專(zhuān)利名稱(chēng)：光電半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種光電半導(dǎo)體裝置，尤其關(guān)于一種具有接觸層與不連續(xù)區(qū)的光電半導(dǎo)體裝置，以及與不連續(xù)區(qū)相關(guān)的圖案布局。
背景技術(shù)：
已知發(fā)光二極管的一種結(jié)構(gòu)包含成長(zhǎng)基板、η型半導(dǎo)體層、P型半導(dǎo)體層、與位于此二半導(dǎo)體層間的發(fā)光層。用以反射源自于發(fā)光層光線(xiàn)的反射層可選擇性地形成于此結(jié)構(gòu)中。為提高發(fā)光二極管的光學(xué)、電學(xué)、及力學(xué)特性的至少其一，一種經(jīng)適當(dāng)選擇的材料會(huì)用以替代成長(zhǎng)基板以作為承載除成長(zhǎng)基板外的其他結(jié)構(gòu)的載體，例如:金屬或硅可用于取代成長(zhǎng)氮化物的藍(lán)寶石基板。成長(zhǎng)基板可使用蝕刻、研磨、或激光移除等方式移除。然而，成長(zhǎng)基板亦可能被全部或僅部分保留并與載體結(jié)合。此外，透光氧化物亦可整合于發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)中以提升電流分散表現(xiàn)。本案申請(qǐng)人的第1237903號(hào)臺(tái)灣專(zhuān)利中披露一種高發(fā)光效率的發(fā)光元件100。如圖1所示，發(fā)光元件100的結(jié)構(gòu)包含藍(lán)寶石基板110、氮化物緩沖層120、η型氮化物半導(dǎo)體疊層130、氮化物多重量子阱發(fā)光層140、P型氮化物半導(dǎo)體疊層150、及氧化物透明導(dǎo)電層160。另外，并在P型氮化物半導(dǎo)體疊層150面向氧化物透明導(dǎo)電層160的表面上形成六角錐孔穴構(gòu)造1501。六角錐孔穴構(gòu)造1501的內(nèi)表面較易與如氧化銦錫(ΙΤ0)、氧化鎘錫、氧化銻錫、氧化銦鋅、氧化鋅鋁、與氧化鋅錫等的氧化物透明導(dǎo)電層160形成歐姆接觸。因此，發(fā)光元件100的正向電壓得以維持于一個(gè)較低的水準(zhǔn)，且通過(guò)六角錐孔穴構(gòu)造1501也可提升光摘出效率。ITO 可通過(guò)電子束蒸鍍法(Electron Beam Evaporation)或派鍍法(Sputtering)形成于六角錐孔穴構(gòu)造1501、半導(dǎo)體層或其二者之上。不同制造方式所形成的ITO層所表現(xiàn)出的光學(xué)、電學(xué)特性、或其二者也可能不盡相同，相關(guān)文獻(xiàn)可參閱本案申請(qǐng)人的第096111705號(hào)臺(tái)灣專(zhuān)利申請(qǐng)案，并援引其為本申請(qǐng)案的一部分。于掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope ；SEM)之下，以電子束蒸鍍法形成的ITO顆粒1601并未完全填滿(mǎn)六孔錐孔穴1501，而呈現(xiàn)出諸多存在于ITO顆粒間的空隙，如圖2所示。此些空隙可能使光線(xiàn)被局限其中無(wú)法脫離發(fā)光元件，而逐漸被周?chē)腎TO所吸收?；蛘咭虼诵┛障吨兴嬖诰哂行∮贗TO折射系數(shù)的介質(zhì)，如空氣，使得進(jìn)入ITO的光線(xiàn)會(huì)在材料邊界處遭遇全反射而無(wú)法離開(kāi)ITO層，而逐漸為ITO所吸收。由 C.H.Kuo 等于公兀 2004 年在 Materials Science and Engineering B 所提出，，Nitride-based near-ultraviolet LEDs with an ITO transparent contact，，一文中曾針對(duì)ITO的穿透率(transmittance)與波長(zhǎng)間的關(guān)系進(jìn)行研究。其發(fā)現(xiàn)當(dāng)波長(zhǎng)約低于420nm時(shí)，ITO穿透率有急遽下降的趨勢(shì)，在350nm時(shí)甚至可能低于70%。對(duì)于藍(lán)光波段，ITO具有高于80%的穿透率，但是，在近紫外光或紫外光波段的穿透率卻不盡理想。因此，ITO等透明氧化物作為半導(dǎo)體發(fā)光元件常用的材料，對(duì)于元件的光學(xué)與電學(xué)表現(xiàn)上仍有許多的改善空間。

發(fā)明內(nèi)容
依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一種光電半導(dǎo)體裝置包括轉(zhuǎn)換部，包括第一側(cè)；電性接點(diǎn)；接觸層，具有外邊界；及至少連續(xù)三個(gè)不連續(xù)區(qū)，沿外邊界形成，且具有至少一個(gè)不相同的要素；其中，電性接點(diǎn)、接觸層、及不連續(xù)區(qū)形成于轉(zhuǎn)換部的第一側(cè)。依據(jù)本發(fā)明的其他數(shù)實(shí)施例的光電半導(dǎo)體裝置披露如下:光電半導(dǎo)體裝置中的要素包括角度、長(zhǎng)度、寬度、深度、與間距其中之一。光電半導(dǎo)體裝置中的電性接點(diǎn)包括根部、支部、及端部。光電半導(dǎo)體裝置中的電性接點(diǎn)包括一區(qū)域用以與外部電路連接。光電半導(dǎo)體裝置中的電性接點(diǎn)與不連續(xù)區(qū)在一投影方向上具有至少一交點(diǎn)。光電半導(dǎo)體裝置還包括電流阻障區(qū)，位于不連續(xù)區(qū)至少其一下方。光電半導(dǎo)體裝置中各不連續(xù)區(qū)在外邊界上僅具有一個(gè)開(kāi)口。光電半導(dǎo)體裝置中不連續(xù)區(qū)包括至少一電流阻障區(qū)。依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的一種光電半導(dǎo)體裝置包括轉(zhuǎn)換部；第一電性接點(diǎn)，靠近轉(zhuǎn)換部；第二電性接點(diǎn)，與第一電性接點(diǎn)構(gòu)成電流通道的兩端；接觸層，具有外邊界；及多個(gè)不連續(xù)區(qū)，源自外邊界，并大體上符合電性接點(diǎn)的外型。依據(jù)本發(fā)明的其他數(shù)實(shí)施例的光電半導(dǎo)體裝置披露如下:光電半導(dǎo)體裝置中各個(gè)不連續(xù)區(qū)與相鄰最近的電性接點(diǎn)間的間距大體上相同。光電半導(dǎo)體裝置中第一電性接點(diǎn)與第二電性接點(diǎn)可分別位于轉(zhuǎn)換部的相對(duì)側(cè)。光電半導(dǎo)體裝置中的第一電性接點(diǎn)與第二電性接點(diǎn)可位于轉(zhuǎn)換部的同側(cè)。光電半導(dǎo)體裝置還包括歐姆接觸區(qū)，位于接觸層、不連續(xù)區(qū)、或其二者下方。光電半導(dǎo)體裝置中不連續(xù)區(qū)中至少其一偏離一總體變化趨勢(shì)。光電半導(dǎo)體裝置中的第一電性接點(diǎn)與第二電性接點(diǎn)至少其一為左右對(duì)稱(chēng)。光電半導(dǎo)體裝置中的不連續(xù)區(qū)中至少其二在外邊界上具有一共同開(kāi)口。依據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的一種光電半導(dǎo)體裝置包括轉(zhuǎn)換部，包括第一側(cè)；電性接點(diǎn)，位于轉(zhuǎn)換部的第一側(cè)；接觸層，具有外邊界；及多個(gè)不連續(xù)區(qū)，由外邊界朝向電性接點(diǎn)，并在一個(gè)維度上呈現(xiàn)不規(guī)則變化。依據(jù)本發(fā)明的其他數(shù)實(shí)施例的光電半導(dǎo)體裝置披露如下:光電半導(dǎo)體裝置中的接觸層與不連續(xù)區(qū)位于電性接點(diǎn)與轉(zhuǎn)換部之間。光電半導(dǎo)體裝置中的不連區(qū)包括幾何、材料、物理特性、及化學(xué)特性中至少其一的不連續(xù)。光電半導(dǎo)體裝置還包括歐姆接觸區(qū)，位于接觸層、不連續(xù)區(qū)、或其二者下方，并包括凸起空間、凹陷空間、或其二者，此空間的幾何形狀包括角錐、圓錐、與平頭截體中至少其一。依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一種光電半導(dǎo)體裝置包括基板，其面積大于或等于45milX45mil ;第一電性接點(diǎn)，包含:第一根部，與二或多個(gè)端部電性相連；及第二根部，與第一根部分離，且與二或多個(gè)端部電性相連；第二電性接點(diǎn)，包含至少二個(gè)根部及數(shù)個(gè)端部；及轉(zhuǎn)換部，介于基板與第二電性接點(diǎn)之間；其中第一電性接點(diǎn)的任二個(gè)相鄰端部間至少存在第二電性接點(diǎn)的數(shù)個(gè)端部之其一。此外，本發(fā)明的實(shí)施例亦披露如下:第一電性接點(diǎn)的第一根部及第二根部彼此相連。光電半導(dǎo)體裝置中的第一電性接點(diǎn)的第一根部及第二根部中至少其一通過(guò)至少一支部與多個(gè)端部中至少其一電性相連。光電半導(dǎo)體裝置中的第二電性接點(diǎn)還包括支部，具有第一端、第二端、與主干，第一端連接至二根部中至少其一，主干與數(shù)個(gè)端部中至少其一相連。光電半導(dǎo)體裝置還包括電流阻障區(qū)，位于第二電性接點(diǎn)之下。光電半導(dǎo)體裝置還包括平臺(tái)，第一電性接點(diǎn)形成于平臺(tái)之上。光電半導(dǎo)體裝置還包括接觸層，介于第二電性接點(diǎn)與轉(zhuǎn)換部之間，并包含不連續(xù)區(qū)。依據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的一種電流通道，提供電流通過(guò)轉(zhuǎn)換部，包括第一電性接點(diǎn)；及第二電性接點(diǎn)，包含至少二個(gè)根部及數(shù)個(gè)端部；其中第一電性接點(diǎn)包括第一根部，與二或多個(gè)端部電性相連；及第二根部，與第一根部分離，且與二或多個(gè)端部電性相連；且第一電性接點(diǎn)的任二個(gè)相鄰端部間至少存在第二電性接點(diǎn)的數(shù)個(gè)端部之其一。本發(fā)明的實(shí)施例亦披露如下:電流通道中的轉(zhuǎn)換部包含第一面與第二面，第一面電性連接至第一電性接點(diǎn)，第二面電性連接至第二電性接點(diǎn)。電流通道中的第二電性接點(diǎn)的二個(gè)根部彼此相連。


圖1顯示本案申請(qǐng)人的第1237903號(hào)臺(tái)灣專(zhuān)利中所披露的一種高發(fā)光效率的發(fā)光元件；圖2顯不掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope ;SEM)下，以電子束蒸鍍法形成的ITO顆粒于六孔錐孔穴中的照片；圖3顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光電半導(dǎo)體裝置的示意圖；圖4顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光電半導(dǎo)體裝置的示意圖；圖5(a)_(c)顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光電半導(dǎo)體裝置的部分結(jié)構(gòu)的示意圖；圖6(a)_(c)顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光電半導(dǎo)體裝置的部分結(jié)構(gòu)的示意圖；圖7(a)_(c)顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光電半導(dǎo)體裝置的部分結(jié)構(gòu)的示意圖；圖8(a)_(c)顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光電半導(dǎo)體裝置的部分結(jié)構(gòu)的示意圖；圖9(a)_(b)顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光電半導(dǎo)體裝置的部分結(jié)構(gòu)的示意圖；圖10(a)_(c)顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光電半導(dǎo)體裝置的部分結(jié)構(gòu)的示意圖；圖ll(a)_(b)顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光電半導(dǎo)體裝置的部分結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖12(a)_(b)顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光電半導(dǎo)體裝置的部分結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖13顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光電半導(dǎo)體裝置的接觸層的俯視圖；圖14顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光電半導(dǎo)體裝置的接觸層的俯視圖；圖15顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光電半導(dǎo)體裝置的接觸層的俯視圖；圖16顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光電半導(dǎo)體裝置的俯視圖17顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光電半導(dǎo)體裝置的俯視圖；及圖18顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光電半導(dǎo)體裝置的俯視圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明10光電半導(dǎo)體裝置165電流阻障區(qū)11基板17第二電性接點(diǎn)12過(guò)渡層171根部13第一電性層172支部14轉(zhuǎn)換部173端部15第二電性層18第一電性接點(diǎn)151歐姆接觸區(qū)18a第一電性接點(diǎn)152絕緣區(qū)18b第一電性接點(diǎn)153平臺(tái)181根部16接觸層182支部161不連續(xù)區(qū)183端部1611不連續(xù)區(qū)100發(fā)光元件1612不連續(xù)區(qū)110藍(lán)寶石基板1613不連續(xù)區(qū)120氮化物緩沖層1614不連續(xù)區(qū)130η型氮化物半導(dǎo)體疊層1615不連續(xù)區(qū)140氮化物多重量子阱發(fā)光層1616不連續(xù)區(qū)150P型氮化物半導(dǎo)體疊層162填充質(zhì)1501六角錐孔穴構(gòu)造163外邊界160氧化物透明導(dǎo)電層164開(kāi)口1601ITO 顆粒
具體實(shí)施例方式以下配合圖示說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。如圖3所示的光電半導(dǎo)體裝置10`包含一個(gè)形成于基板11上的半導(dǎo)體系統(tǒng)。半導(dǎo)體系統(tǒng)包含可以進(jìn)行或誘發(fā)光電能轉(zhuǎn)換的半導(dǎo)體元件、裝置、產(chǎn)品、電路、或應(yīng)用。具體而言，半導(dǎo)體系統(tǒng)包含發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode ;LED)、激光二極管(Laser Diode ；LD)、太陽(yáng)能電池(Solar Cell)、液晶顯示器(Liquid Crystal Display)、有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light-EmittingDiode)中至少其一。于本說(shuō)明書(shū)中“半導(dǎo)體系統(tǒng)”一詞并非限制該系統(tǒng)內(nèi)所有次系統(tǒng)或單元皆以半導(dǎo)體材料制成，其他非半導(dǎo)體材料，例如:金屬、氧化物、絕緣體等皆可選擇性地整合于此半導(dǎo)體系統(tǒng)之中。于本發(fā)明的一實(shí)施例中，半導(dǎo)體系統(tǒng)最少包含第一電性層13、轉(zhuǎn)換部14、以及第二電性層15。第一電性層13及第二電性層15彼此中至少二個(gè)部分的電性、極性或摻雜物相異、或者分別用以提供電子與空穴的材料單層或多層(“多層”指二層或二層以上，以下同。)若第一電性層13及第二電性層15由半導(dǎo)導(dǎo)體材料構(gòu)成，則其電性選擇可以為P型、η型、及i型中至少任意二者的組合。轉(zhuǎn)換部14位于第一電性層13及第二電性層15之間，為電能與光能可能發(fā)生轉(zhuǎn)換或被誘發(fā)轉(zhuǎn)換的區(qū)域。電能轉(zhuǎn)變或誘發(fā)光能者如發(fā)光二極管、液晶顯示器、有機(jī)發(fā)光二極管；光能轉(zhuǎn)變或誘發(fā)電能者如太陽(yáng)能電池、光電二極管。以發(fā)光二極管而言，轉(zhuǎn)換后光的發(fā)光頻譜可以通過(guò)改變半導(dǎo)體系統(tǒng)中一層或多層的物理或化學(xué)配置進(jìn)行調(diào)整。常用的材料如磷化鋁鎵銦(AlGaInP)系列、氮化鋁鎵銦(AlGaInN)系列、氧化鋅(ZnO)系列等。轉(zhuǎn)換部14的結(jié)構(gòu)如:單異質(zhì)結(jié)構(gòu)(singleheterostructure ;SH)、雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)(double heterostructure ;DH)、雙側(cè)雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)(double-side double heterostructure ;DDH)、或多層量子講(mult1-quantum well ；MQW)。再者，調(diào)整量子阱的對(duì)數(shù)亦可以改變發(fā)光波長(zhǎng)?；?1用以成長(zhǎng)或承載半導(dǎo)體系統(tǒng)，適用的材料包含但不限于鍺(Ge)、砷化鎵(GaAs)、銦化磷(InP)、藍(lán)寶石(Sapphire)、碳化硅(SiC)、硅(Si)、鋁酸鋰(LiA102)、氧化鋅(ZnO),氮化鎵(GaN)、氮化鋁(AlN)、玻璃、復(fù)合材料(Composite)、鉆石、CVD鉆石、與類(lèi)鉆碳(Diamond-Like Carbon ；DLC)等?；?1與半導(dǎo)體系統(tǒng)之間更可選擇性地包含過(guò)渡層12。過(guò)渡層12介于二種材料系統(tǒng)之間，使基板的材料系統(tǒng)“過(guò)渡”至半導(dǎo)體系統(tǒng)的材料系統(tǒng)。對(duì)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)而言，一方面，過(guò)渡層12例如為緩沖層(Buffer Layer)等用以降低二種材料間晶格不匹配的材料層。另一方面，過(guò)渡層12亦可以是用以結(jié)合二種材料或二個(gè)分離結(jié)構(gòu)的單層、多層或結(jié)構(gòu)，其可選用的材料如:有機(jī)材料、無(wú)機(jī)材料、金屬、及半導(dǎo)體等；其可選用的結(jié)構(gòu)如:反射層、導(dǎo)熱層、導(dǎo)電層、歐姆接觸(ohmic contact)層、抗形變層、應(yīng)力釋放(stress release)層、應(yīng)力調(diào)整(stress adjustment)層、接合(bonding)層、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層、及機(jī)械固定構(gòu)造等。第二電性層15上更可選擇性地形成接觸層16。接觸層16設(shè)置于第二電性層15遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)換部14的一側(cè)。具體而言，接觸層16可以為光學(xué)層、電學(xué)層、或其二者的組合。光學(xué)層可以改變來(lái)自于或進(jìn)入轉(zhuǎn)換部14的電磁輻射或光線(xiàn)。在此所稱(chēng)的“改變”是指改變電磁輻射或光的至少一種光學(xué)特性，前述特性包含但不限于頻率、波長(zhǎng)、強(qiáng)度、通量、效率、色溫、演色性(rendering index)、光場(chǎng)(light field)、及可視角(angle ofview)。電學(xué)層可以使得接觸層16的任一組相對(duì)側(cè)間的電壓、電阻、電流、電容中至少其一的數(shù)值、密度、分布發(fā)生變化或有 發(fā)生變化的趨勢(shì)。接觸層16的構(gòu)成材料包含氧化物、導(dǎo)電氧化物、透明氧化物、具有50%或以上穿透率的氧化物、金屬、相對(duì)透光金屬、具有50%或以上穿透率的金屬、有機(jī)質(zhì)、無(wú)機(jī)質(zhì)、突光物、磷光物、陶瓷、半導(dǎo)體、摻雜的半導(dǎo)體、及無(wú)摻雜的半導(dǎo)體中至少其一。于某些應(yīng)用中，接觸層16的材料為氧化銦錫、氧化鎘錫、氧化銻錫、氧化銦鋅、氧化鋅鋁、與氧化鋅錫中至少其一。若為相對(duì)透光金屬，其厚度約為0.005 μ πΓΟ.6 μ m，或 0.005 μ m 0.5 μ m,或 0.005 μ m 0.4 μ m,或 0.005 μ m 0.3 μ m,或 0.005 μ m 0.2 μ m,或 0.2 μ πΓθ.5 μ m,或 0.3 μ πΓθ.5 μ m,或 0.4 μ πΓθ.5 μ m,或 0.2 μ πΓθ.4 μ m,或
0.2 μ m 0.3 μ m。在某些情況下第二電性層15之上可以形成歐姆接觸區(qū)151。第二電性層15與接觸層16若經(jīng)由歐姆接觸區(qū)151直接或間接接觸，其間可能形成歐姆接觸，或者使得光電半導(dǎo)體裝置10的驅(qū)動(dòng)電壓(driving voltage)、臨限電壓(threshold voltage)及正向電壓(forward voltage)中至少其一下降。歐姆接觸區(qū)151的可能型態(tài)為凹陷或凸起。凹陷如圖3的歐姆接觸區(qū)151所例示；凸起如圖4的歐姆接觸區(qū)151所例示。凹陷空間的可能幾何形狀為角錐、圓錐、平頭截體、柱體、圓柱、半球形、不規(guī)則體或其任意組合。凸起的可能幾何形狀為角錐、圓錐、平頭截體、柱體、圓柱、半球形、不規(guī)則體或其任意組合。此外，歐姆接觸區(qū)151除如圖所示般皆由單一或近似的凸起或凹陷所構(gòu)成，但并未排除其亦可能由凸起與凹陷的組合所構(gòu)成。于一特定實(shí)施例中，凸起、凹陷空間、或其二者為六角錐。接觸層16與歐姆接觸區(qū)151相接觸的至少一部分形成歐姆接觸。角錐上的斜面所具有的特定晶格方向或表面能態(tài)為造成歐姆接觸或較低位能障的可能原因之一。另一方面，第二電性層15表面上未形成歐姆接觸區(qū)151的部分與接觸層16間可能會(huì)形成較差的歐姆接觸、非歐姆接觸、或肖特基(Schottky)接觸，然而此部分與接觸層16間并不排除有形成歐姆接觸的可能。歐姆接觸區(qū)151的可能形成背景以及某些實(shí)施方式可參考本案申請(qǐng)人的第1237903號(hào)臺(tái)灣專(zhuān)利，其并援引為本申請(qǐng)案的一部分。除連續(xù)的單層或多層外，接觸層16可以為不連續(xù)或具有圖案的單層或多層。相關(guān)專(zhuān)利可參閱本案申請(qǐng)人的第096111705號(hào)臺(tái)灣專(zhuān)利申請(qǐng)案，并援引其為本申請(qǐng)案的一部分。“不連續(xù)”是指幾何、材料、物理性質(zhì)、及化學(xué)性質(zhì)中至少其一的不連續(xù)。幾何不連續(xù)是指長(zhǎng)度、厚度、深度、寬度、周期、外部形狀、及內(nèi)部結(jié)構(gòu)至少其一的不連續(xù)。材料不連續(xù)是指密度、組成、濃度、及制造方式至少其一的不連續(xù)。物理性質(zhì)不連續(xù)是指電學(xué)、光學(xué)、熱力、及力學(xué)性質(zhì)中至少其一的不連續(xù)?；瘜W(xué)性質(zhì)不連續(xù)是指摻雜物、活性、酸性、及堿性中至少其一的不連續(xù)。如圖3及圖4中所示，接觸層16上形成有不連續(xù)區(qū)161。若為材料不連續(xù)，不連續(xù)區(qū)161中的材料可能無(wú)法與第二電性層15、歐姆接觸區(qū)151或其二者形成歐姆接觸。不連續(xù)區(qū)161的光學(xué)性質(zhì)亦可能與接觸層16相異。光學(xué)性質(zhì)如穿透率、折射率、與反射率。通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)牟贿B續(xù)區(qū)161材料可以提高離開(kāi)或進(jìn)入轉(zhuǎn)換部14的能量流或光強(qiáng)度。例如，不連續(xù)區(qū)161為空氣缺口，來(lái)自于轉(zhuǎn)換部14的光線(xiàn)可以經(jīng)由此空氣缺口在不被接觸層16吸收之下離開(kāi)光電半導(dǎo)體裝置10。若第一電性層13、轉(zhuǎn)換部14、及第二電性層15至少其一上形成有規(guī)則圖形結(jié)構(gòu)、不規(guī)則圖形結(jié)構(gòu)、粗糙化結(jié)構(gòu)、光子晶體、或其任何組合亦可能提高由不連續(xù)區(qū)161進(jìn)出的能量流或光強(qiáng)度。如圖3與圖4所示，若與不連續(xù)區(qū)161相接觸的第二電性層15的材料具有較大的折射率，歐姆接觸區(qū)151可能破壞光線(xiàn)在此折射率界面處的全反射而提高不連續(xù)區(qū)161的光摘出。若光電半導(dǎo)體裝置10如圖3或圖4所示的結(jié)構(gòu)，于第二電性層15或接觸層16之上可選擇性地形成第二電性接點(diǎn)17，于第一電性層13上可以選擇性地形成第一電性接點(diǎn)18。電性接點(diǎn)為單層或多層的結(jié)構(gòu)，并為光電半導(dǎo)體裝置10與外部線(xiàn)路電性相連的界面。電性接點(diǎn)可以通過(guò)接線(xiàn)(wiring)與外部線(xiàn)路相連,或直接固著于外部線(xiàn)路之上。此外，電性接點(diǎn)亦可設(shè)置于光電半導(dǎo)體裝置10的其他側(cè)。例如，第一電性接點(diǎn)18可設(shè)置于第一電性層13、過(guò)渡層12、或基板11之下，或設(shè)置于第一電性層13、過(guò)渡層12、及基板11中至少其一的側(cè)面。換言之，第一電性接點(diǎn)18與第二電性接點(diǎn)17分別位于彼此相對(duì)或垂直的表面上。于又一實(shí)施例中，第二電性接點(diǎn)17可設(shè)置于第二電性層的側(cè)面。于再一實(shí)施例中，第一電性接點(diǎn)18、第二電性接點(diǎn)17、或其二者可通過(guò)穿孔、絕緣材料、或其二者等方式設(shè)置于第一電性層13、過(guò)渡層12、或基板11的側(cè)或表面。以下介紹電性接點(diǎn)、歐姆接觸區(qū)與不連續(xù)區(qū)的數(shù)種實(shí)施例。圖示中雖以第二電性層15與第二電性接點(diǎn)17為例，但并不排除以下實(shí)施例亦可以適用于第一電性層13與第一電性接點(diǎn)18，或其他種類(lèi)的光電半導(dǎo)體裝置。如圖5所示，接觸層16形成于第二電性層15之上，第二電性接點(diǎn)17形成于接觸層16之上，不連續(xù)區(qū)161分布于第二電性接點(diǎn)17的周?chē)Ｆ浞植挤绞疆?dāng)以使來(lái)自于電性接點(diǎn)17的電流盡可能地側(cè)向流動(dòng)至接觸層16的外緣，或使得電性接點(diǎn)17下方與接觸層16外緣間的電流密度差值百分比小于60 %、50%、40 %、30 %、20 %、或10 %。例如，電性接點(diǎn)下方的電流密度為X A/cm2，接觸層16外緣的電流密度為y A/cm2，其電流密度差值百分比為I x-y I /(X與y中較大者)％。第5 Ca)圖披露二種不連續(xù)區(qū)161的型態(tài)，此二種型態(tài)可以并存或獨(dú)自存在。第二電性接點(diǎn)17右側(cè)的接觸層16未與不連續(xù)區(qū)161重疊；第二電性接點(diǎn)17左側(cè)的接觸層16則與不連續(xù)區(qū)161重疊，且接觸層16與第二電性層15間存在有第三種物質(zhì)或結(jié)構(gòu)。具體而言，不連續(xù)區(qū)161或第三種物質(zhì)或結(jié)構(gòu)例如空氣、氧化物等絕緣材，或相對(duì)于接觸層為非良導(dǎo)體，或布拉格反射鏡(Bragg reflector)、抗反射(ant1-reflection)層。此外,第三種物質(zhì)的折射系數(shù)可以介于第二電性層15與接觸層16之間。第二電性接點(diǎn)17下方的接觸層16、第二電性層15、轉(zhuǎn)換部14、第一電性層13、過(guò)渡層12、及基板11中至少其一更可以選擇性地形成絕緣區(qū)152以使來(lái)自于第二電性接點(diǎn)17的電流向外分散。然而，圖示中絕緣區(qū)152的位置僅為例示，非用以限制本發(fā)明的實(shí)施方式。第二電性接點(diǎn)17下方的接觸層16與絕緣區(qū)152中至少其一的尺寸約等于或略大于第二電性接點(diǎn)17的尺寸，其中，第二電性接點(diǎn)17下方的接觸層16尺寸指位于第二電性接點(diǎn)17周?chē)蛳路降慕佑|層16為不連續(xù)區(qū)161所包圍的最小虛擬圓的直徑。如第5 (b)圖所示，第二電性接點(diǎn)17埋入接觸層16的中。如第5 (c)圖所示，第二電性接點(diǎn)17埋入接觸層16之中，且電性接點(diǎn)17與接觸層16相接觸的任一表面上形成為規(guī)則表面結(jié)構(gòu)、不規(guī)則表面結(jié)構(gòu)、或其二者以增加電性接點(diǎn)17與接觸層16間的接觸面積。例如，電性接點(diǎn)17與接觸層16間的接觸面171形成為粗糙面以增加彼此間的接觸面積。較大的接觸面積或可增加電性接點(diǎn)17的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性，或可允許更多的電流通過(guò)。第6 Ca) 第6 (C)圖披露另一種電性接點(diǎn)的配置型態(tài)，其中不連續(xù)區(qū)161的配置或?qū)嵤┓绞秸?qǐng)參考圖5的相關(guān)說(shuō)明。第二電性接點(diǎn)17直接形成于第二電性層15之上，換言之，在電性接點(diǎn)17與第二電性層15間沒(méi)有接觸層16。電性接點(diǎn)17與接觸層16、第二電性層15、或其二者相接觸的任一表面上形成為規(guī)則表面結(jié)構(gòu)、不規(guī)則表面結(jié)構(gòu)、或其二者的組合以增加電性接點(diǎn)17與其他部分間的接觸面積。較大的接觸面積或可增加電性接點(diǎn)17的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性，或可容許更多的電流通過(guò)。第二電性接點(diǎn)17下方更可以形成絕緣區(qū)152。絕緣區(qū)152約等于或略大于第二電性接點(diǎn)17的尺寸。圖7披露依據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施例的光電半導(dǎo)體裝置。于本實(shí)施例中，不連續(xù)區(qū)161中包含填充質(zhì)162以填充一或多個(gè)歐姆接觸區(qū)151中的至少部分空間。通過(guò)調(diào)整歐姆接觸區(qū)151中填充質(zhì)162分布的圖案可以改變來(lái)自于或進(jìn)入轉(zhuǎn)換部14的電磁輻射或光線(xiàn)的光學(xué)特性、電學(xué)特性、或其二者。填充質(zhì)162如絕緣材、金屬、半導(dǎo)體、摻雜的半導(dǎo)體、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換物質(zhì)中至少的一。絕緣材如氧化物、惰性氣體、空氣等。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換物質(zhì)如熒光體、磷光體、染料、半導(dǎo)體等。填充質(zhì)162的折射率亦可以介于其上下物質(zhì)之間。填充質(zhì)162若是顆粒，其尺寸應(yīng)以能夠填入歐姆接觸區(qū)151或小于歐姆接觸區(qū)151的寬度、深度、或其二者為佳。第7 Ca)圖中，與電性接點(diǎn)17下方的接觸層16相接的歐姆接觸區(qū)151中皆填入填充質(zhì)162。第7(b)圖中，與電性接點(diǎn)17下方的接觸層16相接的部分歐姆接觸區(qū)151中亦填入填充質(zhì)162，然其他部分的歐姆接觸區(qū)151中并未無(wú)填充質(zhì)162存在。如圖所示，接觸層16的外緣部分延伸入歐姆接觸區(qū)151之中。第7 (c)圖中，不連續(xù)區(qū)161 (虛線(xiàn)處)中包含與接觸層16相同的物質(zhì)，但還包含填充質(zhì)162。如圖8所示，電性接點(diǎn)17的至少一部分埋入第二電性層15之中。于(a)圖中，不連續(xù)區(qū)161下方可選擇性形成歐姆接觸區(qū)151、規(guī)則表面結(jié)構(gòu)(未顯示)、不規(guī)則表面結(jié)構(gòu)(未顯示)、或其組合。于(b)圖中，不連續(xù)區(qū)161下方不存在歐姆接觸區(qū)151。若歐姆接觸區(qū)151藉外延成長(zhǎng)法形成于第二電性層15之上，可以在不連續(xù)區(qū)161內(nèi)的歐姆接觸區(qū)151中填入填充質(zhì)162以使其平坦化(未顯示)。若歐姆接觸區(qū)151通過(guò)濕蝕刻法、干蝕刻法、或其二混合者形成于第二電性層15之上，可以使用蝕刻掩模覆蓋預(yù)計(jì)形成不連續(xù)區(qū)161的部分以避免第二電性層15表面被蝕刻。于(c)圖中，電性接點(diǎn)17與接觸層16、第二電性層15、或其二者相接觸的任一表面上形成為規(guī)則表面結(jié)構(gòu)、不規(guī)則表面結(jié)構(gòu)、或其二者的組合以增加電性接點(diǎn)17與其他部分間的接觸面積。如圖9所示，電性接點(diǎn)17的至少一部分埋入第二電性層15的中，且不連續(xù)區(qū)161下方亦不存在歐姆接觸區(qū)151。于一實(shí)施例中，接觸層16先覆蓋于形成有歐姆接觸區(qū)151的第二電性層15的上表面后，再依照預(yù)定圖案移除接觸層16的部分區(qū)域直到該些區(qū)域內(nèi)的歐姆接觸區(qū)151幾乎被移除。如此，形成不連續(xù)區(qū)161與移除歐姆接觸區(qū)151結(jié)合于同一系列的工藝步驟的中。于另一實(shí)施例中，如(b)圖所示，不連續(xù)區(qū)161的任一內(nèi)表面上可以形成規(guī)則表面結(jié)構(gòu)、不規(guī)則表面結(jié)構(gòu)、或其二者的組合。電性接點(diǎn)17與接觸層16、第二電性層15、或其二者相接觸的任一表面上形成為規(guī)則表面結(jié)構(gòu)、不規(guī)則表面結(jié)構(gòu)、或其二者以增加電性接點(diǎn)17與其他部分間的接觸面積。如圖10所示，歐姆接觸區(qū)151以不同尺寸形成于第二電性層15之上，歐姆接觸區(qū)151的型態(tài)可以參考前述的說(shuō)明。于特定狀況下，歐姆接觸區(qū)151的內(nèi)表面或外表面的條件決定接觸層16與第二電性層15間歐姆接觸的質(zhì)與量。例如，較大范圍的表面可以提供較多的面積以形成歐姆接觸。(a)圖中，歐姆接觸區(qū)151的寬度與深度由電性接點(diǎn)17向外逐漸擴(kuò)大。(b)圖中，電性接點(diǎn)17下與特定位置處的歐姆接觸區(qū)151中填入填充質(zhì)162，填充質(zhì)162的相關(guān)事項(xiàng)可參閱前述的說(shuō)明與圖示。(c)圖中，電性接點(diǎn)17下方并未形成歐姆接觸區(qū)151。在此，“尺寸”包含但不限于長(zhǎng)度、寬度、深度、高度、厚度、半徑、角度、曲度、間距、面積、體積。以上圖示僅為各個(gè)實(shí)施例的示意，非用以限制表面結(jié)構(gòu)的形成位置、數(shù)量、或型態(tài)。“規(guī)則表面結(jié)構(gòu)”是指一種結(jié)構(gòu)，其在一表面的任一方向上可辨識(shí)出重復(fù)性特征，此重復(fù)性特征的型態(tài)可為定周期、變周期、準(zhǔn)周期(quasiperodicity)、或其組合?！安灰?guī)則表面結(jié)構(gòu)”是指一種結(jié)構(gòu)，其在一表面的任一方向上無(wú)法辨識(shí)出重復(fù)性特征，此結(jié)構(gòu)或可稱(chēng)為“隨機(jī)粗糙表面”。圖11及圖12顯示光電半導(dǎo)體裝置部分區(qū)域的俯視圖。于圖11中，不連續(xù)區(qū)161的圖案為圓形，并可配置如(a)圖的常規(guī)陣列，或如(b)圖的交錯(cuò)陣列。符號(hào)Pl表示圓形的間距，符號(hào)Dl表示圓形直徑。于圖12中，不連續(xù)區(qū)161的圖案為正方形，并可配置如(a)圖的常規(guī)陣列，或如(b)圖的交錯(cuò)陣列。符號(hào)P2表示正方形的間距，符號(hào)D2表示正方形的邊長(zhǎng)。然而不連續(xù)區(qū)161的形狀并不限于此，其他如矩形、菱形、平行四邊形、橢圓形、三角形、五角形、六角形、梯形、或不規(guī)則形亦可以為本發(fā)明所采納。表I
權(quán)利要求
1.一種光電半導(dǎo)體裝置，包含: 轉(zhuǎn)換部； 電性接點(diǎn)； 接觸層，位于該轉(zhuǎn)換部與該電性接點(diǎn)之間，其中該接觸層中形成有多個(gè)不連續(xù)區(qū)，該多個(gè)不連續(xù)區(qū)分布于該電性接點(diǎn)的周?chē)?，且該多個(gè)不連續(xù)區(qū)在俯視圖上具有圖案分布。
2.如權(quán)利要求1所述的光電半導(dǎo)體裝置，其中該接觸層于該電性接點(diǎn)下方的尺寸約等于或略大于該電性接點(diǎn)的尺寸。
3.如權(quán)利要求1所述的光電半導(dǎo)體裝置，還包含絕緣區(qū)形成于該電性接點(diǎn)下方。
4.如權(quán)利要求3所述的光電半導(dǎo)體裝置，其中該絕緣區(qū)形成于該電性接點(diǎn)與該轉(zhuǎn)換部之間。
5.如權(quán)利要求1所述的光電半導(dǎo)體裝置，其中該圖案分布可為常規(guī)陣列或交錯(cuò)陣列。
6.如權(quán)利要求1所述的光電半導(dǎo)體裝置，其中該不連續(xù)區(qū)的圖案可為圓形、正方形、矩形、菱形、平行四邊形、橢圓形、三角形、五角形、六角形、梯形、或不規(guī)則形。
7.如權(quán)利要求1所述的光電半導(dǎo)體裝置，其中該不連續(xù)區(qū)與該接觸層重疊。
8.如權(quán)利要求1所述的光電半導(dǎo)體裝置，其中該不連續(xù)區(qū)未與該接觸層重疊。
9.如權(quán)利要求1所述的光電半導(dǎo)體裝置，其中該不連續(xù)區(qū)含幾何、材料、物理特性、及化學(xué)特性中至少其一的不連續(xù)。
10.如權(quán)利要求1所述的光電半導(dǎo)體裝置，還包含歐姆接觸區(qū)，位于該接觸層、該不連續(xù)區(qū)、或其二者下方。
11.如權(quán)利要求10所述的光電半導(dǎo)體裝置，還包含填充質(zhì)以填充該歐姆接觸區(qū)中的至少部分空間，其中該填充質(zhì)包含絕緣材、金屬、半導(dǎo)體、摻雜的半導(dǎo)體、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換物質(zhì)中至少其一。
12.如權(quán)利要求10所述的光電半導(dǎo)體裝置，其中該歐姆接觸區(qū)包含凸起空間、凹陷空間、或其二者。
13.如權(quán)利要求1所述的光電半導(dǎo)體裝置，其中該電性接點(diǎn)包含根部與自該根部向外放射的支部。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光電半導(dǎo)體裝置。依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一種光電半導(dǎo)體裝置包括轉(zhuǎn)換部，包括第一側(cè)；電性接點(diǎn)；接觸層，位于該轉(zhuǎn)換部與該電性接點(diǎn)之間并具有外邊界，其中該接觸層中形成有至少連續(xù)三個(gè)不連續(xù)區(qū)，該至少連續(xù)三個(gè)不連續(xù)區(qū)沿外邊界形成，且具有至少一個(gè)不相同的要素；其中，電性接點(diǎn)、接觸層、及不連續(xù)區(qū)形成于轉(zhuǎn)換部的第一側(cè)。
文檔編號(hào)H01L33/38GK103078034SQ201310021570
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者沈建賦, 鐘健凱, 洪詳竣, 葉慧君, 柯淙凱, 林安茹, 歐震 申請(qǐng)人:晶元光電股份有限公司