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随着可见光通信技术的发展以及对LED芯片照明和通信性能的应用要求越来越高,微尺寸阵列LED的出现很好的满足了以上的需求并成为了研究的热点。与传统LED芯片相比,GaN基微尺寸阵列LED具有更好的电学和光学性能,拥有高亮度、高分辨率、低成本、响应速度快等诸多优点,是一种十分具有潜力的技术。基于此背景及应用需求,本文主要围绕GaN基微尺寸阵列LED芯片,针对获取优异的光电性能和调制带宽为目标开展了对其结构设计、制备和封装工艺的研究。本文首先设计4×4微尺寸阵列芯片版图和制备工艺流程。并对ITO薄膜进行工艺优化,发现550℃退火3min处理下方块电阻为41.5Ω/?,蓝光波段透过率高达96%。采用分步烘烤腐蚀法解决了ITO腐蚀不干净和侧腐蚀严重的问题。比较不同芯片尺寸和电极尺寸对芯片光电性能的影响,当芯片的直径为60μm时,圆盘电极直径为20μm,输出光功率达到饱和峰值时的电流密度可达6363.2 A/cm~2。同时对4×4微尺寸阵列芯片封装后的光通量、光效和调制带宽特性进行分析,当芯片尺寸为60μm时,其饱和光通量为7.5lm,等效于350mA注入45mil×45mil的芯片电流密度下(26.79A/cm~2),光效为144.3 lm/W,并在60mA电流注入下获得123.3 Mhz的调制带宽。随后优化深刻蚀工艺中的厚胶工艺和低损伤等离子刻蚀及损伤修复技术,完成深隔离槽的制备,通过在隔离槽中填充绝缘材料和蒸镀电极,使像素交联成一个整体制备更大芯片密度的8×8微尺寸芯片。研究不同刻蚀深度、阵列布局中电极引线长度不同对阵列中芯片的光电性能的影响。进一步比较4×4阵列和8×8阵列中相应单元的最大饱和电流密度。并对8×8微尺寸阵列芯片封装后的光通量、光效和调制带宽特性进行分析。表明随着阵列芯片密集程度的增加,更应该注重器件的散热能力增强器件的稳定性。最后为进一步提升芯片的出光功率和效率,设计并制备1×N的串联和并联大功率LED阵列结构,比较串联和并联结构对芯片电压、发光功率、效率和峰值波长的影响。并对1×N微尺寸阵列芯片封装后的光通量、光效和调制带宽特性进行分析,表明串联结构在保证调制带宽上有效提升整体光通量,说明微尺寸阵列LED器件在可见光通信应用中有着很大的应用前景。