光电半导体元件制造技术

本发明专利技术公开一种光电半导体元件，该光电半导体元件包括：一光电系统具有一第一侧及一第二侧相对于该第一侧；一第一欧姆接触层位于该第一侧上；一第二欧姆接触层位于该第二侧上，且在垂直方向上不与该第一欧姆接触层重迭；以及一边界。

【技术实现步骤摘要】
光电半导体元件本申请是2011年2月9日提交的题为“光电元件及其制造方法”的第201110034959.3号专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种光电元件及其制造方法。
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；光电系统，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光电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1*1019cm-3。本专利技术一实施例的一种光电半导体元件包括：基板；n型窗口层，形成于所述的基板上；光电系统，形成于所述的n型窗口层上；p型窗口层，形成于所述光电系统上；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；形成光电系统于所述的基板上；形成窗口层在所述的光电系统上；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。本专利技术一实施例的一种光电半导体元件包括：一光电系统具有一第一侧及一第二侧相对于该第一侧；一第一欧姆接触层位于该第一侧上；一第二欧姆接触层位于该第二侧上，且在垂直方向上不与该第一欧姆接触层重迭；以及一边界。附图说明图1Ａ～图1H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；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S1第一蚀刻平台S2第二蚀刻平台L1宽度差具体实施方式图1Ａ至图1H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n型或p型(AlxGa(1-x))0.5In0.5P，其中0.5≦x≦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(1-x))0.5In0.5P，其中0.5≦x≦0.8，所述导电型态可为n型或p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n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(aluminumgalliumindiumphosphide,AlGaInP)系列、氮化铝镓铟(aluminumgalliumindiumnitride,AlGaInN)系列、氧化锌系列(zincoxide,ZnO)。转换单元122可为单异质结构(singleheterostructure,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电半导体元件，包括：一光电系统具有一第一侧及一第二侧相对于该第一侧；一第一欧姆接触层位于该第一侧上；一第二欧姆接触层位于该第二侧上，且在垂直方向上不与该第一欧姆接触层重迭；以及一边界。

【技术特征摘要】
2010.02.09 US 61/302,6621.一种光电半导体元件，包括：一光电系统具有一第一侧及一第二侧相对于该第一侧；一第一欧姆接触层位于该第一侧上；一第一衬垫位于该第一欧姆接触层上；一第二欧姆接触层位于该第二侧上，且在垂直方向上不与该第一欧姆接触层重迭；以及一边界，其中，该第二欧姆接触层包含复数个点电极以二维阵列分布，且该复数个点电极在垂直方向上不与该第一衬垫重迭。2.如权利要求1所述的光电半导体元件，其中该第一欧姆接触层包含朝该边界延伸的复数个指状电极。3.如权利要求1所述的光电半导体元件，其中该第一欧姆接触层与该第二欧姆接触层至少...

【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：台湾;71