LED器件已经广泛用于通用照明、背光显示等传统领域,也逐渐向智能化应用融合。随着LED器件的不断发展,基于LED的可见光通信技术也成为了时下的研究热点。氮化镓作为第三代半导体材料,具有禁带宽度大,稳定性好,工作频率高等优势,成为支撑高速信息技术的关键材料。基于氮化镓材料的多量子阱LED器件具有发光、探测等功能,能够集发光器件和探测器件于一体,为可见光通信的发展提供新的方案。本文在垂直结构硅基氮化镓晶圆上设计了LED芯片,并利用无掩膜减薄刻蚀、紫外光刻、图形刻蚀、蒸镀电极和退火等工艺制备出硅基氮化镓垂直结构超薄LED芯片。垂直结构LED芯片具有功率大,光效高的优势,有利于通信系统中光信号的传输。本文利用扫描电镜、光学显微镜和原子力显微镜对制备好的LED芯片进行外部形貌表征。原子力显微镜测得芯片厚度为225nm,有效地抑制了芯片的侧向波导传输模式。同时,芯片底部的高反射金属银镜面也提升了LED光抽取效率。利用半导体参数仪等测试LED芯片的电流电压曲线、电容电压曲线、探测谱和EL谱曲线等光电特性,测试得出LED芯片的发光谱与探测谱有25nm的重叠区。基于垂直结构超薄LED芯片的发光谱与探测谱有重叠现象,搭建片外光通信系统。LED芯片作为发光器件时,外部探测器接收,通信速率可达10Mbps;LED芯片作光探测器件时,接收外部光源信号速率可达5Mbps;当LED芯片在发射光信号的同时,接收外界光源发出的信号,在LED芯片上产生两种不同频率信号的叠加,验证了氮化镓多量子阱LED芯片在发光同时能够探测的现象,为全双工通信提供芯片基础。