[发明专利]一种用于通信的LED的器件

说明书

本发明公开了一种用于通信的LED的器件，包括衬底、若干个并联的并设置在所述衬底的芯粒、以及设置在若干个芯粒顶部的P电极；所述芯粒在所述衬底自下而上依次设置有非掺杂的GaN缓冲层、N‑GaN层、InGaN/GaN多量子阱层、p‑AlGaN电子阻挡层和P‑GaN层；所述P电极设置在每个芯粒的P‑GaN层的上层，所述P电极的材质为银纳米线；N‑GaN层连接有N电极，若干个芯粒的N电极通过导线连接，所述导线还连接有焊点。因为单个LED芯粒的尺寸较小，发光功率不大，所以通过若干个LED芯粒并联而成，能有效地提升LED器件的光输出功率。P电极为整面式的银纳米线结构，能有效地提升载流子复合效率，提升LED的带宽。

技术领域

本发明涉及照明和通信技术领域，尤其涉及一种用于通信的LED的器件。

背景技术

LED应用于可见光通信，简称LIFI(Light Fidelity)，利用蓝光LED激发YAG:Eu荧光粉形成白光，通过灯具进行传输信息，基于internet网络连接到照明装置上，在灯光下，利用IPAD、Mobile Phone等移动设备接收光信号，实现视频等信息传输，可以应用于飞机机舱、汽车、会议室、水下、矿井等场所。LIFI又被称为可见光通信LED(Visible LightCommunication LED，VLC LED)。

LED是LIFI系统传输数据的核心元件，为了实现高速实用的可见光通信系统的应用，研发和制备高性能的器件是必要条件之一。目前，从文献报道的可见光通信LED外延片的研究成果来看，存在的主要技术问题是虽然频率已达数百M至数G之间，但器件大部分处于发光效率和亮度偏低，传输速率和发光效率未能同时达到应用的要求，因此该技术还未进入实用阶段。国内研发团队在研发大功率白光LED器件(功率≥1瓦)以及高效高速白光LED器件(光效≥100lm/W时，单波长带宽≥50MHz)仍存在较大困难(国家可见光通信研发目标)。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于通信的LED的器件，采用并联多个Micro-LED芯粒，提升LED器件的发光功率，同时采用Ag纳米线作为器件的P电极，提升了电流拓展，提升了透光率。光效提升的同时，提升LED的电流扩展均匀性，提升LED的带宽。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种用于通信的LED的器件，包括衬底、若干个并联的并设置在所述衬底的芯粒、以及设置在若干个芯粒顶部的P电极；所述芯粒利用MOCVD技术在所述衬底自下而上依次生长有非掺杂的GaN缓冲层、N-GaN层、InGaN/GaN多量子阱层、p-AlGaN电子阻挡层和P-GaN层；所述P电极设置在每个芯粒的P-GaN层的上层，所述P电极的材质为银纳米线；N-GaN层连接有N电极，若干个芯粒的N电极通过导线连接，所述导线还连接有焊点。

进一步，所述N电极环形设置在所述N-GaN层的外侧面。

再进一步，所述N电极的材料为Ti、Al、Ni或Au中的一种或两种以上，可以有效地提升N电极的欧姆接触特性。

进一步，所述若干个芯粒的N电极所用材料均相同。

再进一步，所述用于通信的LED的器件还包括连接桥和保护层，所述连接桥设置于并联的芯粒的N-GaN层之间并与两个芯粒的N电极连接，导线设置在连接桥的上层并互连，导线的上层设有保护层；连接桥和保护层的材质均为SiO₂。

进一步，所述连接桥和保护层的制备方法为：刻蚀出mesa台面，得到N-GaN层后，在N-GaN层的上层沉积SiO₂层，然后在SiO₂层的上层光刻连接桥，在连接桥的上层蒸镀金属，并光刻出导线、N电极和焊点，在导线的上层沉积SiO₂层，得到保护层；所述金属为Ti、Al、Ni或Au中的一种或两种以上。

再进一步，所述衬底的材料为蓝宝石、硅、碳化硅或氮化镓中的一种。