可見光通信led器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可見光通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及可見光通信LED器件。
【背景技術(shù)】
[0002]可見光通信技術(shù)已經(jīng)成為LED應(yīng)用的新領(lǐng)域，國外多個國家重視該技術(shù)應(yīng)用，日本成立的“可視光通信聯(lián)盟”，美國啟動了為期10年的“智能照明”項(xiàng)目?，F(xiàn)階段，可見光通信大多處于實(shí)驗(yàn)階段，雖然整體系統(tǒng)已有實(shí)現(xiàn)，但離實(shí)用階段還有一定的距離，系統(tǒng)的各項(xiàng)性能有待進(jìn)一步提尚。
[0003]白光LED具備響應(yīng)時間短、高速調(diào)制的特性，使得白光LED從照明領(lǐng)域擴(kuò)展到了通信領(lǐng)域，能夠同時實(shí)現(xiàn)照明和通信雙重功能，產(chǎn)生了無線通信技術(shù)，即可見光通信技術(shù)。LED采用電場發(fā)光和低電壓供電，具有壽命長、光效高、穩(wěn)定性高、安全性好、無輻射、低功耗、抗震、可靠耐用等特點(diǎn)。與傳統(tǒng)的射頻通信以及其它無線光通信系統(tǒng)相比較，可見光通信技術(shù)具有發(fā)射功率高、不占用無線電頻譜、無電磁干擾和無電磁輻射、節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種可見光通信LED器件，滿足可見光通信技術(shù)的要求。
[0005]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下。
[0006]—種可見光通信LED器件，包括四個幾何中心點(diǎn)重疊且位于同一平面的LED芯片，由外到內(nèi)分別是第一環(huán)形芯片、第二環(huán)形芯片、第三環(huán)形芯片和中部芯片，每個芯片的邊緣上繞設(shè)有環(huán)形金屬正電極，其中在中部芯片上設(shè)有第一金屬環(huán)形正電極，在第三環(huán)形芯片上設(shè)有第二金屬環(huán)形正電極，在第二環(huán)形芯片上設(shè)有第三金屬環(huán)形正電極，在第一環(huán)形芯片上的第四金屬環(huán)形正電極，可見光通信LED器件的底面即每個芯片的η型層底面與器件負(fù)電極連接，器件負(fù)電極為圓形且位于器件底部，器件負(fù)電極的外徑大于第四金屬環(huán)形正電極的外徑，器件環(huán)形正電極連接在器件負(fù)電極的邊緣上方且相互絕緣；第一金屬環(huán)形正電極、第二金屬環(huán)形正電極、第三金屬環(huán)形正電極、第四金屬環(huán)形正電極均各自獨(dú)立地通過正電極焊接線與器件環(huán)形正電極連接。
[0007]進(jìn)一步地，每個芯片均由η型層、發(fā)光層、P型層共同組成；每個芯片之間均采用化學(xué)方法刻蝕形成溝道，使得芯片之間相互電氣隔離，η型層與器件負(fù)電極連接并且導(dǎo)電，器件環(huán)形正電極與器件負(fù)電極連接且電氣絕緣。
[0008]進(jìn)一步地，第一環(huán)形芯片、第二環(huán)形芯片、第三環(huán)形芯片均為圓環(huán)形或四個角為圓弧過渡的正方形環(huán)形，相應(yīng)地，所述中部芯片為圓形或?yàn)閳A弧過渡的正方形環(huán)形。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果:
本發(fā)明的可見光通信LED器件有益之處是①采用環(huán)形發(fā)光芯片結(jié)構(gòu)在環(huán)形或者圓形芯片上制備金屬環(huán)形正電極結(jié)構(gòu)；③芯片面邊緣的環(huán)形電極使得在發(fā)光層(量子阱層)的電子和空穴載流子復(fù)合均勻；④有效提升復(fù)合速率，即提升可見光LED器件的響應(yīng)時間?’⑤可見光環(huán)形LED器件可以制備成IW的功率型器件；⑥適合應(yīng)用于LED照明燈具應(yīng)用領(lǐng)域。
[0010]說明書附圖
圖1是實(shí)例I的可見光通信LED器件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是圖1所示的可見光通信LED器件結(jié)構(gòu)的頂視圖。
[0012]圖3是圖1所示可見光通信LED器件結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0013]圖4是實(shí)例2的可見光通信LED器件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖5是圖4所示的可見光通信LED器件結(jié)構(gòu)的頂視圖。
[0015]圖6是圖4所示可見光通信LED器件結(jié)構(gòu)的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合后附圖和實(shí)例對本發(fā)明的實(shí)施作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的實(shí)施和保護(hù)不限于此。
[0017]根據(jù)圖1、圖2和圖3結(jié)構(gòu)，選用GaN材料，采用金屬有機(jī)化學(xué)汽相外延淀積(MOCVD)技術(shù)，生長GaN/InGaN材料外延片，利用半導(dǎo)體平面工藝線，制備四個芯片(中部芯片為圓形)，在每個芯片上，采用蒸鍍或者濺射方法制備環(huán)形金屬正電極，材料可以選擇Al或者石墨烯等。如圖1，可見光通信LED器件包括四個幾何中心點(diǎn)重疊且位于同一平面的LED芯片，由外到內(nèi)分別是第一環(huán)形芯片102、第二環(huán)形芯片103、第三環(huán)形芯片104和中部芯片105，每個芯片的邊緣上繞設(shè)有環(huán)形金屬正電極，其中在中部芯片105上設(shè)有第一金屬環(huán)形正電極111，在第三環(huán)形芯片104上設(shè)有第二金屬環(huán)形正電極112，在第二環(huán)形芯片103上設(shè)有第三金屬環(huán)形正電極113，在第一環(huán)形芯片102上的第四金屬環(huán)形正電極114，可見光通信LED器件101的底面即每個芯片的η型層116底面與器件負(fù)電極115連接，器件負(fù)電極115為圓形且位于器件底部，器件負(fù)電極115的外徑大于第四金屬環(huán)形正電極114的外徑，器件環(huán)形正電極110連接在器件負(fù)電極115的邊緣上方且相互絕緣；第一金屬環(huán)形正電極111、第二金屬環(huán)形正電極112、第三金屬環(huán)形正電極113、第四金屬環(huán)形正電極114均各自獨(dú)立地通過正電極焊接線(106、107、108、109)與器件環(huán)形正電極110連接。
[0018]如圖4、圖5、圖6所示，是另一種實(shí)例，可見光通信LED器件共由四個角部圓弧過渡的正方形環(huán)形芯片(202、203、204、205)構(gòu)成，每個芯片上設(shè)計(jì)有角部為圓弧過渡的正方形環(huán)形金屬正電極(206、207、208、209)，另一組正電極焊接線(211、212、213、214)，器件環(huán)形正電極210，器件負(fù)電極215。其連接關(guān)系與實(shí)施例1 一致。
[0019]如圖3、圖6，選用GaN材料制作藍(lán)光LED，采用金屬有機(jī)化學(xué)汽相外延淀積(MOCVD)技術(shù)，生長GaN/InGaN外延片，利用半導(dǎo)體平面工藝線，前述每個實(shí)例均制備四個芯片，器件η型層116/216提供電子，P型層118/218提供電荷，它們同時在發(fā)光層(量子阱層)117/217復(fù)合并且發(fā)光；器件環(huán)形正電極110，芯片襯底是器件負(fù)電極115，一起形成正負(fù)電源連接端。
[0020]本實(shí)例中的器件采用環(huán)形發(fā)光芯片結(jié)構(gòu)；在環(huán)形或者圓形芯片上制備金屬環(huán)形正電極結(jié)構(gòu)；使得在發(fā)光層(量子阱層)的電子和空穴載流子復(fù)合均勻；這樣能有效提升復(fù)合速率，即提升可見光LED器件的響應(yīng)時間；可見光環(huán)形LED器件可以制備成IW的功率型器件；適合應(yīng)用于LED照明燈具應(yīng)用領(lǐng)域。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可見光通信LED器件，其特征在于:包括四個幾何中心點(diǎn)重疊且位于同一平面的LED芯片，由外到內(nèi)分別是第一環(huán)形芯片、第二環(huán)形芯片、第三環(huán)形芯片和中部芯片，每個芯片的邊緣上繞設(shè)有環(huán)形金屬正電極，其中在中部芯片上設(shè)有第一金屬環(huán)形正電極，在第三環(huán)形芯片上設(shè)有第二金屬環(huán)形正電極，在第二環(huán)形芯片上設(shè)有第三金屬環(huán)形正電極，在第一環(huán)形芯片上的第四金屬環(huán)形正電極，可見光通信LED器件的底面即每個芯片的η型層底面與器件負(fù)電極連接，器件負(fù)電極為圓形且位于器件底部，器件負(fù)電極的外徑大于第四金屬環(huán)形正電極的外徑，器件環(huán)形正電極連接在器件負(fù)電極的邊緣上方且相互絕緣；第一金屬環(huán)形正電極、第二金屬環(huán)形正電極、第三金屬環(huán)形正電極、第四金屬環(huán)形正電極均各自獨(dú)立地通過正電極焊接線與器件環(huán)形正電極連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可見光通信LED器件，其特征在于:每個芯片均由η型層、發(fā)光層、P型層共同組成；每個芯片之間均采用化學(xué)方法刻蝕形成溝道，使得芯片之間相互電氣隔離，η型層與器件負(fù)電極連接并且導(dǎo)電，器件環(huán)形正電極與器件負(fù)電極連接且電氣絕緣。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可見光通信LED器件，其特征在于:第一環(huán)形芯片、第二環(huán)形芯片、第三環(huán)形芯片均為圓環(huán)形或四個角為圓弧過渡的正方形環(huán)形，相應(yīng)地，所述中部芯片為圓形或?yàn)閳A弧過渡的正方形環(huán)形。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種可見光通信LED器件，包括四個幾何中心點(diǎn)重疊且位于同一平面的LED芯片，由外到內(nèi)分別是第一環(huán)形芯片、第二環(huán)形芯片、第三環(huán)形芯片和中部芯片，每個芯片的邊緣上繞設(shè)有環(huán)形金屬正電極，可見光通信LED器件的底面即每個芯片的n型層底面與器件負(fù)電極連接，器件負(fù)電極為圓形且位于器件底部，器件環(huán)形正電極連接在器件負(fù)電極的邊緣上方且相互絕緣。本發(fā)明在環(huán)形或者圓形芯片上制備金屬環(huán)形正電極結(jié)構(gòu)；使得在發(fā)光層（量子阱層）的電子和空穴載流子復(fù)合均勻；這樣能有效提升復(fù)合速率，即提升可見光LED器件的響應(yīng)時間；可見光環(huán)形LED器件可以制備成1W的功率型器件；適合應(yīng)用于LED照明燈具應(yīng)用領(lǐng)域。
【IPC分類】H01L33/20, H01L27/15, H01L33/38
【公開號】CN105161587
【申請?zhí)枴緾N201510492018
【發(fā)明人】孫慧卿, 黃涌, 郭志友
【申請人】華南師范大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月12日