成蓝绿光LED芯片p型电极接触孔；红绿光LED芯片n型电极孔中通过刻蚀双堆栈DBR和SiO2全反射层暴露出ITO层形成红绿光LED芯片n型电极接触孔；所述的p-AlGaInP层上通过刻蚀双堆栈DBR和SiO2全反射层暴露出ITO层形成红光LED芯片p型电极接触孔；
其中，
每一个蓝光LED芯片n型电极接触孔、红绿光LED芯片n型电极接触孔上同方向蒸镀有分别作为矩阵寻址所要用的蓝光LED芯片n电极金属互连线和红绿光LED芯片n电极金属互连线；
所述蓝光LED芯片n电极金属互连线、红绿光LED芯片n电极金属互连线和双堆栈DBR上蒸镀有绝缘层；
每个蓝绿光LED芯片p型电极接触孔和红光LED芯片p电极接触孔上同方向蒸镀有分别作为矩阵寻址所要用的蓝绿光LED芯片p电极金属互连线和红光LED芯片p电极金属互连线；
所有全色堆栈式倒装RGB Micro-LED芯片的蓝光LED芯片n电极金属互连线、红绿光LED芯片n电极金属互连线、蓝绿光LED芯片p电极金属互连线和红光LED芯片p电极金属互连线均分别对应连接。
2.根据权利要求1所述的全色堆栈式倒装RGB Micro-LED芯片阵列，其特征在于：所述的双堆栈n-AlGaAs/AlAs DBR包括两层单DBR堆栈结构，第一个单DBR堆栈为n-AlGaAs/AlAs，n-AlGaAs厚度为33.01 nm，AlAs厚度为38.67 nm；第二个单DBR堆栈为n-AlGaAs/AlAs，n-AlGaAs厚度为36.67 nm，AlAs 厚度为42.97 nm。
3.根据权利要求1所述的全色堆栈式倒装RGB Micro-LED芯片阵列，其特征在于：所述的SiO2全反射层的光学厚度为红光四分之一中心波长的整数倍。
4.根据权利要求1所述的全色堆栈式倒装RGB Micro-LED芯片阵列，其特征在于：所述的双堆栈DBR包括两层单DBR堆栈结构，各单DBR堆栈结构均由7层交替层叠的高折射率材料层和低折射率材料层组成，所述高折射率材料层为TiO2、Ti3O5、Ta2O5、Nb2O5中的一种，所述的低折射率材料层为SiO2、SiNx、Al2O3中的一种。
5.根据权利要求4所述的全色堆栈式倒装RGB Micro-LED芯片阵列，其特征在于：第一个单DBR堆栈包括材料为TiO2/SiO2的高/低折射率材料介电层，TiO2与SiO2的厚度分别为45.36 nm和77.05 nm；第二个单DBR堆栈包括材料为TiO2/SiO2的高/低折射率材料介电层，TiO2与SiO2的厚度分别为63.51 nm和107.9 nm。
6.根据权利要求1所述的全色堆栈式倒装RGB Micro-LED芯片阵列，其特征在于：所述的蓝光LED芯片n电极金属互连线、红绿光LED芯片n电极金属互连线、蓝绿光LED芯片p电极金属互连线和红光LED芯片p电极金属互连线的材料为Ni、Al、Ti中的一种。
7.权利要求1所述的全色堆栈式倒装RGB Micro-LED芯片阵列的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤一，在衬底上外延生长蓝、绿光LED结构，形成蓝、绿光LED外延层，所述蓝、绿光LED外延层自下而上依次包括低温GaN成核层、GaN缓冲层、第一层n-GaN层、InGaN/GaN超晶格应力释放层、InGaN/GaN蓝光多量子阱层、p-AlGaN电子阻挡层、p-GaN层、p-AlGaN电子阻挡层、InGaN/GaN绿光多量子阱层、第二层n-GaN层；
步骤二，在所述蓝、绿光LED外延层上继续生长红光LED外延层，所述红光LED外延层自下而上依次包括GaAs低温缓冲层、GaAs高温缓冲层、双堆栈n-AlGaAs/AlAs DBR、n-AlGaInP层、GaInP/AlGaInP红光多量子阱层、p-AlGaInP层；
步骤三，清洗外延片；
步骤四，通过刻蚀技术对所述外延层进行蚀刻，直至暴露出衬底，形成绝缘沟槽，隔离各个LED像素点；
步骤五，通过刻蚀技术对所述外延层进行蚀刻，直至暴露出第一层n-GaN层，形成蓝光LED芯片n型电极孔；
步骤六，通过刻蚀技术对所述外延层进行蚀刻，直至暴露出p-GaN层，形成蓝绿光LED芯片p型电极孔；
步骤七，通过刻蚀技术对所述外延层进行蚀刻，直至暴露出第二层n-GaN层，形成红绿光LED芯片n型电极孔；
步骤八，通过光刻以及电子束蒸发在所述p-AlGaInP层、p-GaN、第一层GaN和第二层n-GaN层上蒸镀一层ITO，随后在N2环境下进行高温退火处理；
步骤九，在所述ITO上沉积SiO2全反射层，然后在SiO2全反射层表面蒸镀由高折射率材料层和低折射率材料层组成的双堆栈DBR， SiO2全反射层与双堆栈DBR构成绝缘复合反射层，通过刻蚀技术对所述SiO2全反射层和双堆栈DBR进行蚀刻，形成红光LED芯片p型电极接触孔，并通过刻蚀技术去除蓝光LED芯片n型电极孔、蓝绿光LED芯片p型电极孔和红绿光LED芯片n型电极孔底部的SiO2全反射层和双堆栈DBR分别形成蓝光LED芯片n型电极接触孔、蓝绿光LED芯片p型电极接触孔和红绿光LED芯片n型电极接触孔；
步骤十，在每一个蓝光LED芯片n型电极接触孔、红绿光LED芯片n型电极接触孔上同方向蒸镀分别作为矩阵寻址所要用的蓝光LED芯片n电极金属互连线和红绿光LED芯片n电极金属互连线；
步骤十一，在所述蓝光LED芯片n电极金属互连线、红绿光LED芯片的n电极金属互连线和双堆栈DBR上蒸镀一层SiO2绝缘层；
步骤十二，在每一个蓝绿光LED芯片p型电极接触孔和红光LED芯片p电极接触孔上同方向蒸镀分别作为矩阵寻址所要用的蓝绿光LED芯片p电极金属互连线和红光LED芯片p电极金属互连线。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述的衬底为蓝宝石衬底；通过MOCVD在蓝宝石衬底上进行外延生长出所述的外延层。
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