一种可见光通信级联式阵列LED芯片制造技术

一种可见光通信级联式阵列LED芯片，属于可见光通信技术领域；由LED大芯片和LED芯片区串联而成，所述LED芯片区包括至少两个LED小芯片，LED大芯片和LED小芯片之间、相邻LED小芯片之间均设有绝缘层，所述LED大芯片和每个LED小芯片均包括功能层，所述功能层负载于衬底表面，所述功能层包括从下而上依次排布的缓冲层、n

【技术实现步骤摘要】
一种可见光通信级联式阵列LED芯片


[0001]本专利技术属于可见光通信
，具体涉及一种可见光通信级联式阵列LED芯片。

技术介绍

[0002]过去30年，移动通信的发展深刻地改变了人类的生活方式。可见光通信(VLC)通过照明与通信技术的有机结合，依靠其绿色环保，于人体无害，且无需频谱资源，又保密性很高的优点，可以有效解决传统无线网络在覆盖，电磁干扰，信息安全等方面的问题，正逐渐成为下一代移动通信的备选技术之一。
[0003]在可见光通信中，LED由于响应时间短，可以高速调制而成为理想的光源。但可见光通信技术对光源具备较高的要求：不仅需要足够大的调制带宽以满足高速通信，也需要足够的光输出功率满足其照明需求。而大尺寸的LED芯片往往因为高RC时间常数而带宽较低，小尺寸LED芯片又因为发光面积较小而限制了其光输出功率。因此，通过结合大尺寸LED以及小尺寸LED来制备高带宽、高光输出功率的阵列LED具有相当重要的意义。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种可见光通信级联式阵列LED芯片，该LED芯片具有带宽高、光输出功率高、稳定性高和使用寿命长的特点。
[0005]本专利技术的目的采用如下技术方案实现：
[0006]提供一种可见光通信级联式阵列LED芯片，由LED大芯片和LED芯片区串联而成，所述LED芯片区包括至少两个LED小芯片，LED大芯片和LED小芯片之间、相邻LED小芯片之间均设有绝缘层，所述LED大芯片和每个LED小芯片均包括功能层，所述功能层负载于衬底表面，所述功能层包括从下而上依次排布的缓冲层、n
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GaN层、多量子阱层和p
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GaN层，所述LED大芯片的n
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GaN层设有n电极，所述LED大芯片与LED小芯片之间通过金属桥结构连接，所述金属桥结构的一端与LED大芯片的p
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GaN层连接，所述金属桥结构的另一端与LED小芯片的n
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GaN层，所述LED芯片区的p
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GaN层设有p电极。
[0007]进一步地，所述p电极为电极桥结构，所述p电极与LED芯片区的LED小芯片依次连接。
[0008]进一步地，所述LED芯片区由多级LED芯片单元串联组成，每个LED芯片单元包括多个LED小芯片，每级LED芯片单元的一个LED小芯片分别与下一级的LED芯片单元的至少两个LED小芯片串联连接，所述p电极与位于远离LED大芯片方向的LED芯片单元连接；相邻的LED芯片单元之间的LED小芯片通过金属桥结构连接，所述金属桥结构的一端与上级的LED芯片单元的p
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GaN层连接，金属桥结构的另一端与下级的LED芯片单元的n
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GaN层。
[0009]进一步地，所述LED大芯片分别与相邻的LED芯片单元的两个LED小芯片串联连接，每级LED芯片单元的一个LED小芯片均与下一级的LED芯片单元的两个LED小芯片串联连接。
[0010]进一步地，所述LED芯片单元有1
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5个。
[0011]进一步地，所述金属桥结构为Cr、Ti、Pt、Au、W和Au中的任一种或两种以上的合金。
[0012]进一步地，所述n电极与LED大芯片的n
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GaN层连接形成欧姆接触，所述n电极为Ti、Cr、Ag、Au和Pt中的任一种或两种以上的合金；所述n电极的高度为2
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10μm。
[0013]进一步地，所述p电极与LED小芯片的p
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GaN层连接形成欧姆接触，所述p电极为Ti、Cr、Pt和Au中的任一种或两种以上的合金，所述p电极的高度为2
‑
10μm。
[0014]进一步地，所述衬底为蓝宝石衬底或SiC衬底，所述衬底的厚度为50
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500μm；所述缓冲层为GaN缓冲层，所述缓冲层的厚度为1
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10μm。
[0015]进一步地，所述绝缘层为SiO2或Si3N4。
[0016]相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0017]本专利技术的一种可见光通信级联式阵列LED芯片，通过采用并联的LED小芯片与LED大芯片组成级联式串联结构，结合了LED小芯片的带宽高与LED大芯片光输出功率高的优点，使单个LED芯片既具备LED小芯片的高带宽与LED大芯片的高光输出功率，满足了可见光通信对LED芯片的通信与照明的双重需求；通过多个并联的LED小芯片与LED大芯片串联，将流经一个LED大芯片内的高电流均匀分配到下一级的多个并联的LED小芯片中，避免了LED小芯片因为电流密度过高而失效的问题，适用于可见光通信的高带宽、高光输出功率的LED芯片，提升了芯片结构整体的稳定性，提升了LED的使用寿命。
附图说明
[0018]图1为实施例1中一种可见光通信级联式阵列LED芯片的俯视图；
[0019]图2为实施例1中一种可见光通信级联式阵列LED芯片的主视图；
[0020]图3为实施例1中一种可见光通信级联式阵列LED芯片的左视图；
[0021]图4为实施例2中一种可见光通信级联式阵列LED芯片的俯视图；
[0022]其中：101、衬底；102、缓冲层；103、n
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GaN层；104、n电极；105、InGaN/GaN多量子阱层；106、p
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GaN层；107、p电极；108、绝缘层；109、金属桥结构。
具体实施方式
[0023]下面，结合附图与具体实施方式，对本专利技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
[0024]实施例1
[0025]一种可见光通信级联式阵列LED芯片，如图1至图3所示，由LED大芯片和LED芯片区串联而成，所述LED芯片区包括两个LED小芯片，LED大芯片和LED小芯片之间、相邻LED小芯片之间均设有绝缘层108，所述LED大芯片和每个LED小芯片均包括功能层，所述功能层负载于衬底101表面，所述功能层包括从下而上依次排布的缓冲层102、n
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GaN层103、InGaN/GaN多量子阱层105和p
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GaN层106，所述LED大芯片的n
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GaN层103设有n电极104，所述LED大芯片与LED小芯片之间通过金属桥结构109连接，所述金属桥结构109的一端与LED大芯片的p
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GaN层106连接，所述金属桥结构109的另一端与LED小芯片的n
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GaN层103，所述LED芯片区的p
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GaN层106设有p电极107。
[0026]在本实施例中，所述金属桥结构109通过Ti，Cr合金蒸镀而成。
[0027]在本实施例中，所述n电极104与LED大芯片的n...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可见光通信级联式阵列LED芯片，其特征在于：由LED大芯片和LED芯片区串联而成，所述LED芯片区包括至少两个LED小芯片，LED大芯片和LED小芯片之间、相邻LED小芯片之间均设有绝缘层，所述LED大芯片和每个LED小芯片均包括功能层，所述功能层负载于衬底表面，所述功能层包括从下而上依次排布的缓冲层、n
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GaN层、多量子阱层和p
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GaN层，所述LED大芯片的n
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GaN层设有n电极，所述LED大芯片与LED小芯片之间通过金属桥结构连接，所述金属桥结构的一端与LED大芯片的p
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GaN层连接，所述金属桥结构的另一端与LED小芯片的n
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GaN层，所述LED芯片区的p
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GaN层设有p电极。2.如权利要求1所述的一种可见光通信级联式阵列LED芯片，其特征在于：所述p电极为电极桥结构，所述p电极与LED芯片区的LED小芯片依次连接。3.如权利要求1或2所述的一种可见光通信级联式阵列LED芯片，其特征在于：所述LED芯片区由多级LED芯片单元串联组成，每个LED芯片单元包括多个LED小芯片，每级LED芯片单元的一个LED小芯片分别与下一级的LED芯片单元的至少两个LED小芯片串联连接，所述p电极与位于远离LED大芯片方向的LED芯片单元连接；相邻的LED芯片单元之间的LED小芯片通过金属桥结构连接，所述金属桥结构的一端与上级的LED芯片单元的p
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GaN层连接，金属桥结构的另一端与下级的LED芯片单元的n
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Ga...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国强，
申请(专利权)人：河源市众拓光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：