高壓可見光通信led器件及其制作方法
【專利摘要】本發明公開一種高壓可見光通信LED器件及其制作方法，該器件包括沉積于襯底層上的若干個環形芯粒，所述若干個芯粒串聯連接，所述芯粒依次包括沉積于襯底上的緩沖層、產生電子的n型層、電子空穴復合的量子阱層、產生空穴的p型層和透明電極，還包括n電極焊點和P電極焊點，所述若干個芯粒串聯連接于n電極焊點和P電極焊點兩端的電極線路，所述芯粒之間鋪墊有二氧化硅，并通過刻蝕技術在二氧化硅上刻出為所述焊點預留的位置。
【專利說明】
高壓可見光通信LED器件及其制作方法
技術領域
[0001]本發明涉及光電器件技術領域，具體涉及一種高壓可見光通信LED器件及其制作方法。
【背景技術】
[0002]照明用LED器件問世已有十余載，大功率LED照明器件也有數年的研究和使用，發光器件作為通信信息的載體成為近兩年的熱門研究課題，但是該技術推廣和應用受到了普通的LED器件相應頻率的制約，如果采用微型陣列式LED器件又存在照明效果差的問題，也就是說通信用的發光器件還是應用均處于初級階段，其照明功能也因為發光能力而被限制。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是解決現有技術的缺陷，提供一種高壓可見光通信LED器件，采用的技術方案如下:
一種高壓可見光通信LED器件，包括沉積于襯底層上的若干個環形芯粒，所述若干個芯粒串聯連接，所述芯粒依次包括沉積于襯底上的緩沖層、產生電子的η型層、電子空穴復合的量子阱層、產生空穴的P型層和透明電極，還包括η電極焊點和P電極焊點，所述若干個芯粒串聯連接于η電極焊點和P電極焊點兩端的電極線路，所述芯粒之間鋪墊有二氧化硅，并通過刻蝕技術在二氧化硅上刻出為所述焊點預留的位置。
[0004]作為優選，所述襯底層為藍寶石襯底層。
[0005]作為優選，本發明包括16個環形芯粒。
[0006]將16個芯粒串聯連接于PN焊點兩端的電極線路，16個該種芯粒組成使得其在照明效果上達到1W。
[0007]作為優選，所述透明電極為氧化銦錫透明電極。
[0008]與現有技術相比，本發明的有益效果:
本發明充分利用白光LED具有響應時間短、高速調制特點，采用類高壓LED結構設計高壓可見光通信LED器件并將其應用于可見光通信領域。環形芯粒為通信基本單元，通過減小芯粒面積，也是減小芯粒體積，用于提升器件響應時間和響應速率。而使用串聯方式將芯粒串在一起，雖然增加了整個器件的電阻R，但是同樣比例縮小了整個器件的電容C，相比單顆環形芯片，其整體響應頻率變化不大，但是其照明效果是單顆芯粒的若干倍，這也是實現高壓可見光通信器件的關鍵設計。同時，本發明將焊點電極沉積在襯底上面的二氧化硅上，減少了電極焊點對照明和通信性能的影響。透明電極能讓電流擴散更加均勻。
[0009]本發明的另一目的是解決現有的技術，提供一種高壓可見光通信LED器件的制作方法，采用的技術方案如下:
一種高壓可見光通信LED器件的制作方法，包括以下步驟:
選用MOCVD系統(金屬有機化學汽相外延淀積系統)，在襯底上生長具有量子阱結構的GaN/InGaN外延片；
利用半導體平面工藝進行制備工作，通過芯片制備刻蝕工藝將外延片分成16個芯粒的分立型芯粒結構；
刻蝕出的分立芯粒的n-GaN層結構；
在分立型芯粒的P型層上制備透明電極；
在分立型芯粒之間鋪墊二氧化硅，并通過刻蝕技術在二氧化硅上刻出為所述焊點預留的位置；
在為焊點預留的位置制備η電極焊點和P電極焊點；
將16個芯粒串聯連接于P型焊點和η型焊點兩端的電極線路。
[0010]相鄰芯粒間的二氧化硅是為了讓電極線路在芯粒間不存在高階梯情況，導致電極斷裂情況，焊點處的二氧化硅則為了踮起焊點，讓焊點與芯粒間不存在高階梯情況，導致電極斷裂情況。
[0011]作為優選，所述襯底為藍寶石襯底。
[0012]作為優選，所述透明電極為氧化銦錫透明電極。
[0013 ]作為優選，本發明還包括在二氧化硅上覆蓋一層二氧化硅保護層。
[0014]作為優選，刻蝕分立芯粒的n-GaN層結構先光刻出mesa圖形，進而通過ICP刻蝕出n-GaN層結構。
[0015]環形芯粒為通信基本單元，通過減小芯粒面積，也是減小芯粒體積，用于提升器件響應時間和響應速率。而使用串聯方式將芯粒串在一起，雖然增加了整個器件的電阻R，但是同樣比例縮小了整個器件的電容C，相比單顆環形芯片，其整體響應頻率變化不大，但是其照明效果是單顆芯粒的若干倍，這也是實現高壓可見光通信器件的關鍵設計。同時，本發明將焊點電極沉積在襯底上面的二氧化硅上，減少了電極焊點對照明和通信性能的影響。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的器件相鄰芯粒結構剖面示意圖；
圖2是本發明的器件16芯粒分立制備圖；
圖3是本發明的器件mesa工藝制備圖；
圖4是本發明的器件氧化銦錫透明電極制備圖；
圖5是本發明的器件二氧化硅設計制備圖；
圖6是本發明的器件電極制備圖；
圖7是覆蓋二氧化硅保護層之后進行刻蝕得到的透明電極的光刻板圖形；
圖8是采用實施例的方法制造得到的器件示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細說明。
[0018]實施例:
如圖1所示，一種高壓可見光通信LED器件，包括沉積于襯底層I上的若干個環形芯粒，所述若干個芯粒串聯連接，所述芯粒依次包括沉積于襯底上的緩沖層2、產生電子的η型層
3、電子空穴復合的量子阱層4、產生空穴的P型層5和透明電極6，還包括η電極焊點7和P電極焊點8，所述若干個芯粒串聯連接于η電極焊點7和P電極焊點8兩端的電極線路9，所述芯粒之間鋪墊有二氧化硅10，并通過刻蝕技術在二氧化硅10上刻出為所述焊點預留的位置。
[0019]
所述襯底層為藍寶石襯底層。
[0020]本實施例包括16個環形芯粒。
[0021 ]將16個芯粒串聯連接于PN焊點兩端的電極線路，16個該種芯粒組成使得其在照明效果上達到1W。
[0022]所述透明電極為氧化銦錫透明電極。
[0023]本實施例還提供一種高壓可見光通信LED器件的制作方法，包括以下步驟:
選用MOCVD系統(金屬有機化學汽相外延淀積系統)，在襯底上生長具有量子阱結構的GaN/InGaN外延片；
利用半導體平面工藝進行制備工作，通過芯片制備刻蝕工藝將外延片分成16個芯粒的分立型芯粒結構，如圖2所示，標號11為一個獨立的芯粒；
刻蝕出的分立芯粒的n-GaN層結構；
在分立型芯粒的P型層上制備透明電極，如圖4所示，圖中標號13為透明電極結構；
在分立型芯粒之間鋪墊二氧化硅，如圖5所示，標號14為鋪墊的二氧化硅，并通過刻蝕技術在二氧化硅上刻出為所述焊點預留的位置，相鄰芯粒間的二氧化硅是為了讓電極線路在芯粒間不存在高階梯情況，導致電極斷裂情況，焊點處的二氧化硅則為了踮起焊點，讓焊點與芯粒間不存在高階梯情況，導致電極斷裂情況，這樣才能得到圖6標號15的金屬電極線路和焊點；
在為焊點預留的位置制備η電極焊點和P電極焊點；
將16個芯粒串聯連接于P型焊點和η型焊點兩端的電極線路。
[0024]所述襯底為藍寶石襯底。
[0025]所述透明電極為氧化銦錫透明電極。
[0026]作為優選，本發明還包括在二氧化硅上覆蓋一層二氧化硅保護層，覆蓋二氧化硅之后進行刻蝕出電極的光刻板圖形如圖7所示，圖中標號16為覆蓋二氧化硅保護層之后進行刻蝕得到的電極的光刻板圖形。
[0027]刻蝕分立芯粒的n-GaN層結構先光刻出mesa圖形，進而通過ICP刻蝕出n-GaN層結構，如圖3所示。
[0028]通過本實施例的方法制作完畢得到的器件如圖8所示。
【主權項】
1.一種高壓可見光通信LED器件，其特征在于，包括沉積于襯底層上的若干個環形芯粒，所述若干個芯粒串聯連接，所述芯粒依次包括沉積于襯底上的緩沖層、產生電子的η型層、電子空穴復合的量子阱層、產生空穴的P型層和透明電極，還包括η電極焊點和P電極焊點，所述若干個芯粒串聯連接于η電極焊點和P電極焊點兩端的電極線路，所述芯粒之間鋪墊有二氧化硅，并通過刻蝕技術在二氧化硅上刻出為所述焊點預留的位置。2.根據權利要求1所述的高壓可見光通信LED器件，其特征在于，包括16個環形芯粒。3.根據權利要求1所述的高壓可見光通信LED器件，其特征在于，所述透明電極為氧化銦錫透明電極。4.一種高壓可見光通信LED器件的制作方法，其特征在于，包括以下步驟: 選用MOCVD系統(金屬有機化學汽相外延淀積系統)，在襯底上生長具有量子阱結構的GaN/InGaN 外延片； 利用半導體平面工藝進行制備工作，通過芯片制備刻蝕工藝將外延片分成16個芯粒的分立型芯粒結構； 刻蝕出的分立芯粒的n-GaN層結構； 在分立型芯粒的P型層上制備透明電極； 在分立型芯粒之間鋪墊二氧化硅，并通過刻蝕技術在二氧化硅上刻出為所述焊點預留的位置； 在為焊點預留的位置制備η電極焊點和P電極焊點； 將16個芯粒串聯連接于P型焊點和η型焊點兩端的電極線路。5.根據權利要求4所述的高壓可見光通信LED器件的制作方法，其特征在于，還包括在二氧化硅上覆蓋一層二氧化硅保護層。6.根據權利要求4所述的高壓可見光通信LED器件的制作方法，其特征在于，所述透明電極為氧化銦錫透明電極。
【文檔編號】H01L27/15GK105895653SQ201610320739
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月16日
【發明人】孫慧卿, 黃鴻勇, 黃涌, 張柱定, 黃晶, 孫杰, 楊晛, 衣新燕, 郭志友
【申請人】華南師范大學