CN204167346U - 一种具有esd保护电路结构的led芯片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有ESD保护电路结构的LED芯片，包括衬底、第一N型层、第一多量子阱、第一P型层、第一电流扩展层、第一P型电极层、第一N型电极层、第二N型层、第二多量子阱、第二P型层、第二电流扩展层、第二P型电极层和第二N型电极层。本实用新型所述具有ESD保护电路结构的LED芯片在静电反向放电情况下有效的避免发光二极管遭到破坏，制作工艺简单，节约了生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及发光二极管芯片(Light-Emitting-Diode chip)领域，尤其涉及一种具有ESD保护电路结构的LED芯片。
背景技术
近些年来发光二极管开始普遍的应用在生活的各个角落，在实际的生产实践中，静电放电可以对发光二极管产生致命的破坏作用。由于二极管的整流特性，正向的静电由于二极管本身可以导通放电，对器件的破坏并不大，但其受到反向静电时，二极管无导电回路，所以器件更容易被击穿。因此为了防止发光二极管遭受静电放电的破坏，常见的解决方法是在其电路中并联接入一个反向二极管(通常为一个齐纳二极管，如图1)，当静电反向放电时，由电路中并联的反向二极管就可以有效的避免发光二极管遭到破坏。
美国专利第6023076号中，阐述了一种氮化物发光二极管，该发光二极管中P型电极同时连接P型半导体和N型半导体，P型电极与N型半导体之间产生肖特基接触势垒，当产生反向静电时，电流经肖特基接触流向P型电极，而不从发光二极管内部通过，避免了静电对发光二极管的损伤。然而此方法虽然解决了静电问题，但是其制作工艺较为复杂，需要在发光二极管制作工艺中单独加入一次肖特基接触工艺。提高了工艺复杂度，且生产成本有所提高。
发明内容
为此，本实用新型提出了一种可以解决上述问题的至少一部分的新具有ESD保护电路的LED芯片。
本实用新型提供了一种具有ESD保护电路结构的LED芯片，包括衬底、第一N型层、第一多量子阱、第一P型层、第一电流扩展层、第一P型电极层、第一N型电极层、第二N型层、第二多量子阱、第二P型层、第二电流扩展层、第二P型电极层和第二N型电极层，其中，所述衬底、所述第一N型层、所述第一多量子阱、所述第一P型层、所述第一电流扩展层和所述第一P型电极层依次相连接；所述衬底、所述第二N型层、所述第二多量子阱、所述第二P型层、所述第二电流扩展层和所述第二P型电极层依次相连接；述第一N型电极层与所述第一N型层相连接；所述第二N型电极层与所述第二N型层相连接。
可选地，根据本实用新型的具有ESD保护电路结构的LED芯片，所述衬底的材料为蓝宝石。
可选地，根据本实用新型的具有ESD保护电路结构的LED芯片，所述第一N型层为N型氮化镓层，所述第一P型层为P型氮化镓层。
可选地，根据本实用新型的具有ESD保护电路结构的LED芯片，所述第二N型层为N型氮化镓层，所述第二P型氮化镓层为P型氮化镓层。
可选地，根据本实用新型的具有ESD保护电路结构的LED芯片，所述第一电流扩展层的材料为氧化铟锡(ITO)、镍金或氧化锌。
可选地，根据本实用新型的具有ESD保护电路结构的LED芯片，所述第二电流扩展层的材料为氧化铟锡(ITO)、镍金或氧化锌。
本实用新型所述具有ESD保护电路结构的LED芯片在静电反向放电情况下有效的避免发光二极管遭到破坏，制作工艺简单，节约了生产成本。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。其中在附图中，参考数字之后的字母标记指示多个相同的部件，当泛指这些部件时，将省略其最后的字母标记。在附图中：
图1为电路中并联接入一个反向二极管的发光二极管；
图2为本实用新型所述具有ESD保护电路结构的LED芯片的结构示意图。
其中，附图中各标记的含义为：
衬底10、第一N型层20、第一多量子阱30、第一P型层40、第一电流扩展层50、第一P型电极层60、第一N型电极层70、第二N型层22、第二多量子阱32、第二P型层42、第二电流扩展层52、第二P型电极层62和第二N型电极层72。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式对本实用新型作进一步的描述。
图2示出了本实用新型所述具有ESD保护电路结构的LED芯片的结构示意图。如图2所示，所述具有ESD保护电路结构的LED芯片包括衬底10、第一N型层20、第一多量子阱30、第一P型层40、第一电流扩展层50、第一P型电极层60、第一N型电极层70、第二N型层22、第二多量子阱32、第二P型层42、第二电流扩展层52、第二P型电极层62和第二N型电极层72，所述衬底10、所述第一N型层20、所述第一多量子阱30、所述第一P型层40、所述第一电流扩展层50和所述第一P型电极层60依次相连接；所述衬底10、所述第二N型层22、所述第二多量子阱32、所述第二P型层42、所述第二电流扩展层52和所述第二P型电极层62依次相连接；所述第一N型层20同时又与所述第一N型电极层70相连接，所述所述第二N型电极层72又与所述第二N型层22相连接。从而在LED芯片结构上刻蚀出一小部分独立区域，如图2中标出的圆形区域,把这个独立区域制作成一个完整的LED结构，从而形成ESD保护电路结构。
在LED芯片电路装置中，在顺向电压(在静电情况)下，由于正向LED芯片低阻，电流从LED芯片内部流过，LED芯片发光，而ESD保护电路结构高阻，处于断路状态；当LED芯片电路处在逆向电压(在静电情况)下，LED芯片高阻，处于断路状态，而ESD保护电路结构低阻，电流从ESD保护电路结构流过，不经过LED芯片，从而避免了静电对发光二极管的破坏。
本实用新型所述具有ESD保护电路结构的LED芯片中，所述衬底10的材料为蓝宝石。α-Al2O3单晶，即蓝宝石晶体，由于其六方对称，熔点为2050℃，最高工作温度可达1900℃，具有良好的高温稳定性和机械力学性能，加之对其研究较多，生产技术较为成熟，而且价格便宜，是应用最为广泛的衬底材料。
本实用新型所述具有ESD保护电路结构的LED芯片中，所述第一N型层20为N型氮化镓层，所述第一P型层40为P型氮化镓层，所述第二N型层22为N型氮化镓层，所述第二P型氮化镓层42为P型氮化镓层。GaN材料的研究与应用是目前全球半导体研究的前沿和热点，是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料，并与SIC、金刚石等半导体材料一起，被誉为是继第一代Ge、Si半导体材料、第二代GaAs、InP化合物半导体材料之后的第三代半导体材料。具有宽的直接带隙、强的原子键、高的热导率、化学稳定性好(几乎不被任何酸腐蚀)等性质和强的抗辐照能力，在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。
本实用新型所述具有ESD保护电路结构的LED芯片中，所述第一电流扩展层50的材料为氧化铟锡(ITO)、镍金或氧化锌。为达到改善电流传输的目的，需要在LED电极下方制作电流扩展层，目的是使电流分散到电极之外。氧化铟锡(ITO)主要的特性是其电学传导和光学透明的组合。氧化锌的能带隙和激子束缚能较大，透明度高，有优异的常温发光性能。
本实用新型所述具有ESD保护电路结构的LED芯片中，所述第二电流扩展层52的材料为氧化铟锡(ITO)、镍金或氧化锌。为达到改善电流传输的目的，需要在LED电极下方制作电流扩展层，目的是使电流分散到电极之外。氧化铟锡(ITO)主要的特性是其电学传导和光学透明的组合。氧化锌的能带隙和激子束缚能较大，透明度高，有优异的常温发光性能。
本实用新型所述具有ESD保护电路结构的LED芯片在静电反向放电情况下有效的避免发光二极管遭到破坏，制作工艺简单，节约了生产成本。
应该注意的是，上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本实用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
Claims (6)
1.一种具有ESD保护电路结构的LED芯片，其特征在于包括：衬底(10)、第一N型层(20)、第一多量子阱(30)、第一P型层(40)、第一电流扩展层(50)、第一P型电极层(60)、第一N型电极层(70)、第二N型层(22)、第二多量子阱(32)、第二P型层(42)、第二电流扩展层(52)、第二P型电极层(62)和第二N型电极层(72)，其中，
所述衬底(10)、所述第一N型层(20)、所述第一多量子阱(30)、所述第一P型层(40)、所述第一电流扩展层(50)和所述第一P型电极层(60)依次相连接；
所述衬底(10)、所述第二N型层(22)、所述第二多量子阱(32)、所述第二P型层(42)、所述第二电流扩展层(52)和所述第二P型电极层(62)依次相连接；
所述第一N型电极层(70)与所述第一N型层(20)相连接；
所述第二N型电极层(72)与所述第二N型层(22)相连接。
2.根据权利要求1所述的具有ESD保护电路结构的LED芯片，其特征在于：所述衬底(10)的材料为蓝宝石。
3.根据权利要求2所述的具有ESD保护电路结构的LED芯片，其特征在于：所述第一N型层(20)为N型氮化镓层，所述第一P型层(40)为P型氮化镓层。
4.根据权利要求3所述的具有ESD保护电路结构的LED芯片，其特征在于：所述第二N型层(22)为N型氮化镓层，所述第二P型氮化镓层(42)为P型氮化镓层。
5.根据权利要求1所述的具有ESD保护电路结构的LED芯片，其特征在于：所述第一电流扩展层(50)的材料为氧化铟锡(ITO)、镍金或氧化锌。
6.根据权利要求1所述的具有ESD保护电路结构的LED芯片，其特征在于：所述第二电流扩展层(52)的材料为氧化铟锡(ITO)、镍金或氧化锌。
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| CN201420635631.6U CN204167346U (zh) | 2014-10-29 | 2014-10-29 | 一种具有esd保护电路结构的led芯片 |
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| CN (1) | CN204167346U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108110106A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-06-01 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种led芯片的制备方法及led芯片 |
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2014
- 2014-10-29 CN CN201420635631.6U patent/CN204167346U/zh active Active
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| CN108110106A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-06-01 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种led芯片的制备方法及led芯片 |
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