高工作电压 LED 保护二极管及其结构和相应的制造方法 技术领域 本发明属于发光器件制造领域， 涉及一种 LED 保护二极管的技术， 尤其涉及一种 应用于多数目 LED 串联构成的 LED 保护二极管的结构设计及制造。
背景技术 由于发光二极管 (LED) 具有体积小、 重量轻、 寿命长等优点， 且随着以氮化物为基 础的高亮度 LED 应用的开发， 新一代绿色环保固体照明光源氮化物 LED 已成为研究的重点。 同时， 随着 LED 功能性照明领域的应用快速发展， 高压 LED 器件将成为照明领域中的一个发 展趋势， 并已广泛应用于照明灯具、 交通指示灯、 电子显示板中。
现已比较通用的一种多数目 LED 串联形成高工作电压 LED 电路为例， 可以参见图 1。多数目 LED 数目串联后形成高工作电压发光电路 1， 高工作电压发光电路 1 配上适合的 恒流驱动电路 2， 共同组成了 LED 照明、 显示装置， 其中， 所述恒流驱动电路 2 的输出端连接 到所述发光电路 1 的输入端。对于高工作电压发光电路 1 而言， 只要其中任一 LED 损坏就 会导致整个高工作电压发光电路 1 上的 LED 熄灭， 严重还会导致与所述任一 LED 损坏的支 路并联的其它 LED 的损坏。因此， 要想使多数目 LED 串联的高工作电压发光电路 1 在各种 环境里的使用， 就必须在对所述的多数目 LED 串联形成的高工作电压发光电路 1 进行保护 的同时， 也需要对恒流驱动电路 2 进行保护， 以免高工作电压发光电路 1 损坏的同时， 随之 恒流驱动电路 2 上的电压变化过大而导致恒流驱动电路 2 失效的问题。
为了解决上述问题， 在利用 LED 作为发光芯片时一方面希望通过多数目 LED 串联 形成的负载光源以应对未来 LED 功能性照明领域的应用快速发展， 从而促使高工作电压 LED 器件的广泛应用。另一发面， 在实际的实施过程中仍然存在问题， 亟待引进能有效改善 上述缺陷的新方法， 以解决多数目 LED 形成的负载光源中因任一 LED 损坏而导致整个高压 发光电路不能使用的最主要的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高工作电压 LED 保护二极管及其结构和 相应的制造方法， 以解决多数目 LED 串联形成的高工作电压 LED 电路因任一 LED 损坏后， LED 保护二极管可以在很小的电流下迅速触发启动以保证其它 LED 继续正常工作。
为解决上述问题， 本发明提出的一种高工作电压 LED 保护二极管， 包括 ：
PNP 三极管、 NPN 三极管、 P/N+ 反向二极管、 P/N 外延二极管和 P/N+ 正向二极管模 块；
所述 PNP 三极管的发射极与所述 P/N 外延二极管的负极连接， 所述 PNP 三极管的 基极及 P/N+ 反向二极管的负极与 NPN 三极管的集电极连接， 所述 PNP 三极管的集电极与所 述 NPN 三极管的基极连接， 所述 NPN 三极管的发射极与 P/N+ 正向二极管模块的正极连接， P/N+ 正向二极管模块的负极与所述 P/N 外延二极管的正极及所述 P/N+ 反向二极管的正极 连接。进一步地， 在所述 P/N+ 正向二极管模块的负极、 所述 P/N 外延二极管的正极、 所述 P/N+ 反向二极管的正极连接处引出金属铝电极， 在所述 PNP 三极管的发射极与所述 P/N 外 延二极管的负极处引出电极。
相应的， 本发明提供了一种高工作电压 LED 保护二极管电路的结构， 包括 ：
半导体衬底、 形成所述半导体衬底上的 N 型外延层、 穿透所述 N 型外延层与所述半 导体衬底相连的第一隔离 P+、 第二隔离 P+ 和第三隔离 P+， 由所述第一隔离 P+ 和所述第二 隔离 P+ 构成第一隔离区， 由所述第二隔离 P+ 和所述第三隔离 P+ 构成第二隔离区 ；
形成所述第一隔离区的第一 P 基区和第二 P 基区， 形成所述第一 P 基区上且与所 述第一 P 基区有部分重叠的第一发射区 N+， 形成所述第二 P 基区中的第二发射区 N+， 由所 述第一发射区 N+ 和所述第一 P 基区构成的 P/N+ 反向二极管， 由所述半导体衬底、 位于所述 第一隔离区的所述 N 型外延层和所述第二 P 基区构成的 PNP 三极管， 由位于所述第一隔离 区的所述 N 型外延层、 所述第二 P 基区和所述第二发射区 N+ 构成的 NPN 三极管 ；
形成所述第二隔离区的半导体衬底上、 N 型外延层底部区域中的 N+ 埋层， 形成所 述第二隔离区中的 N 个第三 P 基区， 形成所述每个第三 P 基区中的第三发射区 N+， 由所述 每个第三 P 基区及形成所述每个第三 P 基区中的第三发射区 N+ 构成的 N 个 P/N+ 正向二极 管， 形成所述第二隔离区中的第四 P 基区， 形成所述第二隔离区的所述 N 型外延层中的右边 第四发射区 N+， 由位于所述第二隔离区的所述 N 型外延层、 所述第四 P 基区和所述右边第四 发射区 N+ 构成的 P/N 外延二极管 ； 位于上述结构表面上的引线孔窗口， 从所述引线孔窗口引出的各电极 ；
位于所述半导体衬底底部的背面金属。
进一步地， 形成所述第二隔离区的所述 N 型外延层中的左边第四发射区 N+。
进一步地， 还包括分别形成所述第一 P 基区、 所述第二发射区 N+、 所述第四 P 基区、 所述右边第四发射区 N+ 及所述第一隔离 P+ 和所述第三隔离 P+ 上的引线孔窗口， 形成所述 每个 P/N+ 正向二极管中的第三发射区 N+ 和第三 P 基区上的引线孔窗口。
进一步地， 还包括形成所述第一 P 基区的引线孔窗口中的第一电极 ； 形成所述第 三隔离 P+ 的引线孔窗口与所述右边第四发射区 N+ 的引线孔窗口之间的第六电极 ； 形成平 面上有将所述第六电极与第一电极相连的平面电极 ； 如所述 N 为 1 个， 形成所述第二发射 区 N+ 的引线孔窗口与所述第三 P 基区的引线孔窗口之间的第二电极 ； 形成所述第三发射区 N+ 的引线孔窗口与所述第四 P 基区的引线孔窗口之间的第五电极 ； 如所述 N 为大于 1 时， 形成所述第二发射区 N+ 的引线孔窗口与所述第一 P/N+ 正向二极管中的第三 P 基区的引线 孔窗口之间的第二电极 ； 其后的每个 P/N+ 正向二极管中的第三 P 基区的引线孔窗口与前一 个 P/N+ 正向二极管中的第三发射区 N+ 的引线孔窗口之间形成的电极， 形成所述第 N 个 P/ N+ 正向二极管中的第三发射区 N+ 的引线孔窗口与所述第四 P 基区的引线孔窗口之间的第 五电极。
进一步地， 还包括形成所述结构表面上的钝化层。
相应的， 本发明提出的一种高工作电压 LED 保护二极管电路的制造方法， 包括如 下步骤 ：
提供半导体衬底， 在所述半导体衬底上形成第一氧化膜 ；
采用光刻工艺在所述第一氧化膜中蚀刻出 N+ 埋层窗口 ；
对所述 N+ 埋层窗口进行掺杂形成 N+ 埋层 ；
去除所述第一氧化膜， 在所述半导体衬底和所述 N+ 埋层上沉积 N 型外延层 ；
在所述 N 型外延层上形成第二氧化膜 ；
采用光刻工艺在所述第二氧化膜中蚀刻出 P+ 扩散窗口 ；
对所述 P+ 扩散窗口进行掺杂形成隔离 P+ ；
去除所述第二氧化膜， 在所述 N 型外延层沉积第三氧化膜 ；
在所述第三氧化膜上对沉积后的第一光刻胶进行光刻工艺， 形成光刻胶 P 窗口， 对所述光刻胶 P 窗口进行掺杂， 去除所述第一光刻胶， 形成 P 基区 ；
在所述第三氧化膜上对沉积后的第二光刻胶进行光刻工艺， 形成光刻胶 N+ 窗口， 对所述光刻胶 N+ 窗口进行掺杂， 去除所述第二光刻胶， 形成发射区 ；
在所述 N 型外延层上采用化学气相沉积工艺生长第四氧化膜 ；
在所述发射区采用退火工艺， 形成发射区 N+ ；
采用光刻工艺在所述第四氧化膜中蚀刻出引线孔窗口 ；
在所述第四氧化膜和所述引线孔窗口的表面沉积金属， 形成电极 ；
在所述半导体衬底的底部形成背面金属。 由上述技术方案可见， 与传统通用的一种多数目 LED 串联形成高工作电压 LED 电 路相比， 本发明公开的一种高工作电压 LED 保护二极管通过 PNP 三极管的发射极与 P/N 外 延二极管的负极连接， PNP 三极管的基极及 P/N+ 反向二极管的负极与 NPN 三极管的集电极 连接， PNP 三极管的集电极与 NPN 三极管的基极连接， NPN 三极管的发射极与 P/N+ 正向二极 管模块的正极连接， P/N+ 正向二极管模块的负极与所述 P/N 外延二极管的正极及所述 P/N+ 反向二极管的正极连接。由于所述 P/N+ 正向二极管模块包括 N 个 P/N+ 正向二极管， 当一 个 LED 的工作电压偏高或偏低， 可以通过相应地增加或减少所包含的 P/N+ 正向二极管的数 目来同步调整所述 P/N+ 正向二极管模块的电压， 来确保 LED 保护二极管启动后的工作电压 与所述一个 LED 的工作电压相近。同时， 在高工作电压 LED 保护二极管的制造过程中也可 以对 P/N+ 正向二极管进行数量上的选定， 然后， 将 N 个 P/N+ 正向二极管的正极、 负极首尾 依次串联成一组连续的 P/N+ 正向二极管， 且一组连续的 P/N+ 正向二极管的首尾正极、 负极 分别为所述 P/N+ 正向二极管模块的正极、 负极， 继而可以实现高工作电压 LED 保护二极管 的电压可调。因此， LED 保护二极管启动后的工作电压等于 PNP 三极管、 NPN 三极管组成的 可控硅电压及 N 个 P/N+ 正向二极管的电压， 与一个普通的 LED 的工作电压相近。当多数目 LED 串联电路中出现某一个 LED 损坏开路时， P/N+ 反向二极管直接与 PNP 三极管的 be( 基 极 - 发射极 ) 电极串联组成启动电路， 当所述损坏的 LED 的工作电压大于 P/N+ 反向二极管 及 PNP 三极管的 be 正向电压时， P/N+ 反向二极管出现击穿， 流过 P/N+ 反向二极管的电流 增大， 该电流全部从 PNP 三极管的 be 电极通过， 并可以在很小电流下迅速启动 NPN、 PNP 组 成的可控硅结构， 使所述 LED 保护二极管电路进入工作状态。
附图说明
图 1 为现有技术中一种多数目 LED 串联形成高工作电压 LED 电路的示意图 ； 图 2 为本发明一种高工作电压 LED 保护二极管实施例 1 的示意图 ； 图 3 为本发明一种高工作电压 LED 保护二极管实施例 2 的示意图 ；图 4 为本发明一种高工作电压 LED 保护二极管的制造方法流程 ； 图 5A 至图 5T 为本发明一种高工作电压 LED 保护二极管的制造方法 ； 图 6 为本发明一种并联有 LED 的高工作电压 LED 保护二极管的示意图 ； 图 7 为本发明一种并联有 LED 的高工作电压 LED 保护二极管的电压电流曲线示意图。 具体实施方式
为使本发明的上述目的、 特征和优点能够更加明显易懂， 下面结合附图对本发明 的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。 但是本发明能够以 很多不同于在此描述的其它方式来实施， 本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况 下做类似推广， 因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
其次， 本发明利用示意图进行详细描述， 在详述本发明实施例时， 为便于说明， 表 示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大， 而且所述示意图只是实例， 其在此不应 限制本发明保护的范围。此外， 在实际制作中应包含长度、 宽度及深度的三维空间尺寸。 最后， 为了能够详细清晰无误的阐述本发明的实质内容， 以本发明中提及的第一 隔离区作为左方位的参考方向， 以本发明中提及的第二隔离区作为右方位的参考方向， 通 过左、 右方位词的使用便于对本发明的更多细节进行准确到位的描述， 以便于更充分的理 解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此的方位进行描述， 本领域技术人员可以在不 违背本发明内涵的情况下做类似推广， 因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
参见图 2 和图 3， 本发明提出的一种高工作电压 LED 保护二极管， 包括 PNP 三极管 204、 NPN 三极管 210、 P/N+ 反向二极管 208、 P/N 外延二极管 206 和 P/N+ 正向二极管模块 212 ；
所述 PNP 三极管 204 的发射极与所述 P/N 外延二极管 206 的负极连接， 所述 PNP 三 极管 204 的基极及 P/N+ 反向二极管 208 的负极与 NPN 三极管 210 的集电极连接， 所述 PNP 三极管 204 的集电极与所述 NPN 三极管 210 的基极连接， 所述 NPN 三极管 210 的发射极与 P/N+ 正向二极管模块 212 的正极连接， P/N+ 正向二极管模块 212 的负极与所述 P/N 外延二 极管 206 的正极及所述 P/N+ 反向二极管 208 的正极连接。
进一步地， 所述 P/N+ 正向二极管模块 212 包括 N 个 P/N+ 正向二极管， N 为大于等 于 1 的正整数。如所述 N 为 1 时， 所述 P/N+ 正向二极管的正极、 负极分别为所述 P/N+ 正向 二极管模块 212 的正极、 负极 ( 参见图 3) ； 如所述 N 为大于 1 时， 所述 N 个 P/N+ 正向二极 管首尾依次串联成一组连续的 P/N+ 正向二极管， 且一组连续的 P/N+ 正向二极管的首尾正 极、 负极分别为所述 P/N+ 正向二极管模块 212 的正极、 负极。
此处， 列举 N ＝ 3 的情况， 即 P/N+ 正向二极管 214 的负极与 P/N+ 正向二极管 216 的正极相连、 P/N+ 正向二极管 216 的负极与 P/N+ 正向二极管 218 的正极相连， 此时， 所述 P/N+ 正向二极管 214 的正极与所述 P/N+ 正向二极管 218 的负极分别为所述 P/N+ 正向二极 管模块 212 的正极、 负极 ( 参见图 2)， 其中， N 为大于等于 1 的正整数。
其中， 所述 P/N+ 反向二极管 208 可以为 P/N+P/N+ 反向二极管 ； 所述 P/N+ 正向二 极管可以为 P/N+P/N+ 正向二极管 ； 所述 P/N 外延二极管 206 可以为 P/NP/N 外延二极管。
进一步地， 在所述 P/N+ 正向二极管模块 212 的负极、 所述 P/N 外延二极管 206 的 正极、 所述 P/N+ 反向二极管 208 的正极连接处引出金属铝电极 200， 在所述 PNP 三极管 204 的发射极与所述 P/N 外延二极管 206 的负极处引出电极 202。
基于本发明提供的一种高工作电压 LED 保护二极管， 参见图 5T， 对所述的一种高 工作电压 LED 保护二极管的结构进行详细描述， 所述一种高压 LED 保护二极管的结构包 括：
半导体衬底 500、 形成所述半导体衬底 500 上的 N 型外延层 508、 穿透所述 N 型外 延层 508 与所述半导体衬底 500 相连的第一隔离 P+514_1、 第二隔离 P+514_2 和第三隔离 P+514_3， 由所述第一隔离 P+514_1 和所述第二隔离 P+514_2 构成第一隔离区 D1， 由所述第 二隔离 P+514_2 和所述第三隔离 P+514_3 构成第二隔离区 D2 ；
形成所述第一隔离区 D1 的第一 P 基区 522 和第二 P 基区 524， 形成所述第一 P 基 区 522 上且与所述第一 P 基区 522 有部分重叠的第一发射区 N+538’ ， 形成所述第二 P 基区 524 中的第二发射区 N+540’ ， 由所述第一发射区 N+538’ 和所述第一 P 基区 522 构成的 P/ N+ 反向二极管， 由所述半导体衬底 500、 位于所述第一隔离区 D1 的所述 N 型外延层 508 和 所述第二 P 基区 524 构成的 PNP 三极管， 由位于所述第一隔离区 D1 的所述 N 型外延层 508、 所述第二 P 基区 524 和所述第二发射区 N+540’ 构成的 NPN 三极管 ；
形成所述第二隔离区 D2 的半导体衬底 500 上、 N 型外延层 508 底部区域中的 N+ 埋 层 506， 形成所述第二隔离区 D2 中的 N 个第三 P 基区， 形成所述每个第三 P 基区中的第三 发射区 N+， 由所述每个第三 P 基区及位于所述每个第三 P 基区中的第三发射区 N+ 构成的 N 个 P/N+ 正向二极管， 形成所述第二隔离区 D2 中的第四 P 基区 532， 形成所述第二隔离区 D2 的所述 N 型外延层 508 中的右边第四发射区 N+550’ ， 由位于所述第二隔离区 D2 的所述 N 型 外延层 508、 所述第四 P 基区 532 和所述右边第四发射区 N+550’ 构成的 P/N 外延二极管 ；
进一步地， 形成所述第二隔离区的所述 N 型外延层中的左边第四发射区 N+542’ 。
位于所述第一 P 基区 522、 所述第二发射区 N+540’ 、 所述第四 P 基区 532、 所述左边 第四发射区 N+542’ 、 所述右边第四发射区 N+550’ 及所述第一隔离 P+514_1 和所述第三隔 离 P+514_3 上分别开有引线孔窗口， 位于所述每个 P/N+ 正向二极管中的第三发射区 N+ 和 第三 P 基区上分别开有引线孔窗口 ；
位于所述第一 P 基区 522 的引线孔窗口中形成有第一电极 LA1 ； 位于所述第三隔 离 P+514_3 的引线孔窗口与所述右边第四发射区 N+550’ 的引线孔窗口之间形成有第六电 极 LA6 ； 位于平面上有将所述第六电极 LA6 与第一电极 LA1 相连的平面电极 LA( 图未示 ) ； 如所述 N 为 1 个， 位于所述第二发射区 N+540’ 的引线孔窗口与所述第三 P 基区的引线孔窗 口之间形成有第二电极 LA2 ； 位于所述第三发射区 N+ 的引线孔窗口与所述第四 P 基区 532 的引线孔窗口之间形成有第五电极 LA5 ； 如所述 N 为大于 1 时， 位于所述第二发射区 N+540’ 的引线孔窗口与所述第一 P/N+ 正向二极管中的第三 P 基区的引线孔窗口之间形成有第二 电极 LA2 ； 其后的每个 P/N+ 正向二极管中的第三 P 基区的引线孔窗口与前一个 P/N+ 正向二 极管中的第三发射区 N+ 的引线孔窗口之间形成有电极， 位于所述第 NP/N+ 正向二极管中的 第三发射区 N+ 的引线孔窗口与所述第四 P 基 532 的引线孔窗口之间形成有第五电极 LA5。
此处， 列举 N ＝ 3 的情况， 即位于所述第二发射区 N+540’ 的引线孔窗口与所述第 一 P/N+ 正向二极管中的第三 P 基区 526 的引线孔窗口之间形成有第二电极 LA2 ； 其后的第二 P/N+ 正向二极管中的第三 P 基区 528 的引线孔窗口和第三 P/N+ 正向二极管中的第三 P 基区 530 的引线孔窗口分别与第一 P/N+ 正向二极管中的第三发射区 N+544’ 的引线孔窗口 和第二 P/N+ 正向二极管中的第三发射区 N+546’ 的引线孔窗口之间形成有第三电极 LA3 和 第四电极 LA4， 位于所述第三 P/N+ 正向二极管中的第三发射区 N+548’ 的引线孔窗口与所述 第四 P 基 532 的引线孔窗口之间形成有第五电极 LA5， 其中， N 为大于等于 1 的正整数 ；
所述半导体衬底 500 的底部形成有背面金属 570。
进一步地， 所述结构的表面形成有钝化层 568。
参见图 3， 本发明所提供的一种高工作电压 LED 保护二极管的制造方法流程为 ：
S100 ： 提供半导体衬底， 在所述半导体衬底上形成第一氧化膜 ；
S101 ： 采用光刻工艺在所述第一氧化膜中蚀刻出 N+ 埋层窗口 ；
S102 ： 对所述 N+ 埋层窗口进行掺杂形成 N+ 埋层 ；
S103 ： 去除所述第一氧化膜， 在所述半导体衬底和所述 N+ 埋层上沉积 N 型外延 层；
S104 ： 在所述 N 型外延层上形成第二氧化膜 ；
S105 ： 采用光刻工艺在所述第二氧化膜中蚀刻出 P+ 扩散窗口 ； S106 ： 对所述 P+ 扩散窗口进行掺杂形成隔离 P+ ；
S107 ： 去除所述第二氧化膜， 在所述 N 型外延层沉积第三氧化膜 ；
S108 ： 在所述第三氧化膜上对沉积后的第一光刻胶进行光刻工艺， 形成光刻胶 P 窗口， 对所述光刻胶 P 窗口进行掺杂， 去除所述第一光刻胶， 形成 P 基区 ；
S109 ： 在所述第三氧化膜上对沉积后的第二光刻胶进行光刻工艺， 形成光刻胶 N+ 窗口， 对所述光刻胶 N+ 窗口进行掺杂， 去除所述第二光刻胶， 形成发射区 ；
S110 ： 在所述 N 型外延层上采用化学气相沉积工艺生长第四氧化膜 ；
S111 ： 在所述发射区采用退火工艺， 形成发射区 N+ ；
S112 ： 采用光刻工艺在所述第四氧化膜中蚀刻出引线孔窗口 ；
S113 ： 在所述第四氧化膜和所述引线孔窗口的表面沉积金属， 形成电极 ；
S114 ： 在所述半导体衬底的底部形成背面金属。
下面以图 4 所示的方法流程为例， 结合附图 5A 至 5T， 对一种高工作电压 LED 保护 二极管的制造方法的制作工艺进行详细描述。
S100 ： 提供半导体衬底， 在所述半导体衬底上形成第一氧化膜。
参见图 5A， 提供一电阻率小于 0.2Ω· cm 的半导体衬底 500， 所述半导体衬底为重 掺杂的 P 型半导体衬底， 对所述半导体衬底的表面进行氧化， 生成厚度为 0.6 ～ 0.8um 的第 一氧化膜 502。
S101 ： 采用光刻工艺在所述第一氧化膜中蚀刻出 N+ 埋层窗口。
参见图 5B， 采用光刻工艺对所述第一氧化膜 502 进行光刻蚀刻， 在所述第一氧化 膜 502 中形成 N+ 埋层窗口 504。
S102 ： 对所述 N+ 埋层窗口进行掺杂形成 N+ 埋层。
参见图 5C， 可以采用 N+ 注入或 N+ 扩散的方式对所述 N+ 埋层窗口 504 进行掺杂形 成 N+ 埋层 506， 所述 N+ 埋层 506 结深为 3 ～ 5um， 方块电阻的参数为 15 ～ 40Ω/ 方块。
所述 N+ 埋层 506 可以防止后续工艺制成的 N 个 P/N+ 正向二极管 ( 此处， N ＝ 3)
在诸如所述半导体衬底 500 分别与所述 N 型外延层 508、 所述第三 P 基区 ( 参见图 5K)、 所 述第三发射区 N+( 参见图 5P) 之间出现寄生可控硅管， 寄生可控硅管触发导通导致后续制 备的保护二极管功能失效。
S103 ： 去除所述第一氧化膜， 在所述半导体衬底和所述 N+ 埋层上沉积 N 型外延层。
首先， 参见图 5D， 采用氢氟酸 (HF) 去除所述第一氧化膜 502 后， 然后， 参见图 5E， 在进行所述半导体衬底 500 和所述 N+ 埋层 506 上沉积 N 型外延层 508， 所述 N 型外延层 508 的厚度为 10 ～ 14um， 外延电阻率为 0.5 ～ 5Ω·cm。
S104 ： 在所述 N 型外延层上形成第二氧化膜。
参见图 5F. 对所述 N 型外延层 508 的表面进行氧化， 生成厚度为 0.6 ～ 1um 的第 二氧化膜 510。
S105 ： 采用光刻工艺在所述第二氧化膜中蚀刻出 P+ 扩散窗口。
参见图 5G， 采用光刻工艺对所述第二氧化膜 510 进行光刻蚀刻， 在所述第二氧化 膜 510 中形成 P+ 扩散窗口。
所述 P+ 扩散窗口包括第一 P+ 扩散窗口 512_1、 第二 P+ 扩散窗口 512_2 和第三第 一 P+ 扩散窗口 512_3， 后续工艺分别制作用于隔离器件的第一隔离 P+514_1( 参见图 5H)、 第一隔离 P+514_2( 参见图 5H) 和第三隔离 P+514_3( 参见图 5H)。 S106 ： 对所述 P+ 扩散窗口进行掺杂形成隔离 P+。
参见图 5H， 对第一 P+ 扩散窗口 512_1、 第二 P+ 扩散窗口 512_2 和第三第一 P+ 扩 散窗口 512_3 进行掺杂工艺， 所述掺杂物可以为硼， 形成 P+ 硼扩散方块电阻， 所述 P+ 硼扩 散方块电阻的参数为 5 ～ 7Ω/ 方块， 结深为 10 ～ 14um， 所述 P+ 硼扩散方块电阻用作隔离 P+。所述隔离 P+ 为穿透所述 N 型外延层 508 与所述半导体衬底 500 部分相连。
其 中， 所 述 隔 离 P+ 包 括 第 一 隔 离 P+514_1、 第 二 隔 离 P+514_2 和 第 三 隔 离 P+514_3， 分别通过第一 P+ 扩散窗口 512_1、 第二 P+ 扩散窗口 512_2 和第三第一 P+ 扩散窗 口 512_3 形成。所述第一隔离 P+514_1 和所述第二隔离 P+514_2 形成第一隔离区 D1 ； 所述 第二隔离 P+514_2 和所述第三隔离 P+514_3 形成第二隔离区 D2。
所述第一隔离区 D1 与所述第二隔离区 D2 的形成用于后续工艺在所述 N 型外延层 508 上形成的器件之间实现良好的绝缘。
S107 ： 去除所述第二氧化膜， 在所述 N 型外延层沉积第三氧化膜。
参见图 5I， 去除所述第二氧化膜 510， 对所述 N 型外延层 508 的表面进行氧化， 生 成厚度为 0.02 ～ 0.08um 的第三氧化膜 516。
S108 ： 在所述第三氧化膜上对沉积后的第一光刻胶进行光刻工艺， 形成光刻胶 P 窗口， 对所述光刻胶 P 窗口进行掺杂， 去除所述第一光刻胶， 形成 P 基区。
首先， 参见图 5J， 在所述第三氧化膜 516 上沉积第一光刻胶 518， 对所述第一光刻 胶 518 进行光刻工艺， 形成光刻胶 P 窗口 520， 对所述光刻胶 P 窗口 520 进行离子注入， 注入 离子可以为硼离子， 注入能量为 40 ～ 100KeV， 注入剂量为 2E14 ～ 4E14/cm2， 然后， 参见图 5K， 去除所述第一光刻胶 518， 形成 P 基区。
其中， 所述 P 基区包括第一 P 基区 522、 第二 P 基区 524、 第三 P 基区和第四 P 基区 532。所述第一 P 基区 522， 用于后续工艺制作 P/N+ 反向二极管 ； 所述第二 P 基区 524， 用于 后续工艺制作 PNP 三极管和 NPN 三极管 ； 所述第三 P 基区的数目有 N 个， N 的取值由高工作
电压 LED 保护二极管所并联的一个 LED 的工作电压的高低确定， 当所述该 LED 的工作电压 高时， N 值可以变大， 当所述该 LED 工作电压低时， N 值可以变小。例如， 所述该 LED 的工作 电压为 3V， 此时， 有后续工艺制的 PNP 三极管、 NPN 三极管组成的可控硅电压一般为 1V， 而后 续工艺制的每个 P/N+ 正向二极管的电压约为 0.7V， 因此， 此处需要 3 个 P/N+ 正向二极管， 而每个 P/N+ 正向二极管需要 1 个第三 P 基区构成， 即 N 取值为 3， 由左至右依次为第三 P 基 区 526、 第三 P 基区 528 和第三 P 基区 530， 分别用于后续工艺由左至右依次制作第一 P/N+ 正向二极管、 第二 P/N+ 正向二极管和第三 P/N+ 正向二极管， 其中， N 也可以为 1， 因此， N为 大于等于 1 的正整数 ； 所述第四 P 基区 532， 用于后续工艺制作 P/N 外延二极管。
优选的， 所述第一 P 基区 522 和所述第二 P 基区 524 与形成第一隔离区 D1 的所述 第一隔离 P+514_1 和所述第二隔离 P+514_2 的间距分别大于 5um， 所述第一 P 基区 522 和所 述第二 P 基区 524 与第一隔离区 D1 中的所述半导体衬底间距分别为 2 ～ 5um， 所述第一 P 基区 522 与所述第二 P 基区 524 之间的间距大于 3um。
S109 ： 在所述第三氧化膜上对沉积后的第二光刻胶进行光刻工艺， 形成光刻胶 N+ 窗口， 对所述光刻胶 N+ 窗口进行掺杂， 去除所述第二光刻胶， 形成发射区。
首先， 参见图 5L， 在所述第三氧化膜 516 上沉积第二光刻胶 534， 对所述第二光刻 胶 534 进行光刻工艺， 形成光刻胶 N+ 窗口 536， 其次， 参见图 5M， 采用离子注入工艺对所述 光刻胶 N+ 窗口进行掺杂， 注入离子可以为砷离子， 注入能量为 100 ～ 150KeV， 注入剂量为 2E15 ～ 6E15/cm2， 最后， 参见图 5N， 去除所述第二光刻胶 534， 形成发射区。 其中， 所述发射区包括第一发射区 538、 第二发射区 540、 第三发射区和第四发射 区。所述第一发射区 538， 位于所述第一隔离区 D1 中紧邻所述第一隔离 P+512_1 的右边 ； 所述第二发射区， 从所述第二 P 基区 524 表面向下开始位于所述第二 P 基区 524 中 ； 所述第 三发射区的数目随所述第三 P 基区的数目变化， 此处， 所述第三发射区的数目为 3 个， 由左 至右依次为第三发射区 544、 第三发射区 546 和第三发射区 548， 且所述第三发射区 544、 第 三反射区 546 和第三发射区 548 由左至右分别依次从所述的第三 P 基区 526、 第三 P 基区 528 和第三 P 基区 530 的表面向下开始位于相应的所述的第三 P 基区 526、 第三 P 基区 528 和第三 P 基区 530 中， 若所述第三 P 基区的数目 N 为 1， 则所述第三发射区的数目也为 1 ； 所 述第四发射区的数目为 2， 位于所述第二隔离区 D2 中紧邻所述第二隔离 P+514_2 的右边的 为第四发射区 542， 位于所述第二隔离区 D2 中紧邻所述第三隔离 P+514_3 的左边的为第四 发射区 550。
S110 ： 在所述 N 型外延层上采用化学气相沉积工艺生长第四氧化膜。
参见图 5O， 在所述 N 型外延层 508 上采用化学气相沉积 (CVD) 工艺生长厚度为 0.5 ～ 0.8um 的第四氧化膜 552。
S111 ： 在所述发射区采用退火工艺， 形成发射区 N+。
参见图 5P， 在所述发射区进行退火工艺以激活注入的离子， 形成发射区 N+， 所述 退火工艺的温度为 950 ～ 1050℃、 时间为 10 ～ 60min。
其中， 所述发射区 N+ 包括第一发射区 N+538’ 、 第二发射区 N+540’ 、 第三发射区 N+ 和右边第四发射区 N+， 分别在所述的第一发射区 N+538、 第二发射区 N+540、 第三发射区 N+ 和右边第四发射区 N+ 中通过激活注入的离子而形成。通过所述第一 P 基区 522 和所述第 一发射区 N+538’ 制作 P/N+ 反向二极管 ； 通过所述 N 型外延层 508、 所述第二 P 基区 524 和
所述第二发射区 N+540’ 制作 NPN 三极管 ； 且通过所述半导体衬底 500、 所述 N 型外延层 508 和所述第二 P 基区 524 制作 PNP 三极管 ； 随所述第三 P 基区的数目变化， 所述第三发射区 N+ 的数目为 3， 由左至右依次为第三发射区 N+544’ 、 第三发射区 N+546’ 和第三发射区 N+548’ ， 通过所述第三发射区 N+544’ 和第三 P 基区 526、 第三发射区 N+546’ 和第三 P 基区 528、 第 三发射区 N+548’ 和第三 P 基区 530， 由左至右依次制作第一 P/N+ 正向二极管、 第二 P/N+ 正 向二极管和第三 P/N+ 正向二极管， 若所述第三 P 基区的数目为 1， 则形成数目为 1 的所述第 三发射区， 并共同构成 1 个 P/N+ 正向二极管 ； 所述右边第四发射区 N+， 位于所述第二隔离 区 D2 中紧邻所述第三隔离 P+514_3 的左边的为右边第四发射区 N+550’ ， 通过所述右边第四 发射区 N+550’ 和所述第四 P 基区 532 制作的 P/N 外延二极管。
进一步地， 位于所述第二隔离区 D2 中紧邻所述第二隔离 P+514_2 的右边还形成有 左边第四发射区 N+542’ 。所述左边第四发射区 N+542’ 可以防止第一 P/N+ 正向二极管在诸 如所述第二隔离 P+514_2 分别与所述 N 型外延层 508、 所述第三 P 基区 526、 所述第三发射 区 N+544’ 之间出现横向寄生可控硅管， 横向寄生可控硅管触发导通导致保护二极管功能失 效。
进一步地， 所述发射区 N+ 包括第一发射区 N+538’ 、 第二发射区 N+540’ 、 第三发射 区 N+ 及第四发射区 N+， 所述第四发射区 N+ 包括右边第四发射区 N+ 和左边第四发射区 N+。
优选的， 所述第一发射区 N+538’ 与所述第一 P 基区 522 重叠部分为 2 ～ 5um。
优选的， 所述左边第四发射区 N+542’ 与邻近的所述第二隔离 P+514_2 可以并列， 也可以重叠， 重叠部分为 0 ～ 5um ； 所述右边第四发射区 N+550’ 与邻近的所述第三隔离 P+514_3 可以并列， 也可以重叠， 重叠部分为 0 ～ 5um。
S112 ： 采用光刻工艺在所述第四氧化膜中蚀刻出引线孔窗口。
参见图 5Q， 对所述第四氧化膜 552 进行光刻工艺， 在所述第四氧化膜 552 中蚀刻出 引线孔窗口。
其中， 当所述第三 P 基区的数目 N 为大于 1 时， 若 N 为 3 时， 此时， 所述引线孔窗口 包括引线孔窗口 554_1、 引线孔窗口 554_2、 引线孔窗口 554_3、 引线孔窗口 554_4、 引线孔窗 口 554_5、 引线孔窗口 554_6、 引线孔窗口 554_7、 引线孔窗口 554_8、 引线孔窗口 554_9、 引线 孔窗口 554_10 和引线孔窗口 554_11。所述引线孔窗口 554_1 位于所述第一 P 基区 522、 所 述引线孔窗口 554_2 位于所述第二发射区 N+540’ 、 所述引线孔窗口 554_3 位于所述第三 P 基区 526、 所述引线孔窗口 554_4 位于所述第三发射区 N+544’ 、 所述引线孔窗口 554_5 位于 所述第三 P 基区 528、 所述引线孔窗口 554_6 位于所述第三发射区 N+546’ 、 所述引线孔窗口 554_7 位于所述第三 P 基区 530、 所述引线孔窗口 554_8 位于所述第三发射区 N+548’ 、 所述 引线孔窗口 554_9 位于所述第四 P 基区 532、 所述引线孔窗口 554_10 位于所述右边第四发 射区 N+550’ 、 所述引线孔窗口 554_11 位于所述第三隔离 P+514_3 中 ； 若 N 为 1 时， 所述引 线孔窗口包括引线孔窗口 554_1、 引线孔窗口 554_2、 引线孔窗口 554_3、 引线孔窗口 554_4、 引线孔窗口 554_9、 引线孔窗口 554_10 和引线孔窗口 554_11。其中， 各引线孔窗口形成的 区域可参见 N ＝ 3 时的位置， 在此不再一一赘述。
S113 ： 在所述第四氧化膜和所述引线孔窗口的表面沉积金属， 形成电极。
参见图 5R. 在所述第四氧化膜 552 和所述引线孔窗口的表面溅射或蒸发工艺， 形 成厚度为 1.5 ～ 3um 的金属， 然后， 对形成的金属进行光刻、 刻蚀、 合金， 形成电极， 优选的，所述金属为铝。
其中， 当所述第三 P 基区的数目 N 为大于 1 时， 若 N 为 3 时， 此时， 所述电极包括第 一电极 LA1、 第二电极 LA2、 第三电极 LA3、 第四电极 LA4、 第五电极 LA5、 第六电极 LA6 和平面 电极 LA( 图未示 )。在所述引线孔窗口 554_1 中和所述引线孔窗口 554_1 紧邻的部分第四 氧化膜 552 上形成所述第一电极 LA1 ； 在所述引线孔窗口 554_2、 所述引线孔窗口 554_3 中 以及所述引线孔窗口 554_2 紧邻的左边部分第四氧化膜 552、 所述引线孔窗口 554_3 紧邻的 右边部分第四氧化膜 552 和所述引线孔窗口 554_2 与所述引线孔窗口 554_3 之间的第四氧 化膜 552 上形成所述第 2 第二电极 LA2 ； 在所述引线孔窗口 554_4、 所述引线孔窗口 554_5 中以及所述引线孔窗口 554_4 紧邻的左边部分第四氧化膜 552、 所述引线孔窗口 554_5 紧邻 的右边部分第四氧化膜 552 和所述引线孔窗口 554_4 与所述引线孔窗口 554_5 之间的第四 氧化膜 552 上形成所述第三电极 LA3 ； 在所述引线孔窗口 554_6、 所述引线孔窗口 554_7 中 以及所述引线孔窗口 554_6 紧邻的左边部分第四氧化膜 552、 所述引线孔窗口 554_7 紧邻 的右边部分第四氧化膜 552 和所述引线孔窗口 554_6 与所述引线孔窗口 554_7 之间的第四 氧化膜 552 上形成所述第四电极 LA4 ； 在所述引线孔窗口 554_8、 所述引线孔窗口 554_9 中 以及所述引线孔窗口 554_8 紧邻的左边部分第四氧化膜 552、 所述引线孔窗口 554_9 紧邻 的右边部分第四氧化膜 552 和所述引线孔窗口 554_8 与所述引线孔窗口 554_9 之间的第四 氧化膜 552 上形成所述第五电极 LA5 ； 在所述引线孔窗口 554_10、 所述引线孔窗口 554_11 中以及所述引线孔窗口 554_10 紧邻的左边部分第四氧化膜 552 上形成所述第六电极 LA6 ； 在所述 LA6 和所述 LA1 上形成所述平面电极 LA ； 若 N 为 1 时， 此时， 所述电极包括第一电极 LA1、 第二电极 LA2、 第五电极 LA5、 第六电极 LA6 和平面电极 LA( 图未示 )。在所述引线孔 窗口 554_2、 所述引线孔窗口 554_3 中以及所述引线孔窗口 554_2 紧邻的左边部分第四氧 化膜 552、 所述引线孔窗口 554_3 紧邻的右边部分第四氧化膜 552 和所述引线孔窗口 554_2 与所述引线孔窗口 554_3 之间的第四氧化膜 552 上形成有第二电极 LA2， 在所述引线孔窗 口 554_4、 所述引线孔窗口 554_9 中以及所述引线孔窗口 554_4 紧邻的左边部分第四氧化膜 552、 所述引线孔窗口 554_9 紧邻的右边部分第四氧化膜 552 和所述引线孔窗口 554_4 与所 述引线孔窗口 554_9 之间的第四氧化膜 552 上形成所述第五电极 LA5。其余电极的形成可 参见 N ＝ 3 时的连接， 在此不再一一赘述。
S114 ： 在所述半导体衬底的底部形成背面金属。
参见图 5S， 对所述半导体衬底 500 的底部进行金属化， 形成背面金属 570， 在所述 背面金属的表面引出背面电极 ( 图未示 )。
优选的， 参见图 5T， 在上述步骤形成的芯片表面采用低温淀积厚度为 0.5 ～ 1.2um 的钝化层 568， 以便对芯片进行保护以避免表面电极出现划伤， 然后， 对淀积的所述钝化层 568 进行光刻、 刻蚀， 在所述第五电极 LA5 钝化时开有压点窗口 572。
优选的， 所述第一氧化膜 502、 所述第二氧化膜 510、 所述第三氧化膜 516 和所述第 四氧化膜 552 均可以为二氧化硅薄膜。
相应的， 本发明提出的一种高工作电压 LED 保护二极管与本发明提出的一种高压 LED 保护二极管电路的结构的一一对应关系如下 ：
所述 PNP 三极管 204 包括的发射极、 基极和集电极分别对应于所述高压 LED 保护 二极管电路的结构中的所述 PNP 三极管中的所述半导体衬底 500、 所述 N 型外延层 508 和所述第二 P 基区 524 ；
所述 NPN 三极管 210 包括的发射极、 基极和集电极分别对应于所述高压 LED 保护 二极管电路的结构中的所述 NPN 三极管中的所述第二反射区 N+540’ 、 所述第二 P 基区 524 和所述 N 型外延层 508 ；
所述 P/N+ 反向二极管 208 的正极和负极分别对应于所述高压 LED 保护二极管电 路的结构中的所述 P/N+ 反向二极管中的所述第一发射区 N+538’ 和所述第一 P 基区 522 ；
所述 P/N 外延二极管 206 的正极和负极分别对应于所述高压 LED 保护二极管电路 的结构中的所述 P/N 外延二极管中的所述第四发射区 N+550’ 和所述 N 型外延层 508、 所述 第四 P 基区 532 ；
所述 P/N+ 正向二极管模块 212 包括 N 个 P/N+ 正向二极管， 当 N 为大于 1 时， 如N ＝ 3， 此时， 分别为 P/N+ 正向二极管 212、 P/N+ 正向二极管 214 和 P/N+ 正向二极管 216， 所 述 P/N+ 正向二极管 212 的正极和负极分别对应于所述高压 LED 保护二极管电路的结构中 的所述第一 P/N+ 正向二极管中的所述第三 P 基区 526 和所述第三发射区 N+544’ 、 所述 P/ N+ 正向二极管 214 的正极和负极分别对应于所述高压 LED 保护二极管电路的结构中的所 述第二 P/N+ 正向二极管中的所述第三 P 基区 528 和所述第三发射区 N+546’ 、 所述 P/N+ 正 向二极管 216 的正极和负极分别对应于所述高压 LED 保护二极管电路的结构中的所述第三 P/N+ 正向二极管中的所述第三 P 基区 530 和所述第三发射区 N+548’ ； 若 N ＝ 1 时， 此时， P/ N+ 正向二极管的正极、 负极分别对应于所述高压 LED 保护二极管电路的结构中的所述 P/N+ 正向二极管中的所述第三 P 基区 526 和所述第三发射区 N+544’ 。 从所述 PNP 三极管 204 的发射极引出电极 202 对应于所述高压 LED 保护二极管电 路的结构中的所述背面金属 570 引出的背面电极 ( 图未示 ) ； 从所述 P/N+ 反向二极管 208 的正极、 所述 P/N+ 正向二极管 216 的负极以及所述 P/N 外延二极管 206 的正极引出的金属 铝电极 200 对应于所述高压 LED 保护二极管电路的结构中的所述平面电极 LA( 图未示 )。
因此， 当所述 P/N+ 正向二极管模块包括的 P/N+ 正向二极管的数目 N 为大于 1 时， 如 N 为 3 时， 所述 PNP 三极管 204 的发射极与 P/N 外延二极管 206 的负极通过所述半导体 衬底 500 和所述第三隔离 P+514_3、 所述第六电极 LA6、 所述第四发射区 N+550’ 连接， 所述 PNP 三极管 204 的基极及 P/N+ 反向二极管 208 的负极与 NPN 三极管 210 的集电极通过所述 N 型外延层 508 连接， 所述 PNP 三极管 204 的集电极与所述 NPN 三极管 210 的基极通过所述 第二 P 基区 524 连接， 所述 NPN 三极管 210 的发射极与 P/N+ 正向二极管 214 的正极通过所 述第二反射区 N+540’ 和所述第三 P 基区 526 连接， 所述 P/N+ 正向二极管 214 的负极与 P/ N+ 正向二极管 216 的正极通过所述第三发射区 N+544’ 和所述第三 P 基区 528 连接， 所述 P/ N+ 正向二极管 216 的负极与 P/N+ 正向二极管 218 的正极通过所述第三发射区 N+546’ 和所 述第三 P 基区 530 连接， 所述 P/N+ 正向二极管 218 的负极与所述 P/N 外延二极管 206 的正 极及所述 P/N+ 反向二极管 208 的正极通过所述第三发射区 N+548’ 、 所述第四 P 基区 532、 所述第一 P 基区 522 连接， 因此， 所述 P/N+ 正向二极管 214 的正极和所述 P/N+ 正向二极管 218 的负极分别为所述 P/N+ 正向二极管模块 212 的正极、 负极 ； 若所述 P/N+ 正向二极管模 块包括的 P/N+ 正向二极管为 1， 即 N 为 1 时， 所述 NPN 三极管 210 的发射极与 P/N+ 正向二 极管的正极通过所述第二反射区 N+540’ 和所述第三 P 基区 526 连接， 所述 P/N+ 正向二极管 的负极与所述 P/N 外延二极管 206 的正极及所述 P/N+ 反向二极管 208 的正极通过所述第
三发射区 N+548’ 、 所述第四 P 基区 532、 所述第一 P 基区 522 连接， 因此， 所述 P/N+ 正向二 极管的正极和所述 P/N+ 正向二极管的负极分别为所述 P/N+ 正向二极管模块 212 的正极、 负极， 其余的连接方式参见本段 N ＝ 3 时的连接， 在此不再一一赘述。
相应的， 本发明提出的一种并联有 LED 的高工作电压 LED 保护二极管及其相应的 电压电流曲线。其中， 所述并联有 LED 的高工作电压 LED 保护二极管的电压电流曲线中， 横 坐标代表电压， 纵坐标代表电流。
参见图 6， 所述高工作电压 LED 保护二极管可单独进行封装后， 使用时并联在 LED 器件的两侧， 金属铝电极 200 与 LED 负极相连， 电极 202 与 LED 正极相连， 每颗 LED 并联一 个高工作点压 LED 保护二极管， 也可以直接封装并联在 LED 器件的内部。当多数目 LED 串 联的电路中的某一颗 LED 损坏开路时， 所述 P/N+ 正向二极管模块 212 包括的 P/N+ 正向二 极管的数目 N 为大于 1 时， 如 N ＝ 3 时， 参见图 2， 如工作电压大于启动电压时， 所述高工作 电压 LED 保护二极管启动后的工作电压约在 3 ～ 3.3V 左右， 参见图 7， 内部的所述 P/N+ 反 向二极管出现击穿， 流过所述 P/N+ 反向二极管的电流增大导致所述 NPN 三极管、 所述 PNP 三极管组成的可控硅结构触发启动， 电流从可控硅流过， 再依次流过 3 个串联形成的 P/N+ 正向二极管模块， 即所述 P/N+ 正向二极管 214、 所 P/N+ 正向二极管 216 和所述 P/N+ 正向二 极管 218， 从而避免出现整串灯不亮的情况， 同时还保持恒流驱动电路及其它 LED 的压降稳 定； 由于并且当 LED 电压反接时， 内部的所述 P/N 外延二极管导通， 且导通电压约 0.7V， 低 于单颗 LED 的电压， 从而保护 LED 不会由于反接而失效， 从所述高压 LED 保护二极管的电压 电流关系曲线图可以清楚地表明其保护性能 ； 如 N ＝ 1 时， 参见图 3， 其工作原理参见本段 N ＝ 3 时的描述， 在此不再一一赘述。
由上述技术方案可见， 与传统通用的一种多数目 LED 串联形成高工作电压 LED 电 路相比， 本发明公开的一种高工作电压 LED 保护二极管由于 PNP 三极管的发射极与 P/NP/N 外延二极管的负极连接， PNP 三极管的基极及 P/N+P/N+ 反向二极管的负极与 NPN 三极管的 集电极连接， PNP 三极管的集电极与 NPN 三极管的基极连接， NPN 三极管的发射极与 P/N+ 正 向二极管模块的正极连接， P/N+ 正向二极管模块的负极与所述 P/N 外延二极管的正极及所 述 P/N+ 反向二极管的正极连接。由于所述 P/N+ 正向二极管模块包括 N 个 P/N+ 正向二极 管， 当一个 LED 的工作电压偏高或偏低， 可以通过相应地增加或减少所包含的 P/N+ 正向二 极管的数目来同步调整所述 P/N+ 正向二极管模块的电压， 来确保 LED 保护二极管启动后的 工作电压与所述一个 LED 的工作电压相近。同时， 在高工作电压 LED 保护二极管的制造过 程中也可以对 P/N+ 正向二极管进行数量上的选定， 然后， 将 N 个 P/N+ 正向二极管的正极、 负极首尾依次串联成一组连续的 P/N+ 正向二极管， 且一组连续的 P/N+ 正向二极管的首尾 正极、 负极分别为所述 P/N+ 正向二极管模块的正极、 负极， 继而可以实现高工作电压 LED 保 护二极管的电压可调。因此， LED 保护二极管启动后的工作电压等于 PNP 三极管、 NPN 三极 管组成的可控硅电压及 N 个 P/N+ 正向二极管的电压， 与一个普通的 LED 的工作电压相近。 当多数目 LED 串联电路中出现某一个 LED 损坏开路时， P/N+ 反向二极管直接与 PNP 三极管 的 be( 基极 - 发射极 ) 电极串联组成启动电路， 当所述损坏的 LED 的工作电压大于 P/N+ 反 向二极管及 PNP 三极管的 be 正向电压时， P/N+ 反向二极管出现击穿， 流过 P/N+ 反向二极管 的电流增大， 该电流全部从 PNP 三极管的 be 电极通过， 并可以在很小电流下迅速启动 NPN、 PNP 组成的可控硅结构， 使所述 LED 保护二极管电路进入工作状态。本发明虽然以较佳实施例公开如上， 但其并不是用来限定权利要求， 任何本领域 技术人员在不脱离本发明的精神和范围内， 都可以做出可能的变动和修改， 因此本发明的 保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。