光電元件的製作方法

2024-03-08 02:01:15

專利名稱：光電元件的製作方法
技術領域：
本發明涉及發光元件。
背景技術：
由於固態照明元件中的發光二極體具有低耗電量、低熱產生、操作壽命長、耐撞擊、體積小、反應速度快以及可發出穩定波長的色光等良好光電特性，因此已廣泛應用於家電、儀表的指示燈以及光電產品等。在光電技術發展中，固態照明元件著重於其發光效率、 操作壽命以及亮度，因而預期在不久的將來能成為照明應用的主流。在目前LED以陣列型發光元件的形式被使用，其多適用於高驅動電壓的應用，且可減少LED的體積及重量。LED製造者針對陣列型發光元件設計不同的電極布局以滿足客戶對高驅動電壓LED的需求，以降低成本進而提高生產效率。

發明內容
本申請提出一種光電元件，包含基板；多個半導體單元，彼此電性連接位於此基板上；其中，每一個半導體單元皆包含第一半導體層，第二半導體層以及介於其之間的有源區；多個第一電極分別位於第一半導體層之上；連接部形成於此多個半導體單元上，電性串接此多個半導體單元；以及多個第二電極分別位於第二半導體層之上；其中，有一個第一電極包含第一延伸部，以及有一個第二電極包含第二延伸部。本申請還提出一種光電元件，包含基板；多個半導體單元，彼此電性連接位於此基板上；其中，每一個半導體單元皆包含第一半導體層，第二半導體層，以及介於其之間的有源區；多個第一電極分別位於第一半導體層之上；連接部形成於此多個半導體單元上以電性串接此多個半導體單元；以及多個第二電極分別位於第二半導體層之上；其中，有一個第一電極包含第一延伸部，以及有一個第二電極包含第二延伸部，其中此多個半導體單元的驅動電壓大致相同。本申請另提出一種光電元件，包含基板；多個半導體單元彼此之間電性連接且位於此基板上，其中各半導體單元包含第一半導體層、第二半導體層、以及介於其之間的有源區，多個第一電極分別位於第一半導體層上；以及多個第二電極分別位於第二半導體層上， 其中多個半導體單元包含第一半導體單元，第二半導體單元，以及第三半導體單元，第一電極中的至少一個包含第一電極墊位於基板最外圍的第一半導體單元上，以及第二電極中的至少一個包含第二電極墊位於基板最外圍的第二半導體單元上，其中第一電極及第二電極包含第一延伸部及第二延伸部位於沒有電極墊的第三半導體單元上。本申請再提出一種光電元件，包含基板；多個半導體單元彼此之間電性連接且位於基板上，其中各半導體單元包含第一半導體層、第二半導體層、以及介於其之間的有源區；以及多個第一電極及多個第二電極分別位於多個半導體單元上，其中各半導體單元包含第一半導體單元，第二半導體單元，以及第三半導體單元，第一電極中的至少一個包含第一電極墊位於第一半導體單元的第二半導體層上，以及第二電極中的至少一個包含第二電極墊位於第二半導體單元的第二半導體層上，其中第一電極及第二電極包含第一延伸部及第二延伸部位於沒有電極墊的第三半導體單元上。


圖1為依本申請實施例所繪示的光電元件俯視圖；圖2為圖1所示的光電元件剖面圖；圖3為圖1所示的光電元件3D立體圖；圖4為圖1所示的光電元件等效電路圖；圖5為依本申請實施例所繪示的光電元件俯視圖；圖6為圖5所示的光電元件3D立體圖；圖7為圖5所示的光電元件等效電路圖；圖8為依本申請實施例所繪示的光電元件俯視圖；圖9為圖8所示的光電元件3D立體圖；圖10為圖8所示的光電元件等效電路圖；圖11為依本申請實施例所繪示的光電元件俯視圖；圖12為圖11所示的光電元件3D立體圖；圖13為圖11所示的光電元件等效電路圖；圖14為依本申請實施例所繪示的光電元件俯視圖；圖15為圖14所示的光電元件3D立體圖；圖16為圖14所示的光電元件等效電路圖；圖17為依本申請實施例所繪示的光電元件俯視圖；圖18為圖17所示的光電元件3D立體圖；圖19為圖17所示的光電元件等效電路圖；圖20為依本申請實施例所繪示的光電元件俯視圖；圖21為圖20所示的光電元件3D立體圖；圖22為圖20所示的光電元件等效電路圖；圖23為依本申請實施例所繪示的光電元件俯視圖；圖M為圖23所示的光電元件3D立體圖；圖25為依本申請實施例所繪示的光電元件俯視圖。附圖標記說明10、20、30、40、50、60、70、80、90 光電元件；11、21、31、41、51、61、71、81 基板；141、241、341、441、541、641、741、841 第一電極；142、242、342、442、542、642、742、842 第二電極；143、243、343443、543、643、743、843 連接部；121第一半導體層；123第二半導體層；122 有源區；170 溝槽；
111、311 分割道；1411、2411、3411、4411、5411、6411、7411、8411 第一延伸部；1421、2421、3421、4421、5421、6421、7421、8421 第二延伸部；1412、2412、3412、4412、5412、6412、7412、8412、9412 第一電極墊；1422、2422、3422、4422、5422、6422、7422、8422、9422 第二電極墊；105、106、107、108、109、205、206、207、208、209、305、306、307、308、309、405、406、 407、505、506、507、605、606、607、705、706、707、801、802、803、804、805、806、807 行；151、152、153、154、155、161、162、163、164、165、171、172、173、174、181、182、183、 184、185、191、192、193、194、195、251、252、253、254、255、261、262、263、264、271、272、273、 274、275、281、282、283、284、291、292、293、294、295、351、352、353、354、355、361、362、363、 364、371、372、373、374、375、381、382、383、384、391、392、393、394、395、451、452、453、454、 455、461、462、463、464、465、466、471、472、473、474、475、551、552、553、554、561、562、563、 571、572、573、574、651、652、661、662、663、664、671、672、751、752、761、762、769、771、772、 811、812、871、872 半導體單元；1411a、2411a 第一曲線延伸部；1421a、2421a 第二曲線延伸部；1421b、2421b、3411b、4411a 直線延伸部；1411c、1421c、2411c、3411c、4411c 二階延伸部；3411a曲線延伸部。
具體實施例方式圖1揭示符合本申請實施例的光電元件10的俯視圖。光電元件10例如為發光二極體(LED)、雷射二極體(LD)、或太陽能電池，包含多個半導體單元形成於基板11上，第一電極141，第二電極142以及連接部143形成於半導體單元上。於本實施例中，光電元件10 為發光二極體(LED)。圖2揭示圖1中光電元件10沿A-A』線段的剖面圖。每一個半導體單元包含第一半導體層121，第二半導體層123，以及介於第一、第二半導體層之間的有源區122。第一半導體層121的組成材料是摻雜ρ-型或η-型雜質的III-V半導體材料，第二半導體層123的組成材料是摻雜P-型或η-型雜質的III-V半導體材料，且第一半導體層 121及第二半導體層123的電性相異。有源區122的結構可為單異質結構(SH)、雙異質結構(DH)、或者多重量子阱結構(MQW)。溝槽170通過蝕刻半導體單元而形成於半導體單元中，且暴露出部分的第一半導體層121。多個分割道111形成於半導體單元之間，暴露出部分基板11。光電元件10上有多個第一電極141及第二電極142，其中第一電極141形成於暴露出的第一半導體層121之上，且第二電極142形成於第二半導體層123之上。第一電極141包含第一延伸部1411，第二電極142包含第二延伸部1421。此外，多個半導體單元中的一個半導體單元上的其第一電極141包含第一電極墊1412，且另一個半導體單元上的第二電極142包含第二電極墊1422。為了滿足客戶對光電元件特定面積、電流及驅動電壓的需求，半導體單元以及電極的布局也必須特別設計。半導體單元的數量原則上是依公式n=d-l)， (f)，或(t+l)加以設計，其中，η代表半導體單元的數量，V代表光電元件的驅動電壓，Vf代表半導體單元的驅動電壓。在本實施例中，光電元件10的大小是85X85mil2，其驅動電壓為 72V。每一半導體單元的驅動電壓實質上為3V，但半導體單元的驅動電壓會因工藝控制以及外延層的品質而有所變化。一般來說，在光電元件的電性效率上，半導體單元的驅動電壓越低越好。每一半導體單元的面積大致上彼此相同。依照上述的公式，光電元件10包含 24個半導體單元，分別配置於行105、106、107、108、以及109。第一行105包含五個半導體單元151、152、153、154、以及155，朝第一方向串接；第二行106包含五個半導體單元161、 162、163、164、以及165，朝第二方向串接；第三行107包含四個半導體單元171、172、173、以及174，朝第一方向串接；第四行108包含五個半導體單元181、182、183、184、以及185，朝第二方向串接；第五行109包含五個半導體單元191、192、193、194、以及195，朝第一方向串接。第一方向及第二方向相反，而不同行中包含不同數量的半導體單元的布局可使配置上更容易滿足客戶的需求。於第三行107中，半導體單元的外形是長方形且與其他行中的半導體單元形狀不同，通過這樣的設計，可以使電極布局上更容易。參考圖1及圖3，在第一行105及第五行 109中，除了位於基板11角落區域的半導體單元151、155、191、以及195外，其他半導體單元上的電極布局是相似的。於第二行106及第四行108中，除接近基板11邊緣的半導體單元161、165、181、以及185外，其他位於半導體單元上的電極布局是相同的。第三行107中的半導體單元其電極布局與其他行中的半導體單元相比差異性較大，但其中的半導體單元 172及173上的電極布局是相同的，而與位於基板11邊緣的半導體單元171及174不同。第一延伸部1411包含第一曲線延伸部1411a ；第二延伸部1421包含第二曲線延伸部1421a，在行105、106、108、及109上的半導體單元的第二延伸部1421還包含直線延伸部1421b ；第一曲線延伸部1411a和/或第二曲線延伸部1421a與半導體單元的任一邊都不互相平行。在第一、三、及五行105、107、及109的半導體單元上的第一延伸部1411位於溝槽170中，並且從半導體單元的第一邊向對側的第二邊延伸，第二延伸部1421則是從半導體單元的第二邊向第一邊延伸。在第二和四行106及108的半導體單元上的第一延伸部1411是從半導體單元的第二邊向第一邊延伸，且第二延伸部1421是從半導體單元的第一邊向第二邊延伸。於本實施例中，第二延伸部1421大致上靠近半導體單元的邊緣設置， 而第一延伸部1411置於半導體單元溝槽170中，與第一半導體層121電性連接。延伸部的數量可依半導體單元的面積做調整，若半導體單元的面積較大，就需要較多的延伸部。延伸部亦可形成自第一曲線延伸部1411a延伸出的二階延伸部1411c和/或自第二曲線延伸部 1421a延伸出的二階延伸部1421c，以增加電流分散。第一電極墊1412及第二電極墊1422分別位於基板11的相對角落的半導體單元155及191上，第一電極墊1412與半導體單元巧5上的第一延伸部1411相接觸，第二電極墊1422與半導體單元191上的第二延伸部1421相接觸；電極墊作為引線接合(wire bonding)或倒裝式接合(flip chip typebonding)用。為了減少接合上的困難度，電極墊優選地被分別配置在基板11最外側上的不同的半導體單元上。為了要電連接各個半導體單元，連接部143因此形成於各個半導體單元間，舉例來說，連接部143與第一半導體單元上的第一延伸部1411及相鄰的第二半導體單元上的第二延伸部1421相接。於本實施例中，連接部143於第一、三、及五行105、107、及109之間形成第一方向的串接，而於第二及四行106及108之間形成第二方向的反向串接。各行之間通過連接部143串接半導體單元151及161、165及174、171及181、以及185及195。於第一、二、四、及五行105、106、108、及109中每兩個半導體單元間有兩個連接部143存在於其間，在第三行107中每兩個半導體單元間有一個連接部143存在於其間。圖4是圖1中所示的光電元件10的等效電路圖。光電元件10的第二半導體層123及第二電極142之間還可包含透明導電層，透明導電層的材料為金屬氧化材料，例如氧化銦錫(ITO)、氧化鎘錫(CTO)、氧化銻錫、氧化銦鋅、氧化鋅鋁、或氧化鋅錫。此外，當金屬層具有能讓光透過的厚度時，也可作為透明導電層。於基板11及第一半導體層121之間，還可包含接合層，使得半導體單元與基板11 接合。接合層可為絕緣透明接合層或是導電透明接合層；若為絕緣透明接合層，其材料可以是聚醯亞胺(polyimide)、苯並環丁烯(BCB)、或過氟環丁烷(PFCB)；若為導電接合層的材料，其材料可以是金屬氧化材料或是金屬，金屬氧化材料包含氧化銦錫(ITO)、氧化鎘錫 (CTO)、氧化銻錫、氧化銦鋅、氧化鋅鋁、或氧化鋅錫；金屬材料包含鎳、金、鈦、鉻、鋁、或鉬。 分割道111形成於各個半導體單元之間，且暴露出部分基板11和/或絕緣透明接合層。當接合層是導電接合層時，分割道111穿過導電接合層暴露出基板11使得各半導體單元之間電性絕緣，此時基板11為氮化鋁(AlN)、藍寶石、或玻璃。圖5揭示符合本申請第二實施例的光電元件20的俯視圖。參考圖5-6，光電元件 20包含多個半導體單元形成於基板21上，且經由多個分割道211分隔開來，第一電極Ml、 第二電極M2、以及連接部243形成於半導體單元上。半導體單元的結構與光電元件10的相同，包含第一半導體層121、第二半導體層123，以及介於第一、第二半導體層之間的有源區122。多個分割道211形成於各半導體單元之間。光電元件20上有多個第一電極241及第二電極M2，其中第一電極241形成於暴露出的第一半導體層121上，且第二電極242形成於第二半導體層123上。第一電極241包含第一延伸部M11，第二電極242包含第二延伸部M21。此外，多個半導體單元中的一個半導體單元上的第一電極241包含第一電極墊 M12，且另一半導體單元上的第二電極242包含第二電極墊M22。於本實施例中，光電元件20的大小是85X85mil2，其驅動電壓為72V，每一半導體單元的面積大致上彼此相同，依照上述的公式光電元件20包含23個半導體單
元，分別配置於行205、206、207、208、及209中。第一行205包含五個半導體單元251、252、 253、254、及255朝第一方向串接，且其上的電極布局與光電元件10第一行105中的半導體單元上的電極布局相同；第二行206包含四個半導體單元沈1、沈2、沈3、及264朝第二方向串接，且其上的電極布局與光電元件10第三行107中的半導體單元上的電極布局相同；第三行207包含五個半導體單元271、272、273、274、及275朝第一方向串接，且其上的電極布局與光電元件10第一行105中的半導體單元上的電極布局相同；第四行208包含四個半導體單元觀1、觀2、觀3、及284朝第二方向串接，且其上的電極布局與光電元件10第三行107 中的半導體單元上的電極布局相同；第五行209包含五個半導體單元四1、四2、四3、四4、及 295朝第一方向串接，且其上的電極的布局與光電元件10第一行105中的半導體單元上的電極布局相同。
於第二及四行206、208中，半導體單元的外形是長方形且與其他行中的半導體單元形狀不同。參考圖5及圖6，第一行205、第三行207、以及第五行209的半導體單元上的電極布局，除了半導體單元251、255、271、275、四1、及295上的電極外，其他半導體單元上的電極布局彼此之間大致上相似；第二行206及第四行208的半導體單元上的電極布局，除了半導體單元沈1、沈4、觀1、及284上的電極外，其他半導體單元上的電極布局彼此之間大致上相同。第一延伸部Mll包含第一曲線延伸部Mlla，且第二延伸部M21包含第二曲線延伸部M21a。在行205、207、及209的半導體單元上，第二延伸部M21還包含直線延伸部M21b ；第一曲線延伸部Mlla與第二曲線延伸部2421a不平行於半導體單元的任一邊。 第一、三、及五行205、207、209半導體單元上的第一延伸部Mll設置於第一半導體層121 上，且自半導體單元的第一邊向相對於第一邊的第二邊延伸，第二延伸部M21則是從第二邊向第一邊延伸。於第二、及四行206、208半導體單元上的第一延伸部Mll自半導體單元的第二邊向第一邊延伸，第二延伸部M21則是自第一邊向第二邊延伸。於本實施例中，第二延伸部M21大致上靠近半導體單元的邊緣設置，而第一延伸部Mll置於半導體單元中， 與第一半導體層電性連接。延伸部亦可形成自第一曲線延伸部Mlla延伸出的二階延伸部 Mllc，以增加電流分散。第一電極墊M12及第二電極墊M22分別形成於半導體單元255及291上，第一電極墊M12與半導體單元255上的第一延伸部Mll相接觸，第二電極墊M22與半導體單元291上的第二延伸部對21相接觸。電極墊作為接合(bonding)用，且分別配置在基板21 角落區域上的不同的半導體單元上。於本實施例中，連接部243於第一、三、及五行205、207、及209之間形成第一方向的串接，而於第二及四行206及208之間形成第二方向的反向串接。各行之間通過連接部 243串接半導體單元251及261、264及275、271及、以及284及四5。於第一、三、及五行205、207、及209中每兩個半導體單元間有兩個連接部M3，在第二行206及第四行208中每兩個半導體單元間有一個連接部對3。圖7是圖5中所示的光電元件20的等效電路圖。圖8揭示符合本申請第三實施例的光電元件30的俯視圖。參考圖8-9，光電元件 30包含多個半導體單元形成於基板31上，第一電極341、第二電極342、以及連接部343形成於半導體單元上。半導體單元的結構包含第一半導體層121、第二半導體層123，以及介於第一、第二半導體層之間的有源區122。多個分割道311形成於各半導體單元之間。光電元件30上有多個第一電極341及第二電極342，其中第一電極341包含第一延伸部3411 形成於半導體單元355之外的半導體單元上，第二電極342包含第二延伸部3421。此外， 半導體單元355上的第一電極341包含第一電極墊3412，且半導體單元391上的第二電極 342包含第二電極墊；3422。於本實施例中，光電元件30的大小是50X50mil2，其驅動電壓為72V，半導體單元的驅動電壓約為3V，每一半導體單元的面積大致上彼此相同。光電元件30包含23個半導體單元，分別配置於行305、306、307、308、及309中。第一行305包含五個半導體單元；351、 352、353、354、及355朝第一方向串接；第二行306包含四個半導體單元361、362、363、及 364朝第二方向串接；第三行307包含五個半導體單元371、372、373、374、及375朝第一方向串接；第四行308包含四個半導體單元381、382、383、及384朝第二方向串接；第五行309 包含五個半導體單元391、392、393、394、及395朝第一方向串接。
於第二及四行306、308中，半導體單元的外形與其他行中的半導體單元形狀不同。參考圖8及圖9，第一行305、第三行307、以及第五行309的半導體單元上的電極布局， 除了半導體單元351、355、371、375、391、及395上的電極外，其他半導體單元上的電極布局彼此之間大致上相似；第二行306及第四行308的半導體單元上的電極布局，除了半導體單元361、364、381、及384上的電極外，其他的彼此之間大致上相同。第一延伸部3411可以是曲線延伸部:3411a，其設置於接近基板31外圍的半導體單元361、375、381、391、及394上； 第一延伸部3411也可以是直線延伸部3411b，設置於其他半導體單元上。第二延伸部3421 可為曲線延伸部。於第一、三、及五行305、307、309，除了半導體單元375、395外，其他的半導體單元其上的第一延伸部3411自半導體單元的第一邊向相對於第一邊的第二邊延伸，第二延伸部3421則自第二邊向第一邊延伸。半導體單元375及395上的第一延伸部3411自半導體單元的第三邊向第二邊延伸。於第二及四行306、308，除了半導體單元361、381外，其他半導體單元上的第一延伸部3411自第二邊向第一邊延伸，且第二延伸部3421自第一邊向第二邊延伸。於半導體單元361及381上的第一延伸部；3411自半導體單元361及381的第三邊向第一邊延伸。第一延伸部；3411的曲線延伸部及第二延伸部3421不平行於半導體單元的任一邊。於本實施例中，第二延伸部3421大致上靠近半導體單元的邊緣設置，而第一延伸部3411置於半導體單元中，與第一半導體層電性連接。延伸部亦可形成自曲線延伸部 :3411a及直線延伸部3411b延伸出的二階延伸部3411c，以增加電流分散。第一電極墊；3412及第二電極墊；3422分別形成於半導體單元355及391上，第二電極墊3422與半導體單元391上的第二延伸部3421相接觸。電極墊作為引線接合或倒裝式接合用，且分別配置在基板31角落區域上的不同的半導體單元上。於本實施例中，連接部343於第一、三、及五行305、307、及309之間形成第一方向的串接，而於第二及四行306及308之間形成第二方向的反向串接。各行之間通過連接部 343串接半導體單元351及361、364及375、371及381、以及384及395。於每兩個半導體單元間有一個連接部343存在於其間。圖10是圖8中所示的光電元件30的等效電路圖。圖11揭示符合本申請第四實施例的光電元件40的俯視圖。參考圖11-12，光電元件40包含多個半導體單元形成於基板41上，第一電極441、第二電極442、以及連接部443 形成於半導體單元上。半導體單元的結構包含第一半導體層121、第二半導體層123，以及介於第一、第二半導體層之間的有源區122。多個分割道411形成於各半導體單元之間。光電元件40上有多個第一電極441及第二電極442，其中第一電極441包含第一延伸部4411 形成於半導體單元455之外的半導體單元上，且形成於半導體單元471以外的半導體單元上的第二電極442包含第二延伸部4421。此外，形成於半導體單元455上的第一電極441 包含第一電極墊4412，且於半導體單元471上的第二電極442包含第二電極墊4422。於本實施例中，光電元件40的大小是45X45mil2，其驅動電壓為48V，半導體單元的驅動電壓約為3V ；依照上述公式，光電元件40包含16個半導體單元，配置於行405、406、 及407中。第一行405包含五個半導體單元451、452、453、454、及455朝第一方向串接；第二行406包含六個半導體單元461、462、463、464、465、及466朝第二方向串接；第三行407 包含五個半導體單元471、472、473、474、及475朝第一方向串接。第二行402中的半導體單元的外形與其他行中的半導體單元形狀不同；參考圖11及圖12，第一行405以及第三行407的半導體單元上的電極布局，除了位於半導體單元 451、455、471、及475上的電極外，其他半導體單元的電極布局彼此之間大致上相似。第一延伸部4411包含直線延伸部4411a以及二階延伸部4411c，其中所有的第二延伸部4421都是曲線的延伸部。於第一及二行405、407的半導體單元上的第一延伸部4411自半導體單元的第一邊向相鄰於第一邊的第三邊及第四邊延伸，而第二延伸部4421自第二邊向第三邊及第四邊延伸。於第二行406的半導體單元上的第一延伸部4411自半導體單元的第二邊向第三邊及第四邊延伸，而第二延伸部4421自第一邊向第三邊及第四邊延伸。曲線延伸部4411及4421不平行於半導體單元的任一邊。第一電極墊4412及第二電極墊4422分別位於半導體單元455及471上，連接部 443於半導體單元之間形成串接。圖13是圖11中所示的光電元件40的等效電路圖。圖14揭示符合本申請第五實施例的光電元件50的俯視圖。圖15為光電元件50 的3D立體圖。光電元件50的大小是40X40mil2，其驅動電壓為36V，半導體單元的驅動電
壓約為3V;依照公式d-Ι),在本實施例中，光電元件50包含11個半導體單元，分別配置
於行505、506、及507中。第一行505包含四個半導體單元551、552、553、及5 朝第一方向串接；第二行506包含三個半導體單元561、562、及563朝第二方向串接；第三行507包含四個半導體單元571、572、573、及574朝第一方向串接。具有第一延伸部Mll的第一電極541形成於半導體單元5 之外的半導體單元上，具有第二延伸部M21的第二電極542 形成於所有的半導體單元上。半導體單元5M上的第一電極541包含第一電極墊M12，且半導體單元571上的第二電極542包含第二電極墊M22。連接部543於半導體單元之間形成串接。圖16是圖14中所示的光電元件50的等效電路圖。圖17揭示符合本申請第六實施例的光電元件60的俯視圖。圖18為光電元件60 的3D立體圖。光電元件60的大小是120X120mil2，其驅動電壓為MV，半導體單元的驅動
電壓約為3V ；依照公式^ )，在本實施例中，光電元件60包含8個半導體單元，分別配置
於行605、606、及607中。第一行605包含二個半導體單元651及652朝第一方向串接；第二行606包含四個半導體單元661、662、663、及664朝第二方向串接；第三行607包含二個半導體單元671及672朝第一方向串接。第一電極641包含第一延伸部6411，第二電極642 包含第二延伸部6421。此外，多個半導體單元中的一個半導體單元上的其第一電極641包含二個第一電極墊6412，且另一半導體單元上的第二電極642包含二個第二電極墊6422。 連接部643於半導體單元之間形成串接。圖19是圖17中所示的光電元件60的等效電路圖。圖20揭示符合本申請第七實施例的光電元件70的俯視圖。圖21為光電元件70 的3D立體圖。光電元件70的大小是120X120mil2，其驅動電壓為MV，半導體單元的驅動
電壓約為3V ；依照公式Cf -1),在本實施例中，光電元件70包含7個半導體單元，分別配置於行705、706、及707中。第一行705包含二個半導體單元751及752朝第一方向串接； 第二行606包含三個半導體單元761、762、及769朝第二方向串接；第三行707包含二個半導體單元771及772朝第一方向串接。第一電極741包含第一延伸部7411，第二電極742 包含第二延伸部7421。此外，多個半導體單元中的一個半導體單元上的第一電極741包含二個第一電極墊7412，且另一半導體單元上的第二電極742包含二個第二電極墊7422。連接部743於半導體單元之間形成串接。圖22是圖20中所示的光電元件70的等效電路圖。圖23揭示符合本申請第八實施例的光電元件80的俯視圖。圖M為光電元件80 的3D立體圖。光電元件80的大小是85X85mil2，其驅動電壓為144V，半導體單元的驅動
電壓約為3V ；依照公式d )，在本實施例中，光電元件80包含48個半導體單元配置於行
801、802、803、804、805、806及807中。行801、803、805、及807中分別包含七個半導體單元
朝第一方向串接；行802及806中包含七個半導體單元朝第二方向串接；第四行804包含六個半導體單元朝第一方向串接。多個半導體單元中的一個半導體單元上的第一電極841 包含第一電極墊8412位於半導體單元811的第一半導體層121上，且半導體單元871上的第二電極842包含第二電極墊8422，其位於第二半導體層123上。此外，具有第一延伸部 8411的第一電極841位於第一電極墊8412所置的半導體單元之外的半導體單元上；具有第二延伸部8421的第二電極842位於所有半導體單元上。連接部843於半導體單元之間形成串接。第一電極墊8412所位於的半導體單元811上的第二電極842位於第二半導體層123上，通過連接部843與半導體單元812的第一電極841連接；第二電極墊8422所位於的半導體單元871上的第一電極841位於第一半導體層121上，通過連接部843與半導體單元872的第二電極842連接。圖25揭示符合本申請第九實施例的光電元件90的俯視圖。光電元件90包含48 個半導體單元配置於行801、802、803、804、805、806及807中。其外觀及電極配置與光電元件80相似，差別在於第一電極墊9412形成於半導體單元811的第二半導體層123上，通過連接部843與半導體單元812的第一電極841形成串接；第二電極墊9422形成於半導體單元871的第二半導體層123上，通過連接部843與半導體單元872的第二電極842形成串接。當有外部電源供應電流自第二電極墊9422注入，再由第一電極墊9412輸出時，由於第二電極墊9422下的半導體單元871電阻大於其連接部843與半導體單元812的第一電極 841的串接電阻，因此電流直接自第二電極墊9422經由連接部843流向半導體單元812的第一電極841，而不會流向半導體單元871下的第一半導體層121、有源區122、以及第二半導體層123。同樣的電流在流至半導體單元812的第一電極841，經由連接部843流向第一電極墊9412後，並不會流向半導體單元811下方的第一半導體層121、有源區122、以及第二半導體層123，而是直接輸出至外部電源。因此第一電極墊9412及第二電極墊9422下方的半導體單元811及871不會產生光。為了進一步電性隔絕電極墊及下方半導體單元，可於電極墊與半導體單元之間形成絕緣層，避免因大電流造成電流貫穿電極墊下方的半導體層形成短路。由於第一電極墊9412及第二電極墊9422下方的半導體單元不發光，因此第一電極墊9412面積可與半導體單元811的面積大致相當，第二電極墊9422面積可與半導體單元871的面積大致相當，以提升引線工藝的良率。此外，光電元件90中第一電極墊9412亦可與光電元件80中的第二電極墊8422搭配，此時第一電極墊9412大致整面覆蓋於半導體單元811的第二半導體層123上，而第二電極墊8422位於半導體單元871的部分第二半導體層123之上；第一電極墊9412下方的半導體單元無電流注入，因此不發光，而第二電極墊8422所位於的半導體單元871上的第一電極841，通過連接部843與半導體單元872的第二電極842連接，當電流注入時，第二電極墊8422所位於的半導體單元871會發光。同樣地，光電元件90中第二電極墊9422亦可與光電元件80中的第一電極墊8412搭配，此時第一電極墊8412位於半導體單元811的部分第一半導體121之上，而第二電極墊9422大致整面覆蓋於半導體單元871的第二半導體層123之上；第一電極墊所位於的半導體單元 811上的第二電極842，通過連接部843與半導體單元812的第一電極841連接，當電流注入時，第一電極墊8422所位於的半導體單元811會發光，而注入第二電極墊9422的電流並不會流經半導體單元871的有源區122，而是直接通過連接部843流向半導體單元872，因此第二電極墊9422所位於的半導體單元871不發光。第一半導體層、活性層、及第二半導體層的材料包含一或多個元素選自於由Ga、 Al、In、As、P、N 及 Si 所構成的群組，例如 GaN, AlGaN, InGaN, AlGaInN, GaP、GaAs, GaAsP、 GaNAs、或 Si ；基板的材料包含藍寶石、GaAs, GaP、SiC、ZnO, GaN、A1N、Cu、或 Si。本發明所列舉的各實施例僅用以說明本發明，並非用以限制本發明的範圍。任何人對本發明所作的任何顯而易知的修飾或變更皆不脫離本發明的精神與範圍。
權利要求
1.一種光電元件，包含基板；多個半導體單元，彼此之間電性連接且位於該基板上，其中該多個半導體單元每個包含第一半導體層、第二半導體層以及介於其該第一和第二半導體層之間的有源區；多個第一電極，分別位於該第一半導體層上；連接部，形成於該多個半導體單元上以電性串接該多個半導體單元；以及多個第二電極，分別位於該第二半導體層上，其中，該多個第一電極中至少有一個包含第一延伸部，以及該多個第二電極中至少有一個包含第二延伸部。
2.如權利要求1的光電元件，其中該多個半導體單元的驅動電壓和/或面積大致相同。
3.如權利要求2的光電元件，其中該多個半導體單元包含至少兩種不同的形狀。
4.如權利要求1的光電元件，其中該第一延伸部及該第二延伸部中至少有一個包含直線延伸部，且/或該第一延伸部及該第二延伸部中至少有一個包含二階延伸部。
5.如權利要求1的光電元件，其中該多個第一電極分別包含第一延伸部，以及該多個第二電極分別包含第二延伸部。
6.如權利要求5的光電元件，其中該多個第一延伸部分別包含第一曲線延伸部，以及該多個第二延伸部分別包含第二曲線延伸部；該第一曲線延伸部及該第二曲線延伸部不平行於該多個半導體單元的任一邊。
7.如權利要求5的光電元件，其中該多個第一電極分別包含直線延伸部，以及該多個第二電極分別包含直線延伸部。
8.如權利要求1的光電元件，其中該多個半導體單元包含第一半導體單元、第二半導體單元、以及第三半導體單元，其中，該多個第一電極中之一包含第一電極墊，該第一電極墊位於該第一半導體單元上，該第一半導體單元位於該基板的角落區上；該多個第二電極中之一包含第二電極墊，該第二電極墊位於該第二半導體單元上，該第二半導體單元位於該基板的另一角落區上；以及該第一延伸部及該第二延伸部位於沒有電極墊的該第三半導體單元上。
9.如權利要求8的光電元件，其中位於該第一半導體單元上的該第一電極還包含延伸部與該第一電極墊接觸，且/或位於該第二半導體單元上的該第二電極還包含延伸部與該第二電極墊接觸。
10.如權利要求1的光電元件，其中該第一延伸部及該第二延伸部中至少有一個包含曲線延伸部，該曲線延伸部不平行於該多個半導體單元的任一邊。
11.如權利要求1的光電元件，其中任一該多個半導體單元上的該第一延伸部自該半導體單元的第一邊向相對於該第一邊的第二邊延伸，且該第二延伸部自該半導體單元的該第二邊向該第一邊延伸，該第一延伸部位於該第二延伸部之間。
12.如權利要求1的光電元件，其中該多個半導體單元包含第一、第二、第三及第四半導體單元，該第一及第二半導體單元配置於第一行，且該第三及第四半導體單元配置於與該第一行相鄰的第二行。
13.如權利要求12的光電元件，其中該第一延伸部及該第二延伸部位於該第一半導體單元上，位於該第三半導體單元上的該第一電極包含第三延伸部，該第一延伸部自該第一半導體單元第一邊向該第一半導體單元第二邊延伸，該第二延伸部自該第二邊向該第一邊延伸，其中該第一半導體單元的第一邊最接近於基板的第一邊，該第一半導體單元的第二邊最接近於相對於該基板第一邊的第二邊；該第三延伸部自該第三半導體單元第二邊向該第三半導體單元第一邊延伸，其中該第三半導體單元的第二邊最接近於該基板的第二邊，該第三半導體單元的第一邊最接近於該基板的第一邊。
14.如權利要求13的光電元件，其中該第一電極包含形成於該第三半導體單元上的第四延伸部，該第四延伸部自該第三半導體單元的第一邊向該第三半導體單元的第二邊延伸。
15.如權利要求13的光電元件，其中該第一半導體單元上的該多個電極布局與該第二半導體單元上的該多個電極布局相同，且/或該第三半導體單元上的該多個電極布局與該第四半導體單元上的該多個電極布局相同。
16.如權利要求13的光電元件，其中該第一行的該多個電極布局與該第二行的該多個電極布局不相同，且/或該第一行中的該多個半導體單元數目不同於該第二行的該多個半導體單元數目。
17.如權利要求13的光電元件，其中多個該第一行及該第二行重複配置於該基板上。
18.如權利要求13的光電元件，其中該第一行中的該多個半導體單元通過第一連接部朝第一方向串接，該第二行中的該多個半導體單元通過第二連接部朝第二方向串接，其中該第一方向及該第二方向相反。
19.如權利要求1的光電元件，還包含接合層，形成於該基板及該多個半導體層單元之間。
20.一種光電元件，包含基板；多個半導體單元，彼此之間電性連接且位於該基板上，其中該多個半導體單元每個包含第一半導體層、第二半導體層以及介於該第一和第二半導體層之間的有源區；多個第一電極，分別位於該第一半導體層上；以及多個第二電極，分別位於該第二半導體層上，其中，該多個第一電極中至少有一個包含第一延伸部，以及該多個第二電極中至少有一個包含第二延伸部，其中該多個半導體單元的驅動電壓大致相同。
21.一種光電元件，包含基板；多個半導體單元，彼此之間電性連接且位於該基板上，其中該多個半導體單元每個包含第一半導體層、第二半導體層以及介於該第一和第二半導體層之間的有源區，多個第一電極，分別位於該第一半導體層上；以及多個第二電極，分別位於該第二半導體層上，其中該多個半導體單元包含第一半導體單元，第二半導體單元，以及第三半導體單元， 該多個第一電極中的至少一個包含第一電極墊位於該基板最外圍的該第一半導體單元上， 以及該多個第二電極中的至少一個包含第二電極墊位於該基板最外圍的該第二半導體單元上，其中該第一電極及該第二電極包含第一延伸部及第二延伸部位於沒有電極墊的該第三半導體單元上。
22. —種光電元件，包含 基板；多個半導體單元，彼此之間電性連接且位於該基板上，其中該多個半導體單元每個包含第一半導體層、第二半導體層以及介於該第一和第二半導體層之間的有源區；以及多個第一電極及多個第二電極，分別位於該多個半導體單元上， 其中該多個半導體單元包含第一半導體單元，第二半導體單元，以及第三半導體單元， 該多個第一電極中的至少一個包含第一電極墊位於該第一半導體單元的該第二半導體層上，以及該多個第二電極中的至少一個包含第二電極墊位於該二半導體單元的該第二半導體層上，其中該第一電極及該第二電極包含第一延伸部及第二延伸部位於沒有電極墊的該第三半導體單元上。
全文摘要
本發明公開了一種光電元件，其包含基板；多個半導體單元彼此之間電性連接且位於基板上，其中這些半導體單元包含第一半導體層、第二半導體層、以及有源區介於其之間；多個第一電極分別位於第一半導體層上；連接部形成於這些半導體單元上以電性串接這些半導體單元；以及多個第二電極分別位於第二半導體層上，其中，這些第一電極中有一個包含第一延伸部，以及這些第二電極中有一個包含第二延伸部。
文檔編號H01L33/38GK102315239SQ20101051182
公開日2012年1月11日 申請日期2010年10月14日 優先權日2010年7月2日
發明者井長慧, 沈建賦, 謝明勳 申請人:晶元光電股份有限公司