[发明专利]光电半导体装置

说明书

技术领域

本发明关于一种光电半导体装置及其制作方法，尤其关于一种具有以导体与非导体为材料所形成的结合构造的光电半导体装置。

背景技术

习知发光二极管的一种通常结构包含成长基板、n型半导体层、p型半导体层、与位于此二半导体层间的发光层。用以反射源自于发光层光线的反射层也会选择性地形成于此结构中。于某些状况下，为提高发光二极管的光学、电学、及力学特性的至少其一，一种经适当选择后的材料会用以替代成长基板以作为承载除成长基板外的其他结构的载体，例如：金属或硅会用于取代成长氮化物的蓝宝石基板。成长基板可使用蚀刻、研磨、或激光移除等方式移除。此外，透光氧化物亦可用于发光二极管结构中以提升电流分散表现。

用以取代的载体有数种方式与形成于成长基板上的结构形成欧姆接触。其中一种相关资料可以参考E.Fred Schubert，“Light-Emitting Diodes”，第9.6章，2006年。此外，发光二极管成品自晶片上切割后形成。在切割过程中如何使用适当方式保护半导体层亦为一项受到关注的议题。在切割前于半导体层的侧表面形成保护层(Passivation Layer)为一种常见的防护方式。然而，用以形成保护层的相关步骤通常必须仔细控制以避免对二极管性能造成负面影响。

发明内容

依照本发明一实施例的光电半导体装置包含一可以在光能与电能间进行转换的半导体系统、一形成于此半导体系统的至少二个表面上的界面层、一导电体、及一电性接点。

此外，本发明的光电半导体装置更具有如下数个较佳实施例。前述的至少二个表面包含一个侧表面以及一个面向导电体的表面。导电体较佳地具有足以支撑半导体系统的强度，例如：导电体的厚度或刚性大于半导体系统。更佳地，导电体为非半导体材料。再者，电性接点穿过该界面层，并使半导体系统与导电体电连接。界面层的折射系数介于半导体系统与环境介质之间。

此外，于本发明的另数个实施例中，光电半导体装置更可有以下数种变形：一反射体可形成于半导体系统与导电体间，并可反射源自于半导体系统的光线。一第一接合层与一第二接合层可分别形成于电性接点的相反侧，并彼此电连接。一第一接合层与半导体系统电连接，且至少部份电性接点穿入第一接合层。一第一接合层与半导体系统电连接并反射源自于半导体系统的光线。

于另二个实施例中，其一，本发明的光电半导体装置更包含一第一接合层，是与半导体系统电连接；及一反射体，位于第一接合层与半导体系统之间，并反射源自于半导体系统的光线。其二，光电半导体装置包含一反射体，是位于电性接点与半导体系统之间，且电性接点与反射体接触。

上述光电半导体装置的各实施例中，电性接点间的间距变化规则选自由定周期性、变周期性、拟周期性、等比级数、及无规则性所构成的组。此外。电性接点的形状选自由矩形、圆形、椭圆形、三角形、六角形、不规则形、及以上形状的组合。再者，电性接点更可包含一粗糙面。

于本发明的又数个实施例中更揭露以下数种变化。光电半导体装置更包含一第一中介层，与半导体系统电连接；及一第二中介层，形成于电性接点之上，并位于第一中介层与该电性接点之间。光电半导体装置更包含一电极，形成于半导体系统之上；及一绝缘区，相应于电极的位置，且大体上与电性接点位于同一水平面。此绝缘区亦可视需要形成于与电性接点不同的水平面。

本申请案尚揭露其他数个实施例。其一，于光电半导体装置中，界面层包含一波长转换材料。其二，光电半导体装置包含一无源发光层，形成于半导体系统相对于电性接点的一表面，其中无源发光层可发出一输出光以回应产自于半导体系统的一输入光，且输出光与输入光具有相异的波长或频谱。其三，光电半导体装置包含一光摘出面，其形成于光电半导体装置的一主要出光面之上，此光摘出面选自由粗糙面、规则性的凸出与凹陷结构、不规则性的凸出与凹陷结构、与光子晶体构成的组。

附图说明

图1A～1C显示依据本发明一实施例的光电半导体装置的制造流程；

图2A～2D显示依据本发明另一实施例的光电半导体装置的剖面图；

图3A与3B显示依据本发明一实施例的光电半导体装置；

图4A与4B显示依据本发明另一实施例具有绝缘区的光电半导体装置；

图5显示依据本发明一实施例具有绝缘区的光电半导体装置；

图6A～6C显示依据本发明再一实施例的光电半导体装置；

图7显示依据本发明一实施例具有无源发光层的光电半导体装置；

图8显示依据本发明一实施例具有双反射体的光电半导体装置；