半导体元件制造技术

本发明专利技术公开一种半导体元件。半导体元件包括第一半导体结构、第二半导体结构以及发光结构。发光结构位于第一半导体结构及第二半导体结构之间且包括多重量子阱结构。多重量子阱结构包含铝且具有阱层及阻障层，阱层及阻障层组成一对半导体叠层。阻障层的厚度小于阱层的厚度。

Semiconductor element

【技术实现步骤摘要】
半导体元件
本专利技术涉及一种半导体元件，特别是涉及一种包含发光结构的半导体光电元件。
技术介绍
在信息传输及能量转换领域中，半导体元件扮演着非常重要的角色，相关材料的研究开发也持续进行。举例而言，包含三族及五族元素的三五族半导体材料可应用于各种光电元件，如发光二极管(Lightemittingdiode，LED)、激光二极管(Laserdiode，LD)、太阳能电池(Solarcell)等，近年来此些光电元件也大量被应用于照明、显示、通讯、感测、电源系统等领域。发光二极管适用于固态照明光源且具有耗电量低以及寿命长等优点，已逐渐取代传统光源而大量被应用于交通号志、显示器的背光模块、各式照明及医疗装置中。
技术实现思路
本专利技术提供一种半导体元件。半导体元件包括第一半导体结构、第二半导体结构以及发光结构。发光结构位于第一半导体结构及第二半导体结构之间且包括多重量子阱结构。多重量子阱结构包含铝且具有阱层及阻障层，阱层及阻障层组成一对半导体叠层。阻障层的厚度小于阱层的厚度。附图说明图1A为本专利技术一实施例的半导体元件的上视图；图1B为本专利技术一实施例的半导体元件的剖面结构示意图及局部放大示意图；图1C为本专利技术一实施例的半导体元件的剖面结构示意图；图1D为本专利技术一实施例的半导体元件的剖面结构示意图；图1E为本专利技术一实施例的半导体元件的剖面结构示意图；图2为本专利技术一实验例的半导体元件A～C的发光功率与电流关系图；图3为本专利技术一实验例的半导体元件D～F的发光功率与电流关系图；图4为本专利技术一实验例的半导体元件G～I的发光功率与电流关系图；图5为本专利技术一实验例的半导体元件J～L的发光功率与半导体叠层对数关系图；图6为本专利技术一实施例的半导体封装结构剖面示意图。符号说明10、60：半导体元件100：基板110：第一半导体结构112：第一限制层114：第一披覆层116：第二披覆层118：第一窗户层120：第二半导体结构122：第二限制层124：第三披覆层126：第四披覆层128：第二窗户层130：发光结构130a：第一活性结构130b：第二活性结构140：第一电极150：第二电极150a：主电极150b：延伸电极160：反射结构170：中间结构600：封装结构61：封装基板62：通孔63：载体63a：第一部分63b：第二部分65：接合线66：接触结构66a、66b：接触垫68：封装材料B1、B2、BN：阻障层C1、C2、CN：半导体叠层M：多重量子阱结构W1、W2、WN：阱层A、B、C、D、E、F、G、H、I：线具体实施方式以下实施例将伴随着附图说明本专利技术的概念，在附图或说明中，相似或相同的构件使用相同的标号，并且若未特别说明，附图中各元件的形状或尺寸仅为例示，实际上并不限于此。需特别注意的是，图中未绘示或描述的元件，可以是熟悉此技术的人士所知的形式。在本专利技术中，如果没有特别的说明，通式InGaAsP代表Ina1Ga1-a1Asb1P1-b1，其中0<a1<1，0<b1<1；通式InGaP代表Ina2Ga1-a2P，其中0<a2<1；通式InGaAs代表Ina3Ga1-a3As，其中0<a3<1；通式AlGaAs代表Ala4Ga1-a4As，其中0<a4<1；通式AlGaInAs代表Ala5Gaa6In1-a5-a6As，其中0<a5<1，0<a6<1；通式InGaNAs代表Ina7Ga1-a7Na8As1-a8，其中0<a7<1，0<a8<1。调整元素的含量可以达到不同的目的，例如但不限于，调整能阶，或是当半导体元件为一发光元件时，调整发光元件的主发光波长。所属领域中具通常知识者应理解，可以在以下所说明各实施例的基础上添加其他构件。举例来说，在未特别说明的情况下，「第一层(或结构)位于第二层(或结构)上」的类似描述可包含第一层(或结构)与第二层(或结构)直接接触的实施例，也可包含第一层(或结构)与第二层(或结构)之间具有其他结构而彼此未直接接触的实施例。另外，应理解各层(或结构)的上下位置关系等可能因由不同方位观察而有所改变。此外，在本专利技术中，一层或结构「实质上由X所组成」的叙述表示上述层或结构的主要组成为X，但并不排除上述层或结构包含添加物或不可避免的杂质。本专利技术的半导体元件包含的各层组成及添加物的定性或定量分析等可用任何适合的方式分析而得，例如二次离子质谱仪(secondaryionmassspectrometer，SIMS)，而各层的厚度也可用任何适合的方式分析而得，例如穿透式电子显微镜(transmissionelectronmicroscopy，TEM)或是扫描式电子显微镜(scanningelectronmicroscope，SEM)。图1A为本专利技术一实施例的半导体元件10的上视图。图1B为图1A的半导体元件10沿A-A’线的剖面结构示意图及局部放大示意图。如图1B所示，半导体元件10包括基板100、第一半导体结构110、第二半导体结构120、发光结构130、第一电极140以及第二电极150。第一半导体结构110及第二半导体结构120位于基板100上。发光结构130位于第一半导体结构110及第二半导体结构120之间。第一电极140与基板100接触并形成电连接，第二电极150与第二半导体结构120接触并形成电连接。第一半导体结构110、第二半导体结构120以及发光结构130可通过外延生长而得。外延生长的方法包含但不限于金属有机化学气相沉积(metal-organicchemicalvapordeposition，MOCVD)、氢化物气相外延法(hydridevaporphaseepitaxy，HVPE)、分子束外延(molecularbeamepitaxy，MBE)或液相外延法(liquid-phaseepitaxy，LPE)等。基板100可包含导电材料，例如：砷化镓(GalliumArsenide，GaAs)、磷化铟(IndiumPhosphide，InP)、碳化硅(Siliconcarbide，SiC)或硅(Si)基板等。基板100例如是用于前述外延生长的成长基板，但并不限于此，在一实施例中，基板100可为在移除成长基板后利用接合层(bondinglayer)接合至外延结构的支撑基板。第一半导体结构110及第二半导体结构120分别位于发光结构130的两侧且邻接于发光结构130。第一半导体结构110及第二半导体结构120可分别由单层或多层所构成。第一半导体结构110及第二半导体结构12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体元件，其特征在于，该半导体元件包括：/n第一半导体结构；/n第二半导体结构；以及/n发光结构，位于该第一半导体结构及该第二半导体结构之间且包括多重量子阱结构；/n其中该多重量子阱结构包含铝且具有阱层及阻障层，该阱层及该阻障层组成一对半导体叠层，且该阻障层的厚度小于该阱层的厚度。/n

【技术特征摘要】
20190828 TW 108130803;20181112 US 62/759,9731.一种半导体元件，其特征在于，该半导体元件包括：
第一半导体结构；
第二半导体结构；以及
发光结构，位于该第一半导体结构及该第二半导体结构之间且包括多重量子阱结构；
其中该多重量子阱结构包含铝且具有阱层及阻障层，该阱层及该阻障层组成一对半导体叠层，且该阻障层的厚度小于该阱层的厚度。


2.如权利要求1所述的半导体元件，其中该阻障层与该阱层间晶格不匹配。


3.如权利要求2所述的半导体元件，其中该多重量子阱结构包含AlGaInAs。


4.如权利要求1所述的半导体元件，其中该阻障层包含Alx1Gay1In1-x1-y1As，其中0&l...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈孟扬，
申请(专利权)人：晶元光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71