CN109390446A - 半导体器件 - Google Patents

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Abstract

实施例公开了一种半导体器件，包括：发光结构，包括第一导电半导体层、第二导电半导体层和有源层；第一电极，电连接至第一导电半导体层；第二电极，电连接至第二导电半导体层；第一覆盖电极，设置在第一电极上；以及绝缘层，设置在第一电极与第二电极之间，其中绝缘层包括设置在第一导电半导体层与第一覆盖电极之间的第一绝缘部以及设置在第一覆盖电极上的第二绝缘部，其中第一覆盖电极包括设置在第一绝缘部的上表面与第二绝缘部的下表面之间的第一突起部。

Description

半导体器件
技术领域
本发明涉及半导体器件。
背景技术
由于包括诸如GaN和AlGaN等化合物的半导体器件具有能带隙宽且易于调节等许多优点，因而半导体器件可以广泛用作发光元件、光接收元件、各种二极管等。
特别是，使用第III-V族或第II-VI族化合物半导体材料的诸如发光二极管或激光二极管等发光元件的优点在于由于薄膜生长技术和元件材料得到了发展，可以展现出诸如红色、绿色、蓝色和紫外线颜色等各种颜色，可以使用荧光材料或通过混合颜色产生高效白光，并且与诸如荧光灯和白炽灯等传统光源相比，可以实现低功耗、半永久寿命、快速响应时间、安全性和环境友好性。
此外，在使用第III-V族或第II-VI族化合物半导体制造诸如光电检测器或太阳能电池等光接收元件的情况下，由于元件材料被开发为通过吸收各种波长范围的光来产生光电流，因而可以使用从伽马射线范围到无线电波长范围的各种波长范围内的光。另外，由于光接收元件具有响应时间快、安全、环境友好且元件材料易于调节的优点，因而光接收元件也可以容易地用于功率控制或超高频电路或通信模块。
因此，半导体器件的应用已经扩展到了光通信设备的传输模块、取代包括在液晶显示(LCD)设备的背光中的冷阴极荧光灯(CCFL)的发光二极管背光、包括可以取代荧光灯泡或白炽灯泡的白色发光二极管的照明设备、汽车前灯、交通信号灯、检测气体或火灾的传感器等。另外，半导体器件的应用可以扩展到用于高频应用的电路、其他功率控制装置和通信模块。
特别地，配置为发出紫外波长范围的光的发光元件可以进行固化或消毒，因此可以用于固化、医疗和消毒。
近来，已经对紫外发光元件进行了积极的研究，但是存在将紫外发光元件制成倒装芯片的问题。
发明内容
本发明涉及倒装芯片型紫外发光元件。
另外，本发明涉及一种其工作电压得到改善的半导体器件。
另外，本发明涉及一种其光输出功率得到增加的半导体器件。
本发明的目的不限于上述目的，并且可以包括可从下面描述的对象的方案或实施例得出的目的或效果。
根据本发明的一个方面，提供一种半导体器件，包括：第一导电半导体层；第二导电半导体层；有源层，设置在第一导电半导体层和第二导电半导体层上；第一电极，电连接至第一导电半导体层；第二电极，电连接至第二导电半导体层；第一焊盘，电连接至第一电极；第二焊盘，电连接至第二电极，其中第一焊盘和第二焊盘设置为沿第一方向彼此分离；第一电极包括：第一连接电极，配置为沿与第一方向垂直的第二方向在第一导电半导体层与第一焊盘之间延伸；以及多个第一分支电极，配置为从第一连接电极延伸到第二焊盘；第二电极包括：第二连接电极，配置为沿第二方向在第二导电半导体层与第二焊盘之间延伸；以及多个第二分支电极，配置为从第二连接电极延伸到第一焊盘；第一连接电极沿第一方向的宽度小于第二连接电极沿第一方向的宽度；第一分支电极沿第二方向的宽度小于第二分支电极沿第二方向的宽度。
第二电极的总面积可以大于第一电极的总面积。
第二电极的总面积与第一电极的总面积的比可以处于1：0.5至1：0.7的范围内。
第一连接电极可以围绕第二电极。
第二导电半导体层的最大周长(P11)与第二导电半导体层的最大面积(P12)的比(P11/P12)可以处于0.02μm-1至0.05μm-1的范围内。
第一连接电极沿第一方向的宽度与第二连接电极沿第一方向的宽度的比可以处于1：1.1至1：1.5的范围内。
第一分支电极沿第二方向的宽度与第二分支电极沿第二方向的宽度的比可以处于1：2至1：4的范围内。
根据本发明的另一个方面，提供一种半导体器件，包括：发光结构，包括第一导电半导体层、第二导电半导体层和有源层；第一电极，电连接至第一导电半导体层；第二电极，电连接至第二导电半导体层；第一覆盖电极，设置在第一电极上；以及绝缘层，设置在第一电极与第二电极之间，其中绝缘层包括设置在第一导电半导体层与第一覆盖电极之间的第一绝缘部以及设置在第一覆盖电极上的第二绝缘部，其中第一覆盖电极包括设置在第一绝缘部的上表面与第二绝缘部的下表面之间的第一突起部。
附图说明
通过参考附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述和其他目的、特征和优点对于本领域普通技术人员将变得更加明显，其中：
图1是示出根据本发明的一个实施例的半导体器件的剖视图；
图2是示出图1的一部分的放大图；
图3是示出根据本发明的一个实施例的半导体器件的平面图；
图4是示出根据一个实施例的第一欧姆电极和第二欧姆电极的布置的视图；
图5A和图5B分别是示出通过台面蚀刻工艺形成的发光区域的平面图和剖视图；
图6A和图6B分别是示出形成在半导体结构上的第一绝缘层的平面图和剖视图；
图7A和图7B分别是示出第一欧姆电极的平面图和剖视图；
图8A和图8B分别是示出第二欧姆电极的平面图和剖视图；
图9A和图9B分别是示出通过蚀刻第一欧姆电极形成的第一凹槽的平面图和剖视图；
图10A和图10B分别是示出第一电极和第二电极的平面图和剖视图；
图11A和图11B分别是示出第二绝缘层的平面图和剖视图；以及
图12A和图12B分别是示出形成在第二绝缘层上的焊盘电极的平面图和剖视图。
具体实施方式
本发明的实施例可以变型为不同的形式，或者多个实施例可以相结合，本发明的范围不限于下文描述的实施例。
尽管在其他实施例中并没有给出在特定实施例中给出的描述，但是可以将描述理解为对其他实施例的描述，只要不给出相反或不一致的描述。
例如，当在特定实施例中描述了元件A的特征而在另一个实施例中描述了元件B的特征时，本发明的范围包括元件A和B相结合的实施例，即使该实施例没有得到明确描述，只要没有给出相反或不一致的描述即可。
在对实施例的描述中，在任何一个元件被描述为形成在另一个元件上(或下)的情况下，这样的描述包括两个元件形成为彼此直接接触的情况以及两个元件彼此间接接触使得一个或多个其他元件介于两个元件之间的情况。另外，当一个元件被描述为形成在另一个元件上(或下)时，这样的描述可以包括一个元件形成在另一个元件的上侧或下侧的情况。
在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例，使得本领域技术人员可以容易地执行本发明。
图1是示出根据本发明的一个实施例的半导体器件的剖视图，图2是示出图1的一部分的放大图，图3是示出根据本发明的一个实施例的半导体器件的平面图，以及图4是示出根据一个实施例的第一欧姆电极和第二欧姆电极的布置的视图。
参照图1，根据本发明的一个实施例的半导体器件可以包括半导体结构(发光结构)120；第一绝缘层171，设置在半导体结构120上；第一电极151，设置在第一导电半导体层121上；第二电极161，设置在第二导电半导体层123上；第一覆盖电极152，设置在第一电极151上；第二覆盖电极162，设置在第二电极161上；以及第二绝缘层172，设置在第一覆盖电极152和第二覆盖电极162上。
根据本发明的实施例的半导体结构120可以输出紫外波段的光。例如，半导体结构120可以输出近紫外波段(UV-A)的光、远紫外波段(UV-B)的光、或深紫外波段(UV-C)的光。波长范围可以由半导体结构120中的Al的组分比确定。
例如，UV-A的峰值波长可以处于320nm至390nm的范围，UV-B的峰值波长可以处于280nm至320nm的范围，并且UV-C的峰值波长可以处于100nm至280nm的范围。
当半导体结构120发出紫外波段的光时，半导体结构120的半导体层可以包括包含铝的Inx1Aly1Ga1-x1-y1N材料(0≤x1≤1，0<y1≤1，0≤x1+y1≤1)。这里，Al的组分可以表示为Al的原子量与In的原子量、Ga的原子量和Al的原子量的总原子量的比。例如，在Al40Ga60N中，当Al的组分为40％时，Ga的组分可以是60％。
另外，当描述实施例时，“组分是低的或高的”的含义可以理解为包括半导体层的“组分％(和/或百分点)的差”。例如，在第一半导体层的Al的组分为30％，第二半导体层的Al的组分为60％的情况下，第二半导体层中的Al的组分可以表示为比第一半导体层中的Al的组分高30％。
衬底110可以由选自蓝宝石(Al2O3)、SiC、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP和Ge的材料形成，但不限于此。衬底110可以是透明衬底，该透明衬底可以透射紫外波段的光。
缓冲层111可以减少衬底110与半导体层之间的晶格失配。缓冲层111可以由组合了第III族和第V族元素的材料形成，或者可以包括GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN中的任何一种。在本实施例中，缓冲层111可以是AlN，但不限于此。缓冲层111可以包括掺杂剂，但不限于此。
第一导电半导体层121可以由第III-V族或第II-VI族化合物半导体等形成，并且可以掺杂有第一掺杂剂。第一导电半导体层121可以选自组分方程为Inx1Aly1Ga1-x1-y1N(0≤x1≤1，0<y1≤1，0≤x1+y1≤1)的半导体材料，例如，AlGaN、AlN、InAlGaN等。另外，第一掺杂剂可以是诸如Si、Ge、Sn、Se和Te等n型掺杂剂。在第一掺杂剂是n型掺杂剂的情况下，掺杂有第一掺杂剂的第一导电半导体层121可以是n型半导体层。
有源层122可以设置在第一导电半导体层121和第二导电半导体层123之间。有源层122是使通过第一导电半导体层121注入的电子(或空穴)与通过第二导电半导体层123注入的空穴(或电子)相遇的层。当电子和空穴重新结合时，有源层122可以转变为低能级，并且可以产生具有紫外波长的光。
有源层122可以具有单阱结构、多阱结构、单量子阱结构、多量子阱(MQW)结构、量子点结构或量子线结构中的任何一种结构，但不限于此。
有源层122可以包括多个阱层(未示出)和阻挡层(未示出)。阱层和阻挡层可以具有组分方程Inx2Aly2Ga1-x2-y2N(0≤x2≤1，0<y2≤1，0≤x2+y2≤1)。阱层的Al的组分可以根据待发出的光的波长而变化。
第二导电半导体层123可以形成在有源层122上，并且可以由第III-V族或第II-VI族化合物半导体等形成，第二导电半导体层123可以掺杂有第二掺杂剂。
第二导电半导体层123可以由组分方程为Inx5Aly2Ga1-x5-y2N(0≤x5≤1，0<y2≤1，0≤x5+y2≤1)的半导体材料形成，或者可以由选自AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP和AlGaInP的材料形成。
在第二掺杂剂是诸如Mg、Zn、Ca、Sr和Ba等p型掺杂剂的情况下，掺杂有第二掺杂剂的第二导电半导体层123可以是p型半导体层。
半导体结构120包括使有源层122和第二导电半导体层123设置在第一导电半导体层121上的第一区域M1以及暴露第一导电半导体层121的第二区域M2。第一区域M1可以是发光部，第二区域M2可以是非发光部。
第一绝缘层171可以置于第一电极151和第二电极161之间。具体地，第一绝缘层171可以包括设置有第一电极151的第一孔171a以及设置有第二电极161的第二孔171b。
第一电极151可以设置在第一导电半导体层121的第一表面121a上，第二电极161可以设置在第二导电半导体层123的第一表面123a上。
有源层123设置在第一导电半导体层121的第一表面121a和第二导电半导体层123的与第二导电半导体层123的第一表面123a相对的第二表面123b之间。
第一电极151和第二电极161可以由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、铟铝锌氧化物(IAZO)、铟镓锌氧化物(IGZO)、铟镓锡氧化物(IGTO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锑锡(ATO)、氧化镓锌(GZO)、氮氧化铟锌(IZON)、Al-Ga ZnO(AGZO)、In-Ga ZnO(IGZO)、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、Ni/IrOx/Au/ITO、Ag、Ni、Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Sn、In、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf中的至少一种形成，但不限于此。例如，第一电极151可以包括多个金属层(例如，Cr/Al/Ni)，第二电极161可以是ITO。
参照图2，第一电极151可以包括面向第一导电半导体层121的第一表面121a的第一表面151-1和与第一导电半导体层121的第一表面121a相对的第二表面151-2。第一电极151可以包括设置在其第二表面151-2上的第一凹槽151a。
与普通的可见发光元件不同，在紫外发光元件的情况下，需要在高温下对电极进行热处理以进行欧姆接触。例如，可以在大约600℃至900℃的温度下对第一电极151和/或第二电极161进行热处理，并且在该工艺中，氧化物层(OX1)可以形成在第一电极151的第二表面151-2上。然而，由于氧化物层可以用作电阻层，因此工作电压可以增大。
因此，根据实施例的第一电极151的氧化物层OX1可以通过在其一个表面上形成第一凹槽151a来去除。在该工艺中，可以形成围绕第一凹槽151a的突起151b。
突起151b在远离第一导电半导体层121的第一表面121a的方向上从第一电极151的第二表面151-2延伸。因此，其上设置有第一凹槽151a的第二表面151-2低于其上设置有突起151b的第二表面151-2。突起151b可以布置成围绕第一凹槽151a，但不限于此。突起151b可以包括围绕第一凹槽151a的环形。
在蚀刻整个第一电极151的情况下，第一电极151周围的第一绝缘层171可能被蚀刻并且可能在它们之间发生短路。因此，在该实施例中，可以通过仅蚀刻第一电极151的一部分来防止第一绝缘层171被蚀刻。因此，根据实施例的第一电极151的边缘区域保留以形成突起151b。
根据需要，通过调节掩模的厚度，也可以相对轻微地蚀刻第一电极151的突起151b。在这种情况下，也可以去除残留在突起151b上的氧化物层的一部分和第一电极151的侧表面。
第一覆盖电极152可以形成在第一电极151上。第一电极可以包括设置在第一凹槽内部的第一不平坦部152c。第一覆盖电极152可以覆盖第一电极151的侧表面。在这种情况下，由于第一覆盖电极152和第一电极151的接触面积增大，因而工作电压可以进一步降低。
第一绝缘层171设置在第一半导体层121的第一表面121a、第二半导体层123的第一表面123a和有源层122的侧表面122a上。
第一覆盖电极152可以包括设置在第一绝缘层171和第一电极151的侧边缘之间的间隔区域d2上的第二不平坦部152b。第二不平坦部152b可以与第一导电半导体层121直接接触。因此，可以提高电流注入效率。间隔区域d2的宽度可以在大约1μm至10μm的范围内，但不限于此。第一覆盖电极152延伸到第一电极151的第一凹槽151a中并且延伸到第一绝缘层171和第一电极151的侧边缘之间的间隔区域d2中。
第一覆盖电极152可以延伸到第一绝缘层171上方的部分。第一覆盖电极152沿第一导电半导体的厚度方向与第一绝缘层171重叠。因此，由于第一覆盖电极152的总面积增大，因而工作电压可以降低。
返回参照图1，第二覆盖电极162可以设置在第二电极161上。第二覆盖电极162可以覆盖第二电极161的侧表面，但是不限于此。例如，第二覆盖电极162也可以仅设置在第二电极161上。
第一覆盖电极152和第二覆盖电极162可以由Ni/Al/Au、Ni/IrOx/Au、Ag、Ni、Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Sn、In、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf中的至少一种形成，但不具体限制于此。然而，第一覆盖电极152和第二覆盖电极162的暴露在外的最外层可以包括金(Au)。金(Au)可以防止电极的腐蚀，改善导电性，从而使第一覆盖电极152和第二覆盖电极162易于电连接至焊盘。
第二绝缘层172可以设置在第一覆盖电极152、第二覆盖电极162和第一绝缘层171上。第二绝缘层172可以包括使第一覆盖电极152暴露的第一开口和使第二覆盖电极162暴露的第二开口。第一开口包括第一通孔152a，第二开口包括第二通孔162a。
第一绝缘层171和第二绝缘层172可以由从SiO2、SixOy、Si3N4、SixNy、SiOxNy、Al2O3、TiO2、AlN等构成的组选择的至少一种形成。在形成第二绝缘层172的工艺中，可以去除第一绝缘层171与第二绝缘层172之间的边界的一部分。
第一焊盘153可以设置在第一覆盖电极152上，第二焊盘163可以设置在第二覆盖电极162上。第一焊盘153和第二焊盘163可以是共晶接合的，但不限于此。
根据实例施，由于第二绝缘层172设置在位于第一电极151与第二电极161之间的区域中的第一绝缘层171上，因此，可以防止水分和污染物渗透半导体结构120。在高温生长过程中，第一绝缘层171和第二绝缘层172可以形成一个绝缘层170。绝缘层170可以包括位于第一电极151与第二电极152之间的区域中的凹陷170-5。
绝缘层170可以包括设置在第一导电半导体层121和第一覆盖电极152之间的第一绝缘部170-1以及设置在第一覆盖电极152的上表面上的第二绝缘部170-2。第一覆盖电极152可以包括设置在第一绝缘部170-1的上表面与第二绝缘部170-2的下表面之间的第一突起部152d。
第一绝缘部170-1可以延伸到第一覆盖电极152的内部。因此，可以防止水分和污染物渗透半导体结构120。当第一绝缘部170-1和第一覆盖电极152彼此分离时，第一导电半导体层121可以暴露在第一绝缘部170-1和第一覆盖电极152之间，并且可以被氧化。
第二绝缘部170-2可以设置在第一覆盖电极152的侧表面和上表面上，并且可以在第一覆盖电极152和第一焊盘153之间延伸。因此，可以防止水分和污染物渗透半导体结构120。
根据实施例，第一绝缘层171、第一覆盖电极152和第二绝缘层172可以配置为防止水分和污染物的渗透。
第一绝缘部170-1沿竖直方向与第一覆盖电极152重叠的第一宽度d11可以大于第一间隔区域d2的宽度。因此，可以改善防止水分渗透的效果。
第二绝缘部170-2沿竖直方向与第一覆盖电极152重叠的宽度d12可以大于第一绝缘部170-1与第一覆盖电极152重叠的第一宽度d11。此时，第二绝缘部170-2可以沿竖直方向与第一电极151重叠。因此，这可以有效地防止水分渗透。
绝缘层170包括设置在第二导电半导体层123与第二覆盖电极162之间的第三绝缘部170-3以及设置在第二覆盖电极162的上表面上的第四绝缘部170-4。
第三绝缘部170-3可以延伸到第二覆盖电极162的内部。因此，可以防止水分和污染物渗透第二导电半导体层123。当第三绝缘部170-3和第二覆盖电极162彼此分开时，第二导电半导体层123暴露在第三绝缘部170-3与第二覆盖电极162之间，使得第二导电半导体层123可能被氧化。
第四绝缘部170-4可以设置在第二覆盖电极162的侧表面和上表面上，并且可以在第二覆盖电极162与第二焊盘163之间延伸。因此，可以防止水分和污染物渗透半导体结构120。
第四绝缘部170-4沿竖直方向与第二覆盖电极162重叠的宽度d22可以大于第三绝缘部170-3与第一覆盖电极162重叠的宽度d21。
第二覆盖电极162可以延伸到第三绝缘部170-3与第二电极161的侧表面之间的第二间隔区域中，并且可以与第二导电类型半导体层123接触。因此，可以提高电流注入效率。第二间隔区域的宽度可以为大约1μm至大约10μm，但不限于此。
参照图3和图4，半导体结构120可以包括发光部M1，发光部M1被蚀刻以从半导体结构120突出。发光部M1可以包括有源层122和第二导电半导体层123。
这里，发光部M1的最大周长P11与最大面积P12的比P11/P12可以处于0.02μm-1至0.05μm-1的范围内。这里，发光部M1的最大周长和最大面积可以与第二导电半导体层(或有源层)的最大周长和最大面积相同。
当比P11/P12为0.02或更大时，由于发光部的周长增加得比其面积大，因而光输出功率可能增加。例如，由于从发光部的侧表面发出光的可能性增大，因而光输出功率可能增大。另外，可以防止在比P11/P12为0.05或更小的情况下因为发光部的周长与其面积相比增加过大引起的光输出功率降低的问题。例如，在发光部的周长与其面积同样过度增加的情况下，可以连续地设置非常窄的发光部。然而，在这种情况下，由于设置在发光部上的电极也可能非常窄，因而其电阻可能增加。因此，工作电压可能增加。
发光部M1可以包括使多个发光部沿第二方向彼此间隔开的多个第一发光部M11以及沿第二方向延伸并连接到多个第一发光部的端部以实现发光部M1的周长与面积合适比的第二发光部M12。
第二覆盖电极162可以具有与发光部M1对应的形状。另外，第一电极的形状可以设置为围绕第二电极。
第一焊盘153和第二焊盘163可以设置在平坦表面上，以沿第一方向彼此间隔开。第一方向(第一平面方向)可以是X方向，第二方向(第二平面方向)可以是Y方向。第一方向和第二方向可以彼此垂直，但不限于此。
第一焊盘153可以通过第二绝缘层的第一通孔152a电连接至第一覆盖电极152，第二焊盘163可以通过第二绝缘层的第二通孔162a电连接至第二覆盖电极162。第一通孔152a可以是沿着第一覆盖电极152的形状形成的一个孔，第二通孔162a可以包括多个通孔。然而，孔的数量和形状不限于此。
参照图4，第二覆盖电极162可以包括沿第二方向(Y方向)在第二导电半导体层123与第二焊盘163之间延伸的第二连接电极162-2以及沿第一方向(X方向)从第二连接电极162-2延伸到第一焊盘153的多个第二分支电极162-1。
第一覆盖电极152可以包括沿第二方向在第一导电半导体层121与第一焊盘153之间延伸的第一连接电极152-2以及从第一连接电极152-2朝向第二焊盘163延伸的多个第一分支电极152-1。第一通孔152a包括与第一连接电极152-2和第一分支电极152-1对应的形状。
第一连接电极152-2可以设置为沿着半导体结构120的边缘延伸以围绕第二覆盖电极162。因此，当向其施加电流时，电流可以均匀地分布到第一导电半导体层121。
第一连接电极152-2沿第一方向的宽度W3可以小于第二连接电极162-2沿第一方向的宽度W4。第一连接电极152-2沿第一方向的宽度与第二连接电极162-2沿第一方向的宽度的比W3：W4可以在1：1.1至1：1.5的范围内。在宽度比W3：W4为1：1.1或更大的情况下，由于第二覆盖电极162的面积增大，空穴注入效率可以提高，并且在宽度比为1：1.5或更小的情况下，由于确保了第一连接电极152-2的面积，因而可以提高电子注入效率。
第一分支电极152-1可以置于相邻的第二分支电极162-1之间。这里，第一分支电极152-1沿第二方向的宽度W2可以小于第二分支电极162-1沿第二方向的宽度W1。第一分支电极152-1沿第二方向的宽度W2与第二分支电极162-1沿第二方向的宽度W1的比W2：W1可以在1：2至1：4的范围内。在宽度比W2：W1为1：2或更大的情况下，由于第二覆盖电极162的面积增大，因而空穴注入效率可以提高。另外，在宽度比为1：4或更小的情况下，由于可以确保第一覆盖电极152的面积，因而电子注入效率可以提高。
第二覆盖电极162的面积可以大于第一覆盖电极152的面积。第二覆盖电极162的总面积R1与第一覆盖电极152的总面积R2的比R1：R2可以处于1：0.5至1：0.7的范围。在面积比为1：0.5或更大的情况下，由于确保了第一覆盖电极152的面积，因而电子注入效率可以提高，并且第一覆盖电极152可以设置为围绕第二覆盖电极162。因此，电流分配效率也可以得到提高。
在面积比为1：0.7或更小的情况下，由于确保了第二覆盖电极162的面积，因而空穴注入效率和光输出功率可以增加。
第一分支电极152-1的端部可以置于第二焊盘163与第一导电半导体层121之间，并且第二分支电极162-1的端部可以置于第一焊盘153与第二导电半导体层123之间。也就是说，第一分支电极152-1可以在第一导电半导体层121的厚度方向上与第二焊盘163重叠，第二分支电极162-1可以在第一导电半导体层121的厚度方向上与第一焊盘153重叠。
第一焊盘153可以包括沿第二方向平行的第一侧表面153b和第二侧表面153a，第二焊盘163可以包括与第二方向平行且与第二侧表面153a相邻的第三侧表面163a以及与第三侧表面163a平行的第四侧表面163b。
这里，沿第一方向从第一分支电极152-1的端部到第二焊盘163的第四侧表面163b的距离L1可以大于沿第一方向从第二分支电极162-1的端部到第一焊盘153的第一侧表面153b的距离L2。第二分支电极162-1和第一焊盘153的重叠面积可以大于第一分支电极152-1和第二焊盘163的重叠面积。
图5至图12是示出根据本发明的一个实施例的半导体器件的制造方法的平面图和剖视图。
参照图5A和图5B，缓冲层111和包括第一导电半导体层121、有源层122和第二导电半导体层123的半导体结构120可以设置在衬底110上。
根据实施例，半导体结构120可以包括被蚀刻以使第一导电半导体层121暴露的非发光部M2以及与非发光部M2相比突出的发光部M1。发光部M1可以包括有源层122和第二导电半导体层123。
这里，发光部M1的最大周长P11与发光部的最大面积P12的比P11/P12可以处于0.02μm-1至0.05μm-1的范围。在满足条件的情况下，由于相同面积的周长增加，光输出功率可以增加。
发光部M1可以包括使多个发光部沿第二方向(Y方向)彼此间隔开的多个第一发光部M11以及沿第二方向(Y方向)延伸并连接多个第一发光部的端部以实现周长和面积适当比的第二发光部M12。
参照图6A和图6B，第一绝缘层171可以形成在半导体结构120上，并且可以形成第一孔171a和第二孔171b。第一绝缘层171可以由选自SiO2、SixOy、Si3N4、SixNy、SiOxNy、Al2O3、TiO2、AlN等构成的组的至少一种形成。
参照图7A和图7B，第一电极151可以形成在暴露的第一导电半导体层121上。第一电极151的厚度可以大于第一绝缘层171的厚度。然后，如图8A和图8B所示，第二电极161可以形成在第二导电半导体层123上。
形成第一电极151和第二电极161的方法可以使用形成普通欧姆电极的方法，而不用改变。第一电极151可以由ITO、IZO、IZTO、IAZO、IGZO、IGTO、AZO、ATO、GZO、IZON、AGZO、IGZO、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、Ni/IrOx/Au/ITO、Ag、Ni、Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Sn、In、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf中的至少一种形成，但不限于此。例如，第一电极151可以包括多个层(例如，Cr/Al/Ni)，第二电极161可以包括ITO，但是第一电极151和第二电极161不限于此。
参照图9A和图9B，可以对第一电极151执行蚀刻操作。对于第一电极151和/或第二电极161的欧姆特性，可以在800℃的温度下执行热处理。根据实施例，与普通的可见发光元件不同，随着第一电极151的Al的组分增加，热处理的温度可能增加。在该工艺中，氧化物层可以形成在第一电极151的上表面上。因此，第一电极151的上表面的氧化物层可以被蚀刻以改善第一电极151与覆盖电极之间的电连接。在该工艺中，可以形成第一凹槽151a和突起151b。
参照图10A和图10B，第一覆盖电极152可以设置在第一电极151上。
第二覆盖电极162可以设置在第二电极161上。第一覆盖电极152可以覆盖到第二电极161的侧表面。
第一覆盖电极152和第二覆盖电极162可以由Ni/Al/Au、Ni/IrOx/Au、Ag、Ni、Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Sn、In、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf中的至少一种形成，但不限于此。然而，第一覆盖电极152和第二覆盖电极162的暴露在外的最外层可以包括Au。
参照图11A和图11B，第二绝缘层172可以设置在第一覆盖电极152、第二覆盖电极162和第一绝缘层171上。第二绝缘层172可以包括使第一覆盖电极152暴露的第一通孔152a以及使第二覆盖电极162暴露的第二通孔162a。
参照图12A和图12B，第一焊盘153可以通过第一通孔152a电连接至第一覆盖电极152。另外，第二焊盘163可以通过第二通孔162a电连接至第二覆盖电极162。
半导体器件可以应用于各种光源。例如，光源可以包括消毒器、固化装置、照明装置、显示装置和车灯。也就是说，半导体器件可以设置在壳体中，并且可以应用于配置为发光的各种电子器件。
消毒器可以包括根据实施例的对期望区域进行消毒的半导体器件。消毒器可以应用于诸如净水器、空调和冰箱等家用电器，但不一定限于此。也就是说，消毒器可以应用于需要消毒的各种产品(例如，医疗装置)。
例如，净水器可以包括根据实施例的对循环水进行消毒的消毒器。消毒器可以设置在喷嘴或出口处，水通过该喷嘴或出口循环并发出紫外线。这里，消毒器可以包括防水结构。
固化装置可以包括根据实施例的半导体器件并且固化各种液体。液体包括最广泛的概念，其包括在向其发射紫外线时被固化的各种材料。例如，固化装置可以固化各种树脂。另外，固化装置也可以应用于固化美容产品，例如美甲。
照明装置可以包括：光源模块，包括衬底和本实施例的半导体器件；散热器，配置为消散光模块的热量；以及电源，配置为处理或转换从外部接收的电信号并供应电信号到电源模块。另外，照明装置可以包括电灯、车头灯、路灯等。
显示装置可以包括底罩、反射器、发光模块、导光板、光学片、显示面板、图像信号输出电路和滤色器。底罩、反射器、发光模块、导光板和光学片可以包括在背光单元中。
反射器可以设置在底罩上，并且发光模块可以发光。导光板可以设置在反射器的前面以引导光向前，光学片可以形成有棱镜片并且可以设置在导光板的前面。显示面板可以设置在光学片的前面，图像信号输出电路可以将图像信号提供给显示面板，并且滤色器可以设置在显示面板的前面。
当半导体器件用作显示装置的背光单元时，半导体器件可以用作边缘型背光单元或直接型背光单元。
除了上述发光二极管之外，半导体器件也可以是激光二极管。
类似于发光元件，激光二极管可以包括具有上述结构的第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层。另外，激光二极管利用电致发光现象，该现象为当p型第一导电半导体和n型第二导电半导体接合并且向其提供电流时发射出光，但是发光元件和激光二极管的发出的光的方向性和相位之间存在差异。也就是说，在激光二极管中，可以利用称为受激发射的现象和相长干涉现象以相同相位沿相同方向发射具有一个特定波长的光(单色光束)，并且由于这些特性，激光二极管可以用于光通信设备、医疗设备、半导体处理设备等。
光接收元件的示例可以是光电检测器，其是一种被配置为检测光并将光的强度转换为电信号的换能器。光接收元件可以是光电池(硅、硒)、光输出元件(硫化镉或硒化镉)、光电二极管(例如，在可见盲光谱区域或真正的盲光谱区域中具有峰值波长的光电二极管)、光电晶体管、光电倍增管、光电管(真空、充气的并且密封的)，红外(IR)检测器等，但实施例不限于此。
另外，通常可以使用具有优良光学转换效率的直接带隙半导体来制造诸如光电检测器等半导体器件。或者，光电检测器可以具有各种结构，并且通常可以包括使用p-n结的pin型光电检测器、使用肖特基结的肖特基型光电检测器以及金属-半导体-金属(MSM)型光电检测器。
类似发光元件，光电二极管可以包括具有上述结构的第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层，并且形成有p-n结或pin结构。通过向其施加反向偏压或零偏压来操作光电二极管，并且当朝向光电二极管发射光时，在其中产生电子和空穴，并且电流流动。这里，电流的量可以与朝向光电二极管发射的光的强度成比例。
光伏电池或太阳能电池是一种光电二极管并且可以将光转换成电流。类似于发光元件，太阳能电池可以包括具有上述结构的第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层。
另外，光电二极管可以用作利用使用p-n结的普通二极管的整流特性的电子电路的整流器，并且还可以应用于诸如振荡电路等超高频电路。
另外，上述半导体器件可以不一定由半导体材料形成，并且在某些情况下，还可以包括金属材料。例如，诸如光接收元件等半导体器件可以由Ag、Al、Au、In、Ga、N、Zn、Se、P或As中的至少一种形成，并且可以由掺杂有p型或n型掺杂剂的半导体材料或本征半导体材料形成。
根据实施例，可以制造具有倒装芯片类型的紫外发光元件。
另外，可以降低紫外发光元件的工作电压。
本发明的有用优点和效果不限于上述内容，并且可以通过描述本发明的上述详细实施例的过程而更容易理解。
虽然上文已经描述了本发明的实施例，但是该描述仅是一个示例，并且本发明不限于此，并且应当理解，本领域技术人员可以在本发明的范围内进行上文未示出的各种修改和应用。例如，可以修改实施例中具体示出的组件。另外，与修改和应用相关的差异应被解释为包括在由所附权利要求限定的本发明的范围内。

Claims (20)

1.一种半导体器件，包括：
发光结构，包括第一导电半导体层、第二导电半导体层和有源层；
第一电极，电连接至所述第一导电半导体层；
第二电极，电连接至所述第二导电半导体层；
第一覆盖电极，设置在所述第一电极上；以及
绝缘层，设置在所述第一电极与所述第二电极之间，
其中所述绝缘层包括设置在所述第一导电半导体层与所述第一覆盖电极之间的第一绝缘部以及设置在所述第一覆盖电极上的第二绝缘部，
其中所述第一覆盖电极包括设置在所述第一绝缘部的上表面与所述第二绝缘部的下表面之间的第一突起部。
2.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：
第一间隔区域，设置在所述第一绝缘部与所述第一电极之间。
3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中所述第一绝缘部与所述第一覆盖电极沿竖直方向重叠的宽度大于所述第一间隔区域的宽度。
4.根据权利要求2所述的半导体器件，其中所述第一覆盖电极包括延伸到所述第一间隔区域并与所述第一导电半导体层接触的第二不平坦部。
5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述第二绝缘部与所述第一覆盖电极沿竖直方向重叠的宽度大于所述第一绝缘部与所述第一覆盖电极沿竖直方向重叠的宽度。
6.根据权利要求5所述的半导体器件，其中所述第二绝缘部与所述第一电极沿所述竖直方向重叠。
7.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：
第二覆盖电极，设置在所述第二电极上，
其中所述绝缘层包括设置在所述第二导电半导体层与所述第二覆盖电极之间的第三绝缘部以及设置在所述第二覆盖电极上的第四绝缘部。
8.根据权利要求7所述的半导体器件，还包括：
第二间隔区域，设置在所述第三绝缘部与所述第二电极之间，
其中所述第二覆盖电极延伸到所述第二间隔区域并与所述第二导电半导体层接触。
9.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述第一电极包括设置在其上表面上的凹槽。
10.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述第一覆盖电极包括设置在所述第一凹槽中的第一不平坦部。
11.根据权利要求7所述的半导体器件，其中所述发光结构包括使所述有源层和所述第二导电半导体层设置在所述第一导电半导体层上的第一区域以及暴露所述第一导电半导体层的第二区域，
其中所述绝缘层设置在所述第一导电半导体层的上表面、所述有源层的侧表面、所述第二导电半导体层的侧表面以及所述第二导电半导体层的上表面上。
12.根据权利要求11所述的半导体器件，其中所述绝缘层包括设置在所述第一电极与所述第二电极之间的凹陷。
13.根据权利要求7所述的半导体器件，还包括：
衬底，所述发光结构设置在所述衬底上；
第一焊盘，设置在所述第一覆盖电极上；以及
第二焊盘，设置在所述第二覆盖电极上。
14.根据权利要求13所述的半导体器件，其中所述第一焊盘延伸到所述第二绝缘部的上表面，所述第二焊盘延伸到所述第四绝缘部的上表面。
15.根据权利要求11所述的半导体器件，其中所述第一区域包括具有第一端部和第二端部的多个第一发光部以及连接到所述多个第一发光部的所述第一端部的第二发光部。
16.根据权利要求15所述的半导体器件，其中所述第一区域的最大周长(P11)与所述第一区域的最大面积(P12)的比(P11/P12)在0.02μm-1至0.05μm-1的范围内。
17.根据权利要求15所述的半导体器件，其中所述第二覆盖电极包括设置在所述第一区域上的多个第二分支电极以及连接所述多个第二分支电极的第二连接电极。
18.根据权利要求17所述的半导体器件，其中所述第一覆盖电极包括设置在所述多个第二分支电极之间的多个第一分支电极以及连接所述多个第一分支电极的第一连接电极。
19.根据权利要求17所述的半导体器件，其中所述绝缘层包括暴露所述第一覆盖电极的第一通孔以及暴露所述第二覆盖电极的多个第二通孔，
其中所述第一通孔包括与所述第一覆盖电极的形状对应的形状。
20.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述有源层发射紫外波长范围的光。
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