光电元件及其制造方法技术

本发明专利技术公开光电半导体元件及其制造方法，该光电半导体元件包括：基板；第一窗口层形成于所述的基板，具有第一片电阻值，第一厚度及第一杂质浓度；第二窗口层，具有第二片电阻值，第二厚度及第二杂质浓度；半导体系统形成于所述的第一窗口层及所述的第二窗口层之间；其中所述的第二窗口层和所述的半导体系统为不同的半导体材料；所述的第二片电阻值低于所述的第一片电阻值。

Photoelectric element and manufacturing method thereof

The invention discloses a photoelectric semiconductor element and its manufacturing method, the photoelectric semiconductor device includes: a substrate; the substrate layer is formed on the first window, with a first sheet resistance value, the first thickness and the first impurity concentration; second window layer has second sheet resistance, second thickness and two impurity concentration; between the second layer of the first window window the semiconductor layer and the system formed in the system of second; wherein the semiconductor window layer and the semiconductor material is different; second the resistance value is lower than that of the first piece of electric resistance.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
近年来，节能减碳的议题日益受到重视，发光二极管在背光及照明的应用领域更 显重要，各种增加发光二极管光摘出效率的方法一一被提出。欲增进光摘出效率可以通过 几个方式，其包括改善外延生长的品质，通过增加电子和空穴结合的机率，提升内部量子效 率(IQE)。另一方面，发光二极管产生的光线若无法有效被取出，部分光线因全反射因素而 局限在发光二极管内部来回反射或折射，最终被电极或发光层吸收，使亮度无法提升，因此 使用表面粗化或改变结构的几何形状等，提升外部量子效率(EQE)。通过提升光摘出效率 (LEE)，使发光二极管的亮度增高。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种光电半导体元件，其具有促进光摘出效率的结 构。本专利技术一实施例的一种发光元件包括基板，第一窗口层，形成于所述的基板，具 有第一片电阻值、第一厚度及第一杂质浓度；第二窗口层，具有第二片电阻值、第二厚度及 第二杂质浓度；半导体系统，形成于所述的第一窗口层及所述的第二窗口层之间；其中所 述的第二窗口层和所述的半导体系统为不同的半导体材料；所述的第二片电阻值低于所述 的第一片电阻值。本专利技术一实施例的一种光电半导体元件包括基板；金属层，具有金属元素，形成 于所述的基板上；第一窗口层，包括所述的金属元素；透明导电层，形成于所述的金属层和 所述的第一窗口层之间，其中于所述第一窗口层的所述金属元素的浓度小于l*1019cnT3。本专利技术一实施例的一种光电半导体元件包括基板；η型窗口层，形成于所述的基 板上；半导体系统，形成于所述的η型窗口层上；P型窗口层，形成于所述半导体系统上；其 中，所述光电半导体元件在驱动电流密度介于0. 1 0. 32mA/mil2下，具70流明/瓦的发 光效率，发出的光源介于琥珀色光和红光之间。本专利技术一实施例的一种制造光电半导体元件的方法，包括以下步骤提供基板； 形成半导体系统于所述的基板上；形成窗口层在所述的半导体系统上；其中所述的窗口层 和所述的半导体层由不同的半导体材料所构成；移除所述的窗口层，由此使所述的窗口层 和所述的半导体层具有一个宽度差，所述的宽度差大于1微米。 附图说明图IA 图IH分别为本专利技术光电半导体元件依本专利技术所披露的工艺方式，依每一 个工艺步骤所对应的结构侧视剖面示意图；图2为本专利技术光电半导体元件的实施例侧视剖面示意图3为本专利技术光电半导体元件的实施例的SEM图；图4本专利技术光电半导体元件的第一欧姆接触层的俯视图。附图标记说明10第一堆叠结构101基板102支撑基板103支撑基板111第一窗口层112第二窗口层120光电系统121第一层122转换单元123第二层130第一欧姆接触层131电极132指状电极140第二欧姆接触层141透明导电层150反射层160金属层171第一衬垫172第二衬垫180钝化层Sl第一蚀刻平台S2第二蚀刻平台Ll宽度差具体实施例方式图IA至图IH分别为依本专利技术实施例的工艺方法于各步骤的对应结构示意图。请 先参阅图1A，利用本专利技术所披露的光电半导体元件工艺方式，先提供基板101，基板101被 当作生长基板，用以生长或承载光电系统120于其上。构成所述生长基板101的材料包括 但不限于锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、磷化镓(GaP)、蓝宝石(sapphire)、碳化硅 (SiC)、硅(Si)、氧化二铝锂(LiAlO2)、氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)的一种或 其组合。构成基板101的材料包括锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、磷化镓(GaP)、 蓝宝石(sapphire)、碳化硅(SiC)、硅(Si)、氧化二铝锂(LiAlO2)、氧化锌(ZnO)、氮化镓 (GaN)、氮化铝(AlN)、玻璃、钻石(diamond)、CVD钻石、类钻碳(DLC)的一种或及其组合。于基板101之上，形成第一窗口层111，第一窗口层111材料包括至少一元素选自 于铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、砷(As)、磷(P)及氮(N)所构成的群组，或为其组合，例如为 GaN或AlGaInP的半导体化合物或其它替代的材料。第一窗口层111为导电薄膜，例如为η 型或ρ型(AlxGa(H)a5Ina5P,其中0.5彡χ彡0.8。第一窗口层111具有两相对的表面，其 中第一表面和基板101接触。 过渡层(未显示)可选择性地形成在基板101及第一窗口层111之间。所述过渡 层可当作缓冲层介于基板101及第一窗口层111。在发光二极管的结构中，所述过渡层是为 了减少二层材料间的晶格不匹配。另一方面，所述过渡层可以为单层、多层、二种材料的结 合或分开的结构，其中所述过渡层材料可为有机金属、无机金属或半导体中的任一种。所述 过渡层也可作为反射层、热传导层、电传导层、欧姆接触层、抗形变层、应力释放层、应力调 整层、接合层、波长转换层或固定结构等。光电系统120形成于第一窗口层111的第二表面上，光电系统120包括至少一具 有第一导电型态的第一层121、转换单元122以及具有第二导电型态的第二层123，依序形 成于第一窗口层111之上。第一层121和第二层123可为两个单层结构或两个多层结构(多层结构是指两层或两层以上)。第一层121和第二层123具有不同的导电型态、电性、极 性或依掺杂的元素以提供电子或空穴。若第一层121和第二层123为半导体材料的组合， 例如，(AlxGa(W)a5Ina5P,其中0. 5彡χ彡0. 8，所述导电型态可为η型或ρ型。第一窗口层 111和第一层121具有相同的导电型态，例如，都为η型导电型态。第一窗口层111的杂质 浓度大于第一层121的杂质浓度，具有较高的导电率。转换单元122沉积在第一层121和 第二层123之间，转换单元122是将光能和电能相互转换或导致转换。光电系统120可应 用于半导体元件、设备、产品、电路，以进行或导致光能和电能相互转换。具体的说，光电系 统120可包括发光二极管(LED)、激光二极管(LD)、太阳能电池，液晶显示器或有机发光二 极管其中之一。转换单元122将电能转换成光能，光电系统120可为发光二极管、液晶显示 器、有机发光二极管。转换单元122将光能转换成电能，光电系统120可为太阳能电池或一 个光电二极管。本说明书中的“光电系统”，不限定其每一层都为半导体材料所构成，也可以 为非半导体材料，例如，金属、氧化物、绝缘材料等。以发光二极管为例，可以通过改变光电系统120里的其中一层或多层的物 理及化学组成，调整发出的光波长。常用的材料为磷化铝镓铟(aluminumgallium indium phosphide, AlGaInP)系列、氮化招嫁铟(aluminum galliumindium nitride, AlGaInN)系列、氧化锌系列(zinc oxide, ZnO)。转换单元122可为单异质结构(single heterostructure, SH)，双异质结构(doubleheterostructure，DH)，双侧双异质结 (double-side double heterostructure, DDH),多层量子讲(multi-quantum well, MWQ)。 具体来本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种光电半导体元件，包括：基板；第一窗口层，形成于该基板，具有第一片电阻值、第一厚度及第一杂质浓度；第二窗口层，具有第二片电阻值、第二厚度及第二杂质浓度；半导体系统，形成于该第一窗口层及该第二窗口层之间；其中该第二窗口层和该半导体系统包括不同的半导体材料；该第二片电阻值低于该第一片电阻值；该第二厚度大于该第一厚度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈世益，许嘉良，徐子杰，吴俊毅，黄建富，
申请(专利权)人：晶元光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71