[发明专利]一种带静电保护的发光二极管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电技术领域，特别是带静电保护的发光二极管及其制备方法。

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，本发明的目的是提供一种带静电保护的发光二极管及其制备方法。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，本发明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。

上述带静电保护的发光二极管的制备方法，它包括如下步骤：

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；

2)在蓝宝石衬底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、有源发光层和P型GaN层；

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的绝缘沟道；

4)利用光刻和干法刻蚀技术刻蚀到N型GaN层，形成N型接触GaN区；

5)利用光刻和蒸发的方法在P型GaN层上表面制备ITO薄膜；

6)利用光刻和沉积的方法在绝缘沟道上制作SiO₂绝缘层；

7)利用光刻和蒸发的方法在ITO薄膜上和N型接触GaN区上制作金属接触电极；

8)最后，将蓝宝石衬底从背面减薄并进行抛光，切割后形成单个带静电保护的发光二极管。

在上述制备方法中，所述绝缘沟道宽度大于10微米。

在上述制备方法中，所述蓝宝石衬底从背面减薄到70微米到150微米之间。

本发明由于采用了上述的结构和制备方法，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。本发明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发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的原理示意图；

图2为本发明的结构示意图；

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