CN109427941B - 半导体器件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种半导体器件，包括：半导体结构，包括第一导电半导体层、第二导电半导体层、以及插入在第一导电半导体层和第二导电半导体层之间的有源层；第一绝缘层，设置在半导体结构上；第一电极，通过第一绝缘层的第一孔设置在第一导电半导体层上；第二电极，通过第一绝缘层的第二孔设置在第二导电半导体层上；第一盖电极，设置在第一电极上；第二盖电极，设置在第二电极上，其中第二盖电极包括多个焊盘，连接部分用于连接多个焊盘，连接部分的宽度在相邻焊盘之间的中心位置最小，第二盖电极和第一盖电极之间的面积比在1：1.1至1：1.5的范围内。

Description

半导体器件
技术领域
本公开涉及一种半导体器件。
背景技术
由于包括诸如GaN和AlGaN的化合物的半导体器件具有许多优点，因为能带隙宽且易于调节，所以半导体器件可以不同地用于发光器件、光接收器件、各种二极管等。
特别是，由于开发了薄膜生长技术和器件材料，使用III-V或II-VI化合物半导体材料的发光器件如发光二极管和激光二极管可表现出各种颜色，如红色、绿色和蓝色，并可以发射紫外光。使用荧光粉或混合颜色时可发出高效白光，当与传统光源(例如，荧光灯管和白炽灯)相比时，具有低功耗、半永久寿命、快速响应时间、安全性和环保等优点。
另外，当使用III-V或II-VI化合物半导体材料制造诸如光电探测器或太阳能电池的光接收装置时，由于所开发的装置材料，光接收装置吸收各种波长范围的光以产生电流，可以使用从伽马射线范围到射频范围的各种波长的光。另外，由于光接收装置具有响应时间快、安全、环保、易于调整装置材料等优点，因此可以容易地用于功率控制、微波电路或通信模块。
因此，半导体器件的应用扩展到光通信的接收模块、替代形成液晶显示器(LCD)器件的背光的冷阴极荧光灯(CCFL)的LED背光、替代荧光灯管和白炽灯的白色LED照明装置、车头灯、交通信号灯和配置用于检测燃气或火灾的传感器。另外，半导体器件的应用可以扩展到高频应用电路、其他电源控制设备和通信模块。
特别地，发射紫外波长带光的发光器件可以进行固化或杀菌作用，并且可以用于固化、医疗目的和消毒。
最近，对紫外发光器件的研究已经积极地进行，但是存在的问题是紫外发光器件难以形成为倒装芯片。
发明内容
本公开旨在提供倒装芯片型紫外发光器件。
本公开还旨在提供一种具有改进的操作电压的半导体器件。
本公开还旨在提供具有改进的光输出的半导体器件。
实施例要解决的目的不限于上述目的，并且将包括可以通过下面描述的目标和实施例的解决方案来识别的目标和有效性。
根据本公开的一个方面，提供了一种半导体器件，包括：半导体结构，包括第一导电半导体层、第二导电半导体层、以及插入在第一导电半导体层和第二导电半导体层之间的有源层；第一绝缘层，设置在半导体结构上；第一电极，通过第一绝缘层的第一孔设置在第一导电半导体层上；第二电极，通过第一绝缘层的第二孔设置在第二导电半导体层上；第一盖电极，设置在第一电极上；第二盖电极，设置在第二电极上，其中第二盖电极包括多个焊盘；以及连接部分，被配置为连接多个焊盘，连接部分的宽度在相邻焊盘之间的中心位置最小，第二盖电极和第一盖电极之间的面积比在1：1.1至1：1.5的范围内。
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是示出根据本公开的一个实施例的半导体器件的截面图；
图2是示出图1的区域A的放大图；
图3a是示出根据本公开的一个实施例的半导体器件的平面图；
图3b是示出根据本公开的一个实施例的第一电极的蚀刻区域的平面图；
图3c是示出图3b的修改实施例的视图；
图3d是示出根据本公开的一个实施例的第一盖电极和第二盖电极的平面图；
图4是示出通过台面蚀刻处理形成的发光区域的平面图和截面图；
图5是示出第一电极的平面图和截面图；
图6是示出第二电极的平面图和截面图；
图7是示出由蚀刻的第一电极形成的第一凹槽的平面图和截面图；
图8是示出第一盖电极和第二盖电极的平面图和截面图；
图9是示出第二绝缘层的平面图和截面图；
图10是从上方看到的根据本公开的一个实施例的半导体器件的图像；
图11是根据本公开的一个实施例的半导体器件的横截面的图像；以及
图12是示出根据本公开的一个实施例的半导体器件的封装件的视图。
具体实施方式
实施例可以修改为不同的形式，或者各种实施例可以彼此组合，并且本发明的范围不限于下面将要描述的实施例。
尽管在另一实施例中没有描述在特定实施例中描述的内容，但是除非在另一实施例中与该内容相反或冲突，否则该内容可以理解为该另一实施例的相关描述。
例如，当在特定实施例中描述配置A的特征并且在另一实施例中描述配置B的特征时，应当理解，即使其中组合配置A和配置B的实施例未明确描述，只要没有相反或冲突的解释，则该实施例落入本发明的范围内。
在本实施例的描述中，当任何一个元件被描述为形成在另一元件“之上”或“之下”时，这样的描述包括两个元件被形成为直接彼此接触的情况，以及在上述两个元件之间插入一个或多个其他元件而间接地接触的情况。而且，当一个元件被描述为形成在另一元件“之上”或“之下”时，这样的描述可以包括该元件相对于该另一元件被形成在上侧或下侧的情况。
在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例，使得本领域技术人员可以容易地执行本公开。
图1是示出根据本公开的一个实施例的半导体器件的截面图，图2是示出图1的区域A的放大图。
参考图1和图2，根据本公开的一个实施例的半导体器件包括：半导体结构120；第一绝缘层171，设置在半导体结构120上；第一电极151，经由第一绝缘层171的第一孔171a设置在第一导电半导体层121上；第二电极161，经由第一绝缘层171的第二孔171b设置在第二导电半导体层123上；第一盖电极152，设置在第一电极151上；第二盖电极162，设置在第二电极161上；第二绝缘层172，设置在第一盖电极152和第二盖电极162上。
根据本公开的实施例的半导体结构120可以输出紫外光波长带的光。例如，半导体结构120可以输出近紫外光波长带(UV-A)的光、远紫外光波长带(UV-B)的光或深紫外光波长带(UV-C)的光。
例如，近紫外光波长带(UV-A)的光可以具有在320nm至390nm的范围内的峰值波长，远紫外光波长带(UV-B)的光可以具有在280nm至320nm的范围内的峰值波长，并且深紫外光波长带(UV-C)的光可以具有在100nm至280nm范围内的峰值波长。
当半导体结构120发射紫外光波长带的光时，半导体结构120的半导体层可以具有包括铝的Inx1Aly1Ga1-x1-y1N(0≤x1≤1,0<y1≤1,0≤x1+y1≤1)材料。这里，Al的成分可以表示为包括In的原子量、Ga的原子量和Al的原子量的总原子量与Al的原子量之间的比例。例如，当Al的成分为40％，Ga的成分为60％时，因此半导体层可以是Al40Ga60N。
另外，虽然描述了实施例，但“成分低或高”的含义可以理解为“半导体层的成分％(和/或点％)的差异。”例如，当成分为第一半导体层中的Al的成分为30％并且第二半导体层中的Al的成分为60％时，可以描述为第二半导体层的铝成分比第一半导体层的铝成分高30％。
基板110可以由选自蓝宝石(Al2O3)、SiC、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP和Ge中的材料形成，但是不限于此。基板110可以是透光基板，紫外光波段的光可以透过该基板。
缓冲层111可以缓和基板110和半导体层之间的晶格失配。缓冲层111可以是其中组合III族和V族元素的材料，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可以包括AlN，但不限于此。缓冲层111还可以包括掺杂剂，但不限于此。
第一导电半导体层121可以由III-V或II-VI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可以选自具有Inx1Aly1Ga1-x1-y1N(0≤x1≤1,0<y1≤1,0≤x1+y1≤1)的成分式的半导体材料，例如，AlGaN、AlN和InAlGaN。另外，第一掺杂剂可以是N型掺杂剂，例如Si、Ge、Sn、Se和Te。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可以插入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是其中通过第一导电半导体层121注入的电子(或空穴)与空穴(或电子)相交会的层。当电子和空穴复合并转移到低能级时，有源层122可以产生紫外光波长的光。
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、量子点结构和量子线结构中的一种结构，但是有源层122的结构不限于此。
有源层122可以包括多个阱层126a和阻挡层126b。阱层126a和阻挡层126b中的每一个可以包括具有Inx2Aly2Ga1-x2-y2N(0≤x2≤1,0<y2≤1,0≤x2+y2≤1)的成分式的材料。阱层126a中的铝成分可以根据阱层126a发射的光的波长而改变。随着其中铝的成分增加，由阱层126a发射的光的波长可以减小。
第二导电半导体层123可以形成在有源层122上，可以由III-V或II-VI化合物半导体等形成，并且可以掺杂有第二掺杂剂。
第二导电半导体层123可以由具有Inx5Aly2Ga1-x5-y2N(0≤x5≤1,0<y2≤1,0≤x5+y2≤1)的成分式的半导体材料或选自AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP和AlGaInP中的材料形成。
在第二掺杂剂是诸如Mg、Zn、Ca、Sr和Ba的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可以包括：第一区域M1，其中有源层122和第二导电半导体层123设置在第一导电半导体层121上；以及第二区域M2，其中暴露第一导电半导体层121。第一区域M1可以是发光区域，并且第二区域M2可以是非发光区域。
第一绝缘层171可以插入在第一电极151和第二电极161之间。具体地，第一绝缘层171可以包括其中设置有第一电极151的第一孔171a和其中设置有第二电极的第二孔171b。
第一电极151可以设置在第一导电半导体层121上，第二电极161可以设置在第二导电半导体层123上。
第一电极151和第二电极161中的每一个可以是欧姆电极。第一电极151和第二电极161中的每一个可以包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锌锡(IZTO)、氧化铟铝锌(IAZO)、氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟锡(IGTO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锑锡(ATO)、氧化镓锌(GZO)、IZO氮化物(IZON)、Al-GaZnO(AGZO)、In-GaZnO(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，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)，并且第二电极161可以包括ITO。
第一电极151可以经由第一孔171a电连接到第一导电半导体层121。第一电极151可以包括形成在第一电极151的一个表面上的第一凹槽151a。与普通可见发光器件不同，紫外发光器件的电极需要用于欧姆接触的高温热处理。例如，第一电极151和/或第二电极161的热处理可以在约600℃至900℃的温度下进行，并且在热处理期间氧化物膜OX1可以形成在第一电极的表面上151。由于氧化物膜OX1可以用作电阻层，因此操作电压可能增加。
包括在第一电极151中的材料可能被氧化，使得可能形成氧化物膜OX1。因此，在第一电极的热处理期间，由于其他成分，包括在第一电极151中的材料的浓度和/或质量百分比不均匀或者热量未均匀地施加到第一电极151的表面的情况下，氧化物膜OX1可以形成为具有不均匀的厚度。
因此，根据实施例，第一凹槽151a可以形成在第一电极151的一个表面中，以去除氧化物膜OX1。围绕第一凹槽151a的突起151b可以在上述工艺期间形成。
在第一电极151的热处理期间，暴露在第一电极151和第二电极161之间的第一导电半导体层121的侧表面、有源层122的侧表面和第二导电半导体层123的侧表面中的至少一部分上可能发生氧化和/或腐蚀。
然而，根据实施例，第一绝缘层171可以从第二导电半导体层123的上表面的一部分延伸到有源层122的侧表面和第一导电半导体层121的一部分。另外，第一绝缘层171可以设置在位于第一电极151和第二电极之间161的第一导电半导体层121的侧表面、有源层122的侧表面和第二导电半导体层123的侧表面之间。
因此，在第一电极151的热处理期间，可以通过第一绝缘层171防止第一导电半导体层121的侧表面、有源层122的侧表面和第二导电半导体层123的侧表面中的至少一部分的腐蚀。
当蚀刻第一电极151的整个区域时，存在甚至可以蚀刻第一绝缘层171的问题。因此，在该实施例中，仅蚀刻第一电极151的一部分，使得保留边缘区域以形成突起151b。突起151b的上表面的宽度d3可以在1μm至10μm的范围内。当宽度d3为1μm或更大时，可以防止第一绝缘层171被蚀刻，并且当宽度d3为10μm或更小时，第一凹槽的面积增加并且氧化物膜被去除的区域增加，因此电阻表面的面积可能减小。
例如，在第一电极151的一部分中形成第一凹槽151a的情况下，可以涂覆光致抗蚀剂，可以执行曝光工艺，并且可以形成由光致抗蚀剂形成的掩模。可以在设置在掩模的上表面和下表面之间的侧表面与基板的下表面之间形成倾斜角。因此，当调整掩模的倾斜角时，由于也可以蚀刻第一电极151的突起151b的一部分，因此形成在突起151b上的氧化物膜OX1的厚度也可能不均匀。在一些情况下，也可以去除残留在突起151b和第一电极151的侧表面上的氧化物膜的部分。
第一盖电极152可以设置在第一电极151上。这里，第一盖电极152可以包括设置在第一凹槽151a中的第一凹凸(irregularity，不规则部)152a。根据上述结构，改善了第一盖电极152和第一电极151之间的电连接，使得可以降低操作电压。当第一电极151不包括第一凹槽151a时，因为没有去除氧化膜，第一盖电极152和第一电极151之间的电阻可能增加。
第一盖电极152可以覆盖第一电极151的侧表面。因此，由于第一盖电极152和第一电极151的接触面积增加，所以操作电压还可以降低。另外，由于第一盖电极152覆盖第一电极151的侧表面，所以可以保护第一电极151免受外部湿气或污染物的渗透。因此，可以提高半导体器件的可靠性。
第一盖电极152可以包括设置在第一绝缘层171和第一电极151之间的间隔物d2中的第二凹凸152b。第二凹凸152b可以与第一导电半导体层121直接接触。因此，可以存在第二凹凸152b。注入到第一导电半导体层121的电流可以更均匀地分布。这里，当第一盖电极152与第一导电半导体层121直接接触时，第一盖电极152和第一导电半导体层121之间的电阻可以大于第一电极151和第一导电半导体之间的电阻。间隔物d2的宽度可以在约1μm至10μm的范围内。
第一盖电极152可以包括延伸到第一绝缘层171上的第一区域d1。因此，第一盖电极152的整个区域增加，使得可以降低操作电压。
在第一盖电极152没有延伸到第一绝缘层171上的情况下，第一绝缘层171的一端可以与第一导电半导体层121分层和分离。因此，水分和/或其他污染物可以透过第一绝缘层171和第一导电半导体层121之间的间隙。结果，第一导电半导体层121的侧表面的至少一部分，有源层122的侧表面和第二导电半导体层123的侧表面可以被腐蚀或氧化。
这里，第四区域d4的总面积与第一区域d1的总面积之间的比例d4：d1可以是1比1：0.15至1：1。第一区域d1的总面积可以小于第四区域d4的总面积。这里，第四区域d4可以是第一绝缘层171在第一电极151和第二电极161之间的区域中设置在第一导电半导体层121上的区域。
在总面积比d4：d1为1：0.15或更大的情况下，由于第一区域d1的面积增加，并且覆盖第一绝缘层171的上部，所以可以防止第一绝缘层171的分层。另外，由于第一盖电极152设置在第一电极151和第二电极161之间，因此可以防止外部湿气或污染物的渗透。
另外，在总面积比d4：d1为1：1或更小的情况下，可以确保能够充分覆盖第一电极151和第二电极161之间的区域的第一绝缘层171的面积。因此，可以防止在第一电极151和/或第二电极161的热处理期间半导体结构的腐蚀。
第二盖电极162可以设置在第二电极161上。第一盖电极152可以覆盖第二电极161的侧表面，但是不限于此。
第一盖电极152和第二盖电极162中的每一个可以由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，但没有特别限制。然而，第一盖电极152和第二盖电极162中的每一个的外部暴露的最外层可以包括Au。
第二绝缘层172可以设置在第一盖电极152，第二盖电极162和第一绝缘层171上。第二绝缘层172可以包括第三孔153和第四孔163，第一盖电极152通过所述第三孔153暴露，第二盖电极162通过所述第四孔163暴露。
根据实施例，由于第二绝缘层172设置在第一电极151和第二电极161之间的区域中的绝缘层171上，所以即使在第一绝缘层171中发生缺陷的情况下，可以防止外部湿气和/或其他污染物。
例如，在第一绝缘层和第二绝缘层形成为一层的情况下，诸如裂缝的缺陷可以容易地在厚度方向上扩展。因此，外部湿气或污染物可能通过外部暴露的缺陷渗透到半导体结构中。
然而，根据实施例，由于分离的第二绝缘层172设置在第一绝缘层171上，因此第一绝缘层171中出现的缺陷难以扩展到第二绝缘层172。即，第一绝缘层171和第二绝缘层172之间的界面可以用于阻止缺陷的扩展。因此，由于外部湿气和/或其他污染物，可以防止第一导电半导体层121的侧表面、有源层122的侧表面和第二导电半导体层123的侧表面中的至少一部分的腐蚀或氧化。因此，可以提高半导体器件的可靠性。这里，在第一绝缘层171和第二绝缘层172的材料不同的情况下，可以更有效地防止水分或污染物的渗透。这是因为在沉积不同的薄膜作为第一绝缘层171和第二绝缘层172的情况下，内部缺陷不会在沉积方向上扩展。这可以被定义为缺陷去耦效应。
第一绝缘层171和第二绝缘层172中的每一个可以由选自SiO2、SixOy、Si3N4、SixNy、SiOxNy、Al2O3、TiO2、AlN等中的至少一种形成。在形成第二绝缘层172的同时，第一绝缘层171和第二绝缘层172之间的边界部分的一部分也可以消失，从而可以形成一个绝缘层170。
另外，第一凸块电极181(见图9)还可以设置在第一盖电极152上，第二凸块电极182(见图9)还可以设置在第二盖电极162上，但不限于此于此。当芯片安装在电路基板上时，也可以形成第一凸块电极和第二凸块电极。
绝缘层170可以包括插入在第一导电半导体层121和第一盖电极152之间的第一绝缘体170-1和设置在第一盖电极152的上表面上的第二绝缘体170-2。
第一绝缘体170-1可以延伸到第一盖电极152中。因此，可以防止水分和污染物渗透到半导体结构120中。当第一绝缘体170-1与第一盖电极152间隔开时，第一导电半导体层121可以通过第一绝缘体170-1和第一盖电极152之间的区域暴露并且可以被氧化。
第二绝缘体170-2可以设置在第一盖电极152的侧表面和上表面上。因此，可以防止水分和污染物渗透到半导体结构120中。
另外，绝缘层170可以包括插入在第二导电半导体层123和第二盖电极162之间的第三绝缘体170-3和设置在第二盖电极162的上表面上的第四绝缘体170-4。
第三绝缘体170-3可以延伸到第二盖电极162中。因此，可以防止水分和污染物渗透到第二导电半导体层123中。当第三绝缘体170-3与第二盖电极162间隔开时，第二导电半导体层123可以通过第三绝缘体170-3和第二盖电极162之间的区域暴露并且可以被氧化。
另外，第四绝缘体170-4可以设置在第二盖电极162的侧表面和上表面上。因此，可以防止水分和污染物渗透到半导体结构120中。
第二盖电极162可以延伸到第三绝缘体170-3和第二电极161的侧表面之间的第二间隔物，并且可以与第二导电半导体层123接触。因此，电流注入效率可以增加。第二间隔物的宽度可以在约1μm至10μm的范围内，但不限于此。
图3a是示出根据本公开的一个实施例的半导体器件的平面图，图3b是示出根据本公开的一个实施例的第一电极的蚀刻区域的平面图，图3c是示出图3b的修改实施例的视图，以及图3d是示出根据本公开的一个实施例的第一盖电极和第二盖电极的平面图。
参考图3a，第一盖电极152可以通过第二绝缘层172的第三孔153暴露，并且第二盖电极162可以通过第二绝缘层172的第四孔163暴露。第四孔163可以具有对应于第二盖电极162的形状，第三孔153可以具有矩形形状，并且可以设置在将在下面描述的划分区域中的第三划分区域中。图1是在A-A方向上看时图3a的横截面图。
参考图3b，半导体结构可以包括由穿过彼此面对的第一侧表面S1和第三侧表面S3的中心的第一虚拟线(virtual line，虚线)L1限定的多个划分区域P1、P2、P3和P4，以及当从上方看时，第二虚拟线L2穿过彼此面对的第二侧表面S2和第四侧表面S4的中心。第一虚拟线L1可以垂直于第二虚拟线L2，但是不限于此。
这里，多个划分区域P1、P2、P3和P4可以包括具有第一侧表面S1和第四侧表面S4的第一划分区域P1，具有第一侧表面S1和第二侧表面S2的第二划分区域P2，具有第二侧表面S2和第三侧表面S3的第三划分区域P3，以及具有第三侧表面S3和第四侧表面S4的第四划分区域P4。
第一凹槽151a可以包括设置在第一划分区域P1中的第一-第一凹槽151a-1，设置在第二划分区域P2中的第一-第二凹槽151a-1，设置在第三划分区域P3中的第一-第三凹槽151a-3和设置在第四划分区域P4上的第一-第四凹槽151a-4。
多个第一凹槽151a可以设置为彼此间隔开。为了降低半导体器件的操作电压，增加第二电极的面积可能是有利的。因此，由于空间减小，第一凹槽151a可以像岛一样彼此间隔开。这里，突起151b中的每一个可以具有围绕相应的第一-第一凹槽至第一-第四凹槽151a-1、151a-2、151a-3和151a-4的结构。
这里，由于发光区域和第二电极没有设置在第三划分区域P3中，所以第一-第三凹槽151a-3可以大于第一-第一凹槽151a-1、第一-第二凹槽151a-2和第一-第四凹槽151a-4中的每一个。
参考图3c，多个凹槽可以连接以形成一个第一凹槽151a。突起可以包括设置在第一凹槽151a内的第一突出线(内线)151b-1和设置在第一凹槽151a外侧的第二突出线(外线)151b-2。根据上述结构，随着去除氧化膜的区域增加，操作电压可能降低。
参考图3d，第二盖电极162可以包括多个焊盘162a-1、162a-2和162a-3以及连接多个焊盘的连接部分162b-1和162b-2。第二盖电极162可以具有哑铃形状，但不限于此。多个焊盘162a-1、162a-2和162a-3中的每一个可以具有圆形形状，但是不限于此，并且可以具有各种形状中的一种。
多个焊盘162a-1、162a-2和162a-3可以包括设置在第一划分区域P1中的第一焊盘162a-1，设置在第二划分区域P2中的第二焊盘162a-1，以及设置在第四划分区域P4中的第三焊盘162a-3。
连接部分162b-1和162b-2可以包括连接第一焊盘162a-1和第二焊盘162a-2的第一连接部分162b-1，以及连接第二焊盘162a-2和第三焊盘162a-3的第二连接部分162b-2。这里，多个焊盘162a-1、162a-2和162a-3中的每一个可以被定义为具有圆形形状的区域，并且连接部分162b-1和162b-2可以被定义为连接圆形焊盘162a-1和162a-2和s62a-3的剩余区域。多个焊盘162a-1、162a-2和162a-3中的每一个的圆形形状可以是虚拟圆形形状，除了连接到连接部分162b-1和162b-2的区域之外的区域的曲率在其中延伸。
这里，第一连接部分162b-1的宽度可以随着第一连接部分162b-1更靠近第一虚拟线L1而减小，并且第二连接部分162b-2的宽度可以随着更靠近第二虚拟线L2而减小。即，第一连接部分162b-1可以在第一焊盘162a-1和第二焊盘162a-2之间的中心位置处具有最小宽度。
根据上述结构，第二盖电极162的外周表面可以增加，并且形成第一凹槽的空间可以设置在连接部分的外部。另外，光通过外周表面发射的概率增加，从而可以改善光输出。另外，可以形成多个焊盘。尽管与可见发光器件相比，根据实施例的紫外发光器件可以产生大量的热量，但是由于设置了多个凸块电极，所以能够提高散热效率。
第一划分区域P1的面积与设置在第一划分区域中的第二盖电极162的面积之间的比例可以在1：0.2至1：0.5的范围内。设置在第一划分区域P1中的第二盖电极162的区域可以是第一焊盘162a-1的区域和设置在第一划分区域中的第二连接部分162b-2的区域。
在面积比为1：0.2或更大的情况下，第二盖电极162的面积增加，从而可以提高空穴注入效率。另外，由于第一焊盘162a-1的面积增加，凸块电极的尺寸可能增加。因此，可以提高散热效率。
在面积比为1：0.5或更小的情况下，第一划分区域P1中的第一盖电极152的面积可以增加，从而可以提高电子注入效率。另外，形成多个第一凹槽151a的空间可以设置在第二盖电极162的外部。因此，可以降低操作电压。
第二划分区域P2的面积与设置在第二划分区域中的第二盖电极162的面积之间的比例也可以在1：0.2至1：0.5的范围内。另外，第三划分区域P3的面积与设置在第三划分区域中的第二盖电极162的面积之间的面积比也可以在1：0.2至1：0.5的范围内。
也就是说，根据实施例，设置在划分区域P1、P2和P3中的第二盖电极162的面积可以相同。
第二盖电极152和第一盖电极162之间的面积比可以在1：1.1至1：1.15的范围内。也就是说，第一盖电极152的面积可以大于第二盖电极162的面积。在面积比为1：1.1或更大的情况下，第一盖电极152的面积增加使得可以提高电子注入效率。另外，形成多个第一凹槽151a的空间可以设置在第二盖电极162的外部。因此，可以降低操作电压。
在面积比为1：1.15或更小的情况下，第二盖电极162的面积增加，因此可以提高空穴注入效率。另外，由于焊盘的面积增加，凸块电极的尺寸可以增加。因此，散热效率可以提高。
图4至图9是示出根据本公开的一个实施例的制造半导体器件的方法的平面图和截面图。
参考图4，第一导电半导体层121、有源层122和第二导电半导体层123可以顺序地形成在基板110上。接下来，可以对半导体结构进行台面蚀刻以形成非发光区域M2，通过非发光区域M2暴露第一导电半导体层121，并且当与非发光区域M2相比时发光区域M1突出。接下来，可以形成第一绝缘层171，并且可以形成第一孔171a和第二孔171b。因此，第一绝缘层171可以主要设置在发光区域M1的侧表面上。
台面蚀刻的发光区域M1可以包括连接部分，当从上方看时，连接部分连接多个圆形部分。根据上述结构，由于可以在每个圆形部分上设置凸块焊盘，所以可以提高散热效率。由于根据实施例的半导体器件是紫外发光器件，所以与普通可见光发射器件相比，半导体器件可以是包括大量铝的GaN基半导体材料。因此，由于电阻产生大量热量，因此散热可能是一个大问题。
第二导电半导体层123的侧表面、有源层122的侧表面、第一导电半导体层121的侧表面的至少一部分可以暴露于发光区域M1和非发光区域M2之间的倾斜表面M3。由于根据本实施例的半导体结构包括大量的铝，所以半导体结构可能由于湿气而容易被氧化并且由于其他污染物而被损坏。因此，形成发光区域M1和非发光区域M2，然后可以将第一绝缘层171设置在发光区域M1和非发光区域M2之间的倾斜表面M3中以防止损坏倾斜的表面。
参考图5，第一电极151可以形成在第一导电半导体层121上。具体地，第一电极151可以设置在第一绝缘层171的第一孔171a中。
根据实施例，第一孔171a的面积可以大于第一电极151的下表面的面积。例如，第一电极151和第一绝缘层171之间的间隔物d2的距离可以是范围为1μm到10μm。
随着第一电极151与第一导电半导体层121接触的面积增加，可以提高电流注入效率，并且当间隙的距离为1μm或更大时，可以提供确保使接触区域位于第一电极151的给定区域中的工艺裕度。另外，如上所述，第一盖电极152可以设置在第一电极151和第一绝缘层171之间的间隔物d2的距离内，并且间隔物的距离可以是10μm或更小以确保分布特性。考虑到电流注入和电流分布特性，将电流注入到半导体结构的整个区域中。另外，第一电极151的厚度可以大于第一绝缘层171的厚度。
接下来，第二电极161可以形成在如图6所示的发光区域中。
形成第一电极151和第二电极161的方法可以与形成普通欧姆电极的方法相同。第一电极151可以由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锌锡(IZTO)、氧化铟铝锌(IAZO)、氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟镓锡(IGTO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锑锡(ATO)、氧化镓锌(GZO)、IZO氮化物(IZON)、Al-GaZnO(AGZO)，In-GaZnO(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可以包括ITO，但是不限于此。
参考图7，可以执行蚀刻第一电极151的工艺。根据本实施例，由于包括其成分比高于普通可见发光器件的铝，因此可以增加被配置为发射深紫外光的发光器件的电极的热处理温度。为了改善半导体结构与第一电极151和/或第二电极161之间的欧姆特性，可以在约600℃至900℃的温度范围内进行热处理。在热处理期间，可以在第一电极151的表面上形成氧化物膜。因此，可以蚀刻第一电极151的上表面以去除氧化物膜，使得可以提高第一电极151和盖电极之间的电连接。
另外，在第一电极151和/或第二电极161的热处理期间，在暴露在发光区域和非发光区域之间的第一导电半导体层121的侧表面、有源层122的侧表面和/或第二导电半导体层123的侧表面上可能发生氧化和/或腐蚀。为了防止上述问题，第一绝缘层171可以插入在非发光区域和发光区域之间，使得可以防止第一导电半导体层121的侧表面、有源层122的侧表面和/或第二导电半导体层123的侧表面的氧化和/或腐蚀。
半导体结构可以包括由穿过第一侧表面S1和第三侧表面S3的彼此面对的中心的第一虚拟线L1和第二虚拟线L2限定的多个划分区域P1、P2、P3和P4，第二虚拟线L2穿过彼此面对的第二侧表面S2和第四侧表面S4的中心。第一虚拟线L1可以垂直于第二虚拟线L2，但是不限于此。
这里，多个划分区域P1、P2、P3和P4可以包括具有第一侧表面S1和第四侧表面S4的第一划分区域P1，具有第一侧表面S1和第二侧表面S2的第二划分区域P2，具有第二侧表面S2和第三侧表面S3的第三划分区域P3，以及具有第三侧表面S3和第四侧表面S4的第四划分区域P4。
第一凹槽151a可以包括设置在第一划分区域P1中的第一-第一凹槽151a-1，设置在第二划分区域P2中的第一-第二凹槽151a-1，设置在第三划分区域P3中的第一-第三凹槽151a-3和设置在第四划分区域P4中的第一-第四凹槽151a-4。也就是说，多个第一凹槽151a可以彼此间隔开。为了降低操作电压，增加第二电极的面积可能是有利的。因此，由于空间减小，第一凹槽151a可以像岛一样彼此间隔开。这里，突起151b中的每一个可以具有围绕相应的第一-第一凹槽至第一-第四凹槽151a-1、151a-2、151a-3和151a-4的结构。
这里，由于发光区域没有设置在第三划分区域P3中，所以第一-第三凹槽151a-3可以设置为大于第一-第一凹槽151a-1，第一-第二凹槽151a和第一-第四凹槽151a-4中的每一个。
参考图8，第一盖电极152可以设置在第一电极151上。这里，第一凹槽151a可以设置在第一电极151的一个表面上，并且第一盖电极152可以包括设置在第一凹槽151a中的第一凹凸152a。根据上述结构，可以改善第一盖电极152和第一电极151之间的电连接，从而可以降低操作电压。在第一电极151中没有形成第一凹槽151a的情况下，由于没有去除氧化膜，所以第一盖电极152和第一电极151之间的电连接可能会减弱。
第一盖电极152可以形成为大于覆盖第一电极151的侧表面和第一绝缘层171的一部分。第一盖电极152可以包括设置在绝缘层171和第一电极151之间的间隔物d2中的第二凹凸152b。第二凹凸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。
第二盖电极162可以设置在第二电极161上。第一盖电极152可以覆盖第二电极161的侧表面。
第一盖电极152和第二盖电极162中的每一个可以由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，但没有特别限制。然而，第一盖电极152和第二盖电极162中的每一个的外部暴露的最外层可以包括Au。
参考图9和图10，第二绝缘层172可以设置在第一盖电极152、第二盖电极162和第一绝缘层171上。第二绝缘层172可以包括通过其暴露第二盖电极162的第三孔153和通过其暴露第二盖电极162的第四孔163。
这里，通过第三孔153暴露的第一盖电极152的面积与通过第四孔163暴露的第二盖电极162的面积之间的比例可以在1：2至1：5的范围内。在面积比为1：2或更大的情况下，第二盖电极162的面积增加，从而可以提高空穴注入效率。另外，由于第一焊盘162a-1的面积增加，凸块电极的尺寸可以增加。因此，散热效率可以提高。在面积比为1：5或更小的情况下，第一盖电极152的面积增加，从而可以提高电子注入效率。
另外，第一凸块电极181还可以设置在第一盖电极152上，第二凸块电极182还可以设置在第二盖电极162上，但不限于此。当芯片安装在电路基板上时，也可以形成第一凸块电极181和第二凸块电极182。
虽然未在附图中示出，但是第一凸块电极181可以延伸到第二绝缘层172上，并且第二凸块电极182可以延伸到第二绝缘层172上。根据上述结构，凸块电极181和182与第二绝缘层172之间的间隙可以被覆盖，以防止水分渗透。
参考图11，第一绝缘层171和第二绝缘层172中的每一个可以由选自SiO2、SixOy、Si3N4、SixNy、SiOxNy、Al2O3、TiO2、AlN等中的至少一种形成。另外，第一绝缘层171和第二绝缘层172可以由相同的材料形成。因此，由相同材料形成的第一绝缘层171和第二绝缘层172可以设置在发光区域和非发光区域之间的第一导电半导体层121的侧表面、有源层122的侧表面和第二导电半导体层123的侧表面的至少一部分。然而，第一绝缘层171和第二绝缘层172不限于此，并且还可以包括不同的材料。
第一绝缘层171在发光区域和非发光区域之间的第二绝缘层172下方水平延伸，并且与第一电极151间隔开，并且第一盖电极152设置在第一电极151的一部分和第一绝缘层171的一部分，因此第一盖电极152可以设置为垂直地重叠第一绝缘层171的一部分和第二绝缘层172的一部分。
参考图12，根据实施例的半导体器件100可以安装在作为倒装芯片型半导体器件100的电路基板10上。半导体器件100可以包括所有上述部件。例如，第一凸块电极181和第二凸块电极182可以分别电连接并安装在电路基板10的电极焊盘11和12上。这里，各种填充构件20可以设置在半导体器件100和电路基板10之间。例如，填充构件可以包括反射紫外光的材料(例如，铝)。
半导体器件可以应用于各种光源器件。例如，光源装置可以包括消毒器、固化装置、照明装置、显示装置、车灯等。也就是说，半导体器件可以设置在壳体中并且应用于被配置为提供光的各种电子器件。
消毒器可以包括根据实施例的半导体器件以对期望区域进行消毒。消毒器可以应用于净水器、空调、冰箱等，但不限于此。也就是说，消毒器可以应用于需要消毒的所有各种装置(例如，医疗装置)。
例如，净水器可以包括根据实施例的消毒器以对循环水进行消毒。消毒器可以设置在水循环的喷嘴或排放口以发射紫外光。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装置以固化各种液体。液体可以包括暴露于紫外光下时固化的所有材料。例如，固化装置可以固化各种树脂。此外，固化装置还可用于固化化妆品如指甲油。
照明装置可以包括基板，具有根据实施例的半导体器件的光源模块，被配置为辐射光源模块的热量的辐射器，以及被配置为处理或转换外部接收的电信号以提供电信号到光源模块。另外，照明装置可以包括灯、前照灯、路灯等。
显示装置可以包括底盖、反射板、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。底盖、反射板、发光模块、导光板和光学片可以形成背光单元。
反射板可以设置在底盖上方，并且发光模块可以发光。导光板可以设置在反射板的前面，以将发光模块发出的光向前引导。光学片可以包括棱镜片等，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发送到显示面板，并且滤色器可以设置在显示面板的前面。
当半导体器件用于显示器件的背光单元时，半导体器件可以用于边光型背光单元或直下型背光单元。
如上所述，可以制造倒装芯片型紫外发光器件。
另外，可以降低操作电压。
本公开的各种有用的优点和效果不限于上述优点，并且可以在描述特定实施例的过程中理解。
已经具体描述了实施例，但这些实施例仅是示例，并不限制本公开。本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的基本特征的情况下，将在一定范围内进行以上未示出的各种改变和应用。例如，可以改变实施例中具体描述的组件。另外，应该解释的是，与变化和应用相关的差异落入由所附权利要求限定的本公开的范围内。

Claims (15)

1.一种半导体器件，包括：
半导体结构，包括第一导电半导体层、第二导电半导体层和介于所述第一导电半导体层和所述第二导电半导体层之间的有源层；
第一电极，设置在所述第一导电半导体层上；
第二电极，设置在所述第二导电半导体层上；
第一盖电极，设置在所述第一电极上；以及
第二盖电极，设置在所述第二电极上，
其中，
所述第二盖电极包括多个焊盘，以及被配置为连接所述多个焊盘的连接部分，
所述连接部分的每一个的宽度在相邻焊盘之间的中心位置处最小，以及
第一凹槽，设置在所述第一电极的上表面；以及
突起，被配置为围绕所述第一凹槽；
其中所述第一盖电极设置在所述第一凹槽和所述突起上。
2.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：
第一绝缘层，设置在所述半导体结构上；以及
第二绝缘层，设置在所述第一盖电极和所述第二盖电极上，
其中，
所述第一绝缘层包括第一孔和第二孔，所述第一电极设置在所述第一孔中，所述第二电极设置在所述第二孔中，以及
所述第二绝缘层包括第三孔和第四孔，所述第一盖电极的一部分通过所述第三孔暴露，所述第二盖电极的一部分通过所述第四孔暴露。
3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述半导体结构包括：
非发光区域，其中暴露所述第一导电半导体层；以及
发光区域，包括所述有源层和所述第二导电半导体层。
4.根据权利要求2所述的半导体器件，其中：
所述半导体结构包括由穿过第一侧表面和第三侧表面的中心的第一虚拟线和穿过第二侧表面和第四侧表面的中心的第二虚拟线限定的多个划分区域；
所述多个划分区域包括具有第一侧表面和第四侧表面的第一划分区域，具有所述第一侧表面和第二侧表面的第二划分区域，具有所述第二侧表面和第三侧表面的第三划分区域，以及具有所述第三侧表面和所述第四侧表面的第四划分区域；
所述多个焊盘包括设置在所述第一划分区域中的第一焊盘，设置在所述第二划分区域中的第二焊盘，以及设置在所述第四划分区域中的第三焊盘；以及
所述连接部分包括：第一连接部分，被配置为连接所述第一焊盘和所述第二焊盘；以及第二连接部分，被配置为连接所述第一焊盘和所述第三焊盘。
5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中：
当所述第一连接部分更靠近所述第一虚拟线时，所述第一连接部分的宽度减小；以及
当所述第二连接部分更靠近所述第二虚拟线时，所述第二连接部分的宽度减小。
6.根据权利要求4所述的半导体器件，其中所述第三孔设置在所述第三划分区域中。
7.根据权利要求6所述的半导体器件，其中所述第四孔具有与所述第二盖电极的形状相对应的形状。
8.根据权利要求7所述的半导体器件，还包括：
第一凸块电极，经由所述第三孔设置在所述第一盖电极上；以及
多个第二凸块电极，经由所述第四孔设置在所述第二盖电极上，
其中，所述多个第二凸块电极设置在所述第二盖电极的焊盘上。
9.根据权利要求4所述的半导体器件，其中所述第一划分区域的面积与设置在所述第一划分区域中的所述第二盖电极的面积之比在1：0.2至1：0.5的范围内。
10.根据权利要求7所述的半导体器件，其中通过所述第三孔暴露的所述第一盖电极的面积与通过所述第四孔暴露的所述第二盖电极的面积之比在1：2至1：5的范围内。
11.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：
所述第二盖电极和所述第一盖电极之间的面积比在1：1.1至1：1.5的范围内。
12.根据权利要求11所述的半导体器件，还包括插入在所述突起和所述第一盖电极之间的氧化膜。
13.根据权利要求11所述的半导体器件，还包括：
第一绝缘层，设置在所述半导体结构上；
其中，所述第一盖电极包括设置在所述第一凹槽中的第一凹凸，以及设置在所述第一绝缘层和所述第一电极之间的间隔物中的第二凹凸；以及
所述第二凹凸与所述第一导电半导体层接触。
14.根据权利要求11所述的半导体器件，还包括：
第一绝缘层，设置在所述半导体结构上；
其中，所述第一盖电极延伸到所述第一绝缘层上。
15.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述有源层产生紫外光波长带的光。
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