專利名稱：一種帶靜電保護的發(fā)光二極管及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，特別是帶靜電保護的發(fā)光二極管及其制備方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管由于具有低能耗、長壽命、重量輕、體積小等優(yōu)點，目前已廣泛應(yīng)用于信號顯示、顯示器背光源、交通信號指示、戶外廣告顯示屏以及景觀照明燈領(lǐng)域。而近年來由于以氮化物為基礎(chǔ)的藍色發(fā)光二極管的研制成功，使得發(fā)光二極管可以實現(xiàn)全色彩發(fā)光，并逐步邁向白光照明時代。目前的氮化物發(fā)光二極管大都以不導電的藍寶石Sapphire 材料為襯底，由于藍寶石襯底不導電的特性，存在著嚴重的靜電損傷ESD。另外，發(fā)光二極管無論是在生產(chǎn)制造過程中還是使用中，常會因靜電放電作用而導致發(fā)光二極管損壞，因此， 如何在生產(chǎn)制造以及使用過程中，避免發(fā)光二極管因靜電放電作用而造成損壞，是發(fā)光二極管元件設(shè)計制造上的一大難點。現(xiàn)有技術(shù)中，中國專利公開號為CN 1558451A的《可防止靜電破壞的發(fā)光二極管元件》、中國專利公開號為CN 1588657A的《高抗靜電高效發(fā)光二極管及制作方法》、中國專利公開號為CN 1873974的《具有二極管保護電路的發(fā)光二極管裝置》等均用不同方法設(shè)計了發(fā)光二極管的靜電保護結(jié)構(gòu)。然而，上述專利雖可提高發(fā)光二極管的抗靜電性能，但大都制作工藝復雜，從而造成生產(chǎn)成本較高，良率較低，無法應(yīng)用于大量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種帶靜電保護的發(fā)光二極管及其制備方法。它能提高發(fā)光二極管的抗靜電性能，延長發(fā)光二極管的使用壽命， 具有制作流程簡單、成本較低、適合于批量生產(chǎn)的特點。為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案以如下方式實現(xiàn)一種帶靜電保護的發(fā)光二極管，它包括藍寶石襯底以及依次置于藍寶石襯底上方的N型GaN層、有源發(fā)光層、P型GaN層和ITO薄膜。ITO薄膜和N型GaN層上分別置有金屬接觸電極。其結(jié)構(gòu)特點是，所述發(fā)光二極管中包括一個主發(fā)光二極管和一個集成的靜電損傷保護二極管，主發(fā)光二極管的正極與靜電損傷保護二極管的負極相連并引出作為正極， 主發(fā)光二極管的負極與靜電損傷保護二極管的正極相連引出作為負極。發(fā)光二極管的一側(cè)有一條從頂面刻蝕到藍寶石襯底的絕緣溝道，絕緣溝道上填充有SW2絕緣層，S^2絕緣層外圍覆蓋有金屬接觸電極。上述帶靜電保護的發(fā)光二極管的制備方法，它包括如下步驟1)利用氮化物發(fā)光二極管制作工藝制作主發(fā)光二極管的同時，完成靜電損傷保護二極管的制作工藝，使主發(fā)光二極管的正極與靜電損傷保護二極管的負極相連并引出作為正極，主發(fā)光二極管的負極與靜電損傷保護二極管的正極相連引出作為負極；2)在藍寶石襯底上用金屬有機化合物化學氣相淀積MOCVD技術(shù)依次向上外延生長N型GaN層、有源發(fā)光層和P型GaN層；
3)利用光刻和干法刻蝕技術(shù)刻蝕出一條延伸到藍寶石襯底的絕緣溝道；4)利用光刻和干法刻蝕技術(shù)刻蝕到N型GaN層，形成N型接觸GaN區(qū)；5)利用光刻和蒸發(fā)的方法在P型GaN層上表面制備ITO薄膜；6)利用光刻和沉積的方法在絕緣溝道上制作S^2絕緣層；7)利用光刻和蒸發(fā)的方法在ITO薄膜上和N型接觸GaN區(qū)上制作金屬接觸電極；8)最后，將藍寶石襯底從背面減薄并進行拋光，切割后形成單個帶靜電保護的發(fā)光二極管。在上述制備方法中，所述絕緣溝道寬度大于10微米。在上述制備方法中，所述藍寶石襯底從背面減薄到70微米到150微米之間。本發(fā)明由于采用了上述的結(jié)構(gòu)和制備方法，在利用氮化物發(fā)光二極管制作工藝制作主發(fā)光二極管的同時，既完成了靜電損傷保護二極管的制作，又使集成化工藝制作流程簡單，適于大規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明可以有效地保護主發(fā)光二極管免于受到靜電損傷，提高抗靜電性能，延長發(fā)光二極管的使用壽命。下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。


圖1為本發(fā)明的原理示意圖；圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的A-A向結(jié)構(gòu)剖面旋轉(zhuǎn)圖；圖4為圖2的B-B向結(jié)構(gòu)剖面圖。
具體實施例方式參看圖1至圖4，本發(fā)明包括藍寶石襯底10以及依次置于藍寶石襯底10上方的N 型GaN層11、有源發(fā)光層12、P型GaN層13和ITO薄膜14。ITO薄膜14和N型GaN層11 上分別置有金屬接觸電極16。發(fā)光二極管的一側(cè)有一條從頂面刻蝕到藍寶石襯底10的絕緣溝道，絕緣溝道上填充有SW2絕緣層15，SiO2絕緣層15外圍覆蓋有金屬接觸電極16。發(fā)光二極管中包括一個主發(fā)光二極管1和一個集成的靜電損傷保護二極管2，主發(fā)光二極管1 的正極與靜電損傷保護二極管2的負極相連并引出作為正極，主發(fā)光二極管1的負極與靜電損傷保護二極管2的正極相連引出作為負極。本發(fā)明帶靜電保護的發(fā)光二極管的制備方法是1)利用氮化物發(fā)光二極管制作工藝制作主發(fā)光二極管的同時，完成靜電損傷保護二極管的制作工藝，使主發(fā)光二極管1的正極與靜電損傷保護二極管2的負極相連并引出作為正極，主發(fā)光二極管1的負極與靜電損傷保護二極管2的正極相連引出作為負極；2)在藍寶石襯底10上用金屬有機化合物化學氣相淀積MOCVD技術(shù)依次向上外延生長N型GaN層11、有源發(fā)光層12和P型GaN層13 ；3)利用光刻和干法刻蝕技術(shù)刻蝕出一條延伸到藍寶石襯底10的寬度大于10微米的絕緣溝道；4)利用光刻和干法刻蝕技術(shù)刻蝕到N型GaN層11，形成N型接觸GaN區(qū)；5)利用光刻和電子束蒸發(fā)的方法在P型GaN層13上表面制備ITO薄膜14，并在500°C 600°C氮氣氣氛中退火5-10分鐘，以提高ITO薄膜14的透光率和導電率，以保證電流分布的均勻性；6)利用光刻和沉積的方法在絕緣溝道上制作SW2絕緣層15，SiO2絕緣層15要把絕緣溝道完全蓋??；7)利用光刻和電子束蒸發(fā)的方法在ITO薄膜14上和N型接觸GaN區(qū)上制作金屬接觸電極16 ；8)最后，將藍寶石襯底10從背面減薄到70微米到150微米之間并進行拋光，切割后形成單個帶靜電保護的發(fā)光二極管。
權(quán)利要求
1.一種帶靜電保護的發(fā)光二極管，它包括藍寶石襯底(10)以及依次置于藍寶石襯底 (10)上方的N型GaN層(11)、有源發(fā)光層(12)、P型GaN層(13)和ITO薄膜(14)，ITO薄膜(14)和N型GaN層(11)上分別置有金屬接觸電極(16)，其特征在于，所述發(fā)光二極管中包括一個主發(fā)光二極管(1)和一個集成的靜電損傷保護二極管O)，主發(fā)光二極管(1)的正極與靜電損傷保護二極管O)的負極相連并引出作為正極，主發(fā)光二極管(1)的負極與靜電損傷保護二極管O)的正極相連引出作為負極；發(fā)光二極管的一側(cè)有一條從頂面刻蝕到藍寶石襯底(10)的絕緣溝道，絕緣溝道上填充有SiO2絕緣層(15)，SiO2絕緣層(1 外圍覆蓋有金屬接觸電極(16)。
2.如權(quán)利要求1所述的帶靜電保護的發(fā)光二極管的制備方法，它包括如下步驟1)利用氮化物發(fā)光二極管制作工藝制作主發(fā)光二極管(1)的同時，完成靜電損傷保護二極管O)的制作工藝，使主發(fā)光二極管(1)的正極與靜電損傷保護二極管O)的負極相連并引出作為正極，主發(fā)光二極管(1)的負極與靜電損傷保護二極管O)的正極相連引出作為負極；2)在藍寶石襯底(10)上用金屬有機化合物化學氣相淀積MOCVD技術(shù)依次向上外延生長N型GaN層(11)、有源發(fā)光層(12)和P型GaN層(13)；3)利用光刻和干法刻蝕技術(shù)刻蝕出一條延伸到藍寶石襯底(10)的絕緣溝道；4)利用光刻和干法刻蝕技術(shù)刻蝕到N型GaN層(11)，形成N型接觸GaN區(qū)；5)利用光刻和蒸發(fā)的方法在P型GaN層(1 上表面制備ITO薄膜(14)；6)利用光刻和沉積的方法在絕緣溝道上制作SiO2絕緣層(15)；7)利用光刻和蒸發(fā)的方法在ITO薄膜(14)上和N型接觸GaN區(qū)上制作金屬接觸電極 (16)；8)最后，將藍寶石襯底(10)從背面減薄并進行拋光，切割后形成單個帶靜電保護的發(fā)光二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，所述絕緣溝道寬度大于10微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，所述藍寶石襯底 (10)從背面減薄到70微米到150微米之間。
全文摘要
一種帶靜電保護的發(fā)光二極管及其制備方法，涉及光電技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明發(fā)光二極管中包括一個主發(fā)光二極管和一個集成的靜電損傷保護二極管，主發(fā)光二極管的正極與靜電損傷保護二極管的負極相連并引出作為正極，主發(fā)光二極管的負極與靜電損傷保護二極管的正極相連引出作為負極。發(fā)光二極管的一側(cè)有一條從頂面刻蝕到藍寶石襯底的絕緣溝道，絕緣溝道上填充有SiO2絕緣層，SiO2絕緣層外圍覆蓋有金屬接觸電極。本發(fā)明能提高發(fā)光二極管的抗靜電性能，延長發(fā)光二極管的使用壽命，具有制作流程簡單、成本較低、適合于批量生產(chǎn)的特點。
文檔編號H01L27/15GK102569330SQ20101062219
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者吳東海 申請人:同方光電科技有限公司