光电半导体装置的制作方法

[0001]
本发明涉及一种半导体装置，且特别是涉及一种光电半导体装置。


背景技术：

[0002]
半导体装置包含由
ⅲ-ⅴ
族元素组成的化合物半导体，例如磷化镓(gap)、砷化镓(gaas)或氮化镓(gan)，半导体装置可以为功率装置(power device)或是光电半导体装置(例如发光二极管(led)、激光二极管、光检测器、太阳能电池)。发光二极管包含一p型半导体层、一n型半导体层与一活性结构设于p型半导体层与n型半导体层之间，使得在一外加电场作用下，n型半导体层及p型半导体层所分别提供的电子及空穴在活性结构复合，以将电能转换成光能。如何提升光电半导体装置的光电转换效率，实为研发人员研发的重点之一。


技术实现要素：

[0003]
为解决上述问题，本发明提供一种光电半导体装置，包括一半导体叠层、一电极以及多个接触部。半导体叠层具有一第一型半导体结构、一活性结构位于第一型半导体结构上及一第二型半导体结构位于活性结构上。第一型半导体结构具有一第一凸部、一第二凸部及一凹部位于第一凸部及该第二凸部之间，且半导体叠层具有一厚度。电极位于第二型半导体结构上，并具有一部分对应于第一凸部。多个接触部位于第二凸部且未位于第一凸部并与第一型半导体结构接触，电极与最接近的接触部具有一第一距离，且第一距离与厚度的比值大于5。
附图说明
[0004]
图1为一实施例的光电半导体装置的部分剖面示意图；
[0005]
图2为一实施例的光电半导体装置的上视示意图；
[0006]
图3至图4为一实施例的光电半导体装置制作流程的步骤中所完成的结构的下视示意图；
[0007]
图5为一实施例的光电半导体装置的部分剖面示意图；
[0008]
图6为一实施例的光电半导体装置绘示根据一实施例的光电半导体装置的部分剖面示意图；
[0009]
图7a为一实施例的光电半导体装置的部分上视示意图；
[0010]
图7b为一实施例的光电半导体装置的部分上视示意图；
[0011]
图8为一实施例的光电半导体装置的封装结构示意图。
[0012]
符号说明
[0013]
100、200、300、400、500 光电半导体装置
[0014]
1 半导体叠层
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
11 第一型半导体结构
[0015]
111 第一凸部
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
112 第二凸部
[0016]
113 凹部
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
114 凸部
[0017]
115 凹部结构
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
116 凹槽
[0018]
117 第三凸部
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
118 第四凸部
[0019]
1a 第一边
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1b 第二边
[0020]
1c 第三边
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1d 第四边
[0021]
12 活性结构
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
13 第二型半导体结构
[0022]
14 窗户层
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
141 出光表面
[0023]
15 第二接触结构
ꢀꢀꢀꢀ
2 第一接触结构
[0024]
21 接触部
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
22 接触群组
[0025]
3 上电极
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
31 电极垫
[0026]
32 第一延伸电极
ꢀꢀꢀꢀ
33 第二延伸电极
[0027]
4 基板
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
5 反射结构
[0028]
51 第一绝缘层
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
511 开口
[0029]
52 第一氧化导电层
ꢀꢀ
53 第二氧化导电层
[0030]
531 第二平面
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
54 金属层
[0031]
541 第一平面
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
55 第二绝缘层
[0032]
551 第二开口
[0033]
6 导电粘结层
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
7 下电极
[0034]
8 保护层
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
900 封装结构
[0035]
91封装基板
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
92通孔
[0036]
93载体
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
93a第一部分
[0037]
93b第二部分
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
95接合线
[0038]
96接触结构
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
96a、96b接触垫
[0039]
98封装材料
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
t1第一厚度
[0040]
t2第二厚度
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
t3第三厚度
[0041]
s下表面
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
s1第一底面
[0042]
s2第二底面
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
s3第三底面
[0043]
s4第一侧表面
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
s5第二侧表面
[0044]
s6表面
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
s7侧壁
[0045]
h高度
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
θ1第一夹角
[0046]
θ2第二夹角
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
w1第一宽度
[0047]
w2第二宽度
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
w3第三宽度
[0048]
w4第四宽度
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
w5第五宽度
[0049]
w6第四宽度
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
w7第四宽度
[0050]
d1第一距离
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
d2第二距离
[0051]
p走道
具体实施方式
[0052]
为让本揭露的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附的附图，作详细说明如下：
[0053]
图1为本揭露内容一实施例的光电半导体装置100的部分剖面示意图，图2为本揭露内容一实施例的光电半导体装置100的上视示意图，图2中的a-a’线剖面的结构即为图1呈现的部分的光电半导体装置100的剖面图。如图1及图2所示，光电半导体装置100包含一半导体叠层1、一第一接触结构2位于半导体叠层1下及一上电极3(参考图2，上电极3包含一电极垫31、一第一延伸电极32及一第二延伸电极33)位于半导体叠层1上。图1仅绘制第二延伸电极33。光电半导体装置100可选择设有一基板4及一反射结构5。反射结构5设于基板4与半导体叠层1之间，以将半导体叠层1产生的光线朝向第二延伸电极33的方向反射，由此增加发光效率。
[0054]
半导体叠层1可为一p-n结构或是p-i-n结构。在一实施例中，半导体叠层1包含一第一型半导体结构11、一活性结构12位于第一型半导体结构11上及一第二型半导体结构13位于活性结构12上，换言之，活性结构12与第二型半导体结构13依一堆叠方向(即图示中y方向，或一实质上垂直于x轴的方向)依序位于第一型半导体结构11上。一实施例中，光电半导体装置100为一发光装置，半导体叠层1为发光叠层，第一型半导体结构11及第二型半导体结构13例如为包覆层(cladding layer)及/或限制层(confinement layer)，且具有一大于活性结构12的能隙，由此提高电子、空穴于活性结构12中结合以发光的机率。视其材料不同，活性结构12可以发出一发射光，该发射光具有一峰值波长(peak wavelength)为200nm～1800nm，例如可发出峰值波长介于700nm及1700nm的红外光、峰值波长介于610nm及700nm之间的红光、峰值波长介于530nm及570nm之间的黄光、峰值波长介于490nm及550nm之间的绿光、峰值波长介于400nm及490nm之间的蓝光或深蓝光、或是峰值波长介于250nm及400nm之间的紫外光。在本实施例中，活性结构12的峰值波长为介于610nm及700nm之间的红光。
[0055]
第一型半导体结构11及第二型半导体结构13可为单层或多层且分别具有不同的一第一导电性及一第二导电性，以分别提供空穴与电子，或者分别提供电子与空穴。在一实施例中，第一型半导体结构11及第二型半导体结构13可选择性地包含布拉格反射镜(dbr)。半导体叠层1可以包含单异质结构(single heterostructure)或双异质结构(double heterostructure)。活性结构12可包含多层量子阱(multiple quantum wells)。第一型半导体结构11、第二型半导体结构13及活性结构12的材料为三五族化合物半导体，例如可以为：gaas、ingaas、algaas、alingaas、gap、ingap、alinp、algainp、gan、ingan、algan、alingan、alassb、ingaasp、ingaasn、algaasp等。在本发明实施例中，若无特别说明，上述化学表示式包含「符合化学剂量的化合物」及「非符合化学剂量的化合物」，其中，「符合化学剂量的化合物」例如为三族元素的总元素剂量与五族元素的总元素剂量相同，反之，「非符合化学剂量的化合物」例如为三族元素的总元素剂量与五族元素的总元素剂量不同。举例而言，化学表示式为algaas即代表包含三族元素铝(al)及镓(ga)，以及包含五族元素砷(as)，其中三族元素(铝及镓)的总元素剂量可以与五族元素(砷)的总元素剂量相同或相异。另外，若上述由化学表示式表示的各化合物为符合化学剂量的化合物时，algaas即代表al
x1
ga
1-x1
as，其中，铝含量x可符合0<x1<1；alinp代表al
x2
in
1-x2
p，其中，铝含量x可符合0<x2<1；algainp代表(al
y1
ga
1-y1
)
1-x3
in
x3
p，其中，0<x3<1，0<y1<1；algan代表al
x4
ga
1-x4
n，其中，铝含量x4可符合0<x4<1；alassb代表alas
x5
sb
1-x5
，其中，0<x5<1；ingap代表in
x6
ga
1-x6
p，其中，0<x6<1；ingaasp代表in
x7
ga
1-x7
as
1-y2
p
y2
，其中，0<x7<1，0<y2<1；ingaasn代表in
x8
ga
1-x8
as
1-y3
n
y3
，其中，0<x8<1，0<y3<1；algaasp代表al
x9
ga
1-x9
as
1-y4
p
y4
，其中，铝含量x可符合0<x9<1，0
<y4<1；ingaas代表in
x10
ga
1-x10
as，其中，0<x10<1。
[0056]
如图1所示，一凹槽116形成于第一型半导体结构11中并使第一型半导体结构11包含一第一凸部111、一第二凸部112及一凹部113。第一凸部111具有一第一厚度t1且凹部113具有一第二厚度t2小于第一厚度t1。在本实施例中，第二凸部112具有一厚度大致等于第一凸部111的厚度。所述第一厚度t1为活性结构12的一下表面s与第一凸部111的一第一底面s1之间的垂直距离(沿y轴方向)，所述第二厚度t2为下底面s与凹部113的一第二底面s2之间的垂直距离(沿y轴方向)，第一底面s1及第二底面s2都远离第二型半导体结构13。当活性结构12具有多层时，上述下表面s为最靠近第一型半导体结构11的该层的下表面。在本实施例中，第一厚度t1为0.5μm～2μm、第二厚度t2为0.01μm～1μm，第一厚度t1与第二厚度t2的比值为0.5～200，例如1,2,10,20。半导体叠层1具有一厚度定义为一第三厚度t3，亦即第三厚度t3为第一底面s1至第二延伸电极33的距离(沿y轴方向)，在本实施例中，第三厚度t3为4.5μm～6.5μm。
[0057]
第二凸部112具有一第三底面s3远离第二型半导体结构13。第一凸部111具有一第一侧表面s4连接第一底面s1与第二底面s2，第二凸部112具有一第二侧表面s5连接第二底面s2及第三底面s3。第一侧表面s4、第二侧表面s5及第二底面s2共同定义凹槽116，且第一侧表面s4面向第二侧表面s5。第一侧表面s4不垂直第一底面s1，且第二侧表面s5亦不垂直第三底面s3。详言之，第一侧表面s4与第一底面s1之间具有一第一夹角θ1介于100
°
～165
°
，第二侧表面s5与第三底面s3之间具有一第二夹角θ2介于100
°
～165
°
。反射结构5设于第一型半导体结构11的第一凸部111、第二凸部112及凹部113下，且第一底面s1、第二底面s2、第三底面s3、第一侧表面s4及第二侧表面s5都被反射结构5覆盖，因此当活性结构12所发出的光往反射结构5行进时，会被反射结构5反射而朝第二延伸电极33的方向射出光电半导体装置100。详言之，当活性结构12所发出的光往反射结构5行进时，通过侧表面s4、s5及底面s1、s2、s3以产生不同角度的光朝向出光表面141，由此减少于出光表面141全反射的发生机率，进而增加光电半导体装置100的光取出效率。
[0058]
由于第一侧表面s4或/及第二侧表面s5不垂直第二底面s2，因此凹槽116具有一渐变宽度，例如在本实施例中，凹槽116的宽度朝远离第二型半导体层13的方向渐增，或者，在另一实施例中，凹槽116的宽度朝远离第二型半导体层13的方向渐减。凹槽116的最大宽度即定义为第一宽度w1，此外，凹槽116具有一高度h(h＝t1-t2)。在本实施例中，高度h为0.5μm～1.5μm，使第一侧表面s4及第二侧表面s5具有特定的范围，以使光在第一侧表面s4及第二侧表面s5反射。第一宽度w1与高度h具有一比值(w1/h)大于3且小于8，例如：3、3.5、4、5、6、7。
[0059]
如图1所示，半导体叠层1另选择性地包含一窗户层14设于第二型半导体结构13上，窗户层14对于由活性结构12产生的光为透明，例如窗户层14的能隙大于活性结构12的能隙。此外，窗户层14可以增加光电半导体装置100的光取出效率及/或电流散布的均匀性。窗户层14的厚度大于1500nm且小于4000nm，例如为1500nm、2000nm、2500nm、3000nm、3500nm、4000nm。在一实施例中，窗户层14具有一掺杂浓度大于1
×
10
17
/cm3且小于1
×
10
19
/cm3，例如为1
×
10
17
/cm3、5
×
10
17
/cm3、1
×
10
18
/cm3或5
×
10
18
/cm3。窗户层14包含一出光表面141，活性结构12产生的光会从出光表面141射出光电半导体装置100，出光表面141可为一粗糙表面，以减少全反射的发生机率并散射半导体叠层1所发的光而提升光电半导体装置
100的出光效率。
[0060]
半导体叠层1另选择性地包含一第二接触结构15位于窗户层14上，一部分的出光表面141上设有第二接触结构15，另一部分的出光表面141上未设有第二接触结构15，且第二接触结构15设于窗户层14及第二延伸电极33之间。于本实施例中，第二接触结构15与窗户层14之间具有低电阻值，例如第二接触结构15与窗户层14之间的电阻值小于第二延伸电极33与窗户层14之间的电阻值。在本实施例中，第二延伸电极33包覆第二接触结构15，即由剖面观之，第二延伸电极33于x轴方向具有一第三宽度w3大于第二接触结构15的宽度。窗户层14与第二接触结构15的材料为三五族化合物半导体，例如可以为：gaas、ingaas、algaas、alingaas、gap、ingap、alinp、algainp、gan、ingan、algan、alingan、alassb、ingaasp、ingaasn、algaasp等。
[0061]
第一接触结构2设于第一型半导体结构11下方，第一接触结构2具有彼此分离的多个接触部21，多个接触部21位于第二凸部112。于本实施例中，第一凸部111及凹部113下方未设有多个接触部21(亦即多个接触部21仅位于第二凸部112)，由此，大部分的电流是往第二凸部112下的多个接触部21流至反射结构5。详言之，第一接触结构2与第二凸部112的第三底面s3互相接触以形成电连接，第一接触结构2的材料可以为金属、合金或半导体。金属为金(au)、银(ag)、锗(ge)、或铍(be)。合金为包含上述金属的合金。半导体为三五族半导体化合物，例如：砷化镓(gaas)、砷化铝镓(algaas)、磷化镓(gap)等。
[0062]
当第一接触结构2的材料为三五族半导体化合物时，第一接触结构2可选择含有一n型掺杂物或一p型掺杂物，且掺杂浓度为1
×
10
18
/cm3至1
×
10
20
/cm3。在另一实施例中，各接触部21中的掺杂物浓度由靠近第一型半导体结构11至远离第一型半导体结构11的方向增加。在本实施例中，由光电半导体装置100的剖面观之，多个接触部21各具有一第二宽度w2，第三底面s3具有一第五宽度w5，当第一接触结构2的材料为半导体时，第二宽度w2的总和占第五宽度w5的百分比介于5％至50％；在另一实施例中，第一接触结构2的材料为金属或合金时，第二宽度w2的总和占第五宽度w5的百分比介于1％至20％。此外，多个接触部21可以具有相同形状及/或尺寸，例如都为圆形、三角形或不规则形，在其他实施例中，多个接触部21具有不同的形状及/或尺寸，本揭露内容并不以此为限。
[0063]
请续参照图1、图2所示，一部分的上电极3(即第二延伸电极33)对应于第一凸部111。详言之，一部分的上电极3(即第二延伸电极33)与第一凸部111在垂直方向(即图示的y轴方向)上互相重叠。在本实施例中，第二延伸电极33往第一凸部111方向的投影完全在第一凸部111的范围内，且第一侧表面s4与第二延伸电极33在垂直方向上不重叠。第二延伸电极33具有第三宽度w3，且第一凸部111的第一底面s1具有一第四宽度w4大于第三宽度w3，第二凸部112的第三底面s3具有第五宽度w5大于第四宽度w4。第二延伸电极33与第二凸部112的向量在水平方向(x轴方向)具有一第一距离d1，第二延伸电极33与其一多个接触部21(即与第二延伸电极33最接近的接触部)之间向量在水平方向具有一第二距离d2大于第一距离d1。第二距离d2大于3μm且小于20μm，例如为5μm、8μm、10μm、12μm或15μm，由此使电流可得以传递至远离第二延伸电极33处，并减少活性结构12发射的光经反射后而被第二延伸电极33遮蔽的机率。一实施例中，第二距离d2与第一距离d1的差值(d2-d1)小于20μm且大于2μm，例如为15μm、10μm、8μm、5μm或3μm，如此使活性结构12发射的光可通过第二侧表面s5反射以有效将光朝向出光表面141射出，增加光电半导体装置100的光取出效率。一实施例中，当第二
距离d2及差值(d2-d1)符合上述描述时，光电半导体装置100可同时具有上述好处进而增加光取出效率。
[0064]
一实施例中，第二距离d2大于半导体叠层1的第三厚度t3，且其比值(d2/t3)大于5且小于20，例如为5、6、7、8、9、10、12、14、16、18或20，以避免由活性结构12发射的光线被第二延伸电极33遮蔽而降低发光效率。类似地，当比值(d2/t3)与差值(d2-d1)符合上述描述时，光电半导体装置100可同时具有上述好处进而增加光取出效率。上述的第一距离d1为第三底面s3与第二侧表面s5交点至第二延伸电极33的边缘的向量于水平方向的绝对值(即投影至图面的x轴上)，上述的第二距离d2为第二延伸电极33的边缘至最相近的接触部21边缘的向量于水平方向的绝对值。
[0065]
图2为本揭露内容一实施例的光电半导体装置100的上视示意图，且虚线线条表示该结构由上视图无法直接观察到。光电半导体装置100的上电极3包含电极垫31、多个第一延伸电极32及多个第二延伸电极33，且第一接触结构2分别与电极垫31、多个第一延伸电极32及多个第二延伸电极33互相错位。在本实施例中，第一延伸电极32连接电极垫31，第二延伸电极33连接第一延伸电极32，且第一延伸电极32的宽度大于第二延伸电极33的宽度，以利光电半导体装置100的电流散布。本实施例的第一延伸电极32垂直于第二延伸电极33，但本发明的光电半导体装置100的上电极3设置并不以此为限。
[0066]
参考图1及图2，图1中第三宽度w3是指第二延伸电极33的宽度，然，其仅为一实施例的例示。在另一实施例，上电极可选择性地不包含任何其他延伸电极且图1的第二延伸电极33即为电极垫31。因此，若上电极3仅包含电极垫31时，图1中的第三宽度w3即为电极垫31的宽度。
[0067]
基板4可用以支持位于其上的半导体叠层1与其它层或结构。半导体叠层1可以通过有机金属化学气相沉积法(mocvd)、分子束外延法(mbe)或氢化物气相外延法(hvpe)等外延方法成长于基板4或另一成长基板(图未示)上，若是在成长基板上生成的半导体叠层1则可通过基板转移技术，将半导体叠层1接合至基板4并可选择性地移除成长基板。在一实施例中，半导体叠层1生长于成长基板后，再通过基板转移技术，通过一导电粘结层6接合于基板4。具体而言，基板4对于活性结构12所发射的光可为透明、半透明或不透明，亦可以为导电、半导体或绝缘。在本实施例中，光电半导体装置100为一垂直式型态，因此，基板4为一导电材料，且包含金属材料、金属合金材料、金属氧化物材料、半导体材料或含碳材料。金属材料包含铜(cu)、铝(al)、铬(cr)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、钛(ti)、铂(pt)、铅(pb)、锌(zn)、镉(cd)、锑(sb)、钼(mo)、钨(w)或钴(co)；金属合金材料为包含上述金属材料的合金；金属氧化物材料可以包含但不限于氧化铟锡(ito)、氧化铟(ino)、氧化锡(sno)、氧化镉锡(cto)、氧化锑锡(ato)、氧化铝锌(azo)、氧化锌锡(zto)、氧化镓锌(gzo)、氧化铟钨(iwo)、氧化锌(zno)、氧化铟锌(izo)、氧化镓(ga2o3)、镓酸锂(ligao2)、铝酸锂(lialo2)或铝酸镁(mgal2o4)；半导体材料可以包含但不限于iv族半导体或iii-v族半导体，例如：硅(si)、锗(ge)、碳化硅(sic)、氮化镓(gan)、氮化铝(aln)、磷化镓(gap)、砷化镓(gaas)、磷砷化镓(asgap)、硒化锌(znse)、硒化锌(znse)或磷化铟(inp)等；含碳材料可以包含但不限于类钻碳薄膜(diamond-like carbon，dlc)或石墨烯。
[0068]
反射结构5包含一第一绝缘层51及一第一氧化导电层52设于第一绝缘层51下且覆盖第一绝缘层51。第一绝缘层51适形地覆盖于第一凸部111、凹部113及第二凸部112。在本
实施例中，第一绝缘层51与第一底面s1、第二底面s2、第三底面s3、第一侧表面s4及第二侧表面s5互相接触。于本实施例中，第一绝缘层51包含多个开口511以将多个接触部21暴露出来，且各开口511暴露出各接触部21。各接触部21具有一表面s6远离第一型半导体结构11、及一侧壁s7连接表面s6。第一绝缘层51物理性接触多个接触部21的侧壁s7。多个接触部21各具有一厚度大于第一绝缘层51的厚度，使多个接触部21于第三底面s3凸伸出第一绝缘层51。于本实施例中，多个接触部21的厚度为0.05μm至0.5μm，例如为0.08μm、0.12μm、0.15μm、0.18μm、0.2μm、0.22μm、0.25μm、0.28μm、0.3μm、0.4μm或0.5μm。在一实施例中，多个接触部21各具有一厚度小于第一绝缘层51的厚度。多个接触部21的厚度可依照光电半导体装置100的峰值波长而做设计，例如：当光电半导体装置100的峰值波长介于610nm及700nm之间的红光时，接触部21的厚度为0.2μm至0.4μm；当光电半导体装置100的峰值波长介于700nm及1700nm之间的红外光时，接触部21的厚度为0.05μm至0.08μm。
[0069]
在本实施例中，反射结构5可另包含一第二氧化导电层53覆盖第一氧化导电层52，第二氧化导电层53的材料与第一氧化导电层52的材料不同。详言之，在本实施例中，第一氧化导电层52的材料为氧化铟锡(indiumtin oxide)，第二氧化导电层53的材料为氧化铟锌(indium zinc oxide)。第二氧化导电层53与第一氧化导电层52具有不同的厚度，例如在一实施例中，第一氧化导电层52的厚度远小于第二氧化导电层53的厚度。在另一实施例中，第一氧化导电层53不连续分布于第一型半导体结构11下方。
[0070]
第一氧化导电层52适形地覆盖第一绝缘层51及被多个开口511暴露的多个接触部21，第一氧化导电层52与多个接触部21互相接触。第一氧化导电层52覆盖于接触部21的表面s6及/或部分侧壁s7。在另一实施例中，选择性地，反射结构5不包含第一氧化导电层52，第二氧化导电层53覆盖第一绝缘层51下且适形地覆盖于第一凸部111、凹部113及第二凸部112，且第二氧化导电层53覆盖于接触部21的表面s6及/或部分侧壁s7。
[0071]
反射结构5还包含一金属层54位于第二氧化导电层53下且覆盖第二氧化导电层53，金属层54具有一第一平面541于y轴方向远离第二延伸电极33，即第一平面541至第一底面s1的距离小于第一平面541至第二底面s2的距离。
[0072]
本揭露内容的光电半导体装置100另包含一下电极7位于基板4下，且上电极3与下电极7分别设置于半导体叠层1的相反侧，以形成一垂直型的光电半导体装置100。上电极3与下电极7的材料可包含金属材料或金属合金材料，举例来说，金属材料可以包含但不限于铝(al)、铬(cr)、铜(cu)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、钛(ti)、铂(pt)、铅(pb)、锌(zn)、镉(cd)、锑(sb)或钴(co)，金属合金材料包含上述金属组合的合金。此外，光电半导体装置100另可以选择包含一保护层8覆盖于出光表面141上，以防止外界水气或污染物进入半导体叠层1中改变光电半导体装置100的光电特性，为了后续的电连接，保护层8可以选择性的暴露出电极垫31及/或延伸电极32、33。
[0073]
上述第一绝缘层51的材料包含非导电材料。非导电材料包含有机材料或无机材料。有机材料包含su8、苯并环丁烯(bcb)、过氟环丁烷(pfcb)、环氧树脂(epoxy)、丙烯酸树脂(acrylic resin)、环烯烃聚合物(coc)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、聚碳酸酯(pc)、聚醚酰亚胺(polyetherimide)或氟碳聚合物(fluorocarbon polymer)。无机材料包含硅胶(silicone)或玻璃(glass)、氧化铝(al2o3)、氮化硅(sin
x
)、氧化硅(sio
x
)、氧化钛(tio
x
)、或氟化镁(mgf
x
)。在一实施例中，第一绝缘层51包含一层或多层
(例如为布拉格反射镜(dbr)结构，通过交替堆叠两层副层来形成，例如sio
x
副层、tio
x
副层或mgf2副层)。
[0074]
第一氧化导电层52及第二氧化导电层53对于半导体叠层1所发的发射光为透明，其材料可包含金属氧化物材料，金属氧化物材料如氧化铟锡(ito)、氧化铟(ino)、氧化锡(sno)、氧化镉锡(cto)、氧化锑锡(ato)、氧化铝锌(azo)、氧化锌锡(zto)、氧化镓锌(gzo)、氧化铟钨(iwo)、氧化锌(zno)、氧化镁(mgo)、或氧化铟锌(izo)。
[0075]
金属层54的材料可包含但不限于金属材料或金属合金材料，例如：铜(cu)、铝(al)、锡(sn)、金(au)、银(ag)、铅(pb)、钛(ti)、镍(ni)、铂(pt)、钨(w)；金属合金材料为包含上述材料的合金。
[0076]
导电粘结层6的材料可包含导电材料，例如金属氧化物材料、半导体材料、金属材料、金属合金材料或含碳材料。举例来说，金属氧化物材料可以包含但不限于氧化铟锡(ito)、氧化铟(ino)、氧化锡(sno)、氧化镉锡(cto)、氧化锑锡(ato)、氧化铝锌(azo)、氧化锌锡(zto)、氧化镓锌(gzo)、氧化锌(zno)、氧化铟铈(indium cerium oxide，ico)、氧化铟钨(iwo)、氧化铟钛(indium titanium oxide，itio)、氧化铟锌(izo)、氧化铟镓(indium gallium oxide，igo)、氧化镓铝锌(gallium and aluminum codoped zinc oxide，gazo)。半导体材料可以包含但不限于磷化镓(gap)。金属材料可以包含但不限于铜(cu)、铝(al)、锡(sn)、金(au)、银(ag)、铅(pb)、钛(ti)、镍(ni)、铟(in)、铂(pt)或钨(w)。金属合金材料为包含上述金属材料的合金。含碳材料可以包含但不限于石墨烯(graphene)。导电粘结层6可将基板4连接至反射结构5，且可具有多个从属层(图未示)。
[0077]
图3及图4分别为制造图1的光电半导体装置100的一步骤的下视示意图。制造光电半导体装置100时，首先在一成长基板(图未示)上依序形成半导体叠层及第一接触结构2。如图3所示，第一接触结构2包含多个互相分离的接触群组22(如图3的长方形虚线内的结构)，且各接触群组22包含多个互相分离的接触部21。相邻的两个接触群组22之间设有一走道p对应于预定形成第二延伸电极33处，且走道p的宽度wp大于第二延伸电极33的第三宽度w3。多个接触群组22中的任两个彼此之间可以具有相同或不同数量及排列方式的多个接触部21。在本实施例中，多个接触部21以二维排列形成于半导体叠层上，且多个接触群组22彼此互相平行。第一接触结构2可通过黄光显影及蚀刻所制得。
[0078]
接续图3的步骤后，如图4所示，可以通过干蚀刻或湿蚀刻以形成多个凹槽116于第一型半导体结构11内并定义多个凸部114及多个凹部113，而多个凹部113可定义为凹部结构115(一并参考图1)。各凹部113位于相邻的两个凸部114之间且各凹部113对应于各凹槽116的位置。多个凸部114包含多个第一凸部111、多个第二凸部112、多个第三凸部117及多个第四凸部118。多个凹部113中的其中一个位于第一凸部111及第二凸部112之间，且第一凸部111对应形成走道p的位置，第二凸部112与走道p互相错位。由上视观之，半导体叠层1具有一第一边1a、一第二边1b相对于第一边1a、一第三边1c连接第一边1a及第二边1b及一第四边1d相对于第三边1c，多个第三凸部117设置成(以)靠近第一边1a及第二边1b，且后续第一延伸电极32对应形成于多个第三凸部117上，多个第四凸部118设置成(以)靠近第三边1c及第四边1d，且与第一凸部111及第二凸部112互相平行，多个第三凸部117分别垂直于多个第四凸部118。多个第第三凸部117与多个第一凸部111及多个第四凸部118互相连接。
[0079]
本实施例中，由上视观之，一部分的多个凹部113可为一封闭结构(例如：口形状)，
而一部分的多个凹部113为非封闭结构(例如：ㄈ形状或一直线)。当凹部113为一封闭结构时，此凹部环绕第二凸部112。多个第三凸部117及多个第四凸部118环绕多个凹部113、多个第一凸部111及多个第二凸部112。
[0080]
参照图1和图4，第一凸部111具有第四宽度w4，第二凸部112的第三底面s3具有第五宽度w5大于第四宽度w4。较佳地，第五宽度w5与第四宽度w4的比值大于2且小于15，例如：2.5、3、3.25、3.5、3.75、4、4.5、5、7、9、11、13或15。各第三凸部117具有第六宽度w6(沿图面z轴方向)介于第四宽度w4及第五宽度w5之间，各第四凸部118具有一第七宽度w7(沿图面x轴方向)，在本实施例中，第七宽度w7不等于第六宽度w6，例如第七宽度w7介于第六宽度w6及第四宽度w4之间。在另一些实施例中，第七宽度w7等于第六宽度w6。多个凹部113具有一第一总表面积(即各个凹部的第二底面s2面积的总和)，第一型半导体结构11具有一上表面面对活性结构12的下表面s，该上表面具有一上表面积，上述第一总表面积占上表面积的15％至40％，例如：15％、20％、25％、30％、35％或40％。多个凸部114具有一第二总表面积(即各个凸部的底面面积的总和，例如第一底面s1面积+第三底面s3面积+
…
)，多个接触部21具有一第三总表面积占第二总表面积的15％至30％，例如：15％、18％、21％、24％、27％或30％。如图1所示的实施例中，第一总表面积占上表面积的18.6％，且第三总表面积占第二总表面积的17.2％。
[0081]
接着，如图1及图4所示，形成具有多个开口511的第一绝缘层51，多个开口511位于第二凸部112上且分别暴露出多个接触部21，且各开口511的宽度约等于各接触部21的宽度。由于各开口511的宽度约等于各接触部21的宽度，第一氧化导电层52覆盖各接触部21及第一绝缘层51而并未直接覆盖第一型半导体结构11(亦即第一氧化导电层52未与第三底面s3物理性接触)。
[0082]
接续图4的步骤后，依序在第一绝缘层51上形成第一氧化导电层52、第二氧化导电层53及金属层54。通过导电粘接层6接合基板4及金属层54。接着移除成长基板，且分别于基板4形成下电极7、在窗户层14形成上电极3，以完成如图1所示的光电半导体装置100的制备。
[0083]
图5为本揭露内容另一实施例的光电半导体装置200的部分剖面示意图。本实施例的光电半导体装置200与图1所示的光电半导体装置100大致具有相同元件及元件的连接关系，差异在于第一绝缘层51的分布与前述光电半导体装置100不同。详言之，第一绝缘层51适形地覆盖于第一凸部111、凹部113及一部分的第二凸部112，且具有一开口511以将第二凸部112下方的多个接触部21、以及多个接触部21之间的第一型半导体结构11暴露出来，且第一绝缘层51与多个接触部21互相分离而未有物理性接触。第一氧化导电层52适形地覆盖第一绝缘层51、多个接触部21及第二凸部112的第三底面s3，且第一氧化导电层52填入接触部21与开口511之间、多个接触部21之间，使第一氧化导电层52得以与第二凸部112的第三底面s3物理性接触。或者，在不具有第一氧化导电层52的实施例中，第二氧化导电层53填入接触部21与开口511之间、多个接触部21之间，使第二氧化导电层53得以与第三底面s3物理性接触。
[0084]
图6为本揭露内容另一实施例的光电半导体装置300的部分剖面示意图。本实施例的光电半导体装置300与图1所示的光电半导体装置100大致具有相同元件及元件的连接关系，差异在于本实施例的光电半导体装置300的反射结构5另包含一第二绝缘层55位于第一
绝缘层51及第一氧化导电层52之间。第一绝缘层51及第二绝缘层55有助于提升对第一凸部111及凹部113的包覆力，例如：当第一绝缘层51于第一侧表面s4、第二侧表面s5的披覆性不佳时，亦有第二绝缘层55包覆于侧表面s4、s5上，使由活性结构12发出的光可以在侧表面s4、s5与反射结构5的界面反射，由此增加光取出效率。第二绝缘层55的材料可参考第一绝缘层51的材料。第二绝缘层55的材料与第一绝缘层51的材料可相同或不同。在一实施例中，第一绝缘层51的折射率小于第二绝缘层55的折射率。第一绝缘层51的折射率为1～1.5，第二绝缘层55的折射率为1.4～2.2。例如：第一绝缘层51的材料为氟化镁(mgf2)，第二绝缘层55的材料为二氧化硅(sio2)。第二绝缘层55包含一第二开口551大于第一绝缘层51的开口511，且第二绝缘层55与多个接触部21互相分离而未有物理性接触。
[0085]
此外，如图6所示，在凹部113下方的第二氧化导电层53的厚度(即沿图面y轴方向)大于凹槽116的高度h，换言之，第二氧化导电层53具有一第二平面531远离第二延伸电极33，第二平面531为一平坦面，即第二平面531至第一底面s1的距离小于第二平面531至第二底面s2的距离。第二氧化导电层53以第二平面531与金属层54连接，用于改善后续形成金属层54的制作工艺良率。
[0086]
图7a及图7b各为本揭露内容另一实施例的光电半导体装置的部分上视示意图。为清楚表示，图7a及图7b显示部分结构的相对关系，然，实际上，有些结构并非能直接从上视图用肉眼或显微镜视得。图7a的光电半导体装置400的元件及元件之间的连接关系与图1所示的光电半导体装置100相似，差异在于第一凸部111、第二凸部112及凹部113的分布，以及开口511的形状。在本实施例中，第一型半导体结构11具有多个互相分离的第二凸部112，且凹部113环绕多个第二凸部112；此外，第一绝缘层51具有多个开口，且不同于光电半导体装置100的各开口511个别暴露出一个接触部21，本实施例中的各开口511同时暴露出多个接触部21。开口511及第二凸部112的形状为五边形。此外，本实施例的第一总表面积占上表面积的38.9％，且第三总表面积占第二总表面积的22.3％。
[0087]
图7b的光电半导体装置500的元件及元件之间的连接关系与图7a所示的光电半导体装置400相似，差异在于第一凸部111、第二凸部112及凹部113的分布，以及开口511的形状不同于图7a所示。在本实施例中，第一型半导体结构11包含形状不同且互相分离的多个第二凸部112，例如为似三角形及菱形，且凹部113环绕多个第二凸部112。此外，第一绝缘层51具有多个开口511，且各开口511同时暴露出多个接触部21，多个开口511及第二凸部112的形状为似三角形或菱形。此外，第一总表面积占上表面积的32.7％，且第三总表面积占第二总表面积的25.8％。
[0088]
请参照表一所示，此为本揭露内容实验例与比较例的发光亮度比较表。实验例一为上述图1的光电半导体装置100、实验例二为上述图7a的光电半导体装置400、实验例三为上述图7b的光电半导体装置500、比较例则主要为不具有多个凸部及多个凹部的第一型半导体结构的一光电半导体装置。换言之，比较例的第一型半导体结构不具有凹槽，且第一型半导体结构远离上电极的表面为一平面。由表一可知，本揭露内容光电半导体装置的实验例一至三都具有较比较例的光电半导体装置高的发光强度。再者，相较于比较例，实验例一至三的光电半导体装置的亮度提升比例为1.53％至5.7％。亮度提升比例的计算方式如下，例如：比较例的光电半导体装置的发光强度为p0、实验例一的光电半导体装置的发光强度为p1，实验例一的亮度提升比例为[(p1-p0)/p0]
×
100％。
[0089]
表一
[0090] 比较例实验例1实验例2实验例3发光亮度(mw)287.26303.71296.2291.66亮度提升比例——5.7％3.1％1.53％
[0091]
图8为本揭露内容一实施例的光电半导体装置的封装结构示意图。封装结构900包含光电半导体装置100、封装基板91、载体93、接合线95、接触结构96以及封装材料98。封装基板91可包含陶瓷或玻璃材料。封装基板91中具有多个通孔92。通孔92中可填充有导电性材料如金属等而有助于导电或/且散热。载体93位于封装基板91一侧的表面上，且亦包含导电性材料，如金属。接触结构96位于封装基板91另一侧的表面上。在本实施例中，接触结构96包含接触垫96a、96b，且接触垫96a、96b可通过通孔92而与载体93电连接。在一实施例中，接触结构96可进一步包含散热垫(thermal pad)(未绘示)，例如位于接触垫96a与接触垫96b之间。光电半导体装置100位于载体93上，且可为本揭露内容任一实施例所述的光电半导体装置。在本实施例中，载体93包含第一部分93a及第二部分93b，光电半导体装置100通过接合线95而与载体93的第二部分93b电连接。接合线95的材质可包含金属，例如金、银、铜、铝或至少包含上述任一元素的合金。封装材料98覆盖于光电半导体装置100上，具有保护光电半导体装置100的效果。具体来说，封装材料98可包含树脂材料如环氧树脂(epoxy)、硅氧烷树脂(silicone)等。封装材料98更可包含多个波长转换粒子(图未示)以转换光电半导体装置100所发出的第一光为一第二光。第二光的波长大于第一光的波长。在其他实施例中，上述封装结构900中的光电半导体装置100可以为光电半导体装置200、300、400或500，或者，在一些实施例中，封装结构900包含多个光电半导体装置100、200、300、400及/或500，且该些多个光电半导体装置100、200、300、400及/或500可以串联、并联或串并连接。上述光电半导体装置100、200、300、400、500或封装结构900可应用于照明元件、背光元件、汽车照明元件、显示模组及/或植物照明元件等范畴中。
[0092]
综上所述，虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。