[发明专利]固态发光半导体元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体元件，且特别是涉及一种固态发光半导体元件。

背景技术

发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)主要是通过电能转化为光能的方式发光。发光二极管的主要组成材料是半导体，其中含有带正电的空穴比率较高的称为P型半导体，含有带负电的电子比率较高的称为N型半导体。P型半导体与N型半导体相接处形成PN接面。在发光二极管的正极及负极两端施加电压时，电子将与空穴结合。电子与空穴结合后便以光的形式发出。

此外，发光二极管的出光强度与外加电流密度(current density)有关。一般而言，电流密度增加，出光强度则会增大。然而，要同时兼顾出光效率及电流扩散均匀并非容易，传统的做法是加长电极延伸以达到电流扩散均匀，但这却会导致发光面积减少使得出光强度降低。反之，若减少电极遮光面积来增加出光强度，却会造成电流扩散不均使得热集中效应加剧。因此，如何使电流密布均匀分布，又不会减少出光强度，实为业界发展的关键因素之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固态发光半导体元件，可使电极的遮光面积减少，又能将电流均匀扩散，进而增加发光半导体元件的出光强度。

为达上述目的，根据本发明的一方面，提出一种固态发光半导体元件，包括一基板、一平台状(mesa)外延堆叠结构、一绝缘层、一第一型电极以及一第二型电极。平台状外延堆叠结构形成于基板上。平台状外延堆叠结构从与基板接触端起算依序包括一第一型半导体层、一有源层以及一第二型半导体层，其中平台状外延堆叠结构的四周并有部分第一型半导体表面裸露，且平台状外延堆叠结构的中央具一凹陷区，曝露出部分第一型半导体层。绝缘层覆盖平台状外延堆叠结构四周所裸露的第一型半导体层表面、平台状外延堆叠结构的侧壁以及部分第二型半导体层的表面。第一型电极位于凹陷区中的曝露的第一型半导体层上。第二型电极位于平台状外延堆叠结构四周的绝缘层上，使得第一型电极被第二型电极环绕。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明

图1为本发明一实施例的固态发光半导体元件的俯视示意图；

图2A为图1的固态发光半导体元件沿着A-A剖面线的剖面示意图；

图2B为图1的固态发光半导体元件沿着B-B剖面线的剖面示意图；

图2C为图1的固态发光半导体元件沿着C-C剖面线的剖面示意图；

图3A～图3D分别为图1的固态发光半导体元件沿着B-B剖面线的制作流程的示意图；

图4A～图4D分别为图1的固态发光半导体元件沿着C-C剖面线的制作流程的示意图。

主要元件符号说明

10：固态发光半导体元件

100：基板

110’：外延堆叠结构

110：平台状外延堆叠结构

111：凹陷区

112：第一型半导体层

113：侧壁

114：有源层

116：第二型半导体层

120：绝缘层

122：透明导电层

130：第一型电极

132：第一接垫

134：第一延伸部

136：端部

140：第二型电极

142：第二接垫

143：第二延伸部

144：第三延伸部

143a：第一延伸区段

143b：第二延伸区段

144a：第三延伸区段

144b：第四延伸区段

146a：第一手指部结构

146b：第二手指部结构

L1～L5：距离

D1～D5：方向

具体实施方式

本实施例的固态发光半导体元件，是利用狭长形的第一型电极以及环绕第一型电极周围的第二型电极来传输电流至平台状外延堆叠结构中，使电流均匀扩散，以改善电流拥挤或电流密度不均匀的现象，进而增加发光半导体元件的内部量子效率及提高出光效率。此外，第二型电极的遮光面积最小化，由此增加发光面积使得出光强度增加。

以下提出各种实施例进行详细说明，实施例仅用以作为范例说明，并非用以限缩本发明欲保护的范围。