CN201927606U - 一种带静电保护的发光二极管 - Google Patents

一种带静电保护的发光二极管 Download PDF

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吴东海
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Abstract

一种带静电保护的发光二极管，涉及光电技术领域。本实用新型包括一个主发光二极管和一个集成的静电损伤保护二极管，主发光二极管的正极与静电损伤保护二极管的负极相连并引出作为正极，主发光二极管的负极与静电损伤保护二极管的正极相连引出作为负极。发光二极管的一侧有一条从顶面刻蚀到蓝宝石衬底的绝缘沟道，绝缘沟道上填充有SiO2绝缘层，SiO2绝缘层外围覆盖有金属接触电极。本实用新型能提高发光二极管的抗静电性能，延长发光二极管的使用寿命，具有制作流程简单、成本较低、适合于批量生产的特点。

Description

一种带静电保护的发光二极管
技术领域
本实用新型涉及光电技术领域，特别是带静电保护的发光二极管。
背景技术
发光二极管由于具有低能耗、长寿命、重量轻、体积小等优点，目前已广泛应用于信号显示、显示器背光源、交通信号指示、户外广告显示屏以及景观照明灯领域。而近年来由于以氮化物为基础的蓝色发光二极管的研制成功，使得发光二极管可以实现全色彩发光，并逐步迈向白光照明时代。目前的氮化物发光二极管大都以不导电的蓝宝石Sapphire材料为衬底，由于蓝宝石衬底不导电的特性，存在着严重的静电损伤ESD。另外，发光二极管无论是在生产制造过程中还是使用中，常会因静电放电作用而导致发光二极管损坏，因此，如何在生产制造以及使用过程中，避免发光二极管因静电放电作用而造成损坏，是发光二极管元件设计制造上的一大难点。
现有技术中，中国专利公开号为CN 1558451A的《可防止静电破坏的发光二极管元件》、中国专利公开号为CN 1588657A的《高抗静电高效发光二极管及制作方法》、中国专利公开号为CN 1873974的《具有二极管保护电路的发光二极管装置》等均用不同方法设计了发光二极管的静电保护结构。然而，上述专利虽可提高发光二极管的抗静电性能，但大都制作工艺复杂，从而造成生产成本较高，良率较低，无法应用于大量生产。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的是提供一种带静电保护的发光二极管。它能提高发光二极管的抗静电性能，延长发光二极管的使用寿命，具有制作流程简单、成本较低、适合于批量生产的特点。
为了达到上述发明目的，本实用新型的技术方案以如下方式实现：
一种带静电保护的发光二极管，它包括蓝宝石衬底以及依次置于蓝宝石衬底上方的N型GaN层、有源发光层、P型GaN层和ITO薄膜。ITO薄膜和N型GaN层上分别置有金属接触电极。其结构特点是，所述发光二极管中包括一个主发光二极管和一个集成的静电损伤保护二极管，主发光二极管的正极与静电损伤保护二极管的负极相连并引出作为正极，主发光二极管的负极与静电损伤保护二极管的正极相连引出作为负极。发光二极管的一侧有一条从顶面刻蚀到蓝宝石衬底的绝缘沟道，绝缘沟道上填充有SiO2绝缘层，SiO2绝缘层外围覆盖有金属接触电极。
本实用新型由于采用了上述的结构，在利用氮化物发光二极管制作工艺制作主发光二极管的同时，既完成了静电损伤保护二极管的制作，又使集成化工艺制作流程简单，适于大规模生产。本实用新型可以有效地保护主发光二极管免于受到静电损伤，提高抗静电性能，延长发光二极管的使用寿命。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型的原理示意图；
图2为本实用新型的结构示意图；
图3为图2的A-A向结构剖面旋转图；
图4为图2的B-B向结构剖面图。
具体实施方式
参看图1至图4，本实用新型包括蓝宝石衬底10以及依次置于蓝宝石衬底10上方的N型GaN层11、有源发光层12、P型GaN层13和ITO薄膜14。ITO薄膜14和N型GaN层11上分别置有金属接触电极16。发光二极管的一侧有一条从顶面刻蚀到蓝宝石衬底10的绝缘沟道，绝缘沟道上填充有SiO2绝缘层15，SiO2绝缘层15外围覆盖有金属接触电极16。发光二极管中包括一个主发光二极管1和一个集成的静电损伤保护二极管2，主发光二极管1的正极与静电损伤保护二极管2的负极相连并引出作为正极，主发光二极管1的负极与静电损伤保护二极管2的正极相连引出作为负极。
本实用新型带静电保护的发光二极管的制备方法是：
1)利用氮化物发光二极管制作工艺制作主发光二极管的同时，完成静电损伤保护二极管的制作工艺，使主发光二极管1的正极与静电损伤保护二极管2的负极相连并引出作为正极，主发光二极管1的负极与静电损伤保护二极管2的正极相连引出作为负极；
2)在蓝宝石衬底10上用金属有机化合物化学气相淀积MOCVD技术依次向上外延生长N型GaN层11、有源发光层12和P型GaN层13；
3)利用光刻和干法刻蚀技术刻蚀出一条延伸到蓝宝石衬底10的宽度大于10微米的绝缘沟道；
4)利用光刻和干法刻蚀技术刻蚀到N型GaN层11，形成N型接触GaN区；
5)利用光刻和电子束蒸发的方法在P型GaN层13上表面制备ITO薄膜14，并在500℃～600℃氮气气氛中退火5-10分钟，以提高ITO薄膜14的透光率和导电率，以保证电流分布的均匀性；
6)利用光刻和沉积的方法在绝缘沟道上制作SiO2绝缘层15，SiO2绝缘层15要把绝缘沟道完全盖住；
7)利用光刻和电子束蒸发的方法在ITO薄膜14上和N型接触GaN区上制作金属接触电极16；
8)最后，将蓝宝石衬底10从背面减薄到70微米到150微米之间并进行抛光，切割后形成单个带静电保护的发光二极管。

Claims (1)

1.一种带静电保护的发光二极管，它包括蓝宝石衬底(10)以及依次置于蓝宝石衬底(10)上方的N型GaN层(11)、有源发光层(12)、P型GaN层(13)和ITO薄膜(14)，ITO薄膜(14)和N型GaN层(11)上分别置有金属接触电极(16)，其特征在于，所述发光二极管中包括一个主发光二极管(1)和一个集成的静电损伤保护二极管(2)，主发光二极管(1)的正极与静电损伤保护二极管(2)的负极相连并引出作为正极，主发光二极管(1)的负极与静电损伤保护二极管(2)的正极相连引出作为负极；发光二极管的一侧有一条从顶面刻蚀到蓝宝石衬底(10)的绝缘沟道，绝缘沟道上填充有SiO2绝缘层(15)，SiO2绝缘层(15)外围覆盖有金属接触电极(16)。
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Assignor: Tongfang Photoelectric Technology Co., Ltd.|Tongfang Limited by Share Ltd

Contract record no.: 2012110000062

Denomination of utility model: Light-emitting diode with electrostatic protection and preparation method thereof

Granted publication date: 20110810

License type: Exclusive License

Record date: 20120507

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