[发明专利]基于低功耗微米LED的可视化光电标签及其制备方法

权利要求书

1.基于低功耗微米LED的可视化光电标签，其特征在于，包括：低功耗氮化镓或者砷化镓基可见光微米LED、射频天线、芯片、电压调节器和封装包装；其中：

所述氮化镓微米LED的发光波长在400nm到550nm的范围，砷化镓微米LED的发光波长在550nm到700nm的范围，微米LED的尺寸在1微米和100微米之间，功耗低至-18dBm；

所述射频天线用于接收标签阅读器发出的射频信号；

所述电压调节器用于将射频信号转换为直流电源，给微米LED和芯片提供驱动电源；电压调节器的电压根据微米LED的工作电压进行设计；

所述芯片用于处理接收到的信号，识别到相应信息后可驱动微米LED发光，实现光电标签的识别功能；

所述封装包装用于对上述几个元件进行封装。

2.如权利要求1所述的基于低功耗微米LED的可视化光电标签的制备方法，其特征在于，具体步骤为:

对于氮化镓基LED，用MOCVD方法在蓝宝石衬底上生长GaN基LED外延层，主要包括：n型GaN层，GaN/InGaN量子阱结构，以及p型GaN层，通过调节量子阱InGaN的In组分以调节LED的发光波长；然后沉积p型欧姆接触电极，通过反应离子刻蚀分别刻蚀掉电极和一部分GaN外延层，露出n-GaN，形成微米LED台面，退火后形成p型欧姆接触；用等离子体增强化学气相沉积法PECVD沉积钝化绝缘层，沉积Ti/Au作为p-GaN的控制电极，并作为n-GaN欧姆接触和控制电极；

对于砷化镓基LED，用MOCVD方法在GaAs衬底生长GaAs基LED外延层，主要包括：n型GaAs层， n-GaAs/AlAs分布式布拉格反射镜结构，量子阱发光层，以及p型GaAs层；通过反应离子刻蚀刻蚀外延层到n型GaAs，沉积绝缘层并开孔，沉积p型电极和n型电极；

在封装衬底上制备射频天线、集成电压调节器、芯片和微米LED，将LED的电极通过p型引线和n型引线连接到封装衬底上，并进一步对上述几个元件进行封装。

3.如权利要求2所述的基于低功耗微米LED的可视化光电标签的制备方法，其特征在于，对于氮化镓基微米LED，通过激光剥离，剥离掉原始蓝宝石衬底，转移微米LED到高热导率硅衬底或者铜衬底，并对出光表面粗化，以提高出光效率。

4.如权利要求2所述的基于低功耗微米LED的可视化光电标签的制备方法，其特征在于，对于氮化镓基微米LED，使用氮化镓同质衬底生长LED外延片，并对出光表面粗化，以提高出光效率。

5.如权利要求2所述的基于低功耗微米LED的可视化光电标签的制备方法，其特征在于，对于氮化镓基微米LED，使用硅衬底生长LED外延片。

6.如权利要求2或5所述的基于低功耗微米LED的可视化光电标签的制备方法，其特征在于，对于氮化镓基微米LED，使用硅衬底生长LED外延片，然后剥离掉原始硅衬底，转移微米LED到高热导率硅衬底或者铜衬底，并对出光表面粗化，以提高出光效率。

7.如权利要求2所述的基于低功耗微米LED的可视化光电标签的制备方法，其特征在于，对于砷化镓基微米LED，n型电极也可以沉积到衬底背面，制备为垂直结构LED。

8.如权利要求2所述的基于低功耗微米LED的可视化光电标签的制备方法，其特征在于，微米LED采取打线封装或者倒装焊接封装的形式。