可見光通信led器件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及可見光通信技術領域，具體涉及可見光通信LED器件。
【背景技術】
[0002]可見光通信技術已經成為LED應用的新領域，國外多個國家重視該技術應用，日本成立的“可視光通信聯盟”，美國啟動了為期10年的“智能照明”項目。現階段，可見光通信大多處于實驗階段，雖然整體系統已有實現，但離實用階段還有一定的距離，系統的各項性能有待進一步提尚。
[0003]白光LED具備響應時間短、高速調制的特性，使得白光LED從照明領域擴展到了通信領域，能夠同時實現照明和通信雙重功能，產生了無線通信技術，即可見光通信技術。LED采用電場發光和低電壓供電，具有壽命長、光效高、穩定性高、安全性好、無輻射、低功耗、抗震、可靠耐用等特點。與傳統的射頻通信以及其它無線光通信系統相比較，可見光通信技術具有發射功率高、不占用無線電頻譜、無電磁干擾和無電磁輻射、節約能源等優點。
【發明內容】
[0004]本發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的要求。
[0005]本發明的具體技術方案如下。
[0006]—種可見光通信LED器件，包括四個幾何中心點重疊且位于同一平面的LED芯片，由外到內分別是第一環形芯片、第二環形芯片、第三環形芯片和中部芯片，每個芯片的邊緣上繞設有環形金屬正電極，其中在中部芯片上設有第一金屬環形正電極，在第三環形芯片上設有第二金屬環形正電極，在第二環形芯片上設有第三金屬環形正電極，在第一環形芯片上的第四金屬環形正電極，可見光通信LED器件的底面即每個芯片的η型層底面與器件負電極連接，器件負電極為圓形且位于器件底部，器件負電極的外徑大于第四金屬環形正電極的外徑，器件環形正電極連接在器件負電極的邊緣上方且相互絕緣；第一金屬環形正電極、第二金屬環形正電極、第三金屬環形正電極、第四金屬環形正電極均各自獨立地通過正電極焊接線與器件環形正電極連接。
[0007]進一步地，每個芯片均由η型層、發光層、P型層共同組成；每個芯片之間均采用化學方法刻蝕形成溝道，使得芯片之間相互電氣隔離，η型層與器件負電極連接并且導電，器件環形正電極與器件負電極連接且電氣絕緣。
[0008]進一步地，第一環形芯片、第二環形芯片、第三環形芯片均為圓環形或四個角為圓弧過渡的正方形環形，相應地，所述中部芯片為圓形或為圓弧過渡的正方形環形。
[0009]與現有技術相比，本發明具有如下優點和技術效果:
本發明的可見光通信LED器件有益之處是①采用環形發光芯片結構在環形或者圓形芯片上制備金屬環形正電極結構；③芯片面邊緣的環形電極使得在發光層(量子阱層)的電子和空穴載流子復合均勻；④有效提升復合速率，即提升可見光LED器件的響應時間?’⑤可見光環形LED器件可以制備成IW的功率型器件；⑥適合應用于LED照明燈具應用領域。
[0010]說明書附圖
圖1是實例I的可見光通信LED器件結構示意圖。
[0011]圖2是圖1所示的可見光通信LED器件結構的頂視圖。
[0012]圖3是圖1所示可見光通信LED器件結構的截面圖。
[0013]圖4是實例2的可見光通信LED器件結構示意圖。
[0014]圖5是圖4所示的可見光通信LED器件結構的頂視圖。
[0015]圖6是圖4所示可見光通信LED器件結構的截面圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結合后附圖和實例對本發明的實施作進一步說明，但本發明的實施和保護不限于此。
[0017]根據圖1、圖2和圖3結構，選用GaN材料，采用金屬有機化學汽相外延淀積(MOCVD)技術，生長GaN/InGaN材料外延片，利用半導體平面工藝線，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重疊且位于同一平面的LED芯片，由外到內分別是第一環形芯片102、第二環形芯片103、第三環形芯片104和中部芯片105，每個芯片的邊緣上繞設有環形金屬正電極，其中在中部芯片105上設有第一金屬環形正電極111，在第三環形芯片104上設有第二金屬環形正電極112，在第二環形芯片103上設有第三金屬環形正電極113，在第一環形芯片102上的第四金屬環形正電極114，可見光通信LED器件101的底面即每個芯片的η型層116底面與器件負電極115連接，器件負電極115為圓形且位于器件底部，器件負電極115的外徑大于第四金屬環形正電極114的外徑，器件環形正電極110連接在器件負電極115的邊緣上方且相互絕緣；第一金屬環形正電極111、第二金屬環形正電極112、第三金屬環形正電極113、第四金屬環形正電極114均各自獨立地通過正電極焊接線(106、107、108、109)與器件環形正電極110連接。
[0018]如圖4、圖5、圖6所示，是另一種實例，可見光通信LED器件共由四個角部圓弧過渡的正方形環形芯片(202、203、204、205)構成，每個芯片上設計有角部為圓弧過渡的正方形環形金屬正電極(206、207、208、209)，另一組正電極焊接線(211、212、213、214)，器件環形正電極210，器件負電極215。其連接關系與實施例1 一致。
[0019]如圖3、圖6，選用GaN材料制作藍光LED，采用金屬有機化學汽相外延淀積(MOCVD)技術，生長GaN/InGaN外延片，利用半導體平面工藝線，前述每個實例均制備四個芯片，器件η型層116/216提供電子，P型層118/218提供電荷，它們同時在發光層(量子阱層)117/217復合并且發光；器件環形正電極110，芯片襯底是器件負電極115，一起形成正負電源連接端。
[0020]本實例中的器件采用環形發光芯片結構；在環形或者圓形芯片上制備金屬環形正電極結構；使得在發光層(量子阱層)的電子和空穴載流子復合均勻；這樣能有效提升復合速率，即提升可見光LED器件的響應時間；可見光環形LED器件可以制備成IW的功率型器件；適合應用于LED照明燈具應用領域。
【主權項】
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重疊且位于同一平面的LED芯片，由外到內分別是第一環形芯片、第二環形芯片、第三環形芯片和中部芯片，每個芯片的邊緣上繞設有環形金屬正電極，其中在中部芯片上設有第一金屬環形正電極，在第三環形芯片上設有第二金屬環形正電極，在第二環形芯片上設有第三金屬環形正電極，在第一環形芯片上的第四金屬環形正電極，可見光通信LED器件的底面即每個芯片的η型層底面與器件負電極連接，器件負電極為圓形且位于器件底部，器件負電極的外徑大于第四金屬環形正電極的外徑，器件環形正電極連接在器件負電極的邊緣上方且相互絕緣；第一金屬環形正電極、第二金屬環形正電極、第三金屬環形正電極、第四金屬環形正電極均各自獨立地通過正電極焊接線與器件環形正電極連接。2.根據權利要求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、發光層、P型層共同組成；每個芯片之間均采用化學方法刻蝕形成溝道，使得芯片之間相互電氣隔離，η型層與器件負電極連接并且導電，器件環形正電極與器件負電極連接且電氣絕緣。3.根據權利要求1所述的一種可見光通信LED器件，其特征在于:第一環形芯片、第二環形芯片、第三環形芯片均為圓環形或四個角為圓弧過渡的正方形環形，相應地，所述中部芯片為圓形或為圓弧過渡的正方形環形。
【專利摘要】本發明公開一種可見光通信LED器件，包括四個幾何中心點重疊且位于同一平面的LED芯片，由外到內分別是第一環形芯片、第二環形芯片、第三環形芯片和中部芯片，每個芯片的邊緣上繞設有環形金屬正電極，可見光通信LED器件的底面即每個芯片的n型層底面與器件負電極連接，器件負電極為圓形且位于器件底部，器件環形正電極連接在器件負電極的邊緣上方且相互絕緣。本發明在環形或者圓形芯片上制備金屬環形正電極結構；使得在發光層（量子阱層）的電子和空穴載流子復合均勻；這樣能有效提升復合速率，即提升可見光LED器件的響應時間；可見光環形LED器件可以制備成1W的功率型器件；適合應用于LED照明燈具應用領域。
【IPC分類】H01L33/20, H01L27/15, H01L33/38
【公開號】CN105161587
【申請號】CN201510492018
【發明人】孫慧卿, 黃涌, 郭志友
【申請人】華南師范大學
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月12日