[發明專利]半導體光電元件及其制作方法

有效

• 申請號: 201010249195.5
• 申請日: 2010-08-06
• 公開（公告）號: CN102376826A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 王心盈;陳怡名;徐子杰;陳吉興;張湘苓
• 申請（專利權）人: 晶元光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L31/04;H01L31/18
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 彭久云

技術領域

本發明涉及一種半導體光電元件及其制作方法，尤其是涉及一種轉移設置于承載操作基板上的半導體光電元件以及此半導體光電元件的制作方法。

背景技術

隨著科技日新月異，半導體光電元件在信息的傳輸以及能量的轉換上有極大的貢獻。以系統的運用為例，例如光纖通訊、光學儲存及軍事系統等，半導體光電元件皆能有所發揮。以能量的轉換方式進行區分，半導體光電元件一般可分為三類：將電能轉換為光的發射，如發光二極管及激光二極管；將光的信號轉換為電的信號，如光檢測器；將光的輻射能轉換為電能，如太陽能電池。

在半導體光電元件之中，生長基板扮演著非常重要的角色。形成半導體光電元件所必要的半導體外延結構皆生長于基板之上，并通過基板產生支持的作用。因此，選擇一個適合的生長基板，往往成為決定半導體光電元件中元件生長品質的重要因素。

然而，有時一個好的元件生長基板并不一定是一個好的元件承載基板。以發光二極管為例，在已知的紅光元件工藝中，為了提升元件的生長品質，會選擇晶格常數與半導體外延結構較為接近但不透明的GaAs基板作為生長基板。然而，對于以放光為操作目的的發光二極管元件而言，在操作過程之中，不透明的生長基板卻會造成元件的發光效率下降。

為了滿足半導體光電元件對于生長基板與承載基板不同需求條件的要求，基板的轉移技術于是因應而生。亦即，半導體外延結構先于生長基板上進行生長，再將生長完成的半導體外延結構轉移至承載基板，以方便后續的元件操作進行。在半導體外延結構與承載基板結合之后，原有生長基板的移除則成為此轉移技術的關鍵之一。

已知生長基板的移除方式主要包括將原有的生長基板以蝕刻液蝕刻溶解，以物理方式切割磨除，或事先在生長基板與半導體外延結構之間生成犧牲層，再通過蝕刻去除犧牲層的方式將生長基板與半導體分離等。然而，不論是以蝕刻液溶解基板或是以物理性切割方式磨除基板，對原有的生長基板而言，都是一種破壞。生長基板無法再利用，在強調環保及節能的現代，無疑是一種材料的浪費。然而，若是使用犧牲層結構進行分離時，對于半導體光電元件而言，如何進行有效地選擇性轉移，則是目前研究的方向之一。

發明內容

為了有效地選擇性轉移半導體光電元件，本發明提供一種半導體光電元件及其制作方法，尤其是關于一種轉移設置于操作基板上的半導體光電元件以及此半導體光電元件的制作方法。

本發明的實施例提供一種半導體光電元件，包括：操作基板；半導體外延疊層單元，設置于操作基板上，包括設置于操作基板上，具有第一導電特性的第一半導體材料層、以及設置于第一半導體材料層上，具有第二導電特性的第二半導體材料層；透明導電層，設置于第二半導體材料層上，透明導電層包括第一表面、直接接觸部，設置于第一表面并與第二半導體材料層直接接觸、第二表面，實質平行第一表面、直接接觸對應部，設置于第二表面相對于直接接觸部；以及第一電極，設置于操作基板上，通過透明導電層與半導體外延疊層單元電性連結；其中，第一電極與透明導電層通過直接接觸部與直接接觸對應部之外的區域相互電性連結。

依照本發明的實施例，半導體外延疊層單元還包括發光層，設置于第一半導體材料層與第二半導體材料層之間。

依照本發明的實施例，其中，半導體光電元件為發光二極管。

依照本發明的實施例，還包括第二電極，設置于操作基板與半導體外延疊層單元之間或操作基板相對于半導體外延疊層單元的相反側。

依照本發明的實施例，其中，透明導電層的透光度大于90％。

依照本發明的實施例，其中，半導體光電元件為太陽能電池。

依照本發明的實施例，其中，透明導電層材料選自于由氧化銦錫、氧化鎘錫、氧化鋅、氧化銦、氧化錫、氧化銅鋁、氧化銅鎵、氧化鍶銅、氧化鋁鋅、氧化鋅鎵以及上述材料的任意組合所組成的族群。

依照本發明的實施例，還包括多個金屬導線，自第一電極延伸至透明導電層的直接接觸對應部。

依照本發明的實施例，其中上述金屬導線具有寬度小于20μm。

依照本發明的實施例，其中第一電極與上述金屬導線為不同材料。

依照本發明的實施例，其中第一電極的材料是由鈦、鋁、金、鉻、鎳、鍺或上述材料的任意合金所構成的單層或多層金屬結構。

依照本發明的實施例，其中操作基板還具有粗糙表面朝向半導體外延疊層單元，粗糙表面包括至少一突起(Protrusion)和/或至少一凹洞(Cavity)。