CN217468471U - 半导体元件以及半导体元件的封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种半导体元件以及半导体元件的封装结构。半导体元件包括第一半导体层以及绝缘层。第一半导体层具有第一表面。绝缘层直接接触一部分的第一表面且具有第一侧壁及第二侧壁。第一侧壁相对于第一表面倾斜一第一角度θ1，第二侧壁相对于第一表面倾斜第二角度θ2，第一角度θ1不同于第二角度θ2且第一角度θ1及第二角度θ2均不等于90°。

Description

半导体元件以及半导体元件的封装结构

本申请是中国实用新型申请(申请号：202022305885.X，申请日：2020 年10月16日，实用新型名称：半导体元件以及半导体元件的封装结构)的分案申请。

技术领域

本实用新型涉及一种半导体元件，且特别是涉及一种半导体发光元件，例如发光二极管(Light emitting diode，LED)。

背景技术

半导体元件的用途十分广泛，相关材料的开发研究也持续进行。举例来说，包含三族及五族元素的III-V族半导体材料可用于各种光电半导体元件如发光二极管、激光二极管(Laser diode，LD)、光电检测器或太阳能电池(Solar cell)等，或者可以是例如开关或整流器的功率元件，而能应用于照明、医疗、显示、通讯、感测、电源系统等领域。作为半导体发光元件之一的发光二极管具有耗电量低、反应速度快、体积小、工作寿命长等优点，因此大量被应用于各种领域。

实用新型内容

本实用新型的一目的为提供一种半导体元件以及半导体元件的封装结构，其在光取出效率等光电特性以及生产效率和稳定性方面可获得改善。

为达上述目的，本实用新型提供一种半导体元件，包括第一半导体层以及绝缘层。第一半导体层具有第一表面，第一表面具有第一部分。绝缘层直接接触第一部分且具有第一侧壁及第二侧壁。第一侧壁相对于第一表面倾斜一第一角度θ1，第二侧壁相对于第一表面倾斜第二角度θ2，第一角度θ1不同于第二角度θ2且第一角度θ1及第二角度θ2均不等于90°。

根据一实施例，该半导体元件还包含发光叠层，其具有第二表面，且该第一半导体层及该绝缘层位于该第二表面。

根据一实施例，该绝缘层直接接触该第二表面。

根据一实施例，该第一半导体层具有第三侧壁以及第四侧壁，且该绝缘层连续分布于该第二表面的一部分、该第一表面的一部分、该第三侧壁以及该第四侧壁。

根据一实施例，该第一半导体层具有第三侧壁以及第四侧壁，且该第三侧壁与该发光叠层之间具有第三角度θ3大于90°，该第四侧壁与该发光叠层之间具有第四角度θ4大于90°。

根据一实施例，该第三侧壁以及该第四侧壁完全被绝缘层遮盖。

根据一实施例，该第一角度θ1大于该第二角度θ2。

根据一实施例，该第一角度θ1小于90°且该第二角度θ2小于90°。

根据一实施例，该第一角度θ1大于90°且该第二角度θ2小于90°。

根据一实施例，该第一角度θ1大于90°且该第二角度θ2大于90°。

根据一实施例，该第一角度θ1小于该第二角度θ2。

根据一实施例，该第一角度θ1小于90°且该第二角度θ2大于90°。

根据一实施例，该第一角度θ1小于90°且该第二角度θ2小于90°。

根据一实施例，该第一角度θ1大于90°且该第二角度θ2大于90°。

根据一实施例，该绝缘层还具有第三表面及第四表面，该第一侧壁延伸于该第一表面与该第三表面之间且该第一角度θ1大于90°。

根据一实施例，该第一半导体层包含二元III-V族半导体材料。

根据一实施例，该半导体元件还包含第一电极，位于该发光叠层上，且该第一电极与该第一半导体层在垂直方向上不重叠。

根据一实施例，该第一电极包含电极垫及多个延伸电极连接于该电极垫。

根据一实施例，该绝缘层与该电极垫在该垂直方向上不重叠。

根据一实施例，该第一半导体层的剖面呈倒梯形。

根据一实施例，该半导体元件还包含第二半导体层，位于该第一半导体层或该绝缘层与该发光叠层之间。

根据一实施例，该第二半导体层包括彼此分离的第一部分以及第二部分，且该第二部分具有阶梯状结构。

根据一实施例，该发光叠层包含第一半导体结构，且该第一半导体结构具有粗化结构。

根据一实施例，该半导体元件还包含导电层，直接接触该第一半导体层及该绝缘层。

根据一实施例，该半导体元件还包含第二半导体层，位于该第一半导体层或该绝缘层与该发光叠层之间，且该第二半导体层有一部分与该导电层直接接触。

本实用新型又提供一种半导体元件的封装结构，包含载体以及如上述的半导体元件，该半导体元件位于载体上。

为达上述目的，本实用新型还提供一种半导体元件，该半导体元件包括：第一半导体层，具有第一表面；发光叠层，具有第二表面，且该第一半导体层位于该第二表面上；绝缘层，位于该第二表面上；第一电极，位于该发光叠层上且包含电极垫；以及第二半导体层，位于该第一半导体层与该发光叠层之间或位于该绝缘层与该发光叠层之间，该第二半导体层包括彼此分离的第一部分以及第二部分；其中该电极垫与该第一半导体层在垂直方向上不重叠，且该电极垫与该第一部分在该垂直方向上重叠。

根据一实施例，该第一部分与该第一半导体层在该垂直方向上不重叠。

根据一实施例，该第二部分与该电极垫在该垂直方向上不重叠。

根据一实施例，该第二部分与该第一半导体层在该垂直方向上重叠。

根据一实施例，该绝缘层与该电极垫在该垂直方向上不重叠。

根据一实施例，该第一半导体层包含二元III-V族半导体材料。

根据一实施例，该第一电极还包含多个延伸电极连接于该电极垫。

根据一实施例，该延伸电极与该第一半导体层在该垂直方向上不重叠。

根据一实施例，该绝缘层直接接触该第一表面的一部分。

根据一实施例，该半导体元件还包含导电层，直接接触该第一半导体层以及该绝缘层。

根据一实施例，该第二半导体层有一部分与该导电层直接接触。

根据一实施例，该半导体元件还包含基底，位于该导电层下方；以及反射层，位于该基底与该导电层之间。

根据一实施例，该半导体元件还包含接合层，位于该反射层与该基底之间。

根据一实施例，该半导体元件还包含第二电极，位于该基底下方。

根据一实施例，该半导体元件为发光二极管或是激光二极管。

根据一实施例，该第一半导体层和该第二半导体层具有相同的组成材料。

根据一实施例，该第一半导体层和该第二半导体层具有不同的组成材料。

根据一实施例，该绝缘层具有第一侧壁及第二侧壁，该第一侧壁相对于该第一表面倾斜第一角度θ1，该第二侧壁相对于该第一表面倾斜第二角度θ2，该第一角度θ1不同于该第二角度θ2且该第一角度θ1及该第二角度θ2 均不等于90°。

根据一实施例，该第一半导体层具有第三侧壁以及第四侧壁，且该第三侧壁与该发光叠层之间具有第三角度θ3大于90°，该第四侧壁与该发光叠层之间具有第四角度θ4大于90°。

根据一实施例，该第三侧壁及该第四侧壁完全被该绝缘层遮盖。

根据一实施例，该绝缘层还具有第三表面及第四表面，该第一侧壁延伸于该第一表面与该第三表面之间。

根据一实施例，该第二部分具有阶梯状结构。

根据一实施例，该绝缘层直接接触该第一半导体层与该发光叠层。

根据一实施例，该绝缘层的剖面轮廓呈现一多边形。

根据一实施例，该第二半导体层的厚度大于该第一半导体层的厚度。

根据一实施例，该第二部分包含靠近该第一半导体层的第一区域以及靠近该发光叠层的第二区域，且该第二区域的宽度大于该第一区域的宽度。

本实用新型又提供一种半导体元件的封装结构，包含载体以及上述的半导体元件，该半导体元件位于该载体上。

本实用新型的优点在于，提供的一种半导体元件以及半导体元件的封装结构，其结构设计有助于改善如光取出效率等光电特性，在生产效率及稳定性方面也可获得改善。本实用新型的半导体元件或半导体封装结构可应用于照明、医疗、显示、通讯、感测、电源系统等领域的产品，例如灯具、监视器、手机、平板计算机、车用仪表板、电视、计算机、穿戴装置(如手表、手环、项链等)、交通号志、户外显示器、医疗器材等。

附图说明

图1A为本实用新型一实施例的半导体元件的剖面结构及局部放大示意图；图1B为图1A中区域A的局部放大示意图；图1C为图1A中区域B的局部放大示意图；

图2A至图2C分别为本实用新型一实施例的半导体元件的局部剖面结构示意图；

图3为本实用新型一实施例的半导体元件的结构上视示意图；

图4为本实用新型一实施例的半导体元件的剖面结构示意图；

图5为本实用新型一实施例的半导体元件的剖面结构示意图；

图6为本实用新型一实施例的半导体元件的剖面结构示意图；

图7为本实用新型内容一实施例的半导体元件的封装结构示意图。

符号说明

10、20、20’、20”、60：半导体元件

100：发光叠层

100a：第一半导体结构

100b：第二半导体结构

100c：活性结构

101：接触结构

102：第一半导体层

104：绝缘层

104a：第一区域

104b：第二区域

106：第一电极

108：导电层

110：反射层

112：接合层

114：基底

116：第二电极

118：第二半导体层

118a：第一部分

118b：第二部分

600：封装结构

61：封装基板

62：通孔

63：载体

65：接合线

66：导电结构

66a：第一接触垫

66b：第二接触垫

68：封装层

θ1、θ2、θ3、θ4：角度

A、B、R1、R2：区域

R：粗化结构

S：阶梯状结构

s1、s2、s3、s4、s5：表面

w1、w2、w3、w4：侧壁

具体实施方式

为了使本实用新型的叙述更加详尽与完备，以下将配合附图详细说明本实用新型，应注意的是，以下所示是用于例示本实用新型的半导体元件的实施例，并非将本实用新型限定于以下实施例。在附图或说明中，相似或相同的构件将使用相似或相同的标号进行说明，并且若未特别说明，附图中各元件的形状或尺寸仅为例示，实际上并不限于此。需特别注意的是，图中未绘示或描述的元件，可以是熟悉此技术的人士所知的形式。此外，在未特别说明的情况下，「第一层(或结构)位于第二层(或结构)上」的类似描述可包含第一层(或结构)与第二层(或结构)直接接触的实施例，也可包含第一层(或结构) 与第二层(或结构)之间具有其他结构而彼此未直接接触的实施例。另外，应理解各层(或结构)的上下位置关系等可能因由不同方位观察而有所改变。

图1A为本实用新型一实施例的半导体元件10的剖面结构示意图。图 1B为图1A中区域A的局部放大示意图。图1C为图1A中区域B的局部放大示意图。本实施例的半导体元件10包括发光叠层100、接触结构101、绝缘层104、第一电极106、导电层108、反射层110、接合层112、基底114 以及第二电极116。

基底114可包含导电材料，例如砷化镓(Gallium Arsenide，GaAs)、磷化铟(IndiumPhosphide，InP)、碳化硅(Silicon carbide，SiC)、磷化镓(GaP)、氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、锗(Ge)或硅(Si)等。在此实施例，基底114为在移除外延成长基板后接合至外延结构的支撑基板。在一实施例，基底114可为外延生长基板，且半导体元件10不具有接合层112及/或导电层108。

发光叠层100位于基底114上，包括第一半导体结构100a、第二半导体结构100b以及活性结构100c。第二半导体结构100b位于第一半导体结构 100a上。活性结构100c位于第一半导体结构100a及第二半导体结构100b 之间。当半导体元件10为发光元件，例如发光二极管或是激光二极管，在操作时，发光叠层100可发出一光。第一半导体结构100a与第二半导体结构100b可具有相反的导电型态，以分别提供电子及空穴。第一半导体结构 100a与第二半导体结构100b可分别包括单层或多层。在一实施例，第一半导体结构100a为n型，第二半导体结构100b为p型。在一实施例，第一半导体结构100a为p型，第二半导体结构100b为n型。第一半导体结构100a、第二半导体结构100b以及活性结构100c可包含相同系列的二元、三元或四元III-V族半导体材料，例如AlInGaAs系列、AlGaInP系列、AlInGaN系列或InGaAsP系列。其中，AlInGaAs系列可表示为(Al_x1In_(1-x1))_1-x2Ga_x2As； AlInGaP系列可表示为(Al_y1In_(1-y1))_1-y2Ga_y2P，AlInGaN系列可表示为 (Al_z1In_(1-z1))_1-z2Ga_z2N；InGaAsP系列可表示为In_z3Ga_1-z3As_z4P_1-z4；其中，0≤x1, y1,z1,x2,y2,z2,z3,z4≤1。

接触结构101位于发光叠层100下且包括第一半导体层102。在本实施例，接触结构101包括多个第一半导体层102。为方便叙述，以下是以其中一第一半导体层102为例来说明各构件的相对关系。如图1A所示，绝缘层 104位于发光叠层100与导电层108之间，并与第一半导体层102的一部分直接接触。如图1A所示，第一半导体层102具有第一表面s1及第二表面s2，第一表面s1较第二表面s2远离发光叠层100。绝缘层104位于第一半导体层102下并形成于第一表面s1的一部分。绝缘层104具有第一侧壁w1、第二侧壁w2、第三表面s3及第四表面s4。在本实施例中，第一侧壁w1延伸于第一表面s1与第三表面s3之间，且第二侧壁w2延伸于第三表面s3和第四表面s4之间。在一高度方向(或垂直方向)上，第一表面s1位于第三表面 s3和第四表面s4之间。第一侧壁w1相对于第一表面s1倾斜第一角度θ1，第二侧壁w2相对于第一表面s1倾斜第二角度θ2。具体来说，如图1B所示，第一角度θ1可对应于第一侧壁w1与第一表面s1之间的夹角，而第二角度θ2可对应于第二侧壁w2与第一表面s1的假想延伸线之间的夹角。第一角度θ1不同于第二角度θ2，且第一角度θ1及第二角度θ2均不等于90°。在本实施例中，第一角度θ1大于第二角度θ2，且第一角度θ1大于90°而第二角度θ2大于90°。由此，在绝缘层104表面形成导电层108时，导电层108 可容易地与绝缘层104的轮廓贴合。在本实施例中，如图1B中区域A的局部放大示意图所示，绝缘层104的剖面轮廓呈现一多边形，且此多边形可被第一表面s1的假想延伸线区隔为一第一区域104a及第二区域104b。在本实施例中，第二区域104b为倒梯形。

第一半导体层102具有第三侧壁w3及第四侧壁w4。发光叠层100具有一第五表面s5。如图1A所示，第一半导体层102的剖面呈倒梯形。第一半导体层102的第二表面s2与发光叠层100的第五表面s5相接，且第三侧壁 w3及第四侧壁w4(即倒梯形的腰)延伸于第一表面s1和第二表面s2之间。在此实施例中，第三侧壁w3及第四侧壁w4完全被绝缘层104遮盖。第三侧壁w3与第一半导体层102的第二表面s2之间具有第三角度θ3，且第四侧壁w4与第一半导体层102的第二表面s2之间具有第四角度θ4。在此实施例中，第三角度θ3大于90°且第四角度θ4大于90°。在一实施例中，第三角度θ3及/或第四角度θ4可小于等于90°。在一些实施例中，当第三角度θ3 大于90°且第四角度θ4大于90°，绝缘层104更容易与第一半导体层102的轮廓贴合。

形成上述型态的第一半导体层102及绝缘层104的方法例如包括如下步骤：在发光叠层100的第五表面s5形成第一半导体层102，再于第一半导体层102形成一或多个牺牲结构(未绘示)。接下来，在第一半导体层102及牺牲结构上形成绝缘层104，最后移除牺牲结构。牺牲结构可为单层或多层，且牺牲结构的材料可包含氧化物或氮化物，例如SiN_x、SiO₂等。此外，上述牺牲结构的宽度可小于第一半导体层102的宽度。通过上述步骤，可形成直接接触发光叠层100的第五表面s5的一部分、第一半导体层102的第一表面s1的一部分以及第一半导体层102的侧壁的绝缘层104。具体来说，绝缘层104可连续分布于第五表面s5的一部分、第一表面s1的一部分以及第一半导体层102的侧壁。第一半导体层102的材料可包含III-V族半导体材料，例如二元III-V族半导体材料如GaAs、GaP、GaN等。绝缘层104可包含如氧化物或氟化物的介电材料，例如二氧化硅(SiO_x)、氟化镁(MgF₂)等。

如图1A所示，绝缘层104与第一半导体层102都与发光叠层100直接接触，换言之，发光叠层100的第五表面s5未直接接触第一半导体层102 的部分会直接接触绝缘层104。由于在绝缘层104与导电层108之间具有相对高的电阻值，此处的电流路径主要会形成在第一半导体层102与导电层 108直接接触的部分，故通过改变绝缘层104与第一半导体层102的相对分布位置，半导体元件可具有不同的电流路径型态。

导电层108位于反射层110上且直接接触第一半导体层102及绝缘层 104。导电层108对于发光叠层100所发出的光可为透明。导电层108可包含透明导电材料、金属或合金。透明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)、磷化镓(GaP)、氧化铟铈(ICO)、氧化铟钨(IWO)、氧化铟钛(ITiO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓(IGO)、氧化镓铝锌(GAZO)、石墨烯或上述材料的组合。金属包含但不限于铜(Cu)、铝(Al)、锡(Sn)、金(Au)、银(Ag)、铅(Pb)、钛(Ti)、镍(Ni)、铂(Pt) 或钨(W)等。合金可包含选自由上述金属所组成的群组中的至少两者。

反射层110位于接合层112上，可反射发光叠层100所发出的光。反射层110的材料为导电且可包含金属或合金。金属例如铜(Cu)、铝(Al)、锡(Sn)、金(Au)、银(Ag)、铅(Pb)、钛(Ti)、镍(Ni)、铂(Pt)、或钨(W)。合金可包含选自由上述金属所组成的群组中的至少两者。在一实施例中，反射层110可具有布拉格反射结构(Distributed Bragg Reflectorstructure，DBR)。

接合层112位于基底114上，用以连接基底114及反射层110。接合层 112的材料为导电性且可包含透明导电材料、金属或合金。透明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)、磷化镓(GaP)、氧化铟铈(ICO)、氧化铟钨(IWO)、氧化铟钛(ITiO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓(IGO)、氧化镓铝锌(GAZO)、石墨烯或上述材料的组合。金属包含但不限于铜(Cu)、铝(Al)、锡(Sn)、金(Au)、银(Ag)、铅(Pb)、钛(Ti)、镍(Ni)、铂(Pt)或钨(W)等。合金可包含选自由上述金属所组成的群组中的至少两者。

第一电极106及第二电极116分别位于基底114的两侧，以与外部电源及发光叠层100电连接。第一电极106位于发光叠层100上，第二电极116 位于基底114下。第一电极106及第二电极116的材料可包含金属氧化材料、金属或合金。金属氧化材料包含如氧化铟锡(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)、氧化铟钨(IWO)、氧化锌(ZnO)或氧化铟锌(IZO)等。金属可列举如锗(Ge)、铍(Be)、锌(Zn)、金(Au)、铂(Pt)、钛(Ti)、铝(Al)、或镍 (Ni)、铜(Cu)等。合金可包含选自由上述金属所组成的群组中的至少两者，例如锗金镍(GeAuNi)、铍金(BeAu)、锗金(GeAu)、锌金(ZnAu)等。

图2A至图2C分别为本实用新型一实施例的半导体元件的局部剖面结构示意图。具体来说，图2A至图2C显示出上述第一角度θ1及第二角度θ2 的不同实施态样。为了方便检视，图2A至图2C中所绘示的方位与图1A上下相反，且仅绘示第一半导体层102、绝缘层104与发光叠层100的相对位置。

在图2A的实施例中，第一角度θ1大于第二角度θ2，且第一角度θ1小于90°而第二角度θ2也小于90°。在另一实施例中，第一角度θ1大于第二角度θ2，且第一角度θ1大于90°而第二角度θ2小于90°。在图2B的实施例中，第一角度θ1小于第二角度θ2，且第一角度θ1小于90°而第二角度θ2 大于90°。在另一实施例，第一角度θ1小于第二角度θ2，且第一角度θ1小于90°而第二角度θ2也小于90°。在图2C的实施例中，第一角度θ1小于第二角度θ2，且第一角度θ1大于90°而第二角度θ2也大于90°。

图3为本实用新型一实施例的半导体元件20的结构上视示意图；图4 为图3的半导体元件20沿X-X’线的剖面结构示意图。

在本实施例中，第一电极106包括电极垫106a及多个延伸电极106b连接于电极垫106a。电极垫106a与延伸电极106b的材料可相同或不同。如图 3所示，接触结构101可呈多个点状阵列。应注意的是，由于接触结构101 是位在半导体元件20内部，由半导体元件20的外观无法直接观察到接触结构101，故图3所绘示的是半导体元件20的上视透视图，且都以实线绘制。如图3所示，第一半导体层102可分布在电极垫106a与延伸电极106b之间，或者分布在延伸电极106b与半导体元件20的边缘之间。

如图4所示，半导体元件20与半导体元件10的剖面结构的主要差异在于：在半导体元件20中，在第一半导体层102或绝缘层104与发光叠层100 之间还包括第二半导体层118，且第一电极106和接触结构101在垂直方向上不重叠。换言之，第一电极106和第一半导体层102在垂直方向上不重叠。

第二半导体层118可作为电流扩散层以改善电流扩散，也可作为光取出层以提升元件的发光效率。第二半导体层118可具有大于第一半导体层102 的厚度。第二半导体层118的材料可包含III-V族半导体材料，例如二元III-V 族半导体材料如GaAs、GaP、GaN等。第二半导体层118的组成材料可与第一半导体层102相同或不同。在一实施例中，当两者组成材料相同时，以扫描式电子显微镜(SEM)观察第一半导体层102与第二半导体层118之间的界面可能不明显。此外，第一半导体结构100b在靠近第一电极106侧的表面具有粗化结构R。在一些实施例中，具有粗化结构R的第一半导体结构 100b可进一步提升半导体元件20的出光效率。

在一些实施例中，半导体元件20也可具有不包括第二半导体层118而第一电极106和接触结构101在垂直方向上不重叠的形态，或者包括第二半导体层118而第一电极106和接触结构101在垂直方向上重叠的形态。本实施例中的其他各层或结构的位置、相对关系及材料组成等内容及结构变化例也已于先前实施例中进行了详尽的说明，在此不再赘述。

图5为本实用新型一实施例的半导体元件20’的剖面结构示意图。

本实施例的半导体元件20’与前述半导体元件20的主要差异在于：半导体元件20’中的绝缘层104和电极垫106a在垂直方向上不重叠。因此，如图 5所示，在垂直方向上对应于电极垫106a的位置，绝缘层104并未直接接触第二半导体层118，即半导体元件20’中的第二半导体层118会有一部分是与导电层108直接接触。在一些实施例中，当绝缘层104与电极垫106a在垂直方向上不重叠，半导体元件可具有较佳的静电放电(ElectrostaticDischarge, ESD)特性，且于发光效率上也可进一步获得提升。

本实施例中的其他各层或结构的位置、相对关系及材料组成等内容及结构变化例也已于先前实施例中进行了详尽的说明，在此不再赘述。

图6为本实用新型一实施例的半导体元件20”的剖面结构示意图。

本实施例的半导体元件20”与半导体元件20’的差异主要在于：半导体元件20”具有图案化的第二半导体层118。具体来说，如图6所示，第二半导体层118包括第一部分118a以及第二部分118b。第一部分118a与第二部分118b彼此分离。在此实施例中，在垂直方向上，第一部分118a与电极垫106a 重叠且与第一半导体层102不重叠，而第二部分118b与电极垫106a不重叠且与第一半导体层102重叠。绝缘层104直接接触第一半导体层102及第二半导体层118的第二部分118b。绝缘层104与电极垫106a在垂直方向上不重叠。在剖视图中，第二部分118b可具有阶梯状结构S。详细而言，如图6 所示，第二部分118b可包含较靠近第一半导体层102的区域R1以及较靠近发光叠层100的区域R2，且区域R2的宽度大于区域R1的宽度。在一些实施例中，具有图案化的第二半导体层118可避免第二半导体层118的材料因吸收发光叠层100所发出的光而使半导体元件的发光效率降低的问题。

本实施例中的其他各层或结构的位置、相对关系及材料组成等内容及结构变化例也已于先前实施例中进行了详尽的说明，在此不再赘述。

图7为本实用新型内容一实施例的半导体元件的封装结构600的剖面结构示意图。请参照图7，封装结构600包含半导体元件60、封装基板61、载体63、接合线65、导电结构66以及封装层68。封装基板61可包含陶瓷或玻璃材料。封装基板61中具有多个通孔62。通孔62中可填充有导电性材料如金属等而有助于导电或/且散热。载体63位于封装基板61一侧的表面上，且也包含导电性材料，如金属。导电结构66位于封装基板61另一侧的表面上。在本实施例中，导电结构66包含第一接触垫66a以及第二接触垫66b，且第一接触垫66a以及第二接触垫66b可通过通孔62而与载体63电连接。在一实施例中，导电结构66可进一步包含散热垫(thermal pad)(未绘示)，例如位于第一接触垫66a与第二接触垫66b之间。

半导体元件60位于载体63上。半导体元件60可为本实用新型内容任一实施例所述的半导体元件(如半导体元件)。在本实施例中，载体63包含第一部分63a及第二部分63b，半导体元件60通过接合线65而与载体63的第二部分63b电连接。接合线65的材质可包含金属，例如金、银、铜、铝或至少包含上述任一元素的合金。封装层68覆盖于半导体元件60上，具有保护半导体元件60的效果。具体来说，封装层68可包含树脂材料如环氧树脂(epoxy)、硅氧烷树脂(silicone)等。封装层68还可包含多个波长转换粒子(未绘示)以转换半导体元件60所发出的第一光为一第二光。第二光的波长大于第一光的波长。

基于上述，本实用新型可提供一种半导体元件，其结构设计有助于改善如光取出效率等光电特性，在生产效率及稳定性方面也可获得改善。本实用新型的半导体元件或半导体封装结构可应用于照明、医疗、显示、通讯、感测、电源系统等领域的产品，例如灯具、监视器、手机、平板计算机、车用仪表板、电视、计算机、穿戴装置(如手表、手环、项链等)、交通号志、户外显示器、医疗器材等。

虽然本实用新型已以实施例揭露如上，然而在不脱离本实用新型的精神和范围内可作些许的修饰或变更，故本实用新型的保护范围应当以附上的权利要求所界定者为准。上述实施例内容在适当的情况下可互相组合或替换，而非仅限于所描述的特定实施例。举例而言，在一实施例中所揭露特定构件的相关参数或特定构件与其他构件的连接关系也可应用于其他实施例中，且均落于本实用新型的权利保护范围。

Claims (27)

1.一种半导体元件，其特征在于，该半导体元件包括：

第一半导体层，具有第一表面；

发光叠层，具有第二表面，且该第一半导体层位于该第二表面上；

绝缘层，位于该第二表面上；

第一电极，位于该发光叠层上且包含电极垫；以及

第二半导体层，位于该第一半导体层与该发光叠层之间或位于该绝缘层与该发光叠层之间，该第二半导体层包括彼此分离的第一部分以及第二部分；

其中该电极垫与该第一半导体层在垂直方向上不重叠，且该电极垫与该第一部分在该垂直方向上重叠。

2.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，该第一部分与该第一半导体层在该垂直方向上不重叠。

3.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，该第二部分与该电极垫在该垂直方向上不重叠。

4.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，该第二部分与该第一半导体层在该垂直方向上重叠。

5.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，该绝缘层与该电极垫在该垂直方向上不重叠。

6.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，该第一半导体层包含二元III-V族半导体材料。

7.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，该第一电极还包含多个延伸电极连接于该电极垫。

8.如权利要求7所述的半导体元件，其特征在于，该延伸电极与该第一半导体层在该垂直方向上不重叠。

9.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，该绝缘层直接接触该第一表面的一部分。

10.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，该半导体元件还包含导电层，直接接触该第一半导体层以及该绝缘层。

11.如权利要求10所述的半导体元件，其特征在于，该第二半导体层有一部分与该导电层直接接触。

12.如权利要求10所述的半导体元件，其特征在于，该半导体元件还包含基底，位于该导电层下方；以及反射层，位于该基底与该导电层之间。

13.如权利要求12所述的半导体元件，其特征在于，该半导体元件还包含接合层，位于该反射层与该基底之间。

14.如权利要求12所述的半导体元件，其特征在于，该半导体元件还包含第二电极，位于该基底下方。

15.如权利要求12所述的半导体元件，其特征在于，该半导体元件为发光二极管或是激光二极管。

16.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，该第一半导体层和该第二半导体层具有相同的组成材料。

17.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，该第一半导体层和该第二半导体层具有不同的组成材料。

18.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，该绝缘层具有第一侧壁及第二侧壁，该第一侧壁相对于该第一表面倾斜第一角度θ1，该第二侧壁相对于该第一表面倾斜第二角度θ2，该第一角度θ1不同于该第二角度θ2且该第一角度θ1及该第二角度θ2均不等于90°。

19.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，该第一半导体层具有第三侧壁以及第四侧壁，且该第三侧壁与该发光叠层之间具有第三角度θ3大于90°，该第四侧壁与该发光叠层之间具有第四角度θ4大于90°。

20.如权利要求19所述的半导体元件，其特征在于，该第三侧壁及该第四侧壁完全被该绝缘层遮盖。

21.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，该绝缘层还具有第三表面及第四表面，该第一侧壁延伸于该第一表面与该第三表面之间。

22.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，该第二部分具有阶梯状结构。

23.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，该绝缘层直接接触该第一半导体层与该发光叠层。

24.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，该绝缘层的剖面轮廓呈现一多边形。

25.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，该第二半导体层的厚度大于该第一半导体层的厚度。

26.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，该第二部分包含靠近该第一半导体层的第一区域以及靠近该发光叠层的第二区域，且该第二区域的宽度大于该第一区域的宽度。

27.一种半导体元件的封装结构，其特征在于，包含载体以及如权利要求1至26中任一所述的半导体元件，该半导体元件位于该载体上。

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