TW202324791A

TW202324791A - 半導體光電元件

Info

Publication number: TW202324791A
Application number: TW110146512A
Authority: TW
Inventors: 李佑祖; 張峻瑋; 陳怡名
Original assignee: 晶元光電股份有限公司
Priority date: 2021-12-13
Filing date: 2021-12-13
Publication date: 2023-06-16
Also published as: TWI830100B

Abstract

本發明內容提供一種半導體光電元件，包括磊晶結構、第一電極、接觸層、以及絕緣層。磊晶結構包含第一表面及相對於第一表面之第二表面。第一電極位於第一表面且包含一電極墊。接觸層位於第二表面且包含互相分離的第一接觸部及多個第二接觸部。絕緣層位於第二表面且位於第二接觸部之間。第一接觸部具有第一寬度，各第二接觸部具有第二寬度小於第一寬度。電極墊具有第一面積，第一接觸部具有第二面積小於第一面積。

Description

半導體光電元件

本發明是關於半導體光電元件，特別是有關於半導體發光元件，例如發光二極體(Light emitting diode，LED) 等。

近年來，包含三族及五族元素的III-V族半導體材料於各種半導體元件的應用逐漸增加。舉例而言，III-V族半導體材料可用於製造半導體光電元件如發光二極體、雷射二極體(Laser diode，LD)、光電偵測器或太陽能電池(Solar cell) ，或者可以是例如開關或整流器的功率元件。具體來說，這些元件能廣泛應用於照明、醫療、顯示、通訊、感測、電源系統等領域。例如，作為半導體光電元件之一的發光二極體具有耗電量低以及壽命長等優點，因此大量被應用。

本發明內容提供一種半導體光電元件，包括磊晶結構、第一電極、接觸層、以及絕緣層。磊晶結構包含第一表面及相對於第一表面之第二表面。第一電極位於第一表面且包含一電極墊。接觸層位於第二表面且包含互相分離的第一接觸部及多個第二接觸部。絕緣層位於第二表面且位於多個第二接觸部之間。第一接觸部具有第一寬度，各第二接觸部具有第二寬度小於第一寬度。電極墊具有第一面積，第一接觸部具有第二面積小於第一面積。

在本發明一實施例中，第一接觸部呈環狀。

在本發明一實施例中，第一接觸部呈圓形。

在本發明一實施例中，第一電極還包含一延伸電極位於第一表面上且與電極墊連接。

在本發明一實施例中，第一接觸部與電極墊於垂直方向上有重疊。

在本發明一實施例中，第二面積為第一面積之40%-70%。

在本發明一實施例中，絕緣層以及接觸層於水平方向上有重疊。

在本發明一實施例中，半導體光電元件還包含導電層，位於磊晶結構下方且與絕緣層以及接觸層直接接觸。

在本發明一實施例中，其中一部分的導電層直接接觸第二表面。

在本發明一實施例中，其中導電層與絕緣層以及接觸層於水平方向上有重疊。

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，相似或相同之構件將使用相似或相同之標號進行說明，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。

在未特別說明的情況下，通式InGaP代表In _x1Ga _1-x1P，其中0＜ x1＜1；通式AlGaInP代表Al _x2Ga _x3In _1-x2-x3P，其中0＜x2＜1且0＜x3＜1；通式InGaAsP代表In _x4Ga _1-x4As _x5P, _1-x5，其中0＜x4＜1，0＜x5＜1；通式AlGaInAs代表Al _x6Ga _x7In _1-x6-x7As，其中0＜x6＜1，0＜x7＜1；通式InGaAs代表In _x8Ga _1-x8As，其中0＜x8＜1；通式AlGaAs代表Al _x9Ga _1-x9As，其中0＜x9＜1；通式InGaN代表In _x10Ga _1-x10N，其中0＜x10＜1；通式AlGaN代表Al _x11Ga _1-x11N，其中0＜x11＜1；通式AlInGaN代表Al _x12In _x13Ga _1-x12-x13N，其中0＜x12＜1且0＜x13＜1。於半導體光電元件中，可依不同目的調整各元素的含量，例如但不限於調整能階大小，或是當半導體光電元件為一發光元件時，可藉此調整發光元件的主波長(domain wavelength)或峰值波長(peak wavelength)。

本揭露內容的半導體光電元件例如是發光元件(例如：發光二極體(light-emitting diode)、雷射二極體(laser diode))、吸光元件(例如：光電二極體(photo-detector))或不發光元件。本揭露內容的半導體光電元件包含的各層組成及摻質(dopant)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)，而各層之厚度或各構件的寬度等尺寸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)等。

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。

第1A圖為本揭露內容一實施例之半導體光電元件10的上視示意圖，第1B圖為本揭露內容一實施例之半導體光電元件10沿A-A’線的剖面結構示意圖。

如第1A圖及1B圖所示，半導體光電元件10可包括基底100、磊晶結構102、第一接觸層104、第一電極106、第二電極108以及絕緣層110。磊晶結構102位於基底100上。磊晶結構102包含第一表面102a以及相對於第一表面102a的第二表面102b。第一接觸層104位於第二表面102b。第一電極106位於第一表面102a且包含電極墊106a以及多個延伸電極106b。如第1A圖所示，各延伸電極106b與電極墊106a連接。第二電極108位於基底100下方。絕緣層110位於磊晶結構102與基底100之間。

基底100可為導電基板，包含導電材料如：砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)、碳化矽(SiC)、磷化鎵(GaP)、氧化鋅(ZnO)、氮化鎵(GaN)、氮化鋁(AlN)、鍺(Ge)或矽(Si) 等。在一實施例中，基底100為一接合基板而非成長基板，其可藉由一黏著結構(未繪示)而與磊晶結構102相接合。

如第1B圖所示，磊晶結構102可包含第一半導體層1021、第二半導體層1022、活性層1020、第三半導體層1023以及第四半導體層1024。活性層1020位於第二半導體層1022及第三半導體層1023之間。在一實施例中，磊晶結構102可不包含第一半導體層1021及第四半導體層1024。第一半導體層1021與第二半導體層1022可具有第一導電型態，第三半導體層1023以及第四半導體層1024可具有與第一導電型態不同之第二導電型態。於一實施例，第一導電型態為n型，第二導電型態為p型。於另一實施例，第一導電型態為p型，第二導電型態為n型。第二半導體層1022以及第三半導體層1023可用以分別提供電子及電洞在活性層1020中複合(recombination)，以發射光線。第一半導體層1021、第二半導體層1022、第三半導體層1023以及第四半導體層1024可具有摻質，以提供所需的導電型態。舉例而言，上述摻質可包含C、Zn、Si、Mg或Te。

磊晶結構102中的第一半導體層1021、第二半導體層1022、活性層1020、第三半導體層1023以及第四半導體層1024可包含相同系列之III-V族化合物半導體材料，例如AlInGaAs系列、AlGaInP系列或AlInGaN系列。其中，AlInGaAs系列可表示為(Al _x1In _(1-x1)) _1-x2Ga _x2As，AlInGaP系列可表示為(Al _y1In _(1-y1)) _1-y2Ga _y2P，AlInGaN系列可表示為(Al _z1In _(1-z1)) _1-z2Ga _z2N，其中，0≦x ₁, y ₁, z ₁≦1，0≦x ₂, y ₂, z ₂≦1。具體而言，磊晶結構102可包含雙異質結構(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。

根據一實施例，當半導體光電元件10為發光元件(如發光二極體)時，於半導體光電元件10操作時，活性層1020可發出一光線。所述光線包含可見光或不可見光。半導體光電元件10所發出之光線決定於活性層1020之材料組成。舉例來說，當活性層1020之材料包含InGaN系列時，例如可發出峰值波長(peak wavelength)為400 nm至490 nm的藍光、深藍光，或是峰值波長為490 nm至550 nm的綠光；當活性層1020之材料包含AlGaN系列時，例如可發出峰值波長為250 nm至400 nm的紫外光；當活性層1020之材料包含InGaAs系列、InGaAsP系列、AlGaAs系列或AlGaInAs系列時，例如可發出峰值波長為700至1700 nm的紅外光；當活性層1020之材料包含InGaP系列或AlGaInP系列時，例如可發出峰值波長為610 nm至700 nm的紅光、或是峰值波長為530 nm至600 nm的黃光。第一半導體層1021及/或第四半導體層1024可作為窗口層以提升光萃取效率。更者，如第1B圖所示，第四半導體層1024之上表面(即磊晶結構102之上第一表面102a)可具有粗化結構，以進一步提升光萃取效率。

第一接觸層104可包含互相分離的第一接觸部104a及多個第二接觸部104b。如第1A圖中所示，多個第二接觸部104b可呈一點狀陣列。根據一些實施例，各第二接觸部104b可呈圓形、矩形、三角形、菱形或其組合。於一實施例，第一接觸部104a呈環狀，例如圓環狀或方環狀。應理解的是，第1A圖中所示為各構件沿垂直方向Y投影於半導體光電元件10上表面之示意圖，實際上由半導體光電元件10外觀無法直接看到位在磊晶結構102下方的第一接觸部104a及多個第二接觸部104b。第一接觸部104a可具有第一寬度W1，各第二接觸部104b可具有第二寬度W2 。如第1A圖及第1B圖所示，第一寬度W1可對應於第一接觸部104a整體於一剖面(或上視示意圖)中所呈現之最大寬度。於此實施例，第一接觸部104a呈一封閉的圓環狀，因此第一接觸部104a具有內徑以及外徑，且第一寬度W1等同於第一接觸部104a之外徑。各第二接觸部104b呈一圓形，因此第二寬度W2為一直徑。

如第1A圖中所示，第一接觸部104a之外徑以第一寬度W1表示，內徑以第四寬度W4表示。第二寬度W2可對應於各第二接觸部104b於上述剖面(或上視示意圖)中所呈現之最大寬度。詳細而言，第一接觸層104包含多個具有不同寬度之第二接觸部104b時，第二寬度W2可定義為於上述剖面(或上視示意圖)中具有最大寬度的第二接觸部104b之寬度。於此實施例，第二寬度W2小於第一寬度W1。第一接觸層104之材料可為半導體層且包含III-V族化合物半導體材料，例如二元或三元III-V族化合物半導體材料(如GaP、GaAs或InGaP等)。第一接觸層104與第一半導體層1021可包含相同材料。於一實施例，第一接觸層104中的摻質濃度可高於第一半導體層1021的摻質濃度。

第一電極106及第二電極108用於與外部電源電性連接。詳細而言，第一電極106及第二電極108可為單層或多層構造，且各層的材料可相同或不同。第一電極106及第二電極108之材料可包含金屬氧化材料、金屬或合金。金屬氧化材料包含氧化銦錫(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)、鎳(Ni)或銅(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)或鋅金(ZnAu)等。

如第1B圖所示，第一接觸層104與電極墊106a於垂直方向Y上有重疊且與延伸電極106b 於垂直方向Y上不重疊。具體來說，於此實施例，第一接觸部104a與電極墊106a於垂直方向Y上有重疊，第一接觸部104a與延伸電極106b 於垂直方向Y上不重疊。如第1B圖所示，電極墊106a可具有一最大寬度W0大於第一寬度W1。最大寬度W0例如是在90 μm至160 μm的範圍內。第一寬度W1與最大寬度W0之寬度差可在5 μm以上。第二寬度W2例如是在1 μm至10 μm的範圍內。根據一些實施例，第一接觸層104與電極墊106a於垂直方向Y上有重疊有助於提升半導體光電元件10抗過度電性應力 (Electrical Overstress，EOS)能力。

於此實施例，電極墊106a具有第一面積R1，第一接觸部104a具有第二面積R2不同於第一面積R1。具體來說，第一面積R1與第二面積R2指上視面積，即電極墊106a與第一接觸部104a垂直投影於半導體光電元件10上表面之總面積。於此實施例，第二面積R2小於第一面積R1。根據一些實施例，當半導體光電元件10為發光元件時，第二面積R2小於第一面積R1能夠進一步改善半導體光電元件10之發光強度。根據一些實施例，第二面積R2可為第一面積R1之10%以上，且可為90%以下，例如在40%-70%的範圍內。根據一些實施例，當半導體光電元件10為發光元件且第一面積R1與第二面積R2之比例介於40%-70%之範圍內，可同時兼顧半導體光電元件10之亮度以及抗EOS能力表現。

如第1B圖所示，絕緣層110位於第二表面102b且位於多個第二接觸部104b之間。絕緣層110以及第一接觸層104於水平方向X上有重疊。於此實施例，絕緣層110的下表面110u與第二接觸部104b之下表面104u可大致齊平。藉此，位於絕緣層110及第二接觸部104b下方的導電層112及反射結構114亦可形成於絕緣層110及第二接觸部104b且具有平整的表面，有助於提升反射效率。於另一實施例，絕緣層110可有一部份於垂直方向Y上與第一接觸層104的第二接觸部104b有重疊。於第1B圖所示之實施例，絕緣層110與電極墊106a於垂直方向Y上不重疊，且絕緣層110與多個延伸電極106b於垂直方向Y上重疊。第二表面102b具有未與絕緣層110及多個第二接觸部104b直接接觸的區域，如第1B圖所示，上述區域可具有第三寬度W3。於此實施例，第三寬度W3＞寬度W0＞第一寬度W1。第三寬度W3與最大寬度W0之寬度差可在10 μm以上。絕緣層110可圖案化且絕緣層110的材料可包含氮化矽(SiN _x)、氧化鋁(AlO _x)、氧化矽(SiO _x)、氟化鎂(MgF _x)或其組合。根據一實施例，x=1.5或2。

於此實施例，半導體光電元件10還包含導電層112，位於磊晶結構102下方且與絕緣層110以及第一接觸層104直接接觸。導電層112與絕緣層110以及第一接觸層104於水平方向X上有重疊。如第1B圖所示，一部分的導電層112直接接觸第二表面102b。於半導體光電元件10作動時，導電層112與第一接觸層104直接接觸的部分會形成電流路徑。導電層112的材料可包含金屬或金屬氧化物。金屬可包含銀(Ag)、鍺(Ge)、金(Au) 、鎳(Ni)或其組合。金屬氧化物可包含氧化銦錫(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)、氧化銦鋅(IZO)或上述材料之組合。

如第1B圖所示，半導體光電元件10選擇性地還包含反射結構114，位於導電層112與基底100之間。反射結構114可反射活性層1020所發出的光線以朝第一電極106方向射出半導體光電元件10外。反射結構114可導電且包含半導體材料、金屬或合金。半導體材料可包含III-V族化合物半導體材料，例如二元、三元或四元III-V族化合物半導體材料。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。

於第1B圖所示之實施例中，半導體光電元件10選擇性還包含保護層116。保護層116共形地覆蓋於磊晶結構102上，與磊晶結構102之上表面102a以及側表面102c、側表面102d直接接觸。保護層116可用以保護半導體光電元件10，避免元件產生漏電途徑或受到外部汙染。於一些實施例中，保護層116的材料包含矽(Si)之氮化物或氧化物，例如SiO _x、SiN _x。

半導體光電元件10可進一步包含第二接觸層118。如第1B圖所示，第二接觸層118位於第一電極106與第四半導體層1024之間。於此實施例，第二接觸層118於垂直方向Y上與電極墊106a以及延伸電極106b有重疊。於另一實施例，第二接觸層118可於垂直方向Y上與電極墊106a不重疊，並與延伸電極106b有重疊。根據一些實施例，此種設計可避免由電極墊106a注入的電流過度集中在電極墊106a下方的結構，有助於調整半導體光電元件10中的電流分佈。第二接觸層118與各延伸電極106b於垂直方向Y上重疊的部份例如可佔各延伸電極106b上視面積50%至100%的範圍內。第二接觸層118之材料可包含III-V族化合物半導體材料，例如二元或三元III-V族化合物半導體材料(如GaP、GaAs、InGaAs或InGaP等)。

第2A圖為本揭露內容一實施例之半導體光電元件20的上視示意圖，第2B圖為本揭露內容一實施例之半導體光電元件20沿B-B’線的剖面結構示意圖。半導體光電元件20與半導體光電元件10之主要差異在於，在半導體光電元件20中，第一接觸層104中的第一接觸部104a呈實心的圓形。半導體光電元件20中的其他各層或結構之位置、相對關係及材料組成等內容及結構變化例亦已於先前實施例中進行了詳盡之說明，於此不再贅述。

第3A圖為本揭露內容一實施例之半導體光電元件30A的上視示意圖。半導體光電元件30A與半導體光電元件10之主要差異在於，在半導體光電元件30A中，第一接觸層104的第一接觸部104a有一部分與電極墊106a在垂直方向Y上有重疊，另一部分與電極墊106a在垂直方向Y上不重疊。於此實施例，第一接觸部104a呈圓環狀，如第3A圖所示，第一接觸部104a包含具有第四寬度W4的內徑以及具有第一寬度W1的外徑。於此實施例，第一寬度W1＞電極墊106a之最大寬度W0＞第四寬度W4。

第3B圖為本揭露內容一實施例之半導體光電元件30B的上視示意圖。半導體光電元件30B與半導體光電元件10之主要差異在於，在半導體光電元件30B中，第一接觸層104的第一接觸部104a與電極墊106a在垂直方向Y上不重疊。於此實施例，第一接觸部104a亦呈圓環狀且包含具有第四寬度W4的內徑以及具有第一寬度W1的外徑。於此實施例，第一寬度W1＞第四寬度W4＞電極墊106a之最大寬度W0。

第3C圖為本揭露內容一實施例之半導體光電元件30C的上視示意圖。半導體光電元件30C與半導體光電元件10之主要差異在於，在半導體光電元件30C中，第一接觸層104的第一接觸部104a呈一開放的環狀。如第3C圖所示，第一接觸部104a包含多個彼此分離的島狀結構，且該些島狀結構大致上可形成圓環狀。於此實施例，第一接觸部104a包括第一部份104a1、第二部份104a2、第三部份104a3以及第四部份104a4。於上視示意圖中，各部份呈弧形且相鄰兩個部份之間具有缺口部130。如第3C圖所示，多個缺口部130相對於第一接觸部104a的幾何中心對稱分佈。於一實施例中，當第一接觸部104a包含會吸收一部份活性層1020所發出的光之材料時，藉由設計呈開放環狀的第一接觸部104a，可進一步減少第一接觸部104a的分佈面積，以改善材料吸光的問題。

第3D圖為本揭露內容另一實施例之半導體光電元件30C的上視示意圖。如第3D圖所示，半導體光電元件30D與半導體光電元件30C之主要差異在於，位在相鄰兩個部份之間的缺口部130會對應於其中一延伸電極106b與電極墊106a相連接的位置。即，缺口部130比第一部份104a1、第二部份104a2、第三部份104a3或第四部份104a4更靠近各延伸電極106b。藉由此種配置形態，於元件作動時，可避免由電極墊106a注入的電流過度集中在各延伸電極106b與電極墊106a相連接處下方之結構，有助於進一步改善電流分佈。

半導體光電元件30A、30B、30C及30D中的其他各層或結構之位置、相對關係及材料組成等內容及結構變化例亦已於先前實施例中進行了詳盡之說明，於此不再贅述。所屬技術領域中具通常知識者應理解，各實施例的結構設計可能進行組合或互換而存在不同變化例，舉例而言，第3C圖或第3D圖中的第一接觸部104a也可如第3A圖所示，有一部分與電極墊106a在垂直方向Y上重疊，另一部分不重疊；或者如第3B圖所示第一接觸部104a所有部分與電極墊106a在垂直方向Y上不重疊。第3A圖或第3B圖中的第一接觸部104a也可如第3C圖或第3D圖所示呈一開放的環狀。第3C圖或第3D圖中的第一接觸部104a也可與第1A圖或第2A圖中呈封閉環狀或實心圓形的設計進行組合，而形成同時具有封閉環狀(或實心圓形)搭配開放環狀設計的第一接觸部104a。

第4A圖為本揭露內容一實施例之半導體光電元件40A的上視示意圖。於半導體光電元件40A中，第一接觸部104a可包含重複排列的多個子單元104s。舉例來說，多個子單元104s可呈MxN個陣列排列，其中M、N分別為大於1之正整數。於此實施例，如第4A圖所示，第一接觸部104a包含彼此分離的多個子單元104s，呈3x3的陣列式分佈。多個子單元104s可具有彼此相同或不同的形狀，例如第4A圖中的多個子單元104s均呈圓形。根據一些實施例，多個子單元104s也可呈三角形、矩形或其他多邊形等幾何形狀。各子單元104s可具有第五寬度W5。第五寬度W5例如是在1 μm至10 μm的範圍內。如第4A圖所示，於此實施例中，電極墊106a之最大寬度W0＞第一寬度W1＞第五寬度W5＞第二寬度W2。

第4B圖為本揭露內容一實施例之半導體光電元件40B的上視示意圖。於半導體光電元件40B中，第一接觸部104a可具有孔洞。於此實施例，如第4B圖所示，第一接觸部104a包含重複排列的多個孔洞104w。舉例來說，多個子單元104s可呈PxQ個陣列排列，其中P、Q分別為大於1之正整數。於此實施例，如第4B圖所示，第一接觸部104a包含彼此分離的多個孔洞104w，呈3x3的陣列式分佈。多個孔洞104w可具有彼此相同或不同的形狀，例如第4B圖中的多個孔洞104w均呈圓形。根據一些實施例，多個孔洞104w也可呈三角形、矩形或其他多邊形等幾何形狀。各孔洞104w可具有第六寬度W6。第六寬度W6例如是在1 μm至10 μm的範圍內。如第4B圖所示，於此實施例中，電極墊106a之最大寬度W0＞第一寬度W1＞第六寬度W6＞第二寬度W2。

半導體光電元件40A及40B中的其他各層或結構之位置、相對關係及材料組成等內容及結構變化例亦已於先前實施例中進行了詳盡之說明，於此不再贅述。所屬技術領域中具通常知識者應理解，各實施例的結構設計可能進行組合或互換而存在不同變化例，舉例而言，第4A圖或第4B圖中的第一接觸部104a也可如第3A圖所示，有一部分與電極墊106a在垂直方向Y上重疊，另一部分不重疊；或者如第3B圖所示，第一接觸部104a所有部分與電極墊106a在垂直方向Y上不重疊。或者，第4A圖中的第一接觸部104a也可搭配第3A圖-第3D圖之第一接觸部104a的形狀，而形成同時具有封閉或開放環狀及多個子單元104s設計的第一接觸部104a。

第5圖為本揭露內容一實施例之半導體組件600的剖面結構示意圖。請參照第5圖，半導體組件600包含半導體光電元件60、封裝基板61、載體63、接合線65、接觸結構66以及封裝層68。封裝基板61可包含陶瓷或玻璃材料。封裝基板61中具有多個通孔62。通孔62中可填充有導電性材料如金屬等而有助於導電或/且散熱。載體63位於封裝基板61一側的表面上，且亦包含導電性材料，如金屬。接觸結構66位於封裝基板61另一側的表面上。在本實施例中，接觸結構66包含第一接觸墊66a以及第二接觸墊66b，且第一接觸墊66a以及第二接觸墊66b可藉由通孔62而與載體63電性連接。在一實施例中，接觸結構66可進一步包含散熱墊(thermal pad)(未繪示)，例如位於第一接觸墊66a與第二接觸墊66b之間。

半導體光電元件60位於載體63上。半導體光電元件60可為本揭露內容任一實施例所述的半導體光電元件(如半導體光電元件10、20、30A、30B、30C、30D、40A、40B及其變化例)。在本實施例中，載體63包含第一部分63a及第二部分63b，半導體光電元件60藉由接合線65而與載體63的第二部分63b電性連接。接合線65的材質可包含金屬，例如金、銀、銅、鋁或至少包含上述任一元素之合金。封裝層68覆蓋於半導體光電元件60上，具有保護半導體光電元件60之效果。具體來說，封裝層68可包含樹脂材料如環氧樹脂(epoxy)、矽氧烷樹脂(silicone)等。封裝層68更可包含複數個波長轉換粒子(圖未示)以轉換半導體光電元件60所發出的第一光為一第二光。第二光的波長大於第一光的波長。

基於上述，根據本揭露內容之實施例，可提供一種半導體光電元件以及包含其的半導體組件，藉由採用本案實施例所述之結構，能有助於改善半導體光電元件抗EOS能力，同時兼顧其光電特性(例如發光效率)。具體來說，根據一些實施例，本揭露內容之半導體光電元件於EOS測試中之最大承受電流至少可達600mA以上，例如650 mA、700 mA、750 mA、800 mA、850 mA以上。上述EOS測試例如是以在一定期間(如15秒)中對半導體光電元件施加特定測試電流值的方式來進行，若施加的測試電流值未造成元件異常，則進一步提高測試電流值直到出現元件異常，藉此可確認半導體光電元件之最大承受電流(即，於EOS測試中半導體光電元件無異常的最大測試電流值)。

本揭露內容之半導體光電元件及半導體組件可應用於照明、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、20、30A、30B、30C、30D、40A、40B、60:半導體光電元件 100:基底 102:磊晶結構 102a:第一表面 102b:第二表面 102c、102d:側表面 1020:活性層 1021:第一半導體層 1022:第二半導體層 1023:第三半導體層 1024:第四半導體層 104:第一接觸層 104a:第一接觸部 104a1:第一部份 104a2:第二部份 104a3:第三部份 104a4:第四部份 104b:第二接觸部 104s:子單元 104w:孔洞 104u、110u:下表面 106:第一電極 106a:電極墊 106b:延伸電極 108:第二電極 110:絕緣層 112:導電層 114:反射結構 116:保護層 118:接觸層 130:缺口部 600:半導體組件 61:封裝基板 62:通孔 63:載體 63a:第一部分 63b:第二部分 65:接合線 66:接觸結構 66a:第一接觸墊 66b:第二接觸墊 68:封裝層 A-A’、B-B’:線 W0:寬度 W1:第一寬度 W2:第二寬度 W3:第三寬度 W4:第四寬度 W5:第五寬度 W6:第六寬度 X:水平方向 Y:垂直方向

第1A圖為本揭露內容一實施例之半導體光電元件的上視示意圖。

第1B圖為本揭露內容一實施例之半導體光電元件的剖面結構示意圖。

第2A圖為本揭露內容一實施例之半導體光電元件的上視示意圖。

第2B圖為本揭露內容一實施例之半導體光電元件的剖面結構示意圖。

第3A圖為本揭露內容一實施例之半導體光電元件的上視示意圖。

第3B圖為本揭露內容一實施例之半導體光電元件的上視示意圖。

第3C圖為本揭露內容一實施例之半導體光電元件的上視示意圖。

第3D圖為本揭露內容一實施例之半導體光電元件的上視示意圖。

第4A圖為本揭露內容一實施例之半導體光電元件的上視示意圖。

第4B圖為本揭露內容一實施例之半導體光電元件的上視示意圖。

第5圖為本揭露內容一實施例之半導體組件的剖面結構示意圖。

10:半導體光電元件

104:第一接觸層

104a:第一接觸部

104b:第二接觸部

106:第一電極

106a:電極墊

106b:延伸電極

A-A’:線

W0:寬度

W1:第一寬度

W2:第二寬度

W4:第四寬度

Claims

一種半導體光電元件，包括：一磊晶結構，包含一第一表面及相對於該第一表面之一第二表面；一第一電極，位於該第一表面且包含一電極墊；一接觸層，位於該第二表面，且包含互相分離的一第一接觸部及多個第二接觸部；以及一絕緣層，位於該第二表面，且位於該些第二接觸部之間；其中，該第一接觸部具有一第一寬度，各該第二接觸部具有一第二寬度小於該第一寬度，且該電極墊具有一第一面積，該第一接觸部具有一第二面積小於該第一面積。
如申請專利範圍第1項所述之半導體光電元件，其中該第一接觸部呈環狀。
如申請專利範圍第1項所述之半導體光電元件，其中該第一接觸部呈圓形。
如申請專利範圍第1項所述之半導體光電元件，其中該第一電極還包含一延伸電極位於該第一表面上且與該電極墊連接。
如申請專利範圍第1項所述之半導體光電元件，其中該第一接觸部與該電極墊於垂直方向上有重疊。
如申請專利範圍第1項所述之半導體光電元件，其中該第二面積為該第一面積之40%-70%。
如申請專利範圍第1項所述之半導體光電元件，其中該絕緣層以及該接觸層於水平方向上有重疊。
如申請專利範圍第1項所述之半導體光電元件，還包含一導電層，位於該磊晶結構下方且與該絕緣層以及該接觸層直接接觸。
如申請專利範圍第8項所述之半導體光電元件，其中一部分的該導電層直接接觸該第二表面。
如申請專利範圍第8項所述之半導體光電元件，其中該導電層與該絕緣層以及該接觸層於水平方向上有重疊。