光电元件及其制造方法_2

文档序号:8458414阅读:来源:国知局
(N1-Co)、金合金(Au alloy)、或锗-金-镍(Ge-Au-Ni)等金属材料。
[0025]图4A至图4C绘示出一发光模块示意图,图4A显示一发光模块外部透视图,一发光模块500可包含一载体502,多个透镜504、506、508及510,及两电源供应终端512及514。
[0026]第4B-4C图显示一发光模块剖面图,其中图4C是图4B的E区的放大图。载体502可包含一上载体503及下载体501,其中下载体501的一表面可与上载体503接触。透镜504及508形成在上载体503之上。上载体503可形成至少一通孔515,而依本发明实施例形成的发光二极管元件300可形成在上述通孔515中并与下载体501接触,且被胶材521包围。胶材521之上具有一透镜508。
[0027]如图4C所示,在一实施例中,通孔515的两侧壁之上可形成一反射层519以增加出光效率;下载体501的下表面可形成一金属层517以增进散热效率。
[0028]图5A-图5B绘示出一光源产生装置示意图600,一光源产生装置600可包含一发光模块500、一外壳540、一电源供应系统(未显不)以供应发光模块600 —电流、以及一控制元件(未显示),用以控制电源供应系统(未显示)。光源产生装置600可以是一照明装置,例如路灯、车灯或室内照明光源,也可以是交通号志或一平面显示器中背光模块的一背光光源。
[0029]图6绘示一灯泡示意图。灯泡700包括一个外壳921,一透镜922,一照明模块924,一支架925,一散热器926,一串接部927及一电串接器928。其中照明模块924包括一载体923,并在载体923上包含至少一个上述实施例中的发光二极管元件300。
[0030]具体而言,光电兀件300包含发光二极管(LED)、光电二极管(photod1de)、光敏电阻(photoresister)、激光(laser)、红外线发射体(infrared emitter)、有机发光二极管(organic light-emitting d1de)及太阳能电池(solar cell)中至少其一。基板 30 为一成长及/或承载基础。候选材料可包含导电基板或不导电基板、透光基板或不透光基板。其中导电基板材料其一可为锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、铟化磷(InP)、碳化硅(SiC)、硅(Si)、铝酸锂(LiA102)、氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、金属。透光基板材料其一可为蓝宝石(Sapphire)、铝酸锂(LiA102)、氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)、玻璃、钻石、CVD钻石、与类钻碳(Diamond-Like Carbon ;DLC)、尖晶石(spinel, MgA1204)、氧化招(A1203)、氧化娃(S1X)及镓酸锂(LiGa02)。
[0031]上述第一导电型半导体层321与第二导电型半导体层323是电性、极性或掺杂物相异,分别用以提供电子与空穴的半导体材料单层或多层结构(「多层」是指二层或二层以上,以下同。)其电性选择可以为P型、η型、及i型中至少任意二者的组合。活性层322位于上述二个部分的电性、极性或掺杂物相异、或者分别用以提供电子与空穴的半导体材料之间,为电能与光能可能发生转换或被诱发转换的区域。电能转变或诱发光能者如发光二极管、液晶显示器、有机发光二极管;光能转变或诱发电能者如太阳能电池、光电二极管。上述半导体外延叠层32其材料包含一种或一种以上的元素选自镓(Ga)、铝(Al)、铟(In)、砷(As)、磷(P)、氮(N)以及硅(Si)所构成群组。常用的材料如磷化铝镓铟(AlGaInP)系列、氮化铝镓铟(AlGaInN)系列等III族氮化物、氧化锌(ZnO)系列等。活性层322的结构如:单异质结构(single heterostructure ;SH)、双异质结构(double heterostructure ;DH)、双侧双异质结构(double-side double heterostructure ;DDH)、或多层量子讲(mult1-quantumwell ;MQff)结构。当光电元件300为一发光二极管,其发光频谱可以通过改变半导体单层或多层的物理或化学要素进行调整。再者,调整量子阱的对数也可以改变发光波长。
[0032]在本发明的一实施例中,半导体外延叠层32与基板30间尚可选择性地包含一缓冲层(buffer layer,未显示)。此缓冲层介于二种材料系统之间,使基板的材料系统“过渡”至半导体系统的材料系统。对发光二极管的结构而言,一方面,缓冲层用以降低二种材料间晶格不匹配的材料层。另一方面,缓冲层也可以是用以结合二种材料或二个分离结构的单层、多层或结构,其可选用的材料如:有机材料、无机材料、金属、及半导体等;其可选用的结构如:反射层、导热层、导电层、欧姆接触(ohmic contact)层、抗形变层、应力释放(stress release)层、应力调整(stress adjustment)层、接合(bonding)层、波长转换层、及机械固定构造等。
[0033]半导体外延叠层32上还可选择性地形成一接触层(未显示)。接触层设置于半导体外延叠层32远离基板30之一侧。具体而言,接触层可以为光学层、电学层、或其二者的组合。光学层可以改变来自于或进入活性层的电磁辐射或光线。在此所称的「改变」指改变电磁辐射或光的至少一种光学特性,前述特性包含但不限于频率、波长、强度、通量、效率、色温、演色性(rendering index)、光场(light field)、及可视角(angle of view)。电学层可以使得接触层的任一组相对侧间的电压、电阻、电流、电容中至少其一的数值、密度、分布发生变化或有发生变化的趋势。接触层的构成材料包含氧化物、导电氧化物、透明氧化物、具有50%或以上穿透率的氧化物、金属、相对透光金属、具有50%或以上穿透率的金属、有机质、无机质、萤光物、磷光物、陶瓷、半导体、掺杂的半导体、及无掺杂的半导体中至少其一。于某些应用中,接触层的材料为氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化铟锌、氧化锌铝、与氧化锌锡中至少其一。若为相对透光金属,其厚度较佳地约为0.005 μ m-0.6 μ m。在一实施例中,由于接触层具有较佳的横向电流扩散速率,可以用以协助电流均匀扩散到半导体外延叠层32之中。一般而言,根据接触层掺混的杂质与制作工艺的方式不同而有所变动,其带隙的宽度可介于0.5eV至5eV之间。
[0034]以上各图式与说明虽仅分别对应特定实施例,然而,各个实施例中所说明或揭露的元件、实施方式、设计准则、及技术原理除在彼此显相冲突、矛盾、或难以共同实施之外,当可依其所需任意参照、交换、搭配、协调、或合并。虽然以上说明了本发明,然而其并非用以限制本发明的范围、实施顺序、或使用的材料与制作工艺方法。对于本发明所作的各种修饰与变更,皆不脱本发明的精神与范围。
【主权项】
1.一种光电元件,包含: 半导体叠层,其中该半导体叠层包含第一半导体层,发光层位于该第一半导体层之上,及第二半导体层位于该发光层之上; 第一电极,位于该第二半导体层之上,其中该第一电极还包含反射层;以及 绝缘层,形成于该第二半导体层之上,且该第一电极与该绝缘层具有一间距。
2.如权利要求1所述的光电元件,其中该第一电极至该第二半导体层具有一第一高度及该绝缘层至该第二半导体层具有一第二高度,且该第一高度与该第二高度相近或该第一高度与该第二高度的差异小于I μ m。
3.如权利要求1所述的光电元件,其中还包含第二电极,形成于该第一电极之上,且该第二电极几乎不覆盖该绝缘层。
4.如权利要求3所述的光电元件,其中还包含第三电极,形成于该第一半导体层之上,及其中该第二电极的顶部与该第一半导体层的底部具有一最短距离hl,及该第三电极的顶部与该第一半导体层的底部具有一最短距离h2,且hi与h2的差异小于I μ m。
5.如权利要求1所述的光电元件,其中该间距小于3μ m。
6.一种制造一光电元件的方法,包含下列步骤: 提供一半导体叠层,其中该半导体叠层包含一第一半导体层,一发光层形成于该第一半导体层之上,及一第二半导体层形成于该发光层之上; 蚀刻该半导体叠层以裸露出部分该第一半导体层; 形成一绝缘层该半导体层之上; 形成一光致抗蚀剂层于该绝缘层之上; 通过该光致抗蚀剂层蚀刻部分该绝缘层以裸露出部分该第一半导体层及该第二半导体层;以及 通过该光致抗蚀剂层形成一第一电极于该第二半导体层之上,且该第一电极与该绝缘层具有一间距,其中该第一电极还包含一反射层。
7.如权利要求6所述的方法,其中该光致抗蚀剂层对该绝缘层的蚀刻还包含一侧蚀刻以定义出该间距。
8.如权利要求6所述的方法,其中该第一电极至该第二半导体层具有一第一高度及该绝缘层至该第二半导体层具有一第二高度,且该第一高度与该第二高度相近或该第一高度与该第二高度的差异小于I μ m。
9.如权利要求6所述的方法,其中还包含形成一第二电极于该第一电极之上,且该第二电极几乎不覆盖该绝缘层。
10.如权利要求9所述的方法,其中还包含形成一第三电极于该第一半导体层之上,及其中该第二电极的顶部与该第一半导体层的底部具有一最短距离hl,及该第三电极的顶部与该第一半导体层的底部具有一最短距离h2,且hi与h2的差异小于I μ m。
【专利摘要】本发明公开一光电元件,其包含:一半导体叠层,其中半导体叠层包含一第一半导体层,一发光层位于第一半导体层之上,及一第二半导体层位于发光层之上;一第一电极位于第二半导体层之上,其中第一电极还包含一反射层;以及一绝缘层形成于第二半导体层之上,且第一电极与绝缘层具有一间距。
【IPC分类】H01L33-02, H01L33-10, H01L33-48, H01L33-64
【公开号】CN104779327
【申请号】CN201410011326
【发明人】王佳琨, 陈昭兴
【申请人】晶元光电股份有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2014年1月10日
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