CN109935671A

CN109935671A - 发光元件

Info

Publication number: CN109935671A
Application number: CN201811247729.3A
Authority: CN
Inventors: 蔡佳珍; 郭得山; 李奇霖; 卓亨颖; 欧震; 陈俊扬
Original assignee: Epistar Corp
Current assignee: Epistar Corp
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2018-10-25
Publication date: 2019-06-25
Anticipated expiration: 2038-10-25
Also published as: CN109935671B; TW201929258A; TWI692116B

Abstract

本发明公开一种发光元件，该发光元件包含：一第一半导体层；一第二半导体层，位于第一半导体层上；一第三半导体层，位于该第二半导体层上；一活性层，位于第二半导体层及第三半导体层之间；一暴露区，穿过第三半导体层及活性层，暴露出第一半导体层的一第一表面以及第二半导体层的一第二表面；以及一第一电极，位于暴露区中，且接触第一表面及第二表面；其中，第一半导体层与第二半导体层具有不同阻值。

Description

发光元件

技术领域

本发明涉及一种发光装置，尤其是涉及一种具有高亮度的发光元件。

背景技术

发光二极管(light-emitting diode,LED)为P型半导体与N型半导体所组成的光电元件，通过P-N结(接面)上载流子的结合放出光线，加上具有体积小、低耗电量、寿命长、反应速度快等优点，广泛地使用于光学显示装置、交通号志、资料存储装置、通讯装置、照明装置与医疗器材等。

发明内容

一种发光元件，包含：一第一半导体层；一第二半导体层，位于第一半导体层上；一第三半导体层，位于该第二半导体层上；一活性层，位于第二半导体层及第三半导体层之间；一暴露区，穿过第三半导体层及活性层，暴露出第一半导体层的一第一表面以及第二半导体层的一第二表面；以及一第一电极，位于暴露区中，且接触第一表面及第二表面；其中，第一半导体层与第二半导体层具有不同阻值。

附图说明

图1A至图1D为本发明一实施例的发光元件1的示意图。

图2A至图2B为本发明另一实施例的发光元件2的示意图。

图3A至图3B为本发明另一实施例的发光元件3的示意图。

图4A至图4C为本发明另一实施例的发光元件4的示意图。

图5A至图5B为本发明另一实施例的发光元件5的示意图。

图6为本发明一实施例的发光装置6的示意图。

图7为本发明另一实施例的发光装置7的示意图。

主要元件符号说明

1、2、3、4、5 发光元件

6、7 发光装置

10 基板

10a 上表面

10b 下表面

101 图案化结构

11 侧边

12 短边

13 长边

18 透明导电层

18a 透明导电层的开口

20 半导体结构

201 第一半导体层

202 第二半导体层

203 第三半导体层

204 活性层

30 第一电极

301 第一打线垫

302 第一延伸电极

40 第二电极

401 第二打线垫

402 第二延伸电极

51 封装基板

511 第一垫片

512 第二垫片

53 绝缘部

54 反射结构

60 电流阻挡层

60a 电流阻挡层的开口

602 灯罩

604 反射镜

606 承载部

608 发光单元

610 发光模块

612 灯座

614 散热片

616 连接部

618 电连接元件

C₁ 第一接触区域

C₂ 第二接触区域

TS1 第一半导体层的上表面

TS1’ 多区域

TS2 第二半导体层的上表面

LS1 侧表面

LS2 上部侧表面

LS2’ 下部侧表面

W₁ 上表面TS1的宽度

W_N 第一电极的宽度

具体实施方式

本发明的实施例将被详细地描述，并且绘制于附图中，相同或类似的部分会以相同的附图标记在各附图以及说明中出现。

图1A为本发明第一实施例中所揭示的一发光元件1的上视图的变化例A。图1B为沿图1A中变化例A的B-B’截面的侧视图，图1C图为图1B中区域R的局部放大图。

参照图1A至图1C，第一实施例中变化例A的发光元件1包含一基板10，以及一半导体结构20位于基板10的上表面10a上。半导体结构20从基板10的上表面10a依序包含一第一半导体层201、一第二半导体层202、一活性层204以及一第三半导体层203。在半导体结构20中，包含一暴露区28，自第三半导体层203的上表面203a向下延伸，穿过第三半导体层203以及活性层204，暴露出第一半导体层201的上表面TS1和侧表面LS1，以及第二半导体层202的上表面TS2、上部侧表面LS2和下部侧表面LS2’，其中由截面的侧视(图)观之，第一半导体层201的上表面TS1具有一宽度W1；此外，第一半导体层201的侧表面LS1和第二半导体层202的下部侧表面LS2’相连接，第一半导体层201的上表面TS1和第二半导体层202的上表面TS2实质上平行。

在本发明一实施例中，暴露区28可通过多次蚀刻制作工艺所形成，例如，在第一次蚀刻制作工艺中，先自第三半导体层203的上表面203a选定一部分区域，向下移除其下方的第三半导体层203、活性层204以及第二半导体层202，一直到第二半导体层202的一深度，暴露出第二半导体层202的上表面TS2以及上部侧表面LS2。于一实施例中，蚀刻深度由上表面203a算起介于0.8-1.5μm。接着，在第二次蚀刻制作工艺中，自第二半导体层202的上表面TS2选定一部分区域，向下移除其下方的第二半导体层202以及第一半导体层201，一直到第一半导体层201的一深度，暴露出第一半导体层201的上表面TS1和侧表面LS1，以及第二半导体层202的下部侧表面LS2’。于一实施例中，蚀刻深度由第二半导体层202的上表面TS2算起介于0.2-1μm。于本实施例中，第一半导体层201的上表面TS1比第一半导体层201和第二半导体层202的介面更接近于基板10。

在本发明的一实施例中，基板10包括绝缘基板或导电基板，当基板10为导电基板时，基板10和其上的半导体结构20之间会存在一绝缘区域，以避免两者之间漏电流产生。绝缘基板包含用以成长氮化铟镓(InGaN)的蓝宝石(Al₂O₃)晶片；导电基板包含用以成长磷化铝镓铟(AlGaInP)的砷化镓(GaAs)晶片，或用以成长氮化铟镓(InGaN)的氮化镓(GaN)晶片、硅(Si)晶片或碳化硅(SiC)晶片。在基板10欲形成半导体结构20的上表面10a可包含一图案化结构101，由此提高半导体结构20的外延品质，或提高发光元件1的光摘出效率。

在本发明的一实施例中，在基板10与第一半导体层201之间还可包含其他半导体层，例如，包含一缓冲结构(图未示)。缓冲结构可减缓基板10与半导体结构20之间晶格常数的不匹配，或帮助应力释放，以改善外延品质。

在基板10上形成半导体结构20包含缓冲结构的方法包含沉积法。沉积包含外延(Epitaxy)、物理气相沉积法(PVD)。外延包含分子束外延法(MBE)、有机金属气相外延(MOVPE)、气相外延成长法(VPE)或液相外延成长法(LPE)；物理气相沉积法包含蒸镀(evaporator)或溅镀(sputter)。

在本发明中，半导体结构20中的第一半导体层201、第二半导体层202、活性层204或第三半导体层203可为单一层或包含多个子层。半导体结构20的材料包含Ⅲ-Ⅴ族半导体材料，例如Al_xIn_yGa_(1-x-y)N或Al_xIn_yGa_(1-x-y)P，其中0≦x，y≦1；(x+y)≦1。依据活性层204的材料，当半导体结构20材料为AlInGaP系列材料时，可发出波长介于610nm及650nm之间的红光，波长介于530nm及570nm之间的绿光，当半导体结构10材料为InGaN系列材料时，可发出波长介于450nm及490nm之间的蓝光，或是当半导体结构20材料为AlN、AlGaN、AlGaInN系列材料时，可发出波长介于400nm及250nm之间的蓝紫光或不可见光的紫外光。Ⅲ-Ⅴ族半导体材料的选择不限于此，也可选择上述以外的材料产生其他波段的非可见光，例如红外光或远红外光。活性层204可为单异质结构(single heterostructure,SH)，双异质结构(doubleheterostructure,DH)，双侧双异质结构(double-side double heterostructure,DDH)，多层量子阱结构(multi-quantum well,MQW)。活性层材料可为不掺杂掺杂物、掺杂p型掺杂物或掺杂n型掺杂物的半导体。

第一及第二半导体层201及202具有相同的导电性、电性、极性或掺杂物，而第三半导体层203与第一及第二半导体层201、202具有不同的导电性、电性、极性或掺杂物。以本实施例为例，第三半导体层203为p型，可提供空穴，第一及第二半导体层201及202为n型，可提供电子，使得电子与空穴可于活性层204中复合以产生光线。于一实施例中，第二半导体层202厚度小于第一半导体层201厚度，例如，第二半导体层202厚度小于1μm。其中，第一及第二半导体层201及202具有不同阻值，其材料与实施形式将详述如后。

第一半导体层201的阻值可高于或低于第二半导层202。于一实施例中，第一及第二半导体层201及202包含相同材料及不同掺杂浓度的相同导电性掺杂物；在此，相同材料是指半导体中掺杂物以外的材料组成为相同。例如，第一半导体层201与第二半导层202分别为不同硅掺杂浓度的n型GaN。于一实施例中，第一半导体层201的阻值小于第二半导体层202，第一半导体层201为硅掺杂浓度2×10¹⁹cm^-3的n型GaN，第二半导体层202为硅掺杂浓度1.3×10¹⁹cm^-3的n型GaN；于另一实施例中，第一半导体层201的阻值大于第二半导体层202，第一半导体层201为硅掺杂浓度8×10¹⁸cm^-3的n型GaN，第二半导层202为硅掺杂浓度1.3×10¹⁹cm^-3的n型GaN。

在另一实施例中，第一及第二半导体层201及202包含不同材料，例如，第一半导体层201为n型AlGaN，第二半导体层202为n型GaN；或是第一及第二半导体层201及202分别为不同铝含量的n型AlGaN，其中，第一半导体层201的铝含量高于第二半导体层201。于一实施例中，第一半导体层201的阻值小于第二半导体层202，例如，第一半导体层201为硅掺杂浓度a×10¹⁹cm^-3的n型Al_xGa_1-xN，第二半导体层202为硅掺杂浓度b×10¹⁹cm^-3的n型Al_yGa_1-yN，其中a>b，10>a>0.5，且x>y。此外，第一及第二半导体层201及202更可具有不同或相同的掺杂浓度的相同导电性掺杂物。于一实施例中，第一半导体层201的阻值小于第二半导体层202，例如，第一半导体层201为硅掺杂浓度2×10¹⁹cm^-3的n型AlGaN，第二半导体层202为硅掺杂浓度介于5×10¹⁸cm^-3至7×10¹⁸cm^-3的n型GaN。

在另一实施例中，第一半导体层201可包含超晶格结构，例如为AlGaN/GaN两子层的超晶格结构，或是在单一半导体材料中利用调变式掺杂所形成的半导体层。

第一电极30，位于暴露区28中，同时接触具有不同阻值的第一半导体层201和第二半导体层202。如图1B及图1C所示，第一电极30接触第一半导体层201的上表面TS1和侧表面LS1，以及第二半导体层202的上表面TS2和下部侧表面LS2’，且第一电极30和上部侧表面LS2之间具有一间隙。于本实施例中，第一电极30为一第一打线垫，于上视图中具有宽度W_N，且上表面TS1与第一电极30具有相似的图案形状。上表面TS1中包含与第一电极30接触的第一接触区域C₁，上表面TS2中包含与第一电极30接触的第二接触区域C₂。第一接触区域C₁的面积与第二接触区域C₂的面积不相等。于第一实施例的变化例A中，第一电极30的宽度W_N大于上表面TS1的宽度W₁，第一接触区域C₁的面积等于上表面TS1的面积，且第一接触区域C₁的面积大于第二接触区域C₂的面积。于一实施例中，第一半导体层201的阻值大于第二半导体层202，第一接触区域C₁的面积大于或等于第二接触区域C₂的面积。于一实施例中，第一半导体层201的阻值小于第二半导体层202，第一接触区域C₁的面积大于第二接触区域C₂的面积。

在本发明另一实施例中，第一接触区域C₁的面积小于第二接触区域C₂的面积。于一实施例中，第一半导体层201的阻值大于第二半导体层202，第一接触区域C₁的面积小于第二接触区域C₂的面积。于一实施例中，第一半导体层201的阻值小于第二半导体层202，第一接触区域C₁的面积小于或等于第二接触区域C₂的面积。

第三半导体层203的上表面203a具有一电流阻挡层60，于一实施例中，电流阻挡层60包含一开口60a，暴露出部分上表面203a。电流阻挡层60可包含单层介电材料或是由多组折射率不同的介电材料交互堆叠所组成介电材料叠层，其材料可包含但不限于氧化硅(SiO_X)、氮化硅(Si₃N₄)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化钛(Ti_XO_Y)、五氧化二钽(Ta₂O₅)、氧化铌(Nb₂O₅)、氧化锆(ZrO₂)或前述材料的组合。电流阻挡层60对于活性层204所发出的光线为透明。

透明导电层18覆盖第三半导体层203的上表面203a，与第三半导体层203电性接触，并同时覆盖在电流阻挡层60上。透明导电层18可以是金属或是透明导电材料，其中金属可选自具有透光性的薄金属层，透明导电材料对于活性层204所发出的光线为透明，包含铟锡氧化物(ITO)、氧化铝锌(AZO)、氧化镓锌(GZO)、或铟锌氧化物(IZO)等材料。透明导电层18具有一开口18a，对应于电流阻挡层60的开口60a。于一实施例中，透明导电层18仅覆盖第三半导体层203的上表面203a，与第三半导体层203电性接触，但不覆盖电流阻挡层60上，与透明导电层18与电流阻挡层60之间有一间隙。

第二电极40位于电流阻挡部60、透明导电层18以及第三半导体层203上，与透明导电层18以及第三半导体层203电性连接。第二电极40包含第二打线垫401以及由第二打线垫401所延伸出的第二延伸电极402。相较于第二延伸电极402，第一电极30的第一打线垫与第二电极40的第二打线垫401都具有较宽的宽度，在后续制作工艺中，可用以打线与外部电源或外部电子元件电性连接。第二电极40位于电流阻挡部60的对应位置上，第二电极40的外轮廓可等于或略小于电流阻挡部60的外轮廓。于本实施例中，第二打线垫401的位置对应于电流阻挡层60的开口60a及透明导电层18的开口18a上，并穿过这些开口，与第三半导体层203接触。第一电极30与第二电极40的材料包含金属，例如铬(Cr)、钛(Ti)、金(Au)、铝(Al)、铜(Cu)、锡(Sn)、镍(Ni)、铑(Rh)或铂(Pt)等金属或上述材料的合金或叠层。在第一电极30与第二电极40靠近半导体结构20的表面可选用具有较高反射率的金属材料以形成一反射镜来增进出光，在此所述具有较高的反射率是指对于活性层204所发出光线的波长具有80％以上的反射率。较高反射率的金属材料包含例如铝(Al)或银(Ag)。

在本发明另一实施例中，发光元件1不具有电流阻挡层60，第二打线垫401经由透明导电层18的开口18a，与第三半导体层203接触。

在本发明另一实施例中，电流阻挡层60不具有开口60a，透明导电层18覆盖电流阻挡层18的部分上表面与侧壁，透明导电层18的开口18a暴露出第二打线垫401正下方电流阻挡层60的上表面，使第二打线垫401经由开口18a与电流阻挡层60接触。第二打线垫401可接触开口18a侧壁的透明导电层18，或者第二打线垫401不接触开口18a侧壁的透明导电层18。

在本发明另一实施例中，电流阻挡层60不具有开口60a，透明导电层18覆盖电流阻挡层18的部分上表面与侧壁，透明导电层18的开口18a暴露出位于第二打线垫401正下方电流阻挡层60的上表面及侧壁，使第二打线垫401与电流阻挡层60接触但不与透明导电层18接触。

在本发明另一实施例中，电流阻挡层60仅设置于第二打线垫401下，而第二延伸电极402下不具有电流阻挡部60。

在本发明另一实施例中，透明导电层18的开口18a可大于、小于或等于第二打线垫401的宽度。当透明导电层18的开口18a大于第二打线垫401的宽度时，第二打线垫401不接触透明导电层18。

在本发明另一实施例中，电流阻挡层60的开口60a可大于、小于或等于透明导电层18的开口18a。

反射结构(图未示)可选择性地设置于基板10的下表面10b，以反射来自半导体结构20的光，增进发光元件1的出光效率。反射结构的材料可为金属材料，包含但不限于铜(Cu)、铝(Al)、锡(Sn)、金(Au)、银(Ag)、铅(Pb)、钛(Ti)、镍(Ni)、铂(Pt)、钨(W)、铑(Rh)或上述材料的合金等。反射结构也可以是布拉格反射镜(distributed Bragg reflector,DBR)，包含至少两种以上折射率不同的可透光材料层堆叠而成。布拉格反射结构可为绝缘材料或导电材料，绝缘材料包含但不限于聚亚酰胺(PI)、苯并环丁烯(BCB)、过氟环丁烷(PFCB)、氧化镁(MgO)、Su8、环氧树脂(Epoxy)、丙烯酸树脂(Acrylic Resin)、环烯烃聚合物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亚胺(Polyetherimide)、氟碳聚合物(Fluorocarbon Polymer)、玻璃(Glass)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化镁(MgO)、氧化硅(SiO_x)、氧化钛(TiO₂)、氧化钽(Ta₂O₅)、氮化硅(SiN_x)、旋涂玻璃(SOG)或四乙氧基硅烷(TEOS)。导电材料包含但不限于氧化铟锡(ITO)、氧化铟(InO)、氧化锡(SnO)、氧化镉锡(CTO)、氧化锑锡(ATO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锌锡(ZTO)、氧化镓锌(GZO)、氧化锌(ZnO)、氧化镁(MgO)、砷化铝镓(AlGaAs)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)或氧化铟锌(IZO)。反射结构也可以是由上述可透光材料层与金属层所形成的全方向反射镜(omnidirectionalreflector,ODR)。

图1D绘示第一实施例中变化例B的发光元件1。第一实施例中变化例B的发光元件1与变化例A相似，差别在于，上表面TS1与第一电极30由上视观之具有相同的宽度、图案形状，且上表面TS1的面积与第一电极30的底面积相同。第一电极30与半导体结构20的接触面包含了第一半导体层201的上表面TS1和侧表面LS1，以及第二半导体层202的下部侧表面LS2’，而未接触第二半导体层202的上表面TS2。

图2A为本发明第二实施例中所揭示的一发光元件2的上视图的变化例C及D。图2B为沿图2A中变化例C的B-B’截面的侧视图。第二实施例中的发光元件2与发光元件1相似，差别在于，变化例C中第一半导体层201的上表面TS1由上视观之为一环状图案。相较于发光元件1，发光元件2中第一电极30与第二半导体层202所接触的第二接触区域C₂的面积增加，而与第一半导体层201所接触的第一接触区域C₁的面积减少。

变化例D与变化例C相似，差别在于，第一半导体层201的上表面TS1由上视观之包含了多个区域；意即，上表面TS1包含环状图案区域TS1a，以及一位于环状图案区域TS1a内的中间区域TS1b。

图3A为本发明第三实施例中所揭示的一发光元件3的上视图的变化例E及F。图3B为沿变化例E或变化例F的B-B’截面的侧视图。第三实施例中的发光元件3与发光元件1相似，差别在于，由上视观之，变化例E及F中第一半导体层201的上表面TS1包含互相分离的两区域TS1’，且此两区域TS1’被部分的第一半导体层201与第二半导体层202所隔开。因此，于本实施例的上视图中，两区域TS1’之间为呈条状的第二半导体层202的上表面TS2。条状的第二半导体层202的上表面TS2可如变化例E所示，平行于发光元件3的任一边缘11，或是如变化例F所示，倾斜于发光元件3的任一边缘11。

图4A为本发明第四实施例中所揭示的一发光元件4的上视图的变化例G至K。变化例G至K的发光元件4的差异在暴露区28，第一电极30以下的接触面；暴露区28以外的各层结构都相同。图4B为沿图4A中变化例G的B-B’截面的侧视图，图4C为沿变化例J的B-B’截面的侧视图。第三实施例中的发光元件3与发光元件1相似，差别在于，由上视观之，变化例G至K中第一半导体层201的上表面TS1包含互相分离的多区域TS1’，且此多区域TS1’被多个条状的第二半导体层202的上表面TS2所隔开。条状的第二半导体层202的上表面TS2由上视观之可如变化例G所示，平行或垂直于发光元件4的侧边11并呈十字交叉状。

在本实施例的变化例H中，多个条状的第二半导体层202的上表面TS2由上视观之，呈十字交叉并倾斜于发光元件3的侧边11。

在本实施例的变化例I中，多区域TS1’的数量比变化例H多，多个条状的第二半导体层202的上表面TS2由上视观之，呈一「米」字状，上表面TS1的多区域TS1’呈放射状排列。

在本实施例的变化例J中，多个条状的第二半导体层202的上表面TS2由上视观之，呈水平条状排列，上表面TS1的多区域TS1’也呈彼此水平条状排列。于另一变化例中，多区域TS1’也可呈彼此垂直条状排列，或是呈彼此平行且倾斜于侧边11的条状排列。

在本实施例的变化例K中，多个条状的第二半导体层202的上表面TS2由上视观之，呈一栅状排列，使各第一半导体层201的上表面TS1的多区域TS1’呈阵列状排列。

将不同的第一半导体层201及第二半导体层202搭配上述各变化例A-K的发光元件进行实验，分别与一对照发光元件(图未示)作参考比较基础，其中对照发光元件的第一电极仅接触一单一n型半导体层，各组实验的较佳结果详列如表1。在编号1的实验组中，第一半导体层201为硅掺杂浓度2×10¹⁹cm^-3的n型GaN，第二半导体层202为硅掺杂浓度1.3×10¹⁹cm^-3的n型GaN，此时第一半导体层201的阻值小于第二半导体层202。搭配变化例A-K的各发光元件及对照发光元件在电流密度为0.5-1.5A/mm²操作下，相较对照发光元件的表现，搭配变化例E的发光元件具有较高的光电转换效率(Wall Plug Efficiency,WPE)，WPE较对照发光元件提升1.47％-1.69％。在编号2的实验组中，第一半导体层201为硅掺杂浓度8×10¹⁸cm^-3的n型GaN，第二半导体层202为硅掺杂浓度1.3×10¹⁹cm^-3的n型GaN，此时第一半导体层201的阻值大于第二半导体层202。各变化例的发光元件及对照发光元件在电流密度为0.5-1.5A/mm²操作下，相较对照发光元件的表现，搭配变化例A的发光元件具有较高的WPE，WPE较对照发光元件提升1.2％；而搭配变化例K的发光元件具有较低的正向电压(forward voltage,Vf)，Vf较对照发光元件降低0.021-0.037V。在编号3的实验组中，当第一半导体层201为硅掺杂浓度2×10¹⁹cm^-3的n型AlGaN，第二半导体层202为硅掺杂浓度7×10¹⁸cm^-3的n型GaN，此时第一半导体层201的阻值小于第二半导体层202。各变化例的发光元件及对照发光元件在电流密度为0.5-1.5A/mm²操作下，相较对照发光元件的表现，搭配变化例B的发光元件具有较高的WPE，WPE较对照发光元件提升0.26％-0.41％；而搭配变化例F的发光元件具有较低的Vf，Vf较对照发光元件降低0.002-0.031V。

表一

图5A为本发明第五实施例中所揭示的一发光元件5的上视图。图5B为沿图5A中B-B’截面的侧视图。发光元件5与发光元件1在暴露区28以外的结构相似，因此不再赘述。差别在于，发光元件5的暴露区28设置于发光元件5的一短边12，并沿一长边13延伸；且暴露区28上设置了第一电极30，包含第一打线垫301及由第一打线垫301所延伸出的第一延伸电极302。如前述实施例中，除了通过蚀刻方法在第一打线垫301对应位置的暴露区28内形成第一半导体层201的上表面TS1，更可同时在第一延伸电极302对应位置的暴露区28内也形成上表面TS1。如图5A及图5B所示，在长边13方向上的暴露区28内，第一半导体层201的上表面TS1包含多个分开的区域TS1’，多区域TS1’沿第一延伸电极302排列。第一延伸电极301与半导体结构20的接触区域包含第一半导体层201上表面TS1的多区域TS1’、第一半导体层201的侧表面LS1、第二半导体层的上表面TS2以及下部侧表面LS2’。

本实施例不限于此，暴露区28可设置于半导体结构20内的任何区域，第一电极30可包含一或多个第一延伸电极301，第一半导体层201的上表面TS1可设置于第一打线垫301下方及/或第一延伸电极301下方。

如前述实施例中的各发光元件，利用不同阻值的第一半导体层201及第二半导体层202与不同图案形状的上表面TS1与TS2的搭配，使第一电极30与不同阻值的第一半导体层201及第二半导体层202间具有不同的接触面积和接触形状，同时，第一电极30与第一半导体层201及第二半导体层202间具有不同的接触电阻。通过调整第一电极30与第一半导体层201及第二半导体层202间的接触方式，使得发光元件具有较低的正向电压(forwardvoltage,Vf)。例如，当第一电极30与第一半导体层201及第二半导体层202中具有较低阻值者之间有较大接触面积时，第一电极30与整体半导体结构20具有较低接触阻值。

图6为本发明一实施例中所揭示的一发光装置6的示意图。将前述实施例中的发光元件1-5任一个安装于封装基板51的第一垫片511、第二垫片512上。第一垫片511、第二垫片512之间通过一包含绝缘材料的绝缘部53做电性绝缘。倒装晶片安装是将与焊垫形成面相对的成长基板侧向上设为主要的光取出面。为了增加发光装置的光取出效率，可于发光元件1的周围设置一反射结构54。

图7为依本发明一实施例的发光装置7的示意图。发光装置7为一球泡灯(球灯泡)包括一灯罩602、一反射镜604、一发光模块610、一灯座612、一散热片614、一连接部616以及一电连接元件618。发光模块610包含一承载部606，以及多个发光单元608位于承载部606上，其中多个发光单元608可为前述实施例中的发光元件1-5任一个或发光装置6。

上述实施例仅为示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本发明所属技术领域中具有通常知识者均可在不违背本发明的技术原理及精神的情况下，对上述实施例进行修改及变化。因此本发明的保护范围如所附的权利要求所列。

Claims

1.一种发光元件，其特征在于，包含：

第一半导体层；

第二半导体层，位于该第一半导体层上；

第三半导体层，位于该第二半导体层上；

活性层，位于该第二半导体层及该第三半导体层之间；

暴露区，穿过该第三半导体层及该活性层，暴露出该第一半导体层的第一表面以及该第二半导体层的第二表面；以及

第一电极，位于该暴露区中，且接触该第一表面及该第二表面；

其中，该第一半导体层与该第二半导体层具有不同阻值。

2.如权利要求1所述的发光元件，其中该第一半导体层与该第二半导体层具有不同掺杂浓度的相同导电性掺杂物。

3.如权利要求2所述的发光元件，其中该第一半导体层与该第二半导体层包含相同材料。

4.如权利要求1所述的发光元件，其中该第一半导体层与该第二半导体层包含不同材料。

5.如权利要求1所述的发光元件，其中该第一半导体层的厚度大于该第二半导体层的厚度。

6.如权利要求1所述的发光元件，其中：

该第一表面包含第一侧表面以及第一上表面，其中该第一上表面包含第一接触区域，与该第一电极接触；以及

该第二表面包含第二侧表面以及第二上表面，其中该第二上表面包含第二接触区域，与该第一电极接触。

7.如权利要求6所述的发光元件，其中该第一接触区域及/或该第二接触区域由上视观之包含图案。

8.如权利要求7所述的发光元件，其中该图案包含条状、环状、或几何形状。

9.如权利要求6所述的发光元件，其中该第一接触区域由上视观之包含多个第一图案，且该多个第一图案被该第二接触区域所隔开。

10.如权利要求6所述的发光元件，其中该第一接触区域的面积与该第二接触区域的面积不同。

11.如权利要求1所述的发光元件，其中，该第一电极与该第一半导体层中及第二半导体层中具有较低阻值者之间有较大接触面积。