[发明专利]可见光通信器件及其制备方法和可见光通信系统

说明书

本发明提供了一种可见光通信器件及其制备方法和可见光通信系统，可见光通信器件包括：发光单元、用于封装微发光元件的封装结构以及设置在微发光元件上方并与微发光元件接触的内散热件，发光单元包括至少两个微发光元件；内散热件部分设置于封装结构的内部，且内散热件穿过封装结构并与外散热件相连接，外散热件设置于封装结构的外部，内散热件用于将微发光元件产生的热量传输至外散热件。本发明提供的可见光通信器件能够将芯片内部的热量通过内散热件迅速传导至外散热件，散热速率提升显著。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种可见光通信器件及其制备方法和可见光通信系统。

背景技术

微发光二极管(Micro Light Emitting Diode，Micro-LED)作为下一代显示技术，在新型微显示器件、增强现实/虚拟现实或可见光(Visible Light)通信等领域有着广泛应用前景。近年来，推进一种利用可见光的可见光通信技术的开发，该可见光的光源为微发光二极管。

针对微发光二极管在可见光通信中的应用来说，高数据传输速率需要较高的输出光功率，因此需要较高的注入电流密度。除降低器件量子限制斯塔克效应提高输出功率以外，器件自身的导热性能也是一个非常重要的考虑因素。尤其在Micro-LED高集成化和微型化的基础上，器件散热问题更应该引起大家的关注。

目前Micro-LED器件集成在蓝宝石衬底或硅衬底上，但是蓝宝石衬底的导热率约为25W/(m·K)，硅衬底的导热率约为130W/(m·K)，因此散热性能较差。而在同质外延的Micro-LED中，氮化镓衬底的热导率约为130W/(m·K)，其热导率与硅衬底类似。虽然SiC衬底具有优良的热学、化学和电学性质，且导热率约为490W/(m·K)，是制备Micro-LED器件的最佳衬底之一，但是SiC衬底价钱昂贵。

目前有研究将金刚石材料沉积在衬底的背面，使用金刚石作为散热材料进行散热。虽然金刚石是自然界导热率最高的物质，其热导率约为2200W/(m·K)，但金刚石的硬度高，不利于Micro-LED的切割，并且沉积金刚石薄膜需要采用化学气相沉积(ChemicalVapor Deposition，CVD)的方法，通常需要在高达1000℃左右的高温下沉积，生长速率慢、形成的金刚石和衬底的导热差异较大，导致金刚石薄膜的附着性差，容易翘曲，致使最终产品的导热性能受限。

虽然也有研究将其他的导热材料附着在衬底的背面，这样能够和Micro-LED芯片相接触，容易将产生的热量直接导出。但这种技术并没有考虑到导热材料与衬底背面的粘附性，而且在Micro-LED芯片封装时会将导热材料层封装在内部，这样更不利于热量的导出。

因此，急需一种能够快速对光通信的Micro-LED器件进行散热的结构及其制备工艺。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种可见光通信器件及其制备方法和可见光通信系统，通过设置与外散热件相连接的内散热件，能够实现微发光元件热量的快速传导，而且能将热量迅速传递至封装结构外部，避免了热量在内部难以散出的情况。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种可见光通信器件，所述可见光通信器件包括：

发光单元，所述发光单元包括至少两个微发光元件；

用于封装所述微发光元件的封装结构；

设置在所述微发光元件上方并与所述微发光元件接触的内散热件；所述内散热件部分设置于所述封装结构的内部，且所述内散热件穿过所述封装结构并与外散热件相连接，所述外散热件设置于所述封装结构的外部，所述内散热件用于将所述微发光元件产生的热量传输至所述外散热件。

本发明提供的可见光通信器件通过设置与封装结构外部的外散热件相连的内散热件，能够及时的将微发光元件产生的热量转移至封装结构的外部，提高了散热效果。