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TW202018972A - 半導體元件及其封裝結構 - Google Patents

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TW202018972A
TW202018972A TW108119308A TW108119308A TW202018972A TW 202018972 A TW202018972 A TW 202018972A TW 108119308 A TW108119308 A TW 108119308A TW 108119308 A TW108119308 A TW 108119308A TW 202018972 A TW202018972 A TW 202018972A
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葉振隆
賴科印
張耀儒
張永富
蕭翊
李世昌
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晶元光電股份有限公司
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Abstract

本揭露內容提供一種半導體元件及其封裝結構。半導體元件包括基板、發光結構、第一半導體層、第二半導體層以及第一電極。基板具有第一側以及相對於第一側之第二側。發光結構位於基板之第一側。第一半導體層位於該發光結構上。第二半導體層位於第一半導體層與發光結構之間。第一電極位於第二半導體層上且直接接觸第二半導體層。第一電極與第一半導體層之間相隔一距離。

Description

半導體元件及其封裝結構
本揭露內容關於一種半導體元件及其封裝結構。
在資訊傳輸及能量轉換領域中，半導體元件扮演著非常重要的角色，相關材料的研究開發也持續進行。舉例而言，包含三族及五族元素的三五族半導體材料可應用於各種光電元件，如發光二極體(Light emitting diode，LED)、雷射二極體(Laser diode，LD)、太陽能電池(Solar cell)等，近年來此些光電元件也大量被應用於照明、顯示、通訊、感測、電源系統等領域。發光二極體適用於固態照明光源且具有耗電量低以及壽命長等優點，已逐漸取代傳統光源而大量被應用於交通號誌、顯示器之背光模組、各式照明及醫療裝置中。
本揭露內容提供一種半導體元件，其包括基板、發光結構、第一半導體層、第二半導體層以及第一電極。基板具有第一側以及相對於第一側之第二側。發光結構位於基板之第一側。第一半導體層 位於該發光結構上。第二半導體層 位於第一半導體層與發光結構之間。第一電極位於第二半導體層上且直接接觸第二半導體層。其中，第一電極與第一半導體層之間相隔一距離。
本揭露內容又提供一種半導體封裝結構，其包括載體、蓋板、半導體元件以及封裝材料。蓋板位於載體上。半導體元件位於載體與蓋板之間，且包括基板、發光結構、第一半導體層、第二半導體層以及第一電極。基板具有第一側以及相對於第一側之第二側。發光結構位於基板之第一側。第一半導體層位於發光結構上。第二半導體層位於第一半導體層與發光結構之間。第一電極位於第二半導體層上且直接接觸第二半導體層。第一電極與第一半導體層之間相隔一距離。封裝材料填充於載體、半導體元件與蓋板之間。
本揭露內容另提供一種半導體封裝結構，其包括載體、蓋板、第一半導體元件、第二半導體元件以及封裝材料。蓋板位於該載體上。第一半導體元件以及一第二半導體元件位於載體與蓋板之間。封裝材料填充於載體、第一半導體元件、第二半導體元件與蓋板之間。第一半導體元件為包含發光結構的半導體元件，第二半導體元件為光偵測器(Photo detector)。
以下實施例將伴隨著圖式說明本發明之概念，在圖式或說明中，相似或相同之構件使用相同之標號，並且若未特別說明，圖式中各元件之形狀或尺寸僅為例示，實際上並不限於此。需特別注意的是，圖中未繪示或描述之元件，可以是熟習此技藝之人士所知之形式。
在本揭露內容中，如果沒有特別的說明，通式InGaP代表Inx1 Ga1-x1 P，其中0＜x1＜1；通式InGaAsP代表Inx2 Ga1-x2 Asy2 P1-y2 ，其中0＜x2＜1，0＜y2＜1；通式InGaAs代表Inx3 Ga1-x3 As，其中0＜x3＜1；通式AlGaAs代表Alx4 Ga1-x4 As，其中0＜x4＜1；通式AlGaInAs代表Alx5 Gax6 In1-x5-x6 As，其中0＜x5＜1，0＜x6＜1；通式InGaNAs代表Inx7 Ga1-x7 Nx8 As1-x8 ，其中0＜x7＜1，0＜x8＜1。調整元素的含量可以達到不同的目的，例如但不限於，調整能階，或是當半導體元件為一發光元件時，調整發光元件的主發光波長。
所屬領域中具通常知識者應理解，可以在以下所說明各實施例之基礎上添加其他構件。舉例來說，在未特別說明之情況下，「第一層(或結構)位於第二層(或結構)上」的類似描述可包含第一層(或結構)與第二層(或結構)直接接觸的實施例，也可包含第一層(或結構)與第二層(或結構)之間具有其他結構而彼此未直接接觸的實施例。另外，應理解各層(或結構)的上下位置關係等可能因由不同方位觀察而有所改變。此外，於本揭露內容中，一層或結構「實質上由X材料所組成」之敘述表示上述層或結構的主要組成為X材料，但並不排除上述層或結構包含添加物或不可避免的雜質。
本揭露內容的半導體元件包含的各層組成及添加物的定性或定量分析等可用任何適合的方式分析而得，例如二次離子質譜儀(secondary ion mass spectrometer，SIMS)，而各層之厚度亦可用任何適合的方式分析而得，例如穿透式電子顯微鏡(transmission electron microscopy，TEM)或是掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope，SEM)。
第1A圖為本揭露內容一實施例之半導體元件10的結構上視圖。第1B圖為第1A圖之半導體元件10沿A-A’線之剖面結構示意圖。
於上視圖中，本實施例的半導體元件10呈矩形，且半導體元件10在x方向上具有寬度w1，在y方向上具有寬度w2。在一實施例中，200 μm ≦ 寬度w1 ≦ 800 μm，寬度w1例如為250 μm、300 μm、350 μm、400 μm、450 μm、500 μm、600 μm、700 μm。在一實施例中，200 μm≦寬度 w2≦ 800 μm，寬度w2例如為250 μm、300 μm、350 μm、450 μm、500 μm、600 μm、700 μm。在一實施例中，寬度w1與寬度w2的長度大致相同 (即於上視圖中半導體元件10呈正方形)。
如第1A圖及第1B圖所示，本實施例的半導體元件10包括基板100、第一半導體層102、第二半導體層106、第三半導體層108、發光結構110、第四半導體層112。第一半導體層102、第二半導體層106、第三半導體層108、發光結構110及第四半導體層112可藉由磊晶生長而得。磊晶生長的方法包含但不限於金屬有機化學氣相沉積(metal-organic chemical vapor deposition，MOCVD)、氫化物氣相磊晶法(hydride vapor phase epitaxy ，HVPE)、分子束磊晶(molecular beam epitaxy，MBE)或液相磊晶法(liquid-phase epitaxy，LPE)。本實施例的半導體元件10為一垂直型元件，包含位於基板100一側的第一電極104以及位於基板100另一側的第二電極114。
基板100可包含導電材料，例如：砷化鎵(Gallium Arsenide，GaAs) 、磷化銦(Indium Phosphide，InP)、碳化矽(Silicon carbide，SiC)或矽(Si)基板等。基板100例如是用於前述磊晶生長之成長基板，但並不限於此，在一實施例中，基板100可為在移除成長基板後利用接合層(bonding layer)接合至磊晶結構的支撐基板。
發光結構110位於基板100上，可包含單異質結構(single heterostructure，SH)、雙異質結構(double heterostructure，DH)、雙側雙異質結構 (double-side double heterostructure，DDH)、或多重量子井(multiple quantum wells，MQW)結構。在操作半導體元件時，發光結構110可發出輻射。上述輻射較佳為紅光或紅外光，例如是近红外光(Near Infrared，NIR)。當上述輻射為近紅外光時，可具有介於800 nm至3000 nm之間的峰值波長(peak wavelength)，如：約810nm、850nm、 910nm、940nm、 1050nm、1070nm、1100nm、1200nm、1300nm、1400 nm、1450 nm、1550nm、1600nm、1650nm、1700nm等。發光結構110包含III-V族半導體材料，較佳為包含鋁(Al)、鎵(Ga)、砷(As)、磷(P) 、銦(In)或氮(N)。一實施例中，發光結構110可不包含氮(N) 。舉例來說，可包含四元半導體材料如InGaAsP、AlGaInAs或InGaNAs等。在一些實施例中，發光結構110實質上由四元半導體材料(如InGaAsP、AlGaInAs或InGaNAs等)所組成。
第三半導體層108及第四半導體層112分別位於發光結構110之兩側且鄰接於發光結構100，且兩者具有相反的導電型態。第三半導體層108及第四半導體層112可分別為n型半導體及p型半導體，以提供電子和電洞。在一實施例中，第三半導體層108可為p型，第四半導體層112為n型。第三半導體層108及第四半導體層112可分別包含二元、三元或四元的III-V族半導體材料，較佳為包含鋁(Al)、鎵(Ga)、砷(As)、磷(P) 、銦(In)或氮(N)。一實施例中，第三半導體層108及/或第四半導體層112可不包含氮(N)。三元半導體材料如InGaAs、InGaP或AlGaAs等。在一些實施例中，第三半導體層108及第四半導體層112實質上由三元半導體材料(如InGaAs、InGaP或AlGaAs)所組成。在一實施例中，第三半導體層108與第四半導體層112的組成材料中至少包含兩種以上相同元素，例如兩者均包含鎵(Ga) 及砷(As)。在另一實施例中，第三半導體層108與第四半導體層112的組成材料相同，例如，第三半導體層108與第四半導體層112皆為AlGaAs。此外，第三半導體層108及第四半導體層112的導電型態可藉由添加不同摻質而調整，例如鎂(Mg)、鋅(Zn)、碳(C)、矽(Si)或碲(Te)等。
第二半導體層106位於第三半導體層108上，可作為電接觸層而用於傳導電流。當第一電極104包含金屬時，第二半導體層106與第一電極104間可形成歐姆接觸。第二半導體層106具有與第三半導體層108相同的導電型態，例如為n型。第二半導體層106之厚度可在15 μm至80 μm的範圍內，例如約為30 μm、40 μm 、50 μm、60 μm、70 μm。第二半導體層106包含二元、三元或四元的III-V族半導體材料，較佳為包含鋁(Al)、鎵(Ga)、砷(As)、磷(P) 、銦(In)或氮(N)。一實施例中，第二半導體層106可不包含氮(N)。三元半導體材料如InGaAs、InGaP或AlGaAs等。在一些實施例中，第二半導體層106實質上由三元半導體材料如InGaAs、InGaP或AlGaAs等所組成。在一實施例中，第二半導體層106包含Aly Ga1-y As，其中0.05≦y≦0.1，例如是0.06、0.07、0.08、0.09。此外，第二半導體層106可包含摻質，例如矽(Si)或碲(Te)等。在一實施例中，藉由採用上述含特定鋁含量及/或添加摻質的第二半導體層106，可進一步提高光穿透率，減少光吸收，以優化第二半導體層106與第一電極104間的接觸特性並使半導體元件10之發光功率(如以mW表示)更佳。
第一半導體層102位於第二半導體層106上，直接接觸第二半導體層106。第一半導體層102具有與第二半導體層106或第三半導體層108相同的導電型態，例如為n型或p型，且可作為光取出層(窗戶層)，以進一步提升半導體元件的發光功率。在一實施例中，第一半導體層102較佳為具有一經粗化處理的上表面，但不限於此。上述粗化處理之方法包括濕蝕刻、乾蝕刻(例如電感應耦合電漿(ICP)蝕刻)。第一半導體層102可包含二元、三元或四元III-V族半導體材料，較佳為包含鋁(Al)、鎵(Ga)、砷(As)、磷(P)、銦(In)或氮(N) 。一實施例中，第一半導體層102可不包含氮(N)。三元半導體材料如InGaAs、InGaP或AlGaAs等。在一些實施例中，第一半導體層102實質上由三元半導體材料如InGaAs、InGaP或AlGaAs等所組成。
在本實施例中，第一電極104位於第二半導體層106上且直接接觸第二半導體層106的上表面。第一電極104可包括主電極104a及延伸電極104b。延伸電極104b可為多條，且例如大於等於2條，小於等於15條。在本實施例中，第一電極104包含4條與y方向大致平行之延伸電極104b以及1條與x方向大致平行之延伸電極104b。如第1B圖所示，主電極104a與第一半導體層102相隔一距離d1，各延伸電極104b與第一半導體層102相隔一距離d2。距離d1和距離d2可相同或不同。在一實施例中，1 μm ≦d1 ≦15 μm，例如為3 μm、5 μm、10 μm、12 μm。在一實施例中，1 μm ≦d2≦ 15 μm，例如為3 μm、5 μm、10 μm、12 μm。在一實施例中，距離d1和距離d2大致相等。藉由使第一電極104與第一半導體層102隔開一距離，可避免元件操作時出現漏電的情況，且可具有較佳的製程穩定度。選擇性地，一絕緣層(未繪示)可形成於第一電極104與第一半導體層102之間，以避免上述之漏電情況。
於上視圖中，半導體元件10的外觀呈一矩形，主電極104a靠近矩形的一角落，且與半導體元件10之邊緣(即，矩形之各邊)相隔至少一距離，藉此，有利於後續打線等製程之進行，且可避免出現漏電的情況。在本實施例中，矩形的四個邊由基板100的外圍輪廓所構成。此外，於上視圖中，主電極104a的外觀可呈一具有圓角特徵的多邊形，例如，大致呈一同時具有直角及圓角特徵的四角形。具有圓角特徵的主電極104a可具有較佳的靜電放電(Electro Static Discharge, ESD)防護效果。在本實施例中，主電極104a具有第一圓角Q1以及第二圓角Q2，第一圓角Q1比第二圓角Q2更靠近半導體元件10之邊緣，第二圓角Q2與其中一條延伸電極104b相接。第一圓角Q1以及第二圓角Q2可具有不同的圓角半徑，例如第一圓角Q1的圓角半徑小於第二圓角Q2的圓角半徑。在另一實施例中，第一圓角Q1的圓角半徑可大於等於第二圓角Q2的圓角半徑。在本實施例中，主電極104a中除了第一圓角Q1以及第二圓角Q2以外的另外兩個角則大致呈直角，且分別與其中一條延伸電極104b直接相接。此外，主電極104a在x方向上具有寬度p1，在y方向上具有寬度p2。在一實施例中，50 μm ≦寬度p1≦ 200 μm，寬度p1例如為80 μm、100 μm、120 μm、150 μm、180 μm。在一實施例中，50 μm ≦寬度p2≦ 200 μm，寬度p2例如為80 μm、100 μm、120 μm、150 μm、180 μm。在一實施例中，寬度p1與寬度p2大致相等。
在本實施例中，於第一半導體層102中形成有缺口12及多個凹槽14，而使其下的第二半導體層106露出。主電極104a位於從缺口10中所曝露出的第二半導體層106上，而延伸電極104b位於從凹槽14中所曝露出的第二半導體層106上。延伸電極104b具有寬度s1，凹槽則具有大於寬度s1的寬度s2。在一實施例中，1 μm ≦s1≦ 10 μm，15 μm ≦s2≦ 50 μm。寬度s2較佳為寬度s1的 1.5倍以上，例如2倍以上或3倍以上，且較佳為10倍以下，例如8倍以下或5倍以下。s1可為2 μm 、4 μm 、6 μm、8 μm， s2可為20 μm 、26 μm、32 μm、40 μm。在一實施例中，各延伸電極104b可具有不同的寬度。在一實施例中，至少一延伸電極104b的寬度s1由一端往另一端的遞減。例如，一延伸電極104b的寬度可由靠近主電極104a的一端往遠離主電極104a的一端遞減，呈現一寬度漸變的電極設計。在一實施例中，寬度漸變的延伸電極可為與x方向大致平行之延伸電極104b且/或與y方向大致平行之延伸電極104b。
第一半導體層102包括多個次結構102a。於第1A圖之上視圖中，多個次結構102a延伸而彼此相連在一起，然於第1B圖所示沿A-A’線之剖面圖中，多個次結構102a係彼此相分離且各延伸電極104b位於相鄰兩次結構102a之間。於剖面圖中，次結構102a可具有一寬度m1，寬度m1可小於主電極104a之寬度p1或寬度p2，而寬度m1可大於寬度s1。
具體來說，第一電極104及第二電極114可用於與外部電源電性連接，且與發光結構100電性連接。第一電極104以及第二電極114包含導電材料。第一電極104以及第二電極114的材料可相同或不同，且例如包含金屬氧化材料、金屬或合金。金屬氧化材料包含如氧化銦錫(ITO)、氧化銦(InO)、氧化錫(SnO)、氧化鎘錫(CTO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鋅錫(ZTO)、氧化鎵鋅(GZO)、氧化銦鎢(IWO)、氧化鋅(ZnO)或氧化銦鋅(IZO) 等。金屬可列舉如鍺(Ge)、鈹(Be) 、鋅(Zn) 、金(Au)、鉑(Pt)、鈦(Ti)、鋁(Al)、或鎳(Ni)、銅(Cu)等。合金可包含選自由上述金屬所組成之群組中的至少兩者，例如鍺金鎳(GeAuNi)、鈹金(BeAu)、鍺金(GeAu)、鋅金(ZnAu)等。
第一半導體層102具有第一端部t1，且第一電極104具有一上表面104s低於第一端部t1。在本實施例中，第一半導體層102具有一高度h1，第一電極104具有一高度h2，兩者間的高度差Δh(Δh =h1-h2)符合: 0 ≦Δh ≦2 μm。高度差Δh例如為0.1 μm、0.2 μm、0.3 μm、0.5 μm、0.6 μm、0.8 μm、1 μm。藉由使第一電極104的上表面高度小於或等於第一半導體層102的端部，半導體元件10更容易整合於小尺寸的封裝體中，有利於元件微型化。
第1C圖為根據另一實施例之半導體元件10’之剖面結構示意圖。在本實施例中，第一半導體層102上可進一步具有一附加層130。附加層130可共形地形成於第一半導體層102上。第一電極104的上表面104s可高於第一端部t1但低於附加層130的上緣t2。如第1C圖所示，第一半導體層102之高度h1可小於第一電極104之高度h2，第一半導體層102與附加層130可具有總高度h3，而總高度h3與高度h2之間的高度差Δh’(Δh’ =h3-h2)符合: 0 ≦Δh’ ≦2 μm。高度差Δh’例如為0.1 μm、0.2 μm、0.3 μm、0.5 μm、0.6 μm、0.8 μm、1 μm。藉此，半導體元件10亦容易整合於封裝體中。於一實施例中，附加層130為一金屬氧化層，其可包含金屬氧化材料如氧化銦錫(ITO)、氧化銦(InO)、氧化錫(SnO)、氧化鎘錫(CTO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鋅錫(ZTO)、氧化鎵鋅(GZO)、氧化銦鎢(IWO)、氧化鋅(ZnO)或氧化銦鋅(IZO) 等。
詳細而言，半導體元件10整體具有高度ha，且半導體元件10中的磊晶結構具有高度hb。在一實施例中，100 μm ≦ ha ≦ 250 μm ，3 μm ≦ hb ≦ 10 μm。例如，ha可為130 μm、150 μm、170 μm、200 μm、230 μm， hb可為 5 μm 、8 μm。此外，在一實施例中，第一半導體層102的一表面為一粗化表面，且於半導體元件10的一剖面圖中，第一電極104的上表面104s可高於粗化表面的最低點(例如第1B圖的位置t3)。或者，於半導體元件10的一剖面圖中，第一電極104的上表面104s可低於粗化表面的最低點(例如第1B圖的位置t3)。
在一些實施例中，延伸電極104b之一部分也可與第一半導體層102相接，例如以下所述對應第2A圖至第3C圖之實施例。
第2A圖為本揭露內容另一實施例之半導體元件20的結構上視圖。第2B圖為第2A圖之半導體元件20沿A-A’線之剖面結構示意圖。第2C圖為第2B圖之半導體元件20中區域R1之局部放大示意圖。
如第2A圖及第2B圖所示，在本實施例中，延伸電極104b具有第一部分B1以及第二部分B2，且第二部分B2位於第一部份B1以及第二半導體層106之間。第二部分B2的一部分與第一半導體層102相接，藉此能夠增加與第一半導體層102的接觸面積，有利於改善電流散佈(current spreading)。在本實施例中，第二部分B2具有側壁g1及側壁g2，如第2C圖所示，第二部分B2的側壁g1及側壁g2與第一半導體層102直接接觸。第一部分B1以及第二部分B2均可由導電材料所組成。於第2A圖的上視圖中，第一電極104中的主電極104a及延伸電極104b以斜影線標示。
在一些實施例中，可將延伸電極104b與第一半導體層102直接接觸部分的高度(如第2C圖中側壁g1或側壁g2之高度hc1)與延伸電極104b之高度(如第2C圖中標示之高度h2)的比例控制在較佳範圍內，例如在1:3以下，避免延伸電極104b與第一半導體層102之接觸面積過大導致電流過度分散至第一半導體層102，藉此能夠在避免漏電的同時改善電流散佈。在本實施例中，第一部分B1的橫截面大致呈矩形，第二部分B2的橫截面大致呈多邊形。
本實施例中的其他層或結構之位置、組成及材料等內容已於先前實施例中進行了詳盡之說明，故於此不再贅述。
第3A圖為本揭露內容另一實施例之半導體元件30的結構上視圖。第3B圖為第3A圖之半導體元件30沿A-A’線之剖面結構示意圖。第3C圖為第3B圖之半導體元件30中區域R2之局部放大示意圖。在本實施例中，延伸電極104b具有第一部分C1以及第二部分C2，第二部分C2的一部分與第一半導體層102相接，藉此能夠增加與第一半導體層102接觸面積，有利於改善電流散佈。如第3C圖所示，第二部分C2具有側壁g3及側壁g4，且側壁g3及側壁g4與第一半導體層102直接接觸。於第3A圖的上視圖中，將第一電極104的主電極104a及延伸電極104b以斜影線標示。
此外，可將延伸電極104b與第一半導體層102直接接觸部分的高度(如第3C圖中側壁g3或側壁g4之高度hc2)與延伸電極104b之高度(如第3C圖中標示之高度h2)的比例控制在較佳範圍內，例如在1:3以下，避免延伸電極104b與第一半導體層102之接觸面積過大導致電流過度分散至第一半導體層102，藉此能夠在避免漏電的同時改善電流散佈。在本實施例中，第一部分C1的橫截面大致呈梯形，第二部分C2的橫截面大致呈矩形。
本實施例中的其他層或結構之位置、組成及材料等內容已於先前實施例中進行了詳盡之說明，故於此不再贅述。
第4A圖為本揭露內容另一實施例之半導體元件40的剖面結構示意圖。第4B圖為本揭露內容一實施例之反射結構116示意圖。
在本實施例中，於第四半導體層112與基板100之間更包括反射結構116以及接合層118。 反射結構116可為單層或多層且可反射發光結構110所發出的光以朝第一半導體層112方向射出於半導體元件40外。反射結構118的材料可包含金屬或合金。金屬例如銅(Cu)、鋁(Al)、錫(Sn)、金(Au)、銀(Ag)、鉛(Pb)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、或鎢(W)。合金可包含選自由上述金屬所組成之群組中的至少兩者。在一實施例中，反射結構116包含布拉格反射結構(Distributed Bragg Reflector structure，DBR ) 。
如第4B圖所示，反射結構116可導電且包含接觸層116a、透明材料層116b以及反射層116c。在一實施例中，接觸層116a位於第四半導體層112下，透明材料層116b位於接觸層116a下，而反射層116c位於透明材料層116b下。接觸層116a可包含導電材料，例如金屬或金屬氧化材料。金屬如銀(Ag)、鍺(Ge)、金 (Au)、鎳(Ni)等。金屬氧化材料如氧化銦錫(ITO)、氧化銦(InO)、氧化錫(SnO)、氧化鎘錫(CTO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鋅錫(ZTO)、氧化鎵鋅(GZO)、氧化銦鎢(IWO)、氧化鋅(ZnO)或氧化銦鋅(IZO) 等。透明材料層116b可包含導電材料，例如前述金屬氧化材料。反射層116c可包含導電材料，例如金屬 (如銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、鈦(Ti)、或鉑(Pt) )或上述金屬之合金等。
如第4C圖所示，在一實施例中，透明材料層116b係圖案化。透明材料層116b可包含絕緣材料或導電材料。絕緣材料例如折射率小於2之絕緣材料如SiNx、AlOx、 SiOx或MgFx 。於一實施例中，x=1.5或2。導電材料例如前述金屬氧化材料。
接合層118連接基板100與反射結構116，例如與反射結構116中的反射層116c相接。在一實施例中，接合層118可包含兩個以上子層(未繪示)。接合層118之材料為導電且可包含透明導電材料、金屬或合金。透明導電材料包含但不限於氧化銦錫(ITO)、氧化銦(InO)、氧化錫(SnO)、氧化鎘錫(CTO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鋅錫(ZTO)、氧化鎵鋅(GZO)、氧化鋅(ZnO)、磷化鎵(GaP)、氧化銦鈰(ICO)、氧化銦鎢(IWO)、氧化銦鈦(ITiO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鎵(IGO)、氧化鎵鋁鋅(GAZO) 、石墨烯或上述材料之組合。金屬包含但不限於銅(Cu)、鋁(Al)、錫(Sn)、金(Au)、銀(Ag)、鉛(Pb)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、鉑(Pt)或鎢(W)等。合金可包含選自由上述金屬所組成之群組中的至少兩者。
此外，本實施例的半導體元件40中的延伸電極104b之一部分也可與第一半導體層102相接，請參照前述對應第2A圖至第3C圖之實施例。本實施例中的其他層或結構之位置、組成及材料等內容已於先前實施例中進行了詳盡之說明，故於此不再贅述。
第5A圖為本揭露內容另一實施例之半導體元件50的剖面結構示意圖。在本實施例中，於第二半導體層106與第三半導體層108之間更包括中間層120。中間層120與第二半導體層106直接接觸，且可作為窗戶層(光取出層)或電流擴散層，用以提升出光效率。中間層120具有與第三半導體層108相同的導電型態。中間層120可包含前述透明導電材料。
此外，本實施例的半導體元件50中的延伸電極104b之一部分也可與第一半導體層102相接，請參照前述對應第2A圖至第3C圖之實施例。另一方面，在一些實施例中，半導體元件50可同時包含前述實施例所述的反射結構116、接合層118以及中間層120。反射結構116可鄰接於接合層118，且反射結構116及接合層118位於第四半導體層112與基板100之間，中間層120鄰接於第二半導體層106且覆蓋於第三半導體層108之上表面。
本實施例中的其他層或結構之位置、組成及材料等內容已於先前實施例中進行了詳盡之說明，故於此不再贅述。
第5B圖為本揭露內容另一實施例之半導體元件50B的剖面結構示意圖。本實施例的半導體元件50B包括基板100、第一半導體層102、第二半導體層106、第三半導體層108、發光結構110、第四半導體層112。本實施例的半導體元件50B為一水平式元件，包含位於基板100同一側的第一電極104以及第二電極114，第一電極104位於第二半導體層106上，而第二電極114位於第四半導體層112上。由於本實施例為一水平式元件，除了前述之導電材料，基板100更可包含不導電材料，例如：藍寶石。在本實施例中，第二電極114的上表面低於第一電極104之上表面，但本發明並不限於此，第二電極114的上表面114s也可設計為與第一電極104之上表面104s大致位於同一水平高度，例如上表面114s與上表面104s相差不到第一電極104高度的5%。 第四半導體層112可具有一寬度大於第一半導體層102、第二半導體層106、第三半導體層108或發光結構110之寬度，且小於基板100之寬度。
在一實施例中，於第二半導體層106與第三半導體層108之間更包括中間層120。中間層120與第二半導體層106直接接觸，且可作為窗戶層(光取出層)或電流擴散層，用以提升出光效率。中間層120具有與第三半導體層108相同的導電型態。中間層120可包含前述透明導電材料。然而，本發明並不限於此，在一些實施例中，也可省略中間層120，由第二半導體層106直接接觸第三半導體層108。
此外，本實施例的半導體元件50B中的延伸電極104b之一部分也可與第一半導體層102相接，請參照前述對應第2A圖至第3C圖之實施例。另一方面，在一些實施例中，半導體元件50B中可進一步包含位於第四半導體層112及基板100之間的接合層(未繪示) 。接合層可直接接觸第四半導體層112及基板100而接合基板100與第四半導體層112。在一實施例中，反射結構(未繪示)可位於第四半導體層112及基板100間以使發光結構110發出的光朝向第一電極104的方向射出，或是位於第二半導體層106上，以使發光結構110發出的光朝向基板100的方向射出。於一實施例中，反射結構可至少覆蓋於第一半導體層102、以及未被第一半導體層102或第一電極104所覆蓋的第二半導體層106上。反射結構可為導電性或絕緣性結構。於一實施例中，反射結構包含布拉格反射結構(DBR)。
本實施例中的其他層或結構之位置、相對關係及材料組成等內容已於先前實施例中進行了詳盡之說明，故於此不再贅述。
第6A圖為本揭露內容一實施例之半導體封裝結構600剖面示意圖。半導體封裝結構600包含半導體元件60、載體62、蓋板64、導電結構66及封裝材料68。半導體元件60位於載體62與蓋板64之間。於本實施例中，半導體元件60具有如第1B圖所示的半導體元件10之結構，但不限於此。具體來說，半導體元件60可具有前述各實施例所記載之半導體元件的結構(如第1A圖至第5A圖中所述的半導體元件10、半導體元件10’、半導體元件20、半導體元件30、半導體元件40或半導體元件50A)。關於半導體元件60之詳細結構組成等可參照前述各實施例之說明，於此不再贅述。
如第6A 圖所示，第一電極104之上表面104s可低於第一半導體102之第一端部t1。第一電極104與蓋板64之間可進一步包含導電結構66。導電結構66可包含金屬、合金或透明導電材料。金屬可選自由金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鋁(Al)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、或錫(Sn)。合金可包含選自由上述金屬所組成之群組中的至少兩者。透明導電材料可參考前述實施例之說明。在本實施例中，導電結構66位於主電極104a與蓋板64之間。第二電極114與載體62間電性連接，且可直接接觸。在另一實施例中，第二電極114與載體62間亦可包含導電結構(圖未示)。或者，延伸電極104b與蓋板64之間進一步包含導電結構(圖未示)。
在一實施例中，載體62為具有導電線路之基材，例如印刷電路板(PCB) 。基材可包含陶瓷或玻璃。在一實施例中，半導體元件60為一發光二極體元件。在一實施例中，封裝材料68包含不透光膠材(例如黑膠)或是反射材料(白膠) ，藉此可減少操作時元件相互干擾的情況(cross talk) 。在一實施例中，蓋板64具有導電線路(圖未示)以與導電結構66形成電連接且包含半導體元件60所發出的光可穿透之材料，例如玻璃。導電線路例如金屬、合金或透明導電材料，具體材料例可參考前述實施例之說明，於此不再贅述。在一實施例中，封裝結構600之高度ht符合：300 μm ≦ ht ≦ 3 mm。例如，ht可大致為450 μm、600 μm、800 μm、1 mm、1.5 mm、2 mm、2.5 mm、2.8 mm。在一實施例中，半導體元件60之高度ha符合： 100 μm ≦ ha ≦ 250 μm，例如，ha可為130 μm、150 μm、170 μm、200 μm、230 μm。在一實施例中，封裝結構600之高度ht與半導體元件60之高度ha符合：1 ＜ ht/ha ≦15，例如，ht/ha可大致為3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14。
第6B圖為本揭露內容一實施例之半導體封裝結構601的剖面示意圖。半導體封裝結構601包含半導體元件50B、載體62、蓋板64、導電結構66及封裝材料68。在本實施例中，半導體元件50B位於載體62與蓋板64之間。關於半導體元件50B中各構件之位置、相對關係及材料組成等可參照前述對於第5B圖所示結構之說明，於此不再贅述。
在本實施例中，第一電極104及第二電極114均位於基板100的同一側。第一電極104與載體62之間可包含導電結構66，而第二電極114與載體62之間可包含導電結構67。導電結構66與導電結構67可包含相同材料，例如金屬、合金或透明導電材料，具體材料例可參考前述實施例之說明，於此不再贅述。在一實施例中，載體62為具有導電線路(圖未示)之基材，例如印刷電路板(PCB) 。基材可包含陶瓷或玻璃。載體62與半導體元件50B係透過導電結構66、67及導電線路彼此電連接。在一實施例中，半導體元件50B為一發光二極體元件。在一實施例中，封裝材料68包含不透光膠材(例如黑膠)或是反射材料(白膠) ，藉此可減少操作時元件相互干擾的情況(cross talk) 。在一實施例中，蓋板64包含半導體元件50B所發出的光可穿透之材料，例如玻璃。在本實施例中，半導體元件50B可具有一主要出光面50s，位於基板相對於第一電極104及第二電極114 的另一側上，而蓋板64係位於半導體元件50B之主要出光面50s上。即，在本實施例中，半導體元件50B為以倒裝方式(flip-chip)進行封裝。於一實施例中，蓋板64與半導體元件50B係未形成電連接。本實施例中的其他層或結構之位置、相對關係及材料組成等內容已於先前實施例中進行了詳盡之說明，故於此不再贅述。
第7A圖為本揭露內容一實施例之半導體封裝結構剖面示意圖。本實施例提供一種光學檢測系統，包含封裝結構700。封裝結構700包含第一半導體元件700a、第二半導體元件700b、載體72、蓋板74、導電結構76a、76b、封裝材料78及導電線路79a、79b。在本實施例中，第一半導體元件700a與第二半導體元件700b位於載體72與蓋板74之間。在本實施例中，第一半導體元件700a具有如第1B圖所示的半導體元件10之結構，但並不限於此。具體來說，第一半導體元件700a可具有前述各實施例所記載之半導體元件之結構(如第1A圖至第5A圖中所述的半導體元件10、半導體元件10’、半導體元件20、半導體元件30、半導體元件40或半導體元件50A)。關於第一半導體元件700a之結構組成等可參照前述各實施例之說明，於此不再贅述。導電線路79a、79b可用於電連接第一半導體元件700a及第二半導體元件700b。具體來說，導電線路79a、79b可分別位於載體72與蓋板74上。導電結構76a位於第一半導體元件700a與導電線路79a之間，導電結構76b位於第二半導體元件700b與導電線路79a之間。於本實施例中，導電線路79b直接接觸第一半導體元件700a與第二半導體元件700b，導電線路79a透過導電結構76a、76b而與第一半導體元件700a及第二半導體元件700b電連接。導電線路79a、79b可包含相同材料，例如金屬、合金或透明導電材料等，具體材料例可參考前述實施例之說明，於此不再贅述。
第一半導體元件700a可為一發光二極體，第二半導體元件700b可為一光偵測器(例如：光電二極體)。舉例而言，第二半導體元件700b可為一PIN型光電二極體。第二半導體元件700b可包含基板121、第五半導體層122、第六半導體層123、第七半導體層124、第八半導體層125、介電層732、第三電極734及第四電極744。於一實施例中，基板121可包含導電材料，例如GaAs、InP或Si等。於本實施例中，第五半導體層122位於基板121上，第六半導體層123位於第五半導體層122上。第七半導體層124可鄰接於第六半導體層123。第八半導體層125可鄰接於第六半導體層123以及第七半導體層124，且可位於介電層732與第六半導體層123之間。於本實施例中，第七半導體層124具有一寬度小於第六半導體層123之一寬度。第八半導體層125可具有一寬度小於介電層732之一寬度。
如第7A圖所示，第六半導體層123可覆蓋第七半導體層124及第八半導體層125。介電層732可位於第七半導體層124及第八半導體層125上，例如與第七半導體層124的上表面及第八半導體層125的上表面直接接觸。第三電極734可與第七半導體層124電連接，且可覆蓋介電層732的上表面732a之至少一部份及一側壁732b。第四電極744位於基板121下方而可與基板121及第五半導體層122電連接。於本實施例中，第一半導體元件700a與第二半導體元件700b皆為垂直式之半導體結構。
第五半導體層122及第七半導體層124具有相反的導電型態，可分別為n型半導體及p型半導體。例如，第五半導體層122為n型半導體，第七半導體層124為p型半導體。第六半導體層123可為未摻雜或本質型(i型)半導體。第八半導體層125可與第五半導體層122具有相同的導電型態。例如，第八半導體層125為n型半導體。第五半導體層122與第七半導體層124可包含相同的材料。例如，第五半導體層122與第七半導體層124可分別包含III-V族半導體材料。於一實施例中，第五半導體層122與第七半導體層124分別包含鋁(Al)、鎵(Ga)、砷(As)、磷(P) 、銦(In)或氮(N)，例如是包含二元或三元半導體材料如InP、InGaAs或InGaP等。一實施例中，第五半導體層122與第七半導體層124可不包含氮(N)。在一實施例中，第五半導體層122與第七半導體層124實質上由二元或三元半導體材料(如InP、InGaAs或InGaP)所組成。第五半導體層122與第七半導體層124可經摻質(如鋅(Zn)、矽(Si)等)摻雜，以具有所需的導電型態。第六半導體層123可包含未經摻雜之III-V族半導體材料，例如三元半導體材料如InGaAs或InGaP等。在一些實施例中，第六半導體層123實質上由三元半導體材料(如InGaAs或InGaP)所組成。第八半導體層125 此外，介電層732可包含絕緣材料，例如SiNx或SiOx等(x=1.5或2)。第八半導體層125可與第七半導體層124包含相同的材料，例如是包含二元或三元半導體材料如InP、InGaAs或InGaP等。第八半導體層125可與第七半導體層124具有不同的導電型態，例如，第七半導體層124為p型半導體且第八半導體層125為n型半導體。在一實施例中，第八半導體層125與第五半導體層122包含相同摻質。例如，第八半導體層125可經摻質(如鋅(Zn)、矽(Si)等)摻雜，以具有所需的導電型態。在一實施例中，第八半導體層125為一n型半導體，之後進行一擴散步驟使第八半導體層125及第六半導體層123一部份區域的導電型態轉化成p型(該部分區域的位置即為第七半導體層124)。第三電極734及第四電極744的材料可相同或不同。第三電極734及第四電極744可包含金屬氧化材料、金屬或合金。具體材料例可參考前述實施例中對於第一電極104及第二電極114之說明，於此不再贅述。
第一半導體元件700a與第二半導體元件700b可為反向並聯。於一實施例中，第五半導體層122為n型、第七半導體層124為p型、第三半導體層108為n型、第四半導體層112為p型、第六半導體層123為i型且第八半導體層125為n型。
第一電極104具有一上表面低於第一半導體102之第一端部t1。第一電極104與蓋板74之間可包含導電結構76a，第三電極734與蓋板74之間可包含導電結構76b。導電結構76a及導電結構76b可包含相同材料，例如金屬、合金或透明導電材料，具體材料例可參考前述實施例之說明，於此不再贅述。在本實施例中，第二電極114及第四電極744與載體72間電性連接，且可直接接觸。
在一實施例中，第一半導體元件700a可發出波長介於800 nm至3000 nm之間的光，第二半導體元件700b可吸收波長介於800 nm至3000 nm之間的光，如：約810nm、850nm、 910nm、940nm、 1050nm、1070nm、1100nm、1200nm、1300nm、1400 nm、1450 nm、1550nm、1600nm、1650nm、1700nm 等。
在一實施例中，載體72為具有導電線路之基材，例如印刷電路板(PCB) 。基材可包含陶瓷或玻璃。在一實施例中，蓋板74包含第一半導體元件700a所發出的光可穿透之材料，例如玻璃。在一實施例中，第一半導體元件700a與第二半導體元件700b之間可進一步具有一擋牆結構(未繪示) ，避免第一半導體元件700a所發出的光直接被第二半導體元件700b吸收。
在一實施例中，封裝結構700可包含三個以上的半導體元件，各半導體元件可具有相同或不同結構。在一實施例中，封裝結構700包含一個光偵測器以及兩個以上的發光二極體，其中各發光二極體所發出的光可具有不同的波長範圍，例如分別發出紅光及紅外光。光偵測器可同時偵測不同的波長範圍。在一實施例中，各半導體元件可分別由獨立電路控制。在一實施例中，半導體元件中的任意兩者間可具有共用的電極結構。
本實施例中的其他層或結構之位置、相對關係及材料組成等內容已於先前實施例中進行了詳盡之說明，故於此不再贅述。
第7B圖為本揭露內容一實施例之半導體封裝結構剖面示意圖。
本實施例提供一種光學檢測系統，包含封裝結構701。封裝結構701包含第一半導體元件700c、第二半導體元件700d、載體72、蓋板74、導電結構76a、76b、封裝材料78以及導電線路79c、79d、79e。在本實施例中，第一半導體元件700c與第二半導體元件700d位於載體72與蓋板74之間。第一半導體元件700c可為發光二極體元件，其所發出的光可通過蓋板74，且第一半導體元件700c的主要出光面50s為面對蓋板74的表面。如第7B圖所示，第一半導體元件700c可為第5B圖中所述的半導體元件50B。關於其中各構件之位置、相對關係及材料組成等可參照前述各實施例之說明，於此不再贅述。
第二半導體元件700d可為一光偵測器(例如：光電二極體)。舉例而言，第二半導體元件700d可為一PIN型光電二極體。第二半導體元件700d可包含基板121、第五半導體層122、第六半導體層123、第七半導體層124、第八半導體層125、介電層732、第五電極754及第六電極764。如第7B圖所示，於本實施例中，第五電極754與第七半導體層124直接接觸，而第六電極764則位於第五半導體層122上而與第五半導體層122直接接觸。靠近第五電極754一側的第八半導體層125可位於介電層732與第六半導體層123之間。介電層732可位於第五電極754與第八半導體層125之間，而有一部分直接接觸第七半導體層124。於本實施例中，第五半導體層可具有一寬度大於第六半導體層123之一寬度。關於基板121、第五半導體層122、第六半導體層123、第七半導體層124、第八半導體層125、介電層732之材料及製程等可參照前述實施例，於此不再贅述。第五電極754及第六電極764的材料可相同或不同。第五電極754及第六電極764可包含金屬氧化材料、金屬或合金。具體材料例可參考前述實施例中對於第一電極104及第二電極114之說明，於此不再贅述。
詳細而言，第二半導體元件700d與第7A圖中的第二半導體元件700b的主要差異在於電極的配置方式。第一半導體元件700c及第二半導體元件700d均為水平式元件，且均是以倒裝(flip chip)方式固定於載體72上。如第7B圖中所示，第五電極754及第六電極764位於基板121的同一側。相對於此，第7A圖中的第二半導體元件700b則包含分別位於基板121兩側的第三電極734及第四電極744。如第7B圖中所示，第五電極754可位於介電層732上而與第七半導體層124電連接。第六電極764可位於第五半導體層122上而與其電連接。第一半導體元件700c與第二半導體元件700d可為反向並聯。
於本實施例的封裝結構701中，在第一半導體元件700c或第二半導體元件700d與載體72之間可進一步包含導電線路79c、79d及79e。導電線路79c、79d、79e可用於電連接第一半導體元件700c及/或第二半導體元件700d。於本實施例中，導電線路79c、79d、79e均位於載體72上，且可透過導電結構76a、76b而與第一半導體元件700a及第二半導體元件700b電連接。詳細而言，導電線路79c可連接接觸第二電極114的導電結構76a以及接觸第五電極754的導電結構76b，藉此可與第二電極114及第五電極754電連接。導電線路79d透過接觸第六電極764的導電結構76b而可與第六電極764電連接。導電線路79e透過接觸第一電極104的導電結構76a而可與第一電極104電連接。導電線路79c、79d及79e可包含相同材料，例如金屬、合金或透明導電材料，具體材料例可參考前述實施例之說明，於此不再贅述。在一實施例中，第一半導體元件700c及/或第二半導體元件700d係未與蓋板74形成電連接。本實施例中的其他層或結構之位置、相對關係及材料組成等內容及結構變化例均已於先前實施例中進行了詳盡之說明，於此不再贅述。
此外，於一實施例中，本揭露內容可提供一光學檢測系統，包含如第7A圖所示的第一半導體元件700a及如第7B圖所示的第二半導體元件700d。於另一實施例中，本揭露內容可提供一光學檢測系統，包含如第7B圖所示的第一半導體元件700c及如第7A圖所示的第二半導體元件700b。
基於上述，本揭露內容可提供一種適用於微型封裝的半導體元件設計， 可進一步降低封裝體尺寸，有利於電路IC整合薄型化。
本揭露內容之半導體元件或半導體封裝結構可應用於照明、醫療、顯示、通訊、感測、電源系統等領域的產品，例如燈具、監視器、手機、平板電腦、車用儀表板、電視、電腦、穿戴裝置(如手錶、手環、項鍊等)、交通號誌、戶外顯示器、醫療器材等。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，所屬技術領域中具有通常知識者應理解，在不脫離本發明之精神和範圍內可作些許之修飾或變更，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。此外，上述實施例內容在適當的情況下可互相組合或替換，而非僅限於所描述之特定實施例。舉例而言，在一實施例中所揭露特定構件之相關參數或特定構件與其他構件的連接關係亦可應用於其他實施例中，且均落於本發明之權利保護範圍。
10、10’、20、30、40、50、60:半導體元件 12:缺口 14:凹槽 62、72:載體 64、74:蓋板 66:導電結構 68、78:封裝材料 76a、76b:導電結構 79a、79b、79c、79d、79e:導電線路 100、121:基板 102:第一半導體層 102a:次結構 104:第一電極 104a:主電極 104b:延伸電極 104s:上表面 106:第二半導體層 108:第三半導體層 110:發光結構 112:第四半導體層 114:第二電極 116:反射結構 116a:接觸層 116b:透明材料層 116c:反射層 118:接合層 120:中間層 122:第五半導體層 123:第六半導體層 124:第七半導體層 125:第八半導體層 600、700:封裝結構 700a:第一半導體元件 700b:第二半導體元件 732:介電層 732a:上表面 732b:側壁 734:第三電極 744:第四電極 754:第五電極 764:第六電極 A-A’:剖面線 B1、C1:第一部分 B2、C2:第二部分 d1、d2:距離 g1、g2、g3、g4:側壁 Δh、Δh’:高度差 h1、h2、h3、ha、hb、ht、hc1、hc2:高度 m1、p1、p2、w1、w2、s1、s2:寬度 Q1:第一圓角 Q2:第二圓角 R1、R2:區域 t1:第一端部 t2:上緣 t3:位置
第1A圖為本揭露內容一實施例之半導體元件的結構上視圖。
第1B圖為第1A圖之半導體元件沿A-A’線之剖面結構示意圖。
第1C圖為本揭露內容另一實施例之半導體元件之剖面結構示意圖。
第2A圖為本揭露內容另一實施例之半導體元件的結構上視圖。
第2B圖為第2A圖之半導體元件沿A-A’線之剖面結構示意圖。
第2C圖為第2B圖之半導體元件之局部放大示意圖。
第3A圖為本揭露內容另一實施例之半導體元件的結構上視圖。
第3B圖為第3A圖之半導體元件沿A-A’線之剖面結構示意圖。
第3C圖為第3B圖之半導體元件之局部放大示意圖。
第4A圖為本揭露內容另一實施例之半導體元件的剖面結構示意圖。
第4B圖為本揭露內容一實施例之反射結構示意圖。
第4C圖為本揭露內容另一實施例之反射結構示意圖。
第5A圖為本揭露內容另一實施例之半導體元件的剖面結構示意圖。
第5B圖為本揭露內容另一實施例之半導體元件的剖面結構示意圖。
第6A圖為本揭露內容一實施例之半導體封裝結構剖面示意圖。
第6B圖為本揭露內容一實施例之半導體封裝結構剖面示意圖。
第7A圖為本揭露內容一實施例之半導體封裝結構剖面示意圖。
第7B圖為本揭露內容一實施例之半導體封裝結構剖面示意圖。
10:半導體元件
100:基板
102:第一半導體層
102a:次結構
104:第一電極
104a:主電極
104b:延伸電極
104s:上表面
106:第二半導體層
108:第三半導體層
110:發光結構
112:第四半導體層
114:第二電極
d1、d2:距離
Δh:高度差
m1、p1、s1:寬度
h1、h2、ha、hb:高度
t1:第一端部
t3:位置

Claims (10)

  1. 一種半導體元件，包括： 一基板，具有一第一側以及相對於該第一側之一第二側； 一發光結構，位於該基板之該第一側； 一第一半導體層，位於該發光結構上； 一第二半導體層，位於該第一半導體層與該發光結構之間；以及 一第一電極，位於該第二半導體層上且直接接觸該第二半導體層； 其中，該第一電極與該第一半導體層之間相隔一距離。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件，其中該第一半導體層具有一第一端部，且該第一電極具有一上表面低於該第一端部。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之半導體元件，其中於該半導體元件之一上視圖中，該第一電極包括一主電極以及多個延伸電極。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之半導體元件，其中於該半導體元件之一剖面中，該第一半導體層包括多個次結構，且各該延伸電極位於相鄰兩次結構之間。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之半導體元件，其中該第一半導體層直接接觸該第二半導體層。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之半導體元件，更包括一第三半導體層，位於該第二半導體層與該發光結構之間。
  7. 一種半導體封裝結構，包括： 一載體； 一蓋板，位於該載體上； 一半導體元件，位於該載體與該蓋板之間，且包括： 一基板，具有一第一側以及相對於該第一側之一第二側； 一發光結構，位於該基板之該第一側； 一第一半導體層，位於該發光結構上； 一第二半導體層，位於該第一半導體層與該發光結構之間；以及 一第一電極，位於該第二半導體層上且直接接觸該第二半導體層，且該第一電極與該第一半導體層之間相隔一距離；以及 一封裝材料，填充於該載體、該半導體元件與該蓋板之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之半導體元件的封裝結構，更包含一導電結構，位於該蓋板與該半導體元件之間。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之半導體元件的封裝結構，其中該半導體元件具有一第一高度ha，該封裝結構具有一第二高度ht，且1＜ht/ha≤ 15。
  10. 一種半導體封裝結構，包括： 一載體； 一蓋板，位於該載體上； 一第一半導體元件以及一第二半導體元件，位於該載體與該蓋板之間；以及 一封裝材料，填充於該載體、該第一半導體元件、該第二半導體元件與該蓋板之間； 其中，該第一半導體元件為如申請專利範圍第1項所述之半導體元件，且該第二半導體元件為一光偵測器。
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