TW201834265A - 光電半導體元件 - Google Patents

Abstract

一種光電半導體元件包括：一磊晶疊層，該磊晶疊層之一表面具有一第一區域以及除了該第一區域外的一第二區域；一第一電極，位於該磊晶疊層上，且與該磊晶疊層電性連接，其中該第一區域係大致位於該第一電極下方；一第一電流分散層，具有一主體部以及自該主體部延伸的一延伸部，該延伸部位於該第二區域上；以及一第二電流分散層，該第二電流分散層及該主體部位於該磊晶疊層與該第一電極之間且位於該第一區域上。

Description

光電半導體元件

本發明是有關於一種光電半導體元件，特別是關於一種具有電流分散層結構的光電半導體元件。

隨著半導體科技的進步，現今的光電半導體元件如雷射或發光二極體（Light　Emitting Diode, LED）已被廣泛地應用在許多領域，例如通訊、照明、顯示等等，尤其發光二極體具備了高亮度與高演色性等特性，加上具有省電、體積小、低電壓驅動以及不含汞等優點，發光二極體更已廣泛地取代傳統照明技術而應用在顯示器與照明等領域。因此，提升光電半導體元件的光電轉換效率，例如如何兼顧發光二極體的發光效率以及導電能力，實為一直以來研發人員研發的重點之一。

本發明提供一種光電半導體元件包括：一磊晶疊層，該磊晶疊層之一表面具有一第一區域以及除了該第一區域外的一第二區域；一第一電極，位於該磊晶疊層上，且與該磊晶疊層電性連接，其中該第一區域係大致位於該第一電極下方；一第一電流分散層，具有一主體部以及自該主體部延伸的一延伸部，該延伸部位於該第二區域上；以及一第二電流分散層，該第二電流分散層及該主體部位於該磊晶疊層與該第一電極之間且位於該第一區域上。

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，相似或相同之部分係使用相同之標號，並且在圖式中，元件之形狀或厚度可擴大或縮小。需特別注意的是，圖中未繪示或說明書未描述之元件，可以是熟習此技藝之人士所知之形式。

圖1A是本發明的第一實施例的光電半導體元件的上視示意圖，圖1B是圖1A沿著剖線I-I’的剖面示意圖，圖1C為圖1B的部分放大圖。如圖1A~1C所示，在本實施例中，光電半導體元件100包括一磊晶疊層110、一第一電極120、一電流分散層14設於磊晶疊層110及第一電極120之間，其中，光電半導體元件100為一發光二極體，但不以此為限，例如在本發明一些實施例中，光電半導體元件100亦可為一雷射、光感測器或太陽能電池等。磊晶疊層110具有一表面S，表面S包含一第一區域R1以及除了第一區域R1外的一第二區域R2，第一區域R1位於第一電極120下方或正下方。磊晶疊層110包括一第一型摻雜半導體層112、一第二型摻雜半導體層116以及一主動層114位於第一型摻雜半導體層112與第二型摻雜半導體層116之間。第一型摻雜半導體層112及第二型摻雜半導體層116係根據其中不同的載子種類而具有不同的極性。部分第一型摻雜半導體層112及部分主動層114係被移除以暴露出第二摻雜半導體層116，並將磊晶疊層110劃分為一平台部P及一凹陷部E，平台部P包含第一型摻雜半導體層112、部分主動層114以及部分第二型摻雜半導體層116，凹陷部E則包含另一部分之第二型摻雜半導體層116。在一實施例中，磊晶疊層110的表面S即為位於平台部P之第一型摻雜半導體層112的上表面。在本實施例中，光電半導體元件100還包含一基板170，且第一型摻雜半導體層112、主動層114及第二型摻雜半導體層116係依序堆疊於基板170上，但不以此為限，例如在本發明一些實施例中，光電半導體元件100亦可不包含基板170。第一型摻雜半導體層112、第二型摻雜半導體層116及主動層114之材料為化合物半導體，例如可以為三五族化合物半導體如：GaAs、InGaAs、AlGaAs、AlInGaAs、GaP、InGaP、AlInP、AlGaInP、GaN、InGaN、AlGaN、AlInGaN、AlAsSb、InGaAsP、InGaAsN、AlGaAsP等。在本發明各實施例中，若無特別說明，上述化學表示式包含「符合化學劑量之化合物」及「非符合化學劑量之化合物」，其中，「符合化學劑量之化合物」例如為三族元素的總元素劑量與五族元素的總元素劑量相同，反之，「非符合化學劑量之化合物」例如為三族元素的總元素劑量與五族元素的總元素劑量不同。舉例而言，化學表示式為AlGaAs即代表包含三族元素鋁(Al)及/或鎵(Ga)，以及包含五族元素砷(As)，其中三族元素(鋁及/或鎵)的總元素劑量可以與五族元素(砷)的總元素劑量相同或相異。另外，若上述由化學表示式表示的各化合物為符合化學劑量之化合物時，AlGaAs 即代表 Al_x Ga_(1-x) As，其中，0≦x≦1；AlInP 代表Al_x In_(1-x) P，其中，0≦x≦1；AlGaInP代表(Al_y Ga_(1-y) )_1-x In_x P，其中，0≦x≦1，0≦y≦1；AlGaN 代表Al_x Ga_(1-x) N，其中，0≦x≦1；AlAsSb 代表 AlAs_x Sb_(1-x) ，其中，0≦x≦1；InGaP代表In_x Ga_1-x P，其中，0≦x≦1；InGaAsP代表In_x Ga_1-x As_1-y P_y ，其中，0≦x≦1, 0≦y≦1；InGaAsN 代表 In_x Ga_1-x As_1-y N_y ，其中，0≦x≦1，0≦y≦1；AlGaAsP代表Al_x Ga_1-x As_1-y P_y ，其中，0≦x≦1，0≦y≦1；InGaAs代表In_x Ga_1-x As，其中，0≦x≦1。在第一實施例中，第一型摻雜半導體層112可以為P型摻雜半導體層，且其材質例如是P型氮化鎵；第二型摻雜半導體層116可以為N型摻雜半導體層，且其材質例如是N型氮化鎵；主動層114可包含由多個交替堆疊的井層（well layers）以及阻障層（barrier layer）所構成的多層量子井結構(multiple quantum wells)，以於光電半導體元件100驅動時進行發光或光電轉換，但不以此為限，例如在本發明一些實施例中，主動層114亦可包含單異質結構(single heterostructure)或雙異質結構(double heterostructure)等。此外，本發明各實施例之磊晶疊層110係可以透過有機金屬化學氣相沉積法(MOCVD)、分子束磊晶法(MBE)或氫化物氣相磊晶法(HVPE)等方法形成。

如圖1A~1C所示，本實施例之光電半導體元件100另包含一第二電極130，第一電極120及第二電極130係分別電性連接於磊晶疊層110之第一型摻雜半導體層112及第二型摻雜半導體層116，其中，第一電極120與第二電極130設於磊晶疊層110之同一面，以形成一水平式(horizontal type)發光二極體，且第一電極120位於平台部P之第一型摻雜半導體層112上而與第一型摻雜半導體層112電性連接，第二電極130位於凹陷區E之第二型摻雜半導體層116上而與第二型摻雜半導體層116電性連接。在另一實施例中，第一電極120可設置於磊晶疊層110之表面S，而第二電極130則設置於磊晶疊層110之表面S的相對面，以形成一垂直式(vertical type)發光二極體(圖未示)。請參照圖1A，本實施例之第一電極120包括一第一電極墊122以及一第一延伸部124；第二電極130包括一第二電極墊132以及一第二延伸部134，且光電半導體元件100具有相對的一第一邊緣E1以及一第二邊緣E2，第一電極墊122及第二電極墊132係分別設置於靠近第二邊緣E2及第一邊緣E1的磊晶疊層110上，且第一延伸部124係自第一電極墊122往第一邊緣E1延伸，第二延伸部134係自第二電極墊132朝第二邊緣E2延伸。第一延伸部124的數量及第二延伸部134的數量可為數個，且數個第一延伸部124與數個第二延伸部134彼此交錯排列於第一電極墊122及第二電極墊132之間，但不以此為限，例如在本發明一些實施例中，第一延伸部124及第二延伸部134可各為一個，或第一延伸部124及第二延伸部134分別排列於光電半導體元件100的相對兩側。在第一實施例中，第一電極120與第二電極130分別是與第一型摻雜半導體層112以及第二型摻雜半導體層114具有低接觸電阻的金屬材質，舉例來說，第一電極120以及第二電極130的材質包含但不限於鋁(Al)、鉻(Cr)、銅(Cu)、錫(Sn)、金(Au)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉑(Pt)、鉛(Pb)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、銻(Sb)、鈷(Co)或上述材料之合金等。形成第一電極120以及第二電極130的方法可包含蒸鍍或者濺鍍，本發明並不以此為限。

請續參照圖1A~1C，在本實施例中，電流分散層14包含一第一電流分散層140及一第二電流分散層150。第一電流分散層140包含一主體部142以及連接於主體部142之一延伸部144，主體部142位於磊晶疊層110之第一區域R1上，而延伸部144係自主體部142向外延伸至磊晶疊層110之第二區域R2上。第二電流分散層150以及第一電流分散層140的主體部142位於磊晶疊層110與第一電極120之間，且第二電流分散層150與第一電流分散層140的主體部142係堆疊於第一區域R1上，在一實施例中，磊晶疊層110與第一電極120共同夾設第二電流分散層150以及第一電流分散層140的主體部142。具體來說，第二電流分散層150僅位於第一區域R1上而未延伸至第二區域R1，且第二電流分散層150係位於第一電流分散層140及磊晶疊層110之間。詳言之，請參照圖1C所示，第二電流分散層150具有一第一上表面152以及一第一側表面154，第一上表面152係為第二電流分散層150遠離磊晶疊層110的面，第一側表面154則與第一上表面152非共平面且彼此連接。第一電流分散層140覆蓋至少部分的第一上表面152及第一側表面154，在本實施例中，第一電流分散層140係完整覆蓋在第二電流分散層150之第一上表面152及第一側表面154上。第一電流分散層140與第二電流分散層150對主動層114之放射或吸收光具有85%以上之穿透率，舉例而言，第一電流分散層140與第二電流分散層150包含一材質係選自由氧化銦錫(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)、氧化銦鋅(IZO)、類鑽碳薄膜(DLC)、氧化銦鎵(IGO)、氧化鎵鋁鋅(GAZO)、石墨烯(Graphene)所組成之群組，本發明並不以此為限。另外，第一電流分散層140與第二電流分散層150的材質可以是相同或者不相同；另一實施例中，第一電流分散層140與第二電流分散層150的導電率可以是相同或不相同；又一實施例中，在磊晶疊層110的堆疊方向上，第一電流分散層140與第二電流分散層150可具有相同或不同厚度；再一實施例中，第一電流分散層140與第二電流分散層150的導電率相同，且兩者在磊晶疊層110的堆疊方向上具有不同厚度；再一實施例中，第一電流分散層140與第二電流分散層150係具有不同導電率之不同材料，且第一電流分散層140在磊晶疊層110的堆疊方向上的厚度小於第二電流分散層150的厚度。本發明之各實施例中所述的厚度，若無特別說明，係為沿著磊晶疊層110的堆疊方向上量測各別元件的長度。

請再參照圖1C，在第一區域R1上，第一電流分散層140的主體部142具有一第一厚度T1，第二電流分散層150具有一第二厚度T2，第一厚度T1與第二厚度T2的總和為一第三厚度T3。在第二區域R2上，第一電流分散層140的延伸部144具有一第四厚度T4。在一實施例中，第四厚度T4與第二電流分散層150之第二厚度T2相異，即第四厚度T4可小於或大於第二厚度T2；又一實施例中，第四厚度T4等於第二電流分散層150之第二厚度T2；又一實施例中，第一電流分散層140具有一均勻厚度，即位於第一區域R1的主體部142之第一厚度T1等於位於第二區域R2的延伸部144之第四厚度T4。又一實施例中，第一厚度T1與第四厚度T4相異，即第四厚度T4可小於或大於第一厚度T1。又一實施例中，第四厚度T4具有一不均勻厚度，例如延伸部144的第四厚度T4由主體部142往光電半導體元件100邊緣的方向逐漸減少，或延伸部144在接近主體部142的第四厚度T4大於延伸部144在接近光電半導體元件100邊緣的第四厚度T4；反之亦可。在一實施例中，第二電流分散層150的第二厚度T2可為第一電流分散層140的第一厚度T1的2-3倍，使電流分散層的14在第一電極120下的總和厚度T3大於第一電流分散層140的延伸部144具有一第四厚度T4，以取得更佳的電流擴散效果，但不以此為限，例如第二電流分散層150的第二厚度T2亦可與第一電流分散層140的第一厚度T1相同。

在第一實施例中，第四厚度T4係小於第二厚度T2，且第三厚度T3與第四厚度T4的比值範圍為1.5至15，較佳地，在比值範圍為4至10時，光電半導體元件100能夠獲得更高的亮度提升。下表一係呈現不同的第三厚度T3與第四厚度T4的比值條件下，發光二極體之順向電壓(亦稱起始電壓，forward voltage/ V_f )及亮度的表現，其中，第一厚度T1及第四厚度T4固定於330 埃(Å)，並調整第二厚度T2分別為0 Å(第A1組)、1000 Å(第A2組)、2000 Å(第A3組)及3000 Å(第A4組)。由表一可知，相對於不具有第二電流分散層150之發光二極體(第A1組)，當設置有厚度為1000~3000 Å之第二電流分散層150時，確實能夠降低發光二極體之順向電壓並提升發光二極體之亮度，亦即本發明之光電半導體元件具有較習知技術更好的光電轉換效率。

表一

承上述，在本實施例的光電半導體元件100中，第二電流分散層150以及第一電流分散層140的主體部142位於磊晶疊層110與第一電極120之間，使第一區域R1上的電流分散層14的厚度較第二區域R2上的電流分散層14的厚度厚，提升載子由第一區域R1往第二區域R2橫向擴散的能力。因此，本實施例的光電半導體元件100具有較佳的電流分散能力，順向電壓亦可以隨之降低。另外，在本實施例的光電半導體元件100中，第一區域R1係位於第一電極120下方，因此磊晶疊層110往第一區域R1發射的光線被第一電極120所遮蔽，故即使在第一區域R1與第一電極120之間的電流分散層14的厚度較厚，本實施例的光電半導體元件100在增進電流分散的同時仍能維持發光效率，而避免較厚電流分散層14造成遮光效應的影響。

請參照圖1A，在本實施例中，由光電半導體元件100之上視圖觀之，第一電極120之延伸部124具有一第一寬度W1，位於第一區域R1上且大致位於延伸部124下方的第二電流分散層150具有一第二寬度W2，第二寬度W2與第一寬度W1的比值約為2～5，例如第一寬度W1為3 mm，第二寬度W2為10 mm，第二寬度W2與第一寬度W1的比值為3.33。

請續參照圖1A~1C，本實施例之第一電流分散層140具有一第一內輪廓140’及一第一外輪廓140’’環繞第一內輪廓140’，第二電流分散層150具有一第二內輪廓150’及一第二外輪廓150’’環繞第二內輪廓150’，其中，第一內輪廓140’及第二內輪廓150’係位於第一區域R1上，且位於第一電極墊122的下方，第一外輪廓140’’則靠近第一邊緣E1及第二邊緣E2。第一內輪廓140’及第二內輪廓150’的形狀係與第一電極墊122的外輪廓形狀大致相同或相似，且第二內輪廓150’係環繞第一內輪廓140’，舉例來說，當第一電極墊122由光電半導體元件100的上視觀之大致為圓形時，該第一內輪廓140’及第二內輪廓150’的形狀亦大致為圓形。詳言之，第一內輪廓140’環繞形成一第一開口O1，且第一開口O1暴露磊晶疊層110之第一區域R1，第二內輪廓150’環繞形成一第二開口O2，且由光電半導體元件100的上視觀之，第二開口O2的面積係大於第一開口O1的面積。另外，在本實施例中，部分的第一電極120填充於第一開口O1內，並與第一型摻雜半導體層112電性連接。

請再參照圖1A所示，第二電流分散層150的外輪廓150’’形狀係與該第一電極120的外輪廓形狀大致相同或相似。另外，由上視觀之，第二電流分散層150的第二外輪廓150’’係位於第一電極120的外輪廓外，且第二電流分散層150之上表面積與第一電極120的上表面積的比值範圍為1.4至2.5。在本實施例中，較佳地，第二電流分散層150的上表面積與第一電極120的上表面積的比值範圍為1.4至2，更佳為1.6至1.9。在如圖3所示的另一實施例中，第二電流分散層150為實心結構而未具有第二開口O2，故具體來說，由上視觀之，此實施例之第二電流分散層150的上表面積與第一電極120的上表面積的比值範圍為1.8至2.5，較佳為2.2至2.4，但並不以此為限。在第一實施例中，由於第一電流分散層140之主體部142及延伸部144可具有相同厚度，且第二電流分散層150僅設於第一區域R1上，故可將上視圖所觀察到第二電流分散層150之第二外輪廓150’’環繞第一電極120所形成之區域界定為第一區域R1的範圍。

請再參照圖1B~1C，在本實施例中，光電半導體元件100更包括電流阻擋層160位於第一電極120與磊晶疊層110之間。詳言之，本實施例之電流阻擋層160位於磊晶疊層110與第一電流分散層140或第二電流分散層150之間。另外，如圖1B所示，電流阻擋層160亦可選擇性地設於第二電極130與磊晶疊層110之間。電流阻擋層160具有一第二上表面162及一第二側表面164，第二上表面162係電流阻擋層160遠離磊晶疊層110的面且第二上表面162與第二側表面164彼此連接，且第二側表面164不平行於第二上表面162。第二電流分散層150覆蓋電流阻擋層160的第二上表面162，且未凸伸至超出電流阻擋層160之邊緣，亦未覆蓋電流阻擋層160的第二側表面164。

如圖1A所示，在本實施例中，由上視觀之，第二電流分散層150的面積小於電流阻擋層160的面積，且第二電流分散層150的位置大致對應於電流阻擋層160的位置，具體來說，第二電流分散層150與電流阻擋層160在磊晶疊層110的堆疊方向上係互相重疊，且第二電流分散層150之第二外輪廓150’’係在電流阻擋層160的第三外輪廓160’’所環繞形成之對應區域內，換言之，如圖1B或1C所示，第二電流分散層150在橫向方向上並未凸出於電流阻擋層160，即避免第二電流分散層150的邊緣懸空，如此可讓光電半導體元件100具有良好的靜電耐受力，並可降低電性失效的風險，但本發明不以此為限。例如在另一實施例中，第二電流分散層150之上表面積亦可大於電流阻擋層160之上表面積，但第二電流分散層150需同時覆蓋於電流阻擋層160之第二上表面162及第二側表面164。另外，如圖1C所示，在本實施例中，電流阻擋層160具有一第三內輪廓160’及一第三外輪廓160’’環繞第三內輪廓160’，且第三內輪廓160’係環繞形成一第三開口O3，其中，電流阻擋層160的第三開口O3係對應第二電流分散層150的第二開口O2，且由上視觀之，第二開孔O2的面積係大於第三開孔O3的面積。電流阻擋層160可包括一介電材料係選自由矽氧化物（SiO_x ）、氮化矽（SiN_x ）、氮氧化矽（SiO_x N_y ）或鈦氧化物（TiO_x ）等所組成之群組，本發明並不以此為限。

請參照圖1B，在本實施例中，光電半導體元件100更包括基板170、反射層180以及保護層190。基板170具有相對的第一側S1以及第二側S2，磊晶疊層110位於基板170之第一側S1上，反射層170則位於基板170之第二側S2上。保護層190覆蓋光電半導體元件100的表面並暴露出第一電極120的至少一部分以及第二電極130的至少一部分，以供後續與外界電源電性連接。本實施例的基板170為圖案化基板（Patterned Substrate），其位於第一側S1的表面具有多個圖案化結構172。在本發明之實施例中，基板170材質可包含藍寶石（Sapphire）、碳化矽（SiC）、矽（Si）、氮化鎵（GaN）、砷化鎵（GaAs）、磷化鎵（GaP）、鋁（Al）、銅（Cu）、鉬（Mo）或鎢（W）等元素又或這些元素的組合，反射層180可包含一金屬層及/或具有複數對副層的一布拉格反射鏡(distributed Bragg reflector, DBR)，其中任一副層包含不同於相鄰副層的一折射係數(refractive index)，例如在一實施例中，反射層180為布拉格反射鏡且包含複數層交疊的氧化矽(SiO_x )及氧化鈦(TiO_x )。又一實施例中，反射層180同時具有金屬層及布拉格反射鏡，且金屬層設於布拉格反射鏡下方，以共同形成一全方位反射鏡(omni- directionally reflector)。保護層190可包括一介電材料係選自由矽氧化物（SiO_x ）、氮化矽（SiN_x ）、氮氧化矽（SiO_x N_y ）或鈦氧化物（TiO_x ）所組成之群組，本發明並不以此為限。

下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重複贅述。

圖2A至圖2D是第一實施例的光電半導體元件100的不同製程階段之結構示意圖。於以下的段落中介紹本實施例之光電半導體元件100的製造方法。

請參照圖2A~2B，光電半導體元件100的製造方法包含提供一基板170，基板170具有相對之一第一側S1及一第二側S2，其中位於第一側S1的表面可為平面或具有多個圖案化結構172；以及設置磊晶疊層110在基板170的第一側S1的表面上。具體來說，在基板170的第一側S1的表面上依序形成第二型摻雜半導體層116、主動層114以及第一型摻雜半導體層112。接著，蝕刻部分第一型摻雜半導體層112以及部分主動層114，以暴露第二型摻雜半導體層116，藉此定義出磊晶疊層110之平台部P及凹陷區E。在本實施例中，磊晶疊層110可藉由前述之磊晶成長方法如有機金屬化學氣相沉積法、分子束磊晶法或氫化物氣相磊晶法等直接成長於基板121上，但不以此為限；在一些實施例中，磊晶疊層110亦可先磊晶成長於一成長基板後，再藉由轉移技術將磊晶疊層110透過一接合層接合基板170並移除所述之成長基板，其中接合層的材料可包含有機材料、無機材料、導電材料、介電材料、磁性材料或非磁性材料等等，接合的方法可以包含黏接、焊接或吸附等等；或者，在一些實施例中，磊晶疊層110在移除成長基板後不再接合任何基板，以形成不具有基板結構且厚度縮減的光電半導體元件100，而可使用於各種光電產品的薄型化應用，如電視、顯示器、廣告看板、車用或個人行動顯示裝置等等。

接著，請參照圖2C，本實施例之光電半導體元件100的製造方法還包含設置電流阻擋材料CB以及第一電流分散材料CS1在磊晶疊層110上，以覆蓋蝕刻後的磊晶疊層110；以及設置圖案化光阻層PR1在電流分散材料CS1上，以定義出第二電流分散層150以及電流阻擋層160的範圍與形狀。設置電流阻擋材料CB的方式例如是化學氣相沉積（Chemical Vapor Deposition, CVD）或物理氣相沉積（Physical Vapor Deposition, PVD），設置第一電流分散材料CS1的方式例如為濺鍍，惟本發明並不以此為限。

之後，請參照圖2D，本實施例之光電半導體元件100的製造方法還包含依序蝕刻第一電流分散材料CS1以及電流阻擋材料CB，以分別形成第二電流分散層150以及電流阻擋層160，並移除圖案化光阻層PR1；接著，設置第二電流分散材料CS2以覆蓋磊晶疊層110、第二電流分散層150及電流阻擋層160，並在第二電流分散材料CS2上形成圖案化光阻層PR2，其中圖案化光阻層PR2用以定義出第一電流分散層140的範圍以及形狀。其中移除圖案化光阻層PR1及PR2的方法例如是透過顯影液來移除。

然後，請參照圖2E與1A，本實施例之光電半導體元件100的製造方法還包含蝕刻部分的第二電流分散材料CS2以形成第一電流分散層140，並同時一併蝕刻去除位於凹陷區E之電流阻擋層160上方的第二電流分散層150；接著，於第一電流分散層140上形成第一電極120以及於磊晶疊層110的凹陷部E上形成第二電極130；以及，形成保護層190在磊晶疊層110上，其中，保護層190暴露部分第一電極120以及部分第二電極130；之後，再將反射層180形成於基板170之第二側S2。

在本發明一實施例中，光電半導體元件100的製造方法還可包含透過同一道黃光製程同時形成第二電流分散層150以及電流阻擋層160(如圖2C及圖2D所示)，如此可將黃光製程的次數維持與習知技術相同的數量，故可提升光電半導體元件100的電流分散能力且不增加或維持與習知技術相同的製造成本。其中，透過同一道黃光製程形成第二電流分散層150以及電流阻擋層160的方式可包含在同一道黃光曝光之後，使用對第一電流分散材料CS1及電流阻擋材料CB有不同的蝕刻速率之蝕刻液進行蝕刻，以形成第二電流分散層150及電流阻擋層160，且電流阻擋層160的上表面積大於第二電流分散層150的上表面積，但本發明不以此為限。在一實施例中，光電半導體元件100的製造方法可包含以一第一蝕刻液先蝕刻第一電流分散材料CS1，再以不同於第一蝕刻液之一第二蝕刻液蝕刻電流阻擋材料CB，而後再以第一蝕刻液對第一電流分散材料CS1進行二次蝕刻，而使第二電流擴散層150的表面積小於電流阻擋層160的表面積。

圖3至圖6為本發明第二至第五實施例的光電半導體元件的局部剖面示意圖。

請先參照圖3，本發明第二實施例之光電半導體元件100a大體上類似於圖1C所示之第一實施例的光電半導體元件100，主要差異在於本實施例的光電半導體元件100a的第一電流分散層140及第二電流分散層150為實心，而不具有第一實施例所述的第一開口O1及第二開口O2。相較於第一實施例，本實施例之光電半導體元件100a係可避免電流直接由第一電極墊122注入磊晶疊層110，使電流可以透過第一電流分散層140及第二電流分散層150均勻注入光電半導體元件100a之主動層114中。

請參照圖4，本發明第三實施例之光電半導體元件100b大致上類似於圖3所示之第二實施例的光電半導體元件100a，主要差異在於本實施例之光電半導體元件100b未具有電流阻擋層160設於第一電極120及磊晶疊層110之間。

請參照圖5，本發明第四實施例之光電半導體元件100c大致上類似於圖1C所示之第一實施例的光電半導體元件100，主要差異在於本實施例之光電半導體元件100c的第二電流分散層150覆蓋於電流阻擋層160之第二上表面162及第二側表面164，使第二電流分散層150的上表面積大於電流阻擋層160的上表面積，且第一電流分散層140覆蓋於第二電流分散層150的第一上表面152及第一側表面154。由上視觀之，本實施例之光電半導體元件100c的電流阻擋層160的第三內輪廓160’係環繞第二電流分散層150之第二內輪廓150’，且第一電流分散層140之第一內輪廓140’係由第二內輪廓150’所圍繞。換言之，由上視觀之，本實施例之光電半導體元件100c的第三開口O3的面積係大於第二開口O2的面積，且第二開口O2的面積大於第一開口O1的面積。

請參照圖6，本發明第五實施例之光電半導體元件100d大體上類似於如圖1C所示之第一實施例的光電半導體元件100，主要差異在於本實施例之光電半導體元件100d的第一電流分散層140位於第二電流分散層150與磊晶疊層110之間，即第二電流分散層150覆蓋於第一電流分散層140，使第一電流分散層140設於第二電流分散層150及電流阻擋層160之間。本實施例之第一電流分散層140的第一厚度T1小於第二電流分散層150的第二厚度T2，即具有較厚厚度的第二電流分散層150位於第一電極120與具有較薄厚度的第一電流分散層140之間。第一電流分散層140可覆蓋於電流阻擋層160之第二上表面162及第二側表面164，且第二電流分散層150覆蓋於位於第一電流分散層140之主體部142上。由上視觀之，本實施例之光電半導體元件100d的第三內輪廓160’係環繞第一內輪廓140’或第二內輪廓150’，換言之，第三開口O3的面積可大於或等於第二開口O2的面積，且第一開口O1的面積不大於第二開口O2的面積。

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，各實施例之單獨或實施例間所揭示之部分或全部技術特徵的組合，皆屬本發明所揭示的內容，且任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100、100a、100b、100c、100d‧‧‧光電半導體元件

110‧‧‧磊晶疊層

112‧‧‧第一型摻雜半導體層

114‧‧‧主動層

116‧‧‧第二型摻雜半導體層

120‧‧‧第一電極

122‧‧‧第一電極墊

124‧‧‧第一延伸部

130‧‧‧第二電極

132‧‧‧第二電極墊

134‧‧‧第二延伸部

140‧‧‧第一電流分散層

140’‧‧‧第一內輪廓

140’’‧‧‧第一外輪廓

142‧‧‧主體部

144‧‧‧延伸部

150‧‧‧第二電流分散層

150’‧‧‧第二內輪廓

150’’‧‧‧第二外輪廓

152‧‧‧第一上表面

154‧‧‧第一側表面

160‧‧‧電流阻擋層

160’‧‧‧第三內輪廓

160’’‧‧‧第三外輪廓

162‧‧‧第二上表面

164‧‧‧第二側表面

170‧‧‧基板

172‧‧‧圖案化結構

180‧‧‧反射層

190‧‧‧保護層

CS1‧‧‧第一電流分散材料

CS2‧‧‧第二電流分散材料

CB‧‧‧電流阻擋材料

E1‧‧‧第一邊緣

E2‧‧‧第二邊緣

P‧‧‧平台部

E‧‧‧凹陷部

PR1、PR2‧‧‧圖案化光阻層

S‧‧‧表面

S1‧‧‧第一側

S2‧‧‧第二側

T1‧‧‧第一厚度

T2‧‧‧第二厚度

T3‧‧‧第三厚度

T4‧‧‧第四厚度

R1‧‧‧第一區域

R2‧‧‧第二區域

O1‧‧‧第一開口

O2‧‧‧第二開口

O3‧‧‧第三開口

I-I’‧‧‧剖線

圖1A是本發明的第一實施例之一光電半導體元件的上視示意圖。 圖1B是圖1A的光電半導體元件沿著剖線I-I’的剖面示意圖。 圖1C是圖1B之部分放大圖。 圖2A至圖2E是第一實施例的光電半導體元件的不同製程階段之結構示意圖。 圖3是本發明的第二實施例之一光電半導體元件的局部剖面示意圖。 圖4是本發明的第三實施例之一光電半導體元件的局部示意圖。 圖5是本發明的第四實施例之一光電半導體元件的局部示意圖。 圖6是本發明的第五實施例之一光電半導體元件的局部示意圖。

Claims (10)

1. 一種光電半導體元件，包括： 一磊晶疊層，該磊晶疊層之一表面具有一第一區域以及除了該第一區域外的一第二區域； 一第一電極，位於該磊晶疊層的該第一區域上，且與該磊晶疊層電性連接； 一第一電流分散層，具有一主體部以及自該主體部延伸的一延伸部，該延伸部位於該第二區域上；以及 一第二電流分散層，該第二電流分散層及該第一電流分散層的該主體部位於該磊晶疊層與該第一電極之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述的光電半導體元件，其中該第二電流分散層的外輪廓形狀與該第一電極的外輪廓形狀大致相同。
3. 如申請專利範圍第1項所述的光電半導體元件，其中該第二電流分散層係位於該第一區域上且未延伸至該第二區域，由上視觀之，該第二電流分散層的上表面積與該第一電極的上表面積的比值範圍為1.4至2.5。
4. 如申請專利範圍第1項所述的光電半導體元件，更包括一電流阻擋層具有一第二上表面及連接於該第二上表面之一第二側表面，該電流阻擋層位於該磊晶疊層與該第一電極之間，且該第二電流分散層覆蓋該第二上表面及該第二側表面。
5. 如申請專利範圍第1項所述的光電半導體元件，其中該第一電流分散層具有一第一開口以暴露該磊晶疊層之該第一區域。
6. 如申請專利範圍第5項所述的光電半導體元件，其中該第二電流分散層於該第一區域上具有一第二開口，且由上視觀之，該第二開口的面積大於該第一開口的面積。
7. 如申請專利範圍第1項所述的光電半導體元件，其中由上視觀之，該第二電流分散層的上表面積大於該電流阻擋層的上表面積。
8. 如申請專利範圍第1項所述的光電半導體元件，其中在該磊晶疊層的堆疊方向上，該第一電流分散層之該延伸部的厚度小於該第二電流分散層在該第一區域上的厚度。
9. 如申請專利範圍第1項所述的光電半導體元件，其中在該磊晶疊層的堆疊方向上，該主體部具有一第一厚度，該第二電流分散層具有一第二厚度，且該第一厚度與該第二厚度的總和為一第三厚度，該延伸部具有一第四厚度，其中，該第三厚度與該第四厚度的比值範圍為1.5至15。
10. 申請專利範圍第1項所述的光電半導體元件，其中在該磊晶疊層的堆疊方向上，該第一電流分散層之該主體部及該延伸部的厚度小於該第二電流分散層的厚度，且該第一電流分散層位於該第二電流分散層以及該磊晶疊層之間。