[發明專利]基于多電極的照明通信器件及其制備方法

有效

• 申請號: 201911141902.6
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN111081831B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 郭志友;徐永帥;孫慧卿
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/38;H01L33/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 仵樂娟

本發明涉及一種基于多電極的照明通信器件及其制備方法，該器件包括N型半導體層、多量子阱層、N電極、P型半導體層以及P電極，其P電極包括P電極內環以及P電極外環，內環和外環各包括四個電極弧段，在P型層上由內到外環狀均勻分布，并且四個電極同時獨立工作，改變了傳統電極分布于單一區域的形態，克服了電流密度過于集中的缺陷，提升了有源區注入電流的均勻性，并且注入有源區的電流增多提升了電流擴散均勻性，提升了器件的響應速率，提高了可見光通信的信噪比以及光通信容量及質量，做到了注重通信速率的同時兼顧照明需求。

技術領域

本發明涉及照明通信器件領域，具體涉及一種基于多電極的照明通信器件及其制備方法。

背景技術

傳統的固態發光元件中，P型氮化物具有較低的導電性，所以電流在P型層表面的橫向擴散比縱向擴散弱得多，加上P型層厚度有限，往往電流沒有在橫向擴散多遠就已經達到有源區，造成了復合區域僅限于電極下方的部分有源區。最終結果導致器件的發光亮度不均勻、輻射復合效率低、發熱不均勻等現象，嚴重影響了器件性能。

基于LED的可見光通信技術，結合了LED照明功能和可調制的特點，作為照明光源的同時，提供了無線網絡覆蓋功能。可見光作為載波，受到高頻數字信號的調制，光探測器將接收到的光信號轉換為電信號，實現以可見光作為載體的通信方式；基于其照明通信兩用的特點，可見光通信技術在街道路燈、商場等需要同時提供照明和無線網絡覆蓋的場所有很大的應用前景；飛機飛行過程中，利用衛星信號調制機艙內的可見光通信光源，可實現無線覆蓋，使得飛行過程中的網絡連接成為可能。目前，照明通信兩用的發光器件調制速率比較低，對于高速信號無法響應。因此，如何改善器件的電流橫向擴展均勻性，以及提升可見光通信發光器件的調制速率都是需要解決的問題。

發明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發明的首要目的是提供一種基于多電極的照明通信器件及其制備方法。

基于上述目的，本發明至少提供如下技術方案：

基于多電極的照明通信器件，該照明通信器件由下至上依次包括N型半導體層、多量子阱層、N電極、P型半導體層以及P電極，所述N電極位于所述N型半導體層表面，所述P電極位于所述P型半導體層表面，沿所述多量子阱層及所述P型半導體層的外壁向所述N型半導體層方向設置有四個SiO₂絕緣墊，相鄰兩個所述SiO₂絕緣墊之間的夾角為90°；所述P電極包括P電極內環、P電極外環以及直線電極，所述P電極內環與所述P電極外環為同心圓環狀，所述直線電極沿所述圓環的直徑方向，從所述P電極內環經由所述P電極外環延伸至所述SiO₂絕緣墊，所述P電極內環以及所述P電極外環均由四段均勻分布的P電極弧段構成；所述N電極包括四段N電極弧段，兩相鄰所述N電極弧段之間由所述SiO₂絕緣墊分隔。

進一步的，所述直線電極位于所述SiO₂絕緣墊的一端設置有P電極焊盤。

進一步的，所述N電極弧段上設置有N電極焊盤。

進一步的，所述P電極內環以及所述P電極外環的相對應P電極弧段及其相對應的直線電極形成四個獨立的“士”字形結構。

進一步的，所述N電極焊盤設置于所述N電極圓弧的中部位置。

進一步的，所述N電極呈環狀，所述N電極的環狀半徑大于所述P電極外環半徑。

進一步的，所述直線電極連接所述P電極弧段的中部位置。

基于多電極的照明通信器件的制備方法，其包括以下步驟：

在襯底上沉積N型半導體層、多量子阱層以及P型半導體層，形成外延片；

在上述外延片上采用光刻工藝，依次形成N型半導體臺面以及包含多量子阱層及P型半導體的臺面；