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随着功率型LED在通用照明领域应用的升级，LED光源朝着由多颗低压直流LED集成的大功率照明方向发展，这种光源的驱动电源成本高，寿命短，而且这种集成光源本身也而临电气连接等可靠性问题。为此国外研究人员提出了一种可用于市电驱动的功率型高压LED芯片(AC-LED)，它主要由多颗微LED发光单元串联集成，由器件内集成或外接的桥式整流电路整流，从而实现高电压交流电直接驱动。这种LED无需寿命低下的专用电源，从而不仅可降低成本而且可以增加使用寿命并可实现小型化。
本论文对基于GaN材料的AC-LED芯片进行了研究，设计了四种新型AC-LED芯片，分别是含有8/12个GaN肖特基二极管的正装AC-LED芯片、双链导通正装结构AC-LED芯片、含有GaN肖特基二极管的打线键合式倒装大功率AC-LED芯片与贴片式倒装大功率AC-LED芯片。主要工作如下:
首先，为了得到最优化的LED单元，本文设计并制备15种不同电极结构的尺寸为390μm×390μm的LED单元，随后对这些微单元分别进行了电流—电压—发光强度特性、发光效率测试比较，确定插指状电极的6号器件效率最高，其工作电压为3.9V，工作电流为20mA。
其次，为了得到最优化的GaN肖特基二极管，本文设计并制备了3种平面结构与20种台面结构的GaN肖特基二极管，分别对这些器件进行了电流—电压测试比较，最后确定台面结构肖特基面积为2500μm2的器件性能最优。
最后，根据以上优化数据设计版图、设计工艺流程并优化工艺参数，制备了这四种的新型的GaN基AC-LED，分别对这些芯片进行了电流—电压—发光强度特性测试，测试结果表明，含有GaN肖特基整流二极管的AC-LED芯片的能够在高电压小电流驱动下高效发光，按照结构不同，其工作电压/电流分别为130V/20mA,100V/8mA,170V/20mA,110V/20mA,90V/8mA。