TWI595681B - 半導體發光元件 - Google Patents

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TWI595681B
TWI595681B TW104125239A TW104125239A TWI595681B TW I595681 B TWI595681 B TW I595681B TW 104125239 A TW104125239 A TW 104125239A TW 104125239 A TW104125239 A TW 104125239A TW I595681 B TWI595681 B TW I595681B
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田島純平
大野浩志
伊藤俊秀
上杉謙次郎
布上真也
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東芝股份有限公司
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Description

半導體發光元件
本文中所描述之本發明的實施例涉及半導體發光元件。
理想係為增加半導體發光元件的效率，如發光二極體(LED：發光二極體)，等等。
[引證清單] [專利文獻]
[專利文獻1]
日本專利申請號：2011-187873
本發明之實施例提供高效率的半導體發光元件。
根據本發明的一實施例，半導體發光元件包括金屬層、第一導電類型之第一半導體層、第二導電類型 之第二半導體層、第一發光層、該第一導電性之第三半導體層、該第二導電性之第四半導體層、第二發光層、第一至第六電極以及第一內部元件互連部分。該第一半導體層在該第一方向中從該金屬層被分離。該第一半導體層包括第一區域、第二區域、以及第三區域。該第二區域在交叉至該第一方向之第二方向中、從該第一區域被分離。該第一區域、該第二區域、以及該第三區域在與該第一方向以及該第二方向交叉之第三方向中延伸。該第三區域被提供在該第一區域與該第二區域之間。該第二半導體層被提供在該第一區域與該第金屬層之間、以及該第二區域與該金屬層之間。該第一發光層被提供在該第一區域與該第二半導體層之間、以及該第二區域與該第二半導體層之間。該第三半導體層在該第一方向中從該金屬層被分離、且與該第二方向中的該第一半導體層被排列。該第三半導體層包括第四區域、第五區域、以及第六區域。該第五區域從該第三方向中的該第四區域被分離。該第四區域、該地五區域、以及該第六區域在該第二方向中延伸。該第六區域被提供在該第四區域與該第五區域之間。該第四半導體層被提供在該第四區域與該金屬層、以及該第五區域與該金屬層之間。該第二發光層被提供在該第四區域與該第四半導體層之間、以及該第五區域以及該第四半導體層之間。該第一電極被提供在該第一區域中的該第二半導體層與該金屬層之間，並被電連接至該第二半導體層。該第二電極被提供在該第二區域中的該第二半導體層與該金屬層之間， 並被電連接至該第二半導體層。該第三電極被提供在該第三區域與該金屬層之間，並被電連接至該第三區域。該第四電極被提供在該第四區域中的第四半導體層與該金屬層之間，並被電連接至該第四半導體層。該第五電極被提供在該第五區域中的第四半導體層與該金屬層之間，並被電連接至該第四半導體層。該第六電極被提供在該第六區域與該金屬層之間，並被電連接至該第六區域。該第一內部元件互連部分被提供在該第二電極與該金屬層之間、與該第六電極與該金屬層之間。該第一內部元件互連部分電連接該第二電極至該第六電極。
11‧‧‧第一內部元件絕緣層
12‧‧‧第一內部元件互連部分
13‧‧‧隔離溝槽
15‧‧‧第二內部元件絕緣層
16‧‧‧第二內部元件互連部分
17‧‧‧第三內部元件絕緣層
18‧‧‧第三內部元件互連部分
19‧‧‧平台
21‧‧‧內部元件互連部分
40‧‧‧金屬層
50‧‧‧基底本體
51‧‧‧生長基板
52‧‧‧緩衝層
60‧‧‧絕緣層
61‧‧‧反射層
70‧‧‧保護性金屬層
80‧‧‧第一襯墊互連部分
82‧‧‧第一襯墊互連部分
83‧‧‧第二襯墊互連部分
84‧‧‧第二襯墊互連部分
90‧‧‧第一增補互連部分
91‧‧‧第二增補互連部分
92‧‧‧第三增補互連部分
110‧‧‧半導體發光元件
111‧‧‧半導體發光元件
112‧‧‧半導體發光元件
113‧‧‧半導體發光元件
114‧‧‧半導體發光元件
115‧‧‧半導體發光元件
116‧‧‧半導體發光元件
117‧‧‧半導體發光元件
118‧‧‧半導體發光元件
119‧‧‧半導體發光元件
120‧‧‧半導體發光元件
100a‧‧‧第一堆疊體
100b‧‧‧第二堆疊體
100c‧‧‧第三堆疊體
100d‧‧‧第四堆疊體
10a‧‧‧第一半導體層
10ap‧‧‧表面不整
10b‧‧‧第三半導體層
10bp‧‧‧表面不整
10c‧‧‧第五半導體層
10d‧‧‧第七半導體層
10f‧‧‧第一半導體薄膜
10p‧‧‧表面不整
11a‧‧‧絕緣層
12a‧‧‧第一內部元件互連部分
14a‧‧‧第一襯墊部分
14b‧‧‧第二襯墊部分
14c‧‧‧第一襯墊部分
14d‧‧‧第二襯墊部分
14e‧‧‧第二襯墊部分
16a‧‧‧第二內部元件互連部分
18a‧‧‧第三內部元件互連部分
20a‧‧‧第二半導體層
20b‧‧‧第四半導體層
20c‧‧‧第六半導體層
20d‧‧‧第八半導體層
20f‧‧‧第二半導體薄膜
30a‧‧‧第一發光層
30b‧‧‧第二發光層
30c‧‧‧第三發光層
30d‧‧‧第四發光層
30f‧‧‧發光薄膜
50u‧‧‧支撐單元
80a‧‧‧第一襯墊互連部分
81a‧‧‧第二襯墊互連部分
82a‧‧‧第一襯墊互連部分
83a‧‧‧第二襯墊互連部分
84a‧‧‧第二襯墊互連部分
90a‧‧‧第一增補互連部分
91a‧‧‧第二增補互連部分
92a‧‧‧第三增補互連部分
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向
D3‧‧‧第三方向
e1‧‧‧第一電極
e2‧‧‧第二電極
e3‧‧‧第三電極
e4‧‧‧第四電極
e5‧‧‧第五電極
e6‧‧‧第六電極
e7‧‧‧第七電極
e8‧‧‧第八電極
e9‧‧‧第九電極
e10‧‧‧第十電極
e11‧‧‧第十一電極
e12‧‧‧第十二電極
e3b‧‧‧第三電極
e9b‧‧‧第九電極
ec1‧‧‧第一連接電極
ec2‧‧‧第二連接電極
ec3‧‧‧第三連接電極
ec4‧‧‧第四連接電極
ec5‧‧‧第五連接電極
ec6‧‧‧第六連接電極
ec7‧‧‧第七連接電極
ed12‧‧‧開口端
ed3‧‧‧開口端
ed6‧‧‧開口端
ed9‧‧‧開口端
na‧‧‧電極
nb‧‧‧電極
pa‧‧‧p-電極
pb‧‧‧p-電極
r1‧‧‧第一區域
r10‧‧‧第十區域
r10a‧‧‧第十區域
r11‧‧‧第十一區域
r11a‧‧‧第十一區域
r12‧‧‧第十二區域
r12a‧‧‧第十二區域
r12b‧‧‧第十二區域
r1a‧‧‧第一區域
r2‧‧‧第二區域
r2a‧‧‧第二區域
r3‧‧‧第三區域
r3a‧‧‧第三區域
r3b‧‧‧第三區域
r4‧‧‧第四區域
r4a‧‧‧第四區域
r5‧‧‧第五區域
r5a‧‧‧第五區域
r6‧‧‧第六區域
r6a‧‧‧第六區域
r6b‧‧‧第六區域
r7‧‧‧第七區域
r7a‧‧‧第七區域
r8‧‧‧第八區域
r8a‧‧‧第八區域
r9‧‧‧第九區域
r9a‧‧‧第九區域
r9b‧‧‧第九區域
S‧‧‧S部分
W‧‧‧W部分
W1‧‧‧W1部分
W2‧‧‧W2部分
W3‧‧‧W3部分
X‧‧‧X-軸
Y‧‧‧Y-軸
Z‧‧‧Z-軸
[圖1]圖1係根據第一實施例顯示半導體發光元件之示意透視平面圖。
[圖2]圖2係根據該第一實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
[圖3]圖3係根據該第一實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
[圖4]圖4係根據該第一實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
[圖5]圖5係根據第二實施例顯示半導體發光元件之示意透視平面圖。
[圖6]圖6係根據該第二實施例顯示半導體發光元件 之示意剖面圖。
[圖7]圖7係根據該第二實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
[圖8]圖8A至圖8D係根據該第二實施例顯示該半導體發光元件部分之圖樣。
[圖9]圖9係根據第三實施例顯示半導體發光元件之示意透視平面圖。
[圖10]圖10係根據該第三實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
[圖11]圖11係根據該第三實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
[圖12]圖12係根據第四實施例顯示半導體發光元件之示意透視平面圖。
[圖13]圖13A至圖13E係根據該實施例顯示電極與半導體發光元件之互聯的示意平面圖。
[圖14]圖14A至圖14E係根據該實施例顯示電極與一其它半導體發光元件之互聯的示意平面圖。
[圖15]圖15A與圖15B係根據該實施例顯示與另一半導體發光元件之互聯結構的示意平面圖。
[圖16]圖16A與圖16B係根據該實施例顯示與另一半導體發光元件之互聯結構的示意平面圖。
[圖17]圖17A至圖17H係根據該實施例顯示製造該半導體發光元件的方法之示意剖面圖。
[圖18]圖18A至圖18E係根據該實施例顯示製造該 半導體發光元件的方法之示意剖面圖。
[圖19]圖19係根據第五實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
[圖20]圖20係根據第五實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
[圖21]圖21係根據第五實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
[圖22]圖22係根據第五實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
[圖23]圖23係根據第六實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
[圖24]圖24係根據第六實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
[圖25]圖25A至圖25D係根據該第六實施例顯示該半導體發光元件部分之圖樣。
[圖26]圖26係根據第七實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
[圖27]圖27係根據第七實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
[圖28]圖28係根據第八實施例顯示半導體發光元件之示意透視平面圖。
[圖29]圖29A與圖29B係根據該第八實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
[圖30]圖30係根據該第八實施例顯示半導體發光元 件之示意剖面圖。
[圖31]圖31A與圖31B係根據該第八實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
[圖32]圖32係根據第九實施例顯示半導體發光元件之示意透視平面圖。
[圖33]圖33係根據該第九實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
[圖34]圖34係根據該第九實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
[圖35]圖35係根據第十實施例顯示半導體發光元件之示意透視平面圖。
[圖36]圖36係根據該第十實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
[圖37]圖37係根據該第十實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
[圖38]圖38係根據第十一實施例顯示半導體發光元件之示意透視平面圖。
本發明之各種實施例將在下文與參照附圖被說明。
該些圖示為是異性或概念性；且部分的厚度與寬度之間的關係、部分之間尺寸的比例，等等，並不一定與其實際數值相同。此外，即使是在闡示相同部分的情況下，尺 寸與/或比例可在該些圖示之間被不同地闡示。
在該些圖示與應用之規範中，與以上圖示相關之描述相近的元件被標有類似的參照數字，並適當地省略詳細說明。
(第一實施例)
圖1係根據第一實施例顯示半導體發光元件之示意透視平面圖。
圖2至圖4係根據該第一實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
圖2係顯示圖1之A1-A2的剖面。
圖3係顯示圖1之B1-B2的剖面。
圖4係顯示圖1之C1-C2的剖面。
在圖2至圖4截面圖中顯示的部分元件，為了圖示檢視之方便，並無顯示在圖1的透視平面圖之中。
半導體發光元件110根據實施例包括金屬層40、第一半導體層10a、第二半導體層20a、第一發光層30a、第三半導體層10b、第四半導體層20b、第二發光層30b、第一至第六電極e1至e6、以及第一內部元件互連部分12。
第一半導體層10a在第一方向D1中從金屬層40被分離。
從金屬層40向第一半導體層10a的第一方向D1與Z軸方向平行。垂直Z軸方向的一方向作為X軸方 向。垂直Z軸方向與X軸方向之方向作為Y軸方向。
第一堆疊體100a包括第一半導體層10a、第二半導體層20a、以及第一發光層30a。第一半導體層10a包括第一區域r1、第二區域r2、以及第三區域r3。第二區域r2在第二方向D2中，從第一區域r1被分離。第二方向D2交叉第一方向D1。在該實施例中，第二方向D2與X軸方向對齊。第三區域r3被提供在第一區域r1與第二區域r2之間。第一半導體層10a具有第一導電類型。第一區域r1、第二區域r2、以及第三區域r3在第三方向D3中延伸。第三方向D3交叉第一方向D1與第二方向D2。在該實施例中，第三方向D3係為Y軸方向。
第二半導體層20a被提供在第一區域r1與金屬層40之間、以及第二區域r2與金屬層40之間。第二半導體層20a具有第二導電類型。第一發光層30a被提供在第一區域r1與第二半導體層20a之間、以及該第二區域r2與該第二半導體層20a之間。
例如，第一導電類型係為N型。第二導電類型係為P型。第一導電類型可為P型；且第二導電類型可為N型。在以下所描述的情況之中，第一導電類型為N型且第二導電類型為P型。
在圖1至圖4的示例中，第一半導體層10a包括第一區域r1a、在第二方向D2中從第一區域r1a被分離之第二區域r2a、被提供在第一區域r1a與第二區域r2a之間的第三區域r3a、以及被提供在第一區域r1與第二區 域r2a之間的第三區域r3b。該些區域同時也類似於以上所列舉的第一區域r1、第二區域r2、以及第三區域r3。
第二堆疊體100b包括第三半導體層10b、第四半導體層20b、以及第二發光層30b。第三半導體層10b在該第一方向D1中從金屬層40被分離、且與第二方向D2中的第一半導體層10a被排列。在該實施例中，隔離溝槽13被提供在第一半導體層10a與第三半導體層10b之間。隔離溝槽13可以不位於第一半導體層10a與第三半導體層10b之間。第三半導體層10b包括第四區域r4、第五區域r5、以及第六區域r6。第五區域r5從第三方向D3中的第四區域r4被分離。第六區域r6被提供在第四區域r4與第五區域r5之間。第三半導體層10b具有第一導電類型。第四區域r4、第五區域r5、以及第六區域r6在第二方向D2中延伸。
第四半導體層20b被提供在第四區域r4與金屬層40、以及第五區域r5與金屬層40之間。第四半導體層20b具有第二導電類型。第二發光層30b被提供在第四區域r4與第四半導體層20b之間、以及第五區域r5以及第四半導體層20b之間。
在該實施例中，第三半導體層10b包括第四區域r4a、在第三方向D3中從第四區域r4a被分離之第五區域r5a、被提供在第四區域r4a與第五區域r5a之間的第六區域r6a、被提供在第四區域r4a與第五區域r5a之間的第六區域r6b。該些區域同時也類似於以上所列舉的 第四區域r4、第五區域r5、以及第六區域r6。
第一電極e1被提供在第一區域r1中的第二半導體層20a與金屬層40之間，並被電連接至該第二半導體層20a。第二電極e2被提供在第二區域r2中的第二半導體層20a與金屬層40之間，並被電連接至該第二半導體層20a。第三電極e3被提供在第三區域r3與金屬層40之間，並被電連接至第三區域r3。第一電極e1與第二電極e2係為，舉例，p-電極。第三電極e3係為，舉例，n-電極。
第四電極e4被提供在第四區域r4中的第四半導體層20b與金屬層40之間，並被電連接至該第四半導體層20b。第五電極e5被提供在第五區域r5中的第四半導體層20b與金屬層40之間，並被電連接至第四半導體層20b。第六電極e6被提供在第六區域r6與金屬層40之間，並被電連接至第六區域r6。第四電極e4與第五電極e5係為，舉例，p-電極。第六電極e6係為，舉例，n-電極。第四至第六電極e4至e6的排列方向與上面列舉之第一至第三電極e1至e3不同。
在實施規範中，「電連接之狀態」包括直接連接之多個導體之狀態。「電連接之狀態」包括另一導體被設置在多導體之間、且電流流過多導體之狀態。
第一內部元件互連部分12被提供在第二電極e2與金屬層40之間、與第六電極e6與金屬層40之間，並電連接至第二電極e2與第六電極e6。
半導體發光元件110進一步包括第一連接電極ec1。第一連接電極ec1被提供在第二半導體層20a與金屬層40之間，並被電連接第一電極e1至第二電極e2。相似於第一電極e1與第二電極e2，第一連接電極ec1電連接至第二半導體層20a。相似於第一電極e1與第二電極e2，第一連接電極ec1係為，舉例，p-電極。
半導體發光元件110進一步包括第一增補互連部分90。第一增補互連部分90被提供在第一電極e1與金屬層40之間、第二電極e2與金屬層40之間、以及第一連接電極ec1與金屬層40之間，且被電連接至第一電極e1、第二電極e2、以及第一連接電極ec1。而且，第一增補互連部分90被電連接至第一內部元件互連部分12。可透過提供該些電極第一增補互連部分90來促進電流擴散。可透過提供該些電極第一增補互連部分90來促進電流擴散，而不改變第二半導體層20a與第一電極e1之間、以及第二半導體層20a與第二電極e2之間的接觸電阻。可透過提供該些電極第一增補互連部分90來促進電流擴散，而不改變第一電極e1與第二電極e2的厚度，其影響發射的光反射率。
於圖1及圖2中，清楚顯示其第一增補互連部分90之一部分係延伸沿著在第二方向(D2)上介於該第三電極e3與該第四電極e4之間的第一半導體層10a之一側。
保護性金屬層(也稱為阻障金屬)70可被提供用於第一電極e1與第二電極e2。同樣地，保護性金屬層70可被提供用於第四電極e4與第五電極e5。
如圖1至圖4所示，半導體發光元件110進一步包括第一襯墊部分14a與第一襯墊互連部分80。當 第一襯墊部分14a被投射到垂直至第一方向D1的平面上時，其覆蓋金屬層40、以及不覆蓋第一半導體層10a。第一襯墊互連部分80電連接第一襯墊部分14a至第三電極e3。第一襯墊部分14a係為，舉例N型襯墊。
半導體發光元件110進一步包括第二連接電極ec2。第二連接電極ec2被提供在第四半導體層20b與金屬層40之間，並電連接第四電極e4至第五電極e5。類似於第四電極e4與第五電極e5，第二連接電極ec2被電連接至第四半導體層20b。類似於第四電極e4與第五電極e5，第二連接電極ec2係為，舉例，p-電極。
半導體發光元件110進一步包括第二襯墊部分14b與第二襯墊互連部分81。當第二襯墊部分14b被投射到垂直至第一方向D1的平面上時，其覆蓋金屬層40、且不覆蓋第三半導體層10b。第二襯墊互連部分81電連接第二襯墊部分14b至第四電極e4、第二襯墊部分14b至第五電極e5、以及第二襯墊部分14b至第二連接電極ec2。第二襯墊部分14b係為，舉例，N型襯墊。
舉例，電壓被施加在第一襯墊部分14a與第二襯墊部分14b之間。電流透過第一襯墊互連部分80、第一增補互連部分90、第一內部元件互連部分12、第二襯墊互連部分81流動在第一堆疊體100a與第二堆疊體100b中。由於電流，光從第一發光層30a與第二發光層30b被發射。在該實施例中，發射光從第一半導體層10a與第三半導體層10b側被發射。
在該實施例中，表面不整10ap被提供在第一半導體層10a的前表面(發光表面)；以及表面不整10bp被提供在第三半導體層10b的前表面(發光表面)。換言之，表面不整被提供在發光表面。由於該不平整，光線被有效地發射。
如圖1所示，第一電極e1、第二電極e2、以及第三電極e3被提供在第三方向D3內延伸。第三電極e3被提供在第一電極e1與第二電極e2之間。第一連接電極ec1被提供在第二方向D2內延伸。第一連接電極ec1被連接至第一電極e1與第二電極e2。第一連接電極ec1被設置相對於第三電極e3之開口端ed3。第一電極e1、第二電極e2、以及第三電極e3被提供在第一襯墊部分14a與第一連接電極ec1之間。
多第一電極e1與多第二電極e2被提供在該實施例中。多第一電極e1與多第二電極e2由第一連接電極ec1被連接在梳形組態中。提供多第三電極e3；與各個多第三電極e3被配置在第一電極e1與第二電極e2之間。多第三電極e3由第一襯墊互連部分80被連接在梳形組態中。
第四電極e4、第五電極e5、以及第六電極e6在第二方向D2中延伸。第六電極e6被提供在第四電極e4與第五電極e5之間。第二連接電極ec2被提供在第三方向D3內延伸。第二連接電極ec2被連接至第四電極e4與第五電極e5。第二連接電極ec2被設置相對於第六電極 e6之開口端ed6。第四電極e4、第五電極e5、以及第六電極e6被提供在第二襯墊部分14b與第二電極e2之間。第一內部元件互連部分12被提供在第二電極e2與第四至第六電極e4至e6之間。
在該實施例中，提供多第四電極e4與多第五電極e5。多第四電極e4與多第五電極e5由第二連接電極ec2被連接在梳形組態中。提供多第六電極e6。各個多第六電極e6設置在第四電極e4與第五電極e5之間。提供多第一內部元件互連部分12。多第一內部元件互連部分12分別被連接至多第六電極e6。
在此，第三電極e3與第六電極e6(n-電極)，可形成與內部互聯部分之單獨本體。即，第一內部元件互連部分12、第一增補互連部分90、第一襯墊互連部分80、以及第二襯墊互連部分81。
半導體發光元件110進一步包括基底本體50、以及被提供在金屬層40與第一內部元件互連部分12之間的絕緣層60。金屬層40被提供在基底本體50與絕緣層60之間。
半導體發光元件110進一步包括第一內部元件絕緣層11。第一內部元件絕緣層11被提供在第一內部元件互連部分12與第一半導體層10a的部分之間。
在以上所列舉的敘述中，第一至第六電極e1至e6與第一至第二連接電極ec1至ec2包括光反射材料。舉例，該些電極包括至少其中一種鋁(Al)、銀 (Ag)、鎳(Ni)、金、或銠。因而，可獲得高度光反射率。被闡明為p-電極之第一電極e1、第二電極e2、第四電極e4、第五電極e5、第一連接電極ec1、以及第二連接電極ec2包括，舉例，Ag、Ni、Ag合金、或該些物質的堆疊結構。被闡明為n-電極之第三電極e3與第六電極e6包括，舉例，Al、或Al合金。
舉例，藉由在氧氣圈內執行不短於0.5分鐘與不長於2分鐘(例，1分鐘)、不低於250℃與不高於400℃(例，300℃)之熱處理來形成第一電極e1、第二電極e2、以及第一連接電極ec1。氧氣圈之氧濃度係為，舉例，50%或更高。氧氣圈之氮濃度係為，舉例，50%或更低。
在氮氣圈中執行執行不短於0.5分鐘與不長於2分鐘(例，1分鐘)、不低於250℃與不高於400℃(例，300℃)之熱處理後，可在氧氣圈中執行不短於0.5分鐘與不長於2分鐘(例，1分鐘)、不低於250℃與不高於400℃(例，300℃)之熱處理。例如，反射率變高；且接觸特性改善。以上所列舉之材料與熱處理同樣也能應用在以下所描述之實施例。
有第二半導體層20a之良好的電阻特性可透過施加以上所列舉之組態至第一電極e1、第二電極e2、以及第一連接電極ec1獲得。獲得有第二半導體層20a之低接觸電阻。獲得良好的電性特性與高度光反射率。類似的組態與材料也可應用至第四電極e4、第五電極e5、以 及第二連接電極ec2。
舉例，藉由在氮氣圈內執行不短於0.5分鐘與不長於10分鐘(例，1分鐘)、不低於300℃與不高於600℃(例，400℃)之熱處理來形成第三電極e3。氮氣圈之氮濃度係為，舉例，90%或更高。惰性氣體例如氬，等等可被用來替代氮。熱處理可在減壓下進行。以上所列舉之熱處理同樣也能應用在以下所描述之實施例。
有第一半導體層10a之良好的電阻特性可透過施加以上所列舉之組態至第三電極e3獲得。獲得有第一半導體層10a之低接觸電阻。獲得良好的電性特性與高度光反射率。類似的組態與材料也可應用至第六電極e6。
第一內部元件互連部分12也包括光反射材料。理想狀態下第一內部元件互連部分12的光反射比較金屬層40的光反射比高。例如，第一內部元件互連部分12包括至少其中一種鋁、銀、金、或銠。金屬層40包括，例如，至少其中一種錫與金或錫。換言之，透過考慮黏結性，金屬層40包括例如AuSn、NiSn、等等的金屬。因而，獲得量好的黏結性。
此外，第一增補互連部分90、第一襯墊互連部分80、以及第二襯墊互連部分81也包括光反射材料。至少其中一種的第一增補互連部分90、第一襯墊互連部分80、以及第二襯墊互連部分81包括，舉例，至少其中一種鋁、銀、金、或銠。
從發光層(第一發光層30a與第二發光層30b)發射之光線藉由該些電極、互聯部分、等等被有效率地反射。被反射的光線被有效率地從發光表面被發射至外部。因而，獲得高度的光萃取效率。
另一方面，由堆疊體所產生之熱能透過基底本體50有效率地逸散。基底本體50包括具有高度的導熱性與良好的熱逸散。基底本體50包括，例如，氮化鋁、矽、鍺、銅、等等。因而，獲得良好的熱逸散；且抑制了過度的堆疊體溫度增加。因而，獲得高度的發光效率。該些材料同樣也能應用在以下所描述之實施例。
從發光層發射之光線(發射光)的峰值波長係為，例如，不小於400nm且不大於650nm。然而，該實施例中之峰值波長係為隨機。
第一半導體層10a包括，例如，包括N型雜質之GaN層。N型雜質可包括至少其中一種Si、Ge、Te、或Sn。第一半導體層10a包括，例如，n-側接觸層。第三半導體層10b也類似於此。
第二半導體層20a包括，例如，包括P型雜質之GaN層。P型雜質可包括至少其中一種Mg、Zn、或C。第二半導體層20a包括，例如，p-側接觸層。第四半導體層20b也類似於此。
例如，包括第一半導體層10a、第二半導體層20a、以及第一發光層30a之第一堆疊體100a由外延生長被形成。生長基板可包括，例如，Si、藍寶石、GaN、 SiC、或GaA其中一種。生長基板的平面取向係為隨機。第二堆疊體100b也類似於此。該些材料同樣也能應用在以下所描述之實施例。
各個第一襯墊部分14a及第二襯墊部分14b的組態為，例如，多邊形(例，具有五個或更多邊)、圓形、扁平圓形、等等。襯墊部分的寬度係為，例如，不小於50微米(μm)與不大於200μm(例如，130μm)。舉例，連接線被連接至襯墊部分。應用可形成穩定連接之寬度(尺寸)。
絕緣層60包括，例如，氧化矽(SiO2，等等)與/或氮化矽(Si3N4，等等)。例如，絕緣層60在高溫下被形成。因而，可獲得良好的絕緣特性、良好的覆蓋率、以及良好的可靠性之絕緣層60。絕緣層60可在低溫下被形成。藉由使用絕緣層60，可獲得良好的電流分布；且有效率的光發射表面可被放大。第一內部元件絕緣層11也包括，例如，氧化矽(SiO2，等等)該些材料同樣也能應用在以下所描述之實施例。
保護性金屬層70包括，例如，至少其中一種鉑(Pt)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、或鎢(W)。該些材料同樣也能應用在以下所描述之實施例。
在該實施例中，第一堆疊體100a之部分的側表面與第二堆疊體100b之部分的側表面相對Z-軸方向傾斜。換言之，可實施平台組態。光的行進方向可藉由平台組態被改變。來自發光層之光的強度在約30度的方向為 最大。行進在光強度最大角度處的光可被有效率地改變。
根據該實施例，在具有橫向傳導薄膜結構之半導體發光元件中，高壓與低電流的操作係為可能，可提供所謂的多結結構。在該實施例中，多堆疊體被串聯連接。堆疊體之合適的操作電壓係在規定範圍之內。藉由串聯連接多堆疊體，被施加在串聯連接之多堆疊體兩端的電壓被劃分在多堆疊體之間。因而，即使是在被施加在兩端之電壓是高壓的情況下，被施加在各個多堆疊體的電壓可在規電範圍之內。藉由位於期望之規定電壓範圍之內的電壓，獲得達到高效率之低電流驅動。換言之，獲得多堆疊體在高電壓與低電流下的操作。因而，獲得高效率的多堆疊體。
根據該實施例，一n-電極被放入一堆疊體(元件)中的兩p-電極之間。至少兩個該堆疊體被串聯連接。因而，發光均勻性可被增加。
根據該實施例，因為p-電極與n-電極之間的層間絕緣層係為不必要，可獲得高度的可靠度。根據該實施例，可獲得良好的熱逸散。
此外，在該實施例中，光擷取表面上不提供例如互聯或類似物之遮光物體。因而，獲得高度的光萃取效率。不在光擷取表面側、而在基底本體側提供內部元件互連部分。因而，獲得高度的光萃取效率。由於襯墊部分而獲得高安裝性。
在以上所列舉的描述中，半導體發光元件110 包括第一堆疊體100a與第二堆疊體100b。例如，如圖1所顯示，第二堆疊體100b之第六電極e6(n-電極)被設置成正交第一堆疊體100a之第一電極e1與第二電極e2(p-電極)。p-電極與n-電極經由第一堆疊體100a與第二堆疊體100b之間的第一內部元件互連部分12被串聯連接。因而，未使用的互聯可被消除。可容易地進行元件之間的連接。
(第二實施例)
圖5係根據第二實施例顯示半導體發光元件之示意透視平面圖。
圖6與圖7係根據該第二實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
圖6係顯示圖5之D1-D2的剖面。
圖7係顯示圖5之E1-E2的剖面。
在圖6至圖7截面圖中顯示的部分元件，為了圖示檢視之方便，並無顯示在圖5的透視平面圖之中。
根據該實施例之半導體發光元件111包括金屬層40、第一半導體層10a、第二半導體層20a、第一發光層30a、第三半導體層10b、第四半導體層20b、第二發光層30b、第一至第六電極e1至e6、以及第一內部元件互連部分12。半導體發光元件111進一步包括第五半導體層10c、第六半導體層20c、第三發光層30c、第七至第九電極e7至e9、第三連接電極ec3、以及第二內部元 件互連部分16。
第五半導體層10c在第一方向D1中從金屬層40被分離、且與第三方向D3中的第一半導體層10a被排列。在該實施例中，隔離溝槽13被提供在第一半導體層10a與第五半導體層10c之間。隔離溝槽13可以不位於第一半導體層10a與第五半導體層10c之間。
從金屬層40向第五半導體層10c的第一方向D1與Z軸方向平行。垂直Z軸方向的一方向作為X軸方向。垂直Z軸方向與X軸方向之方向作為Y軸方向。
第三堆疊體100c包括第五半導體層10c、第六半導體層20c、以及第三發光層30c。第五半導體層10c包括第七區域r7、第八區域r8、以及第九區域r9。第八區域r8在第二方向D2中，從第七區域r7被分離。第二方向D2交叉第一方向D1。在該實施例中，第二方向D2與X軸方向對齊。第九區域r9被提供在第七區域r7與第八區域r8之間。第五半導體層10c具有第一導電類型。第七區域r7、第八區域r8、以及第九區域r9在第三方向D3中延伸。第三方向D3交叉第一方向D1與第二方向D2。在該實施例中，第三方向D3係為Y軸方向。
第六半導體層20c被提供在第七區域r7與金屬層40之間、以及第八區域r8與金屬層40之間。第六半導體層20c具有第二導電類型。第三發光層30c被提供在第七區域r7與第六半導體層20c之間、以及第八區域r8與第六半導體層20c之間。
在圖5的實施例中，第五半導體層10c包括第七區域r7a、在第二方向D2中從第七區域r7a被分開的第八區域r8a、被提供在第七區域r7a與第八區域r8a之間的第九區域r9a、被提供在第七區域r7與第八區域r8a之間的第九區域r9b。該些區域同時也類似於以上所列舉的第七區域r7、第八區域r8、以及第九區域r9。
第七電極e7被提供在第七區域r7中的第六半導體層20c與金屬層40之間，且被電連接至第六半導體層20c。第八電極e8被提供在第八區域r8中的第六半導體層20c與金屬層40之間，並被電連接至第六半導體層20c。第九電極e9被提供在第九區域r9與金屬層40之間，並被電連接至第九區域r9。第七電極e7與第八電極e8係為，舉例，p-電極。第九電極e9係為，舉例，n-電極。
第三連接電極ec3被提供在第六半導體層20c與金屬層40之間、並電極連接第七電極e7至第八電極e8。類似於第七電極e7、第八電極e8，第三連接電極ec3被電連接至第六半導體層20c。類似於第七電極e7與第八電極e8，第三連接電極ec3係為，舉例，p-電極。
第二內部元件互連部分16被提供在第三電極e3與金屬層40之間、與第三連接電極ec3與金屬層40之間、並電連接第三電極e3至第三連接電極ec3。
半導體發光元件111進一步包括第二增補互連部分91。第二增補互連部分91被提供在第七電極e7 與金屬層40之間、第八電極e8與金屬層40之間、以及第三連接電極ec3與金屬層40之間、並被電連接至第七電極e7、第八電極e8、以及第三連接電極ec3。而且，第二增補互連部分91被電連接至第二內部元件互連部分16。
於圖5及圖6中，清楚顯示其第二增補互連部分91之一部分係延伸沿著在第三方向(D3)上介於該第三電極e3與該第九電極e9之間的第五半導體層10c之一側。
類似於第一電極e1、第二電極e2、第四電極e4、以及第五電極e5，可提供保護性金屬層70給第七電極e7與第八電極e8。
如圖5至圖7所示，半導體發光元件111進一步包括第一襯墊部分14c與第一襯墊互連部分82。當第一襯墊部分14c被投射到垂直至第一方向D1的平面上時，其覆蓋金屬層40、且不覆蓋第五半導體層10c。第一襯墊互連部分82電連接第一襯墊部分14c至第九電極e9。第一襯墊部分14c係為，舉例N型襯墊。
半導體發光元件111進一步包括第二連接電極ec2。第二連接電極ec2被提供在第四半導體層20b與金屬層40之間，並電連接第四電極e4至第五電極e5。類似於第四電極e4與第五電極e5，第二連接電極ec2被電連接至第四半導體層20b。類似於第四電極e4與第五電極e5，第二連接電極ec2係為，舉例，p-電極。
半導體發光元件111進一步包括第二襯墊部分14b與第二襯墊互連部分81。當第二襯墊部分14b被投射到垂直至第一方向D1的平面上時，其覆蓋金屬層 40、且不覆蓋第三半導體層10b。第二襯墊互連部分81電連接第二襯墊部分14b至第四電極e4、第二襯墊部分14b至第五電極e5、以及第二襯墊部分14b至第二連接電極ec2。第二襯墊部分14b係為，舉例，N型襯墊。
如圖5所示，第七電極e7、第八電極e8、以及第九電極e9被提供在第三方向D3內延伸。第九電極e9被提供在第七電極e7與第八電極e8之間。第三連接電極ec3被提供在第二方向D2內延伸。第三連接電極ec3被連接至第七電極e7與第八電極e8。第三連接電極ec3被設置相對於第九電極e9之開口端ed9。第七電極e7、第八電極e8、以及第九電極e9被提供在第一襯墊部分14c與第三連接電極ec3之間。第二內部元件互連部分16被提供在第三連接電極ec3與第一至第三電極e1至e3之間。
在該實施例中，提供多第七電極e7與多第八電極e8。多第七電極e7與多第八電極e8藉由第三連接電極ec3被連接在梳形組態中。提供多第九電極e9。各個多第九電極e9被設置在第七電極e7與第八電極e8之間。多第九電極e9由第一襯墊互連部分82被連接在梳形組態中。提供多第二內部元件互連部分16。多第二內部元件互連部分16分別被連接至多第三電極e3。
在此，第三電極e3、第六電極e6、以及第九電極e9(n-電極)，可形成與內部互聯部分之單獨本體。即，第一內部元件互連部分12、第二內部元件互連部分16、第一增補互連部分90、第二增補互連部分91、第一 襯墊互連部分82、以及第二襯墊互連部分81。
半導體發光元件111進一步包括基底本體50、以及被提供在金屬層40與第二內部元件互連部分16之間的絕緣層60。金屬層40被提供在基底本體50與絕緣層60之間。
半導體發光元件111進一步包括第二內部元件絕緣層15。第二內部元件絕緣層15被提供在第二內部元件互連部分16與第五半導體層10c的部分之間。第二內部元件絕緣層15包括，例如，氧化矽(SiO2，等等)。
圖8A至圖8D係根據該第二實施例顯示該半導體發光元件部分之圖樣。
圖8A係為示意性透視性平面圖，其中圖5的S部分係為放大。
圖8B係為顯示圖8A之T1-T2剖面的示意性剖面圖。
圖8C係為顯示圖8A之U1-U2剖面的示意性剖面圖。
圖8D係為顯示圖8A之V1-V2剖面的示意性剖面圖。
如圖8A至圖8D所示，半導體發光元件111進一步包括反射層61。反射層61在金屬層40與絕緣層60之間被部分地提供。反射層61包括，例如，Ag或Ag合金。圖8A至圖8D之實施例中並無顯示基底本體50。
根據該實施例，至少三堆疊本體被串聯連接。因而，可獲得高度的發光均勻性可被增加。可獲得高度的光萃取效率。因而，可提供高效率的半導體發光元件。
在以上所列舉的描述中，半導體發光元件111包括第一堆疊體100a、第二堆疊體100b、以及第三堆疊體100c。例如，如圖5所示，第二堆疊體100b之第六電極e6(n-電極)被設置成正交第一堆疊體100a之第一電極e1與第二電極e2(p-電極)；第三堆疊體100c之第七電極e7與第八電極e8(p-電極)被設置成平行第一堆疊體100a之第三電極e3(n-電極)。p-電極與n-電極經由從第一堆疊體100a至第二堆疊體100b的第一內部元件互連部分12被串聯連接。再者，p-電極與n-電極經由從第三堆疊體100c至第一堆疊體100a的第二內部元件互連部分16被串聯連接。因而，未使用的互聯可被消除。可容易地進行元件之間的連接。
(第三實施例)
圖9係根據第三實施例顯示半導體發光元件之示意透視平面圖。
圖10與圖11係根據該第三實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
圖10係顯示圖9之F1-F2的剖面。
圖11係顯示圖9之G1-G2的剖面。
在圖10至圖11截面圖中顯示的部分元件，為了圖示檢視之方便，並無顯示在圖9的透視平面圖之中。
根據該實施例之半導體發光元件112包括金屬層40、第一半導體層10a、第二半導體層20a、第一發光層30a、第三半導體層10b、第四半導體層20b、第二發光層30b、第一至第六電極e1至e6、以及第一內部元件互連部分12、第五半導體層10c、第六半導體層20c、第三發光層30c、第七至第九電極e7至e9、第三連接電極ec3、以及第二內部元件互連部分16。半導體發光元件112進一步包括第七半導體層10d、第八半導體層20d、第四發光層30d、第十至第十二電極e10至e12、以及第三內部元件互連部分18。
第七半導體層10d在第一方向D1中從金屬層40被分離、且與第三方向D3中的第三半導體層10b被排列。在實施例中，隔離溝槽13被提供在第三半導體層10b與第七半導體層10d之間。隔離溝槽13可不在第三半導體層10b與第七半導體層10d之間。
從金屬層40向第七半導體層10d的第一方向D1與Z軸方向平行。垂直Z軸方向的一方向作為X軸方向。垂直Z軸方向與X軸方向之方向作為Y軸方向。
第四堆疊體100d包括第七半導體層10d、第八半導體層20d、以及第四發光層30d。第七半導體層10d包括第十區域r10、第十一區域r11、以及第十二區域r12。第十一區域r11在第二方向D2中從第十區域r10被 分離。第二方向D2交叉第一方向D1。在該實施例中，第二方向D2與X軸方向對齊。第十二區域r12被提供在第十區域r10與第十一區域r11之間。第七半導體層10d具有第一導電類型。第十區域r10、第十一區域r11、以及第十二區域r12在第三方向D3中延伸。第三方向D3交叉第一方向D1與第二方向D2。在該實施例中，第三方向D3係為Y軸方向。
第八半導體層20d被提供在第十區域r10與金屬層40、以及第十一區域r11與金屬層40之間。第八半導體層20d具有第二導電類型。第四發光層30d被提供在第十區域r10與第八半導體層20d之間、以及第十一區域r11與第八半導體層20d之間。
在圖9的實施例中，第七半導體層10d包括第十區域r10a、在第二方向D2中從第十區域r10a被分離的第十一區域r11a、被提供在第十區域r10a與第十一區域r11a之間的第十二區域r12a、以及被提供在第十區域r10與第十一區域r11a之間的第十二區域r12b。該些區域同時也類似於以上所列舉的第十區域r10、第十一區域r11、以及第十二區域r12。
第十電極e10被提供在第十區域r10中的第八半導體層20d與金屬層40之間，且被電連接至第八半導體層20d。第十一電極e11被提供在第十一區域r11中的第八半導體層20d與金屬層40之間，且被電連接至第八半導體層20d。第十二電極e12被提供在第十二區域r12 與金屬層40之間，並被電連接至第十二區域r12。第十電極e10與第十一電極e11係為，例如，p-電極。第十二電極e12係為，例如，n-電極。
第三內部元件互連部分18被提供在第五電極e5與金屬層40之間、與第十二電極e12與金屬層40之間，且電連接第五電極e5至第十二電極e12。
半導體發光元件112進一步包括第二連接電極ec2與第三增補互連部分92。第二連接電極ec2被提供在第四半導體層20b與金屬層40之間，並電連接第四電極e4至第五電極e5。類似於第四電極e4與第五電極e5，第二連接電極ec2被電連接至第四半導體層20b。類似於第四電極e4與第五電極e5，第二連接電極ec2係為，舉例，p-電極。第三增補互連部分92被提供在第四電極e4與金屬層40之間、第五電極e5與金屬層40之間、以及第二連接電極ec2與金屬層40之間，並被電連接至第四電極e4、第五電極e5、以及第二連接電極ec2。此外，第三增補互連部分92被電連接至第三內部元件互連部分18。
類似於第一電極e1、第二電極e2、第四電極e4、第五電極e5、第七電極e7、以及第八電極e8，可提供保護性金屬層70給第十電極e10與第十一電極e11。
如圖9至圖11所示，半導體發光元件112進一步包括第一襯墊部分14c與第一襯墊互連部分82。當第一襯墊部分14c被投射到垂直至第一方向D1的平面上 時，其覆蓋金屬層40、且不覆蓋第五半導體層10c(參考圖6)。第一襯墊互連部分82電連接第一襯墊部分14c至第九電極e9。第一襯墊部分14c係為，舉例N型襯墊。
半導體發光元件112進一步包括第二襯墊部分14d與第二襯墊互連部分83。當第二襯墊部分14d被投射到垂直至第一方向D1的平面上時，其覆蓋金屬層40、且不覆蓋第七半導體層10d。第二襯墊互連部分83電連接第二襯墊部分14d至第十電極e10、第二襯墊部分14d至第十一電極e11、以及第二襯墊部分14d至第四連接電極ec4。第二襯墊部分14d係為，舉例，p-側襯墊。
如圖9所示，第十電極e10、第十一電極e11、以及第十二電極e12被提供在第三方向D3內延伸。第十二電極e12被提供在第十電極e10與第十一電極e11之間。第四連接電極ec4被提供在第二方向D2內延伸。第四連接電極ec4被連接至第十電極e10與第十一電極e11。第四連接電極ec4被設置相對於第十二電極e12之開口端ed12。第十電極e10、第十一電極e11、以及第十二電極e12被提供在第二襯墊部分14d與第五電極e5之間。第三內部元件互連部分18被提供在第五電極e5與第十至第十二電極e10至e12之間。
在實施例中，提供多第十電極e10與多第十一電極e11。多第十電極e10與多第十一電極e11由第四連接電極ec4被連接在梳形組態中。提供多第十二電極 e12。各個多第十二電極e12被設置在第十電極e10與第十一電極e11之間。提供多第三內部元件互連部分18。多第三內部元件互連部分18分別被連接至多第十二電極e12。
在此，第三電極e3、第六電極e6、第九電極e9、以及第十二電極e12(n-電極)，可形成與內部互聯部分之單獨本體。即，第一內部元件互連部分12、第二內部元件互連部分16、第三內部元件互連部分18、第一增補互連部分90、第二增補互連部分91、第三增補互連部分92、第一襯墊互連部分82、以及第二襯墊互連部分83。
半導體發光元件112進一步包括基底本體50、以及被提供在金屬層40與第三內部元件互連部分18之間的絕緣層60。金屬層40被提供在基底本體50與絕緣層60之間。
半導體發光元件112進一步包括第三內部元件絕緣層17。第三內部元件絕緣層17被提供在第三內部元件互連部分18與第七半導體層10d的部分之間。第三內部元件絕緣層17包括，例如，氧化矽(SiO2，等等)。
根據該實施例，至少四堆疊本體被串聯連接。因而，可獲得高度的發光均勻性可被增加。因而，可獲得高度的光擷取效率。因而，可提供高效率的半導體發光元件。
在以上所列舉的描述中，半導體發光元件112包括第一堆疊體100a、第二堆疊體100b、第三堆疊體100c、以及第四堆疊體100d。例如，如圖9所示，第二堆疊體100b之第六電極e6(n-電極)被設置成正交第一堆疊體100a之第一電極e1與第二電極e2(p-電極)；第三堆疊體100c之第七電極e7與第八電極e8(p-電極)被設置成平行第一堆疊體100a之第三電極e3(n-電極)。而且，第四堆疊體100d之第十二電極e12(n-電極)被設置成正交第二堆疊體100b之第四電極e4與第五電極e5(p-電極)。p-電極與n-電極經由從第一堆疊體100a至第二堆疊體100b的第一內部元件互連部分12被串聯連接。p-電極與n-電極經由從第三堆疊體100c至第一堆疊體100a的第二內部元件互連部分16被串聯連接。而且，p-電極與n-電極經由從第二堆疊體100b至第四堆疊體100d的第三內部元件互連部分18被串聯連接。因而，未使用的互聯可被消除。可容易地進行元件之間的連接。
(第四實施例)
圖12係根據第四實施例顯示半導體發光元件之示意透視平面圖。
根據該實施例之半導體發光元件113包括金屬層40、第一半導體層10a、第二半導體層20a、第一發光層30a、以及第一至第三電極e1至e3。半導體發光元件113進一步包括第五半導體層10c、第六半導體層20c、第三 發光層30c、第七至第九電極e7至e9、第三連接電極ec3、以及第二內部元件互連部分16。半導體發光元件113之剖面結構類似於第二實施例中的半導體發光元件111與第三實施例中的半導體發光元件112。在此，參考圖2、圖6、圖7、以及圖12的描述。
第一半導體層10a在第一方向D1中從金屬層40被分離。
第一堆疊體100a包括第一半導體層10a、第二半導體層20a、以及第一發光層30a。第一半導體層10a包括第一區域r1、第二區域r2、以及第三區域r3。第二區域r2在第二方向D2中，從第一區域r1被分離。第二方向D2交叉第一方向D1。在該實施例中，第二方向D2與X軸方向對齊。第三區域r3被提供在第一區域r1與第二區域r2之間。第一半導體層10a具有第一導電類型。第一區域r1、第二區域r2、以及第三區域r3在第三方向D3中延伸。第三方向D3交叉第一方向D1與第二方向D2。在該實施例中，第三方向D3係為Y軸方向。
第二半導體層20a被提供在第一區域r1與金屬層40之間、以及第二區域r2與金屬層40之間。第二半導體層20a具有第二導電類型。第一發光層30a被提供在第一區域r1與第二半導體層20a之間、以及該第二區域r2與該第二半導體層20a之間。
第五半導體層10c在第一方向D1中從金屬層40被分離、且與第三方向D3中的第一半導體層10a被排 列。在該實施例中，隔離溝槽13被提供在第一半導體層10a與第五半導體層10c之間。隔離溝槽13可以不位於第一半導體層10a與第五半導體層10c之間。
從金屬層40向第五半導體層10c的第一方向D1與Z軸方向平行。垂直Z軸方向的一方向作為X軸方向。垂直Z軸方向與X軸方向之方向作為Y軸方向。
第三堆疊體100c包括第五半導體層10c、第六半導體層20c、以及第三發光層30c。第五半導體層10c包括第七區域r7、第八區域r8、以及第九區域r9。第八區域r8在第二方向D2中，從第七區域r7被分離。第二方向D2交叉第一方向D1。在該實施例中，第二方向D2與X軸方向對齊。第九區域r9被提供在第七區域r7與第八區域r8之間。第五半導體層10c具有第一導電類型。第七區域r7、第八區域r8、以及第九區域r9在第三方向D3中延伸。第三方向D3交叉第一方向D1與第二方向D2。在該實施例中，第三方向D3係為Y軸方向。
第六半導體層20c被提供在第七區域r7與金屬層40之間、以及第八區域r8與金屬層40之間。第六半導體層20c具有第二導電類型。第三發光層30c被提供在第七區域r7與第六半導體層20c之間、以及第八區域r8與第六半導體層20c之間。
第一電極e1被提供在第一區域r1中的第二半導體層20a與金屬層40之間，並被電連接至該第二半導體層20a。第二電極e2被提供在第二區域r2中的第二半 導體層20a與金屬層40之間，並被電連接至該第二半導體層20a。第三電極e3被提供在第三區域r3與金屬層40之間，並被電連接至第三區域r3。第一電極e1與第二電極e2係為，舉例，p-電極。第三電極e3係為，舉例，n-電極。
第七電極e7被提供在第七區域r7中的第六半導體層20c與金屬層40之間，且被電連接至第六半導體層20c。第八電極e8被提供在第八區域r8中的第六半導體層20c與金屬層40之間，並被電連接至第六半導體層20c。第九電極e9被提供在第九區域r9與金屬層40之間，並被電連接至第九區域r9。第七電極e7與第八電極e8係為，舉例，p-電極。第九電極e9係為，舉例，n-電極。
第三連接電極ec3被提供在第六半導體層20c與金屬層40之間、並電極連接第七電極e7至第八電極e8。類似於第七電極e7、第八電極e8，第三連接電極ec3被電連接至第六半導體層20c。類似於第七電極e7與第八電極e8，第三連接電極ec3係為，舉例，p-電極。
第二內部元件互連部分16被提供在第三電極e3與金屬層40之間、與第三連接電極ec3與金屬層40之間、並電連接第三電極e3至第三連接電極ec3。
半導體發光元件113進一步包括第二增補互連部分91。第二增補互連部分91被提供在第七電極e7與金屬層40之間、第八電極e8與金屬層40之間、以及 第三連接電極ec3與金屬層40之間、並被電連接至第七電極e7、第八電極e8、以及第三連接電極ec3。而且，第二增補互連部分91被電連接至第二內部元件互連部分16。
半導體發光元件113進一步包括第一襯墊部分14c與第一襯墊互連部分82。當第一襯墊部分14c被投射到垂直至第一方向D1的平面上時，其覆蓋金屬層40、且不覆蓋第五半導體層10c。第一襯墊互連部分82電連接第一襯墊部分14c至第九電極e9。第一襯墊部分14c係為，舉例n-側襯墊。
半導體發光元件113進一步包括第一連接電極ec1。第一連接電極ec1被提供在第二半導體層20a與金屬層40之間，並被電連接第一電極e1至第二電極e2。相似於第一電極e1與第二電極e2，第一連接電極ec1電連接至第二半導體層20a。相似於第一電極e1與第二電極e2，第一連接電極ec1係為，舉例，p-電極。
半導體發光元件113進一步包括第二襯墊部分14e與第二襯墊互連部分84。當第二襯墊部分14e被投射到垂直至第一方向D1的平面上時，其覆蓋金屬層40、且不覆蓋第一半導體層10a。第二襯墊互連部分84電連接第二襯墊部分14e至第一電極e1、第二襯墊部分14e至第二電極e2、以及第二襯墊部分14e至第一連接電極ec1。第二襯墊部分14e係為，舉例，p-側襯墊。
如圖12所示，第七電極e7、第八電極e8、 以及第九電極e9被提供在第三方向D3內延伸。第九電極e9被提供在第七電極e7與第八電極e8之間。第三連接電極ec3被提供在第二方向D2內延伸。第三連接電極ec3被連接至第七電極e7與第八電極e8。第三連接電極ec3被設置相對於第九電極e9之開口端ed9。第七電極e7、第八電極e8、以及第九電極e9被提供在第一襯墊部分14c與第三連接電極ec3之間。第二內部元件互連部分16被提供在第三連接電極ec3與第一至第三電極e1至e3之間。
根據該實施例，至少二堆疊本體被串聯連接。因而，可獲得高度的發光均勻性可被增加。因而，可獲得高度的光擷取效率。因而，可提供高效率的半導體發光元件。
圖13A至圖13E係根據該實施例顯示電極與半導體發光元件之互聯的示意平面圖。
圖13A至圖13E顯示根據第三實施例之半導體發光元件112拆開成各層的狀態，且係為顯示在四(兩個兩個)堆疊本體被串連連接情況下之電極之配置與互聯的圖示。
圖13A顯示p-電極的配置。如圖13A所示，第一電極e1、第二電極e2、以及第一連接電極ec1被設置在第一堆疊體100a中。第四電極e4、第五電極e5、以及第二連接電極ec2被設置在第二堆疊體100b中。第七電極e7、第八電極e8、以及第三連接電極ec3被設置在 第三堆疊體100c中。第十電極e10、第十一電極e11、以及第四連接電極ec4被設置在第四堆疊體100d中。
圖13B顯示n-電極的配置。如圖13B所示，第三電極e3被設置在第一堆疊體100a中。第六電極e6被設置在第二堆疊體100b中。第九電極e9被設置在第三堆疊體100c中。第十二電極e12被設置在第四堆疊體100d中。
圖13C係顯示互聯的配置。如圖13C所示，第二內部元件互連部分16與第一增補互連部分90被設置在第一堆疊體100a中。第一內部元件互連部分12與第三增補互連部分92被設置在第二堆疊體100b中。第二增補互連部分91與第一襯墊互連部分82被設置在第三堆疊體100c中。第三內部元件互連部分18與第二襯墊互連部分83被設置在第四堆疊體100d中。
圖13D係顯示平台的配置。如圖13D所示，平台19被形成在元件電極平面。
圖13E係顯示隔離溝槽的配置。如圖13E所示，隔離溝槽13被形成在元件前表面中。
圖14A至圖14E係根據該實施例顯示電極與一其它半導體發光元件之互聯的示意平面圖。
圖14A至圖14E顯示根據該實施例之半導體發光元件113拆開成各層的狀態，且係為顯示在九(三個三個)堆疊本體被串連連接情況下之電極之配置與互聯的圖示。
類似於以上所列舉之圖13A至圖13E，圖 14A顯示p-電極的配置。圖14B顯示n-電極的配置。圖14C係顯示互聯的配置。圖14D係顯示平台的配置。圖14E係顯示隔離溝槽的配置。
因此，在實施例的半導體發光元件中，基本配置相似於四個堆疊體的情況，甚至是在九個堆疊體被串聯連接的情況下。因此，推疊體的數量並無特別限制。
圖15A與圖15B係根據該實施例顯示與另一半導體發光元件之互聯結構的示意平面圖。
圖15A係為顯示包括九(三個三)堆疊體之半導體發光元件的互聯結構之圖形。
圖15B係為圖15A的W部分之放大圖。
如圖15A與圖15B所示，第一堆疊體100a與第三堆疊體100c在第三方向D3中被排列。在第一堆疊體100a中，在p-側上的電極pa包括第一電極e1、第二電極e2、以及第一連接電極ec1。第一電極e1與第二電極e2在第三方向D3中延伸。第一連接電極ec1在第二方向D2中延伸，且連接第一電極e1至第二電極e2。
在n-側上的電極na包括兩個第三電極e3與e3b、以及第五連接電極ec5。兩個第三電極e3與e3b在第三方向D3中延伸。第五連接電極ec5在第二方向D2中延伸，且連接該兩個第三電極e3與e3b。
類似的，在第三堆疊體100c中，在p-側上的電極pb包括第七電極e7、第八電極e8、以及第三連接電極ec3。第七電極e7與第八電極e8在第三方向D3中延 伸。第三連接電極ec3在第二方向D2中延伸，且連接第七電極e7至第八電極e8。
在n-側上的電極nb包括兩個第九電極e9與e9b、以及第六連接電極ec6。兩個第九電極e9與e9b在第三方向D3中延伸。第六連接電極ec6在第二方向D2中延伸，且連接該兩個第九電極e9與e9b。
在該實施例的情況下，增補互連部分並不被提供給p-電極pa與pb。內部元件互連部分21被用來作為第一堆疊體100a與第三堆疊體100c之間的內部元件互連。內部元件互連部分21並不具有如以上(圖5)所描述之第二內部元件互連部分16之管路組態，而是寬平板組態。因而，電阻可被減少。當被投射到垂直至該第一方向D1的平面上時，內部元件互連部分21被提供在第二方向D2中之第一堆疊體100a與第三堆疊體100c之間延伸。
第五連接電極ec5與內部元件互連部分21被電連接。第三連接電極ec3與內部元件互連部分21被電連接。因此，第一堆疊體100a的n-電極與第三堆疊體100c的p-電極被串聯連接。該實施例可實施之互聯結構的堆疊體數目並不侷限為9(三個三)。基本的剖面結構在以上所敘述的第一至第四實施例中。
圖16A與圖16B係根據該實施例顯示與另一半導體發光元件之互聯結構的示意平面圖。
圖16A係為顯示包括四(二個二)堆疊體之半導體發 光元件的互聯結構之圖形。
圖16B係為顯示包括四(二個二)堆疊體之半導體發光元件的互聯結構之圖形。
圖16A中所顯示的互聯結構類似於以上(圖9)所描述之第三實施例中所描述的互聯結構。換言之，第一堆疊體100a與第三堆疊體100c在第三方向D3中被排列。在第三堆疊體100c中，在p-側上的第八電極e8在第三方向D3中延伸。第八電極e8包括在第二方向D2中延伸的延伸部分e81。在n-側上的該兩個第九電極e9與e9b在第三方向D3中延伸。第九電極e9與第九電極e9b透過第七連接電極ec7被連接。第七連接電極ec7在第二方向中延伸，且被連接至第一襯墊部分14c。當延伸部分e81被投射到垂直至第一方向D1的平面上時，其被提供在隔離溝槽13與第七連接電極ec7之間。換言之，在第三方向D3中，n-電極(第七連接電極ec7)被設置在p-電極(第八電極e8的延伸部分e81)內部。
另一方面在圖16B中所顯示的內聯接結構中，n-電極(第七連接電極ec7)被設置在外部。換言之，在第三堆疊體100c中，在p-側上的第八電極e8在第三方向D3中延伸，但沒有在第二方向D2中延伸。在n-側上的該兩個第九電極e9與e9b在第三方向D3中延伸。第九電極e9與第九電極e9b透過第七連接電極ec7被連接。第七連接電極ec7在第二方向中延伸，且被連接至第一襯墊部分14c。當被投射到垂直至第一方向D1的平面 上時，第七連接電極ec7被設置成與隔離溝槽13排列，且第八電極e8的延伸部分e81並不存在隔離溝槽13與第七連接電極ec7之間。在第三方向D3中，n-電極(第七連接電極ec7)被設置在p-電極(第八電極e8)外部。該實施例可具有圖16A或圖16B中任一的互聯結構。相較於圖16A的互聯結構，有較少未使用之互聯的圖16B之互聯結構係為較佳。
圖17A至圖17H與圖18A至圖18E係根據該實施例顯示製造該半導體發光元件的方法之示意剖面圖。
在此，圖5(參照圖6)的D1-D2剖面在敘述中闡示。
如圖17A所示，緩衝層52在生長基板51上被形成；且第一半導體薄膜10f、發光薄膜30f、以及第二半導體薄膜20f按此順序連續第在緩衝層52被形成。例如，金屬有機化學氣相沉積(金屬有機化學氣相沉積：MOCVD)、金屬有機物氣相磊晶(金屬有機物氣相磊晶：MOVPE)、分子束磊晶(分子束磊晶：MBE)、氫化物汽相磊晶(HVPE)、等等，可被用來形成該些薄膜。該些薄膜係為外延生長。生長基板51包括，例如，矽、藍寶石、尖晶石、GaAs、InP、ZnO、Ge、SiGe、SiC、等等的基板。
如圖17B所示，第一堆疊體100a與第三堆疊體100c藉由移除第一半導體薄膜10f的部分、發光薄膜 30f的部分、以及第二半導體薄膜20f的部分被形成。第一堆疊體100a包括第一半導體層10a、第二半導體層20a、以及第一發光層30a。第三堆疊體100c包括第五半導體層10c、第六半導體層20c、以及第三發光層30c。例如，RIE(反應性離子蝕刻)被用來做移除的圖形化。例如，包括氮氣的氣體被用在RIE中。第一半導體層10a與第五半導體層10c在此時係為連續，在以下所描述的製程中被分離。
如圖17C所示，絕緣膜15f在堆疊體上被形成。例如，CVD(化學氣相沉積)、濺鍍、SOG(旋塗玻璃)、或類似方法被用來形成絕緣膜15f。絕緣膜15f包括，例如，如氧化矽SiO2，等等。
絕緣膜15f被圖形化如圖17D所示。第二內部元件絕緣層15從絕緣膜15f被形成。絕緣膜15f的部分被移除；且在p-側上的第一連接電極ec1與第三連接電極ec3分別在被暴露的第二半導體層20a與第六半導體層20c上被形成。為了第一連接電極ec1與第三連接電極ec3，保護性金屬層70(未顯示)可以針對需要被形成。
如圖17E所示，絕緣膜15f的部分被移除；且在n-側上的第三電極e3與第九電極e9分別在被暴露的第一半導體層10a與第五半導體層10c上被形成。
如圖17F中所示，第一增補互連部分90、第二增補互連部分91、第一襯墊互連部分82、以及第二內部元件互連部分16被形成。該些互聯部分可同時地與以 上所列舉的n-側電極(第三電極e3與第九電極e9)被形成。
絕緣層60如圖17G所示地被形成。例如，CVD、濺鍍、SOG、或類似方法被用來形成絕緣層60。絕緣層60包括，例如，氧化矽SiO2，等等。
如圖17H所示，由金屬製成的反射層61在絕緣層60上被形成。反射層61包括，例如，Ag或Ag合金。
如圖18A所示，準備了支撐單元50u。支撐單元50u包括基底本體50與金屬層40。金屬層40被設置在基底本體50與堆疊體之間。反射層61與基底本體50藉由加熱被金屬層40連接。
生長基板51與緩衝層52被移除，如圖18B所示。
表面不整10p在第一半導體膜10f的上表面被形成，如圖18C所示。
如圖18D所示，第一半導體層10a與第五半導體層10c透過分離第一半導體膜10f被形成。因而，形成了隔離溝槽13。
如圖18E所示，形成了第一襯墊部分14c。因而，形成了半導體發光元件111。
(第五實施例)
圖19至圖22係根據第五實施例顯示半導體發光元件 之示意剖面圖。
圖19係顯示圖1之A1-A2剖面部分的其他實施例。
圖20係為圖19之W1部分的放大圖示。
圖21係顯示圖1之B1-B2剖面部分的其他實施例。
圖22係顯示圖1之C1-C2剖面部分的其他實施例。
如在圖19至圖22的實施例所示，半導體發光元件114之p-電極周圍的剖面結構與其在半導體發光元件110中不同。當第一增補互連部分90被投射到垂直至該第一方向D1的平面上時，其與第一電極e1的部分重疊。同樣地，第一增補互連部分90與第二電極e2的部分重疊。第一增補互連部分90與第一連接電極ec1的部分重疊。第一增補互連部分90的寬度較各個電極的寬度為窄。例如，第一增補互連部分90以管路組態被提供。
如圖20所示，保護性金屬層70覆蓋第二電極e2。各保護性金屬層70的末端部分被提供在絕緣層11a上。絕緣層11a係為形成在平台部分的絕緣層。例如，氧化矽(SiO2，等等)被來做為絕緣層11a的材質。該材質可施用於各實施例。第一電極e1、第一連接電極ec1、第四電極e4、第五電極e5、以及第二連接電極ec2之周圍結構類似於如圖20中所示的第二電極e2的周圍結構。
當第二襯墊互連部分81被投射到垂直至該第一方向D1的平面上時，其與第四電極e4的部分重疊。同樣地，第二襯墊互連部分81與第五電極e5的部分重疊。 第二襯墊互連部分81與第二連接電極ec2的部分重疊。第二襯墊互連部分81的寬度較各個該些電極的寬度為窄。例如，第二襯墊互連部分81以管路組態被提供。
如圖22所示，保護性金屬層70覆蓋第二電極e2。保護性金屬層70之兩端部分的一端被提供在絕緣層11a上；且另外一端被提供在第一內部元件絕緣層11上。
(第六實施例)
圖23與圖24係根據第六實施方式顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
圖23係顯示圖5之D1-D2剖面部分的其他實施例。
圖24係顯示圖5之E1-E2剖面部分的其他實施例。
如圖23與圖24的實施例所示，半導體發光元件115之p-電極周圍的剖面結構與其在半導體發光元件111中不同。當第二增補互連部分91被投射到垂直至該第一方向D1的平面上時，其與第七電極e7的部分重疊。同樣地，第二增補互連部分91與第八電極e8的部分重疊。第二增補互連部分91與第三連接電極ec3的部分重疊。第二增補互連部分91的寬度較各個該些電極的寬度為窄。例如，第二增補互連部分91以管路組態被提供。
第七電極e7、第八電極e8、以及第三連接電極ec3之周圍結構類似於如圖20中所示的第二電極e2的周圍結構。
圖25A至圖25D係根據該第六實施例顯示該半導體發光元件部分之圖樣。
圖25A係為圖5的S部分之放大圖。
圖25B係顯示圖25A之T1-T2剖面部分的其他實施例的示意剖面圖。
圖25C係顯示圖25A之U1-U2剖面部分的其他實施例的示意剖面圖。
圖25D係顯示圖25A之V1-V2剖面部分的其他實施例的示意剖面圖。
(第七實施例)
圖26與圖27係根據第七實施方式顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
圖26係顯示圖9之F1-F2剖面部分的另一實施例。
圖27係顯示圖9之G1-G2剖面部分的另一實施例。
如圖26與圖27的實施例所示，半導體發光元件116之p-電極周圍的剖面結構與其在半導體發光元件112中不同。當第三增補互連部分92被投射到垂直至該第一方向D1的平面上時，其與第四電極e4的部分重疊。同樣地，第三增補互連部分92與第五電極e5的部分重疊。第三增補互連部分92與第二連接電極ec2的部分重疊。第三增補互連部分92的寬度較各個電極的寬度為窄。例如，第三增補互連部分92以管路組態被提供。
第十電極e10、第十一電極e11、以及第四連 接電極ec4之周圍結構類似於如圖20中所示的第二電極e2的周圍結構。
當第二襯墊互連部分83被投射到垂直至該第一方向D1的平面上時，其與第十電極e10的部分重疊。同樣地，第二襯墊互連部分83與第十一電極e11的部分重疊。第二襯墊互連部分83與第四連接電極ec4的部分重疊。第二襯墊互連部分83的寬度較各個該些電極的寬度為窄。例如，第二襯墊互連部分83以管路組態被提供。
類似於以上所列舉的描述，圖12之實施例所示的半導體發光元件113之p-電極周圍的結構可為不同。當第二增補互連部分91被投射到垂直至該第一方向D1的平面上時，其與第七電極e7的部分重疊。同樣地，第二增補互連部分91與第八電極e8的部分重疊。第二增補互連部分91與第三連接電極ec3的部分重疊。第二增補互連部分91的寬度較各個該些電極的寬度為窄。例如，第二增補互連部分91以管路組態被提供。
當第二襯墊互連部分84被投射到垂直至該第一方向D1的平面上時，其與第一電極e1的部分重疊。同樣地，第二襯墊互連部分84與第二電極e2的部分重疊。第二襯墊互連部分84與第一連接電極ec1的部分重疊。第二襯墊互連部分84的寬度較各個該些電極的寬度為窄。例如，第二襯墊互連部分84以管路組態被提供。
如圖17F所示，第一增補互連部分90、第二 增補互連部分91、第一襯墊互連部分82、以及第二內部元件互連部分16被形成。例如，氣相沉積與剝離法被用來作為形成該些互聯部分的方法。
(第八實施例)
圖28係根據第八實施例顯示半導體發光元件之示意透視平面圖。
圖29A與圖29B係根據該第八實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
圖29A係顯示圖28之A1-A2的剖面。圖29B係為圖29A的W2部分之放大圖。
圖30係根據該第八實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
圖30係顯示圖28之B1-B2的剖面。
圖31A與圖31B係根據該第八實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
圖31A係顯示圖28之C1-C2的剖面。圖31B係為圖31A的W3部分之放大圖。
在圖29A、圖29B、圖30、圖31A、以及圖31B之剖面圖中顯示的部分元件，為了顯示方便，並無顯示在圖28的透視平面圖中。
根據該實施例半導體發光元件117進一步包括第一增補互連部分90a與第二襯墊互連部分81a。在該實施例中，各該些互連部分被提供在平面組態中。換言 之，當第一增補互連部分90a被投射到垂直至該第一方向D1的平面上時，其與整個第一電極e1重疊。同樣地，第一增補互連部分90a與整個第二電極e2重疊。第一增補互連部分90a與整個第一連接電極ec1重疊。第一增補互連部分90a的寬度較各個電極的寬度為寬。當第二襯墊互連部分81a被投射到垂直至該第一方向D1的平面上時，其與整個第四電極e4重疊。同樣地，第二襯墊互連部分81a與整個第五電極e5重疊。第二襯墊互連部分81a與整個第二連接電極ec2重疊。第二襯墊互連部分81a的寬度較各個該些電極的寬度為寬。第一電極e1、第二電極e2、第一連接電極ec1、第四電極e4、第五電極e5、以及第二連接電極ec2係為p-電極。
半導體發光元件117具有p-電極上的襯墊互連與增補互連完全覆蓋p-電極與n-電極的結構。由於p-電極被完全地覆蓋，在p-電極上的不平坦被消除。同時，由於p-電極與n-電極被完全地覆蓋，濺鍍與蝕刻可容易地被用來作為行程增補互連與襯墊互連的方法。
半導體發光元件117進一步包括第一襯墊互連部分80a與第一內部元件互連部分12a。第一襯墊互連部分80a從第三電極e3被分別地形成，且覆蓋第三電極e3的整個表面(包括側)表面。第一內部元件互連部分12a從第六電極e6被分別地形成，且覆蓋第六電極e6的整個表面。第三電極e3與第六電極e6係為n-電極。在該實施例中，最好是能控制n-電極的厚度。因而，能平坦化 接合表面與金屬層40的不平坦。
在該實施例中，如圖29B所示，保護性金屬層70覆蓋第二電極e2。各保護性金屬層70的末端部分被提供在絕緣層11a上。絕緣層11a係為形成在平台部分的絕緣層。第一增補互連部分90a覆蓋保護性金屬層70。各第一增補互連部分90a的末端部分被提供在絕緣層11a上。第一電極e1、第一連接電極ec1、第四電極e4、第五電極e5、以及第二連接電極ec2之周圍結構類似於如圖21B中所示的第二電極e2的周圍結構。第一襯墊互連部分80a覆蓋第三電極e3。各第一襯墊互連部分80a的末端部分被提供在絕緣層11a上。
如圖31B所示，保護性金屬層70覆蓋第二電極e2。保護性金屬層70之兩端部分的一端被提供在絕緣層11a上；且另外一端被提供在第一內部元件絕緣層11上。第一增補互連部分90a被連接至第一內部元件互連部分12a。第一增補互連部分90a覆蓋保護性金屬層70。第一增補互連部分90a之兩端部分的一端被提供在絕緣層11a上；且另外一端被提供在第一內部元件絕緣層11上。
在該實施例中，形成單一體的保護性金屬層70與第一增補互連部分90a係為可能。
(第九實施例)
圖32係根據第九實施例顯示半導體發光元件之示意 透視平面圖。
圖33與圖34係根據該第九實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
圖33係顯示圖32之D1-D2的剖面。
圖34係顯示圖32之E1-E2的剖面。
圖33與圖34之剖面圖中顯示的部分元件，為了顯示方便，並無顯示在圖32的透視平面圖中。
根據該實施例半導體發光元件118進一步包括第一增補互連部分90a、第二增補互連部分91a、以及第二襯墊互連部分81a。在該實施例中，各該些互連部分被提供在平面組態中。第一增補互連部分90a與第二襯墊互連部分81a如同第八實施例所描述。當第二增補互連部分91a被投射到垂直至第一方向D1的平面上時，其與整個第七電極e7重疊。同樣地，第二增補互連部分91a與整個第八電極e8重疊。第二增補互連部分91a與整個第三連接電極ec3重疊。第二增補互連部分91a的寬度較各個電極的寬度為寬。第七電極e7、第八電極e8、以及第三連接電極ec3係為p-電極。
半導體發光元件118具有p-電極上的襯墊互連與增補互連完全覆蓋p-電極與n-電極的結構。由於p-電極被完全地覆蓋，在p-電極上的不平坦被消除。同時，由於p-電極與n-電極被完全地覆蓋，濺鍍與蝕刻可容易地被用來作為行程增補互連與襯墊互連的方法。
半導體發光元件118進一步包括第一襯墊互 連部分82a、第一內部元件互連部分12a、以及第二內部元件互連部分16a。第一內部元件互連部分12a如同第五實施例中所描述。第一襯墊互連部分82a從第九電極e9被分別地形成，且覆蓋第九電極e9的整個表面。第二內部元件互連部分16a從第三電極e3被分別地形成，且覆蓋第三電極e3的整個表面。第九電極e9與第三電極e3係為n-電極。在該實施例中，最好是能控制n-電極的厚度。因而，能平坦化接合表面與金屬層40的不平坦。
(第十實施例)
圖35係根據第十實施例顯示半導體發光元件之示意透視平面圖。
圖36與圖37係根據該第十實施例顯示半導體發光元件之示意剖面圖。
圖36係顯示圖35之F1-F2的剖面。
圖37係顯示圖35之G1-G2的剖面。
圖36與圖37之剖面圖中顯示的部分元件，為了顯示方便，並無顯示在圖35的透視平面圖中。
根據該實施例半導體發光元件119進一步包括第一增補互連部分90a、第二增補互連部分91a、第三增補互連部分92a、以及第二襯墊互連部分83a。在該實施例中，各該些互連部分被提供在平面組態中。第一增補互連部分90a與第二增補互連部分91a如同第八與第九實施例所描述。當第三增補互連部分92a被投射到垂直至第 一方向D1的平面上時，其與整個第四電極e4重疊。同樣地，第三增補互連部分92a與整個第五電極e5重疊。第三增補互連部分92a與整個第二連接電極ec2重疊。第三增補互連部分92a的寬度較各個電極的寬度為寬。當第二襯墊互連部分83a被投射到垂直至該第一方向D1的平面上時，其與整個第十電極e10重疊。同樣地，第二襯墊互連部分83a與整個第十一電極e11重疊。第二襯墊互連部分83a與整個第四連接電極ec4重疊。第二襯墊互連部分83a的寬度較各個該些電極的寬度為寬。第十電極e10、第十一電極e11、以及第四連接電極ec4係為p-電極。
半導體發光元件119具有p-電極上的襯墊互連與增補互連完全覆蓋p-電極與n-電極的結構。由於p-電極被完全地覆蓋，在p-電極上的不平坦被消除。同時，由於p-電極與n-電極被完全地覆蓋，濺鍍與蝕刻可容易地被用來作為行程增補互連與襯墊互連的方法。
半導體發光元件119進一步包括第一襯墊互連部分82a、第一內部元件互連部分12a、第二內部元件互連部分16a、以及第三內部元件互連部分18a。第一襯墊互連部分82a、第一內部元件互連部分12a、以及第二內部元件互連部分16a係如同第八與第九實施例中所描述。第三內部元件互連部分18a從第十二電極e12被分別地形成，且覆蓋第十二電極e12的整個表面。第十二電極e12係為n-電極。在該實施例中，最好是能控制n-電極的厚度。因而，能平坦化接合表面與金屬層40的不平坦。
(第十一實施例)
圖38係根據第十一實施例顯示半導體發光元件之示意透視平面圖。
根據該實施例半導體發光元件120進一步包括第二增補互連部分91a與第二襯墊互連部分84a。各該些互連部分被提供在平面組態中。換言之，當第二增補互連部分91a被投射到垂直至第一方向D1的平面上時，其與整個第七電極e7重疊。同樣地，第二增補互連部分91a與整個第八電極e8重疊。第二增補互連部分91a與整個第三連接電極ec3重疊。第二增補互連部分91a的寬度較各個電極的寬度為寬。當第二襯墊互連部分84a被投射到垂直至該第一方向D1的平面上時，其與整個第一電極e1重疊。同樣地，第二襯墊互連部分84a與整個第二電極e2重疊。第二襯墊互連部分84a與整個第一連接電極ec1重疊。第二襯墊互連部分84a的寬度較各個該些電極的寬度為寬。第七電極e7、第八電極e8、第三連接電極ec3、第一電極e1、第二電極e2、以及第一連接電極ec1係為p-電極。
半導體發光元件120具有p-電極上的襯墊互連與增補互連完全覆蓋p-電極與n-電極的結構。由於p-電極被完全地覆蓋，在p-電極上的不平坦被消除。同時，由於p-電極與n-電極被完全地覆蓋，濺鍍與蝕刻可容易地被用來作為行程增補互連與襯墊互連的方法。
半導體發光元件120進一步包括第一襯墊互連部分82a與第二內部元件互連部分16a。第一襯墊互連部分82a從第九電極e9被分別地形成，且覆蓋第九電極e9的整個表面。第二內部元件互連部分16a從第三電極e3被分別地形成，且覆蓋第三電極e3的整個表面。第九電極e9與第三電極e3係為n-電極。在該實施例中，最好是能控制n-電極的厚度。因而，能平坦化接合表面與金屬層40的不平坦。
根據該實施例，可提供高效率的半導體發光元件。
在本發明規格中，「氮化物半導體」包括化學式B x In y Al z Ga1-x-y-z N(0 x 1，0 y 1，0 z 1，以及x+y+z 1)之半導體的所有成分，其中成分比例x、y、以及z分別在範圍內被改變。除了以上所列舉化學式中的N(氮)、被添加來控制各種如導電類型或類似特性的各種元素、各種無意被包括的元素，「氮化物半導體」進一步包括V族元素。
上文中，以具體實施例描述本發明實方式。然而，本發明並不被侷限在該些具體實施例中。例如，透過從已知領域，適當地選擇包括在半導體發光元件中的特定組態，例如金屬層、半導體層、發光層、電極、內部元件互連部分、等等，熟悉本技術領域之人員同樣地可操作本發明；且該操作屬於本發明可得到類似效果的範圍之內。
再者，任何兩或多個具體實施例的元件可於技術可行性的範圍之內被組合，且被包括在本發明所被涵括之本發明主旨的範圍之內。
基於以上所描述作為本發明實施例之半導體發光元件，由在本技術領域中熟悉本技術領域人員透過合適的設計修改之所有可實行之半導體發光元件，同樣也被包括在本發明所被涵括之本發明精神的範圍之內。
各種其他變化和修改可由熟悉本技術領域的人員在本發明精神之內設想，且可以被理解的是該些變動與修改也被概括在本發明的範圍之內。
雖然特定實施例已被描述，該些實施例僅以示例方式提出，且旨不在於侷限本發明之範圍。實際上，本文中所描述的新穎實施例可以各種其他形式體現；此外，可在不悖離本發明之精神下，進行以本文中所描述之實施例的形式的各種省略、替換以及改變。所附之申請專利範圍以及其同等物旨在涵蓋落在本發明之範圍與精神之內的該些形式或修改。
12‧‧‧第一內部元件互連部分
13‧‧‧隔離溝槽
14a‧‧‧第一襯墊部分
14b‧‧‧第二襯墊部分
80‧‧‧第一襯墊互連部分
81‧‧‧第二襯墊互連部分
90‧‧‧第一增補互連部分
100a‧‧‧第一堆疊體
100b‧‧‧第二堆疊體
110‧‧‧半導體發光元件
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向
D3‧‧‧第三方向
e1‧‧‧第一電極
e2‧‧‧第二電極
e3‧‧‧第三電極
e4‧‧‧第四電極
e5‧‧‧第五電極
e6‧‧‧第六電極
ec1‧‧‧第一連接電極
ec2‧‧‧第二連接電極
ed3‧‧‧開口端
ed6‧‧‧開口端
r1‧‧‧第一區域
r1a‧‧‧第一區域
r2‧‧‧第二區域
r2a‧‧‧第二區域
r3‧‧‧第三區域
r3a‧‧‧第三區域
r3b‧‧‧第三區域
r4‧‧‧第四區域
r4a‧‧‧第四區域
r5‧‧‧第五區域
r5a‧‧‧第五區域
r6‧‧‧第六區域
r6a‧‧‧第六區域
r6b‧‧‧第六區域

Claims (24)

  1. 一種半導體發光元件，其包含：金屬層；第一導電類型的第一半導體層，其在第一方向中從該金屬層被分離，該第一半導體層包括第一區域、第二區域、以及第三區域，該第二區域在與該第一方向交叉之第二方向中、從該第一區域被分離，該第一區域、該第二區域、以及該第三區域在與該第一方向以及該第二方向交叉之第三方向中延伸，該第三區域被提供在該第一區域與該第二區域之間；第二導電類型的第二半導體層被提供在該第一區域與該第金屬層之間、以及該第二區域與該金屬層之間；第一發光層，其被提供在該第一區域與該第二半導體層之間、以及該第二區域與該第二半導體層之間；該第一導電類型的第三半導體層，其在該第一方向中從該金屬層被分離、且與該第二方向中的該第一半導體層被排列，該第三半導體層包括第四區域、第五區域、以及第六區域，該第五區域在該第三方向中從該第四區域被分離，該第四區域、該第五區域、以及該第六區域在該第二方向中延伸，該第六區域被提供在該第四區域與該第五區域之間；該第二導電類型的第四半導體層，其被提供在該第四區域與該金屬層、以及該第五區域與該金屬層之間；第二發光層，其被提供在該第四區域與該第四半導體 層之間、以及該第五區域以及該第四半導體層之間；第一電極，其被提供在該第一區域中的該第二半導體層與該金屬層之間，並被電連接至該第二半導體層；第二電極，其被提供在該第二區域中的該第二半導體層與該金屬層之間，並被電連接至該第二半導體層；第三電極，其被提供在該第三區域與該金屬層之間，並被電連接至該第三區域；第四電極，其被提供在該第四區域中的第四半導體層與該金屬層之間，並被電連接至該第四半導體層；第五電極，其被提供在該第五區域中的第四半導體層與該金屬層之間，並被電連接至該第四半導體層；第六電極，其被提供在該第六區域與該金屬層之間，並被電連接至該第六區域；第一內部元件互連部分，其被提供在該第二電極與該金屬層之間、與該第六電極與該金屬層之間，該第一內部元件互連部分電連接該第二電極至該第六電極；第一連接電極，其被提供在該第二半導體層與該金屬層之間，該第一連接電極連接該第一電極至該第二電極；以及第一增補互連部分，其被提供在該第一電極與該金屬層之間、該第二電極與該金屬層之間、以及該第一連接電極與該金屬層之間，該第一增補互連部分被電連接至該第一電極、該第二電極、以及該第一連接電極，該第一增補互連部分之一部分係延伸沿著在該第二方 向上介於該第三電極與該第四電極之間的該第一半導體層之一側。
  2. 如專利申請範圍第1項所述之該半導體發光元件，其中當該第一增補互連部分被投射到垂直於該第一方向的平面上時，其覆蓋該全部的第一電極、該全部的第二電極、以及該全部的第一連接電極。
  3. 如專利申請範圍第1項所述之半導體發光元件，其進一步包含：第一襯墊部分，當其被投射到垂直於該第一方向的平面上時，其覆蓋該金屬層、以及不覆蓋該第一半導體層；以及第一襯墊互連部分，其電連接該第一襯墊部分至該第三電極。
  4. 如專利申請範圍第1項所述之半導體發光元件，進一步包含第二連接電極，其被提供在該第四半導體層與該金屬層之間，該第二連接電極連接該第四電極至該第五電極。
  5. 如專利申請範圍第4項所述之半導體發光元件，其進一步包含：第二襯墊部分，當其被投射到垂直於該第一方向的平面上時，其覆蓋該金屬層、以及不覆蓋該第三半導體層；以及第二襯墊互連部分，其電連接該第二襯墊部分至該第四電極、該第二襯墊部分至該第五電極、以及該第二襯墊 部分至該第二連接電極。
  6. 如專利申請範圍第5項所述之半導體發光元件，其中當該第二襯墊互連部分被投射到該平面上時，其覆蓋該全部的第四電極、該全部的第五電極、以及該全部的第二連接電極。
  7. 如專利申請範圍第1項所述之半導體發光元件，其進一步包含：該第一導電類型的第五半導體層，其在該第一方向中從該金屬層被分離、且與該第三方向中的該第一半導體層被排列，該第五半導體層包括第七區域、第八區域、以及第九區域，該第八區域在該第二方向中從該第七區域被分離，該第七區域、該第八區域、以及該第九區域在該第三方向中延伸，該第九區域被提供在該第七區域與該第八區域之間；該第二導電類型的第六半導體層，其被提供在該第七區域與該金屬層之間、以及該第八區域與該金屬層之間；第三發光層，其被提供在該第七區域與該第六半導體層之間、以及該第八區域與該第六半導體層之間；第七電極，其被提供在該第七區域中的該第六半導體層與該金屬層之間，該第七電極被電連接至該第六半導體層；第八電極，其被提供在該第八區域中的該第六半導體層與該金屬層之間，並被電連接至該第六半導體層；第九電極，其被提供在該第九區域與該金屬層之間， 並被電連接至該第九區域；第三連接電極，其被提供在該第六半導體層與該金屬層之間，該第三連接電極連接該第七電極至該第八電極；以及第二內部元件互連部分，其被提供在該第三電極與該金屬層之間、與該第三連接電極與該金屬層之間，該第二內部元件互連部分電連接該第三電極至該第三連接電極。
  8. 如專利申請範圍第7項所述之半導體發光元件，進一步包含第二增補互連部分，其被提供在該第七電極與該金屬層之間、該第八電極與該金屬層之間、以及該第三連接電極與該金屬層之間，該第二增補互連部分被電連接至該第七電極、該第八電極、以及該第三連接電極。
  9. 如專利申請範圍第8項所述之半導體發光元件，其中當該第二增補互連部分被投射到垂直於該第一方向的平面上時，其覆蓋該全部的第七電極、該全部的第八電極、以及該全部的第三連接電極。
  10. 如專利申請範圍第7項所述之半導體發光元件，其進一步包含：第一襯墊部分，當其被投射到垂直於該第一方向的平面上時，其覆蓋該金屬層、以及不覆蓋該第五半導體層；以及第一襯墊互連部分，其電連接該第一襯墊部分至該第九電極。
  11. 如專利申請範圍第7項所述之半導體發光元件， 其進一步包含：第二連接電極，其被提供在該第四半導體層與該金屬層之間，該第二連接電極連接該第四電極至該第五電極；第二襯墊部分，當其被投射到垂直於該第一方向的平面上時，其覆蓋該金屬層、以及不覆蓋該第三半導體層；以及第二襯墊互連部分，其電連接該第二襯墊部分至該第四電極、該第二襯墊部分至該第五電極、以及該第二襯墊部分至該第二連接電極。
  12. 如專利申請範圍第11項所述之半導體發光元件，其中當該第二襯墊互連部分被投射到該平面上時，其覆蓋該全部的第四電極、該全部的第五電極、以及該全部的第二連接電極。
  13. 如專利申請範圍第7項所述之半導體發光元件，其進一步包含：該第一導電類型的第七半導體層，其在該第一方向中從該金屬層被分離、且與該第三方向中的該第三半導體層被排列，該第七半導體層包括第十區域、第十一區域、以及第十二區域，該第十一區域在該第二方向中從該第十區域被分離，該第十區域、該第十一區域、以及該第十二區域在該第三方向中延伸，該第十二區域被提供在該第十區域與該第十一區域之間；該第二導電類型的第八半導體層，其被提供在該第十區域與該金屬層、與該第十一區域與該金屬層之間； 第四發光層，其被提供在該第十區域與該第八半導體層之間、與該第十一區域與該第八半導體層之間；第十電極，其被提供在該第十區域中的該第八半導體層與該金屬層之間，且被電連接至該第八半導體層；第十一電極，其被提供在該第十一區域中的該第八半導體層與該金屬層之間，且被電連接至該第八半導體層；第十二電極，其被提供在該第十二區域與該金屬層之間，並被電連接至該第十二區域；以及第三內部元件互連部分，其被提供在該第五電極與該金屬層之間、與該第十二電極與該金屬層之間，該第三內部元件互連部分電連接該第五電極至該第十二電極。
  14. 如專利申請範圍第13項所述之半導體發光元件，其進一步包含：第二連接電極，其被提供在該第四半導體層與該金屬層之間，該第二連接電極連接該第四電極至該第五電極；以及第三增補互連部分，其被提供在該第四電極與該金屬層之間、該第五電極與該金屬層之間、以及該第二連接電極與該金屬層之間，該第三增補互連部分被電連接至該第四電極、該第五電極、以及該第二連接電極。
  15. 如專利申請範圍第14項所述之半導體發光元件，其中當該第三增補互連部分被投射到垂直於該第一方向的平面上時，其覆蓋該全部的第四電極、該全部的第五電極、以及該全部的第二連接電極。
  16. 如專利申請範圍第13項所述之半導體發光元件，其進一步包含：第一襯墊部分，當其被投射到垂直於該第一方向的平面上時，其覆蓋該金屬層、以及不覆蓋該第五半導體層；以及第一襯墊互連部分，其電連接該第一襯墊至該第九電極。
  17. 如專利申請範圍第13項所述之半導體發光元件，其進一步包含第四連接電極，其被提供在該第八半導體層與該金屬層之間，該第四連接電極連接該第十電極至該第十一電極。
  18. 如專利申請範圍第17項所述之半導體發光元件，其進一步包含：第二襯墊部分，當其被投射到垂直於該第一方向的平面上時，其覆蓋該金屬層、以及不覆蓋該第七半導體層；以及第二襯墊互連部分，其電連接該第二襯墊部分至該第十電極、該第二襯墊部分至該第十一電極、以及該第二襯墊部分至該第四連接電極。
  19. 如專利申請範圍第18項所述之半導體發光元件，其中當該第二襯墊互連部分被投射到該平面上時，其覆蓋該全部的第十電極、該全部的第十一電極、以及該全部的第四連接電極。
  20. 如專利申請範圍第1項所述之半導體發光元件， 其進一步包含：基底本體，以及絕緣層，其被提供在該金屬層與該第一內部元件互連部分之間，該金屬層被提供在該基底本體與該絕緣層之間。
  21. 如專利申請範圍第20項所述之半導體發光元件，其進一步包含反射層，其在該金屬層與該絕緣層之間被部分地提供。
  22. 如專利申請範圍第1項所述之半導體發光元件，其進一步包含第一內部元件絕緣層，其被提供在該第一內部元件互連部分與該第一半導體層的部分之間。
  23. 如專利申請範圍第1至22任一項所述之半導體發光元件，其中該第一內部元件互連部分的光反射比較該金屬層的該光反射比高。
  24. 一種半導體發光元件，其包含：金屬層；第一導電類型的第一半導體層，其在第一方向中從該金屬層被分離，該第一半導體層包括第一區域、第二區域、以及第三區域，該第二區域在與該第一方向交叉之第二方向中、從該第一區域被分離，該第一區域、該第二區域、以及該第三區域在與該第一方向以及該第二方向交叉之第三方向中延伸，該第三區域被提供在該第一區域與該第二區域之間；第二導電類型的第二半導體層被提供在該第一區域與 該第金屬層之間、以及該第二區域與該金屬層之間；第一發光層，其被提供在該第一區域與該第二半導體層之間、以及該第二區域與該第二半導體層之間；該第一導電類型的第五半導體層，其在該第一方向中從該金屬層被分離、且與該第三方向中的該第一半導體層被排列，該第五半導體層包括第七區域、第八區域、以及第九區域，該第八區域在該第二方向中從該第七區域被分離，該第七區域、該第八區域、以及該第九區域在該第三方向中延伸，該第九區域被提供在該第七區域與該第八區域之間；該第二導電類型的第六半導體層，其被提供在該第七區域與該第金屬層之間、以及該第八區域與該金屬層之間；第三發光層，其被提供在該第七區域與該第六半導體層之間、以及該第八區域與該第六半導體層之間；第一電極，其被提供在該第一區域中的該第二半導體層與該金屬層之間，並被電連接至該第二半導體層；第二電極，其被提供在該第二區域中的該第二半導體層與該金屬層之間，並被電連接至該第二半導體層；第三電極，其被提供在該第三區域與該金屬層之間，並被電連接至該第三區域；第七電極，其被提供在該第七區域中的該第六半導體層與該金屬層之間，且被電連接至該第六半導體層；第八電極，其被提供在該第八區域中的該第六半導體 層與該金屬層之間，並被電連接至該第六半導體層；第九電極，其被提供在該第九區域與該金屬層之間，並被電連接至該第九區域；第三連接電極，其被提供在該第六半導體層與該金屬層之間，該第三連接電極連接該第七電極至該第八電極；第二內部元件互連部分，其被提供在該第三電極與該金屬層之間、與該第三連接電極與該金屬層之間，該第二內部元件互連部分電連接該第三電極至該第三連接電極；以及第二增補互連部分，其被提供在該第七電極與該金屬層之間、該第八電極與該金屬層之間、以及該第三連接電極與該金屬層之間，該第二增補互連部分被電連接至該第七電極、該第八電極、以及該第三連接電極，該第二增補互連部分之一部分係延伸沿著在該第三方向上介於該第三電極與該第九電極之間的該第五半導體層之一側。
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