[發明專利]圖案化基板及光電半導體元件

在審

• 申請號: 201310601767.5
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN104347767A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 邱正宇;李俊億;陳俊宏;陳志安;王偉倫
• 申請（專利權）人: 嘉德晶光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/10
• 分類號: H01L33/10;H01L33/20;H01L51/52
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

技術領域

本發明涉及一種光電半導體元件，特別涉及一種能夠提升光電效能的光電半導體元件。

背景技術

光電半導體元件，其廣泛地應用于人們的日常生活中的各項產品，舉例如照明、車輛、顯示裝置、通訊產業或計算機等領域。

已知的光電半導體元件在基板本體的一面設有多個立體圖案，而光電半導體元件的立體圖案呈規律狀的列排列，形成圖案化結構基板(Patterned?Structural?Substrate，PSS)，也稱為圖案化基板，本發明以圖案化基板說明。

圖1A為已知圖案化基板的局部頂視圖，圖1B為已知立體圖案的示意圖，請同時參考圖1A及圖1B所示。圖案化基板10包括基板本體11及多個立體圖案12，各立體圖案12為規則的類圓錐體，并規則的設置于基板本體11。一般而言，基板本體11上定義有多個規則排列的排列中心122，立體圖案12垂直投影于基板本體11具有投影面積121，而投影面積121的中心點即為排列中心122，因已知的立體圖案12為規則的類圓錐體，故立體圖案12的幾何中心垂直投影于基板本體11上的幾何中心點等于排列中心122(故圖1A未標示幾何中心點)，且已知相鄰立體圖案12彼此之間的排列中心122(或幾何中心點)的距離D’相等。

雖然現有的光電半導體元件已具有相當的光電效能，但也僅限于此，該光電效能不易提升至生產廠商所預期。然而，圖案化結構基板仍可通過改變立體圖案的形式及其在基板本體上的配置來提升光電半導體元件的光電效能。

因此，如何設計一種光電半導體元件，能夠提升光電效能，已成為重要課題之一。

發明內容

有鑒于上述課題，本發明的目的是提供一種能夠提升光電效能的圖案化基板及光電半導體元件，其通過圖案化基板上的多個立體圖案依據特定尺寸及其間相對距離及周期以不同的方式排列配置，達到提升光電效能的功效。

另外，該立體圖案也可為不規則形，進一步達到提升光電效能的功效。

為達上述目的，依據本發明的一種圖案化基板包括基板本體以及多個立體圖案。立體圖案被設置于基板本體。其中，至少部分立體圖案彼此之間的周期間距介于1.5微米至2.5微米之間，至少部分立體圖案彼此之間的間距介于0.1微米至0.7微米之間，至少部分立體圖案的高度介于0.7微米至1.7微米之間。

在本發明的一個實施例中，立體圖案呈陣列排列、錯位排列、蜂巢狀排列、六角狀排列或螺旋狀排列。

在本發明的一個實施例中，至少部分立體圖案呈不規則形狀。

在本發明的一個實施例中，各立體圖案的幾何中心垂直投影于該基板本體具有一幾何中心點，至少部分幾何中心點彼此之間的距離不相同。

在本發明的一個實施例中，各立體圖案的排列中心與對應的立體圖案的幾何中心點不相同。

在本發明的一個實施例中，立體圖案為凸狀圖案、凹狀圖案或其組合。

在本發明的一個實施例中，立體圖案的頂面包括平面及／或曲面。

在本發明的一個實施例中，至少部分立體圖案與其它立體圖案不相同。

為達上述目的，依據本發明的一種光電半導體元件包括在上述實施例中的任一圖案化基板以及一光電半導體單元。光電半導體單元設置于圖案化基板上。

在本發明的一個實施例中，光電半導體單元包括依序設置于圖案化基板上的第一半導體層及第二半導體層。

承上所述，本發明的光電半導體元件依據其所限定相鄰立體圖案的周期間距、間距以及立體圖案的高度，可實現具有較高光電效能的圖案化基板；其中，立體圖案的不規則設計更可造成多種不同入射角度及出射角度，以增加光折射、散射與反射的路線。而立體圖案的排列中心與幾何中心不相同，更可影響光反射時朝向不同的方向，同樣可增加光折射、散射與反射的路線，進而提升光電效能。

附圖說明

圖1A為已知圖案化基板的局部頂視圖；

圖1B為已知立體圖案的示意圖；

圖2A為本發明優選實施例的一種圖案化基板的局部上視圖；

圖2B為圖2A所示的部分立體圖案的示意圖；

圖3A至圖3D為依據本發明優選實施例的立體圖案的示意圖；

圖4為依據本發明優選實施例的一種光電半導體元件的示意圖；

圖5A為依據本發明優選實施例的光電半導體元件與已知光電半導體元件在封裝前的發光效能比較示意圖；以及

圖5B為依據本發明優選實施例的光電半導體元件與已知光電半導體元件在封裝后的發光效能比較示意圖。

[主要元件符號說明]