一种用于通信的LED的器件制造技术

本发明专利技术公开了一种用于通信的LED的器件，包括衬底、若干个并联的并设置在所述衬底的芯粒、以及设置在若干个芯粒顶部的P电极；所述芯粒在所述衬底自下而上依次设置有非掺杂的GaN缓冲层、N

【技术实现步骤摘要】
一种用于通信的LED的器件


[0001]本专利技术涉及照明和通信
，尤其涉及一种用于通信的LED的器件。

技术介绍

[0002]LED应用于可见光通信，简称LIFI(Light Fidelity)，利用蓝光LED激发YAG:Eu荧光粉形成白光，通过灯具进行传输信息，基于internet网络连接到照明装置上，在灯光下，利用IPAD、Mobile Phone等移动设备接收光信号，实现视频等信息传输，可以应用于飞机机舱、汽车、会议室、水下、矿井等场所。LIFI又被称为可见光通信LED(Visible Light Communication LED，VLC LED)。
[0003]LED是LIFI系统传输数据的核心元件，为了实现高速实用的可见光通信系统的应用，研发和制备高性能的器件是必要条件之一。目前，从文献报道的可见光通信LED外延片的研究成果来看，存在的主要技术问题是虽然频率已达数百M至数G之间，但器件大部分处于发光效率和亮度偏低，传输速率和发光效率未能同时达到应用的要求，因此该技术还未进入实用阶段。国内研发团队在研发大功率白光LED器件(功率≥1瓦)以及高效高速白光LED器件(光效≥100lm/W时，单波长带宽≥50MHz)仍存在较大困难(国家可见光通信研发目标)。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于通信的LED的器件，采用并联多个Micro
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LED芯粒，提升LED器件的发光功率，同时采用Ag纳米线作为器件的P电极，提升了电流拓展，提升了透光率。光效提升的同时，提升LED的电流扩展均匀性，提升LED的带宽。
[0005]本专利技术的目的采用如下技术方案实现：
[0006]一种用于通信的LED的器件，包括衬底、若干个并联的并设置在所述衬底的芯粒、以及设置在若干个芯粒顶部的P电极；所述芯粒利用MOCVD技术在所述衬底自下而上依次生长有非掺杂的GaN缓冲层、N
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GaN层、InGaN/GaN多量子阱层、p
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AlGaN电子阻挡层和P
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GaN层；所述P电极设置在每个芯粒的P
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GaN层的上层，所述P电极的材质为银纳米线；N
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GaN层连接有N电极，若干个芯粒的N电极通过导线连接，所述导线还连接有焊点。
[0007]进一步，所述N电极环形设置在所述N
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GaN层的外侧面。
[0008]再进一步，所述N电极的材料为Ti、Al、Ni或Au中的一种或两种以上，可以有效地提升N电极的欧姆接触特性。
[0009]进一步，所述若干个芯粒的N电极所用材料均相同。
[0010]再进一步，所述用于通信的LED的器件还包括连接桥和保护层，所述连接桥设置于并联的芯粒的N
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GaN层之间并与两个芯粒的N电极连接，导线设置在连接桥的上层并互连，导线的上层设有保护层；连接桥和保护层的材质均为SiO2。
[0011]进一步，所述连接桥和保护层的制备方法为：刻蚀出mesa台面，得到N
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GaN层后，在
N
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GaN层的上层沉积SiO2层，然后在SiO2层的上层光刻连接桥，在连接桥的上层蒸镀金属，并光刻出导线、N电极和焊点，在导线的上层沉积SiO2层，得到保护层；所述金属为Ti、Al、Ni或Au中的一种或两种以上。
[0012]再进一步，所述衬底的材料为蓝宝石、硅、碳化硅或氮化镓中的一种。
[0013]进一步，所述芯粒的数量为3N个，N≥1且N为整数。
[0014]再进一步，所述衬底的长度为5～20cm。
[0015]进一步，所述芯粒的直径为10～200μm。
[0016]相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0017](1)因为单个LED芯粒的尺寸较小，发光功率不大，所以本专利技术的用于通信的LED的器件通过若干个LED芯粒并联而成，可以有效地提升LED器件的光输出功率。再选用银纳米线作为P电极的材料，银纳米线除具有银优良的导电性之外，由于纳米级别的尺寸效应，还具有优异的透光性、耐曲挠性。银纳米线与传统金属或合金材料相比，透过率显著提高，提升了器件的输出功率。P电极设置在P
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GaN层的上表面，整面式的银纳米线电极结构，可以有效地提升载流子复合效率，提升LED的带宽。
[0018](2)本专利技术的用于通信的LED的器件通过ICP刻蚀的方式得到N
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GaN层后，在N
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GaN层的外侧面环绕设置N电极，提升电流的扩展速率的同时，还能使电流在LED芯片中的分布更加均匀。
[0019](3)本专利技术的用于通信的LED的器件还设置有连接桥和保护层，SiO2材质的连接桥设置在N
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GaN层与导线之间，避免N
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GaN层与导线接触，起到绝缘的作用，从而保证电子能有效地从N电极注入器件中；SiO2材质的保护层设置在导线的上方，避免导线与P电极导通而发生短路的情况发生，起到绝缘的作用，从而保证空穴能有效地从P电极注入到器件中。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的LED的器件的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术的LED的器件的单个芯粒的结构示意图；
[0022]图3为本专利技术的LED的器件的单个芯粒的俯视图；
[0023]图4为本专利技术的LED的器件的相邻两个芯粒并联的表面示意图；
[0024]图5为本专利技术的LED的器件的相邻两个芯粒并联的截面示意图。
[0025]图中：1、衬底；2、导线；3、焊点；4、N电极；5、芯粒；6、P电极；7、非掺杂的GaN缓冲层；8、N
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GaN层；9、InGaN/GaN多量子阱层；10、p
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AlGaN电子阻挡层；11、P
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GaN层；12、连接桥；13、保护层。
具体实施方式
[0026]下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
[0027]如图1所示，本专利技术提供一种用于通信的LED的器件，包括若干个并联并均设置在在同一衬底1的芯粒5。所有芯粒5通过并联的方式集成到一个衬底1上，所有芯粒5共用一个P电极6。优选采用3N(N≥1且为整数)个芯粒5的并列排列方式。其中，所述芯粒5的直径为10
～200μm。优选20μm。
[0028]其中，所述P电极6所用的材料为银纳米线。银是电的良导体，其电阻率低，导电率高，将纳米银线应用于导电层将收集的电流导出，与TCO半导体相比可以降低能损。银纳米线除具有银优良的导电性之外，由于纳米级别的尺寸效应，还具有优异的透光性、耐曲挠性。银纳米线材质的P电极6能提升P电极6与P
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GaN层11的导电性能，同时因为银纳米线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于通信的LED的器件，其特征在于，包括衬底、若干个并联的并设置在所述衬底的芯粒、以及设置在若干个芯粒顶部的P电极；所述芯粒在所述衬底自下而上依次生长有非掺杂的GaN缓冲层、N
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GaN层、InGaN/GaN多量子阱层、p
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AlGaN电子阻挡层和P
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GaN层；所述P电极设置在每个芯粒的P
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GaN层的上层，所述P电极的材质为银纳米线；N
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GaN层连接有N电极，若干个芯粒的N电极通过导线连接，所述导线还连接有焊点。2.如权利要求1所述的用于通信的LED的器件，其特征在于，所述N电极环形设置在所述N
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GaN层的外侧面。3.如权利要求1所述的用于通信的LED的器件，其特征在于，所述N电极的材料为Ti、Al、Ni或Au中的一种或两种以上。4.如权利要求1或3所述的用于通信的LED的器件，其特征在于，所述若干个芯粒的N电极所用材料均相同。5.如权利要求1所述的用于通信的LED的器件，其特征在于，所述用于通信的LED的器件还包括连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国强，
申请(专利权)人：河源市众拓光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：