CN102938438B - 光电半导体装置 - Google Patents

Abstract

依据本发明一实施例的一种光电半导体装置，包括一能量转换系统，用以进行光能与电能间的转换，此能量转换系统具有一第一侧；一接触层，形成于能量转换系统的第一侧，并包括一外边界及至少一欧姆接触区，其中欧姆接触区与能量转换系统间可形成欧姆接触；及二或多个不连续区，与接触层相整合而形成至少一图案于能量转换系统之上。

Description

光电半导体装置

本申请是申请号为200810165854.X、发明名称为“光电半导体装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种光电半导体装置，尤其关于一种具有接触层与不连续区的光电半导体装置，以及与不连续区相关的图案布局。

背景技术

已知发光二极管的一种结构包含生长基板、n型半导体层、p型半导体层、与位于此二半导体层间的发光层。用以反射源自于发光层光线的反射层会选择性地形成于此结构中。为提高发光二极管的光学、电学、及力学特性的至少其一，一种经适当选择后的材料会用以替代生长基板以作为承载除生长基板外的其他结构的载体，例如：金属或硅可用于取代生长氮化物的蓝宝石基板。生长基板可使用蚀刻、研磨、或激光移除等方式移除。然而，生长基板亦可能被全部或仅部分保留并与载体结合。此外，透光氧化物亦可整合于发光二极管结构中以提升电流分散表现。

本案申请人的第I237903号中国台湾专利中披露一种高发光效率的发光元件100。如图1所示，发光元件100的结构包含蓝宝石基板110、氮化物缓冲层120、n型氮化物半导体叠层130、氮化物多重量子阱发光层140、p型氮化物半导体叠层150、及氧化物透明导电层160。另外，并在p型氮化物半导体叠层150面向氧化物透明导电层160的表面上形成六角锥孔穴构造1501。六角锥孔穴构造1501的内表面较易与如氧化铟锡（ITO）、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化铟锌、氧化锌铝、与氧化锌锡等的氧化物透明导电层160形成欧姆接触。因此，发光元件100的顺向电压得以维持于一个较低的水准，且通过六角锥孔穴构造1501也可提升光摘出效率。

ITO可通过电子束蒸镀法（Electron Beam Evaporation）或溅镀法（Sputtering）形成于六角锥孔穴构造1501、半导体层或其二者之上。不同制造方式所形成的ITO层所表现出的光学、电学特性、或其二者也可能不尽相同，相关文献可参阅本案申请人的第096111705号中国台湾专利申请案，并援引其为本申请案的一部分。在扫描式电子显微镜（Scanning Electron Microscope；SEM）之下，以电子束蒸镀法形成的ITO颗粒1601并未完全填满六孔锥孔穴1501，而呈现出诸多存在于ITO颗粒间的空隙，如图2所示。此些空隙可能使光线被局限其中无法脱离发光元件，而逐渐被周围的ITO所吸收。亦或者因此些空隙中所存在具有小于ITO折射系数的介质，如空气，使得进入ITO的光线会在材料边界处遭遇全反射而无法离开ITO层，而逐渐为ITO所吸收。

由C.H.Kuo等于公元2004年在Materials Science and Engineering B所提出”Nitride-based near-ultraviolet LEDs with an ITO transparent contact”一文中曾针对ITO的透射率（transmittance）与波长间的关系进行研究。其发现当波长约低于420nm时，ITO透射率有急遽下降的趋势，在350nm时甚至可能低于70%。对于蓝光波段，ITO具有高于80%的透射率，但是，在近紫外光或紫外光波段的透射率却不尽理想。

由是，ITO等透明氧化物作为半导体发光元件常用的材料，对于元件的光学与电学表现上仍有许多的改善空间。

发明内容

依据本发明一实施例的一种光电半导体装置包括一能量转换系统，可进行光能与电能间的转换，其中能量转换系统包含一第一接触区及一第二接触区；一第一材料区块，形成于能量转换系统的第一接触区之上，并对于一特定光波长可穿透；及一第二材料区块，形成于能量转换系统的第二接触区之上；其中，第一材料区块与第一接触区间的电阻小于第二材料区块与第二接触区间的电阻。

上述光电半导体装置的其他诸优选实施例如下:光电半导体装置中的第一接触区包括一六角锥型孔穴。光电半导体装置中的第一接触区包括一与第一材料区块形成欧姆接触的表面。光电半导体装置中的第一材料区块与第二材料区块形成为一图案化配置。光电半导体装置中的第二接触区包括一绝缘材。

依据本发明另一实施例的一种光电半导体装置，包括一能量转换系统，用以进行光能与电能间的转换，此能量转换系统具有一第一侧；一接触层，形成于能量转换系统的第一侧，并包括一外边界及至少一欧姆接触区，其中欧姆接触区与能量转换系统间可形成欧姆接触；及二或多个不连续区，与接触层相整合而形成至少一图案于能量转换系统之上。

上述光电半导体装的其他诸优选实施例如下:

光电半导体装置的不连续区包括几何、材料、物理特性、及化学特性中至少其一的不连续。或者，不连续区包括一种结构，其在一表面的任一方向上显现出可辨识的一重复性特征。此重复性特征的型态包括定周期、变周期、及准周期（quasiperodicity）中至少其一。或者，不连续区包括一种不规则表面结构。或者，不连续区的尺寸小于或等于一电流分散距离。

光电半导体装置中的接触层包括氧化铟锡。

光电半导体装置中的欧姆接触区包括至少一凹陷空间，其几何形状包括角锥、圆锥、与平头截体中至少其一。或者，欧姆接触区包括至少一斜面与一平面，其中斜面能与能量转换系统形成较平面为佳的欧姆接触。或者，斜面能与能量转换系统形成欧姆接触，平面不能与能量转换系统形成欧姆接触。或者，斜面能与能量转换系统形成欧姆接触，平面能与能量转换系统形成非欧姆接触或肖特基接触。

光电半导体装置中较接近外边界的欧姆接触区具有较大的接触面积。或者，欧姆接触区形成于能量转换系统的一外表面上。

光电半导体装置中的不连续区的至少部分与能量转换系统间不具有欧姆接触区。或者，光电半导体装置中的不连续区中至少其一包括一填充质。

光电半导体装置中的能量转换系统包括一过渡层。或者，光电半导体装置还包括一电性接点接近能量转换系统，并与接触层形成电接触。

附图说明

图1显示本案申请人的第I237903号中国台湾专利中所披露的一种高发光效率的发光元件；

图2为显示扫描式电子显微镜（Scanning Electron Microscope；SEM）下，以电子束蒸镀法形成的ITO颗粒于六孔锥孔穴中的照片；

图3为显示依据本发明一实施例的光电半导体装置的示意图；

图4为显示依据本发明一实施例的光电半导体装置的示意图；

图5（a）－（c）为显示依据本发明一实施例的光电半导体装置的部分结构的示意图；

图6（a）－（c）为显示依据本发明一实施例的光电半导体装置的部分结构的示意图；

图7（a）－（c）为显示依据本发明一实施例的光电半导体装置的部分结构的示意图；

图8（a）－（c）为显示依据本发明一实施例的光电半导体装置的部分结构的示意图；

图9（a）、（b）为显示依据本发明一实施例的光电半导体装置的部分结构的示意图；

图10（a）－（c）为显示依据本发明一实施例的光电半导体装置的部分结构的示意图；

图11（a）、（b）为显示依据本发明一实施例的光电半导体装置的部分结构的俯视图；

图12（a）、（b）为显示依据本发明一实施例的光电半导体装置的部分结构的俯视图；

图13为显示依据本发明一实施例的光电半导体装置的接触层的俯视图；

图14为显示依据本发明一实施例的光电半导体装置的接触层的俯视图；及

图15为显示依据本发明一实施例的光电半导体装置的接触层的俯视图。

附图标记说明

10 光电半导体装置 163 外边界

11 基板 164 开口

12 过渡层 165 电流阻障区

13 第一电性层 17 第二电性接点

14 转换部 171 根部

15 第二电性层 172 支部

151 欧姆接触区 173 端部

152 绝缘区 18 第一电性接点

153 平台 100 发光元件

16 接触层 110 蓝宝石基板

161 不连续区 120 氮化物缓冲层

1611 不连续区 130 n型氮化物半导体叠层

1612 不连续区 140 氮化物多重量子阱发光层

1613 不连续区 150 p型氮化物半导体叠层

1614 不连续区 1501 六角锥孔穴构造

1615 不连续区 160 氧化物透明导电层

1616 不连续区 1601 ITO颗粒

162 填充质

具体实施方式

以下配合图示说明本发明的实施例。

如图3所示的光电半导体装置10包含一个形成于基板11上的半导体系统。半导体系统包含可以进行或诱发光电能转换的半导体元件、装置、产品、电路、或应用。具体而言，半导体系统包含发光二极管（Light-Emitting Diode；LED）、激光二极管（Laser Diode；LD）、太阳能电池（Solar Cell）、液晶显示器（Liquid Crystal Display）、有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode）中至少其一。在本说明书中“半导体系统”一词并非限制该系统内所有次系统或单元皆以半导体材料制成，其他非半导体材料，例如：金属、氧化物、绝缘体等皆可选择性地整合于此半导体系统之中。

在本发明的一实施例中，半导体系统最少包含一第一电性层13、一转换部14、以及一第二电性层15。第一电性层13及一第二电性层15中彼此至少二个部分的电性、极性或掺杂物相异、或者分别用以提供电子与空穴的材料单层或多层（“多层”指二层或二层以上，以下同。）若第一电性层13及一第二电性层15由半导导体材料构成，则其电性选择可以为p型、n型、及i型中至少任意二者的组合。转换部14位于第一电性层13及第二电性层15之间，为电能与光能可能发生转换或被诱发转换的区域。电能转变或诱发光能者如发光二极管、液晶显示器、有机发光二极管；光能转变或诱发电能者如太阳能电池、光电二极管。

以发光二极管而言，转换后光的发光频谱可以通过改变半导体系统中一层或多层的物理或化学配置进行调整。常用的材料如磷化铝镓铟（AlGaInP）系列、氮化铝镓铟（AlGaInN）系列、氧化锌（ZnO）系列等。转换部14的结构如：单异质结构（singleheterostructure；SH）、双异质结构（double heterostructure；DH）、双侧双异质结构（double-side double heterostructure；DDH）、或多层量子阱（multi-quantum well；MQW）。再者，调整量子阱的对数亦可以改变发光波长。

基板11为用以生长或承载半导体系统，适用的材料包含但不限于锗（Ge）、砷化镓（GaAs）、铟化磷（InP）、蓝宝石（Sapphire）、碳化硅（SiC）、硅（Si）、铝酸锂（LiAlO₂）、氧化锌（ZnO）、氮化镓（GaN）、氮化铝(AlN)、玻璃、复合材料（Composite）、钻石、CVD钻石、与类钻碳（Diamond-Like Carbon；DLC）等。

基板11与半导体系统之间更可选择性地包含一过渡层12。过渡层12介于二种材料系统之间，使基板的材料系统“过渡”至半导体系统的材料系统。对发光二极管的结构而言，一方面，过渡层12例如缓冲层（Buffer Layer）等用以降低二种材料间晶格不匹配的材料层。另一方面，过渡层12亦可以是用以结合二种材料或二个分离结构的单层、多层或结构，其可选用的材料如：有机材料、无机材料、金属、及半导体等；其可选用的结构如：反射层、导热层、导电层、欧姆接触（ohmic contact）层、抗形变层、应力释放（stress release）层、应力调整（stress adjustment）层、接合（bonding）层、波长转换层、及机械固定构造等。

第二电性层15上更可选择性地形成一接触层16。接触层16设置于第二电性层15远离转换部14的一侧。具体而言，接触层16可以为光学层、电学层、或其二者的组合。光学层可以改变来自于或进入转换部14的电磁辐射或光线。在此所称的“改变”指改变电磁辐射或光的至少一种光学特性，前述特性包含但不限于频率、波长、强度、通量、效率、色温、演色性（rendering index）、光场（light field）、及可视角（angle of view）。电学层可以使得接触层16的任一组相对侧间的电压、电阻、电流、电容中至少其一的数值、密度、分布发生变化或有发生变化的趋势。接触层16的构成材料包含氧化物、导电氧化物、透明氧化物、具有50%或以上透射率的氧化物、金属、相对透光金属、具有50%或以上透射率的金属、有机质、无机质、荧光物、磷光物、陶瓷、半导体、掺杂的半导体、及无掺杂的半导体中至少其一。在某些应用中，接触层16的材料为氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化铟锌、氧化锌铝、与氧化锌锡中至少其一。若为相对透光金属，其厚度约为0.005μm~0.6μm，或0.005μm~0.5μm，或0.005μm~0.4μm，或0.005μm~0.3μm，或0.005μm~0.2μm，或0.2μm~0.5μm，或0.3μm~0.5μm，或0.4μm~0.5μm，或0.2μm~0.4μm，或0.2μm~0.3μm。

在某些情况下第二电性层15之上可以形成欧姆接触区151。第二电性层15与接触层16若经由欧姆接触区151直接或间接接触，其间可能形成欧姆接触，或者使得光电半导体装置10的驱动电压（driving voltage）、阈值电压（threshold voltage）及正向电压（forward voltage）中至少其一下降。欧姆接触区151的可能型态为凹陷或凸起。凹陷如图3的欧姆接触区151所例示；凸起如图4的欧姆接触区151所例示。凹陷空间的可能几何形状为角锥、圆锥、平头截体、柱体、圆柱、半球形、不规则体或其任意组合。凸起的可能几何形状为角锥、圆锥、平头截体、柱体、圆柱、半球形、不规则体或其任意组合。此外，欧姆接触区151除如图所示般皆由单一或近似的凸起或凹陷所构成，但并未排除其亦可能由凸起与凹陷的组合所构成。在一特定实施例中，凸起、凹陷空间、或其组合为六角锥。接触层16与欧姆接触区151相接触的至少一部分形成欧姆接触。角锥上的斜面所具有的特定晶格方向或表面能态为造成欧姆接触或较低位能障的可能原因之一。另一方面，第二电性层15表面上未形成欧姆接触区151的部分与接触层16间可能会形成较差的欧姆接触、非欧姆接触、或肖特基（Schottky）接触，然而此部分与接触层16间并不排除有形成欧姆接触的可能。欧姆接触区151的可能形成背景以及某些实施方式可参考本案申请人的第I237903号中国台湾专利，其并援引为本申请案的一部分。

除连续的单层或多层外，接触层16可以为不连续或具有图案的单层或多层。相关专利可参阅本案申请人的第096111705号中国台湾专利申请案，并援引其为本申请案的一部分。“不连续”指几何、材料、物理性质、及化学性质中至少其一的不连续。几何不连续指长度、厚度、深度、宽度、周期、外部形状、及内部结构至少其一的不连续。材料不连续指密度、组成、浓度、及制造方式至少其一的不连续。物理性质不连续指电学、光学、热力、及力学性质中至少其一的不连续。化学性质不连续指掺杂物、活性、酸性、及碱性中至少其一的不连续。如图3及图4中所示，接触层16上形成有不连续区161。若为材料不连续，不连续区161中的材料可能无法与第二电性层15、欧姆接触区151或其二者形成欧姆接触。不连续区161的光学性质亦可能与接触层16相异。光学性质如透射率、折射率、与反射率。通过选择适当的不连续区161材料可以提高离开或进入转换部14的能量流或光强度。例如，不连续区161为空气缺口，来自于转换部14的光线可以经由此空气缺口在不被接触层16吸收之下离开光电半导体装置10。若第一电性层13、转换部14、及第二电性层15至少其一上形成有规则图形结构、不规则图形结构、粗糙化结构、光子晶体、或其任何组合亦可能提高由不连续区161进出的能量流或光强度。如图3与图4所示，若与不连续区161相接触的第二电性层15的材料具有较大的折射率，欧姆接触区151可能破坏光线在此折射率介面处的全反射而提高不连续区161的光摘出。

若光电半导体装置10为如图3或图4所示的结构，在第二电性层15或接触层16之上可选择性地形成一第二电性接点17，在第一电性层13上可以选择性地形成一第一电性接点18。电性接点为单层或多层的结构，并为光电半导体装置10与外部线路电性相连的介面。电性接点可以通过接线（wiring）与外部线路相连，或直接固着于外部线路之上。

此外，电性接点亦可设置于光电半导体装置10的其他侧。例如，第一电性接点18可设置于第一电性层13、过渡层12、或基板11之下，或设置于第一电性层、过渡层12、及基板11中至少其一的侧面。换言之，第一电性接点18与第二电性接点17分别位于彼此相对或垂直的表面上。在又一实施例中，第二电性接点17可设置于第二电性层的侧面。于再一实施例中，第一电性接点17、第二电性接点18、或其二者可通过穿孔、绝缘材料、或其二者设置于第一电性层、过渡层12、或基板11的侧或表面。

以下介绍电性接点、欧姆接触区与不连续区的数种实施例。图示中虽以第二电性层15与第二电性接点17为例，但并不排除以下实施例亦可以适用于第一电性层13与第一电性接点18，或其他种类的光电半导体装置。

如图5所示，接触层16形成于第二电性层15之上，第二电性接点17形成于接触层16之上，不连续区161分布于第二电性接点17的周围。其分布方式当以使来自于电性接点17的电流尽可能地侧向流动至接触层16的外缘，或使得电性接点17下方与接触层16外缘间的电流密度差值百分比小于60％、50%、40％、30％、20％、或10％。例如，电性接点下方的电流密度为x A/cm²，接触层16外缘的电流密度为y A/cm²，其电流密度差值百分比为｜x-y｜/(x与y中较大者)％。

图5（a）披露二种不连续区161的型态，此二种型态可以并存或独自存在。第二电性接点17右侧的接触层16未与不连续区161重叠；第二电性接点17左侧的接触层16则与不连续区161重叠，且接触层16与第二电性层15间存在有第三种物质或结构。具体而言，不连续区161或第三种物质或结构为例如空气、氧化物等绝缘材，或相对于接触层为非良导体，或布拉格反射镜（Bragg reflector）、与抗反射（anti-reflection）层。此外，第三种物质的折射系数可以介于第二电性层15与接触层16之间。第二电性接点17下方的接触层16、第二电性层15、转换部14、第一电性层13、过渡层12、及基板11中至少其一更可以选择性地形成绝缘区152以使来自于第二电性接点17的电流向外分散。然而，图示中绝缘区152的位置仅为例示，非用以限制本发明的实施方式。第二电性接点17下方的接触层16、绝缘区152、或其二者约等于或略大于第二电性接点17的尺寸，其中，第二电性接点17下方的接触层16尺寸指位于第二电性接点17周围或下方不连续区161所包围的最小虚拟圆的直径。如图5（b）所示，第二电性接点17埋入接触层16之中。如图5（c）所示，第二电性接点17埋入接触层16之中，且电性接点17与接触层16相接触的任一表面上形成为规则表面结构、不规则表面结构、或其二者以增加电性接点17与接触层16间的接触面积。例如，电性接点17与接触层16间的接触面171形成为粗糙面以增加彼此间的接触面积。较大的接触面积或可增加电性接点17的结构稳固性，或可允许更多的电流通过。

图6（a）～图6（c）披露另一种电性接点的配置型态，其中不连续区161的配置或实施方式请参考图5的相关说明。第二电性接点17直接形成于第二电性层15之上，换言之，在电性接点17与第二电性层15间没有接触层16。电性接点17与接触层16、第二电性层15、或其二者相接触的任一表面上形成为规则表面结构、不规则表面结构、或其二者以增加电性接点17与其他部分间的接触面积。较大的接触面积或可增加电性接点17的结构稳固性，或可允许更多的电流通过。第二电性接点17下方更可以形成绝缘区152。绝缘区152约等于或略大于第二电性接点17的尺寸。

图7披露依据本发明的另一种实施例的光电半导体装置。在本实施例中，不连续区161中包含填充质162以填充一或多个欧姆接触区151中的至少部分空间。通过调整欧姆接触区151中填充质162分布的图案可以改变来自于或进入转换部14的电磁辐射或光线的光学特性、电学特性、或其二者。填充质162如绝缘材、金属、半导体、掺杂的半导体、波长转换物质中至少的一。绝缘材如氧化物、惰性气体、空气等。波长转换物质如荧光体、磷光体、染料、半导体等。填充质162的折射率亦可以介于其上下物质之间。填充质162若为颗粒，其尺寸应以能够填入欧姆接触区151或小于欧姆接触区151的宽度、深度、或其二者为佳。图7（a）中，与电性接点17下方的接触层16相接的欧姆接触区151中皆填入填充质162。图7（b）中，与电性接点17下方的接触层16相接的部分欧姆接触区151中亦填入填充质162，然其他部分的欧姆接触区151中并未无填充质162存在。如图所示，接触层16的外缘延伸入欧姆接触区151之中。图7（c）中，不连续区161（虚线处）中包含与接触层16相同的物质，但还包含填充质162。

如图8所示，电性接点17的至少一部分埋入第二电性层15之中。于图8（a）中，不连续区161下方可选择性形成欧姆接触区151、规则表面结构（未显示）、不规则表面结构（未显示）、或其组合。在图8（b）中，不连续区161下方不存在欧姆接触区151。若欧姆接触区151通过外延生长法形成于第二电性层15之上，可以在不连续区161内的欧姆接触区151中填入填充质162以使其平坦化。若欧姆接触区151通过湿蚀刻法、干蚀刻法、或其二混合者形成于第二电性层15之上，可以使用蚀刻掩模覆盖预计形成不连续区161的部分以避免第二电性层15表面被蚀刻。在图8（c）图中，电性接点17与接触层16、第二电性层15、或其二者相接触的任一表面上形成为规则表面结构、不规则表面结构、或其二者以增加电性接点17与其他部分间的接触面积。

如图9所示，电性接点17的至少一部分埋入第二电性层15之中，且不连续区161下方亦不存在欧姆接触区151。在一实施例中，接触层16先覆盖于形成有欧姆接触区151的第二电性层15的上表面后，再依照预定图案移除接触层16的部分区域直到该些区域内的欧姆接触区151几乎被移除。如此，形成不连续区161与移除欧姆接触区151结合于同一系列的工艺步骤之中。在另一实施例中，如图9（b）所示，不连续区161的任一内表面上可以形成规则表面结构、不规则表面结构、或其二者的结合。电性接点17与接触层16、第二电性层15、或其二者相接触的任一表面上形成为规则表面结构、不规则表面结构、或其二者以增加电性接点17与其他部分间的接触面积。

如图10所示，欧姆接触区151以不同尺寸形成于第二电性层15之上，欧姆接触区151的型态可以参考前述的说明。在特定状况下，欧姆接触区151的内表面或外表面的条件决定接触层16与第二电性层15间欧姆接触的质与量。例如，较大范围的表面可以提供较多的面积以形成欧姆接触。图10（a）中，欧姆接触区151的宽度与深度由电性接点17向外逐渐扩大。图10（b）中，电性接点17下与特定位置处的欧姆接触区151中填入填充质162，填充质162的相关事项可参阅前述的说明与图示。图10（c）中，电性接点17下方并未形成欧姆接触区151。在此，“尺寸”包含但不限于长度、宽度、深度、高度、厚度、半径、角度、曲度、间距、面积、体积。

以上图示仅为各个实施例的示意，非用以限制表面结构的形成位置、数量、或型态。“规则表面结构”指一种结构，其在一表面的任一方向上可辨识出重复性特征，此重复性特征的型态可为定周期、变周期、准周期（quasiperodicity）、或其组合。“不规则表面结构”指一种结构，其在一表面的任一方向上无法辨识出重复性特征，此结构或可称为“随机粗糙表面”。

图11及图12显示光电半导体装置部分区域的俯视图。在图11中，不连续区161的图案为圆形，并可配置如图11（a）的常规阵列，或如图11（b）的交错阵列。符号P1表示圆形的间距，符号D1表示圆形直径。在图12中，不连续区161的图案为正方形，并可配置如图12（a）的常规阵列，或如图12（b）的交错阵列。符号P2表示正方形的间距，符号D2表示正方形的边长。然而不连续区161的形状并不限于此，其他如矩形、菱形、平行四边形、椭圆形、三角形、五角形、六角形、梯形、或不规则形亦可以为本发明所采纳。

表1为数个实验结果的汇整。实验采用中国台湾晶元光电公司所生产的45mil×45mil蓝光裸芯，其结构近似图3的光电半导体装置10，其上并再加工形成如图11（a）、图11（b）、与图12（a）的不连续区与接触层，即圆形常规阵列、圆形交错阵列、与正方形常规阵列。接触层16的材料为电子束蒸镀的氧化铟锡，其颗粒尺寸约为50nm～80nm，折射率约为2。D1、D2、P1、及P2的单位为μm。Vf为正向电压。面积比为不连续区的总面积与接触层面积的百分比。如表1所示，吾人当可发现为获取亮度增加与降低Vf，不连续区的面积必须适当控制。此外，不连续区在接触层中的密度亦为一个控制参数。由X.Guo等人于Applied PhysicsLetters,Vol.78,No.21,p.3337所提的论文中曾提供计算发光二极管的二个电极间电流分散距离（Ls）的方法，该文献并援引为本申请案的一部分。以上述文献的估算作为假设，不连续区的尺寸若落于电流分散距离的尺度内，电流可通过流经第二电性区跨越一个不连续区后再流入接触层之中。由此，电流可在接触层中传递较远的距离。

表1

本发明的另数个实施例中，接触层16的俯视图如分别如图13～图15所示。标号153表示一平台。然各图中的图案、数量、比例仅为例示，非用以限制本发明的实施方式，其他依照本文所述的准则、原理、原则、指引、或其他教示皆可合理地应用于本发明之中。

在图13中，第二电性接点17包含根部171、支部172、及端部173，其共同构成一电流网路，导引电流朝向预定的方向。根部171为支部172与端部173外观上的发源处，并通常为外型上的显著点，可作为工艺或检测过程中的基准点，亦常做为与外部电路连接之处。端部173为网路末端部分，即未再有其他分支。支部172介于根部171与端部173之间。任二部彼此电性相连，或者选择性地实体上彼此相连。例如，任二部间可通过外部导线、接触层16、不连续区161、中间材料、或下方区彼此电性相连，其中，“中间材料”指形成于相邻二部间隙中的材料，此中间材料或由与至少一部相异的材料形成，或形成于其他工艺步骤之中；下方区指位于三部中任一部下方可以作为电流通道的电性层或电性区，例如第二电性层15或高掺杂区。

在一实施例中，第二电性接点17可仅包含根部171与端部173。在其他实施例中，各个根部171、支部172、及端部173可使用相同或不同的方式与下方材料相连接，连接方式可参考前述诸实施例与图示的描述。此外，各部下方可选择性地形成电流阻障（currentblocking）区，以造成电流向下方材料流动的障碍，或调整电流朝向下方流动的形态。电流阻障区通过于目标部下方形成绝缘或不良导电材料以达成上述功效。图示中，根部171、支部172、及端部173的数量、形状、与布局仅为例示，非用以限制本发明。例如，第二电性接点17可包括二或多个根部171，根部171间可选择性形成支部172、端部173、或其二者。一个根部171外可围绕二或多个支部172或端部173。一个支部172上可分支出二或多个端部173。

不连续区161自接触层16的外边界163向内形成，且此些不连续区161并未穿越接触层16，亦即，各个不连续区161在外边界163上仅有一个开口164。且二或多个的不连续区161可共用一开口164，如虚线区所示。由俯视图观之，不连续区161可与第二电性接点17相交（未显示）或不相交。当与第二电性接点17相交的不连续区161由绝缘或不良导电材料构成，此相交的不连续区161可与前述的电流阻障区165相整合，如图14斜线（hatch）处所示。图示中电流阻障区165的位置与大小仅为例示，非用以限制本发明的实施。

在一实施例中，沿着外边界163上任意或部分范围中连续至少三个不连续区161的角度、长度、宽度、深度、与间距中至少一个要素不相同。如图13所示，不连续区1611、1612、与1613具有相同的角度、长度、与宽度，但其间距并不相同，换言之，在不考虑深度的情况下，此区中不连续区161的配置呈现一维度的不规则变化。此不规则变化包括局部或全体的不规则变化，例如，位于两规则变化区之间的不规则变化区。“规则变化”指等比变化或等差变化。又如不连续区1614、1615、与1616具有不同的角度、长度、宽度、与间距。

在图13与图14中，第二电性接点17左右对称（bilateral symmetry）。图15中，第二电性接点17非对称（asymmetry）。图13～图15中第一电性接点18左右对称，但并不限于此，换言之，第一电性接点18亦可为非对称。在一实施例中，不连续区的总体变化趋势符合第二电性接点17的外型，但并不排除少数不连续区161会偏离该变化趋势。如围绕根部171或端部173的二个较长不连续区161中仍间或有长度较短者。在另一实施例中，至少部分不连续区161与第二电性接点17间的间隔约维持于定值或稳定区间内，例如，排列于支部172两侧的各个不连续区161与支部172间的间距即大致相同，亦即间距的大小落于合理的工艺公差范围内。

以上各图示与说明虽仅分别对应特定实施例，然而，各个实施例中所说明或披露的元件、实施方式、设计准则、及技术原理除在彼此显相冲突、矛盾、或难以共同实施之外，本领域的技术人员当可依其所需任意参照、交换、搭配、协调、或合并。

虽然本发明已说明如上，然其并非用以限制本发明的范围、实施顺序、或使用的材料与工艺方法。对于本发明所作的各种修饰与变更，皆不脱本发明的精神与范围。

Claims (9)

1.一种光电半导体装置，包含：

一半导体系统，发射或吸收光线，用以进行光能与电能间的转换；

一接触层；

一电性接点包含一根部以及一支部，该电性接点位于该接触层上；

一电流阻障区位于该支部的下方；及

二或更多不连续区，位于该半导体系统及该接触层之间，与该接触层重叠，并分布在该电性接点周围，使来自于该电性接点的电流侧向流动至接触层的外缘，

其中，该半导体系统包含复数个凹陷部与该接触层直接接触，且所述不连续区用于提高离开或进入所述半导体系统的能量流或光强度，使得所述光线不被局限于所述凹陷部未被填满的空隙中。

2.如权利要求1所述的光电半导体装置，其中该二或更多不连续区的材料包含绝缘材或相对于该接触层为非良导体。

3.如权利要求1所述的光电半导体装置，其中该接触层的材料包含透明氧化物。

4.如权利要求1所述的光电半导体装置，其中该电性接点与该接触层相接触的至少一个表面上具有一规则表面结构、一不规则表面结构、或其二者。

5.如权利要求1所述的光电半导体装置，其中该半导体系统上具有一规则表面结构、一不规则表面结构、或其二者。

6.如权利要求1所述的光电半导体装置，其中该二或更多不连续区无法与该半导体系统、该接触层、或其二者形成欧姆接触。

7.如权利要求1所述的光电半导体装置，其中该二或更多不连续区具有不同的长度。

8.如权利要求1所述的光电半导体装置，还包含一基板用以承载或生长该半导体系统。

9.如权利要求8所述的光电半导体装置，其中该基板的材料包含锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、铟化磷(InP)、蓝宝石、碳化硅(SiC)、硅(Si)、铝酸锂(LiAlO2)、氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AIN)、玻璃、复合材料、钻石、或类钻碳中至少其一。