[发明专利]具有单片集成结构的光电收发芯片、其制作方法与应用

说明书

本发明公开了一种具有单片集成结构的光电收发芯片、其制作方法及应用。所述单片集成的光电收发芯片包括集成设置的发光二极管与光探测器，所述发光二极管与光探测器之间设置有反射镜结构，所述反射镜结构至少用于防止所述发光二极管发射的光线向所述光探测器传输。进一步的，所述反射镜结构还用于将所述发光二极管发射的至少部分光线向所述发光二极管的出光面反射。本发明实施例提出的光电收发芯片具有尺寸小、制作方法简单、集成度高，且发光二极管和光探测器不会相互影响等优点，可大幅提升可见光通信模块的器件性能和稳定性。

技术领域

本发明涉及一种单片集成的光电收发芯片，尤其涉及一种发光二极管与光探测器单片集成的光电收发芯片、其制作方法与应用，属于半导体光电技术领域。

背景技术

III-V族氮化物半导体发光二极管(LED)具有效率高、体积小、重量轻、寿命长等优点，在半导体照明领域发挥着举足轻重的作用。伴随着LED照明技术的发展，可见光通信技术(VLC)应运而生。可见光通信是一种利用LED的快速响应特性实现高速数据传输的新型绿色信息技术，可以使LED灯在照明的同时进行高速通信，该项技术可使照明设备具备“无线路由器”、“通信基站”、“网络接入点”等功能，具有泛在覆盖、宽带高速、节能经济、绿色健康、可靠兼容和空间复用等优点，在室内绿色信息网络、泛在三维定位系统、敏感区域安全通信、军用特种信息网络等领域具有广泛的应用前景。

在可见光通信系统中，光模块不仅包含作为发光源的LED，还需要可见光探测器，实现可见光信号的接收探测。常见的可见光探测器为硅光探测器，因此需实现LED与光探测器的集成。现有技术中，光模块中发光源与硅光探测器为两个独立的器件，通过封装集成在一起，实现光信号的收发一体化。但是这种技术至少存在以下几个缺点：

第一，这种光模块中发光源LED和Si光探测器需单独进行贴片封装，封装效率较低，成本较高。

第二，由于封装精度的影响，这种光模块中LED与Si光探测器的距离较远，导致光模块尺寸较大，无法满足一些空间紧凑的场景应用，如手机等。

第三，将LED与Si光探测器焊接在一起后，需要金线等与驱动电路连接，金线会阻挡LED发出的光和Si光探测器接收到的光，影响LED和Si光探测器的性能。

第四，现有技术中LED发出的光容易被反射到Si光探测器中，导致Si光探测器漏电很大，影响光探测器对入射光信号的探测。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有单片集成结构的光电收发芯片、其制作方法与应用，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种具有单片集成结构的光电收发芯片，包括集成设置的发光二极管与光探测器，所述发光二极管与光探测器之间设置有反射镜结构，所述反射镜结构至少用于防止所述发光二极管发射的光线向所述光探测器传输。

进一步地，所述反射镜结构还用于将所述发光二极管发射的至少部分光线向所述发光二极管的出光面反射。

进一步地，所述反射镜结构包括金属反射镜、介质膜布拉格反射镜和氮化物布拉格反射镜中的任意一种，但不限于此。

本发明实施例还提供了一种制作所述具有单片集成结构的光电收发芯片的方法，其包括：

于衬底上形成发光二极管的外延结构，所述外延结构包括依次设置的第一接触层、有源区和第二接触层，所述第一接触层与第二接触层具有不同导电类型；

在所述外延结构上形成与第二接触层配合的第二欧姆接触结构、反射镜结构，并制作与第一接触层配合的第一欧姆接触结构，再去除所述衬底，形成发光二极管结构，所述发光二极管结构具有相背对的第一面、第二面，其中所述第一面为与第一接触层相应的发光二极管结构表面；