半导体元件制造技术

本实用新型专利技术公开一种半导体元件，其包括一外延结构具有一第一外延叠层。第一外延叠层具有第一半导体结构、第二半导体结构位于第一半导体结构上、第一活性区位于第一半导体结构与第二半导体结构之间、第一局限层位于第一活性区及第一半导体结构之间及第二局限层位于第一活性区及第二半导体结构之间。第一局限层具有第一厚度，第二局限层具有第二厚度大于第一厚度。厚度。厚度。

【技术实现步骤摘要】
半导体元件


[0001]本技术涉及半导体元件，特别是涉及半导体发光元件，例如发光二极管。

技术介绍

[0002]半导体元件的用途十分广泛，相关材料的开发研究也持续进行。举例来说，包含三族及五族元素的III
‑
V族半导体材料可应用于各种光电半导体元件如发光二极管(Light emitting diode，LED)、激光二极管(Laser diode，LD)、光电侦测器或太阳能电池(Solar cell)，或者可以是例如开关或整流器的功率元件，能用于照明、医疗、显示、通讯、感测、电源系统等领域。作为半导体发光元件之一的发光二极管具有耗电量低以及寿命长等优点，因此大量被应用。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种半导体元件，以解决现有技术存在的问题。
[0004]为达上述目的，本技术提供一种半导体元件，其包括一外延结构具有一第一外延叠层。第一外延叠层具有第一半导体结构、第二半导体结构位于第一半导体结构上、第一活性区位于第一半导体结构与第二半导体结构之间、第一局限层位于第一活性区及第一半导体结构之间、第二局限层位于第一活性区及第二半导体结构之间。第二半导体结构与第一半导体结构具有相异的导电型态。第一局限层与第一活性区直接相接且具有第一厚度，第二局限层与第一活性区直接相接且具有第二厚度大于第一厚度。
[0005]该第一活性区包含第一阱层、第一阻障层、第二阱层及第二阻障层依序堆叠于该第一局限层上，该第一阱层较该第二阱层靠近该第一局限层，且该第二阱层的厚度大于该第一阱层的厚度。
[0006]该第一活性区还包含第三阱层位于该第二阻障层上，且该第三阱层的厚度大于该第二阱层的厚度。
[0007]该半导体元件所发的光为红外光。
[0008]该外延结构另包含第二外延叠层位于该第一外延叠层上，该第二外延叠层具有第三局限层、第四局限层及第二活性区位于第三局限层及第四局限层之间，其中该第三局限层较该第四局限层靠近该第一局限层，该第三局限层具有第三厚度，该第四局限层具有第四厚度大于第三厚度。
[0009]该第一厚度与该第三厚度相同。
[0010]该第二厚度与该第四厚度相同。
[0011]该第一局限层直接相接于该第一半导体结构，且该第二局限层直接相接于该第二半导体结构。
[0012]该第一半导体结构为p型，且该第二半导体结构为n型。
[0013]该第一半导体结构的能隙大于该第一局限层的能隙。
[0014]该半导体元件还包括接合结构及基底，该接合结构位于该第一外延叠层及该基底
之间。
[0015]该第一半导体结构较该第二半导体结构靠近该接合结构。
[0016]该半导体元件还包括中间层位于该第一外延叠层及该第二外延叠层之间，该中间层包含pn结。
[0017]该pn结通过具有第一导电性的第一重掺杂层及具有第二导电性的第二重掺杂层所构成。
[0018]该第一局限层与该第二局限层未包含掺质。
[0019]该半导体元件还包括导电层、反射层及多个绝缘部，该导电层位于该第一外延叠层及该反射层之间，该多个绝缘部位于该第一外延叠层及该导电层之间，且该多个绝缘部之间有多个孔隙，该导电层填入该多个孔隙并接触该第一外延叠层。
[0020]该第一外延叠层另包含位于该第一半导体结构及该导电层之间的多个接触部。
[0021]该半导体元件还包括分别位于该第一外延叠层上下两侧的第一电极及第二电极，该第一电极连接该第二半导体结构，该第二电极连接该基底远离该第一半导体结构的一侧。
[0022]该第一厚度的范围为150nm至400nm，该第二厚度的范围为300nm 至650nm。
[0023]该第一厚度小于该第一半导体结构的厚度，该第二厚度小于该第二半导体结构的厚度。
[0024]该第一活性区还包含第三阱层和第三阻障层，该第一厚度及该第二厚度大于该第一阱层、该第一阻障层、该第二阱层、该第二阻障层、该第三阱层及该第三阻障层的厚度。
[0025]该第二外延叠层另包含第三半导体结构及第四半导体结构，该第三半导体结构位于该第三局限层及该第一外延叠层之间，该第四半导体结构位于该第四局限层上且与该第三半导体结构具有相异的导电型态。
[0026]该第三半导体结构与该第一半导体结构具有相同的导电型态。
[0027]该第二活性区与该第一活性区的发光波长之波峰波长为730nm至1100 nm。
[0028]该第三厚度的范围为150nm至400nm，该第四厚度的范围为300nm 至650nm。
[0029]本技术的优点在于，其通过对半导体元件的设计，使其具有更佳的光电表现，例如：发光强度增加、顺向电压(Vf)降低等等优点，可应用于照明、医疗、显示、通讯、感测、电源系统等领域的产品，例如灯具、监视器、手机、平板计算机、车用仪表板、电视、计算机、穿戴装置(如手表、手环、项链等)、交通号志、户外显示器、医疗器材等。
附图说明
[0030]图1为本技术一实施例的半导体元件的剖面示意图；
[0031]图2为本技术另一实施例的半导体元件的外延结构示意图；
[0032]图3为本技术一实施例的半导体组件的剖面结构示意图；
[0033]图4为本技术一实施例的感测模块的部分剖面结构示意图。
[0034]符号说明
[0035]100 半导体元件
[0036]1 第一外延叠层
[0037]11 第一半导体结构
[0038]111 接触部
[0039]12 第二半导体结构
[0040]13 第一活性区
[0041]131 第一阱层
[0042]132 第一阻障层
[0043]133 第二阱层
[0044]134 第二阻障层
[0045]135 第三阱层
[0046]136 第三阻障层
[0047]14 第一局限层
[0048]15 第二局限层
[0049]2 第一电极
[0050]21 电极垫
[0051]22 延伸电极
[0052]3 第二电极
[0053]4 导电层
[0054]5 反射层
[0055]6 接合结构
[0056]7 基底
[0057]8 绝缘部
[0058]8a 孔隙
[0059]81 中间层
[0060]811 第一重掺杂层
[0061]812 第二重掺杂层
[0062]9 第二外延叠层
[0063]91 第三半导体结构
[0064]92 第四半导体结构
[0065]93 第二活性区
[0066]931 第四阱层
[0067]932 第四阻障层
[0068]933 第五阱层
[0069]934 第五阻障层
[0070]935本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体元件，其特征在于，该半导体元件包括：外延结构，包含第一外延叠层，该第一外延叠层包括：第一半导体结构；第二半导体结构，位于该第一半导体上且与该第一半导体结构具有相异的导电型态；第一活性区，位于该第一半导体结构与该第二半导体结构之间；第一局限层，位于该第一活性区及该第一半导体结构之间，该第一局限层与该第一活性区直接相接，且具有第一厚度；及第二局限层，位于该第一活性区及该第二半导体结构之间，该第二局限层与该第一活性区直接相接，且具有第二厚度大于该第一厚度。2.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，该第一活性区包含第一阱层、第一阻障层、第二阱层及第二阻障层依序堆叠于该第一局限层上，该第一阱层较该第二阱层靠近该第一局限层，且该第二阱层的厚度大于该第一阱层的厚度。3.如权利要求2所述的半导体元件，其特征在于，该第一活性区还包含第三阱层位于该第二阻障层上，且该第三阱层的厚度大于该第二阱层的厚度。4.如权利要求1至3任一所述的半导体元件，其特征在于，该半导体元件所发的光为红外光。5.如权利要求1至3任一所述的半导体元件，其特征在于，该外延结构另包含第二外延叠层位于该第一外延叠层上，该第二外延叠层具有第三局限层、第四局限层及第二活性区位于第三局限层及第四局限层之间，其中该第三局限层较该第四局限层靠近该第一局限层，该第三局限层具有第三厚度，该第四局限层具有第四厚度大于第三厚度。6.如权利要求5所述的半导体元件，其特征在于，该第一厚度与该第三厚度相同。7.如权利要求5所述的半导体元件，其特征在于，该第二厚度与该第四厚度相同。8.如权利要求1至3任一所述的半导体元件，其特征在于，该第一局限层直接相接于该第一半导体结构，且该第二局限层直接相接于该第二半导体结构。9.如权利要求1至3任一所述的半导体元件，其特征在于，该第一半导体结构为p型，且该第二半导体结构为n型。10.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，该第一半导体结构的能隙大于该第一局限层的能隙。11.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，该半导体元件还包括接合结构及基底，该接合结构位于该第一外延叠层及该基底之间。12.如权利要求11所述的半导体元件，其特征在于，该第一半导体结构较该第二半导体结构靠近该接合结构。13.如权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜世男，叶博文，
申请(专利权)人：晶元光电股份有限公司，
类型：新型
国别省市：