[發(fā)明專利]具有疊合透明電極的半導(dǎo)體發(fā)光裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710091743.4
• 申請日: 2007-04-09
• 公開（公告）號: CN101286541A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 歐震;徐宸科
• 申請（專利權(quán)）人: 晶元光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 陶鳳波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體發(fā)光裝置，尤其涉及一種具有疊合透明電極的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管(light?emitting?diode；LED)的結(jié)構(gòu)設(shè)計中一個重要的課題是如何將來自于焊墊(bonding?pad)的電流均勻地分散至p-n結(jié)(p-n?junction)以獲得良好的發(fā)光效率。已知技術(shù)，諸如：半導(dǎo)體窗戶層、導(dǎo)電透光氧化物膜、與圖案化電極等皆已被使用于提升電流分散效果。

GaP窗戶層通常使用于AlGaInP系列的發(fā)光二極管。GaP的能隙(Eg)為2.26eV，對于紅光、橘光、黃光、與部分綠光頻譜呈現(xiàn)透明，且GaP為間接能隙半導(dǎo)體，較直接能隙半導(dǎo)體不會吸光。但GaP層需成長至足夠厚度，例如：2μm～30μm，才能達(dá)到可接受的分散效果，而較厚的GaP窗戶層通常呈現(xiàn)出較佳的電流分散效果。然而，成長愈厚的窗戶層亦將耗費(fèi)更多的工藝時間。

導(dǎo)電透光氧化物，諸如：氧化銦錫(ITO)、氧化鎘錫(CTO)、與氧化銦(InO)等，亦使用于提高電流分散效果。以氧化銦錫為例，其對于500nm～800nm波長的光具有約90％的穿透率(transmittance)，其電阻率(resistivity)約為3×10-4Ω-cm，薄層電阻(sheet?resistance)約為10Ω/□。一般而言，對于小型管芯，厚度介于0.1μm～1μm的氧化銦錫即可達(dá)到令人滿意的電流分散效果。利用已知的半導(dǎo)體工藝技術(shù)，如：濺射法(sputtering)、電子束蒸鍍法(electronbeam?evaporation)等方式可以在短時間內(nèi)形成所需的厚度。然而，隨著發(fā)光二極管管芯面積日益增大(如15mil×15mil以上)以及矩形管芯的發(fā)展，導(dǎo)電透光氧化物的電流分散能力也漸顯不足。

圖案化電極亦是另一種常用來提高電流分散效果的方法。此方法是將電極自接點(diǎn)向外延伸、p與n電極彼此交叉錯合、或于接點(diǎn)周圍形成點(diǎn)狀、網(wǎng)狀電極或其他圖案以期電流可以透過此圖案化電極均勻分散于至p-n結(jié)。為形成圖案化電極，通常需要將電極材料覆蓋于更多發(fā)光二極管之上表面。但是，圖案化電極使用的材料通常為遮光金屬，因此會大幅影響發(fā)光二極管的發(fā)光效率。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┮环N可以分散輸入電流以提高發(fā)光效率的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。

在依本發(fā)明的實(shí)施例中，所披露的半導(dǎo)體發(fā)光裝置包含基板、位于基板上方并具有遠(yuǎn)離基板之外表面的半導(dǎo)體外延層、位于外表面上方的第一透光導(dǎo)電層、及位于第一透光導(dǎo)電層的第一表面上方的第二透光導(dǎo)電層，其中第二透光導(dǎo)電層與第一透光導(dǎo)電層相接觸的面積小于第一透光導(dǎo)電層第一表面的總面積。

優(yōu)選地，第二透光導(dǎo)電層與第一透光導(dǎo)電層的表面面積比值不大于1/2。第一透光導(dǎo)電層與第二透光導(dǎo)電層的材料包含相同或近似的組成元素。半導(dǎo)體發(fā)光裝置的面積不小于15mil×15mil。

在多個實(shí)施例中，第一透光導(dǎo)電層覆蓋外表面的全部面積或部分面積。對于來自半導(dǎo)體外延層的光，第一透光導(dǎo)電層的穿透率大于第二透光導(dǎo)電層的穿透率。第一透光導(dǎo)電層的導(dǎo)電系數(shù)小于第二透光導(dǎo)電層的導(dǎo)電系數(shù)。第一透光導(dǎo)電層的厚度大于第二透光導(dǎo)電層的厚度。第二透光導(dǎo)電層包含多個彼此電連接的區(qū)段。

在另一實(shí)施例中，半導(dǎo)體發(fā)光裝置還包含凹槽及一接觸層，其中，凹槽自半導(dǎo)體外延層的表面凹陷至底面以暴露出半導(dǎo)體外延層中的層或半導(dǎo)體外延層中至少一層的部分，且自半導(dǎo)體外延層的第一側(cè)延伸至相對于第一側(cè)的第二側(cè)，該接觸層位于該凹槽內(nèi)，并具有位于該底面上的延伸區(qū)段。在一個變形例中，第一透光導(dǎo)電層與第二透光導(dǎo)電層至少其一環(huán)繞該凹槽。此外，半導(dǎo)體發(fā)光裝置更可包含與第二透光導(dǎo)電層電連接的接點(diǎn)。

在再一實(shí)施例中，半導(dǎo)體外延層包含第一型半導(dǎo)體層、第二型半導(dǎo)體層、及位于第一型半導(dǎo)體層與第二型半導(dǎo)體層間的發(fā)光層。

附圖說明

圖1A是顯示依據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的發(fā)光二極管的剖面圖；

圖1B是顯示圖1A的發(fā)光二極管的上視圖；

圖2是顯示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)光二極管的剖面圖；

圖3A與3B是顯示依據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的透光導(dǎo)電層的配置圖；

圖4A與4B是顯示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的透光導(dǎo)電層的配置圖；及

圖5顯示依據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的透光導(dǎo)電層的配置圖。

附圖標(biāo)記說明

10半導(dǎo)體發(fā)光裝置????????2201第一型半導(dǎo)體層

11基板??????????????????2202發(fā)光層

12半導(dǎo)體外延層??????????2203第二型半導(dǎo)體層