CN102931312A

CN102931312A - 半导体发光装置

Info

Publication number: CN102931312A
Application number: CN2011103767280A
Authority: CN
Inventors: 江彦志
Original assignee: Lextar Electronics Corp
Current assignee: Lextar Electronics Corp
Priority date: 2011-08-11
Filing date: 2011-11-23
Publication date: 2013-02-13
Also published as: TWI504021B; TW201308671A

Abstract

本发明公开了一种半导体发光装置，其包括基板；第一型半导体层，其形成于该基板上；发光层及第二型半导体层，该发光层及第二型半导体层依序形成于部分该第一型半导体层上，并裸露部分该第一型半导体层；第一型电极，形成于该裸露的第一型半导体层上，其包括有第一本体部及第一延伸部，其中该第一延伸部是自该第一本体部向第一方向延伸；以及第二型电极，其形成于该第二型半导体层上，其包括有第二本体部及第二延伸部，该第二延伸部是自该第二本体部向第二方向延伸，其中该第一延伸部在一平面上的第一投影与该第二延伸部在该平面上的第二投影仅部分重叠。借由本发明的半导体发光装置，其产生的热量较均匀且能提高发光效益。

Description

半导体发光装置

技术领域

本发明有关于一种半导体发光装置，特别是有关于一种电极包括延伸部的半导体发光装置。

背景技术

发光二极管元件由于耗电量少、体积小及使用寿命长，目前广泛地使用于家电用品的指示灯、液晶显示器的背光源、图文显示屏及汽车第三煞车灯等应用。近年来由于如磷化铝镓铟（AlGaInP）及氮化铝镓铟（AlGaInN）等发光二极管材料已被成功开发，因此能够在许多应用上以发光二极管元件取代传统的白炽灯泡。

图1及图2分别为公知的发光二极管10的平面图和剖面图，其中图2是沿着图1中2－2’剖面线的剖面图。在基板17上依序形成N型半导体层11、发光层16及P型半导体层12，然后借由蚀刻及沉积等步骤产生N型电极14及P型电极15。上述的发光层16可为同质接面（Homo Junction），异质接面（Hetero－Junction），双异质结构（Double Hetero－Structure），单量子井（Single Quantum Well），或是多重量子井（Multiple Quantum Well）等。

一般电子是由N型电极14下方处往P型电极15移动，同时空穴也会相反地自P型电极15往N型电极14移动。当电子和空穴在发光层16内结合时释放出能量而发出光线。且电子和空穴以P型电极15和N型电极14间电阻最低路径为主要移动路径。因此电子和空穴的结合往往集中于发光层16的局部面积P，不但造成大部分发光层16无法有效发光，也使得产生的热量集中、降低发光效益及可靠度。此种传统P型及N型电极配置方式显然仅适合较小尺寸（例如：14 mil×14 mil）的发光二极管10，并不适用于较大面积的矩形发光二极管。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种产生的热量较均匀且能提高发光效益的半导体发光装置。

为达到上述目的，本发明揭露一种半导体发光装置，其包括：基板；第一型半导体层，其形成于该基板上；发光层及第二型半导体层，该发光层及第二型半导体层依序形成于部分该第一型半导体层上，并裸露部分该第一型半导体层；第一型电极，其形成于该裸露的第一型半导体层上，该第一型电极包括有第一本体部、第一延伸部及第二延伸部，该第一延伸部包括有第一延伸区段与第二延伸区段，该第一延伸区段自该第一本体部向第一方向延伸，该第二延伸区段连接该第一延伸区段并向第二方向延伸，而该第二延伸部则包括有第三延伸区段与第四延伸区段，该第三延伸区段自该第一本体部向第三方向延伸，该第四延伸区段连接该第三延伸区段并向第二方向延伸，其中该第二延伸区段与第四延伸区段彼此互相平行，该第一方向以及该第三方向分别与该第二方向彼此互相垂直，且该第一方向及第三方向是彼此成180度反方向；以及第二型电极，其形成于该第二型半导体层上，该第二型电极包括有第二本体部及第三延伸部，其中该第三延伸部是位于该第二延伸区段及第四延伸区段之间，且该第三延伸部自该第二本体部向该第四方向延伸，该第四方向与该第二方向彼此成180度反方向，该第三延伸部在一平面上的第一投影（projection）与该第二延伸区段及该第四延伸区段在该平面上的第二投影及第三投影（projection）沿该第一方向及第三方向观察仅部分重叠。

本发明更揭露一种半导体发光装置，其包括基板；第一型半导体层，其形成于该基板上；发光层及第二型半导体层，该发光层及第二型半导体层依序形成于部分该第一型半导体层上，并裸露部分该第一型半导体层；第一型电极，形成于该裸露的第一型半导体层上，该第一型电极包括有第一本体部及第一延伸部，其中该第一延伸部是自该第一本体部向第一方向延伸；以及第二型电极，其形成于该第二型半导体层上，该第二型电极包括有第二本体部及第二延伸部，该第二延伸部是自该第二本体部向第二方向延伸，且该第一方向及该第二方向彼此成180度反方向，其中该第一延伸部在一平面上的第一投影（projection）与该第二延伸部在该平面上的第二投影（projection）沿垂直于该第一方向及第二方向的第三方向观察仅部分重叠。

由于本发明中的第一型电极包括有该第一延伸部，该第二型电极包括有该第二延伸部，因此可增加电子和空穴的移动路径，使电子和空穴的扩散更均匀，以避免产生的热量集中而降低发光效益及可靠度。再者，由于该第一延伸部的第一投影与该第二延伸部的第二投影仅部分重叠，因此可利用该第一延伸部将该第二延伸部的电流往一侧边扩散，以避免产生电流集中点，进而提高静电防护能力，降低元件失效。另外，由于该第一延伸部的第一投影与该第二延伸部的第二投影仅部分重叠，因此该第一延伸部与该第二延伸部未覆盖的面积仍可作为发光面积。

附图说明

图1为公知的发光二极管的平面示意图；

图2为沿着图1中2－2’剖线的剖面示意图；

图3a及图3b为本发明的第一实施例的半导体发光装置的平面示意图；

图4为沿着图3a中4－4’剖线的剖面示意图；

图5a及图5b为本发明的第二实施例的半导体发光装置的平面示意图；

图6a及图6b为本发明的第三实施例的半导体发光装置的平面示意图；

图7为沿着图6a中7－7’剖线的剖面示意图；以及

图8a及8b为本发明的第四实施例的半导体发光装置的平面示意图。

附图标记说明

1 第一方向 2 第二方向

3 第三方向 4 第四方向

5 第五方向 6 第六方向

1’ 第一方向 2’ 第二方向

3’ 第三方向 4’ 第四方向

10 发光二极管

11 N型半导体层 12 P型半导体层

14 N型电极 15 P型电极

16 发光层 17 基板

100 半导体发光装置 110 基板

112 平面 120 第一型半导体层

130 发光层 140 第二型半导体层

150 第一型电极 1510 第一本体部

1511 第一延伸部

1511a 第一延伸区段 1511b第二延伸区段

1512 第二延伸部 1512a第三延伸区段

1512b第四延伸区段 170 第二型电极

1710 第二本体部 1711 第三延伸部

1712 第四延伸部

200 半导体发光装置 210 基板

212 平面 220 第一型半导体层

230 发光层 240 第二型半导体层

250 第一型电极 2510 第一本体部

2511 第一延伸部 270 第二型电极

2710 第二本体部 2711 第二延伸部

2712 第三延伸部 2713 第四延伸部

P 面积。

具体实施方式

为了让本发明的结构特征及优点能更明显，下文将配合所附附图，作详细说明如下。

【实施例一】

参考图3a、图3b及图4，其显示根据本发明的第一实施例的半导体发光装置100。该半导体发光装置100可为矩形发光二极管。半导体发光装置100包括基板110、第一型半导体层120、发光层130、第二型半导体层140、第一型电极150及第二型电极170。该第一型半导体层120形成于该基板110上。该发光层130及第二型半导体层140依序形成于部分该第一型半导体层120上，并裸露部分该第一型半导体层120。该发光层130可为同质接面（Homo Junction），异质接面（Hetero－Junction），双异质结构（Double Hetero－Structure），单量子井（Single Quantum Well），或是多重量子井（Multiple Quantum Well）等。

该第一型电极150形成于该裸露的第一型半体层120上，其包括有第一本体部1510、第一延伸部1511及第二延伸部 1512，该第一延伸部1511包括有第一延伸区段1511a与第二延伸区段1511b，该第一延伸区段1511a自该第一本体部1510向第一方向1延伸，第二延伸区段1511b连接该第一延伸区段1511a并向第二方向2延伸，而该第二延伸部1512则包括有第三延伸区段1512a与第四延伸区段1512b，该第三延伸区段1512a自该第一本体部1510向第三方向3延伸，第四延伸区段1512b连接该第三延伸区段1512a并向第二方向2延伸。该第二及第四延伸区段1511b、1512b彼此互相平行，该第一方向1以及该第三方向3分别与该第二方向2彼此互相垂直，且该第一及第三方向1、3是彼此成180度反方向。

该第二型电极170形成于该第二型半导体层140上，其包括有第二本体部1710及第三延伸部1711。该第三延伸部1711是位于该第二及第四延伸区段1511b、1512b之间，且该第三延伸部1711自该第二本体部1710向第四方向4延伸，该第四方向4与该第二方向2彼此成180度反方向。

该第三延伸部1711在一平面112上的第一投影（projection）与该第二延伸区段1511b及该第四延伸区段1512b在该平面112上的第二及第三投影（projection）沿该第一及第三方向1、3观察仅部分重叠。详细而言，该基板110具有一平坦表面，其定义该平面112。若沿该第一方向1的视线观察该第三延伸部1711在该平面112上的第一投影与该第二延伸区段1511b在该平面112上的第二投影时，则仅部分重叠。又，若沿该第三方向3的视线观察该第三延伸部1711在该平面112上的第一投影与该第四延伸区段1512b在该平面112上的第三投影时，则仅部分重叠。

在本实施例中，该第一型电极150可为N型，该第二型电极170为P型。在另一实施例中，该第一型电极150也可为P型，该第二型电极170也可为N型。当该第一型电极150为N型，该第二型电极170为P型时，一般电子是由N型电极下方处往P型电极移动，同时空穴也会相反地自P型电极往N型电极移动。当电子和空穴于发光层内结合时释放出能量而发出光线。电子和空穴以P型电极和N型电极间电阻最低路径为主要移动路径。

由于该第一型电极150包括有该第一延伸部1511及第二延伸部1512，该第二型电极170包括有该第三延伸部1711，因此可增加电子和空穴的移动路径，也就是使电子和空穴的扩散更均匀，以避免产生的热量集中而降低发光效益及可靠度。再者，由于该第三延伸部1711的第一投影与该第二延伸区段1511b及该第四延伸区段1512b的第二及第三投影仅部分重叠，因此可利用该第二延伸区段1511b及该第四延伸区段1512b 将该第三延伸部1711的电流往两侧边扩散，以避免产生电流集中点，进而提高静电防护能力，降低元件失效。另外，由于该第三延伸部1711的第一投影与该第二延伸区段1511b及该第四延伸区段1512b的第二及第三投影仅部分重叠，因此该第三延伸部1711、该第二延伸区段1511b及该第四延伸区段1512b未覆盖的面积仍可作为发光面积。

【实施例二】

参考图5a及图5b，在第二实施例中，该第二型电极170更包括至少一个第四延伸部1712，该第四延伸部1712也位于该第二及第四延伸区段1511b、1512b之间，且该第四延伸部1712自该第二本体部1710向由位于该第四方向4和该第一方向1之间的第五方向5或/及向位于该第四方向4和该第三方向3之间的第六方向6延伸。

由于该第二型电极170更包括该第四延伸部1712，因此可更增加电子和空穴的移动路径，使电子和空穴的扩散更均匀，以避免产生的热量集中而降低发光效益及可靠度。

【实施例三】

参考图6a、图6b及图7，其显示根据本发明的第三实施例的半导体发光装置200。该半导体发光装置200可为发光二极管。半导体发光装置200包括基板210、第一型半导体层220、发光层230、第二型半导体层240、第一型电极250及第二型电极270。该第一型半导体层220形成于该基板210上。该发光层230及第二型半导体层240依序形成于部分该第一型半导体层220上，并裸露部分该第一型半导体层220。

该第一型电极250形成于该裸露的第一型半导体层220上，其包括有第一本体部2510及第一延伸部2511，其中该第一延伸部2511是自该第一本体部2510向第一方向1’延伸。

该第二型电极270形成于该第二型半导体层240上，其包括有第二本体部2710及第二延伸部2711，该第二延伸部2711是自该第二本体部2710向第二方向2’延伸，且该第一方向1’及该第二方向2’彼此成180度反方向。

该第一延伸部2511在一平面212上的第一投影（projection）与该第二延伸部2711在该平面212上的第二投影（projection）沿垂直于该第一方向1’及该第二方向2’的第三方向3’观察仅部分重叠。详细而言，该基板210具有一平坦表面，其定义该平面212。若沿该第三方向3’的视线观察该第二延伸部2711在该平面212上的第一投影与该第一延伸部2511在该平面212上的第二投影时，则仅部分重叠。

该第一型电极250的该第一本体部2510以及该第二型电极270的该第二本体部2710可以对角线方式配置。在本实施例中，该第一型电极250可为N型，该第二型电极270为P型。在另一实施例中，该第一型电极250也可为P型，该第二型电极270也可为N型。当该第一型电极250为N型，该第二型电极270为P型时，一般电子是由N型电极下方处往P型电极移动，同时空穴也会相反地自P型电极往N型电极移动。当电子和空穴于发光层内结合时释放出能量而发出光线。电子和空穴以P型电极和N型电极间电阻最低路径为主要移动路径。

由于该第一型电极250包括有该第一延伸部2511，该第二型电极270包括有该第二延伸部2711，因此可增加电子和空穴的移动路径，使电子和空穴的扩散更均匀，以避免产生的热量集中而降低发光效益及可靠度。再者，由于该第一延伸部2511的第一投影与该第二延伸部2711的第二投影仅部分重叠，因此可利用该第一延伸部2511 将该第二延伸部2711的电流往一侧边扩散，以避免产生电流集中点，进而提高静电防护能力，降低元件失效。另外，由于该第一延伸部2511的第一投影与该第二延伸部2711的第二投影仅部分重叠，因此该第一延伸部2511与该第二延伸部2711未覆盖的面积仍可作为发光面积。

【实施例四】

参考图8a及图8b，在第四实施例中，该第二型电极270更包括第三延伸部2712，由该第二本体部2710向该第三方向3’延伸，其中该第三方向3’分别与该第一方向1’和该第二方向2’互相垂直。该第二型电极270更可包括至少一个第四延伸部2713，由该第二本体部2710向位于该第二方向2’和该第三方向3’之间的第四方向4’延伸。

由于该第二型电极270更包括该第三延伸部2712，或该第二型电极270更包括该第四延伸部2713，因此可更增加电子和空穴的移动路径，使电子和空穴的扩散更均匀，以避免产生的热量集中而降低发光效益及可靠度。

以上附图中的的I指代第一型电极，II指代第二型电极。

综上所述，其仅记载本发明为呈现解决问题所采用的技术手段的实施方式或实施例而已，并非用来限定本发明专利实施的范围。即凡是与本发明权利要求文义相符，或依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，均为本发明保护范围所涵盖。

Claims

1.一种半导体发光装置，其特征在于，其包括：

基板；

第一型半导体层，其形成于该基板上；

发光层及第二型半导体层，该发光层及第二型半导体层依序形成于部分该第一型半导体层上，并裸露部分该第一型半导体层；

第一型电极，其形成于该裸露的第一型半导体层上，该第一型电极包括有第一本体部、第一延伸部及第二延伸部，该第一延伸部包括有第一延伸区段与第二延伸区段，该第一延伸区段自该第一本体部向第一方向延伸，该第二延伸区段连接该第一延伸区段并向第二方向延伸，而该第二延伸部则包括有第三延伸区段与第四延伸区段，该第三延伸区段自该第一本体部向第三方向延伸，该第四延伸区段连接该第三延伸区段并向第二方向延伸，其中该第二延伸区段与第四延伸区段彼此互相平行，该第一方向以及该第三方向分别与该第二方向彼此互相垂直，且该第一方向及第三方向是彼此成180度反方向；以及

第二型电极，其形成于该第二型半导体层上，该第二型电极包括有第二本体部及第三延伸部，其中该第三延伸部是位于该第二延伸区段及第四延伸区段之间，且该第三延伸部自该第二本体部向该第四方向延伸，该第四方向与该第二方向彼此成180度反方向，该第三延伸部在一平面上的第一投影与该第二延伸区段及该第四延伸区段在该平面上的第二投影及第三投影沿该第一方向及第三方向观察仅部分重叠。

2.如权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于，所述第二型电极更包括至少一个第四延伸部，该第四延伸部位于所述第二延伸区段及第四延伸区段之间，且该第四延伸部自所述第二本体部向由位于所述第四方向和所述第一方向之间的第五方向或/及向位于所述第四方向和所述第三方向之间的第六方向延伸。

3.如权利要求1或2所述的半导体发光装置，其特征在于，所述第一型电极为P型，所述第二型电极为N型。

4.如权利要求1或2所述的半导体发光装置，其特征在于，所述第一型电极为N型，所述第二型电极为P型。

5.一种半导体发光装置，其特征在于，其包括：

基板；

第一型半导体层，其形成于该基板上；

第一型电极，其形成于该裸露的第一型半导体层上，该第一型电极包括有第一本体部及第一延伸部，其中该第一延伸部是自该第一本体部向第一方向延伸；以及

第二型电极，其形成于该第二型半导体层上，该第二型电极包括有第二本体部及第二延伸部，该第二延伸部是自该第二本体部向第二方向延伸，且该第一方向及该第二方向彼此成180度反方向，其中该第一延伸部在一平面上的第一投影与该第二延伸部在该平面上的第二投影沿垂直于该第一方向及该第二方向的第三方向观察仅部分重叠。

6.如权利要求5所述的半导体发光装置，其特征在于，所述第一型电极的第一本体部以及所述第二型电极的第二本体部是以对角线方式配置。

7.如权利要求6所述的半导体发光装置，其特征在于，所述第二型电极更包括第三延伸部，该第三延伸部由所述第二本体部向所述第三方向延伸，其中所述第三方向分别与所述第一方向和所述第二方向互相垂直。

8.如权利要求7所述的半导体发光装置，其特征在于，所述第二型电极更包括至少一个第四延伸部，该第四延伸部由所述第二本体部向位于所述第二方向和所述第三方向之间的第四方向延伸。

9.如权利要求5~8中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于，所述第一型电极为P型，所述第二型电极为N型。

10.如权利要求5~8中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于，所述第一型电极为N型，所述第二型电极为P型。