CN108780829A - 半导体器件 - Google Patents

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Abstract

一个实施例包括：衬底；第一导电半导体层，设置在衬底上；第二导电半导体层，设置在第一导电半导体层上；以及有源层，设置在第一和第二导电半导体层之间，其中第一导电半导体层包括第一导电半导体层的一部分暴露其中的第一区域，并且包括设置在第一区域的上表面与第二导电半导体层上表面之间的倾斜部分，其中倾斜部分包括与第二导电半导体层上表面接触的第一边缘和与第一导电半导体层的第一区域上表面接触的第二边缘，其中第一和第二长度的比率为1：0.87至1：4.26，其中第一长度是第一和第二边缘之间沿第一方向的长度，第二长度是第一和第二边缘之间沿第二方向的长度，其中第一和第二方向是彼此垂直的方向。

Description

半导体器件
技术领域
实施例涉及一种半导体器件。
背景技术
包括诸如GaN的III-V族化合物的半导体器件由于其物理和化学性质，作为半导体光学器件(诸如发光二极管(LED)、光接收器件、激光二极管(LD)和太阳能电池)的基本材料而备受关注。
氮化物半导体光学器件用作各种产品的光源，例如蜂窝电话、键盘、显示板和照明设备的背光。特别是，随着数字产品的发展，对具有更高亮度和更高可靠性的氮化物半导体光学器件的需求增加。
此外，当使用III-V族或II-VI族化合物的半导体材料制造诸如光电探测器或太阳能电池的光接收器件时，随着器件材料的发展，可以通过吸收各种波长的光并产生光电流来利用从伽马射线到无线电波长带的各种波长区域的光。另外，这种半导体器件具有诸如响应速度快、安全、环境友好或易于控制器件材料的优点，因此可以容易地用于功率控制或微波电路或通信模块。
因此，半导体器件适用于光通信装置的传输模块、代替构成液晶显示器(LCD)背光的冷阴极荧光灯(CCFL)的发光二极管背光、可代替荧光灯或白炽灯的白色发光二极管照明设备、车头灯和交通灯以及用于感测气体或火灾的传感器。另外，半导体器件适用于高频电路、其他电源控制设备和通信模块。
发明内容
技术问题
实施例提供一种能够确保可靠性并抑制工作电压增加的半导体器件。
技术方案
在一个实施例中，一种半导体器件包括：衬底；第一导电类型半导体层，设置在所述衬底上；第二导电类型半导体层，设置在所述第一导电类型半导体层上；以及有源层，设置在所述第一导电类型半导体层与所述第二导电类型半导体层之间。所述第一导电类型半导体层包括第一区域，所述第一导电类型半导体层的一部分暴露在所述第一区域中，倾斜部分设置在所述第一区域的上表面与所述第二导电类型半导体层的上表面之间，所述倾斜部分包括与所述第二导电类型半导体层的所述上表面接触的第一边缘和与所述第一导电类型半导体层的所述第一区域的所述上表面接触的第二边缘，所述第一长度与所述第二长度的比率为1：0.87至1：4.26，以及所述第一长度是所述第一边缘与所述第二边缘之间沿第一方向的长度，所述第二长度是所述第一边缘与所述第二边缘之间沿第二方向的长度，并且所述第一方向和所述第二方向彼此垂直。
所述倾斜部分与所述第二边缘处的所述第一区域的所述上表面之间的角度可以为115°至139°。
所述第一长度为0.47μm至1.15μm，所述第二长度可以为1μm至2μm。
所述半导体器件还可以包括设置在所述倾斜部分上的钝化层。
所述第一长度可以为0.93μm至1.15μm。
所述倾斜部分与所述第二边缘处的所述第一区域的所述上表面之间的角度可以为115°至120。
所述第一导电类型半导体层可以是n-AlyGa(1-y)N，所述第二导电类型半导体层可以是p-AlxGa(1-x)N，并且所述第一导电类型半导体层中Al的含量y可以为0.4至0.6。
所述半导体器件还可以包括：第一电极，设置在所述第一导电类型半导体层的所述第一区域中；以及第二电极，设置在所述第二导电类型半导体层上，所述第一电极可以与所述第二边缘间隔开，以及所述第二电极可以与所述第一边缘间隔开。
第二边缘与所述第一电极之间的距离可以为至少10μm，所述第一边缘与所述第二边缘之间的距离可以为至少10μm。
所述倾斜部分的第一内角可以不同于第一侧表面的第二内角，所述第一侧表面包括所述第一导电类型半导体层的侧表面、所述有源层的侧表面和所述第二导电的侧表面半导体层的侧表面，以及所述第一侧表面可以相对于所述衬底的所述上表面倾斜，所述第一侧表面的一端可以与所述衬底接触，所述第一侧表面的另一端可以与所述第二导电类型半导体层的所述上表面接触。
有益效果
实施例可以确保可靠性并抑制工作电压的增加。
附图说明
图1是根据实施例的半导体器件的透视图。
图2是沿图1的半导体器件的线A-B截取的截面图。
图3是图2中所示的虚线部分的放大图。
图4是根据另一实施例的半导体器件的截面图。
图5是示出在倾斜侧表面中发生的底切的视图。
图6是示出形成在图5中所示的倾斜侧表面的表面上的钝化层的视图。
图7a是示出根据倾斜侧表面的阶梯差和水平方向上的距离示出是否发生底切的第一实验结果的视图。
图7b是示出根据倾斜侧表面的阶梯差和水平方向上的距离示出是否发生底切的第二实验结果的视图。
图8a至图8e是示出根据倾斜侧表面的内角在倾斜侧表面中是否发生底切的视图。
图9是示出根据实施例的半导体器件封装的截面图。
图10是示出根据实施例的照明设备的视图。
图11是示出根据实施例的显示设备的视图。
具体实施方式
在下文中，将通过附图及与实施例相关的描述来清楚地理解实施例。在描述实施例时，应当理解，当诸如层(膜)、区域、图案或结构的元件被称为形成在另一元件，例如层(膜)、区域、垫或图案的“上方”或“下方”时，术语“上方”或“下方”指元件直接在另一元件上方或下方，或者可以存在中间元件。还应该理解，“上方”或“下方”是基于附图确定的。
在附图中，为了便于描述和清楚起见，可夸大、省略或示意性地示出元件的尺寸。此外，元件的尺寸并不意味着元件的实际尺寸。只要有可能，在整个附图中将使用相同的附图标记来表示相同的部件。
半导体器件可以包括各种电子器件，例如发光器件或光接收器件。发光器件和光接收器件中的每一个可以包括第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层。
例如，根据实施例的半导体器件可以是发光器件。发光器件通过电子和空穴的复合发光，并且光的波长由材料固有的能带隙确定。因此，所发射的光可以根据材料的成分而变化。
图1是根据实施例的半导体器件的透视图，图2是沿图1的半导体器件的线A-B截取的截面图。
参照图1和图2，半导体器件100包括衬底110、设置在衬底110上的发光结构120、电连接到发光结构120的第一电极132和第二电极134、以及钝化层140。
衬底110可以是例如蓝宝石衬底、硅(Si)衬底、氧化锌(ZnO)衬底或氮化物半导体衬底，作为适于生长氮化物半导体单晶的衬底。
发光结构120设置在衬底110的一个表面上，并且包括顺序堆叠的第一导电类型半导体层122、有源层124和第二导电类型半导体层126。
尽管未在图1和图2中示出，缓冲层可以设置在衬底110和第一导电类型半导体层122之间，以便减轻由于衬底110和发光结构120之间的晶格常数差异引起的晶格失配。缓冲层可以由包括III族元素和V族元素的氮化物半导体形成。例如，缓冲层可以包括InAlGaN、GaN、AlN、AlGaN和InGaN中的至少一种。缓冲层可以具有单层或多层结构，并且可以掺杂有II族元素或IV族作为杂质。
第一导电类型半导体层122可以由III-V族或II-VI族化合物半导体形成，并且可以掺杂有第一导电类型掺杂剂。第一导电类型半导体层122可以由具有化学式InxAlyGa1-x- yN(0≤x≤1、0≤y≤1、0≤x+y≤1)的半导体形成并且可以掺杂有n型掺杂剂(例如，Si、Ge、Se、Te等)。
例如，第一导电类型半导体层122可以是n型AlyGa(1-y)N，并且Al的含量y可以是0.4至0.6。
有源层124可以设置在第一导电类型半导体层122和第二导电类型半导体层126之间。有源层124可以通过在重新组合由第一导电类型半导体层122和第二半导体层126提供的电子和空穴的过程中产生的能量来产生光。
有源层124可以由III-V族或II-VI族半导体化合物形成，例如，III-V族或II-VI族化合物半导体，并且可以具有单阱结构、多阱结构、量子线结构、量子点结构或量子盘结构。
有源层124可以具有化学式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1、0≤y≤1、0≤x+y≤1)。例如，如果有源层124具有量子阱结构，则有源层124可以包括具有化学式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1、0≤y≤1、0≤x+y≤1)的阱层(未示出)和具有化学式InaAlbGa1-a-bN(0≤a≤1、0≤b≤1、0≤a+b≤1)的阻挡层(未示出)。阱层的能带隙低于阻挡层的能带隙。阱层和阻挡层可以交替堆叠至少一次。
第二导电类型半导体层126可以设置在有源层124上，可以由III-V族或II-VI族半导体化合物形成，并且可以掺杂有第二导电类型掺杂剂。
例如，第二导电类型半导体层126可以由具有化学式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1、0≤y≤1、0≤x+y≤1)的半导体形成，并且可以掺杂有p型掺杂剂(例如，Mg、Zn、Ca、Sr或Ba)。
例如，第二导电类型半导体层126可以由p型AlyGa(1-y)N形成。
根据第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层的组成，发光结构120可以产生各种波长范围的光。例如，发光结构120可以产生紫外线(例如，UV-C)，但不限于此。
第一电极132和第二电极134向发光结构120供电。第一电极132电连接到第一导电类型半导体层122，第二电极134电连接到第二导电层型半导体层126。
由于第一导电类型半导体层122、有源层124和第二导电类型半导体层126顺序地形成在衬底110上，以便将第一电极132直接连接到第一导电类型半导体层132中，所以需要暴露第一导电类型半导体层132的一部分的工艺。
例如，通过光刻工艺在第二导电类型半导体层126上形成光致抗蚀剂图案，并且使用光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模来移除发光结构120的有源层124和第二导电类型半导体层126的一些部分，从而暴露出在其中设置第一电极132的第一导电类型半导体层122的区域(下文中称为第一区域S1)。
图3是图2中所示的虚线部分201的放大图。为了便于描述，图3中省略了图2的钝化层140。
参照图3，第一区域S1位于有源层124的下表面124a的下方，并且可以与第二导电类型半导体层126的上表面126a具有阶梯差H。例如，阶梯差H可以是第一区域S1和第二导电类型半导体层126的上表面126a相对于衬底110的上表面110a的高度差。或者，阶梯差H可以是垂直方向上第一区域S1和第二导电类型半导体层126的上表面126a之间的距离。
第一区域S1可以平行于第二导电类型半导体层126的上表面126a或衬底110的上表面110a，但不限于此。
倾斜侧表面120a设置在第二导电类型半导体层126的上表面126a与第一导电类型半导体层122的第一区域S1之间。术语倾斜侧表面可以用阶梯式表面或倾斜部分替换。
倾斜侧表面120a的一端301a是与第二导电类型半导体层126的上表面126a相交的第一边缘，倾斜侧表面120a的另一端301b可以是与第一导电类型半导体层122的第一区域S1相交的第二边缘。
例如，第一边缘可以是其中第二导电类型半导体层126的上表面126a和倾斜侧表面120a的一端相交的边界部分，第二边缘可以是其中倾斜侧表面120a的另一端301b与第一导电类型半导体层122的第一区域S1相交的边界部分。
倾斜侧表面120a的第一长度d1与第二长度H的比率可以是1：0.87至1：4.26。第一长度d1可以是第一边缘301a和第二边缘301b之间沿第一方向的长度，第二长度H可以是第一边缘301a和第二边缘301b之间沿第二方向的长度。第一方向和第二方向可以彼此垂直。例如，第一长度d1可以是0.47μm至1.15μm，第二长度H可以是1μm至2μm。
例如，第一区域S1和第二导电类型半导体层126的上表面126a之间相对于衬底110的上表面110a的高度差或阶梯差H可以是1μm至2μm。另外，倾斜侧表面120a的第一边缘301a与倾斜侧表面120a的第二边缘301b之间在水平方向上的距离d1可以是0.47μm至1.15μm。例如，倾斜侧表面120a的内角θ基于第一导电类型半导体层122的第一区域S1或衬底110的上表面111的可以是41°至65°。
这里，水平方向上的距离d1可以是第一参考线101和第二参考线102之间的最短距离。第一参考线101可以垂直于衬底110的上表面并且可以是穿过第一边缘301a的虚直线，第二参考线102可以垂直于衬底110的上表面并且可以是穿过第二边缘301b的虚直线。
例如，倾斜侧表面120a与第二边缘301b处的第一区域S1的上表面之间的角度θ2可以是115°至139°。
如果倾斜侧表面120a在水平方向上的距离d1小于0.47μm，则在倾斜侧表面120a中发生底切并且钝化层140由于底切而不完全包围倾斜侧表面120a，从而降低半导体器件的可靠性并导致短路故障。另外，倾斜侧表面120a的粗糙度由于底切而增加，导致低电流故障。
如果倾斜侧表面120a在水平方向上的距离超过1.15μm，则第一电极132和第二电极134之间的距离d2增加，从而增大半导体器件100的工作电压并降低发光效率。
图5是示出在倾斜侧表面522中发生的底切501的视图。
图5示出包括第一导电类型半导体层512、有源层514和第二导电类型半导体层516的发光结构510。
对于第一电极530和第一导电类型半导体层512之间的直接接触，可以通过光刻工艺和蚀刻工艺选择性地去除发光结构510，从而暴露第一导电半导体层的第一区域。通过这种蚀刻工艺，发光结构510的侧表面可以具有倾斜侧表面522。
第一电极530可以设置在第一导电类型半导体层512的第一区域中，第二电极540可以设置在第二导电类型半导体层516上。
具有两个或更多个台阶的阶梯式结构的底切501可以通过光刻工艺和蚀刻工艺在倾斜侧表面522中发生。例如，在蚀刻用于产生UV-C的基于AlGaN的发光结构的过程中，在倾斜侧表面522中可能发生两步底切。
图6是示出形成在图5中所示的倾斜侧表面522的表面上的钝化层550的视图。
参照图6，当钝化层550沉积在倾斜侧表面522上时，钝化层550不形成在倾斜侧表面522的底切501的表面上，因此倾斜侧表面522的底切501的部分从钝化层550暴露。从钝化层550暴露的倾斜侧表面522的部分601不被钝化层550绝缘，从而降低半导体器件的可靠性。
根据实施例，可以通过控制倾斜侧表面120a的高度H和倾斜侧表面120a在水平方向上的距离d1来抑制底切的发生，并防止半导体器件的可靠性劣化和由于底切导致的低电流故障。
图7a是示出根据倾斜侧表面120a的阶梯差H和水平方向上的距离d1示出是否发生底切的第一实验结果的视图。在图7a中，H为1μm。
参照图7a，当d1为0.47μm至1.73μm时，不会发生底切。相反，当d1等于或小于0.36μm时，在倾斜侧表面120a中发生底切。
当d1超过1.15时，第一电极132和第二电极134之间的距离d2增加，从而增大半导体器件100的工作电压并降低发光效率。
为了同时防止倾斜侧表面120a中出现底切并且增加半导体器件100的工作电压，根据实施例的倾斜侧表面120a在水平方向上的距离d1可以是0.47μm至1.15μm，倾斜侧表面120a的内角θ可以是41°至65°。
图7b是示出根据倾斜侧表面的阶梯差H和水平方向上的距离d1示出是否发生底切的第二实验结果的视图。在图7b中，H为2μm。
参照图7b，当d1为0.93μm至3.46μm时，不会发生底切。相反，当d1等于或小于0.73μm时，在倾斜侧表面120a中发生底切。
当d1超过1.15μm时，第一电极132和第二电极134之间的距离d2增加，从而增大半导体器件100的工作电压并降低发光效率。
为了同时防止在倾斜侧表面120a中发生底切并且增大半导体器件100的工作电压，在图7b中，根据本实施例的倾斜侧表面120a在水平方向上的距离d1可以是0.93μm至1.15μm，并且倾斜侧表面120a的内角θ可以是60°至65°。另外，例如，倾斜侧表面120a与第二边缘301b处的第一区域S1的上表面之间的角度θ2可以是115°至120°。
图8a至图8e是示出根据倾斜侧表面120a的内角θ在倾斜侧表面120中是否发生底切的视图。
图8a示出倾斜侧表面120a的内角θ为31°的情况，图8b示出倾斜侧表面120a的内角θ为41°的情况，图8c示出倾斜侧表面120a的内角θ为65°的情况，图8d示出倾斜侧表面120a的内角θ为70°的情况，图8d示出了倾斜侧表面120a的内角θ为70°的情况，图8e示出倾斜侧表面120a的内角θ为80°的情况。
在图8a的倾斜侧表面、图8b的倾斜侧表面820以及图8c的倾斜侧表面830中不发生底切。相反，在图8d的倾斜侧表面中发生底切801，在图8e的倾斜侧表面中发生底切802。
当倾斜侧表面120a的内角θ为31°至65°时，倾斜侧表面120a中不发生底切，而当倾斜侧表面120a的内角θ为70°和80°时，在倾斜侧表面120a中发生底切。
当倾斜侧表面120a的内角θ小于41°时，第一电极530和第二电极540之间的距离增加，从而增大半导体器件的工作电压并降低发光效率。因此，根据实施例的倾斜侧表面120a的内角θ可以是41°至65°。
在另一个实施例中，H可以是0.6μm至1μm，d1可以是0.27μm至1.15μm。
例如，在另一个实施例中，H可以是0.6μm，并且d1可以是0.27μm至0.69μm。当H为0.6μm时，如果d1小于0.27μm，则在倾斜侧表面中发生底切，从而降低半导体器件的可靠性。
在另一个实施例中，H可以是0.8μm，并且d1可以是0.37μm至0.92μm。当H为0.8μm时，如果d1小于0.37μm，则在倾斜侧表面中发生底切，从而降低半导体器件的可靠性。
在另一个实施例中，H可以是1μm，并且d1可以是1.15μm。当H为1μm时，如果d1超过1.15μm，则半导体器件的工作电压增加。
在另一个实施例中，H可以是1.5μm，并且d1可以是0.69μm至1.15μm。当H为1.5μm时，如果d1小于0.69μm，则在倾斜侧表面中发生底切，从而降低半导体器件的可靠性。如果d1超过1.15μm，则半导体器件的工作电压增加。
在另一个实施例中，H可以是1.8μm并且d1可以是0.83μm至1.15μm。当H为1.8μm时，如果d1小于0.83μm，则在倾斜侧表面中发生底切，从而降低半导体器件的可靠性。如果d1超过1.15μm，则半导体器件的工作电压增加。
对于图案化的对准容差，倾斜侧表面120a的第二边缘301b与第一电极132之间的距离d4可以是至少10μm，并且倾斜侧表面120a的第一边缘301a与第二电极134之间的距离d3可以是至少10μm。
可以通过对d1、d3和d4求和来获得第一电极134和第二电极132之间在水平方向上的距离d2。
例如，当H＝1μm时，第一电极134和第二电极132之间在水平方向上的距离d2可以是20.47μm至21.15μm。
当d2小于20.47μm时，在倾斜侧表面中发生底切，从而降低半导体器件的可靠性。如果d1超过21.15μm，则半导体器件的工作电压增加。
例如，当H＝2μm时，第一电极134和第二电极132之间在水平方向上的距离d2可以是20.93μm～21.15μm。
当d2小于20.93μm时，在倾斜侧表面中发生底切，从而降低半导体器件的可靠性。如果d1超过21.15μm，则半导体器件的工作电压增加。
例如，当H为0.6μm、0.8μm、1.5μm或1.8μm时，可以通过将d3和d4加到d1获得d2。
钝化层140设置在发光结构120的侧表面和倾斜侧表面120a上，以便电保护发光结构120。
例如，钝化层140可以覆盖第一导电类型半导体层122的侧表面、有源层124的侧表面、第二导电类型半导体层126的侧表面以及倾斜侧表面120a。另外，钝化层140可以覆盖第二导电类型半导体层126的上表面的一部分(除了其中设置第二电极134的区域之外)。钝化层140可以由透光绝缘材料形成，例如SiO2、SiOx、SiOxNy、Si3N4或Al2O3，但不限于此。
由于根据实施例在倾斜侧表面120a中不发生底切，因此钝化层140不暴露倾斜侧表面120a的至少一部分，从而提高半导体器件的电可靠性。
发光结构120的侧表面可以通过用于分成芯片的隔离工艺而倾斜，并且发光结构120的倾斜侧表面120a的内角θ可以与发光结构120侧表面120-1的内角θ1不同。这里，发光结构120的侧表面相对于衬底110的上表面倾斜，其一端与衬底110接触，并且其另一端可以与第二导电类型半导体层126的上表面接触。
例如，倾斜侧表面120a的第一内角可以与包括第一导电类型半导体层122的侧表面、有源层124的侧表面和第二导电类型半导体层126的侧表面的第一侧表面的第二内角不同。例如，第一侧表面可以相对于衬底110的上表面倾斜，其一端可以与衬底110接触，并且其另一端可以与第二导电类型半导体层126的上表面接触。
图4是根据另一实施例的半导体器件的截面图。
参照图4，与图1所示的半导体器件100相比，半导体器件200还可以包括导电层150。
导电层150设置在第二导电类型半导体层126上，不仅减少全反射，而且还具有优异的透光率，使得从有源层124发射到第二导电类型半导体层126的光的提取效率可以增加。
可以使用透明导电氧化物将导电层150形成为单层或多层，透明导电氧化物为例如ITO(氧化铟锡)、TO(氧化锡)、IZO(氧化铟锌)、ITZO(铟锡锌氧化物)、IAZO(铟铝锌氧化物)、IGZO(铟镓锌氧化物)、IGTO(铟镓锡氧化物)、AZO(氧化铝锌)、ATO(氧化锑锡)、GZO(氧化镓锌)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Cr、Ti、Al、Au、Ni、Ag、Ni/IrOx/Au或Ni/IrOx/Au/ITO中的一种或多种。
第二电极134可以设置在导电层150上。
钝化层140可以设置在第二导电类型半导体层126的上表面的一部分上，如图2所示，或者钝化层140-1可以设置在发光结构120的侧表面上、倾斜侧表面120a'上和导电层150的上表面的一个区域中，如图4所示。
参考图2、图3、图7a、图7b和图8a至图8e描述的d1和H之间的关系以及θ和θ2的描述同样适用于图4的实施例。
图4中所示的阶梯差H1可以是第一区域S1和导电层150的上表面之间在垂直方向上的距离，并且在另一个实施例中，图4中所示的H1可以由图2和图3中的H代替。当图4中所示的H1可以由图2和图3中的H代替时，参考图2、图3、图7a、图7b和图8a至图8e描述的d1和H之间的关系以及θ和θ2的描述同样适用。
图9是示出根据实施例的半导体器件封装400的截面图。
参照图9，半导体器件封装400包括封装体410、第一和第二导电层422和424，半导体器件430、紫外线阻挡构件440a、粘合构件450a、光学构件460a和导线470。
封装体410支撑并容纳第一导电层422和第二导电层424、半导体器件430、紫外线阻挡构件440a、粘合构件450、光学构件460a和导线470。
封装体410可以由不会被紫外线褪色或损坏的材料形成，例如单层或多层陶瓷。例如，可以使用高温共烧陶瓷(HTCC)或低温共烧陶瓷(LTCC)来实现封装体410。
或者，封装体4 10可以包括氮化物或氧化物的绝缘材料，例如SiO2、SixOy、Si3N4、SiOxNy、Al2O3或AlN。
封装体410可以包括腔体，腔体包括侧表面和底部。例如，当从顶部观察时，封装体410的腔体的形状可以是圆形、多边形或椭圆形，但不限于此。
另外，封装体410可以包括下端412、壁414和上端416，并且下端412、壁414和上端416可以形成封装体410的腔体。这里，下端412、壁414和上端416可以由相同的材料整体形成，或者可以由不同的材料单独形成然后耦接。
第一导电层422和第二导电层424可以设置在封装体410中以彼此间隔开，并且封装体410的一部分可以设置在第一导电层422和第二导电层424之间，使得第一和第二导电层422和424彼此电绝缘。第一和第二导电层422和424可以用术语第一和第二引线框架代替。
例如，第一导电层422和第二导电层424可以设置在封装体410的下端412上，并且壁414可以设置在第一导电层422和第二导电层424的边缘区域中。
第一导电层422和第二导电层424中的每一个的上表面可以通过封装体410的腔体暴露，并且第一导电层422和第二导电层424中的每一个的一端可以通过封装体410暴露。第一导电层422和第二导电层424中的每一个的一端可以弯曲，以便提高防止水分渗透的气密性和与封装体410的粘合。
封装体410的腔体的侧表面的上端可以具有弯曲部或阶梯部，光学构件460a安置在弯曲部或阶梯部中，并且弯曲部可以设置有用于固定或者支撑光学构件460a的突起456。
封装体410的壁414可以设置在下端412的上表面的边缘处，以围绕设置在第一导电层422上的半导体器件430。
封装体410的壁414可以与半导体器件430隔开预定间隔，或者可以设置在封装体410的下端112的上表面的边缘上，以围绕圆形或多边形形状的半导体器件，其形状不限于此。
封装体410的上端416设置在壁414的上表面上，以引导光学构件460a。例如，封装体410的上端416可以设置在壁114的上表面的边缘处，以围绕光学构件560的侧表面，从而引导光学构件460a。封装体410的上端416的形状可以等于壁414的形状，并且可以是圆形或多边形，但不限于此。
封装体410的壁414的上表面可以支撑紫外线阻挡构件440a。例如，紫外线阻挡构件44a0可以设置在壁414的上表面上。另外，粘合构件450a可以设置在封装体410的壁414的上表面和紫外线阻挡构件440a的下表面之间以及上端416的内侧表面和紫外线阻挡构件440a的一个侧表面之间。
半导体器件430可以设置在由腔体暴露的第一导电层422的上表面上，并且可以电连接到第一导电层422和第二导电层424。半导体器件430可以是上述实施例中的100或200，并且可以通过芯片键合键合到第一导电层422的上表面。
导线470将半导体器件430电连接到第一和第二导电层422和424中的至少一个。在另一个实施例中，半导体器件430可以通过芯片键合(诸如糊胶键合、倒装芯片键合和共晶键合等)电连接到第一和第二导电层422和424。
紫外线阻挡构件440a布置在设置在封装体410的上端416中的弯曲部中，以防止由半导体器件430产生的紫外线照射到粘合构件450a。
例如，紫外线阻挡构件440a可以从壁414的内侧表面突出。
紫外线阻挡构件440a可以由不透射UV的玻璃形成。另外，紫外线阻挡构件440a可以由不透过UV的无机材料形成，例如铝、铜、铝合金或铜合金。
粘合构件450a可以设置在紫外线阻挡构件440a和封装体410的腔体的侧表面的弯曲部之间，并且可以负责将紫外线阻挡构件440a附接到封装体410的腔体的侧表面。
粘合构件450a可以由用于将紫外线阻挡构件440a粘附到封装体410的粘合材料形成，例如有机材料。
例如，粘合构件450a可以是UV粘合剂，其是UV固化粘合剂。UV粘合剂指液体粘合剂，当用紫外线照射液体粘合剂时，通过液体粘合剂中包含的光引发剂与紫外线的反应，在短时间内固化成固体粘合剂。
光学构件460a设置在半导体器件430上方，并且光学构件460a的边缘熔化并耦接到紫外线阻挡构件440a的一端。光学构件460a透射从半导体构件460a接收的紫外线。
例如，光学构件460a可以采用板或片的形式，以使具有200nm至280nm波长的UVC通过，并且可以由玻璃或熔融石英形成。
根据另一实施例，可以实现包括根据上述实施例的半导体器件或半导体器件封装的显示设备、指示器或照明系统，并且例如，照明系统可以包括台灯或街灯。
图10是示出根据实施例的照明设备的视图。
参照图10，照明设备可包括盖1100、光源模块1200、散热器1400、电源1600、内壳1700和插座1800。此外，根据实施例的照明设备还可包括构件1300和保持器1500中的一个或多个。
盖1100可以具有球形或半球形，其内部可以是中空的并且其一部分可以是敞开的。盖1100可以与光源模块1200光学耦合。例如，盖1100可以漫射、散射或激发从光源模块1200接收的光。盖1100可以是光学构件。盖1100可以与散热器1400耦接。盖1100可以具有与散热器1400耦接的耦接部。
盖1100的内表面可涂覆有乳白色颜料。乳白色颜料可包括用于漫射光的漫射剂。盖110的内表面的表面粗糙度可以大于盖1100的外表面的表面粗糙度，以便充分地散射和漫射来自光源模块1200的光并将光发射到外部。
盖1100的材料可以是玻璃、塑料、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或聚碳酸酯(PC)。这里，聚碳酸酯具有优异的耐光性、耐热性和强度。盖1100可以是透明的，使得光源模块1200从外部可见，但不限于此。盖可以是不透明的。可以通过吹塑成型来形成盖1100。
光源模块1200可以设置在散热器1400的一个表面上，并且由光源模块1200产生的热量可以传导到散热器1400。光源模块1200可以包括光源单元1210、连接板1230和连接器1250。每个光源单元1210可以包括根据实施例的半导体器件100或200或图9的半导体器件封装。
构件1300可以设置在散热器1400的上表面上并且可以具有引导槽1310，多个光源单元1210和连接器1250插入引导槽1310中。引导槽1310可以对应于光源单元1210和连接器1250的衬底或与其对准。
可以将光反射材料施加到或涂覆在构件1300的表面上。
例如，可以将白色颜料施加到或涂覆在构件1300的表面上。这样的构件1300可以反射光，该光已经被盖1100的内表面反射并且已经返回到光源模块1200，再次朝向盖1100。因此，可以提高根据该实施例的照明设备的发光效率。
例如，构件1300可以由绝缘材料形成。光源模块1200的连接板1230可包括导电材料。因此，可以发生散热器1400和连接板1230之间的电接触。构件1300可以由绝缘材料形成，以防止连接板1230和散热器1400之间的电短路。散热器1400可以从光源模块1200接收并且从电源1600接收热量，并且耗散热量。
保持器1500封闭内壳1700的绝缘部分1710的接收槽1719。因此，容纳在内壳1700的绝缘部分1710中的电源1600可以被气密地密封。保持器1500可以具有引导突起1510，并且引导突起1501可以具有孔，电源1600的突起1610穿过该孔。
电源1600处理并转换从外部接收的电信号，并将经处理或转换的电信号提供给光源模块1200。电源1600可以容纳在内壳1700的接收槽1719中，并且被保持器1500的内壳1700密封。电源1600可以包括突起1610、引导部分1630、基部1650和延伸部分1670。
引导部分1630可以从基部1650的一侧向外突出。引导部分1630可以插入保持器1500。多个部件可以设置在基部1650的一个表面上。多个部件可以包括用于将从外部电源接收的AC电压转换成DC电压的AC/DC转换器、用于控制光源模块1200的驱动的驱动芯片、以及用于保护光源模块1200的静电放电(ESD)保护器件等，但不限于此。
延伸部分1670可以从基部1650的另一侧向外突出。延伸部分1670可以插入内壳1700的连接部分1750中，并且可以从外部接收电信号。例如，延伸部分1670的宽度可以等于或小于内壳1700的连接部分1750的宽度。每个“正(+)线”和“负(-)线”的一端可以电连接到延伸部分1670，并且其另一端可以电连接到插座1800。
内壳1700可以包括与电源1600一起设置在其中的模制部分。模制部分通过硬化模制液体形成并且用于将电源1600固定在内壳1700内。
图11是示出根据实施例的显示设备800的视图。
参照图11，显示设备800可包括底盖810、设置在底盖810上的反射板820、用于发射光的发光模块830和835、设置在反射板820前方840以引导将从发光模块830和835发射的光引导到显示设备前侧的导光板、包括设置在导光板840前方的棱镜片850和860的光学片、设置在光学片前方的显示面板870、连接到显示面板870以向显示面板870提供图像信号的图像信号输出电路872、以及设置在显示面板870前方的滤色器880。底盖810、反射板820、发光模块830和835、导光板840和光学片可以配置背光单元。
发光模块可以包括安装在衬底830上的半导体器件封装835。可以使用印刷电路板(PCB)等作为衬底830。半导体器件封装835可以是上述实施例。
底盖810可以容纳显示设备800的元件。另外，反射板820可以设置为如图中所示的单独元件，或者可以通过用具有高反射率的材料涂覆底盖810的前表面或者导光板840的后表面来提供。
反射板820可以由具有高反射率的材料形成，并且可以用作超薄型，并且可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成。
另外，导光板830可以由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)或聚乙烯(PE)形成。
通过将透光和弹性聚合物施加到支撑膜的表面来形成第一棱镜片850。聚合物可以具有棱镜层，其中重复地形成多个3D结构。这里，这些结构可以设置为条纹图案，其中脊和谷重复地形成，如图中所示。
此外，第二棱镜片860的支撑膜的一个表面上脊和谷的方向可以垂直于第一棱镜片850中支撑膜的一个表面上脊和谷的方向，为了将从发光模块和反射片接收的光均匀地分散到显示面板1870的整个表面。
尽管未示出，但是漫射片可以设置在导光板840和第一棱镜片850之间。漫射片可以由基于聚酯和基于聚碳酸酯的材料形成，并且可以最大化通过折射和散射从背光单元接收的光的入射角。漫射片可包括包含光漫射剂的支撑层、以及形成在光出射表面(第一棱镜片方向)和光入射表面(反射片方向)上并且不包括漫射剂的第一和第二层。
在该实施例中，漫射片、第一棱镜片850和第二棱镜片860构成光学片。光学片可以由其他组合形成，例如，微透镜阵列、漫射片和微透镜阵列的组合、或者一个棱镜片和微透镜阵列的组合。
作为显示面板870，可以设置液晶显示面板。此外，除了液晶显示面板之外，还可以提供需要光源的其他种类的显示器件。
根据实施例的半导体器件可以是激光二极管。与发光器件类似，激光二极管可以包括具有上述结构的第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层。
例如，根据实施例的半导体器件可以是光电检测器。这种光电探测器包括(硅或硒)光电池、(硫化镉或硒化镉)光电导器件、光电二极管(例如，在可见盲光谱区或真盲光谱区具有峰值波长的PD)、光电晶体管，光电倍增管、光电管(真空或充气的)或IR(红外)检测器，但不限于此。
另外，根据实施例的半导体器件不一定由半导体形成，并且在一些情况下还可以包括金属材料。例如，可以使用Ag、Al、Au、In、Ga、N、Zn、Se、P或As中的至少一种来实现诸如发光器件的半导体器件，或者可以使用掺杂有p型或n型掺杂剂或本征半导体材料的半导体材料来实现诸如发光器件的半导体器件。
与上述实施例相关联描述的特征、结构和效果等被结合到本公开的至少一个实施例中，但不仅限于一个实施例。此外，通过本领域技术人员的组合或修改，可以在其他实施例中实现与各个实施例相关联的示例的特征、结构和效果等。因此，与这种组合和修改有关的内容应被解释为落入本公开的范围内。
工业适用性
这些实施例可以用于能够确保可靠性并抑制工作电压增加的半导体器件。

Claims (10)

1.一种半导体器件，包括：
衬底；
第一导电类型半导体层，设置在所述衬底上；
第二导电类型半导体层，设置在所述第一导电类型半导体层上；以及
有源层，设置在所述第一导电类型半导体层与所述第二导电类型半导体层之间，
其中所述第一导电类型半导体层包括第一区域，所述第一导电类型半导体层的一部分暴露在所述第一区域中，
其中倾斜部分设置在所述第一区域的上表面与所述第二导电类型半导体层的上表面之间，
其中所述倾斜部分包括与所述第二导电类型半导体层的所述上表面接触的第一边缘和与所述第一导电类型半导体层的所述第一区域的所述上表面接触的第二边缘，
其中所述第一长度与所述第二长度的比率为1：0.87至1：4.26，以及
其中所述第一长度是所述第一边缘与所述第二边缘之间沿第一方向的长度，所述第二长度是所述第一边缘与所述第二边缘之间沿第二方向的长度，并且所述第一方向和所述第二方向彼此垂直。
2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述倾斜部分与所述第二边缘处的所述第一区域的所述上表面之间的角度为115°至139°。
3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述第一长度为0.47μm至1.15μm，所述第二长度为1μm至2μm。
4.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括设置在所述倾斜部分上的钝化层。
5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述第一长度为0.93μm至1.15μm。
6.根据权利要求5所述的半导体器件，其中所述倾斜部分与所述第二边缘处的所述第一区域的所述上表面之间的角度为115°至120。
7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述第一导电类型半导体层是n-AlyGa(1-y)N，所述第二导电类型半导体层是p-AlxGa(1-x)N，并且所述第一导电类型半导体层中Al的含量y为0.4至0.6。
8.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：
第一电极，设置在所述第一导电类型半导体层的所述第一区域中；以及
第二电极，设置在所述第二导电类型半导体层上，
其中所述第一电极与所述第二边缘间隔开，以及
其中所述第二电极与所述第一边缘间隔开。
9.根据权利要求8所述的半导体装置，
其中第二边缘与所述第一电极之间的距离为至少10μm，所述第一边缘与所述第二边缘之间的距离为至少10μm。
10.根据权利要求1所述的半导体器件，
其中所述倾斜部分的第一内角不同于第一侧表面的第二内角，所述第一侧表面包括所述第一导电类型半导体层的侧表面、所述有源层的侧表面和所述第二导电的侧表面半导体层的侧表面，以及
其中所述第一侧表面相对于所述衬底的所述上表面倾斜，所述第一侧表面的一端与所述衬底接触，所述第一侧表面的另一端与所述第二导电类型半导体层的所述上表面接触。
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