CN113036015A - 半导体发光元件 - Google Patents

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CN113036015A CN202110220471.3A CN202110220471A CN113036015A CN 113036015 A CN113036015 A CN 113036015A CN 202110220471 A CN202110220471 A CN 202110220471A CN 113036015 A CN113036015 A CN 113036015A
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蒋宗勋
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庄文宏
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Abstract

本发明公开一种半导体发光元件，包含一半导体堆叠，具有一第一半导体层，一第二半导体层以及一主动层；多个第一沟槽穿过第二半导体层及主动层以露出第一半导体层的部分上表面；一第二沟槽穿过第二半导体层及主动层以露出第一半导体层的另一部分上表面及一周围侧表面，其中第二沟槽位于主动层的一最外侧，并环绕主动层及多个第一沟槽；一第一金属区域位于第二半导体层上并与第二半导体层电连接，一第二金属区域位于第二半导体层上，并填入多个第一沟槽之一内及第二沟槽内，第二金属区域经由多个第一沟槽之一及该第二沟槽与第一半导体层电连接；以及一第一焊接部和一第二焊接部位于第二半导体层上，并分别电连接至第二半导体层和第一半导体层。

Description

半导体发光元件
本申请是中国发明专利申请(申请号：201710828987.X，申请日：2017年09月14日，发明名称：半导体发光元件)的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种半导体发光元件的结构。
背景技术
发光二极管(Light-emitting Diode；LED)目前已经广泛地使用在光学显示装置、交通号志、数据存储装置、通讯装置、照明装置与医疗器材上。如图2所示，现有的LED具有一n型半导体层1104、一主动层1106与一p型半导体层1108依序形成于一基板1102之上，部分p型半导体层1108与主动层1106被移除以曝露部分n型半导体层1104，一p型电极a1与一n型电极a2分别形成于p型半导体层1108与n型半导体层1104之上。因为n型电极a2需要足够的面积以利后续制作工艺进行，例如打线，所以大部分的主动层1106被移除，导致发光效率降低。
此外，上述的LED还可以进一步地与其他元件组合连接以形成一发光装置(light-emitting apparatus)。图1为现有的发光装置结构示意图，如图1所示，一发光装置1200包含一具有至少一电路1204的次载体(sub-mount)1202；至少一焊料1206(solder)位于上述次载体1202上，通过此焊料1206将上述LED 1210粘结固定于次载体1202上并使LED 1210的基板1212与次载体1202上的电路1204形成电连接；以及，一电连接结构1208，以电连接LED1210的电极1214与次载体1202上的电路1204；其中，上述的次载体1202可以是导线架(leadframe)或大尺寸镶嵌基底(mounting substrate)，以便发光装置的电路规划并提高其散热效果。
发明内容
一种半导体发光元件，包含一半导体堆叠，包含一第一半导体层，一第二半导体层，以及一主动层位于第一半导体层和第二半导体层之间；多个第一沟槽，穿过第二半导体层和主动层以裸露第一半导体层的一部分上表面；一第二沟槽，穿过第二半导体层和主动层以裸露第一半导体层的一另一部分上表面及一周围侧表面，其中第二沟槽位于主动层的一最外侧，并环绕主动层及多个第一沟槽；一第一金属区域位于第二半导体层上并与第二半导体层电连接；一第二金属区域位于第二半导体层上，并填入于多个第一沟槽的一个内及第二沟槽内，其中第二金属区域电性隔离于第一金属区域，第二金属区域经由多个第一沟槽的一个及经由第二沟槽与第一半导体层电连接；一第一焊接部，位于第二半导体层上，并电连接至第一金属区域；以及一第二焊接部，位于第二半导体层上，并电连接至第二金属区域。
一种半导体发光元件，包含一半导体堆叠，包含一第一半导体层，一第二半导体层，以及一主动层位于第一半导体层和第二半导体层之间；多个第一沟槽，穿过第二半导体层和主动层以裸露第一半导体层的一部分上表面；一第二沟槽，穿过第二半导体层和主动层以裸露第一半导体层的一另一部分上表面及一周围侧表面，其中第二沟槽位于主动层的一最外侧，并环绕主动层及多个第一沟槽；一图案化金属层，位于第二半导体层上，并填入于多个第一沟槽的一个内及第二沟槽内，其中图案化金属层经由多个第一沟槽的一个及经由第二沟槽与该第一半导体层电连接；一第一焊接部，位于第二半导体层上，并电连接至第二半导体层；一第二焊接部，位于第二半导体层上，并电连接至第一半导体层；以及一绝缘层，位于图案化金属层及第一焊接部之间，及/或位于图案化金属层及第二焊接部之间，其中绝缘层包含多个开口，第一焊接部通过多个开口以电连接至第二半导体层，及/或第二焊接部通过多个开口以电连接至该第一半导体层。
附图说明
图1为现有的发光装置结构示意图；
图2为现有的LED的剖视图；
图3A～图10B为本发明一实施例的半导体发光元件V的制造方法的示意图；
图11为本发明一实施例的半导体发光元件V的上视图；
图12为图11沿着C-C'的半导体发光元件V的剖视图；
图13为图11沿着D-D'的半导体发光元件V的剖视图；
图14A～图14B及图15A～图21C为本发明一实施例的半导体发光元件T的制造方法的示意图；
图14C～图14D为本发明另一实施例的沟槽的上视图；以及
图22为依本发明另一实施例的结构示意图。
符号说明
Ⅴ，T，608 半导体发光元件
100，t100，t100'，t100” 半导体堆叠
101，t101 第一半导体层
102，t102 第二半导体层
103，t103 主动层
110，t110 基板
120 通孔
t120a，t120a'，t120a” 第一沟槽
t120b，t120b'，t120b” 第二沟槽
200，t200 金属层
t200a 第一金属区域
t200b 第二金属区域
t200a1，t200a2，t200a3 次区域
300，t300 透明导电结构
310，t310 反射层
320 阻挡层
400，t400 第一焊接部
500，t500 第二焊接部
700，t700 第二绝缘层
800，t800 第三绝缘层
t800a 第一绝缘区域
1000，t1000 半导体结构
t1000uS 上表面
1011 外围
1011S 周围表面
t1011S 周围侧表面
1012S，t1012S 表面
1021，t1021S 斜侧壁
1200 环绕区域
t2001 环状开口
2002 开口
3001 外围
3101 外围
3201 外围
6000，t600 第一绝缘层
6001，t600a 第一群组第一绝缘区域
t600b 第二群组第一绝缘区域
6002 第二群组第一绝缘开口
6003 第一绝缘开口
7001 第一群组第二绝缘开口
t7001 第二绝缘开口
7002 第二群组第二绝缘开口
8001，t8001 第一群组第三绝缘开口
8002，t8002 第二群组第三绝缘开口
600 球泡灯
602 灯罩
604 透镜
606 承载部
610 发光模块
612 灯座
614 散热片
616 连接部
具体实施方式
图3A～图10B为本发明一实施例的半导体发光元件Ⅴ的制造方法。图3A、图4A、图5A、图6A、图7A、图8A、图9A及图10A为平面图。图3B、图4B、图5B、图6B、图7B、图8B、图9B、图10B分别为图3A、图4A、图5A、图6A、图7A、图8A、图9A及图10A沿着X-X’的剖视图。
如图3A及图3B所示，一半导体堆叠100形成在成长基板110上。成长基板110可以是蓝宝石基板，但不限于此。半导体堆叠100包括第一半导体层101，第二半导体层102，以及一主动层103形成在第一半导体层101和第二半导体层102之间。第一半导体层101和第二半导体层102的每一个可以由单层或多层组成。此外，主动层103可以具有单量子阱结构或多重量子阱结构。半导体堆叠100可以通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)或分子束外延(MBE)在成长基板110上由III族氮化物半导体形成。一缓冲层(图未示)形成于半导体堆叠之前，可缓解成长基板110和半导体堆叠100之间的晶格错位，并且可以由III族氮化物系列的材料所构成，例如氮化镓、氮化铝镓，或氮化铝。半导体堆叠100包含一外周围。通过移除部分的第一半导体层101，第二半导体层102和主动层103以形成多个通孔120，其裸露第一半导体层101的表面1012S。并形成一环绕区域1200以裸露第一半导体层101的周围表面1011S以及一或多个半导体结构1000为环绕区域1200所围绕。半导体堆叠100可通过光刻和蚀刻以进行图案化。多个半导体结构1000通过第一半导体层101彼此相连接。半导体结构1000包括一上部和一下部，其中下部于一剖视图中包含一宽度大于上部的宽度。多个通孔120于一平面图包括圆形，及/或环绕区域1200在平面图中包括矩形形状，但不限于此。一个或多个半导体结构1000包括一斜侧壁1021。第二半导体层102和主动层103裸露于环绕区域1200和多个通孔120。半导体构造1000的上部通过斜侧壁1021和第一半导体层101的表面1011S相连接。
如图4A及图4B所示，第一绝缘层6000覆盖多个通孔120中的第一半导体层101的表面1012S和半导体结构1000的斜侧壁1021。换句话说，第一绝缘层6000包括对应于多个通孔120的第一群组第一绝缘区域6001以及分别形成在一个或多个半导体结构1000的上部以暴露第二半导体层102的第二群组第一绝缘开口6002。第一绝缘层6000的材料包含氧化硅或氮化硅。在另一实施例中，多个第一绝缘层6000形成一分布式布拉格反射镜，其通过交替堆叠具有不同折射率的绝缘层而形成。例如，通过交替堆叠SiOx/TiOx来形成第一绝缘层6000。
如图5A和图5B所示，除了第一群组第一绝缘区域6001之外，透明导电结构300形成在第二半导体层102上。换句话说，透明导电结构300仅形成在第二群组第一绝缘开口6002中，并直接接触第二半导体层102。透明导电结构300的周围3001不与第一绝缘层6000相接触。透明导电结构300包括透明导电氧化物，例如氧化铟锡(ITO)或薄金属膜，如银(Ag)或铝(Al)。透明导电结构300可以配置为与第二半导体层102形成欧姆接触。透明导电结构300包括单层或多层。
如图6A及图6B所示，除了第一群组第一绝缘区域6001之外，反射层310形成在第二半导体层102上，并且除了第一群组第一绝缘区域6001之外，阻挡层320形成在反射层310上。换言之，反射层310和阻挡层320仅形成在第二群组第一绝缘开口6002中。反射层310的外围3101可以与透明导电结构300的外围3001对准或形成在透明导电结构300的外围3001以外。阻挡层320的外围3201可以与反射层310的外围边3101对准，或者形成在反射层310的外围3101的外侧。当阻挡层320的外围3201形成在反射层310的外围3101以外时，反射层310为阻挡层320所覆盖，并且阻挡层320接触第二半导体层102。阻挡层320的外围3201和反射层310的外围3101与第一绝缘层6000分离。反射层310的材料包括银(Ag)，金(Au)，铝(Al)，钛(T)，铬(Cr)，铜(Cu)，镍(Ni)，铂(Pt)或其合金。阻挡层320的材料包括铬(Cr)，铂(Pt)，钛(Ti)，钛钨(TiW)，钨(W)或锌(Zn)。多个阻挡层320通过第一阻挡层(图未示)和第二阻挡层(图未示)交替堆叠而形成，例如Cr/Pt，Cr/Ti，Cr/TW，Cr/W，Cr/Zn，Ti/Pt，Ti/W，Ti/TiW，Ti/Zn，Pt/TiW，Pt/W，Pt/Zn，TiW/W，TiW/Zn，或W/Zn。
如图7A及图7B所示，一第二绝缘层700连续地覆盖一或多个半导体结构1000的上部和斜侧壁1021。第二绝缘层700包括分别对应于多个通孔120的第一群组第二绝缘开口7001，其中于形成第一群组第二绝缘开口7001中，多个通孔120中的第一绝缘层6000的第一群组第一绝缘区域6001被部分蚀刻移除，形成多个第一绝缘开口6003，以及第一群组第二绝缘开口7001和多个第一绝缘开口6003以裸露第一半导体层101的表面1012S。第二绝缘层700还包括第二群组第二绝缘开口7002形成在多个半导体结构1000的一部分的上部上以裸露出阻挡层32 0和/或反射层310。第二绝缘层700包括氧化硅或氮化硅。在另一实施例中，多个第二绝缘层700形成一分布式布拉格反射镜，其通过具有不同折射率的绝缘层交替堆叠而形成。例如，可以通过交替堆叠SiOx/TiOx来形成。
如图8A及图8B所示，除了对应于第二群组第二绝缘开口7002的区域之外，金属层200覆盖一或多个半导体结构1000和多个通孔120。具体而言，金属层200连续地覆盖一或多个半导体结构1000的上部和斜侧壁1021，多个通孔120和第一半导体层101的周围表面1011S。图案化金属层200作为先前实施例的接触结构，并且包括一或多个开口2002以暴露反射层310及/或阻挡层320，其中一或多个开口2002的位置对应于第二群组第二绝缘开口7002的位置。
如图9A及图9B所示，第三绝缘层800连续地覆盖一个或多个半导体结构1000的上部和斜侧壁1021，以及多个通孔120。第三绝缘层800包括一或一第一群组第三绝缘开口8001形成在第一金属层200上，其对应于多个通孔120的一部分，其中一或第一群组第三绝缘开口8001裸露第一金属层200。换言之，一或第一群组第三绝缘开口8001和多个通孔120的一部分重叠。在另一实施例中，一或第一群组第三绝缘开口8001形成在对应于多个通孔120的区域之外的第一金属层200上。换言之，如图9A所示，一或第一群组第三绝缘开口8001'和多个通孔120不重叠。第三绝缘层800还包括分别一或第二群组第三绝缘开口8002以分别对应于一或第二群组第二绝缘开口7002，其中一或第二群组第三绝缘开口8002裸露出阻挡层320和/或反射层310。第三绝缘层800包括氧化硅或氮化硅。在另一实施例中，多个第三绝缘层800可通过具有不同折射率的绝缘层交替堆叠以形成一分布式布拉格反射镜。例如，可以通过SiOx/TiOx交替堆叠来形成。
如图10A和图10B所示，第一焊接部400和第二焊接部500形成在第三绝缘层800上。第一焊接部400与第二焊接部500以大于30μm的最小距离D彼此分离，优选地，第一焊接部400和第二焊接部500的间距在50μm和250μm之间。第一焊接部400通过一或第一群组第三绝缘开口8001连接到第一金属层200，并且第二焊接部500通过一个或第二群组第三绝缘开口8002以连接到反射层310及/或阻挡层320。
图11为本发明另一实施例的半导体发光元件V的上视图，图12为图11沿着C-C'的半导体发光元件V的剖视图，图13为图11沿着D-D'的半导体发光元件V的剖视图。半导体发光元件V为一倒装式发光元件。如图12及图13所示，半导体发光元件V包括基板110，半导体堆叠100形成在基板110上。半导体堆叠100包括第一半导体层101，第二半导体层102，以及位于第一半导体层101和第二半导体层102之间的主动层103。在本实施例中，基板110可以是半导体堆叠100的成长基板，并且基板110的材料包括半导体材料，例如砷化镓(GaAs)，磷化镓(GaP)，氮化镓(GaN)，碳化硅(SiC)或氮化铝(AlN)，或绝缘材料，例如钻石，玻璃，石英或蓝宝石。在另一实施例中，基板110可以是支撑基板，其通过粘接材料以接合到半导体堆叠100，包括有机材料，例如Su8，苯并环丁烯(BCB)，全氟环丁烷(PFCB)，环氧树脂，丙烯酸树脂，环烯烃共聚物(COC)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚酰亚胺(PI)，聚碳酸酯(PC)，聚醚酰亚胺或氟碳聚合物，或无机材料，例如硅胶，玻璃，氧化铝(Al2O3)，氮化硅(SiNx)，氧化硅(SiOx)，二氧化钛(TiO2)，或氟化物(MgFx)。第一半导体层101和第二半导体层102，例如包覆层，包括不同的导电性，电性，极性或掺杂元素以提供电子和空穴。主动层103形成在第一半导体层101和第二半导体层102之间。在电流注入下，电子和空穴在主动层103中复合以将电能转换成光能以发射一光线。通过改变半导体堆叠100中的一层或多层的物理和化学成分来调节光线的主波长。半导体堆叠100的材料包括III-Ⅴ族半导体材料，例如AlxInyGa(1-x-y)N或AlxInyGa(1-x-y)P，其中0≤x，y≤1；(x+y)≤1。根据主动层103的材料，半导体堆叠100可以发射主波长在610nm与650nm之间的红色光，主波长在530nm至570nm之间的绿光，主波长在450nm至490nm之间的蓝光或主波长在230nm至400nm之间的紫外光。主动层103包括单异质结构(SH)，双异质结构(DH)，双面双异质结构(DDH)或多量子阱(MQW)结构。主动层t103的材料包括中性，p型掺杂或n型掺杂半导体。
远离半导体堆叠100的外围1011的主动层103和第二半导体层102被部分移除，形成多个通孔120。多个通孔120穿过半导体堆叠100以裸露出第一半导体层101的表面1012S。靠近半导体堆叠100的外围1011的主动层103和第二半导体层102被移除，形成第一半导体层101的环状裸露周围表面1011S，其中环状裸露周围表面11011S沿着半导体发光元件Ⅴ的外围。换言之，环状裸露周围表面1011S围绕主动层103和第二半导体层102。在本实施例中，多个通孔120被布置成多行。设置在相邻两行上的多个通孔120可以对齐或交错。多个通孔120中的每一个在半导体发光元件Ⅴ的上视图中包括一形状，例如圆形，椭圆形或长条形。用于形成多个通孔120的方法包括湿蚀刻或干蚀刻。
第一绝缘层6000形成在半导体堆叠100上以围绕主动层103并保护主动层103的外延品质不被后续制作工艺所损坏。第一绝缘层6000通过光刻技术以图案化半导体堆叠100，形成多个第一绝缘开口6002，6003。如图12所示，第一绝缘层6000的多个第一绝缘开口6002，603分别裸露第二半导体层102和第一半导体层101。
透明导电结构300位于第二半导体层102上的第一绝缘开口6002上。在电流注入时，透明导电结构300与半导体堆叠100形成电连接。透明导电结构300的材料包括对主动层103发射的光为透明的透明材料。透明导电结构t300可以是单层或多层的结构。
反射层310形成在第二半导体层102上以提高半导体发光元件Ⅴ的光取出效率，并且阻挡层320形成在反射层310上，用于保护反射层310并防止反射层的金属元素310向外扩散。在一实施例中，反射层310直接接触第二半导体层102。在本实施例中，反射层310直接接触透明导电结构300。阻挡层320的侧壁可对齐于反射层310的侧壁或延伸到反射层310的侧壁以外。当阻挡层320的侧壁形成在反射层310的侧壁以外时，反射层310被阻挡层320覆盖，并且阻挡层320的一部分直接接触第二半导体层102或透明导电结构300。一或多个反射层310的材料包括具有高反射率的金属材料，例如银(Ag)，金(Au)，铝(Al)，钛(Ti)，铬(Cr)，铜(Cu)，镍(Ni)，铂(Pt)或其合金。一或多个阻挡层320的材料包括Cr，Pt，Ti，TiW，W或Zn。多个阻挡层320可通过第一阻挡层(图未示)和第二阻挡层(图未示)交替堆叠形成，例如Cr/Pt，Cr/Ti，Cr/TiW，Cr/W，Cr/Zn，Ti/Pt，Ti/W，Ti/TiW，Ti/W，Ti/Zn，Pt/TiW，Pt/W，Pt/Zn，TiW/W，TiW/Zn，或W/Zn。
第二绝缘层700形成在半导体堆叠100上以围绕主动层103。第二绝缘层700通过光刻技术以图案化，在半导体堆叠100上形成第一群组第二绝缘开口7001和第二群组第二绝缘开口7002。如图12及图13所示，第二绝缘层700的第一群组第二绝缘开口7001裸露第一半导体层101，并且第二绝缘层700的第二群组第二绝缘开口7002裸露阻挡层320。在一实施例中，第一群组第二绝缘开口7001包含一宽度与第二群组第二绝缘开口7002的宽度不同。在另一实施例中，第一群组第二绝缘开口7001的数目与第二群组第二绝缘开口7001的数目不同。在另一实施例中，在半导体发光元件Ⅴ的上视图上，第二群组第二绝缘开口7002形成在半导体堆叠100的一侧。在另一实施例中，第一群组第二绝缘开口7001的位置分别对应于多个通孔120的位置。
除了对应于第二群组第二绝缘开口7002的区域和半导体发光元件Ⅴ的外围1011的侧壁，图案化金属层200覆盖第二半导体层102的一部分，多个通孔120和环状裸露周围表面1011S，其中环状裸露表面1011S沿着半导体发光元件Ⅴ的外围1011形成。具体而言，从半导体发光元件Ⅴ的上视图观之，图案化金属层200的面积大于主动层103的面积。如图12及图13所示，图案化金属层200的一部分形成在透明导电结构300，反射层310或阻挡层320上。图案化金属层200包括一或多个开口2002以裸露反射层310及/或阻挡层320。
在另一个实施例中，图案化金属层200覆盖第二半导体层102的一部分，多个通孔120，裸露的环状周围表面1011S，并延伸到半导体发光元件Ⅴ的外围1011的侧壁，外围1011的侧壁为第一半导体层101的侧壁。在另一实施例中，与上述实施例类似，图案化金属层200可以延伸到未被第一半导体层101覆盖的基板110的表面。图案化金属层200的材料包括金属，例如Al，Cr，Pt，Ti，TiW，W或Zn。
第三绝缘层800.形成在半导体堆叠100上。第三绝缘层800通过光刻技术以图案化，在半导体堆叠100上形成第一群组第三绝缘开口8001和第二群组第三绝缘开口8002。如图12及图13所示，第三绝缘层800的第一群组第三绝缘开口8001裸露出图案化金属层200。第三绝缘层800的第二群组第三绝缘开口8002裸露出透明导电结构300，反射层310或阻挡层320。在一实施例中，在半导体发光元件Ⅴ的上视图上，第一群组第三绝缘开口8001和第二组第三绝缘开口8002形成在半导体堆叠100的两侧。在另一实施例中，第一群组第三绝缘开口8001的数目与第二群组第三绝缘开口8002的数目不同。
第一绝缘层6000，第二绝缘层700和第三绝缘层800的材料包括非导电材料，例如有机材料，包括Su8，苯并环丁烯(BCB)，全氟环丁烷(PFCB)，环氧树脂，丙烯酸树脂，环烯烃共聚物(COC)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚酰亚胺(PI)，聚碳酸酯(PC)，聚醚酰亚胺或氟碳聚合物，或无机材料，例如硅胶，玻璃，氧化铝(Al2O3)，氮化硅(SiNx)，氧化硅(SiOx)，二氧化钛(TiO2)，或氟化物(MgFx)。第一绝缘层6000，第二绝缘层700和第三绝缘层800可以通过网印，蒸镀或溅镀形成。
第一焊接部400覆盖多个通孔120的一部分并电连接到第一半导体层101。第二焊接部500覆盖多个通孔120的另一部分并电连接到第二半导体层102。第一焊接部400通过第三绝缘层800的第一群组第三绝缘开口8001以电连接至第一半导体层101，第二焊接部500通过第三绝缘层800的第二群组第三绝缘开口8002和图案化金属层200的开口2002以电连接至第二半导体层102。第一焊接部400和第二焊接部500的材料包括钛(Ti)，铂(Pt)，镍(Ni)，锡(Sn)，金(Au)或其合金。第一焊接部400的面积可以与第二焊接部500的面积相同或不同。
图14A～图14B及图15A～图21C为本发明的一实施例的半导体发光元件T的制造方法。图14A、图15A、图16A、图17A、图18A、图19A、图20A及图21A为平面图。图14B、图15B、图16B、图17B、图18B、图19B、图20B、图21B分别为图14A、图15A、图16A、图17A、图18A、图19A、图20A及图21A沿着α-α’的剖视图。图18C、图19C、图20C、图21C分别为图18A、图19A、图20A及图21A沿着β-β’的剖视图。
如图14A及图14B所示，半导体发光元件T的制造方法包含形成一半导体堆叠t100于一成长基板t110上。成长基板t110可以是蓝宝石基板，但不限于此。在一实施例中，成长基板t110包括一图案化表面。图案化表面包含多个图案。图案的形状包括圆锥形，角锥形或半球形。半导体堆叠t100包括一具有一周围侧表面t1011S的第一半导体层t101，一第二半导体层t102，以及形成在第一半导体层t101和第二半导体层t102之间的一主动层t103。在一实施例中，半导体堆叠t100包括一或多个第一半导体层t101和一或多个第二半导体层t102。此外，主动层t103可以具有单量子阱结构或多重量子阱结构。半导体堆叠t100可以通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)或分子束外延(MBE)在成长基板t110上由III族氮化物半导体形成。一缓冲层(图未示)形成于半导体堆叠t100之前，可缓解成长基板t110和半导体堆叠t100之间的晶格错位，并由III族氮化物系列的材料所构成，例如氮化镓，氮化铝镓，或氮化铝。在一实施例中，半导体堆叠t100包括一或多个缓冲层。缓冲层可以通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)，分子束外延(MBE)或物理气相沉积(PVD)形成。物理气相沉积(PVD)包括溅镀法，例如反应性溅镀法，或蒸镀法，例如电子束蒸镀法和热蒸镀法。在一实施例中，缓冲层包括氮化铝(AlN)缓冲层并通过溅镀法形成。氮化铝(AlN)缓冲层形成在具有图案化表面的成长基板上。溅镀法可形成具有高均匀性的致密缓冲层，因此氮化铝(AlN)缓冲层可以顺应地沉积在成长基板的图案化表面上。
在形成半导体堆叠t100之后，通过光刻和蚀刻对半导体堆叠t100进行图案化，以在半导体堆叠t100中形成多个第一沟槽t120a和一第二沟槽t120b，进而定义出多个半导体结构t1000。具体而言，通过移除部分的第一半导体层t101，第二半导体层t102和主动层t103以形成多个第一沟槽t120a和第二沟槽t120b，并裸露出第一半导体层t101的表面t1012S及形成多个半导体结构t1000。于此，第一半导体层t101的周围侧表面t1011S连接至第一半导体层t101的表面t1012S。
多个半导体结构t1000通过位于第一沟槽t120a和第二沟槽t120b内的第一半导体层t101的一部分彼此相连接。此外，每一个多个半导体结构t1000包含一斜侧壁t1021S。半导体结构t1000的上表面t1000uS和第一半导体层t101的表面t1012S通过斜侧壁t1021S相连接。
在本实施例中，多个第一沟槽t120a和第二沟槽t120b穿过第二半导体层t102和主动层t103。第二沟槽t120b露出第一半导体层t101的周围区域。第二沟槽t120b设置在半导体堆叠t100的最外侧，并且邻近主动层t103的最外侧。换言之，第二沟槽t120b设置在成长基板t110的一周围。多个第一沟槽t120a中的每一个位于半导体结构t1000之间，并且多个第一沟槽t120a为第二沟槽t120b所围绕。多个第一沟槽t120a和第二沟槽t120b围绕主动层t103和第二半导体层t102。于此，多个第一沟槽t120a的一包含一宽度W1大于第二沟槽t120b的一宽度W2，例如W1＝2W2。多个第一沟槽t120a彼此平行，并且多个第一沟槽t120a中的每一个的两端连接到第二沟槽t120b。在一上视图中，多个第一沟槽t120a中的一个的形状包括条状，第二沟槽t120b的形状包括一几何形状，例如环形。第二沟槽t120b围绕主动层t103和第二半导体层t102，并且设置在第一半导体层t101的周围侧表面t1011S附近。多个第一沟槽t120a和第二沟槽t120b构成多个封闭的几何形状，例如矩形。在本实施例中，第二沟槽t120b的数量为一个。在一上视图中，主动层t103和第二半导体层t102b为第二沟槽t120b所围绕，但是本发明不限于此。
如图14C及图14D所示，图14C例示了本发明一实施例位于基板t110上的半导体堆叠t100'中的沟槽的上视图，图14D例示了本发明一实施例的位于基板t110上的半导体堆叠t100”中的沟槽的上视图。半导体堆叠t100'，t100”的结构与半导体堆叠t100的结构相同。如图14C所示，不同之处在于图14C例示的多个第一沟槽t120a'和多个第二沟槽t120b'，其中多个第二沟槽t120b'彼此分离并围绕主动层。具体而言，图14C例示了四个第一沟槽t120a'，两个第一沟槽t120a'从多个第二沟槽t120b'中的两个分支出去。此外，图14D例示多个第一沟槽t120a”和多个第二沟槽t120b”。多个第二沟槽t120b”围绕主动层(图未示)并且设置在基板t110的周围。多个第二沟槽t120b”构成一矩形虚线环。
如图15A及图15B所示，一透明导电结构t300于后续步骤中形成在第二半导体层t102上。在一实施例中，透明导电结构t300直接接触第二半导体层t102以扩散电流并将电流注入到第二半导体层t102。透明导电结构t300不与第一半导体层t101接触。透明导电结构t300包括透明导电氧化层，例如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。透明导电结构t300可配置为与第二半导体层t102形成低电阻接触，例如欧姆接触。透明导电结构t300包括单层或多层。例如，透明导电结构t300具有多层，透明导电结构t300可为分布式布拉格反射镜(DBR)，其包括多层，其中一层具有一折射率不同于相邻的层的折射率。具体而言，透明导电结构t300通过具有不同折射率的不同材料的两层交替堆叠而形成分布式布拉格反射镜(DBR)。
如图16A及图16B所示，一第一绝缘层t600覆盖第一半导体层t101的周围侧表面t1011S，第一半导体层t101的表面t1012S和斜侧壁t1021S。换言之，第一绝缘层t600包括一第一群组第一绝缘区域t600a形成在半导体结构t1000的表面t1012S和斜侧壁t1021S上，第一群组第一绝缘区域t600a对应于多个第一沟槽t120a；以及一第二群组第一绝缘区域t600b形成在第一半导体层t101的周围侧表面t1011S和表面t1012S上，以及对应于第二沟槽t120b的斜侧壁t1021S上。第一绝缘层t600的材料可以是非导电材料。非导电性材料包括有机材料，例如Su8，苯并环丁烯(BCB)，全氟环丁烷(PFCB)，环氧树脂，丙烯酸树脂，环烯烃共聚物(COC)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚酰亚胺(PI)，聚碳酸酯(PC)，聚醚酰亚胺或氟碳聚合物，或无机材料，例如硅胶，玻璃，氧化铝(Al2O3)，氮化硅(SiNx)，氧化硅(SiOx)，二氧化钛(TiO2)，或氟化物(MgFx)。第一绝缘层t600包括单层或多层。多个第一绝缘层t600可形成一分布式布拉格反射镜(DBR)，并且其中一层的折射率与相邻的层的折射率不同。具体而言，通过SiOx和TiOx交替堆叠来形成分布式布拉格反射镜(DBR)。通过相邻两层的高折射率和低折射率的差异，分布式布拉格反射镜对特定波长或特定波长范围提供一高反射率。相邻两层的厚度可以不同。或是，相邻两层具有相同材料，但其厚度不同。
如图17A和图17B所示，一反射层t310形成在透明导电结构t300上，并对准于透明导电结构t300。反射层t310的形状对应于透明导电结构t300的形状。在本实施例中，反射层t310的形状接近于矩形，反射层t310的角落为弧形。本发明的一实施例可以包括一或多个反射层t310，并且反射层t310的材料包括对主动层t103发射的光具有高反射率的金属材料，例如银(Ag)，金(Au)，铝(Al)，钛(Ti)，铬(Cr)，铜(Cu)，镍(Ni)，铂(Pt)或其合金。一阻挡层(图未示)形成并覆盖在反射层t310上，阻挡层可以防止反射层t310中的金属元素迁移，扩散或氧化。本发明的一实施例包括一或多个阻挡层，并且阻挡层的材料包括铬(Cr)，铂(Pt)，钛(Ti)，钨(W)或锌(Zn)。多个阻挡层可通过第一阻挡层(图未示)和第二阻挡层(图未示)交替堆叠而形成，例如Cr/Pt，Cr/Ti，Cr/TiW，Cr/W，Cr/Zn，Ti/Pt，Ti/W，Ti/TiW，Ti/Zn，Pt/TiW，Pt/W，Pt/Zn，TiW/W，TiW/Zn，或W/Zn。
如图18A～图18C所示，图18B及图18C为图18A沿着α-α’的剖视图和沿着β-β’的剖视图。在形成反射层t310之后，一绝缘层形成在多个半导体结构t1000上并覆盖反射层t310，第一群组第一绝缘区域t600a和第二群组第一绝缘区域t600b。接续地，通过光刻和蚀刻制作工艺移除部分绝缘层，裸露出反射层t310，周围侧表面t1011S和表面t1012S，以形成一第二绝缘层t700。需注意的是，在同一步骤中的光刻和蚀刻制作工艺中，第一群组第一绝缘区域t600a的一部分被移除而露出表面t1012S。在本实施例中，第二绝缘层t700包括一群组的第二绝缘开口t7001并裸露出反射层t310。裸露出来的反射层t310其形状对应于一群组的第二绝缘开口t7001的形状。第二绝缘层t700的材料可以是非导电材料。于此，非导电性材料包括有机材料，例如Su8，苯并环丁烯(BCB)，全氟环丁烷(PFCB)，环氧树脂，丙烯酸树脂，环烯烃共聚物(COC)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚酰亚胺(PI)，聚碳酸酯(PC)，聚醚酰亚胺或氟碳聚合物，或无机材料，例如硅胶，玻璃，氧化铝(Al2O3)，氮化硅(SiNx)，氧化硅(SiOx)，二氧化钛(TiO2)，或氟化物(MgFx)。本发明的一实施例包括一或多个第二绝缘层t700。多个第二绝缘层t700可形成一分布式布拉格反射镜(DBR)，并且其中一层的折射率与相邻的层的折射率不同。具体而言，通过SiOx和TiOx交替堆叠来形成分布式布拉格反射镜(DBR)。通过相邻两层的高折射率和低折射率的差异，分布式布拉格反射镜对特定波长或特定波长范围提供一高反射率。相邻两层的厚度可以不同。相邻两层具有相同材料，但厚度不同。
如图19A～图19C所示，图19A为上视图，图19B及图19C为图19A沿α-α'和β-β'的剖视图。在第二绝缘层t700形成之后，一图案化金属层t200形成在第二半导体层t102，第二绝缘层t700和反射层t310上。如图19A～图19C所示，图案化金属层t200包括一第一金属区域t200a，一第二金属区域t200b和多个环状开口t2001。第一金属区域t200a和第二金属区域t200b的每一个可以是连续的，也可以分成多个部分。在本实施例中，第一金属区域t200a被环状开口t2001分成一群组的次区域t200a1，t200a2，t200a3。图案化金属层t200中的第二金属区域t200b连续地形成在第二半导体层t102上，并且填入多个第一沟槽t120a和第二沟槽t120b且覆盖多个半导体结构t1000。在一上视图中，一群组的次区域t200a1，t200a2，t200a3包括多个矩形图案，为第二金属区域t200b所包围。由于多个环状开口t2001分别围绕一群组的次区域t200a1，t200a2，t200a3，第一金属区域t200a与第二金属区域t200b电隔离。在本实施例中，图案化金属层t200的轮廓大致为矩形。一群组的次区域t200a1，t200a2，t200a3覆盖对应于一群组的第二绝缘开口t7001的反射层t310的露出部分，并通过反射层t310和透明导电结构t300电连接到第二半导体层t102。此外，第二金属区域t200b连续地形成在第二绝缘层t700上，填入多个第一沟槽t120a和第二沟槽t120b中，并且覆盖第一半导体层t101的周围侧表面t1011S，斜侧壁t1021S和表面t1012S，与第一半导体层t101的周围侧表面t1011S及表面t1012S相接触。因此，第二金属区域t200b电连接到第一半导体层t101。第一金属区域t200a和第二金属区域t200b的功能类似于先前实施例的接触结构的功能。
本发明的一实施例与上述实施例类似，如图14C所示，第二金属区域t200b连续地覆盖在半导体堆叠t100'和上述其他层上，并延伸填入多个第一沟槽t120a'和多个第二沟槽t120b'。第二金属区域t200b覆盖周围侧表面t1011S和斜侧壁t1021S，与第一沟槽t120a'和第二沟槽t120b'中的第一半导体层t101的表面t1012S不连续地接触，并电连接至第一半导体层t101。具体而言，对应于图19A所示的位于第一沟槽t120a和第二沟槽t120b中的第二金属区域t200b，第一沟槽t120a'和第二沟槽t120b'不连续，第二金属区域t200b经由多个第一沟槽t120a'和多个第二沟槽t120b'直接接触第一半导体层t101的表面t1012S。从上视的观点中，与第一半导体层t101的表面t1012S直接接触的第二金属区域t200b包含一形状对应于多个第一沟槽t120a'及多个第二沟槽t120b'所构成的形状。在与上述实施例类似的另一个实施例中，如图14D所示，第二金属区域t200b连续地覆盖半导体堆叠t100”和其他层上，并且延伸填入于多个第一沟槽t120a”和多个第二沟槽t120b”中。第二金属区域t200b覆盖周围侧表面t1011S和斜侧壁t1021S，并且不连续地接触第一沟槽t120a'和第二沟槽t120b'中的第一半导体层t101的表面t1012S，从而电连接至第一半导体层t101。对应于图19A所示的位于第一沟槽t120a和第二沟槽t120b中的第二金属区域t200b，第一沟槽t120a'和第二沟槽t120b”是不连续的。部分第二金属区域t200b通过多个第一沟槽t120a”和多个第二沟槽t120b”以直接接触第一半导体层t101的表面t1012S，并且从上视的观点，第二金属区域t200b直接接触第一半导体层t101的表面t1012S的位置对应于由多个第一沟槽t120a”和多个第二沟槽t120b”的位置。需注意的是，在各实施例中使用相同的附图标记来表示实施例的相同或相似的元件，并且省略其冗余细节。
如图20A～图20C所示，图20A为上视图，图20B及图20C为图20A沿线α-α'和β-β'的剖视图。在图案化金属层t200形成之后，一第三绝缘层t800连续地覆盖多个半导体结构t1000与多个半导体结构t1000的斜侧壁t1021S，并填入多个第一沟槽t120a和第二沟槽t120b内。从上视的观点，第三绝缘层t800包括一第一绝缘区域t800a，一第一群组第三绝缘开口t8001和一第二群组第三绝缘开口t8002，其中第一群组第三绝缘开口t8001包括一或多个开口，且第二群组第三绝缘开口t8002包括一或多个开口。第一群组第三绝缘开口t8001分别裸露出一群组的次区域t200a1，t200a2，t200a3，第二群组第三绝缘开口t8002裸露出第二金属区域t200b。第三绝缘层t800的材料包含非导电材料。于此，非导电性材料包括有机材料，例如Su8，苯并环丁烯(BCB)，全氟环丁烷(PFCB)，环氧树脂，丙烯酸树脂，环烯烃共聚物(COC)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚酰亚胺(PI)，聚碳酸酯(PC)，聚醚酰亚胺或氟碳聚合物，或无机材料，例如硅胶，玻璃，氧化铝(Al2O3)，氮化硅(SiNx)，氧化硅(SiOx)，二氧化钛(TiO2)，或氟化物(MgFx)。本发明的一实施例包括一或多个第三绝缘层t800。多个第三绝缘层t800可形成一分布式布拉格反射镜(DBR)，并且其中一层的折射率与相邻的层的折射率不同。具体而言，通过SiOx和TiOx交替堆叠来形成分布式布拉格反射镜(DBR)。通过相邻两层的高折射率和低折射率的差异，分布式布拉格反射镜可为特定波长或特定波长范围提供一高反射率。相邻两层的厚度可以不同，例如，相邻两层具有相同材料，但厚度不同。
如图21A，图21B，图21C所示，依据本发明的一实施例，图21A为完成制造方法时的半导体发光元件T的一上视图，图21B及图21C为图21A沿着α-α'线和β-β'线的剖视图。半导体发光元件T的制造方法还包括于形成第三绝缘层t800之后，形成多个第一焊接部t400和多个第二焊接部t500。于此，多个第一焊接部t400形成在第三绝缘层t800上，并通过第一群组第三绝缘层开口t8001分别与包含一群组的次区域t200a1，t200a2，t200a3的第一金属区域t200a相接触，使得多个第一焊接部t400电连接到第二半导体层t102。同时，多个第二焊接部t500形成在第三绝缘层t800上，并通过第二群组第三绝缘开口t8002以接触图案化金属层t200的第二金属区域t200b，使得第二焊接部t500电连接到第一半导体层t101。此外，多个第一焊接部t400与多个第二焊接部t500相分离。此外，多个第一焊接部t400彼此分离，并配置成一排以与多个第二焊接部t500对齐。
如图21A～图21C所示，半导体发光元件T包括基板t110，半导体堆叠t100形成在基板t110上。半导体堆叠t100包括具有周围侧表面t1011S的第一半导体层t101，第二半导体层t102，以及位于第一半导体层t101和第二半导体层t102之间的主动层t103。在本实施例中，基板t110可以是半导体堆叠t100的成长基板，并且基板t110的材料包括半导体材料，例如砷化镓(GaAs)，磷化镓(GaP)，氮化镓(GaN)，碳化硅(SiC)或氮化铝(AlN)，或绝缘材料，例如钻石，玻璃，石英或蓝宝石。在另一实施例中，基板t110可以是支撑基板，通过粘接材料接合到半导体堆叠t100，粘接材料包括有机材料，例如Su8，苯并环丁烯(BCB)，全氟环丁烷(PFCB)，环氧树脂，丙烯酸树脂，环烯烃共聚物(COC)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚酰亚胺(PI)，聚碳酸酯(PC)，聚醚酰亚胺或氟碳聚合物，或无机材料，例如硅胶，玻璃，氧化铝(Al2O3)，氮化硅(SiNx)，氧化硅(SiOx)，二氧化钛(TiO2)，或氟化物(MgFx)。第一半导体层t101和第二半导体层t102，例如包覆层，包括不同的导电性，电性，极性或掺杂元素以提供电子和空穴。主动层t103形成在第一半导体层t101和第二半导体层t102之间。在电流注入下，电子和空穴在主动层t103中复合以将电能转换成光能后发射一光线。通过改变半导体堆叠t100中的一层或多层的物理和化学成分来调节光线的主波长。半导体堆叠t100的材料包括III-Ⅴ族半导体材料，例如AlxInyGa(1-x-y)N或AlxInyGa(1-x-y)P，其中0≤x，y≤1；(x+y)≤1。根据主动层t103的材料，半导体堆叠t100可以发射主波长在610nm与650nm之间的红光，主波长在530nm至570nm之间的绿光，主波长在450nm至490nm之间的蓝光或主波长在230nm至400nm之间的紫外光。主动层t103包括单异质结构(SH)，双异质结构(DH)，双面双异质结构(DDH)或多量子阱(MQW)结构。主动层t103的掺杂方式包括非特意掺杂，p型掺杂或n型掺杂。
部分主动层t103和第二半导体层t102被移除以形成多个第一沟槽t120a，第二沟槽t120b和多个半导体结构t1000。多个第一沟槽t120a和第二沟槽t120b穿过半导体堆叠t100以裸露第一半导体层t101的表面t1012S。第二沟槽t120b设置在半导体堆叠t100的最外侧，并且多个第一沟槽t120a中的每一个位于半导体结构t1000之间。多个第一沟槽t120a和第二沟槽t120b围绕主动层t103和第二半导体层t102。此外，多个第一沟槽t120a中的每一个包括两端，两端中的至少一端连接至第二沟槽t120b。其中，多个第一沟槽t120a中的一个包含一宽度W1大于第二沟槽t120b的宽度W2，例如W1＝2W2。多个第一沟槽t120a彼此平行，每一第一沟槽的两端t120a连接到第二沟槽t120b。从上视的观点，多个第一沟槽t120a中的一个包含一形状，例如矩形，并且第二沟槽t120b包括一几何形状以围绕主动层t103，例如环形。第二沟槽t120b的数目是一个，并且主动层t103和第二半导体层t102b于一上视的观点设置在第二沟槽t120b中，但是不限于此。
透明导电结构t300形成在第二半导体层t102上。当电流注入时，透明导电结构t300与半导体堆叠t100形成电连接。透明导电结构t300的材料包括对主动层t103发射的光为透明的透明材料。透明导电结构t300的结构可以是单层或多层。
第一绝缘层t600覆盖于多个第一沟槽t120a和第二沟槽t120b内的第一半导体层t101的周围侧表面t1011S和第一半导体层t101的表面t1012S上，并覆盖在半导体堆叠t100的斜侧壁t1021S上，用以保护半导体堆叠t100的外延品质不被后续制作工艺所损坏。第一绝缘层t600通过光刻以图案化形成对应于多个第一沟槽t120a的第一群组第一绝缘区域t600a和对应于第二沟槽t120b的第二群组第一绝缘区域t600b。
反射层t310形成在透明导电结构t300上，并对准于透明导电结构t300，以提高半导体发光元件T的光取出效率。另外，一阻挡层(图未示)形成并覆盖在反射层t310上，使得阻挡层可以防止反射层t310中的金属元素迁移，扩散或氧化。在一实施例中，反射层t310直接接触透明导电结构t300。阻挡层的侧壁可对齐于反射层t310的侧壁或延伸至反射层t310的一侧壁以外。当阻挡层的侧壁延伸至反射层t310的侧壁以外时，反射层t310为阻挡层所覆盖，并且阻挡层的一部分直接接触第二半导体层t102或透明导电结构t300。本发明的一实施例包含一或多个反射层t310，并且反射层t310的材料包括具有高反射率的金属材料，例如银(Ag)，金(Au)，铝(Al)，钛(Ti)，铬(Cr)，铜(Cu)，镍(Ni)，铂(Pt)或其合金。本发明的一实施例包含一或多个阻挡层，并且阻挡层的材料包括铬(Cr)，铂(Pt)，钛(Ti)，钨(W)或锌(Zn)。多个阻挡层可通过第一阻挡层(图未示)和第二阻挡层(图未示)交替堆叠形成，例如Cr/Pt，Cr/Ti，Cr/TiW，Cr/W，Cr/Zn，Ti/Pt，Ti/W，Ti/TiW，Ti/W，Ti/Zn，Pt/TiW，Pt/W，Pt/Zn，TiW/W，TiW/Zn，或W/Zn。
第二绝缘层t700覆盖反射层t310的一部分和多个半导体结构t1000的斜侧壁t1021S上。第二绝缘层t700通过光刻进行图案化，以裸露出第一半导体层t101的周围侧表面t1011S和表面t1012S，并形成第一群组第二绝缘开口t7001，其中第二绝缘层t700的第一群组第二绝缘开口t7001裸露一部分的反射层t310。
图案化金属层t200位于第二绝缘层t700和部分反射层t310上，并填入多个第一沟槽t120a和第二沟槽t120b内以覆盖多个半导体结构t1000。图案化金属层t200包括第一金属区域t200a，第二金属区域t200b和多个环状开口t2001。第一金属区域t200a包括一群组的次区域t200a1，t200a2，t200a3。多个环状开口t2001分别围绕一群组的次区域t200a1，t200a1，t200a2，t200a3。在一实施例中，一群组的次区域t200a1，t200a2，t200a3通过反射层t310和透明导电结构t300与第二半导体层t102形成电连接。此外，第二金属区域t200b连续地覆盖第二绝缘层t700，并填入多个第一沟槽t120a和第二沟槽t120b内以覆盖周围侧表面t1011S，接触第一半导体层t101的周围侧表面t1011S和表面t1012S。因此，第二金属区域t200b电连接到第一半导体层t101。在另一实施例中，类似于上述实施例，图案化金属层t200可延伸到未被第一半导体层t101覆盖的基板t110的表面。本发明的一实施例包含一或多个图案化金属层t200。图案化金属层t200的材料包括金属，例如铝(Al)，铬(Cr)，铂(Pt)，钛(Ti)，钨(W)或锌(Zn)。
第三绝缘层t800位于半导体堆叠t100上。通过光刻以图案化第三绝缘层t800，在半导体堆叠t100上形成第一绝缘区域t800a，第一群组第三绝缘开口t8001和第二群组第三绝缘开口t8002。第三绝缘层t800的第一群组第三绝缘开口t8001露出图案化金属层t200。第一群组第三绝缘开口t8001露出次区域t200a1，t200a2，t200a3的数个部分。第二群组第三绝缘开口t8002分别露出第二金属区域t200b的多个部分。在一个实施例中，在半导体发光元件T的上视图上，第一群组第三绝缘开口t8001和第二群组第三绝缘开口t8002位于半导体堆叠t100的两侧。在一实施例中，第一群组第三绝缘开口t8001的数目与第二组第三绝缘开口t8002的数目不同。
第一绝缘层t600，第二绝缘层t700和第三绝缘层t800的材料包括非导电材料，例如有机材料，包括Su8，苯并环丁烯(BCB)，全氟环丁烷(PFCB)，环氧树脂，丙烯酸树脂，环烯烃共聚物(COC)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚酰亚胺(PI)，聚碳酸酯(PC)，聚醚酰亚胺或氟碳聚合物，或无机材料，例如硅胶，玻璃，氧化铝(Al2O3)，氮化硅(SiNx)，氧化硅(SiOx)，二氧化钛(TiO2)，或氟化物(MgFx)。第一绝缘层t600，第二绝缘层t700和第三绝缘层t800可以通过网印，蒸镀或溅镀形成。
多个第一焊接部t400位于第二半导体层t102和第三绝缘层t800上，并通过第一群组第三绝缘开口t8001以分别接触图案化金属层t200的第一金属区域t200a的次区域t200a1，t200a2，t200a3，使多个第一焊接部t400通过次区域t200a1，t200a2，t200a3电连接至第二半导体层t102。同时，多个第二焊接部t500形成在第二半导体层t102和第三绝缘层t800上，并且通过第二群组第三绝缘开口t8002接触图案化金属层t200的第二金属区域t200b，多个第二焊接部t500电连接至第一半导体层t101。需注意的是，多个第一焊接部t400或多个第二焊接部t500没有直接接触位于多个第一沟槽t120a和第二沟槽t120b中的图案化金属层t200。此外，多个第一焊接部t400的形状包括多个第一形状，多个第二焊接部t500的形状包括多个第二形状，并且多第一焊接部t400彼此分离并与多个第二焊接部t500分离。第一形状与第二形状可相同或不同，在一实施例中，第一形状与第二形状包含相同的形状，例如矩形。另外，多个第一焊接部t400配置成一排，并与多个第二焊接部t500对齐，且为多个第一沟槽t120a和第二沟槽t120b所包围。如上所述，多个第一沟槽t120a和第二沟槽t120b构成多个矩形，并且于一上视图中，多个第一焊接部t400或多个第二焊接部t500中的每一个为矩形。多个第一焊接部t400和多个第二焊接部t500的材料包括金属，例如钛(Ti)，铂(Pt)，镍(Ni)，锡(Sn)，金(Au)，或其合金。多个第一焊接部t400的一个的面积可与多个第二焊接部t500的一个的面积相同或不同。
在本发明的发光元件T中，位于沟槽t120a和t120b中的图案化金属层t200可以均匀地扩散电流。因此可以提高发光元件T的可靠度，并降低正向电压。
图22为依本发明另一实施例的结构示意图。一球泡灯600包括一灯罩602、一透镜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。发光模块610包含一承载部606，以及多个前述实施例中的半导体发光元件608在承载部606上。
本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围。任何人对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。

Claims (10)

1.一种半导体发光元件，其特征在于，包含：
半导体堆叠，包含第一半导体层，第二半导体层，以及主动层位于该第一半导体层和该第二半导体层之间；
多个第一沟槽，穿过该第二半导体层和该主动层以裸露该第一半导体层的一部分上表面；
第二沟槽，穿过该第二半导体层和该主动层以裸露该第一半导体层的另一部分上表面及周围侧表面，其中该第二沟槽位于该主动层的最外侧，并环绕该主动层及该多个第一沟槽；
第一金属区域位于该第二半导体层上并与该第二半导体层电连接；
第二金属区域位于该第二半导体层上，并填入于该多个第一沟槽的一个内及该第二沟槽内，其中该第二金属区域电性隔离于该第一金属区域，该第二金属区域经由该多个第一沟槽的一个及经由该第二沟槽与该第一半导体层电连接；
第一焊接部，位于该第二半导体层上，并电连接至该第一金属区域；以及
第二焊接部，位于该第二半导体层上，并电连接至该第二金属区域。
2.一种半导体发光元件，其特征在于，包含：
半导体堆叠，包含第一半导体层，第二半导体层，以及主动层位于该第一半导体层和该第二半导体层之间；
多个第一沟槽，穿过该第二半导体层和该主动层以裸露该第一半导体层的一部分上表面；
第二沟槽，穿过该第二半导体层和该主动层以裸露该第一半导体层的另一部分上表面及周围侧表面，其中该第二沟槽位于该主动层的最外侧，并环绕该主动层及该多个第一沟槽；
图案化金属层，位于该第二半导体层上，并填入于该多个第一沟槽的一个内及该第二沟槽内，其中该图案化金属层经由该多个第一沟槽的一个及经由该第二沟槽与该第一半导体层电连接；
第一焊接部，位于该第二半导体层上，并电连接至该第二半导体层；
第二焊接部，位于该第二半导体层上，并电连接至该第一半导体层；以及
绝缘层，位于该图案化金属层及该第一焊接部之间，及/或位于该图案化金属层及该第二焊接部之间，其中该绝缘层包含多个开口，该第一焊接部通过该多个开口以电连接至该第二半导体层，及/或该第二焊接部通过该多个开口以电连接至该第一半导体层。
3.如权利要求1或2所述的半导体发光元件，其中该多个第一沟槽从该第二沟槽分支出去，且该多个第一沟槽远离该第二沟槽的一端不与该第二沟槽连接，或该多个第一沟槽的两端分别连接至该第二沟槽。
4.如权利要求1或2所述的半导体发光元件，其中该多个第一沟槽的其中之一的宽度大于该第二沟槽的宽度。
5.如权利要求1或2所述的半导体发光元件，其中该多个第一沟槽彼此平行。
6.如权利要求1所述的半导体发光元件，其中该第二金属区域包含填入该第二沟槽内的部分第二金属区域，该部分第二金属区域不与该第一焊接部及/或该第二焊接部直接接触。
7.如权利要求2所述的半导体发光元件，其中该图案化金属层包含填入该第二沟槽内的部分图案化金属层，该部分图案化金属层不与该第一焊接部及/或该第二焊接部直接接触。
8.如权利要求1所述的半导体发光元件，还包含绝缘层位于该第一金属区域及该第一焊接部之间及/或位于该第二金属区域及该第二焊接部之间，其中该绝缘层包含多个开口，该第一焊接部通过该多个开口以电连接至该第二半导体层，及/或该第二焊接部通过该多个开口以电连接至该第一半导体层。
9.如权利要求2或8所述的半导体发光元件，其中在半导体发光元件的上视图上，该多个开口分别位于两相邻的该多个第一沟槽之间，且不与该多个第一沟槽重叠。
10.如权利要求2所述的半导体发光元件，其中该图案化金属层包含第一金属区域以及第二金属区域，其中该第二金属区域电性隔离于该第一金属区域，该第一金属区域位于该第二半导体层上并与该第二半导体层电连接，该第二金属区域位于该第二半导体层上，并填入于该多个第一沟槽的一个内及该第二沟槽内，其中该第二金属区域经由该多个第一沟槽的一个及经由该第二沟槽与该第一半导体层电连接。
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