CN110651404B - 激光二极管 - Google Patents
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Abstract
根据实施例的激光二极管可以包括:衬底;布置在衬底上的多个发光结构,发光结构中的每个包括第一反射层和第二反射层;与发光结构的第一反射层电连接的第一电极;与发光结构的第二反射层电连接的第二电极;布置在第一电极上的第一绝缘层;与第一电极电连接并布置在衬底上的第一结合焊盘;以及与第二电极电连接并且布置在衬底上的第二结合焊盘。
Description
技术领域
实施例涉及半导体器件、制造半导体器件的方法、半导体器件封装和包括半导体器件封装的物体检测装置。
背景技术
包括诸如GaN和AlGaN的化合物的半导体器件具有许多优点,例如宽且易于调节的带隙能,所以该器件能够以各种方式用作发光器件、光接收器件和各种二极管。
特别地,由于薄膜生长技术和器件材料的发展,通过使用III-V族或II-VI族化合物半导体物质获得的诸如发光二极管和激光二极管的发光器件能够实现具有各种波段的光,例如红光、绿光、蓝光和紫外线。另外,通过使用III-V族或II-VI族化合物半导体物质获得的诸如发光二极管和激光二极管的发光器件能够通过使用荧光物质或组合颜色来实现具有高效率的白光源。与诸如荧光灯和白炽灯的传统光源相比,这种发光器件具有诸如低功耗、半永久寿命、响应速度快、安全和环保的优点。
此外,随着器件材料的发展,当使用III-V族或II-VI族化合物半导体物质来制造诸如光电探测器或太阳能电池的光接收器件时,通过吸收具有各种波长域的光来生成光电流,使得能够使用具有各种波长域的光,例如从伽马射线到无线电波。另外,上述光接收器件具有诸如响应速度快、安全、环保和易于控制器件材料等的优点,使得光接收器件能够方便地用于功率控制、超高频电路或通信模块。
因此,半导体器件已经应用并扩展到光通信工具的传输模块、替代构成液晶显示器(LCD)的背光的冷阴极荧光灯(CCFL)的发光二极管背光源、可替代荧光灯或白炽灯泡的白色发光二极管照明设备、车辆前照灯、交通灯和用于检测天然气或火灾的传感器。另外,半导体器件的应用能够扩展到高频应用电路、功率控制装置或通信模块。
例如,发光器件可以被设置为具有通过使用元素周期表中的III-V族元素或II-VI族元素将电能转换成光能的特性的pn结二极管,并且能够通过调节化合物半导体物质的组分比来实现各种波长。
同时,随着半导体器件的应用领域变得多样化,半导体器件需要具有高输出和高电压驱动。由于半导体器件的高输出和高电压驱动,半导体器件中产生的热使温度升高。然而,当来自半导体器件的散热不充分时,随着温度升高可以降低光输出并且可以降低功率转换效率(PCE)。因此,存在对于有效率地散发半导体器件中产生的热并且增加功率转换效率的方法的需求。
发明内容
技术问题
实施例能够提供半导体器件、制造半导体器件的方法、半导体器件封装以及物体检测装置,其具有优异散热特性。
实施例能够提供一种半导体器件、制造半导体器件的方法、半导体器件封装以及物体检测装置,其能够增加光提取效率并且提供具有高输出的光。
实施例能够提供半导体器件、制造半导体器件的方法、半导体器件封装以及物体检测装置,其能够增加功率转换效率。
技术解决方案
根据实施例的激光二极管可以包括:衬底;第一导电类型反射层,其被布置在衬底上的第一导电类型反射层;多个发光结构,每个发光结构包括有源层和第二导电类型反射层,其被布置在第一导电类型反射层上;第一电极,其与第一导电类型反射层电连接;第二电极,其与第二导电类型反射层电连接;第一绝缘层,其被布置在第一电极上;第一结合焊盘,其被布置在多个发光结构上并且与第一电极电连接;以及第二结合焊盘,其被布置在多个发光结构上并且与第一结合焊盘分隔开,并且与第二电极电连接,其中衬底可以包括第一方向中的长度和在与垂直于第一方向的第二方向中的宽度,其中,第一结合焊盘可以包括在第一方向中的第一侧表面和第二侧表面,其中,第一结合焊盘的第一侧表面可以在第一方向中比第二侧表面更靠近衬底的第一侧表面,其中第二结合焊盘可以包括沿着第一方向的第三侧表面和第四侧表面,其中第二结合焊盘的第三侧表面可以比第四侧表面更靠近第一结合焊盘的第二侧表面,其中第一绝缘层可以在垂直于第一方向和第二方向的第三方向中包括与第一结合焊盘重叠的多个第一开口和与第二结合焊盘重叠的多个第二开口,其中第一绝缘层的第一开口可以被布置为在第一方向中分隔开,并且包括布置为更靠近第一结合焊盘的第二侧表面的第一组和在第二方向中与第一组分隔开的第二组,其中第一绝缘层的第二开口可以被布置在第一方向中分隔开,并且包括被布置为更靠近第二结合焊盘的第三侧表面的第三组和在第二方向中与第三组分隔开的第四组,其中第一开口的第一组和第二开口的第三组可以相对于平行于衬底的第一方向的中心轴被布置在衬底的第二方向中的宽度的15%内,并且其中第一绝缘层的第一开口或者第二开口之间的最小距离可以被设置为大于发光结构之间的最小距离。
根据实施例,其中第一电极可以被布置在第一结合焊盘下面和第二结合焊盘下面,并且提供暴露多个发光结构的有源层和第二导电类型反射层的多个开口。
根据实施例,其中第二电极可以被布置在第一结合焊盘下面和第二结合焊盘下面,并提供多个开口,该多个开口暴露被布置在多个发光结构的有源层周围并且在第一结合焊盘下面的第一电极。
根据实施例,其中第二电极可以与多个发光结构的第二导电类型反射层的上表面接触。
根据实施例的激光二极管可以进一步包括在第一电极和第二电极之间布置的第二绝缘层。
根据实施例,其中第二绝缘层可以提供在第一结合焊盘下面布置的多个第一开口和多个第二开口,其中第一结合焊盘和第一电极可以通过设置在第二绝缘层中的多个第一开口被电连接,以及其中多个发光结构的第二导电类型反射层和第二电极可以通过设置在第二绝缘层中的多个第二开口被电连接。
根据实施例,其中第二绝缘层可以提供在第二结合焊盘下面布置的多个开口,以及其中多个发光结构的第二导电类型反射层和第二电极可以通过设置在第二绝缘层中的多个开口被电连接。
根据实施例,其中第二电极可以包括被布置为与多个发光结构的第二导电类型反射层的上表面接触的上电极以及被布置在多个发光结构之间的第一电极上的连接电极。
根据实施例,其中衬底可以由本征半导体衬底提供。
根据实施例,其中第一导电类型反射层的反射率可以被设置为小于第二导电类型反射层的反射率。
根据实施例的半导体器件可以包括:第一发光结构,该第一发光结构被布置在第一区域中并且包括第一导电类型的第一反射层、被布置在第一反射层上的第一有源层以及被布置在第一有源层上的第二导电类型的第二反射层;第二发光结构,该第二发光结构被布置在第二区域中并且与第一发光结构分隔开,并且包括第一导电类型的第三反射层、在第三反射层上布置的第二有源层以及在第二有源层上布置的第二导电类型的第四反射层;第一电极,该第一电极被布置在第一区域和第二区域中,并且与第一反射层和第三反射层电连接,提供被布置在第一反射层上并暴露第一有源层和第二反射层的第一开口,并且提供被布置在第三反射层上并暴露第二有源层和第四反射层的第二开口;第二电极,该第二电极被布置在第一区域中并且与第二反射层电连接,被布置在第二区域中并且与第四反射层电连接,并且提供在第一区域中暴露在第一有源层周围布置的第一电极的第三开口;第一绝缘层,该第一绝缘层在第一区域和第二区域中被布置在第二电极上,在第一区域中,提供暴露在设置第三开口的区域中布置的第一电极的第四开口,并且在第二区域中提供暴露布置在第二有源层周围的第二电极的第五开口;第一结合焊盘,该第一结合焊盘在第一区域中布置在第一发光结构上并且通过设置第四开口的区域与布置在第一有源层周围的第一电极电连接;以及第二结合焊盘,该第二结合焊盘在第二区域中布置在第二发光结构上,与第一结合焊盘分隔开,并且通过设置第五开口的区域与布置在第二有源层周围的第二电极电连接。
根据实施例,其中第四开口的面积可以大于或等于第一有源层的面积,并且第五开口的面积可以大于或等于第二有源层的面积。
根据实施例,其中包括第一发光结构的第一多个发光结构可以被布置在第一结合焊盘下面,其中包括第二发光结构的第二多个发光结构可以被布置在第二结合焊盘下面,并且其中第一多个发光结构和第二多个发光结构均可以包括第一导电类型反射层、布置在第一导电类型反射层上的有源层以及布置在有源层上的第二导电类型反射层。
根据实施例,其中第二电极可以被设置为与第一多个发光结构的第二导电类型反射层的上表面接触,并且可以被设置为与第二多个发光结构的第二导电类型反射层的上表面接触。
根据实施例,其中第二电极可以在第一区域中被布置在第一多个发光结构和第一结合焊盘之间,其中第二电极可以在第二区域中被布置在第二多个发光结构和第二结合焊盘之间,其中第二电极在第一结合焊盘下面可以提供暴露第一电极的上表面的多个开口并且可以与第一多个发光结构的第二反射层电连接,并且其中第二电极可以在第二结合焊盘下面与第二多个发光结构的第二反射层电连接。
根据实施例,半导体器件可以进一步包括在第一电极和第二电极之间布置的第二绝缘层,其中第二绝缘层可以在第一结合焊盘下面提供其中第一多个发光结构的第二导电类型半导体层和第二电极电连接的多个开口,并且其中第二绝缘层可以在第二结合焊盘下面提供第二多个发光结构的第二导电类型反射层和第二电极电连接的多个开口。
根据实施例,其中第一电极可以在第一区域中布置在第一多个发光结构和第一结合焊盘之间,其中第一电极可以在第二区域中被布置在第二多个发光结构和第二结合焊盘之间,其中第一电极在第一结合焊盘下面可以提供暴露第一多个发光结构的第二导电类型反射层的多个开口并且可以与第一多个发光结构的第一导电类型反射层电连接,并且第一电极在第二结合焊盘下面可以提供暴露第二多个发光结构中的第二导电类型反射层的多个开口并且可以与第二多个发光结构的第一导电类型反射层电连接。
根据实施例,其中第二电极可以包括被布置为与第二反射层的上表面和第四反射层的上表面接触的上电极和被布置在第一发光结构和第二发光结构之间的第一电极上的连接电极。
根据实施例,半导体器件可以进一步包括物理地连接第一反射层和第三反射层的第一导电类型反射层,并且其中第一电极可以布置为与第一导电类型反射层的上表面接触。
根据实施例的半导体器件可以进一步包括被布置在第一发光结构和第二发光结构下面的衬底,并且其中该衬底可以由本征半导体衬底提供。
根据实施例,其中第一反射层的反射率可以小于第二反射层的反射率,并且第三反射层的反射率可以被设置为小于第四反射层的反射率。
根据实施例,其中第一绝缘层可以在第二区域中提供其中第二结合焊盘和第二电极被电连接的多个第五开口,并且其中可以在第二结合焊盘下面在位于靠近第一结合焊盘的区域中比在远离第一结合焊盘的区域中更多设置第五开口。
根据实施例,其中在第一区域中,第一绝缘层可以在第一区域中提供其中第一结合焊盘和第一电极被电连接的多个第四开口,并且其中可以在第一结合焊盘下面在位于靠近第二结合焊盘的区域中比在远离第二结合焊盘的区域中更多设置第四开口。
根据实施例,其中通过第四开口与第一结合焊盘的下表面接触的第一电极的上表面的区域可以被设置在由第一多个发光结构围绕的空间中。
根据实施例,其中与第一结合焊盘的下表面接触的第一电极的上表面的面积可以被设置为大于第一有源层的上表面的面积。
根据实施例,其中通过第五开口与第二结合焊盘的下表面接触的第二电极的上表面的区域可以被设置在由第二多个发光结构围绕的空间中。
根据实施例,其中与第二结合焊盘的下表面接触的第二电极的上表面的面积可以被设置为大于第二有源层的上表面的面积。
根据实施例的半导体器件封装可以包括子基台;以及布置在子基台上的半导体器件,其中半导体器件可以包括:第一发光结构,其被布置在第一区域中并且包括第一导电类型的第一反射层、布置在第一反射层上的第一有源层和布置在第一有源层上的第二导电类型的第二反射层;第二发光结构,其被布置在第二区域中并且与第一发光结构分隔开,并且包括第一导电类型的第三反射层、布置在第三反射层上的第二有源层以及布置在第二有源层上的第二导电类型的第四反射层;第一电极,其被布置在第一区域和第二区域中,并且与第一反射层和第三反射层电连接,提供被布置在第一反射层上并暴露第一有源层和第二反射层的第一开口,并且提供被布置在第三反射层上并且暴露第二有源层和第四反射层的第二开口;第二电极,其被布置在第一区域中并与第二反射层电连接,被布置在第二区域中并与第四反射层电连接,并提供在第一区域中暴露在第一有源层周围布置的第一电极的第三开口;第一绝缘层,其在第一区域和第二区域中被布置在第二电极上,在第一区域中提供暴露在设置第三开口的区域中布置的第一电极的第四开口,并且在第二区域中提供暴露在第二有源层周围布置的第二电极的第五开口;第一结合焊盘,其在第一区域中被布置在第一发光结构上,并通过设置第四开口的区域与在第一有源层周围布置的第一电极电连接;以及第二结合焊盘,其在第二区域中被布置在第二发光结构上,与第一结合焊盘分隔开,并通过设置第五开口的区域与在第二有源层周围布置的第二电极电连接,其中半导体器件可以包括在其上布置第一结合焊盘和第二结合焊盘的第一表面和与第一表面相对的第二表面,并且其中第一结合焊盘和第二结合焊盘可以被电连接到子基台,并且半导体器件中产生的光可以通过第二表面被发射到外部。
根据实施例的物体检测装置可以包括半导体器件封装和光接收单元,该光接收单元接收从半导体器件封装发射的光的反射的光,其中半导体器件封装可以包括子基台和布置在子基台上的半导体器件,其中半导体器件可以包括:第一发光结构,其被布置在第一区域中,并且包括第一导电类型的第一反射层、布置在第一反射层上的第一有源层和布置在第一有源层上的第二导电类型的第二反射层;第二发光结构,其被布置在第二区域中并且与第一发光结构分隔开,并且包括第一导电类型的第三反射层、布置在第三反射层上的第二有源层以及布置在第二有源层上的第二导电类型的第四反射层;第一电极,其被布置在第一区域和第二区域中,并与第一反射层和第三反射层电连接,提供布置在第一反射层上并暴露第一有源层和第二反射层的第一开口,并且提供被布置在第三反射层上并暴露第二有源层和第四反射层的第二开口;第二电极,其被布置在第一区域中并与第二反射层电连接,被布置在第二区域中并与第四反射层电连接,并在第一区域中提供暴露在第一有源层周围布置的第一电极的第三开口;第一绝缘层,其在第一区域和第二区域中被布置在第二电极上,在第一区域中提供暴露被布置在设置第三开口的区域中的第一电极的第四开口,并且在第二区域中提供暴露在第二有源层周围布置的第二电极的第五开口;第一结合焊盘,其在第一区域中被布置在第一发光结构上,并通过设置第四开口的区域与布置在第一有源层周围的第一电极电连接;以及第二结合焊盘,其在第二区域中被布置在第二发光结构上,与第一结合焊盘分隔开,并通过设置第五开口的区域与在第二有源层周围布置的第二电极电连接,其中半导体器件可以包括在其上布置第一结合焊盘和第二结合焊盘的第一表面和与第一表面相对的第二表面,并且其中第一结合焊盘和第二结合焊盘可以被电连接到子基台,并且半导体器件中产生的光可以通过第二表面发射到外部。
根据实施例的制造半导体器件的方法可以包括:在衬底上形成第一导电类型反射层、有源层和第二导电类型反射层;在第二导电类型反射层和有源层上执行台面蚀刻,并且形成彼此分隔开的多个发光结构;在第一导电类型反射层上形成第一电极以暴露多个发光结构;形成被布置在第一电极上并暴露多个发光结构的上表面的第一绝缘层;形成第二电极,该第二电极提供暴露第一绝缘层的上表面的一部分的第一开口并且包括布置为与由第一绝缘层暴露的多个发光结构的上表面接触的上电极和布置在第一绝缘层上并连接上电极的连接电极;形成布置在第二电极上的第二绝缘层,提供第二开口,该第二开口暴露第一电极的上表面的一部分同时形成在设置第一开口的区域中,并且提供暴露第二电极的上表面的一部分的第三开口;以及形成布置在第二开口上并电连接至第一电极的第一结合焊盘以及布置在第三开口上并电连接至第二电极的第二结合焊盘。
根据实施例的激光二极管可以包括衬底;布置在衬底上的第一导电类型反射层;多个发光结构,每个发光结构包括有源层和第二导电类型反射层,有源层和第二导电类型反射层被布置在第一导电类型反射层上;第一电极,其与第一导电类型反射层电连接;第二电极,其与第二导电类型反射层电连接;第一绝缘层,其被布置在第一电极上并提供开口;第一结合焊盘,其被布置在多个发光结构上并与第一电极电连接;以及第二结合焊盘,其被布置在多个发光结构上并且与第一结合焊盘分隔开,并与第二电极电连接,其中,激光二极管可以包括其中布置第一结合焊盘的第一区域;其中布置第二结合焊盘的第二区域;以及其中第一绝缘层的开口可以被布置在第一区域和第二区域中,并且被布置在多个发光结构之间,并且开口之间的最短距离可以被设置为小于发光结构之间的最短距离。
根据实施例,其中第一电极可以被布置在第一结合焊盘下面和第二结合焊盘下面,并且可以提供暴露多个发光结构的第二导电类型反射层和有源层的多个开口。
根据实施例,其中第二电极可以被布置在第一结合焊盘下面和第二结合焊盘下面,并且可以在第一个结合焊盘下面提供暴露在多个发光结构的有源层周围布置的第一电极的多个开口。
根据实施例,其中第二电极可以与多个发光结构的第二导电类型反射层的上表面接触。
根据实施例的激光二极管可以进一步包括在第一电极和第二电极之间布置的第二绝缘层。
根据实施例,其中第二绝缘层可以提供在第一结合焊盘下面布置的多个第一开口和多个第二开口,其中第一结合焊盘和第一电极可以通过在第二绝缘层中设置的多个第一开口被电连接,以及其中多个发光结构的第二导电类型反射层和第二电极可以通过在第二绝缘层中设置的多个第二开口被电连接。
根据实施例,其中第二绝缘层可以提供在第二结合焊盘下面布置的多个开口,并且其中多个发光结构的第二导电类型反射层和第二电极可以通过在第二绝缘层中设置的多个开口被电连接。
根据实施例,其中第二电极可以包括被布置为与多个发光结构的第二导电类型反射层的上表面接触的上电极和被布置在多个发光结构之间的第一电极上的连接电极。
根据实施例,其中衬底可以由本征半导体衬底提供。
根据实施例,其中第一导电类型反射层的反射率可以小于第二导电类型反射层的反射率。
根据实施例的半导体器件可以包括:第一发光结构,该第一发光结构被布置在第一区域中并且包括第一导电类型的第一反射层、在第一反射层上布置的第一有源层和在第一有源层上布置的第二导电类型的第二反射层;第二发光结构,其被布置在第二区域中并且与第一发光结构分隔开,并且包括第一导电类型的第三反射层、在第三反射层上布置的第二有源层以及在第二有源层上布置的第二导电类型的第四反射层;第一电极,其被布置在第一区域和第二区域中,并且与第一反射层和第三反射层电连接,提供被布置在第一反射层上并且暴露第一有源层和第二反射层的第一开口,并且提供被布置在第三反射层上并暴露第二有源层和第四反射层的第二开口;第二电极,其被布置在第一区域中并且与第二反射层电连接,被布置在第二区域中并与第四反射层电连接,并在第一区域中提供暴露在第一有源层周围布置的第一电极的第三开口,并且包括比第一有源区域的面积小的面积;第一绝缘层,其在第一区域和第二区域中被布置在第二电极上,在第一区域中提供暴露在设置第三开口的区域中布置的第一电极的第四开口,并且在第二区域中提供暴露在第二有源层周围布置的第二电极的第五开口,并且包括比第二有源区域的面积小的面积;第一结合焊盘,其在第一区域中被布置在第一发光结构上并且通过设置第四开口的区域与在第一有源层周围布置的第一电极电连接;以及第二结合焊盘,其在第二区域中被布置在第二发光结构上,与第一结合焊盘分隔开,并通过设置第五开口的区域与在第二有源层周围布置的第二电极电连接。
根据实施例,其中包括第一发光结构的第一多个发光结构可以被布置在第一结合焊盘下面,其中包括第二发光结构的第二多个发光结构可以被布置在第二结合焊盘下面,以及其中第一多个发光结构和第二多个发光结构均可以包括第一导电类型反射层、在第一导电类型反射层上布置的有源层和在有源层上布置的第二导电类型反射层。
根据实施例,其中第二电极可以被设置为与第一多个发光结构的第二导电类型反射层的上表面接触,并且可以被设置为与第二多个发光结构的第二导电类型反射层的上表面接触。
根据实施例,其中第二电极可以在第一区域中被布置在第一多个发光结构和第一结合焊盘之间,其中第二电极可以在第二区域被布置在第二多个发光结构和第二结合焊盘之间,其中第二电极在第一结合焊盘下面可以提供暴露第一电极的上表面的多个开口并且可以与第一多个发光结构的第二反射层电连接,以及其中第二电极在第二结合焊盘下面可以与第二多个发光结构的第二反射层电连接。
根据实施例的半导体器件可以进一步包括第二绝缘层,该第二绝缘层被布置在第一电极和第二电极之间,其中第二绝缘层在第一结合焊盘下面可以提供其中第一多个发光结构的第二导电类型反射层和第二电极被电连接的多个开口,以及其中第二绝缘层在第二结合焊盘下面可以提供其中第二多个发光结构的第二导电类型反射层和第二电极被电连接的多个开口。
根据实施例,其中第一电极可以在第一区域中被布置在第一多个发光结构和第一结合焊盘之间,其中第一电极可以在第二区域中被布置在第二多个发光结构和第二结合焊盘之间,其中第一电极在第一结合焊盘下面可以提供暴露第一多个发光结构的第二导电类型反射层的多个开口并且可以与第一多个发光结构的第一导电类型反射层电连接,以及其中第一电极在第二结合焊盘下面可以提供暴露第二多个发光结构的第二导电类型反射层的多个开口并且可以与第二多个发光结构的第一导电类型反射层电连接。
根据实施例,其中第二电极可以包括被布置为与第二反射层的上表面和第四反射层的上表面接触的上电极,并且可以被布置在第一发光结构和第二发光结构之间的第一电极上。
根据实施例的半导体器件可以进一步包括第一导电类型反射层,该第一导电类型反射层物理地连接第一反射层和第三反射层,以及其中第一电极可以被布置成与第一导电类型反射层的上表面接触。
根据实施例的半导体器件可以进一步包括在第一发光结构和第二发光结构下面布置的衬底,并且该衬底可以由本征半导体衬底提供。
根据实施例,其中第一反射层的反射率可以小于第二反射层的反射率,并且第三反射层的反射率可以被设置为小于第四反射层的反射率。
根据实施例,其中通过第四开口与第一结合焊盘的下表面接触的第一电极的上表面的区域可以被设置在由第一多个发光结构围绕的空间中。
根据实施例,其中通过第五开口与第二结合焊盘的下表面接触的第二电极的上表面的区域可以被设置在由第二多个发光结构围绕的空间中。
根据实施例的半导体器件封装可以包括子基台;以及布置在子基台上的半导体器件,其中半导体器件可以包括:第一发光结构,其被布置在第一区域中,并且包括第一导电类型的第一反射层、在第一反射层上布置的第一有源层和在第一有源层上布置的第二导电类型的第二反射层;第二发光结构,其被布置在第二区域中并且与第一发光结构分隔开,并且包括第一导电类型的第三反射层、在第三反射层上布置的第二有源层以及在第二有源层上布置的第二导电类型的第四反射层;第一电极,其被布置在第一区域和第二区域中并且与第一反射层和第三反射层电连接,提供被布置在第一反射层上并暴露第一有源层和第二反射层的第一开口,并且提供被布置在第三反射层上并暴露第二有源层和第四反射层的第二开口;第二电极,其被布置在第一区域中并且与第二反射层电连接,被布置在第二区域中并且与第四反射层电连接,并在第一区域中提供暴露在第一有源层周围布置的第一电极的第三开口,并且包括比第一有源区域的面积小的面积;第一绝缘层,其在第一区域和第二区域中被布置在第二电极上,在第一区域中提供暴露在设置第三开口的区域中布置的第一电极的第四开口,并且在第二区域中提供暴露在第二有源层周围布置的第二电极的第五开口,并且包括比第二有源区域的面积小的面积;第一结合焊盘,其在第一区域中被布置在第一发光结构上并且通过设置第四开口的区域与在第一有源层周围布置的第一电极电连接;以及第二结合焊盘,其在第二区域中被布置在第二发光结构上,与第一结合焊盘分隔开,并且通过设置第五开口的区域与在第二有源层周围布置的第二电极电连接,其中半导体器件可以包括在其上布置第一结合焊盘和第二结合焊盘的第一表面和与第一表面相对的第二表面,并且其中第一结合焊盘和第二结合焊盘可以电连接到子基台,并且半导体器件中产生的光可以通过第二表面发射到外部。
根据实施例的物体检测装置可以包括半导体器件封装和光接收单元,该光接收单元接收从半导体器件封装发射的光的反射的光,其中半导体器件封装可以包括子基台和布置在子基台上的半导体器件,其中半导体器件可以包括:第一发光结构,其被布置在第一区域中,并且包括第一导电类型的第一反射层、在第一反射层上布置的第一有源层和在第一有源层上布置的第二导电类型的第二反射层;第二发光结构,其被布置在第二区域中并且与第一发光结构分隔开,并且包括第一导电类型的第三反射层、在第三反射层上布置的第二有源层以及在第二有源层上布置的第二导电类型的第四反射层;第一电极,其被布置在第一区域和第二区域中,并且与第一反射层和第三反射层电连接,提供被布置在第一反射层上并且暴露第一有源层和第二反射层的第一开口,并且提供被布置在第三反射层上并且暴露第二有源层和第四反射层的第二开口;第二电极,其被布置在第一区域中并且与第二反射层电连接,被布置在第二区域中并且与第四反射层电连接,并且在第一区域中提供暴露在第一有源层周围布置的第一电极的第三开口,并且包括比第一有源区域的面积小的面积;第一绝缘层,其在第一区域和第二区域中被布置在第二电极上,在第一区域中提供暴露在设置第三开口的区域中布置的第一电极的第四开口,并且在第二区域中提供暴露在第二有源层周围布置的第二电极的第五开口,并且包括比第二有源区域的面积小的面积;第一结合焊盘,其在第一区域中被布置在第一发光结构上,并且通过设置第四开口的区域与在第一有源层周围布置的第一电极电连接;以及第二结合焊盘,其在第二区域中被布置在第二发光结构上,与第一结合焊盘分隔开,并通过设置第五开口的区域与在第二有源层周围布置的第二电极电连接,其中半导体器件可以包括在其上布置第一结合焊盘和第二结合焊盘的第一表面和与第一表面相对的第二表面,并且其中第一结合焊盘和第二结合焊盘可以被电连接到子基台,并且半导体器件中产生的光可以通过第二表面被发射到外部。
根据实施例的制造半导体器件的方法可以包括:在衬底上形成第一导电类型反射层、有源层和第二导电类型反射层;在第二导电类型反射层和有源层上执行台面蚀刻,并且形成彼此分隔开的多个发光结构;在第一导电类型反射层上形成第一电极以暴露多个发光结构;形成被布置在第一电极上并暴露多个发光结构的上表面的第一绝缘层;形成第二电极,该第二电极提供暴露第一绝缘层的上表面的一部分的第一开口并且包括被布置为与由第一绝缘层暴露的多个发光结构的上表面接触的上电极和被布置在第一绝缘层上并连接上电极的连接电极;形成在第二电极上布置的第二绝缘层,提供第二开口,该第二开口暴露第一电极的上表面的一部分同时形成在设置第一开口的区域中并且具有比有源层的面积小的面积,并且提供暴露第二电极的上表面的一部分的第三开口并且具有比有源层的面积小的面积;以及形成被布置在第二开口上并电连接至第一电极的第一结合焊盘和被布置在第三开口上并电连接至第二电极的第二结合焊盘。
本发明的有益效果
根据半导体器件、制造半导体器件的方法、半导体器件封装和物体检测装置,存在能够提供优异散热特性的优点。
根据半导体器件、制造半导体器件的方法、半导体器件封装和物体检测装置,存在能够增强光提取效率并且能够提供高输出的光的优点。
根据半导体器件、制造半导体器件的方法、半导体器件封装和物体检测装置,存在能够改善功率转换效率的优点。
根据半导体器件、制造半导体器件的方法、半导体器件封装和物体检测装置,存在能够降低制造成本并且能够改善可靠性的优点。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的半导体器件的视图。
图2是示出图1中所示的半导体器件的区域A1的视图。
图3是沿着图2中所示的半导体器件的线A-A截取的截面图。
图4是示出图1中所示的半导体器件的区域B1的视图。
图5是沿着图4中所示的半导体器件的线B-B截取的截面图。
图6是解释根据本发明的实施例的半导体器件中的结合焊盘与电极之间的接触区域的视图。
图7是示出传统的半导体器件的示例的视图。
图8a至图8c是示出其中在制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法中形成发光结构的示例的视图。
图9a至图9c是示出其中在制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法中形成第一电极的示例的视图。
图10a至图10c是示出其中在制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法中形成第二绝缘层的示例的视图。
图11a至图11c是示出其中在制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法中形成第二电极的示例的视图。
图12a至图12c是示出其中在制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法中形成第三绝缘层的示例的视图。
图13a至图13c是示出其中在制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法中形成第一结合焊盘和第二结合焊盘的示例的视图。
图14是示出根据本发明的实施例的半导体器件的另一示例的视图。
图15是示出应用于图14中所示的半导体器件的第三绝缘层、第一结合焊盘和第二结合焊盘的形状的视图。
图16是示出根据本发明的实施例的半导体器件的另一示例的视图。
图17是示出应用于图16中所示的半导体器件的第三绝缘层、第一结合焊盘和第二结合焊盘的形状的视图。
图18是示出根据本发明的实施例的半导体器件的又一示例的视图。
图19是示出图18中所示的半导体器件的区域A2的视图。
图20是沿着图19中所示的半导体器件的线A-A截取的截面图。
图21是示出图18中所示的半导体器件的区域B2的视图。
图22是图21中所示的半导体器件的线B-B截取的截面图。
图23是解释根据本发明的实施例的半导体器件中的结合焊盘与电极之间的接触面积的视图。
图24a至图24c是示出其中在制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法中形成发光结构的示例的视图。
图25a至图25c是示出其中在制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法中形成第一电极的示例的视图。
图26a至图26c是示出其中在制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法中形成第二绝缘层的示例的视图。
图27a至图27c是示出其中在制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法中形成第二电极的示例的视图。
图28a至图28c是示出其中在制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法中形成第三绝缘层的示例的视图。
图29a至图29c是示出其中在制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法中形成第一结合焊盘和第二结合焊盘的示例的视图。
图30是示出根据本发明的实施例的半导体器件封装的视图。
图31是应用包括根据本发明的实施例的半导体器件封装的自动聚焦设备的移动终端的透视图。
具体实施方式
在下文中,将参考附图描述实施例。在实施例的描述中,在每个层(膜)、区域、图案或结构可以被称为设置在衬底、每个层(膜)、区域、焊盘、或“图案”的“上面/上方”或“下面”的情况下,术语“上面/上方”或“下面”包括“直接”和“间接插入有另一层”。另外,将基于附图描述每层的“上面/上方”或“下面”,但是实施例不限于此。
在下文中,将参考附图详细描述根据本发明的实施例的半导体器件、制造半导体器件的方法、半导体器件封装和包括半导体器件封装的物体检测装置。
根据本发明的实施例的半导体器件可以选自包括发光二极管器件和激光二极管器件的发光器件。例如,根据实施例的半导体器件可以是垂直腔表面发射激光器(VCSEL)半导体器件。垂直腔表面发射激光器(VCSEL)半导体器件能够在垂直于上表面的方向中发射光束。垂直腔表面发射激光器(VCSEL)半导体器件能够例如在大约15度至大约25度的光束角处发射光束。垂直腔表面发射激光器(VCSEL)半导体器件可以包括发射圆形光束的单个发光孔径或多个发光孔径。例如,发光孔径可以由几微米到几十微米的直径来设置。
在下文中,将参考图1至图5描述根据本发明的实施例的半导体器件。
图1是示出根据本发明的实施例的半导体器件的视图,图2是示出图1所示的半导体器件的区域A1的视图,并且图3是沿着图2所示的半导体器件的线A-A截取的截面图,图4是示出图1中所示的半导体器件的区域B1的视图,并且图5是沿着图4中所示的半导体器件的线B-B截取的截面图。
同时,为了方便理解,在图1、图2和图4中,将布置在上部的第一结合焊盘155和第二结合焊盘165视为透明的,从而可以容易地掌握被定位在下部的组件的布置关系。
如图1至图5中所示,根据本发明的实施例的半导体器件200可以包括多个发光结构P11、P12、P21、P22、......、第一电极150、第二电极160、第一结合焊盘155、以及第二结合焊盘165。
根据实施例的半导体器件200可以是垂直腔表面发射激光器(VCSEL),并且可以例如以大约15度至约25度的范围内的光束角发射在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......中产生的光。多个发光结构P11、P12、P21、P22、......可以包括布置在第一结合焊盘155下面的第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......,以及布置在第二结合焊盘165下面的第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......。
多个发光结构P11、P12、P21、P22、......中的每个可以包括第一导电类型反射层、有源层和第二导电类型反射层。例如,反射层可以由分布式布拉格反射器(DBR)层提供。多个发光结构P11、P12、P21、P22、......中的每个可以形成为相似的结构,并且将参考3和图5中所示的截面图描述根据实施例的半导体器件200的堆叠结构。
如图1至图5中所示,根据实施例的半导体器件200可以包括布置在第一区域中的第一结合焊盘155和布置在第二区域中的第二结合焊盘165。第一结合焊盘155和第二结合焊盘165可以彼此分隔开。
另外,如图1至图3中所示,根据实施例的半导体器件200可以包括布置在第一区域中的第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......。第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......可以布置在第一结合焊盘155下面。第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......可以彼此分隔开。
第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......中的每个可以包括第一导电类型反射层、在第一导电类型反射层上布置的有源层以及在有源层上布置的第二导电类型反射层。
第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的第一导电类型反射层可以被称为下反射层。此外,第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的第二导电类型反射层可以被称为上反射层。
此时,构成第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的第一导电类型反射层可以彼此电连接。此外,构成第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的第一导电类型反射层可以被设置为彼此物理连接。
构成第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的有源层可以彼此分隔开。
构成第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的第二导电类型反射层可以彼此分隔开。构成第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的第二导电类型反射层可以彼此电连接。
另外,如图1、图4和图5中所示,根据实施例的半导体器件200可以包括在第二区域中布置的第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......。第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......可以被布置在第二结合焊盘165下面。第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......可以彼此分隔开。
第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......中的每个可以包括第一导电类型反射层、在第一导电类型反射层上布置的有源层以及在有源层上布置的第二导电类型反射层。
第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的第一导电类型反射层可以被称为下反射层。第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的第二导电类型反射层可以被称为上反射层。
此时,构成第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的第一导电类型反射层可以彼此电连接。另外,构成第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的第一导电类型反射层可以设置为彼此物理连接。
另外,构成第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的第一导电类型反射层可以电连接到构成第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的第一导电类型反射层。构成第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、P26......的第一导电类型反射层可以被设置以物理地连接到构成第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的第一导电类型反射层。
构成第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的有源层可以彼此分隔开。此外,构成第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的有源层可以与构成第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的有源层彼此分隔开。
构成第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的第二导电类型反射层可以彼此分隔开。此外,构成第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的第二导电类型反射层可以彼此电连接。
另外,构成第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的第二导电类型反射层可以与构成第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16......的第二导电类型反射层彼此分隔开。构成第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、P26、.......的第二导电类型反射层可以电连接到构成第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16......的第二导电类型反射层。
第一结合焊盘155和第二结合焊盘165可以彼此分隔开。第一结合焊盘155可以电连接至第一电极150。第一电极150可以布置在第一结合焊盘155下面。
例如,第一结合焊盘155的下表面可以布置为与第一电极150的上表面直接接触。第一电极150可以电连接到第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的第一导电类型反射层。此外,第一电极150可以电连接到第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的第一导电类型反射层。
第二结合焊盘165可以被电连接到第二电极160。第二电极160可以被布置在第二结合焊盘165下面。
例如,第二结合焊盘165的下表面可以被布置为与第二电极160的上表面直接接触。第二电极160可以电连接到第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26......的第二导电类型反射层。另外,第二电极160可以电连接到第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的第二导电类型反射层。
根据实施例,第一电极150可以布置在第一结合焊盘155下面和第二结合焊盘165下面。第一电极150可以在布置第一结合焊盘155的区域中与第一结合焊盘155电连接。第一电极150可以与第二结合焊盘165电绝缘。
另外,第二电极160可以被布置在第一结合焊盘155下面和第二结合焊盘165下面。第二电极160可以在布置第二结合焊盘165的区域中与第二结合焊盘165电连接。第二电极160可以与第一结合焊盘155电绝缘。
稍后将描述第一电极150和第一结合焊盘155之间的电连接以及第二电极160和第二结合焊盘165之间的电连接。
然后,参考图2和图3,将参考布置在第一结合焊盘155下面的第一发光结构P11进一步描述根据实施例的半导体器件200的结构。图3是沿着图2中所示的根据实施例的半导体器件200的线A-A截取的截面图。
根据实施例的半导体器件200可以包括被布置在第一结合焊盘155下面的第一发光结构P11,如图2和3中所示。
第一发光结构P11可以包括第一导电类型的第一反射层110a、第二导电类型的第二反射层120a以及第一有源层115a。第一有源层115a可以布置在第一反射层110a和第二反射层120a之间。例如,第一有源层115a可以布置在第一反射层110a上,并且第二反射层120a可以布置在第一有源层115a上。第一发光结构P11可以进一步包括在第一有源层115a和第二反射层120a之间布置的第一孔径层117a。
另外,第一导电类型反射层113可以布置在第一发光结构P11的第一反射层110a周围。第一导电类型反射层113可以布置在第一发光结构P11周围。例如,第一导电类型反射层113可以布置在第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......之间。
第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的下反射层可以通过第一导电类型反射层113物理连接。例如,第一导电类型反射层113的上表面和第一反射层110a的上表面可以布置在相同的水平面上。第一导电类型反射层113的上表面和第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的下反射层的上表面可以布置在相同的水平面上。
接下来,参考图4和图5,将参考布置在第二结合焊盘165下面的第二发光结构P21进一步描述根据实施例的半导体器件200的结构。图5是沿着图4中所示的实施例的半导体器件200的线B-B截取的截面图。
根据实施例的半导体器件200可以包括布置在第二结合焊盘165下面的第二发光结构P21,如图4和图5中所示。
第二发光结构P21可以包括第一导电类型的第三反射层110b、第二导电类型的第四反射层120b以及第二有源层115b。第二有源层115b可以布置在第三反射层110b和第四反射层120b之间。例如,第二有源层115b可以布置在第三反射层110b上,并且第四反射层120b可以布置在第二有源层115b上。第二发光结构P21可以进一步包括在第二有源层115b和第四反射层120b之间布置的第二孔径层117b。
另外,可以在第二发光结构P21的第三反射层110b周围布置第一导电类型反射层113。第一导电类型反射层113可以布置在第二发光结构P21周围。例如,第一导电类型反射层113可以布置在第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......之间。
第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、...的下反射层可以通过第一导电类型反射层113物理连接。第一导电类型反射层113的上表面和第三反射层110b的上表面可以布置在相同的水平面上。第一导电类型反射层113的上表面和第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的下反射层的上表面可以布置在相同的水平面上。
另外,根据实施例的半导体器件200可以包括第一绝缘层141,如图3和图5中所示。
第一绝缘层141在图1、图2和图4中未示出以便于解决附图的复杂性并帮助理解结构。同时,根据另一实施例的半导体器件200,可以省略第一绝缘层141。
第一绝缘层141可以布置在第一发光结构P11的侧表面上。第一绝缘层141可以布置为围绕第一发光结构P11的侧表面。
第一绝缘层141可以布置在第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的上反射层的侧表面上。第一绝缘层141可以布置为围绕第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的侧表面。
第一绝缘层141可以暴露第一发光结构P11的上表面。第一绝缘层141可以暴露第一发光结构P11的第二反射层120a的上表面。
第一绝缘层141可以暴露第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的上表面。第一绝缘层141可以暴露第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的上反射层的上表面。
另外,第一绝缘层141可以布置在第二发光结构P21的侧表面上。第一绝缘层141可以布置为围绕第二发光结构P21的侧表面。
第一绝缘层141可以布置在第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的上反射层的侧表面上。第一绝缘层141可以布置为围绕第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的侧表面。
第一绝缘层141可以暴露第二发光结构P21的上表面。第一绝缘层141可以暴露第二发光结构P21的第四反射层120b的上表面。
第一绝缘层141可以暴露第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的上表面。第一绝缘层141可以暴露第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的上反射层的上表面。
另外,根据实施例的半导体器件200可以包括第一电极150,如图1至图5中所示。第一电极150可以布置在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......周围。
第一电极150可以布置在第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......周围。第一电极150可以提供暴露第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、...的多个第一开口h1。第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、...的有源层和上反射层可以由多个第一开口h1暴露。
换句话说,在第一结合焊盘155下面,第一电极150可以提供多个第一开口h1,其暴露第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的第二导电类型反射层,并且可以电连接到第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的第一导电类型反射层。
另外,第一电极150可以布置在第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......周围。第一电极150可以提供暴露第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的多个第二开口h2。第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的有源层和上反射层可以通过多个第二开口h2暴露。
换句话说,在第二结合焊盘165下面,第一电极150可以提供暴露第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的第二导电类型反射层的多个第二开口h2并且可以电连接到第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的第一导电类型反射层。
第一电极150可以布置在第一导电类型反射层113上。第一电极150可以与第一发光结构P11的第一反射层110a电连接。第一电极150可以与第二发光结构P21的第三反射层110b电连接。
根据实施例的半导体器件200可以包括第二电极160,如图1至图5所示。第一电极160可以布置在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......上。第二电极160可以布置在第一结合焊盘155下面和第二结合焊盘165下面。
第二电极160可以布置在第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、...上,如图2和图3中所示。第二电极160可以布置在第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的上反射层上。第二电极160可以布置在第一电极150上。
第二电极160可以与第一发光结构P11的第二反射层120a电连接。第二电极160可以包括上电极160a和连接电极160b。
上电极160a可以布置为与第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......中的上反射层的上表面接触。连接电极160b可以布置在第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的侧表面和外围上,使得电连接到上电极160a。连接电极160b可以电连接在第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......上布置的上电极160a。
第二电极160可以提供第三开口h3,该第三开口h3暴露在第一发光结构P11的第一有源层115a周围布置的第一电极150。第一电极150的上表面可以通过第三开口h3暴露。
第二电极160可以布置在第一发光结构P11的侧表面上。第二电极160可以布置在第一发光结构P11的上表面上。第二电极160的上电极160a可以布置在第一发光结构P11的第二反射层120a上。第二电极160的上电极160a可以布置为与第二反射层120a的上表面直接接触。
另外,第二电极160可以布置在第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......上,如图4和图5中所示。第二电极160可以布置在第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的上反射层上。第二电极160可以布置在第一电极150上。
第二电极160可以与第二发光结构P21的第四反射层120b电连接。第二电极160可以包括上电极160a和连接电极160b。
上电极160a可以布置为与第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的上反射层的上表面接触。连接电极160b可以布置在第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的侧表面和外围上,使得与上电极160a电连接。连接电极160b可以电连接在第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......上布置的上电极160a。
第二电极160可以布置在第二发光结构P21的侧表面上。第二电极160可以布置在第二发光结构P21的上表面上。第二电极160的上电极160a可以布置在第二发光结构P21的第四反射层120b上。第二电极160的上电极160a可以布置为与第四反射层120b的上表面直接接触。
根据实施例的半导体器件200可以包括第二绝缘层142,如图2至图5中所示。
第二绝缘层142可以布置在第一电极150和第二电极160之间。第二绝缘层142可以布置在第一电极150的上表面和第二电极160的下表面之间。第二绝缘层142可以使第一电极150和第二电极160电绝缘。
第二绝缘层142可以在第一结合焊盘155下面提供暴露第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的上表面的多个开口。第二绝缘层142可以在第一结合焊盘155下面提供其中第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的第二导电类型反射层和第二电极160电连接的多个开口。
另外,第二绝缘层142可以在第一结合焊盘155下面提供暴露在第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......周围布置的第一电极的上表面的多个开口。第二绝缘层142可以在第一结合焊盘155下面提供其中第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16、......的第一导电类型反射层和第一结合焊盘155电连接的多个开口。
第二绝缘层142可以在第二结合焊盘165下面提供暴露第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的上表面的多个开口。绝缘层142可以在第二结合焊盘165下面提供其中第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的第二导电类型反射层和第二电极160电连接的多个开口。
另外,根据实施例的半导体器件200,第二多个发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26、......的第二导电类型反射层和第二结合焊盘165可以通过在第二结合焊盘165下面被设置在第二绝缘层142中的多个开口电连接。
根据实施例的半导体器件200可以包括第三绝缘层143,如图1至图5中所示。
第三绝缘层143可以布置在第一结合焊盘155下面和第二结合焊盘165下面。第三绝缘层143可以在第一结合焊盘155下面被布置在第二电极160上。并且,第三绝缘层143可以在第二结合焊盘165下面被布置在第二电极160上。
第三绝缘层143可以在第一结合焊盘155下面被布置在第二电极160的上电极160a上,如图2和图3中所示。第三绝缘层143可以在第一结合焊盘155下面提供暴露第一电极150的多个第四开口h4。例如,第四开口h4可以被设置在形成第三开口h3的区域中。
第三绝缘层143可以在其中布置第一结合焊盘155的第一区域中提供其中第一结合焊盘155和第一电极155电连接的多个第四开口h4。
根据实施例,第四开口h4的面积可以被设置为大于或等于第一有源层115a的面积。第四开口h4的面积可以被设置为大于或等于第二反射层120a的面积。
此外,根据实施例,第三开口h3的面积可以被设置为大于第四开口h4的面积。第三开口h3的面积可以被设置为大于第一有源层115a的面积。第三开口h3的面积可以设置为大于第二反射层120a的面积。
第三绝缘层143可以在第二结合焊盘165下面布置在第二电极160的上电极160a上,如图4和图5中所示。第三绝缘层143可以在第二结合焊盘165下面提供暴露第二电极160的多个第五开口h5。第三绝缘层143可以在第二结合焊盘165下面提供暴露第二电极160的连接电极160b的上表面的第五开口h5。
第三绝缘层143可以提供暴露布置在第二发光结构P21的第二有源层115b周围的第二电极160的第五开口h5。第三绝缘层143可以提供暴露布置在第二发光结构P21的第四反射层120b周围的第二电极160的连接电极160b的第五开口h5。第二电极160的上表面可以通过第五开口h5暴露。
第三绝缘层143可以在其中布置第二结合焊盘165的第二区域中提供其中第二结合焊盘165和第二电极160电连接的多个第五开口。
根据实施例,第五开口h5的面积可以设置为大于或等于第二有源层115b的面积。第五开口h5的面积可以设置为大于或等于第四反射层120b的面积。
根据实施例,如图1至图5中所示,其可以包括第一结合焊盘155和第二结合焊盘165。第一结合焊盘155和第二结合焊盘165可以布置为彼此分隔开。
第一结合焊盘155可以通过其中设置第四开口h4的区域电连接到第一电极150。第一结合焊盘155的下表面可以通过第四开口h4与第一电极150的上表面接触。
另外,第二结合焊盘165可以通过其中设置第五开口h5的区域电连接到第二电极160。第二结合焊盘165的下表面可以通过第五开口h5与第二电极160的上表面接触。第二结合焊盘165的下表面可以通过第五开口h5与第二电极160的连接电极160b的上表面接触。
同时,根据实施例的半导体器件200,如图1中所示,第三绝缘层143可以包括设置在第一结合焊盘155下面的多个第四开口h4。此时,作为示例,可以以在第一结合焊盘155下面排列的多个行来设置多个第四开口h4。
作为示例,如图1中所示,可以以三行f1、f2和f3设置多个第四开口h4。在图1中,多个第四开口h4被示出为设置成三行。然而,取决于半导体器件200等的尺寸,多个第四开口h4可以排列成小于三行,或者可以设计成排列成四行或更多行。
根据实施例,在第一结合焊盘155下面,可以在比远离第二结合焊盘165的区域更靠近第二结合焊盘165的区域中更多设置多个第四开口h4。例如,如图1中所示,多个第四开口h4可以在第一结合焊盘155下面包括以作为远离第二结合焊盘165的区域的第一行f1设置的四个开口,并且可以包括以在第二结合焊盘165附近的第三行f3设置的六个开口。
同时,根据实施例的半导体器件200,如图1中所示,第三绝缘层143可以包括设置在第二结合焊盘165下面的多个第五开口h5。这里,作为一个示例,可以以排列在第二结合焊盘165下面的多行设置多个第五开口h5。
作为示例,多个第二开口h5可以被设置为排列成三行s1、s2、s3,如图1中所示。在图1中,多个第五开口h5被示出为设置成三行。然而,取决于半导体器件200等的尺寸,多个第五开口h5可以排列成小于三行,或者可以设计成排列成四行或更多行。
根据实施例,在第二结合焊盘165下面,可以在比远离第一结合焊盘155的区域更靠近第一结合焊盘155的区域中更多设置多个第五开口h5。例如,如图1中所示,多个第五开口h5可以在第二结合焊盘165下面包括以作为远离第一结合焊盘155的区域的第一行s1设置的四个开口并且可以包括以靠近第一结合焊盘155的第三行s3设置的六个开口。
同时,根据本实施例的半导体器件200,如图1至图3中所示,第一结合焊盘155的下表面和第一电极150的上表面可以通过第四开口h4接触。此时,可以在由第一发光结构P11、P12、P13、P14、P15、P16围绕的空间中设置第一电极150的上表面的区域,其通过第四开口h4与第一结合焊盘155的下表面接触。
根据实施例,通过第四开口h4与第一结合焊盘155的下表面接触的第一电极150的上表面的区域的面积可以设置为大于第一有源层115a的上表面的面积。
此外,根据实施例的半导体器件200,如图1、图4和图5中所示,第二结合焊盘165的下表面和第二电极160的上表面可以通过第五开口h5接触。此时,在由第二发光结构P21、P22、P23、P24、P25、P26围绕的空间中可以设置通过第五开口h5与第二结合焊盘165的下表面接触的第二电极160的上表面的区域。
根据实施例,通过第五开口h5与第二结合焊盘165的下表面接触的第二电极160的上表面的区域的面积可以被设置为大于第二有源层115b的上表面的面积。
如上所述,根据实施例的半导体器件200,在更靠近第二结合焊盘165的区域中更多设置第一结合焊盘155和第一电极150之间的接触面积。此外,在更靠近第一结合焊盘155的区域中更多设置第二结合焊盘165和第二电极160之间的接触面积。
因此,根据实施例,通过第一结合焊盘155和第二结合焊盘165供应的电力可以被平滑地扩散并且通过第一电极150和第二电极160被供应到实施例的半导体器件200的整个发光结构。
根据实施例的半导体器件100,衬底105可以具有在第一方向中的长度和在垂直于第一方向的第二方向中的宽度。
第一结合焊盘155可以在第一方向中具有第一侧表面和第二侧表面。第一结合焊盘155的第一侧表面可以布置为在第一方向中比第二侧表面更靠近衬底105的第一侧表面。
第二结合焊盘165可以在第一方向中具有第三侧表面和第四侧表面。第二结合焊盘165的第三侧表面可以被布置为比第四侧表面更靠近第一结合焊盘155的第二侧表面。
根据实施例,第三绝缘层143可以在垂直于第一方向和第二方向的第三方向中包括与第一结合焊盘155重叠的多个第四开口h4以及与第二结合焊盘165重叠的多个第五开口h5。
第三绝缘层143的多个第四开口h4可以布置为在第一方向中彼此分隔开,并且可以包括被布置成更靠近第一结合焊盘155的第二侧表面的第一组f3以及在第二方向中与第一组f3分隔开的第二组f2。
第三绝缘层143的多个第五开口h5可以布置为在第一方向中彼此分隔开,并且可以包括布置成更靠近第二结合焊盘165的第三侧表面的第三组s3;以及在第二方向中与第三组s3分隔开的第四组s2。
多个第四开口h4的第一组f3和多个第五开口h5的第三组s3可以相对于平行于衬底105的第一方向的中心轴被布置在衬底105的第二方向中的宽度的15%以内。
根据实施例,第三绝缘层143的多个第四开口h4或多个第五开口h5之间的最小距离可以设置为大于发光结构之间的最小距离。
根据实施例的半导体器件100,在考虑到第一结合焊盘155和第二结合焊盘165安装在半导体器件封装的第一结合焊盘电极和第二结合焊盘电极上并且彼此电连接之后,例如,第一结合焊盘155和第二结合焊盘165之间的间隔距离可以是100微米或更大。间隔距离考虑到工艺误差而被设置,并且被设置为防止第一结合焊盘155和第二结合焊盘165之间的电连接。例如,间隔距离可以被设置在100微米至300微米的范围内。
同时,在第一结合焊盘155下面以最靠近第二结合焊盘165布置的第三行f3设置的开口可以相对于半导体器件100的长度方向中的中心线布置和排列在半导体器件100的宽度的15%以内。这里,半导体器件100的长度方向中的中心线可以被排列为平行于行f3和平行于行s3设置在第一结合焊盘155和第二结合焊盘165之间的虚拟线。
另外,在第二结合焊盘165下面以最靠近第一结合焊盘155布置的第三行s3设置的开口可以相对于半导体器件100的长度方向中的中心线布置和排列在半导体器件100的宽度的15%内。在此,半导体器件100的长度方向中的中心线可以被排列为平行于行f3并且平行于行s3的在第一结合焊盘155和第二结合焊盘165之间设置的虚拟线。
例如,在第一结合焊盘155下面以最靠近第二结合焊盘165布置的第三行f3设置的开口可以被布置在半导体器件100的长度方向中距中心线的100微米至300微米的范围内。另外,在第二结合焊盘165下面以最靠近第一结合焊盘155布置的第三行s3设置的开口可以被布置在半导体器件100的长度方向中的距中心线100微米至300微米的范围内。
因此,通过第一结合焊盘155和第二结合焊盘165施加的功率能够被有效地分散并且设置在半导体器件100的整个区域中。
同时,图6是解释根据本发明的实施例的半导体器件中的焊盘与电极之间的接触区域的视图。在参考图6描述根据实施例的半导体器件200时,可以省略与以上参考图1至图5描述的那些重叠的描述。
作为示例,在根据实施例的半导体器件200中,每个发光结构可以被设置有直径“d”,发光结构之间的距离可以被设置有长度“l”,并且第四开口h4可以被设置有直径“D”。
根据实施例,当在半导体器件200的顶部上观察时,发光结构P14与发光结构P15之间的距离l可以指示发光结构P14的中心与作为发光结构P14的最近的发光结构的发光结构P15的中心之间的距离。
发光结构的直径可以设置为例如几十微米。例如,如果将发光结构的直径设置为30微米,则可以将相邻的发光结构之间的距离设计为小于80微米。
在这种情况下,邻近的发光结构之间的距离被设置为小于80微米,并且第一结合焊盘155和第一电极150可以通过其接触的第四开口h4可以设置在由第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15和P16围绕的空间中。
同时,因为第四开口h4的直径D大于发光结构的直径d,所以可以在形成第四开口h4的区域中进一步提供发光结构。然而,根据实施例,去除一个发光结构,并且在该区域中形成第四开口h4,并且形成其中第一结合焊盘155和第一电极150可以接触的电流注入区域。
根据实施例,通过将邻近的发光结构之间的距离l设计为更短,可以在半导体器件200的预定区域中形成更多的发光结构。例如,如图1中所示,在第一结合焊盘155下面去除十四个发光结构,并且通过去除的区域,提供第一结合焊盘155与第一电极150之间的接触区域。
根据实施例的半导体器件200,可以在半导体器件200的预定区域中形成更多的发光结构,并且可以通过多个第四开口h4有效率地供应电力。
另外,考虑到减小电阻、提供稳定的电流、以及工艺误差,在第一结合焊盘155和第一电极150彼此接触的区域中设置的第四开口h4的直径可以更好地设置为10微米或更大。
同时,根据实施例,第四开口h4可以设置在由第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、P15和P16围绕的宽空间中。当从半导体器件的上方观察时,第四开口h4的直径可以设置为大于从第一发光结构的中心到最靠近第一发光结构的发光结构的中心的距离。
第四开口h4的直径可以设置为几十微米。例如,如果将发光结构的直径设置为30微米,并且将相邻的发光结构之间的距离设置为80微米,则可以将第四开口h4的直径设计为大于80微米。
因此,根据实施例的半导体器件,因为第四开口h4的直径可以设置为大于10微米,所以可以减小第一结合焊盘155和第一电极150之间的电阻,并且可以平滑地提供应电流注入。
参考图6,参考第一结合焊盘155和第四开口h4描述的设计可以以相同的方式应用于第二结合焊盘165和第五开口h5。即,根据实施例的半导体器件200,可以在半导体器件200的预定区域中形成更多的发光结构,并且可以通过多个第五开口h5有效率地供应电力。
例如,如果发光结构的直径被设置为30微米并且相邻发光结构之间的距离被设置为80微米,则第五开口h5的直径可以被设置为大于80微米。
因此,根据实施例的半导体器件,因为第五开口h5的直径可以设置为大于10微米,所以可以减小第一结合焊盘155和第一电极150之间的电阻,并且可以平滑地提供注入电流。
接下来,将参考图7进一步描述与常规半导体器件相比的根据实施例的半导体器件的效果。
图7是示出基于一个发光结构1110示出的常规半导体器件的示例的视图。发光结构1110可以设置在衬底1120上。多个发光结构1110可以布置在衬底1120上。此外,第一电极1125可以布置在衬底1120下面。
常规半导体器件可以包括发光结构1110、第一电极1125和第二电极1160。发光结构1110可以包括下反射层1111、有源层1113、孔径层1114和上反射层1115。此时,上反射层1115的反射率被设置成低于下反射层1111的反射率,并且可以通过上反射层1115向上提取从有源层1113产生的光。
另外,常规半导体器件可以包括布置在发光结构1110上的导电层1140。导电层1140可以电连接至第二电极1160。常规半导体器件可以包括布置在发光结构1110上的绝缘层1130。
因为常规半导体器件通过第一电极1125和第二电极1160供应有电力,所以衬底1120必须导电。衬底1120可以包括例如导电半导体衬底。
当通过第一电极1125和第二电极1160向多个发光结构1110供应电力时,可以在多个发光结构1110中向上发射光。此时,例如,第一电极1125可以布置在衬底1120下面并且电连接至外部基座。另外,当从半导体器件的上方向观察时,第二电极1160可以被电连接到在半导体器件的外边缘的一端处布置的电极焊盘。
然而,根据常规半导体器件,当从半导体器件的上方向观察时,可以产生在更靠近电极焊盘的第一区域Rl中和相对远离电极焊盘的第二区域R2中的发光强度差。这是因为,当从第二半导体电极1160的上方向观察时,在位于远离在半导体器件的外边缘的一端处布置的电极焊盘的区域中的发光结构中,通过第二电极1160供应的电流的扩散不平滑。
例如,当以1300微米*1100微米的尺寸设置常规半导体器件时,检测到布置在距电极焊盘约600微米或更多的距离处的发光结构1110的光强度被降低。即使当第二电极1160被设置为几微米的厚度(例如,3微米的足够的厚度)时,已知也会发生此现象。这被解释为:在布置在距电极焊盘一定距离处的发光结构中的常规半导体器件中,减少由于电阻增加引起的电流量。
然而,根据实施例的半导体器件200,可以通过如上所述的第一结合焊盘155和第二结合焊盘165以倒装芯片的方式供应电力,电流可以平滑地扩散并供应给布置在发光结构200的整个区域中的发光结构。因此,根据实施例的半导体器件200,可以从排列在整个区域中的多个发光结构有效率且均匀地发射光。
同时,根据实施例的半导体器件200可以进一步包括衬底105,如图1至图5中所示。可以在衬底105上布置多个发光结构P11、P21、......。例如,衬底105可以是多个发光结构P11、P21、......可以在其上生长的生长衬底。例如,衬底105可以是本征半导体衬底。
根据实施例的半导体器件200,可以通过第一结合焊盘155和第二结合焊盘165向多个发光结构P11、P12、P21、P22、......供应电力。第一电极150可以布置在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的第一导电类型反射层的上表面上。第二电极160可以布置在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的第二导电类型反射层的上表面上。
因此,根据实施例,当向多个发光结构P11、P12、P21、P22、......供应电力时,不需要通过衬底105的下表面施加电力。在传统的半导体器件中,当要通过衬底105的下表面施加电力时,必须将衬底105设置为导电衬底。然而,根据实施例的半导体器件200,衬底105可以是导电衬底或绝缘衬底。例如,根据实施例的衬底105可以被设置为本征半导体衬底。
另外,衬底105可以是附接到多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的支撑衬底,其中可以在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......被生长在生长衬底上并且生长衬底被去除之后附接支撑衬底。
同时,根据实施例的半导体器件200可以被实现为使得光沿着半导体器件200的下部方向发射,如图1至图5中所示。根据实施例,可以将半导体器件200的下反射层的反射率设置为小于上反射层的反射率。
也就是说,根据实施例的半导体器件200,可以从构成多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的有源层在其中布置下反射层的方向发射光。可以在布置衬底105的方向中从构成多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的有源层发射光。
根据实施例,第二电极160被布置在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的第二导电类型反射层的上表面上,并且第二结合焊盘165被布置在第二电极160上并且与第二电极160接触。此外,第一电极150被布置在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的第一导电类型反射层的上表面上,并且第一结合焊盘155被布置在第一电极150上并与第一电极150接触。因此,可以通过第一结合焊盘155和第二结合焊盘165将在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......中产生的热有效地散发到外部。
同时,在普通半导体器件的情况下,已知由于在发光结构中产生的热而显著降低功率转换效率(PCE)。当通过布置在下部的衬底向发光结构供应电力时,通常通过衬底执行散热。但是,因为衬底的热导率低,所以难以将发光结构中产生的热散发到外部。例如,已知GaAs衬底的热导率低至52W/(m*K)。
然而,根据实施例,因为第一结合焊盘155和第二结合焊盘165可以被连接至外部散热衬底等,使得在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......中产生的热可以有效地散发到外部。因此,根据实施例,因为可以将在半导体器件200中产生的热有效地散发到外部,所以可以提高功率转换效率(PCE)。
同时,根据实施例的半导体器件200,如上所述,可以在半导体器件200的向下方向中发射光。根据实施例的半导体器件200,设置在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的下部中的第一导电类型反射层的反射率可以选择为小于在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的上部中设置的第二导电类型反射层的反射率。因此,在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......中产生的光可以朝向半导体器件200的衬底105发射。
另外,根据实施例的半导体器件200,第二绝缘层142可以被设置为DBR层。根据实施例的半导体器件200,第三绝缘层143可以被设置为DBR层。根据实施例,第二绝缘层142和第三绝缘层143中的至少一个可以被设置为DBR层。因此,在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......中产生的光可以通过布置在上部的第二绝缘层142和第三绝缘层143反射,并且可以被有效地向下提取。
例如,第二绝缘层142和第三绝缘层143中的至少一个可以被设置为通过将SiO2和TiO2堆叠为多层而形成的DBR层。另外,第二绝缘层142和第三绝缘层143中的至少一个可以设置为通过将Ta2O3和SiO2堆叠为多层而形成的DBR层。另外,第二绝缘层142和第三绝缘层143中的至少一个可以设置为通过将SiO2和Si3N4堆叠为多层而形成的DBR层。
另外,根据实施例的半导体器件200,第二绝缘层142和第三绝缘层143中的至少一个可以包括旋涂玻璃(SOG)层。例如,根据实施例的半导体器件200,第二绝缘层142和第三绝缘层143中的至少一个可以包括包含SOG层的多个绝缘层。
如果第二绝缘层142或第三绝缘层143包括SOG层,则可以解决由半导体器件200的外围区域中的台阶(step)引起的问题。在半导体器件200的发光结构附近在设置上反射层被区域与没有设置上反射层的区域之间产生台阶。
此时,如果台阶部分被形成为围绕半导体器件200的发光结构较大,则第二绝缘层142或第三绝缘层143的厚度可能不均匀地形成在台阶区域中,并且可以形成凹坑。此外,当在第二绝缘层142或第三绝缘层143中形成凹坑时,绝缘特性可能劣化,并且第一电极150和第二电极160之间可能发生电短路,或者在第一结合焊盘155和第二结合焊盘165之间可能发生电短路。
然而,根据实施例的半导体器件200,因为第二绝缘层142或第三绝缘层143包括SOG层,所以可以防止在第二绝缘层142或第三绝缘层143中形成凹坑。因此,可以防止在第一电极150和第二电极160之间发生电短路以及在第一结合焊盘155和第二结合焊盘165之间发生电短路。
同时,在传统的半导体器件中,当通过衬底向发光结构供应电力时,衬底必须是导电的。因此,当施加导电半导体衬底时,将掺杂剂添加到衬底中以改善导电性。然而,添加到衬底的掺杂剂引起发射光的吸收和散射,这可能导致功率转换效率(PCE)降低。
然而,根据本实施例的半导体器件200,如上所述,衬底105可以不是导电衬底,从而可以不向衬底105添加额外的掺杂剂。因此,不向根据本实施例的衬底105添加掺杂剂,使得可以减少通过衬底105中的掺杂剂的吸收和散射。因此,根据实施例,可以在向下方向中有效地提供在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......中产生的光,并且可以提高功率转换效率(PCE)。
另外,根据实施例的半导体器件200可以进一步包括在衬底105的下表面上设置的抗反射层。该抗反射层防止从半导体器件200发射的光在衬底105的表面上被反射并且发射光,从而改善由于反射引起的光损失。
在下文中,将参考附图描述制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法。在解释制造根据实施例的半导体器件的方法时,可以省略与参考图1至图6描述的那些重复的描述。
首先,图8a至图8c是示出在制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法中形成发光结构的示例的视图。图8a是示出制造根据实施例的半导体器件的方法形成发光结构的步骤的平面图,图8b是沿着图8a中所示的实施例的半导体器件的线A-A截取的截面图,并且图8c是沿着图8a中所示的实施例的半导体器件的线B-B截取的截面图。
根据制造实施例的半导体器件的方法,如图8a至图8c中所示,可以在衬底105上形成多个发光结构P11、P12、P21、P22、......。
衬底105可以是选自本征半导体衬底、导电衬底和绝缘衬底中的任何一种。例如,衬底105可以是GaAs本征半导体衬底。此外,衬底105可以由选自包括铜(Cu)、金(Au)、镍(Ni)、钼(Mo)、铜钨(Cu-W)和诸如Si、Ge、AlN、GaAs、ZnO、SiC等的载体晶片的导电材料中的至少一种提供。
例如,第一导电类型反射层、有源层和第二导电类型反射层可以顺序地形成在衬底105上。可以针对第二导电类型反射层和有源层通过台面蚀刻形成多个发光结构P11、P12、P21、P22、......。
多个发光结构P11、P21、......可以包括第一导电类型反射层110a、110b、......;有源层115a、115b、......;孔径层117a、117b、......;以及第二导电类型反射层120a、120b、......。可以在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......周围设置第一导电类型反射层113。第一导电反射层113可以被布置在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......之间的区域中。
例如,多个发光结构P11、P12、P21、P22、......可以生长为多个化合物半导体层。多个发光结构P11、P12、P21、P22、......可以由电子束蒸发器、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子激光沉积(PLD)、双型热蒸发器、溅射、金属有机化学气相沉积(MOCVD)等被形成。
构成多个发光结构P11、P21、......的第一导电类型反射层110a、110b、......可以被设置为掺杂有第一导电类型的掺杂剂的III-V族或II-VI族化合物半导体中的至少一种。例如,第一导电类型反射层110a、110b、......可以是包括GaAs、GaAl、InP、InAs和GaP的组中的一个。第一导电类型反射层110a、110b......可以被设置为具有AlxGa1-xAs(0<x<1)/AlyGa1-yAs(0<y<1)(y<x)的组成式的半导体材料。第一导电类型反射层110a可以是掺杂有第一导电类型掺杂剂的n型半导体层,该第一导电类型掺杂剂是诸如Si、Ge、Sn、Se、Te等的n型掺杂剂。第一导电类型反射层110a、110b、......可以是通过交替排列不同的半导体层而具有λ/4n的厚度的DBR层。
构成多个发光结构P11、P21、......的有源层115a、115b、......可以被设置为III-V族或II-VI族化合物半导体中的至少一种。例如,有源层115a、115b、......可以是包括GaAs、GaAl、InP、InAs和GaP的组中的一个。当有源层115a、115b、...以多阱结构实现时,有源层115a、115b、......可以包括交替排列的多个阱层和多个势垒层。例如,多个阱层可以被设置为具有InpGa1-pAs(0≤p≤1)的组成式的半导体材料。阻挡层可以布置为具有例如InqGa1-qAs(0≤q≤1)的组成式的半导体材料。
构成多个发光结构P11、P21、......的孔径层117a、117b、......可以布置在有源层115a、115b、......上。孔径层117a、117b、......可以在中心部分包括圆形开口。孔径层117a、117b、......可以包括限制电流移动以将电流集中到有源层115a、115b、......的中心部分的功能。即,孔径层117a、117b、......可以调节谐振波长并调节光束角以从有源层115a、115b、......在垂直方向中发射光。孔径层117a、117b、......可以包括诸如SiO2或Al2O3的绝缘材料。另外,孔径层117a、117b、......可以具有比有源层115a、115b、......、第一导电类型反射层110a、110b、......和第二导电类型反射层120a、120b、......更高的带隙能量。
构成多个发光结构P11、P21、......的第二导电类型反射层120a、120b、......可以设置为掺杂有第二导电类型的掺杂剂的III-V族或II-VI族化合物半导体中的至少一种。例如,第二导电类型反射层120a、120b、......可以是包括GaAs、GaAl、InP、InAs、GaP的组中的一个。第二导电类型反射层120a可以由具有AlxGa1-xAs(0<x<1)/AlyGa1-yAs(0<y<1)(y<x)的组成式的半导体材料形成。第二导电类型反射层120a可以是具有第二导电类型掺杂剂的p型半导体层,该第二导电类型掺杂剂是诸如Mg、Zn、Ca、Sr和Ba的p型掺杂剂。第二导电类型反射层120a、120b、......可以是通过交替排列不同的半导体层而具有λ/4n的厚度的DBR层。
例如,第二导电类型反射层120a、120b、......可以具有比第一导电类型反射层110a、110b、......更高的反射率。例如,第二导电类型反射层120a、120b、......和第一导电类型反射层110a、110b、......可以在垂直方向中以90%以上的反射率形成谐振腔。此时,所产生的光可以通过比第二导电类型反射层120a、120b、......的反射率低的第一导电类型反射层110a、110b、......被发射到外部。
接下来,如图9a至图9c中所示,可以形成第一电极150。
图9a至图9c是示出在制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法中形成第一电极的示例的视图。图9a是示出根据制造实施例的半导体器件的方法提供的第一电极的形状的平面图,并且图9b是沿着图9a所示的实施例的半导体器件的线A-A截取的截面图,并且图9c是沿着图9a所示的实施例的半导体器件的线B-B截取的截面图。
根据实施例,如图9a至图9c中所示,可以在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......周围形成第一电极150。
第一电极150可以形成在第一导电类型反射层113上,并且可以包括暴露第一多个发光结构P11、P12、......的多个第一开口h1。第一电极150可以形成在第一多个发光结构P11、P12、......之间的区域中。
另外,第一电极150可以被形成在第一导电类型反射层113上,并且可以包括暴露第二多个发光结构P21、P22、......的多个第二开口h2。第一电极150可以被形成在第二多个发光结构P21、P22、......之间的区域中。
同时,根据实施例,可以在形成第一电极150之前在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的侧表面上进一步形成第一绝缘层141。第一绝缘层141可以形成在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的上表面和侧表面上。第一绝缘层141可以使第一电极150与多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的有源层和上反射层电绝缘。
根据另一实施例,因为第一电极150布置为与多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的侧表面分隔开,所以可以不形成第一绝缘层141并且当稳定地确保第一电极150与多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的有源层和上反射层之间的电绝缘特性时可以省略第一绝缘层141。
另外,第一电极150的面积An可以设置为大于多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的面积Am。在此,多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的面积Am可以指示剩余的有源层115a、115b、......的面积,而不通过台面蚀刻被蚀刻。例如,Am/An(即多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的面积Am相对于第一电极150的面积An)的比率可以被设置为大于25%。根据实施例的半导体器件200,可以根据应用示例对多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的数量和直径进行各种修改。
根据实施例,Am/An(即,多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的面积Am相对于第一电极150的面积An)的比率可以被设置在例如25%至70%的范围内。根据另一实施例,Am/An(即,多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的面积Am相对于第一电极150的面积An)的比率可以被设置在例如30%至60%的范围内。
布置在半导体器件200中的多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的数量和直径可以根据实施例的半导体器件200的应用示例而被不同地改变。[表1]示出设置有630个发光结构的半导体器件的数据作为示例。在[表1]中,“Ap”代表第二电极160的面积,并且“At”代表半导体器件200的总面积。
[表1]
发光结构的直径(μm) | 30 |
Am(μm<sup>2</sup>) | 445,347 |
An(μm<sup>2</sup>) | 750,000 |
Am/An(%) | 59.4 |
Ap(μm<sup>2</sup>) | 1,600,000 |
At(μm<sup>2</sup>) | 1,822,500 |
例如,第一电极150可以由从包括Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf、Ti、W、Cr以及包括上述两种或多种材料的那些合金的组中选择的材料形成。第一电极150可以由一层或多层形成。作为第一电极150,可以应用多个金属层作为反射金属,并且可以应用Cr、Ti等作为粘合层。例如,第一电极150可以由Cr/Al/Ni/Au/Ti层形成。
接下来,如图10a至图10c中所示,可以在第一电极150上形成第二绝缘层142。
图10a至图10c是示出在制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法中形成第二绝缘层的示例的视图。图10a是示出根据制造实施例的半导体器件的方法形成的第二绝缘层的形状的平面图,图10b是沿着图10a中所示的根据实施例的半导体器件的线A-A截取的截面图,并且图10c是沿着图10a中所示的根据实施例的半导体器件的线B-B截取的截面图。
根据该实施例,如图10a至图10c中所示,第二绝缘层142可以形成在第一电极150上以暴露多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的上表面。第二绝缘层142可以形成在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的侧表面上。第二绝缘层142可以形成在第一导电类型反射层113上。第二绝缘层142可以被形成在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......之间的区域中。
第二绝缘层142可以被提供为绝缘材料。例如,第二绝缘层142可以由选自包括SiO2、TiO2、Ta2O5、SiOx、SiOxNy、Si3N4和Al2O3的组中的至少一种材料形成。
另外,第二绝缘层142可以由DBR层形成。根据实施例,因为第二绝缘层142被设置为DBR层,所以可以有效率地向下反射和提取在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......中产生的光。例如,第二绝缘层142可以被设置为通过将SiO2和TiO2堆叠为多层而形成的DBR层。另外,第二绝缘层142可以被设置为通过将Ta2O3和SiO2堆叠为多层而形成的DBR层。另外,第二绝缘层142可以被设置为通过将SiO2和Si3N4堆叠为多层而形成的DBR层。
另外,第二绝缘层142可以包括旋涂玻璃(SOG)层。当第二绝缘层142包括SOG层时,可以解决由半导体器件200的发光结构的外围区域中的台阶引起的问题。
可以在半导体器件200的发光结构附近在设置上反射层的区域和没有设置上反射层的区域之间产生台阶。如果台阶差在半导体器件200的发光结构的附近较大,则第二绝缘层142的厚度可能不会在台阶区域中均匀地形成,并且会部分地形成凹坑。当在第二绝缘层142中形成凹坑时,存在绝缘特性可能劣化的风险,并且可能在第一电极150和稍后形成的第二电极160之间发生电短路。
然而,根据实施例的半导体器件200,因为第二绝缘层142包括SOG层,所以可以防止在第二绝缘层142中形成凹坑。因此,根据实施例,可以防止在第一电极150和第二电极160之间发生电短路。
接下来,如图11a至图11c中所示,可以在第二绝缘层142上形成第二电极160。
图11a至图11c是示出在制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法中形成第二电极的示例的视图。图11a是示出根据制造实施例的半导体器件的方法形成的第二电极的形状的平面图,图11b是沿着图11a中所示的根据实施例的半导体器件的线A-A截取的截面图,并且图11c是沿着图11a中所示的根据实施例的半导体器件的线B-B截取的截面图。
根据实施例,如图11a至图11c中所示,可以在第二绝缘层142上形成包括上电极160a和连接电极160b的第二电极160。上电极160a可以形成在由第二绝缘层142暴露的多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的上表面上。连接电极160b可以连接上电极160a。
上电极160a可以形成在构成多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的第二导电类型反射层的上表面上。连接电极160b可以将布置在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......上的上电极160a电连接并物理连接。连接电极160b可以形成在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......之间的区域中。
第二电极160可以电连接到第一发光结构P11的第二反射层120a。第二电极160可以包括上电极160a和连接电极160b。
上电极160a可以布置为与第一发光结构P11的上反射层的上表面接触。连接电极160b可以布置在第一发光结构P11的侧表面和外围上,并且可以电连接到上电极160a。
第二电极160可以提供第三开口h3,该第三开口h3暴露布置在第一发光结构P11的第一有源层115a周围的第一电极150。第一电极150的上表面可以通过第三开口h3暴露。
第二电极160可以布置在第一发光结构P11的侧表面上。第二电极160可以布置在第一发光结构P11的上表面上。第二电极160的上电极160a可以布置在第一发光结构P11的第二反射层120a上。第二电极160的上电极160a可以布置为与第二反射层120a的上表面直接接触。
另外,第二电极160可以与第二发光结构P21的第四反射层120b电连接。第二电极160可以包括上电极160a和连接电极160b。
上电极160a可以布置为与第二发光结构P21的上反射层的上表面接触。连接电极160b可以布置在第二发光结构P21的侧表面和外围上,并且可以与上电极160a电连接。
第二电极160可以布置在第二发光结构P21的侧表面上。第二电极160可以布置在第二发光结构P21的上表面上。第二电极160的上电极160a可以布置在第二发光结构P21的第四反射层120b上。第二电极160的上电极160a可以布置为与第四反射层120b的上表面直接接触。
例如,第二电极160可以由从包括Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf、Ti、W、Cr、以及包括上述两种或多种材料的那些合金的组中选择的材料形成。第二电极160可以由一层或多层形成。作为第二电极160,可以应用多个金属层作为反射金属,并且可以应用Cr、Ti等作为粘合层。例如,第二电极160可以由Cr/Al/Ni/Au/Ti层形成。
接下来,如图12a至图12c中所示,可以在第二电极160上形成第三绝缘层143。
图12a至图12c是示出在制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法中形成第三绝缘层的示例的视图。图12a是示出根据制造根据实施例的半导体器件的方法形成的第三绝缘层的形状的平面图,图12b是沿着图12a中所示的根据实施例的半导体器件的线A-A截取的截面图,并且图12c是沿着图12a中所示的根据实施例的半导体器件的线B-B截取的截面图。
根据实施例,如图12a和12b中所示,可以形成第三绝缘层143,该第三绝缘层143暴露布置在第一多个发光结构P11、P12、......之间的第一电极150。第三绝缘层143可以包括暴露第一电极150的多个第四开口h4。例如,第四开口h4可以设置在形成第三开口h3的区域中。
另外,根据实施例,如图在图12a和图12c中所示,可以形成第三绝缘层143,其暴露布置在第二多个发光结构P21、P22、......之间的第二电极160。第三绝缘层143可以包括暴露第二电极160的多个第五开口h5。第三绝缘层143可以提供暴露第二电极160的连接电极160b的上表面的第五开口h5。
第三绝缘层143可以被设置为绝缘材料。例如,第三绝缘层143可以由选自包括SiO2、TiO2、Ta2O5、SiOx、SiOxNy、Si3N4和Al2O3的组中的至少一种材料形成。
另外,第三绝缘层143可以由DBR层形成。根据实施例,因为第三绝缘层143被设置为DBR层,所以在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......中产生的光可以在向下方向中被有效率地反射和提取。例如,第三绝缘层143可以被设置为通过将SiO2和TiO2堆叠为多层而形成的DBR层。另外,第三绝缘层143可以被设置为通过在多层中堆叠Ta2O3和SiO2而形成的DBR层。此外,第三绝缘层143可以被设置为通过将SiO2和Si3N4堆叠为多层而形成的DBR层。
另外,第三绝缘层143可以包括旋涂玻璃(SOG)层。如果第三绝缘层143包括SOG层,则可以解决由半导体器件200的发光结构的外围区域中的台阶引起的问题。
可以在半导体器件200的发光结构的附近在设置上反射层的区域与没有设置上反射层的区域之间产生台阶。如果台阶差在半导体器件200的发光结构的附近较大,则第三绝缘层143的厚度可能不会在台阶区域中均匀地形成,并且会部分地形成凹坑。当在第三绝缘层143中形成凹坑时,存在绝缘特性可能劣化的风险,并且可能在第二电极160和稍后形成的第一结合焊盘155之间发生电短路。
然而,根据实施例的半导体器件200,因为第三绝缘层143包括SOG层,所以可以防止在第三绝缘层143中形成凹坑。因此,根据实施例,能够防止在第二电极160和第一结合焊盘155之间发生电短路。
接下来,如图13a至图13c中所示,可以在第三绝缘层143上形成第一结合焊盘155和第二结合焊盘165。
图13a至图13c是示出在制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法中形成第一结合焊盘和第二结合焊盘的示例的视图。图13a是示出制造根据实施例的半导体器件的方法形成的第一结合焊盘和第二结合焊盘的形状的平面图。图13c是沿着图13a中所示的根据实施例的半导体器件的线A-A截取的截面图,并且图13c是沿着图13a中所示的根据实施例的半导体器件的线B-B截取的截面图。
根据该实施例,如图13a至图13c中所示,第一结合焊盘155和第二结合焊盘165可以形成在第三绝缘层143上以彼此分隔开。
第一结合焊盘155可以布置在多个第四开口h4上,并且可以电连接至第一电极150。例如,第一结合焊盘155的下表面可以布置为通过第四开口h4与第一电极150的上表面直接接触。
第二结合焊盘165可以布置在多个第五开口h5上,并且可以电连接至第二电极160。例如,第二结合焊盘165的下表面可以布置为通过第五开口h5与第二电极160的上表面直接接触。
例如,第一结合焊盘155和第二结合焊盘165可以由从包括Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf、Ti、W、Cr、Cu以及包括上述两种或多种材料的那些合金的组中选择的材料形成。第一结合焊盘155和第二结合焊盘165可以由一层或多层形成。第一结合焊盘155和第二结合焊盘165可以包括诸如Cr、Cu等的扩散阻挡金属,以防止Sn扩散而焊料结合。例如,第一结合焊盘155和第二结合焊盘172可以由包括Ti、Ni、Cu、Cr和Au的多层形成。
同时,图14是示出根据本发明的实施例的半导体器件的另一示例的视图,并且图15是示出应用于图14中所示的半导体器件的第三绝缘层、第一结合焊盘和第二结合焊盘的形状的图。
在参考图14和图15描述根据实施例的半导体器件的另一示例时,可以省略与上述重复的描述。
根据实施例的半导体器件200的另一示例,如图14至图15中所示,可以改变第三绝缘层143的形状。
根据实施例,在第一结合焊盘155下面的区域中,第三绝缘层143可以包括多个开口,其被设置为排列有多个行f1、f2和f3,类似于参考图1至图5描述的那些。第一结合焊盘155可以通过设置在第三绝缘层143的多个行f1、f2和f3中的多个开口电连接到第一电极150。
另外,根据实施例,在第二结合焊盘165下面的区域中,第三绝缘层143可以包括相对较大的第一开口Q1,与参考图1至图5所描述的不同。第一结合焊盘165可以通过第三绝缘层143的第一开口Q1电连接到第二电极160。
根据实施例,第三绝缘层143在第二结合焊盘165下面的区域中提供相对较大的第一开口Ql,使得第二结合焊盘165和第二电极160可以在较宽的区域中彼此接触。
因此,可以通过第二结合焊盘165和第二电极160之间的接触来有效率地供应电力。另外,随着第二结合焊盘165和第二电极160之间的接触面积增加,在发光结构中产生的热能够被有效地散发到外部。
另外,因为去除布置在第二结合焊盘165和第二电极160中的第三绝缘层143,所以可以减少第三绝缘层143对散热的抑制。因此,根据实施例因此,可以有效率地将半导体器件200中产生的热散发到外部。
同时,图16是示出本发明的实施例的半导体器件的另一示例的视图,并且图17是示出应用于图16所示的半导体器件的第三绝缘层、第一结合焊盘和第二结合焊盘的形状的图。
在参考图16和图17描述根据实施例的半导体器件的另一示例时,可以省略与上述重复的描述。
根据实施例的半导体器件200的另一示例,如图16和图17中所示,可以改变第三绝缘层143的形状。另外,根据实施例,可以改变第一结合焊盘155和第二结合焊盘165的形状。
根据实施例,如图16和图17中所示,第一结合焊盘155的宽度和第二结合焊盘165的宽度可以设置为彼此不同。例如,可以将第一结合焊盘155的宽度设置为“L1”,并且可以将第二结合焊盘165的宽度设置为大于“L1”的“L2”。
另外,根据实施例,在第三结合层155下面的区域中,第三绝缘层143可以包括多个开口,所述多个开口被设置为布置有多个行f1、f2和f3,类似于在图1至图5描述的那些。第一结合焊盘155可以通过设置在第三绝缘层143的多个行f1、f2和f3中的多个开口电连接到第一电极150。
另外,根据实施例,在第二结合焊盘165下面的区域中,第三绝缘层143可以包括相对较大的第二开口Q2,与参考图1至图5描述的不同。第一结合焊盘165可以通过第三绝缘层143的第二开口Q2电连接到第二电极160。
根据实施例,通过提供第二结合焊盘165的宽度L2大于第一结合焊盘155的宽度L1,可以将图18所示的第二开口Q2设置为大于图16中所示的第一开口Q1。
因此,通过第二结合焊盘165和第二电极160之间的接触可以有效率地供应电力。另外,随着第二结合焊盘165和第二电极160之间的接触面积增加,在发光结构中产生的热可以有效地消散到外部。
另外,因为去除布置在第二结合焊盘165和第二电极160中的第三绝缘层143,所以可以减少第三绝缘层143对散热的抑制。因此,根据实施例因此,可以有效率地将半导体器件200中产生的热散发到外部。
接下来,将参考图18至图22描述根据本发明的实施例的半导体器件的另一示例。
图18是示出根据本发明的实施例的半导体器件的另一示例的视图,图19是示出图18所示的半导体器件的区域A2的视图,图20是沿着图19中所示的半导体器件的线A-A截取的截面图,图21是示出图18中所示的半导体器件的区域B2的视图,并且图22是沿着图21中所示的半导体器件的B-B线截取的截面图。
同时,为了方便理解,在图18、图19和图21,布置在上部的第一结合焊盘2155和第二结合焊盘2165被视为透明的,从而可以容易地掌握位于下部的组件的排列关系。
在参考图18至图22描述实施例的半导体器件2200中,可以省略与参考图1至图17描述的那些重叠的描述。
根据本发明的实施例的半导体器件2200可以包括多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、......;第一电极2150;第二电极2160;第一结合焊盘2155和第二结合焊盘2165,如图18至22中所示。
根据实施例的半导体器件2200可以是垂直腔表面发射激光器(VCSEL),并且可以例如以约15度至约25度范围内的光束角发射在多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23......等中产生的光。多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、......可以包括布置在第一结合焊盘2155下面的第一多个发光结构P11、P12、P13、......和布置在第二结合焊盘2165下面的多个第二发光结构P21、P22、P23、......。
多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、......中的每个可以包括第一导电类型反射层、有源层和第二导电类型反射层。例如,反射层可以被设置为分布式布拉格反射器(DBR)层。多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、......中的每个可以形成为相似的结构,并且参考图20和图22中所示的截面图描述根据实施例的半导体器件2200的堆叠结构。
如图18至图22中所示,根据实施例的半导体器件2200可以包括布置在第一区域中的第一结合焊盘2155和布置在第二区域中的第二结合焊盘2165。第一结合焊盘2155和第二结合焊盘2165可以彼此分隔开。
另外,如图18至图20中所示,根据实施例的半导体器件2200可以包括布置在第一区域中的第一多个发光结构P11、P12、P13......。第一多个发光结构P11、P12、P13、......可以被布置在第一结合焊盘2155下面。第一多个发光结构P11、P12、P13、......可以彼此分隔开。
第一多个发光结构P11、P12、P13、......中的每个可以包括第一导电类型反射层、布置在第一导电类型反射层上的有源层以及布置在有源层上的第二导电类型反射层。
第一多个发光结构P11、P12、P13、P14、......的第一导电类型反射层可以被称为下反射层。此外,第一多个发光结构P11、P12、P13、......的第二导电类型反射层可以被称为上反射层。
此时,构成第一多个发光结构P11、P12、P13、......的第一导电类型反射层可以彼此电连接。此外,构成第一多个发光结构P11、P12、P13、......的第一导电类型反射层可以设置为彼此物理连接。
构成第一多个发光结构P11、P12、P13、......的有源层可以彼此分隔开。
构成第一多个发光结构P11、P12、P13、......的第二导电类型反射层可以彼此分隔开。构成第一多个发光结构P11、P12、P13、......的第二导电类型反射层可以彼此电连接。
另外,如图18、图21以及图22中所示,根据实施例的半导体器件2200可以包括布置在第二区域中的第二多个发光结构P21、P22、P23、......。第二多个发光结构P21、P22、P23、......可以布置在第二结合焊盘2165的下面。第二多个发光结构P21、P22、P23、......可以彼此分隔开。
第二多个发光结构P21、P22、P23、......中的每个可以包括第一导电类型反射层、布置在第一导电类型反射层上的有源层、以及布置在有源层上的第二导电类型反射层。
第二多个发光结构P21、P22、P23、......的第一导电类型反射层可以被称为下反射层。第二多个发光结构P21、P22、P23、......的第二导电类型反射层可以被称为上反射层。
此时,构成第二多个发光结构P21、P22、P23、......的第一导电类型反射层可以彼此电连接。另外,构成第二多个发光结构P21、P22、P23、......的第一导电类型反射层可以设置为彼此物理连接。
另外,构成第二多个发光结构P21、P22、P23、......的第一导电类型反射层可以电连接到构成第一多个发光结构P11、P12、P13、......的第一导电类型反射层。组成第二多个发光结构P21、P22、P23、......的第一导电类型反射层可以被设置为被物理连接到构成第一发光结构P11、P12、P13、.....的第一导电类型反射层。
构成第二多个发光结构P21、P22、P23、......的有源层可以彼此分隔开。此外,构成第二多个发光结构P21、P22、P23、......的有源层可以与构成第一多个发光结构P11、P12、P13、......的有源层彼此分隔开。
构成第二多个发光结构P21、P22、P23、......的第二导电类型反射层可以彼此分隔开。此外,构成第二多个发光结构P21、P22、P23、......的第二导电类型反射层可以彼此电连接。
另外,构成第二多个发光结构P21、P22、P23、......的第二导电类型反射层可以与构成第一多个发光结构P11、P12、P13、......的第二导电类型反射层彼此分隔开。构成第二多个发光结构P21、P22、P23、......的第二导电类型反射层可以彼此电连接至构成第一多个发光结构P11、P12、P13、......的第二导电类型反射层。
第一结合焊盘2155和第二结合焊盘2165可以彼此分隔开。第一结合焊盘2155可以电连接至第一电极2150。第一电极2150可以布置在第一结合焊盘2155下面。
例如,第一结合焊盘2155的下表面可以布置为与第一电极2150的上表面直接接触。第一电极2150可以被电连接到第一多个发光结构P11、P12、P13、......的第一导电类型反射层。此外,第一电极2150可以电连接到第二多个发光结构P21、P22、P23、......的第一导电类型反射层。
第二结合焊盘2165可以电连接至第二电极2160。第二电极2160可以布置在第二结合焊盘2165下面。
例如,第二结合焊盘2165的下表面可以布置为与第二电极2160的上表面直接接触。第二电极2160可以电连接到第二多个发光结构P21、P22、P23、......的第二导电类型反射层。此外,第二电极2160可以电连接到第一多个发光结构P11、P12、P13、......的第二导电类型反射层。
根据实施例,第一电极2150可以布置在第一结合焊盘2155下面和第二结合焊盘2165下面。第一电极2150可以在布置第一结合焊盘2155的区域中与第一结合焊盘2155电连接。第一电极2150可以与第二结合焊盘2165电绝缘。
另外,第二电极2160可以布置在第一结合焊盘2155下面和第二结合焊盘2165下面。第二电极2160可以在布置第二结合焊盘2165的区域中与第二结合焊盘2165电连接。第二电极2160可以与第一结合焊盘2155电绝缘。
稍后将描述第一电极2150和第一结合焊盘2155之间的电连接关系以及第二电极2160和第二结合焊盘2165之间的电连接。
然后,参考图19和图20,将参考布置在第一结合焊盘2155下面的第一发光结构P11进一步描述根据实施例的半导体器件2200的结构。图20是沿着图19所示的根据实施例的半导体器件2200的线A-A截取的截面图。
根据实施例的半导体器件2200可以包括布置在第一结合焊盘2155下面的第一发光结构P11,如图19和20中所示。
第一发光结构P11可以包括第一导电类型的第一反射层2110a、第二导电类型的第二反射层2120a和第一有源层2115a。第一有源层2115a可以布置在第一反射层2110a和第二反射层2120a之间。例如,第一有源层2115a可以布置在第一反射层2110a上,并且第二反射层2120a可以布置在第一有源层2115a上。第一发光结构P11可以进一步包括布置在第一有源层2115a和第二反射层2120a之间的第一孔径层2117a。
另外,第一导电类型反射层2113可以布置在第一发光结构P11的第一反射层2110a周围。第一导电类型反射层2113可以布置在第一发光结构P11周围。例如,第一导电类型反射层2113可以布置在第一多个发光结构P11、P12、P13、......之间。
第一多个发光结构P11、P12、P13、......的下反射层可以通过第一导电类型反射层2113物理连接。例如,第一导电类型反射层2113的上表面和第一反射层2110a的上表面可以布置在相同的水平面上。第一导电类型反射层2113的上表面和第一多个发光结构P11、P12、P13、......的下反射层的上表面可以布置在相同的水平面上。
接下来,参考图21和22,将参考布置在第二结合焊盘2165下面的第二发光结构P21进一步描述根据实施例的半导体器件2200的结构。图22是沿着图21所示的实施例的半导体器件2200的B-B线截取的截面图。
根据实施例的半导体器件2200可以包括第二发光结构P21,该第二发光结构P21布置在第二结合焊盘2165下面,如图21和22中所示。
第二发光结构P21可以包括第一导电类型第三反射层2110b、第二导电类型第四反射层2120b和第二有源层2115b。第二有源层2115b可以布置在第三反射层2110b和第四反射层2120b之间。例如,第二有源层2115b可以布置在第三反射层2110b上,并且第四反射层2120b可以布置在第二有源层2115b上。第二发光结构P21可以进一步包括布置在第二有源层2115b和第四反射层2120b之间的第二孔径层2117b。
另外,可以在第二发光结构P21的第三反射层2110b周围布置第一导电类型反射层2113。第一导电类型反射层2113可以布置在第二发光结构P21周围。例如,第一导电类型反射层2113可以布置在第二多个发光结构P21、P22、P23、......之间。
第二多个发光结构P21、P22、P23、......的下反射层可以通过第一导电类型反射层2113物理连接。例如,第一导电类型反射层2113的上表面和第三反射层2110b的上表面可以布置在相同的水平面上。第一导电类型反射层2113的上表面和第二多个发光结构P21、P22、P23、......的下反射层的上表面可以被布置在相同的水平面上。
另外,根据实施例的半导体器件2200可以包括第一绝缘层2141,如图20和图22中所示。
第一绝缘层2141在图18、图19以及图21中未示出,以便解决附图的复杂性并帮助理解结构。同时,根据另一实施例的半导体器件2200,可以省略第一绝缘层2141。
第一绝缘层2141可以布置在第一发光结构P11的侧表面上。第一绝缘层2141可以布置为围绕第一发光结构P11的侧表面。
第一绝缘层2141可以布置在第一多个发光结构P11、P12、P13、......的上反射层的侧表面上。第一绝缘层2141可以布置为围绕第一多个发光结构P11、P12、P13、......的侧表面。
第一绝缘层2141可以暴露第一发光结构P11的上表面。第一绝缘层2141可以暴露第一发光结构P11的第二反射层2120a的上表面。
第一绝缘层2141可以暴露第一多个发光结构P11、P12、P13、......的上表面。第一绝缘层2141可以暴露第一多个发光结构P11、P12、P13、......的上反射层的上表面。
另外,第一绝缘层2141可以被布置在第二发光结构P21的侧表面上。第一绝缘层2141可以被布置为围绕第二发光结构P21的侧表面。
第一绝缘层2141可以布置在第二多个发光结构P21、P22、P23、......的上反射层的侧表面上。第一绝缘层2141可以布置为围绕第二多个发光结构P21、P22、P23、......的侧表面。
第一绝缘层2141可以暴露第二发光结构P21的上表面。第一绝缘层2141可以暴露第二发光结构P21的第四反射层2120b的上表面。
第一绝缘层2141可以暴露第二多个发光结构P21、P22、P23、......的上表面。第一绝缘层2141可以暴露第二多个发光结构P21、P22、P23、......的上反射层的上表面。
另外,根据实施例的半导体器件2200可以包括第一电极2150,如图18至图22中所示。第一电极2150可以布置在多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、......周围。
第一电极2150可以布置在第一多个发光结构P11、P12、P13、......周围。第一电极2150可以提供暴露第一多个发光结构P11、P12、P13、......的多个第一开口h1。第一多个发光结构P11、P12、P13、......的有源层和上反射层可以通过多个第一开口h1暴露。
换句话说,在第一结合焊盘2155下面,第一电极2150可以提供暴露第一多个发光结构P11、P12、P13、......的第二导电类型反射层的多个第一开口h1并且可以电连接到第一多个发光结构P11、P12、P13、......的第一导电类型反射层。
另外,第一电极2150可以被布置在第二多个发光结构P21、P22、P23、......周围。第一电极2150可以提供暴露第二多个发光P21、P22、P23、......的多个第二开口h2。第二多个发光结构P21、P22、P23、......的有源层和上反射层可以通过多个第二开口h2被暴露。
换句话说,在第二结合焊盘2165下面,第一电极2150可以提供暴露第二多个发光结构P21、P22、P23、......的第二导电类型反射层的多个第二开口h2并且可以电连接到第二多个发光结构P21、P22、P23、......的第一导电类型反射层。
第一电极2150可以被布置在第一导电类型反射层2113上。第一电极2150可以与第一发光结构P11的第一反射层2110a电连接。第一电极2150可以与第二发光结构P21的第三反射层2110b电连接。
根据实施例的半导体器件2200可以包括第二电极2160,如图18至图22中所示。第二电极2160可以被布置在多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、......上。第二电极2160可以被布置在第一结合焊盘2155下面和第二结合焊盘2165下面。
第二电极2160可以被布置在第一多个发光结构P11、P12、P13、......上,如图19和图20中所示。第二电极2160可以被布置在第一多个发光结构P11、P12、P13、......的上反射层上。第二电极2160可以被布置在第一电极2150上。
第二电极2160可以与第一发光结构P11的第二反射层2120a电连接。第二电极2160可以包括上电极2160a和连接电极2160b。
上电极2160a可以被布置为与第一多个发光结构P11、P12、P13、......的上反射层的上表面接触。连接电极2160b可以被布置在第一多个发光结构P11、P12、P13、......的侧表面和外围上,以便与上电极2160a电连接。连接电极2160b可以电连接在第一多个发光结构P11、P12、P13、......上布置的上电极2160a。
第二电极2160可以提供第三开口h3,该第三开口h3暴露布置在第一发光结构P11的第一有源层2115a周围的第一电极2150。第一电极2150的上表面可以通过第三开口h3被暴露。
第二电极2160可以被布置在第一发光结构P11的侧表面上。第二电极2160可以被布置在第一发光结构P11的上表面上。第二电极2160的上电极2160a可以被布置在第一发光结构P11的第二反射层2120a上。第二电极2160的上电极2160a可以被布置为与第二反射层2120a的上表面直接接触。
另外,第二电极2160可以布置在第二多个发光结构P21、P22、P23、......上,如图21和22中所示。第二电极2160可以被布置在第二多个发光结构P21、P22、P23、......的上反射层上。第二电极2160可以被布置在第一电极2150上。
第二电极2160可以与第二发光结构P21的第四反射层2120b电连接。第二电极2160可以包括上电极2160a和连接电极2160b。
上电极2160a可以被布置为与第二多个发光结构P21、P22、P23......的上反射层的上表面接触。连接电极2160b可以被布置在第二多个发光结构P21、P22、P23、......的侧表面和外围上,以便与上电极2160a电连接。连接电极2160b可以电连接在第二多个发光结构P21、P22、P23、......上布置的上电极2160a。
第二电极2160可以被布置在第二发光结构P21的侧表面上。第二电极2160可以被布置在第二发光结构P21的上表面上。第二电极2160的上电极2160a可以被布置在第二发光结构P21的第四反射层2120b上。第二电极2160的上电极2160a可以被布置成与第四反射层2120b的上表面直接接触。
根据一个实施例的半导体器件2200可以包括第二绝缘层2142,如图19至图22中所示。
第二绝缘层2142可以被布置在第一电极2150和第二电极2160之间。第二绝缘层2142可以被布置在第一电极2150的上表面和第二电极2160的下表面之间。第二绝缘层2142可以使第一电极2150和第二电极2160电绝缘。
第二绝缘层2142可以在第一结合焊盘2155下面提供暴露第一多个发光结构P11、P12、P13、......的上表面的多个开口。第二绝缘层2142可以在第一结合焊盘2155下面提供其中多个第一发光结构P11、P12、P13、......的第二导电类型反射层和第二电极2160被电连接的多个开口。
另外,第二绝缘层2142可以在第一结合焊盘2155下面提供暴露在第一多个发光结构P11、P12、P13、......周围布置的第一电极的上表面的多个开口。第二绝缘层2142可以在第一结合焊盘2155下面提供其中第一多个发光结构P11、P12、P13、......的第一导电类型反射层和第一结合焊盘2155被电连接的多个开口。
第二绝缘层2142可以在第二结合焊盘2165下面提供暴露第二多个发光结构P21、P22、P23、......的上表面的多个开口。第二绝缘层2142可以在第二结合焊盘2165下面提供其中第二多个发光结构P21、P22、P23、......的第二导电类型反射层和第二电极2160被电连接的多个开口。
另外,根据实施例的半导体器件2200,第二多个发光结构P21、P22、P23、......的第二导电类型反射层和第二结合焊盘2165可以通过在第二结合焊盘2165下面的在第二绝缘层2142中设置的多个开口被电连接。
根据实施例的半导体器件2200可以包括第三绝缘层2143,如图18至图22中所示。
第三绝缘层2143可以被布置在第一结合焊盘2155下面和第二结合焊盘2165下面。第三绝缘层2143可以在第一结合焊盘2155下面被布置在第二电极2160上。此外,第三绝缘层2143可以在第二结合焊盘2165下面被布置在第二电极2160上。
第三绝缘层2143可以在第一结合焊盘2155下面被布置在第二电极2160的上电极2160a上,如图19和20中所示。第三绝缘层2143可以在第一结合焊盘2155下面提供暴露第一电极2150的多个第四开口h4。例如,第四开口h4可以被设置在形成第三开口h3的区域中。
第三绝缘层2143可以在其中布置第一结合焊盘2155的第一区域中提供其中第一结合焊盘2155和第一电极2155被电连接的多个第四开口h4。
根据实施例,第四开口h4的面积可以设置为小于第一有源层2115a的面积。第四开口h4的面积可以设置为小于第二反射层2120a的面积。
此外,根据实施例,第三开口h3的面积可以设置为大于第四开口h4的面积。第三开口h3的面积可以设置为小于第一有源层2115a的面积。第三开口h3的面积可以设置为小于第二反射层2120a的面积。
第四开口h4可以设置在由第一多个发光结构P11、P12、P13、......中的三个发光结构围绕的区域中。例如,第四开口h4中的一个可以被设置在由P11、P12和P13发光结构围绕的空间中。
例如,可以类似地提供从第四开口h4的中心到P11发光结构的中心的距离、以及从第四开口h4的中心到P12发光结构的中心的距离。此外,可以类似地提供从第四开口h4的中心到P11发光结构的中心的距离以及从第四开口h4的中心到P13发光结构的中心的距离。
另外,可以在第一发光结构P11周围设置三个第四开口h4。例如,从第一发光结构P11的中心到与第一发光结构P11相邻布置的三个第四开口h4的中心的距离可以设置为彼此相似。
第三绝缘层2143可以在第二结合焊盘2165下面布置在第二电极2160的上电极2160a上,如图21和图22中所示。第三绝缘层2143可以在第二结合焊盘2165下面提供暴露第二电极2160的多个第五开口h5。第三绝缘层2143可以在第二结合焊盘2165下面提供暴露第二电极2160的连接电极2160b的上表面的第五开口h5。
第三绝缘层2143可以提供暴露在第二发光结构P21的第二有源层2115b周围布置的第二电极2160的第五开口h5。第三绝缘层2143可以提供暴露在第二发光结构P21的第四反射层2120b周围布置的第二电极2160的连接电极2160b的第五开口h5。第二电极2160的上表面可以通过第五开口h5被暴露。
第三绝缘层2143可以在其中布置第二结合焊盘2165的第二区域中提供其中第二结合焊盘2165和第二电极2160被电连接的多个第五开口。
根据实施例,可以将第五开口h5的面积设置为小于第二有源层2115b的面积。可以将第五开口h5的面积设置为小于第四反射层2120b的面积。
第五开口h5可以被设置在由第二多个发光结构P21、P22、P23、......中的三个发光结构围绕的区域中。例如,第五开口h5中的一个可以被设置在由P21、P22和P23发光结构围绕的空间中。
例如,可以类似地设置从第五开口h5的中心到P21发光结构的中心的距离和从第五开口h5的中心到P22发光结构的中心的距离。此外,可以类似地设置从第五开口h5的中心到P21发光结构的中心的距离以及从第五开口h5的中心到P23发光结构的中心的距离。
另外,可以在第二发光结构P21周围设置三个第五开口h5。例如,从第二发光结构P21的中心到与第二发光结构P21相邻布置的三个第五开口h5的中心的距离可以设置为彼此相似。
根据实施例,如图18至图22中所示,其可以包括第一结合焊盘2155和第二结合焊盘2165。第一结合焊盘2155和第二结合焊盘2165可以彼此分隔开。
第一结合焊盘2155可以通过其中设置第四开口h4的区域电连接到第一电极2150。第一结合焊盘2155的下表面可以通过第四开口h4与第一电极2150的上表面接触。
另外,第二结合焊盘2165可以通过其中设置第五开口h5的区域电连接到第二电极2160。第二结合焊盘2165的下表面可以通过第五开口h5与第二电极2160的上表面接触。第二结合焊盘2165的下表面可以通过第五开口h5与第二电极2160的连接电极2160b的上表面接触。
同时,根据实施例的半导体器件2200,如图18中所示,第三绝缘层2143可以包括设置在第一结合焊盘2155下面的多个第四开口h4。在这种情况下,作为示例,多个第四开口h4可以被设置成在第一结合焊盘2155下面排列的多行。
同时,根据本实施例的半导体器件2200,如图18中所示,第三绝缘层2143可以包括设置在第二结合焊盘2165下面的多个第五开口h5。
在这种情况下,作为示例,可以将多个第五开口h5设置为排列成排列在第二结合焊盘2165下面的多行。
同时,根据本实施例的半导体器件2200,如图18至图20中所示,第一结合焊盘2155的下表面和第一电极2155的上表面可以通过第四开口h4接触。此时,通过第四开口h4与第一结合焊盘2155的下表面接触的第一电极2150的上表面的区域可以被设置在由P11、P12和P13发光结构围绕的空间中。
根据实施例,通过第四开口h4与第一结合焊盘2155的下表面接触的第一电极2150的上表面的区域的面积可以设置为小于第一有源层115a的上表面的面积。
另外,根据本实施例的半导体器件2200,如图18、图21以及图22中所示,第二结合焊盘2165的下表面和第二电极160的上表面可以通过第五开口h5接触。此时,通过第五开口h5与第二结合焊盘2165的下表面接触的第二电极2160的上表面的区域可以被设置在由P21、P22和P23发光结构围绕的空间中。
根据实施例,通过第五开口h5与第二结合焊盘2165的下表面接触的第二电极2160的上表面的区域的面积可以设置为小于第二有源层2115b的上表面的面积。
同时,图23是解释根据本发明的实施例的半导体器件中的结合焊盘与电极之间的接触区域的视图。在参考图23描述根据实施例的半导体器件2200中,可以省略与参考图18至图22描述的那些重复的描述。
作为示例,在根据实施例的半导体器件2200中,每个发光结构可以设置有直径“d”,发光结构之间的距离可以设置有长度“1/3”,并且第四开口h4可以设置有直径“D”。
发光结构的直径可以设置为例如几十微米。例如,当发光结构的直径设置为30微米时,邻近发光结构之间的距离可以被设置为大于50微米。
此时,相邻发光结构之间的距离被设置为大于50微米,并且通过其第一结合焊盘2155和第一电极2150能够接触的第四开口h4可以被设置在由P11、P12和P13发光结构包围的空间中。
根据实施例,在施加高电流的半导体器件的情况下,在发光结构之间具有较大间隙的半导体器件可以表现更好的特性。例如,在施加5安培以上的大电流的半导体器件中,由于发光结构中的发热问题,发光特性可能劣化。因此,通过将发光结构之间的空间更大地排列,可以减少由于在发光结构中产生的热引起的发光特性的劣化。
因此,根据实施例,通过将发光结构之间的空间设计为相对较大,可以提供足够的空间,使得可以在发光结构之间形成第四开口h4。此外,通过第四开口h4在第一结合焊盘2155和第一电极2150之间的电接触可以平滑地执行电流注入。
参考图23,参考第一结合焊盘2155和第四开口h4描述的设计可以类似地应用于第二结合焊盘2165和第五开口h5。
根据实施例,通过将发光结构之间的空间设计为相对较大,可以在发光结构之间提供足够的空间,从而可以形成第五开口h5。另外,通过第五开口h5在第二结合焊盘2165和第二电极2160之间的电接触可以平滑地执行电流注入。
同时,如参考图7所描述的,根据常规半导体器件,当从半导体器件的上方向观察时,在靠近电极焊盘的第一区域R1中和在相对远离电极焊盘的第二区域R2中的发光强度差异可能被产生。这是因为,当从半导体器件的上方向观察时,通过第二电极供应的电流的扩散在位于远离布置在半导体器件的外边缘的一端处的电极焊盘的区域中的发光结构中不平滑。
然而,根据实施例的半导体器件2200,可以通过如上所述的第一结合焊盘2155和第二结合焊盘2165以倒装芯片的方式供应电力,电流可以被平滑地扩散并且被供应给在发光结构2200的整个区域中布置的发光结构。因此,根据实施例的半导体器件2200,可以从排列在整个区域中的多个发光结构有效率且均匀地发射光。
同时,根据实施例的半导体器件2200可以进一步包括衬底2105,如图18至图22中所示。多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、......可以布置在衬底2105上。例如,衬底2105可以是多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、......可以在其上生长的生长衬底。例如,衬底2105可以是本征半导体衬底。
根据实施例的半导体器件2200,可以通过第一结合焊盘2155和第二结合焊盘2165向多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、......供应电力。第一电极2150可以被布置在多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、......的第一导电类型反射层的上表面上。第二电极2160可以被布置在多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、......的第二导电类型反射层的上表面上。
因此,根据实施例,当向多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、......供应电力时,不需要通过衬底2105的下表面供应电力。在传统的半导体器件中,当要通过衬底2105的下表面供应电力时,必须提供衬底2105作为导电衬底。然而,根据实施例的半导体器件2200,衬底2105可以是导电衬底或绝缘衬底。作为示例,根据实施例的衬底2105可以被设置为本征半导体衬底。
另外,衬底2105可以是附接到多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、......的支撑衬底,其中在多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、......被生长在生长衬底上并且生长衬底被去除之后可以附接支撑衬底。
同时,根据实施例的半导体器件2200可以被实现为使得光沿着半导体器件2200的向下方向发射,如图18至图22中所示。根据实施例,可以将半导体元件2200的下反射层的反射率设置成小于上反射层的反射率。
即,根据实施例的半导体器件2200,可以在从构成多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、......的有源层布置下反射层的方向中发射光。可以从构成多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、......的有源层沿着布置衬底2105的方向发射光。
根据实施例,第二电极2160被布置在多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、......的第二导电类型反射层的上表面上,并且第二结合焊盘2165被布置在第二电极2160上并与第二电极2160接触。此外,第一电极2150被布置在多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、......的第一导电类型反射层的上表面上,并且第一结合焊盘2155被布置在第一电极2150上并与第一电极2150接触。
因此,在多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、......中产生的热可以通过第一结合焊盘2155和第二结合焊盘2165有效地散发到外部。
同时,在普通的半导体器件的情况下,已知由于在发光结构中产生的热而显著降低功率转换效率(PCE)。当通过布置在下部的衬底向发光结构供应电力时,通常通过衬底执行散热。
然而,因为衬底的热导率低,所以难以将在发光结构中产生的热散发到外部。例如,已知GaAs衬底的热导率低至52W/(m*K)。
然而,根据实施例,因为第一结合焊盘2155和第二结合焊盘2165可以连接至外部散热衬底等,使得在多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、......中产生的热可以被有效地散发到外部。因此,根据实施例,因为可以将半导体器件2200中产生的热有效地散发到外部,所以可以提高功率转换效率(PCE)。
同时,根据实施例的半导体器件2200,如上所述,可以沿着半导体器件2200的向下方向发射光。根据实施例的半导体器件2200,设置在多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、......的下部中的第一导电类型反射层的反射率可以选择为小于设置在多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、........的上部的第二导电类型反射层的反射率。因此,可以朝着发光器件2200的衬底2105发射在多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、........产生的光。
另外,根据实施例的半导体器件2200,第二绝缘层2142可以被设置为DBR层。根据实施例的半导体器件2200,第三绝缘层2143可以被设置为DBR层。根据实施例,第二绝缘层2142和第三绝缘层2143中的至少一个可以被设置为DBR层。因此,在多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、......中产生的光可以布置在上部的第二绝缘层2142和第三绝缘层2143反射并且可以被有效地向下提取。
例如,第二绝缘层2142和第三绝缘层2143中的至少一个可以被设置为通过将SiO2和TiO2堆叠为多层而形成的DBR层。此外,第二绝缘层2142和第三绝缘层2143中的至少一个可以被设置为通过堆叠Ta2O3和SiO2作为多层而形成的DBR层。此外,第二绝缘层2142和第三绝缘层2143中的至少一个可以被设置为通过将SiO2和Si3N4堆叠为多层而形成的DBR层。
另外,根据实施例的半导体器件2200,第二绝缘层2142和第三绝缘层2143中的至少一个可以包括旋涂玻璃(SOG)层。例如,根据实施例的半导体器件2200,第二绝缘层2142和第三绝缘层2143中的至少一个可以包括包含SOG层的多个绝缘层。
如果第二绝缘层2142或第三绝缘层2143包括SOG层,则可以解决由半导体器件2200的外围区域中的台阶引起的问题。可以在半导体元件2200的发光结构的附近在设置上反射层的区域与在没有设置上反射层的区域之间产生台阶。
此时,如果台阶部分在半导体器件2200的发光结构附近形成为较大,则第二绝缘层2142或第三绝缘层2143的厚度可能不会均匀地形成在台阶区域中,并且可以形成凹坑。此外,当在第二绝缘层2142或第三绝缘层2143中形成凹坑时,绝缘特性可能劣化,并且在第一电极2150和第二电极2160之间可能发生电短路,或者在第一结合焊盘2155和第二结合焊盘2165之间可能发生电短路。
然而,根据实施例的半导体器件2200,因为第二绝缘层2142或第三绝缘层2143包括SOG层,所以可以防止在第二绝缘层2142或第三绝缘层2143中形成凹坑。因此,可以防止在第一电极2150和第二电极2160之间发生电短路以及在第一结合焊盘2155和第二结合焊盘2165之间发生电短路。
同时,在传统的半导体器件中,当通过衬底向发光结构供应电力时,衬底必须是导电的。因此,当施加导电半导体衬底时,将掺杂剂添加到衬底中以改善导电性。然而,添加到衬底的掺杂剂引起发射光的吸收和散射,这可能导致功率转换效率(PCE)降低。
然而,根据实施例的半导体器件2200,如上所述,衬底2105可以不是导电衬底,从而可以不向衬底2105添加额外的掺杂剂。因此,不向根据实施例的衬底2105添加掺杂剂,使得可以减少通过衬底2105中的掺杂剂的吸收和散射。因此,根据实施例,可以在向下方向中有效地提供在多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23、......中产生的光,并且可以提高功率转换效率(PCE)。
另外,根据实施例的半导体器件2200可以进一步包括设置在衬底2105的下表面上的抗反射层。该抗反射层防止从半导体器件2200发射的光在衬底2105的表面上被反射并且透射光,从而改善由于反射引起的光损失。
在下文中,将参考附图描述制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法。在解释制造根据实施例的半导体器件的方法时,可以省略参考图1至图23描述的那些重叠的描述。
首先,图24a至图24c是示出在制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法中形成发光结构的示例的视图。图24a是示出根据制造实施例的半导体器件的方法形成发光结构的步骤的平面图,图24b是沿着图24a中所示的根据实施例的半导体器件的线A-A截取的截面图,并且图24c是沿着图24a所示的实施例的半导体器件的B-B线截取的截面图。
根据制造实施例的半导体器件的方法,如图24a至图24c中所示,可以在衬底2105上形成多个发光结构P11、P12、P21、P22、......。
衬底2105可以是选自本征半导体衬底、导电衬底和绝缘衬底中的任何一种。
例如,第一导电类型反射层、有源层和第二导电类型反射层可以被顺序地形成在衬底2105上。可以针对第二导电类型反射层和有源层通过台面蚀刻来形成多个发光结构P11、P12、P13、P21、P22、P23......。
多个发光结构P11、P21、......可以包括第一导电类型反射层110a、110b、......;有源层115a、115b、......;孔径层117a、117b、......;以及第二导电类型反射层120a、120b、......。可以在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......周围设置第一导电类型反射层2113。第一导电类型反射层2113可以被布置在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......之间的区域中。
构成多个发光结构P11、P21、......的第一导电类型反射层2110a、2110b、......可以被设置为掺杂有第一导电类型的掺杂剂的III-V族或II-VI族化合物半导体中的至少一种。构成多个发光结构P11、P21、......的有源层2115a、2115b、......可以被设置为III-V族或II-VI族化合物半导体中的至少一种。构成多个发光结构P11、P21、......的孔径层2117a、2117b、......可以布置在有源层2115a、2115b、......上。孔径层2117a、2117b、......可以包括在中心部分处的圆形开口。孔径层2117a、2117b、......可以包括限制电流移动使得将电流集中到有源层2115a、2115b、......的中心部分的功能。
构成多个发光结构P11、P21、......的第二导电类型反射层2120a、2120b、......可以被设置为掺杂有第二导电类型的掺杂剂的III-V族或II-VI族化合物半导体中的至少一种。例如,第二导电类型反射层2120a、2120b、.....可以具有比第一导电类型反射层2110a、2110b、......更高的反射率。例如,第二导电类型反射层2120a、2120b、.....和第一导电类型反射层2110a、2110b、......可以在垂直方向中以90%或者以上的反射率形成谐振腔。此时,所产生的光可以通过比第二导电类型反射层2120a、2120b、......的反射率低的第一导电类型反射层2110a、2110b、......被发射到外部。
接下来,如图25a至图25c中所示,可以形成第一电极2150。
图25a至图25c是示出在制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法中形成第一电极的示例的视图。图25a是示出根据制造实施例的半导体器件的方法设置的第一电极的形状的平面图,图25c是沿着图25a中所示的根据实施例的半导体器件的线A-A截取的截面图,并且图25c是沿着图25a中所示的根据实施例的半导体器件的线B-B截取的截面图。
根据该实施例,如图25a至图25c中所示,可以在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......周围形成第一电极2150。
第一电极2150可以形成在第一导电类型反射层2113上,并且可以包括暴露第一多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的多个第一开口h1。第一电极2150可以被形成在第一多个发光结构P11、P12、......之间的区域中。
另外,第一电极2150可以被形成在第一导电类型反射层2113上,并且包括暴露第二多个发光结构P11、P12、......的多个第二开口h2。第一电极2150可以被形成在第二多个发光结构P21、P22、......之间的区域中。
同时,根据实施例,在形成第一电极2150之前,可以在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的侧表面上进一步形成第一绝缘层2141。第一绝缘层2141可以被形成在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的上表面和侧表面上。第一绝缘层2141可以使第一电极2150与多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的有源层和上反射层电绝缘。
根据另一实施例,因为第一电极2150被布置为与多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的侧表面分隔开,所以可以不形成第一绝缘层2141,并且如果稳定地确保第一电极2150与多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的有源层和上反射层之间的电绝缘特性,则可以省略该第一绝缘层2141。
另外,第一电极2150的面积An可以设置为大于多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的面积Am。在此,多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的面积Am可以指示没有通过台面蚀刻被蚀刻的剩余的有源层115a、115b、......的面积。Am/An(即,多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的面积Am相对于第一电极2150的面积An)的比率例如可以设置为大于25%。根据实施例的半导体器件2200,可以根据应用示例对多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的数量和直径进行各种修改。
根据实施例,Am/An(即,多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的面积Am相对于第一电极2150的面积An)的比率可以被设置在例如25%至70%的范围内。根据另一实施例,Am/An(即,多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的面积Am相对于第一电极2150的面积An)的比率可以被设置在例如在30%至60%的范围内。
可以根据实施例的半导体器件2200的应用示例对在半导体器件2200中布置的多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的数量和直径进行各种改变。下面的[表2]示出设置有621个发光结构的半导体器件的数据作为示例的。在[表2]中,“Ap”代表第二电极2160的面积,并且“At”代表半导体器件2200的总面积。
[表2]
发光结构的直径(μm) | 30 |
Am(μm<sup>2</sup>) | 440,000 |
An(μm<sup>2</sup>) | 790,000 |
Am/An(%) | 55.7 |
Ap(μm<sup>2</sup>) | 1,460,000 |
At(μm<sup>2</sup>) | 1,690,000 |
然后,如在图26a至图26c中所示,可以在第一电极2150上形成第二绝缘层2142。
图26a至图26c是示出在制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法中形成第二绝缘层的示例的视图。
图26a是示出根据制造实施例的半导体器件的方法形成的第二绝缘层的形状的平面图,图26b是沿着图26a中所示的根据实施例的半导体器件的线A-A截取的截面图,并且图26c是沿着图26a中所示的根据实施例的半导体器件的B-B线截取的截面图。
根据实施例,如图26a至图26c中所示,第二绝缘层2130可以被形成在第一电极2150上,以暴露多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的上表面。第二绝缘层2142可以被形成在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的侧表面上。第二绝缘层2142可以被形成在第一导电类型反射层2113上。绝缘层2142可以被形成在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......之间的区域中。
第二绝缘层2142可以被设置为绝缘材料。另外,第二绝缘层2142可以由DBR层形成。根据实施例,因为第二绝缘层2142被设置为DBR层,所以可以有效率地向下反射并提取在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......中产生的光。例如,第二绝缘层2142可以被设置为通过将SiO2和TiO2堆叠为多层而形成的DBR层。另外,第二绝缘层2142可以被设置为通过将SiO2和Si3N4堆叠为多层而形成的DBR层。另外,第二绝缘层2142可以被设置为通过将SiO2和Si3N4堆叠为多层而形成的DBR层。
另外,第二绝缘层2142可以包括旋涂玻璃(SOG)层。当第二绝缘层2142包括SOG层时,可以解决由半导体器件2200的发光结构的外围区域中的台阶引起的问题。
接下来,如图27a至图27c中所示,可以在第二绝缘层2142上形成第二电极2160。
图27a至图27c是示出在制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法中形成第二电极的示例的视图。图27a是示出根据制造根据实施例的半导体器件的方法形成的第二电极的形状的平面图,图27b是沿着图27a中所示的根据实施例的半导体器件的线A-A截取的截面图,并且图27c是沿着图27a中所示的实施例的半导体器件的B-B线截取的截面图。
根据实施例,如图27a至图27c中所示,可以在第二绝缘层2142上形成包括上电极2160a和连接电极2160b的第二电极2160。上电极2160a可以被形成在由第二绝缘层2142暴露的多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的上表面上。连接电极2160b可以连接上电极2160a。
上电极2160a可以被形成在构成多个发光结构P11、P12、P21、P22、......的第二导电类型反射层的上表面上。连接电极2160b可以将在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......上布置的上电极2160a彼此电连接并物理地连接。连接电极2160b可以被形成在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......之间的区域中。
第二电极2160可以电连接到第一发光结构P11的第二反射层2120a。第二电极2160可以包括上电极2160a和连接电极2160b。
上电极2160a可以被布置为与第一发光结构P11的上反射层的上表面接触。连接电极2160b可以被布置在第一发光结构P11的侧表面和外围上,并且可以电连接到上电极2160a。
第二电极2160可以提供暴露在第一发光结构P11的第一有源层2115a周围布置的第一电极2150的第三开口h3。第一电极2150的上表面可以通过第三开口h3被暴露。
第二电极2160可以被布置在第一发光结构P11的侧表面上。第二电极2160可以被布置在第一发光结构P11的上表面上。第二电极2160的上电极2160a可以被布置在第一发光结构P11的第二反射层2120a上。第二电极2160的上电极2160a可以被布置为与第二反射层2120a的上表面直接接触。
另外,第二电极2160可以与第二发光结构P21的第四反射层2120b电连接。第二电极2160可以包括上电极2160a和连接电极2160b。
上电极2160a可以被布置为与第二发光结构P21的上反射层的上表面接触。连接电极2160b可以被布置在第二发光结构P21的侧表面和外围上,并且可以与上电极2160a电连接。
第二电极2160可以被布置在第二发光结构P21的侧表面上。第二电极2160可以被布置在第二发光结构P21的上表面上。第二电极2160的上电极2160a可以被布置在第二发光结构P21的第四反射层2120b上。第二电极2160的上电极2160a可以被布置为与第四反射层2120b的上表面直接接触。
然后,如图28a至图28c中所示,可以在第二电极2160上形成第三绝缘层2143。
图28a至图28c是示出在制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法中形成第三绝缘层的示例的视图。图28a是示出制造根据实施例的半导体器件的方法形成的第三绝缘层的形状的平面图,图28b是沿着图28a中所示的根据实施例的半导体器件的线A-A截取的截面图,并且图28c是沿着图28a所示的根据实施例的半导体器件的线B-B截取的截面图。
根据该实施例,如图28a至图28b中所示,可以形成第三绝缘层2143,该第三绝缘层2143暴露在第一多个发光结构P11、P12、……之间布置的第一电极2150。第三绝缘层2143可以包括暴露第一电极2150的多个第四开口h4。例如,第四开口h4可以被设置在形成第三开口h3的区域中。
另外,根据该实施例,如图28a和28c中所示,可以形成第三绝缘层2143,该第三绝缘层2143暴露在第二多个发光结构P21、P22、……之间布置的第二电极2160。第三绝缘层2143可以包括暴露第二电极2160的多个第五开口h5。第三绝缘层2143可以提供暴露第二电极2160的连接电极2160b的上表面的第五开口h5。
第三绝缘层2143可以被设置为绝缘材料。另外,第三绝缘层2143可以由DBR层形成。根据实施例,因为第三绝缘层2143被设置为DBR层,所以在多个发光结构P11、P12、P21、P22、......中产生的光可以在向下方向中被有效率地反射和提取。例如,第三绝缘层2143可以被设置为通过将SiO2和TiO2堆叠为多层而形成的DBR层。另外,第三绝缘层2143可以被设置为通过将Ta2O2和SiO2堆叠为多层而形成的DBR层。第三绝缘层2143可以被设置为通过将SiO2和Si3O4堆叠为多层而形成的DBR层。
另外,第三绝缘层2143可以包括旋涂玻璃(SOG)层。如果第三绝缘层2143包括SOG层,则可以解决由半导体器件2200的发光结构的外围区域中的台阶引起的问题。
然后,如图29a至图29c中所示,可以在第三绝缘层2143上形成第一结合焊盘2155和第二结合焊盘2165。
图29a至图29c是示出在制造根据本发明的实施例的半导体器件的方法中形成第一结合焊盘和第二结合焊盘的示例的视图。图29a是示出根据制造根据实施例的半导体器件的方法形成的第一结合焊盘和第二结合焊盘的形状的平面图,图29b是沿着图29中所示的根据实施例的半导体器件的线A-A截取的截面图,并且图29c是沿着图29a中所示的根据实施例的半导体器件的B-B线截取的截面图。
根据实施例,如图14a至图14c中所示,第一结合焊盘2155和第二结合焊盘2165可以形成在第三绝缘层2143上以彼此分隔开。
第一结合焊盘2155可以被布置在多个第四开口h4上,并且可以被电连接到第一电极2150。例如,第一结合焊盘2155的下表面可以被布置为通过第四开口h4与第一电极2150的上表面直接接触。
第二结合焊盘2165可以被布置在多个第五开口h5上,并且可以被电连接至第二电极2160。例如,第二结合焊盘2165的下表面可以被布置为通过第五开口h5与第二电极2160的上表面直接接触。
例如,第一结合焊盘2155和第二结合焊盘2165可以由从包括Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf、Ti、W、Cr、Cu以及包括上述两种或多种材料的那些合金的组中选择的材料形成。可以将根据上述实施例的半导体器件附接到子基台并且以半导体器件封装的形式供应。图30是示出根据本发明的实施例的半导体器件封装的视图。在参考图30描述根据实施例的半导体器件封装中,可以省略与上述半导体器件有关的描述。
根据实施例的半导体器件封装3400可以包括子基台3300和布置在子基台3300上的半导体器件3200,如图30中所示。
半导体器件3200可以包括第一结合焊盘3155和第二结合焊盘3165。第一结合焊盘3155和第二结合焊盘3165可以被布置在半导体器件3200的第一表面S1上。半导体器件3200可以包括在与第一表面S1相反的方向中布置的第二表面S2。
根据实施例,半导体器件3200可以通过第一结合焊盘3155和第二结合焊盘3165被布置在子基台3300上。第一结合焊盘3155和第二结合焊盘3165可以电连接到子基台3300。该子基台3300可以包括向半导体器件3200提供电力的电路板。
根据实施例的半导体器件3200可以通过如上所述的第二表面S2发射产生的光。半导体器件3200可以通过第二表面S2向外部提供光束,该第二表面S2是在其上形成有第一结合焊盘3155和第二结合焊盘3165的第一表面S1的相反表面。
根据实施例的半导体器件封装3400,可以通过子基台3300向半导体器件3200供应电力。此外,半导体器件封装3400可以通过子基台3300有效地散发在半导体器件3200中产生的热。
根据实施例,子衬底3300可以包括与半导体器件3200电连接的电路。例如,子衬底3300可以基于诸如硅(Si)或氮化铝(AlN)的材料形成。
同时,上述的半导体器件和半导体器件封装可以应用于物体检测、三维运动识别和红外照明。另外,上述的半导体器件和半导体器件封装可以应用于自动驾驶的光检测和测距(LiDAR)、盲点检测(BSD)和高级驾驶员辅助系统(ADAS)的领域。另外,上述的半导体器件和半导体器件封装也可以应用于人机界面(HMI)领域。
根据实施例的半导体器件和半导体器件封装可以应用于作为物体检测装置的示例的接近传感器、自动聚焦器件等。例如,根据实施例的物体检测装置可以包括发射光的发光单元和接收光的光接收单元。参考图15描述的半导体器件封装可以作为光接收单元的示例被应用。可以应用光电二极管作为光接收单元的示例。光接收单元可以接收从发光单元发射的光从物体反射的光。
另外,自动聚焦装置可以不同地应用于移动终端、相机、车辆传感器、光通信设备等。自动聚焦装置可以被应用于用于检测主体的位置的多位置检测的各种领域。
图31是应用包括根据本发明的实施例的半导体器件封装的自动聚焦装置的移动终端的透视图。
如图31中所示,实施例的移动终端4500可以包括设置在后侧上的相机模块4520、闪光灯模块4530和自动聚焦装置4510。在此,自动聚焦装置4510可以包括根据参考图30描述的实施例的半导体器件封装作为发光单元。
闪光灯模块4530可以包括发光器件,该发光器件发射光并且布置在内部。闪光灯模块4530可以通过移动终端的相机操作或用户的控制来操作。相机模块4520可以包括图像拍摄功能和自动聚焦功能。例如,相机模块4520可以包括使用图像的自动聚焦功能。
自动聚焦装置4510可以包括使用激光的自动聚焦功能。自动聚焦装置4510可以主要用于例如使用相机模块4520的图像的自动聚焦功能劣化的例如10m或者以下的近距离或黑暗的环境中。自动聚焦装置4510可以包括发光单元,其包括垂直腔表面发射激光器(VCSEL)半导体器件;以及光接收单元,诸如光电二极管,其将光能转换成电能。
在以上实施例中描述的特征、结构、效果等被包括在至少一个实施例中,并且不仅限于一个实施例。此外,关于实施例中描述的特征、结构、效果等,可以通过本领域的普通技术人员的组合或修改来实现其他实施例。因此,与组合和修改相关的内容应被解释为包括在实施例的范围内。
尽管已经在前述描述中提出并阐述优选实施例,但是本发明不应被解释为限于此。对于本领域的普通技术人员来说将会显而易见的是,在不脱离本发明的实施例的固有特征的情况下,范围内未示出的各种变形和修改是可用的。例如,可以通过修改来执行实施例中具体示出的每个组件。另外,显而易见的是,与修改和变形相关的差异被包括在本发明的所附权利要求中设定的实施例的范围内。
工业实用性
根据半导体器件、制造半导体器件的方法、半导体器件封装和物体检测装置,存在能够提供优异散热特性的优点。
根据半导体器件、制造半导体器件的方法、半导体器件封装以及物体检测装置,存在能够增强光提取效率并且能够提供高输出的光的优点。
根据半导体器件、制造半导体器件的方法、半导体器件封装和物体检测装置,存在能够改善功率转换效率的优点。
根据半导体器件、制造半导体器件的方法、半导体器件封装和物体检测装置,存在能够降低制造成本并且能够改善可靠性的优点。
Claims (15)
1.一种激光二极管,包括:
衬底;
第一导电类型反射层,所述第一导电类型反射层被布置在所述衬底上;
多个发光结构,每个发光结构包括在所述第一导电类型反射层上布置的有源层和第二导电类型反射层;
第一电极,所述第一电极与所述第一导电类型反射层电连接;
第二电极,所述第二电极与所述第二导电类型反射层电连接;
第一绝缘层,所述第一绝缘层被布置在所述第一电极上;
第一结合焊盘,所述第一结合焊盘被布置在所述多个发光结构上并且与所述第一电极电连接;以及
第二结合焊盘,所述第二结合焊盘被布置在所述多个发光结构上并且与所述第一结合焊盘分隔开,并且与所述第二电极电连接;
其中,所述衬底包括在第一方向中的长度和在垂直于所述第一方向的第二方向中的宽度,
其中,所述第一结合焊盘包括在所述第一方向中的第一侧表面和第二侧表面,
其中,所述第一结合焊盘的第一侧表面在所述第一方向中比所述第二侧表面更靠近所述衬底的第一侧表面,
其中,所述第二结合焊盘包括在所述第一方向中的第三侧表面和第四侧表面,
其中,所述第二结合焊盘的第三侧表面比所述第四侧表面更靠近所述第一结合焊盘的第二侧表面,
其中,所述第一绝缘层在垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向中包括与所述第一结合焊盘重叠的多个第一开口和与所述第二结合焊盘重叠的多个第二开口,
其中,所述第一绝缘层的第一开口被布置为在所述第一方向中分隔开,并且包括第一组和第二组,所述第一组被布置为更靠近所述第一结合焊盘的第二侧表面,所述第二组在所述第二方向中与所述第一组分隔开,
其中,所述第一绝缘层的第二开口被布置为在所述第一方向中分隔开,并且包括第三组和第四组,所述第三组被布置成更靠近所述第二结合焊盘的第三侧表面,所述第四组在所述第二方向中与所述第三组分隔开,
其中,所述第一开口的第一组和所述第二开口的第三组相对于与所述衬底的第一方向平行的中心轴被布置在所述衬底的第二方向中的宽度的15%内,以及
其中,所述第一绝缘层的第一开口或第二开口之间的最小距离大于所述发光结构之间的最小距离。
2.根据权利要求1所述的激光二极管,其中,所述第一电极被布置在所述第一结合焊盘下面和所述第二结合焊盘下面,并且提供暴露所述多个发光结构的所述有源层和所述第二导电类型反射层的多个开口。
3.根据权利要求1所述的激光二极管,其中,所述第二电极被布置在所述第一结合焊盘下面和所述第二结合焊盘下面,并且提供暴露被布置在所述多个发光结构的有源层周围并且在所述第一结合焊盘下面的所述第一电极的多个开口。
4.根据权利要求1所述的激光二极管,其中,所述第二电极与所述多个发光结构的所述第二导电类型反射层的上表面接触。
5.根据权利要求1所述的激光二极管,进一步包括:在所述第一电极和所述第二电极之间布置的第二绝缘层。
6.根据权利要求5所述的激光二极管,其中,所述第二绝缘层提供在所述第一结合焊盘下面布置的多个第一开口和多个第二开口,
其中,所述第一结合焊盘和所述第一电极通过在所述第二绝缘层中设置的所述多个第一开口被电连接,以及
其中,所述多个发光结构的第二导电类型反射层和所述第二电极通过在所述第二绝缘层中设置的所述多个第二开口被电连接。
7.根据权利要求5所述的激光二极管,其中,所述第二绝缘层提供在所述第二结合焊盘下面布置的多个开口,以及
其中,所述多个发光结构的第二导电类型反射层和所述第二电极通过在所述第二绝缘层中设置的多个开口被电连接。
8.根据权利要求1所述的激光二极管,其中,所述第二电极包括上电极和连接电极,所述上电极被布置为与所述多个发光结构的第二导电类型反射层的上表面接触,所述连接电极被布置在所述多个发光结构之间的所述第一电极上。
9.根据权利要求1所述的激光二极管,其中,所述衬底是本征半导体衬底。
10.根据权利要求1所述的激光二极管,其中,所述第一导电类型反射层的反射率小于所述第二导电类型反射层的反射率。
11.一种激光二极管封装,包括:
子基台;以及
激光二极管,所述激光二极管被布置在所述子基台上,
其中,所述激光二极管包括:
衬底;
第一导电类型反射层,所述第一导电类型反射层被布置在所述衬底上;
多个发光结构,每个发光结构包括在所述第一导电类型反射层上布置的有源层和第二导电类型反射层;
第一电极,所述第一电极与所述第一导电类型反射层电连接;
第二电极,所述第二电极与所述第二导电类型反射层电连接;
第一绝缘层,所述第一绝缘层被布置在所述第一电极上;
第一结合焊盘,所述第一结合焊盘被布置在所述多个发光结构上并且与所述第一电极电连接;以及
第二结合焊盘,所述第二结合焊盘被布置在所述多个发光结构上并且与所述第一结合焊盘分隔开,并且与所述第二电极电连接;
其中,所述衬底包括在第一方向中的长度和在垂直于所述第一方向的第二方向中的宽度,
其中,所述第一结合焊盘包括在所述第一方向中的第一侧表面和第二侧表面,
其中,所述第一结合焊盘的第一侧表面在所述第一方向中比所述第二侧表面更靠近所述衬底的第一侧表面,
其中,所述第二结合焊盘包括在所述第一方向中的第三侧表面和第四侧表面,
其中,所述第二结合焊盘的第三侧表面比所述第四侧表面更靠近所述第一结合焊盘的第二侧表面,
其中,所述第一绝缘层在垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向中包括与所述第一结合焊盘重叠的多个第一开口和与所述第二结合焊盘重叠的多个第二开口,
其中,所述第一绝缘层的第一开口被布置为在所述第一方向中分隔开,并且包括第一组和第二组,所述第一组被布置为更靠近所述第一结合焊盘的第二侧表面,所述第二组在所述第二方向中与所述第一组分隔开,
其中,所述第一绝缘层的第二开口被布置为在所述第一方向中分隔开,并且包括第三组和第四组,所述第三组被布置成更靠近所述第二结合焊盘的第三侧表面,所述第四组在所述第二方向中与所述第三组分隔开,
其中,所述第一开口的第一组和所述第二开口的第三组相对于与所述衬底的第一方向平行的中心轴被布置在所述衬底的第二方向中的宽度的15%内,以及
其中,所述第一绝缘层的第一开口或第二开口之间的最小距离大于所述发光结构之间的最小距离。
12.根据权利要求11所述的激光二极管封装,其中,所述第一电极被布置在所述第一结合焊盘下面和所述第二结合焊盘下面,并且提供暴露所述多个发光结构的所述有源层和所述第二导电类型反射层的多个开口。
13.根据权利要求11所述的激光二极管封装,其中,所述第二电极被布置在所述第一结合焊盘下面和所述第二结合焊盘下面,并且提供暴露被布置在所述多个发光结构的有源层周围并且在所述第一结合焊盘下面的所述第一电极的多个开口。
14.根据权利要求11所述的激光二极管封装,其中,所述第二电极与所述多个发光结构的所述第二导电类型反射层的上表面接触。
15.根据权利要求11所述的激光二极管封装,进一步包括:在所述第一电极和所述第二电极之间布置的第二绝缘层。
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