由于LED与其他传统光源相比,具有启动快、能耗低、使用寿命长、方向性好、环保等优点,被称为是21世纪最有发展前景的绿色照明光源,被广泛应用于各种电子设备,如电子手表、手机、电脑等的显示屏、显示器,汽车上的各种灯具、仪表显示器,室内照明显示设备,户外显示屏、交通指示灯等。而LED使用过程中出现失效的主要原因是驱动电路出现问题,因此LED若想得到广泛可持续地发展应用,合理的驱动电路设计则尤为关键。本文提出了应用于LED驱动电路的垂直型恒流二极管结构,包括类耗尽DMOS型垂直恒流二极管结构及类JFET双外延槽型阴极垂直恒流二极管结构,借助TSUPREM4及MEDICI仿真软件对器件结构进行了优化,并研究了器件的终端结构和工艺流程。本论文的主要内容如下:1、简述了LED、LED驱动电路和恒流二极管的发展历程。2、设计了一种类耗尽DMOS型垂直恒流二极管器件结构。研究了恒流二极管的主要工作原理,恒流二极管的I-V特性可大致分为三个区域,线性区、饱和区及击穿区。其中还详细分析了有效沟道长度调制效应对器件饱和区特性的影响,也为后续仿真设计提供了理论基础。恒流二极管应用于LED驱动电路中时,需保证较好的恒流特性、足够的击穿电压及尽量小的夹断电压。外延层厚度、外延层浓度、沟道浓度、JFET区宽度、氧化层厚度、环境温度等参数都会对器件的恒流特性、夹断电压和击穿电压产生的影响,因此通过仿真确定了器件的最优结构参数和工艺参数。设计了适合器件的场限环终端结构,并进行了理论及仿真结合研究。结合工艺线的具体情况,设计了器件的具体工艺流程。3、设计了一种类JFET双外延槽型阴极垂直恒流二极管器件结构,该结构具有双外延及槽型阴极的特点,具有良好的电学特性。仿真研究了刻槽深度、第一N-外延层厚度及浓度、第二N-外延层厚度及浓度和P型阱区推结时间对器件I-V特性的影响,确定了器件的工艺流程及版图结构。完成流片后进行了实验测试分析,得到了不同电流级别的器件的实验测试I-V特性结果,从器件电学特性随时间退化、器件负温度特性等多方面对测试结果进行了分析,研究了时间、温度等因素对不同电流级别的器件的影响。最后将封装好的产品应用于LED驱动电路,并进行了应用测试。