CN109494286A - 半导体元件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种半导体元件，包含：一半导体叠层，具有一表面；及一电极结构包含一电极垫形成于表面上，电极结构另包含一第一延伸电极、一第二延伸电极及一第三延伸电极连接于电极垫，第一延伸电极较第三延伸电极靠近表面的一轮廓，第二延伸电极位于第一延伸电极及第三延伸电极之间；其中，由俯视观之，第一延伸电极、第二延伸电极及第三延伸电极分别包含一第一转角具有一第一角度θ1、一第二转角具有一第二角度θ2及一第三转角具有一第三角度θ3，且θ3>θ2>θ1。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体元件，特别是涉及具有延伸电极的一种半导体元件。
背景技术
半导体元件包含由Ⅲ-Ⅴ族元素组成的化合物半导体，例如磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)或氮化镓(GaN)，半导体元件可以为光电半导体元件如发光二极管(LED)、激光、光检测器或太阳能电池，或可以为功率装置(Power Device)例如开关或整流器。其中，发光二极管的结构包含一p型半导体层、一n型半导体层与一活性层，活性层设于p型半导体层与n型半导体层之间，使得在一外加电场作用下，n型半导体层及p型半导体层所分别提供的电子及空穴在活性层复合，以将电能转换成光能。如何提升光电半导体元件的光电转换效率，实为研发人员研发的重点之一。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种半导体元件，包含：一半导体叠层，具有一表面；及一电极结构包含一电极垫形成于表面上，电极结构另包含一第一延伸电极、一第二延伸电极及一第三延伸电极连接于电极垫，第一延伸电极较第三延伸电极靠近表面的一轮廓，第二延伸电极位于第一延伸电极及第三延伸电极之间；其中，由俯视观之，第一延伸电极、第二延伸电极及第三延伸电极分别包含一第一转角具有一第一角度θ1、一第二转角具有一第二角度θ2及一第三转角具有一第三角度θ3，且θ3>θ2>θ1。
附图说明
图1是本发明的第一实施例的半导体元件的俯视示意图。
图2是本发明的第一实施例的半导体元件的剖面示意图。
图3是本发明的第二实施例的半导体元件的俯视示意图。
图4是本发明的第三实施例的半导体元件的俯视示意图。
符号说明
100,200,300 半导体元件
1 半导体叠层
11 表面
111 第一半导体结构
112 第二半导体结构
113 有源结构
12 第一边
13 第二边
14 侧边
15 中心
16 角落
2 电极结构
2a 延伸电极组
21 电极垫
22 第一延伸电极
221 第一转角
222 第一端
22a,23a,24a 第一部分
22b,23b,24b 第二部分
23 第二延伸电极
231 第二转角
232 第二端
233 交会点
24 第三延伸电极
241 第三转角
242 第三端
25 第四延伸电极
26 第五延伸电极
27 第六延伸电极
28 中间延伸电极
30 基板
31 导电粘结层
32 反射结构
320 欧姆接触层
322 阻障层
324 反射粘结层
326 反射层
33 透明导电结构
33a 第一接触上表面
331 第一透明导电层
332 第二透明导电层
34 窗户层
35 绝缘层
35a 第二接触上表面
351 孔隙
36 第二电极结构
θ1 第一角度
θ2 第二角度
θ3 第三角度
θ4 夹角
d1 第一距离
d2 第二距离
d3 第三距离
d4 第四距离
d5 第五距离
A1 虚拟中央线
P 轮廓
L1 第一虚拟连线
L2 第二虚拟连线
D1 第一延伸方向
D2 第二延伸方向
D3 第三延伸方向
D4 第四延伸方向
P1 第一间距
P2 第二间距
W1 第一宽度
W3 第三宽度
W5 第五宽度
W7 第七宽度
具体实施方式
请参照图1、图2所示，此分别为本发明内容第一实施例的半导体元件的俯视示意图与剖面示意图。半导体元件100包含一半导体叠层1及一电极结构2，半导体叠层1具有一表面11，且电极结构2位于表面11上。详言之，由俯视观之，半导体叠层1的表面11具有一轮廓P，轮廓P包含一第一边12、一第二边13及一侧边14连接第一边12及第二边13，第一边12与第二边13相对，电极结构2包含一电极垫21设置于邻近第一边12的位置、以及一延伸电极组2a大致由第一边12朝向第二边13的方向延伸。延伸电极组2a包含一第一延伸电极22、第二延伸电极23及一第三延伸电极24分别连接于电极垫21。电极结构2电连接半导体叠层1，且电极垫21可通过金属导线或导电粘结层(例如：焊料或导电胶)与一外部电路电连接，而可用以连接外界电源并将电流引入半导体叠层1，上述延伸电极22、23、24则将由电极垫21引入的电流分散至半导体叠层1的不同区域中。在本实施例中，第一延伸电极22较第三延伸电极24靠近半导体叠层1的轮廓P，第二延伸电极23则位于第一延伸电极22及第三延伸电极24之间，详言之，即第一延伸电极22较第二与第三延伸电极23、24靠近半导体叠层1的第一边12及侧边14。此外，第一延伸电极22包含一第一转角221具有一第一角度θ1，第二延伸电极23包含一第二转角231具有一第二角度θ2，第三延伸电极24包含一第三转角241具有一第三角度θ3，其中θ3>θ2>θ1。通过本实施例中的电极结构2设计，可使由电极垫21注入的电流能被均匀地扩散至半导体叠层1中，使半导体元件100较传统的发光二极管具有更好的电流散布效率。另外，在本实施例中，第二角度θ2及第三角度θ3为大于90度的钝角，较佳的，第一角度θ1约为80度～110度，第二角度θ2约为90度～125度，第三角度θ3约为110度～145度。此外，本实施例的第一转角221到电极垫21的距离大于第二转角231到电极垫21的距离，且第三转角241到电极垫21的距离小于第二转角231到电极垫21的距离。
请续参照图1，在本实施例中的第一延伸电极22、第二延伸电极23及第三延伸电极24分别具有一第一端222、一第二端232及一第三端242远离电极垫21，且第一端222、第二端232及第三端242彼此对齐，但本发明内容并不以此为限。此外，第一延伸电极22具有一第一部分22a位于电极垫21与第一转角221之间，及一第二部分22b位于第一转角221与第一端222之间；第二延伸电极23具有一第一部分23a位于电极垫21与第二转角231之间，及一第二部分23b位于第二转角231与第二端232之间；第三延伸电极24具有一第一部分24a位于电极垫21与第三转角241之间，及一第二部分24b位于第三转角241与第三端242之间。如图1所示，第一延伸电极22的第二部分22b、第二延伸电极23的第二部分23b及第三延伸电极24的第二部分24b具有大致相同的一第一延伸方向D1，第一延伸方向D1大致平行于侧边14，且第一延伸方向D1大致与图1的Y-轴方向平行。除此之外，在本实施例中，第一延伸电极22的第一部分22a具有一第二延伸方向D2，第二延伸电极23的第一部分23a具有一第三延伸方向D3，第三延伸电极24的第一部分24a具有一第四延伸方向D4，且第二、三、四延伸方向D2、D3、D4大致不互相平行，其中第二延伸方向D2大致与图1的X-轴方向平行，且第一延伸方向D1大致与第二延伸方向D2垂直。此外，相邻的延伸电极22、23、24的第二部分22b、23b、24b具有大致相等的间距，详言之，第一延伸电极22的第二部分22b与第二延伸电极23的第二部分23b之间具有一第一间距P1，第二延伸电极23的第二部分23b与第三延伸电极24的第二部分24b之间具有一第二间距P2，且P2大致与P1相等，通过上述的等距设计可增加本发明的半导体元件100电流扩散的均匀性。此外，相邻的延伸电极22、23、24的第一部分22a、23a、24a的间距大致不相等，例如一实施例中，至少一相邻的延伸电极22、23、24的第一部分22a、23a、24a的间距往远离电极垫21的方向增加或减少，增加或减少的方式可包含以等差方式、等比方式、阶梯方式或连续渐变方式，但本发明内容并不以此为限。
此外，如图1所示，由俯视观之，半导体叠层1的表面11具有一中心15与一角落16，角落16远离中心15且邻近电极垫21，第一转角221与中心15间的距离较第二转角231与中心15间的距离大，且第三转角241较第二转角231靠近中心15。角落16与中心15之间具有一第一虚拟连线L1，在沿着第一延伸方向D1上，第一延伸电极22的第一转角221与第一虚拟连线L1之间具有一第一距离d1、第二延伸电极23的第二转角231与第一虚拟连线L1之间具有一第二距离d2、第三延伸电极24的第三转角241与虚拟连线L1之间具有一第三距离d3，其中，第二距离d2大于第一距离d1，且较佳地，第三距离d3大于第二距离d2。本实施例的第三距离d3与第二距离d2的比值约为3～6之间，或者约为4.3～5.2，但不以此为限；在一实施例中，第一虚拟连线L1恰通过第一转角221，第一距离d1大致为零。由俯视观之，第一实施例的半导体叠层15的表面11具有四个角落，其中角落16为最靠近电极垫21的角落并位于第一边12及侧边14的交错处。此外，第二延伸电极23与第一虚拟连线L1具有一交会点233，交会点233与中心15间的距离不小于交会点233至角落16间的距离。本发明内容中各实施例的半导体叠层1表面11的中心15可以与表面11的几何中心重合，或是位于靠近几何中心之处，例如中心15距离表面11的几何中心约0.5％～8％的第一边12长度。
如图1所示，在第一实施例中，第一延伸电极22的第一端222与中心15之间具有一第二虚拟连线L2，第二虚拟连线L2与第一虚拟连线L1之间具有一夹角θ4，其中较佳地，夹角θ4约小于120度，或者约小于105度，且不小于90度。此外，第一延伸电极22大致由第一边12朝向第二边13的方向延伸，且第一延伸电极22的第一部分22a与第一边12之间具有一最短距离，为一第四距离d4，且第一端222与第二边13之间具有一最短距离，为一第五距离d5，其中，第五距离d5小于第四距离d4。在第一实施例中，表面11包含一虚拟中央线A1平行第一延伸方向D1且通过中心15，而延伸电极组2a另包含一第四延伸电极25、一第五延伸电极26及一第六延伸电极27分别连接于电极垫21，其中若以虚拟中央线A1为轴，第四延伸电极25、第五延伸电极26及第六延伸电极27为分别镜像对称于第一延伸电极22、第二延伸电极23及第三延伸电极24，但本发明内容的电极结构2的分布图案并不以此镜像对称为限，例如也可为非对称或其他对称方式。当半导体元件100为一光电半导体元件或发光元件时，表面11为其一出光面，较佳地，由俯视观之，电极垫21的上表面积与表面11的上表面积具有一百分比不超过5％，或者，上述百分比为1％～3％，以减少电极垫21对半导体叠层1所发射光的遮蔽情形，在第一实施例中，电极垫21的上表面积与表面11的上表面积之间的百分比为1.5％～2.6％。上述的虚拟中央线A1平行第一延伸方向D1且通过中心15，然而，在其他实施例中，虚拟中央线A1也可以为将半导体叠层1的表面11划分为两个具有相等表面积区域的一虚拟线。此外，延伸电极组2a中的延伸电极数量并不限于上述的6个，例如当半导体叠层1具有较大的表面11时，延伸电极组2a可以包含较多数量的延伸电极，以使电流均匀的扩散至半导体叠层1中，在一些实施例中，延伸电极组2a可以包含3～15个延伸电极。此外，为使半导体元件100在遮蔽光线与电流扩散之间有一较佳的平衡，电极结构2可进一步优化，其中电极结构2的上表面积与半导体叠层1的表面11的上表面积具有一百分比为6％～15％。半导体元件100通过电极垫21与外界电路相接，例如以金属打线式接合或倒装式接合使电极垫21与外部电路之间形成电连接，另外相同电性的电极垫数量可根据半导体元件100的表面11的大小与电流分布需要选择为一个或多个，而较佳地，于本发明内容的第一实施例，电极结构2中在表面11仅设有单一电极垫21，如此可进一步防止打线后而横跨于表面11上的金属线对半导体叠层1射出的光线造成遮蔽，由此优化半导体元件100形成封装体后的光电转换效率。
请参照图2所示，此为本发明内容第一实施例的半导体元件沿图1A-A’线的剖面示意图。半导体元件100除具有上述半导体叠层1以及电极结构2位于半导体叠层1之上外，在本实施例中还可包括一基板30、一导电粘结层31位于基板30与半导体叠层1之间、一反射结构32位于导电粘结层31与半导体叠层1之间、一透明导电结构33位于反射结构32与半导体叠层1之间、一窗户层34位于透明导电结构33与半导体叠层1之间、以及一绝缘层35位于透明导电结构33与窗户层34之间，但本发明不以此为限，例如在另一实施中半导体元件100除具有基板30、半导体叠层1位于基板30之上、以及电极结构2位于半导体叠层1之上外，可选择性的包括一个或多个第一实施例中所述的其他元件。半导体元件100另包含一第二电极结构36位于基板30上且远离半导体叠层1，其中电极结构2及第二电极结构36位于半导体叠层1的相对两侧，且电极结构2与第二电极结构36的电性不同，以形成一垂直型的半导体元件100。第一实施例的半导体元件100的结构仅为例示，并非用以限制，例如在本发明内容的一些实施例中，电极结构2与第二电极结构36也可位于半导体叠层1的同一侧，以形成一水平式的半导体元件100。
电极结构2与第二电极结构36均可用以连接外部电源并将电流均匀扩散至半导体叠层1中。在第一实施例中，第二电极结构36形成于基板30的背面的一导电膜层，第二电极结构36的材料可以与电极结构2的材料相同或不同，电极结构2与第二电极结构36的材料可包含金属材料或透明导电材料，在第一实施例中，电极结构2与第二电极结构36的材料包含金属，金属材料可以包含但不限于如铝(Al)、铬(Cr)、铜(Cu)、锡(Sn)、金(Au)、镍(Ni)、钛(Ti)、铂(Pt)、铅(Pb)、锌(Zn)、镉(Cd)、锑(Sb)、钴(Co)或上述材料的合金等；透明导电材料可以包含但不限于如氧化铟锡(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)、砷化铝镓(AlGaAs)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)、磷砷化镓(GaAsP)、氧化铟锌(IZO)、类钻碳薄膜(DLC)或石墨烯。
半导体叠层1包含一第一半导体层结构111、一有源结构113及一第二半导体层结构112依序形成于第一半导体层结构111上。第一半导体层结构111及第二半导体层结构112分别具有不同的一第一导电性及一第二导电性，以分别提供电子与空穴，或者分别提供空穴与电子；有源结构113可以包含单异质结构(single heterostructure)、双异质结构(double heterostructure)或多层量子阱(multiple quantum wells)。第一半导体层结构111、第二半导体层结构112及有源结构113的材料为三五族化合物半导体，例如可以为：GaAs、InGaAs、AlGaAs、AlInGaAs、GaP、InGaP、AlInP、AlGaInP、GaN、InGaN、AlGaN、AlInGaN、AlAsSb、InGaAsP、InGaAsN、AlGaAsP等。在本发明实施例中，若无特别说明，上述化学表示式包含「符合化学剂量的化合物」及「非符合化学剂量的化合物」，其中，「符合化学剂量的化合物」例如为三族元素的总元素剂量与五族元素的总元素剂量相同，反之，「非符合化学剂量的化合物」例如为三族元素的总元素剂量与五族元素的总元素剂量不同。举例而言，化学表示式为AlGaAs即代表包含三族元素铝(Al)及/或镓(Ga)，以及包含五族元素砷(As)，其中三族元素(铝及/或镓)的总元素剂量可以与五族元素(砷)的总元素剂量相同或相异。另外，若上述由化学表示式表示的各化合物为符合化学剂量的化合物时，AlGaAs即代表AlxGa(1-x)As，其中，0≤x≤1；AlInP代表AlxIn(1-x)P，其中，0≤x≤1；AlGaInP代表(AlyGa(1-y))1-xInxP，其中，0≤x≤1，0≤y≤1；AlGaN代表AlxGa(1-x)N，其中，0≤x≤1；AlAsSb代表AlAsxSb(1-x)，其中，0≤x≤1；InGaP代表InxGa1-xP，其中，0≤x≤1；InGaAsP代表InxGa1-xAs1-yPy，其中，0≤x≤1,0≤y≤1；InGaAsN代表InxGa1-xAs1-yNy，其中，0≤x≤1，0≤y≤1；AlGaAsP代表AlxGa1-xAs1- yPy，其中，0≤x≤1，0≤y≤1；InGaAs代表InxGa1-xAs，其中，0≤x≤1。当本发明的半导体元件为一发光元件时，半导体叠层1可以放射一光线，该光线具有一主波长(dominantwavelength)约为200nm～1800nm；在第一实施例中，半导体叠层1可以放射的光线为红外光，且该光线的主波长约为750nm～1500nm。此外，窗户层34的导电性可与第一半导体层结构111的导电性相同，例如同为n型或p型，窗户层34对于半导体叠层1所发的光为透明，其材料可包含透明导电材料如氧化铟锡(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)、氧化镁(MgO)、砷化镓(GaAs)、砷化铝镓(AlGaAs)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)或氧化铟锌(IZO)。
透明导电结构33对于半导体叠层1所发的光为透明，用以增加窗户层34与反射结构32之间的欧姆接触以及电流传导与扩散，在一些实施例中，透明导电结构33还可与反射结构32共同形成全方位反射镜(Omni-Directional Reflector，ODR)。透明导电结构33的材料可包含透明导电材料如氧化铟锡(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)、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。如图2所示，在第一实施例中，透明导电结构33具有一第一透明导电层331，位于绝缘层35之下，以及一第二透明导电层332位于半导体叠层1与第一透明导电层331之间。其中，第一透明导电层331与第二透明导电层332的材料不同。另一实施例中，第一透明导电层331与第二透明导电层332的材料相较至少一组成元素相异，例如第一透明导电层331的材料为氧化铟锌(IZO)，第二透明导电层332的材料为氧化铟锡(ITO)。第二透明导电层332可与绝缘层35及窗户层34直接接触，且覆盖绝缘层35至少一表面。
如图2所示，在第一实施例中，绝缘层35设在相对于半导体叠层1的表面11的另一表面，绝缘层35的材料可以选择为对于半导体叠层1所发的光的穿透率大于90％，绝缘层35的材料可以选择包含氧化物绝缘材料或非氧化物绝缘材料，氧化物绝缘材料例如为氧化硅(SiOx)，非氧化物绝缘材料例如为苯并环丁烯(BCB)、环烯烃聚合物(COC)、氟碳聚合物(Fluorocarbon Polymer)或氮化硅(SiNx)。另一实施例中，绝缘层35的材料可包含卤化物或IIA族及VII族的化合物，例如氟化钙(CaF2)或氟化镁(MgF2)。在第一实施例中，绝缘层35的折射率小于窗户层34与透明导电结构33的折射率，且窗户层34与绝缘层35间界面的临界角小于窗户层34与透明导电结构33间界面的临界角，使半导体叠层1所发的光射向绝缘层35后，在窗户层34与绝缘层35之间的界面形成全反射的机率增加，以及在窗户层34与透明导电结构33之间的界面未形成全反射而进入透明导电结构33的光，因绝缘层35具有低折射率，故在透明导电结构33与绝缘层35之间的界面也可能产生全反射，因而提升半导体元件100的出光效率，举例来说，绝缘层35的折射率可以选择小于1.4，较佳为1.3～1.4。透明导电结构33具有一第一接触上表面33a与窗户层34接触，绝缘层35具有一第二接触上表面35a与窗户层34接触，第一接触上表面33a与第二接触上表面35a大致位于同一水平面。在一实施例中，第一接触上表面33a的表面积相对于第一接触上表面33a和第二接触上表面35a的表面积总和的百分比约为10％～50％，如此可使半导体元件100具有较佳的发光效率。另一实施例中，第二接触上表面35a可为一粗糙表面，以散射半导体叠层1所发的光而提升半导体元件100的出光效率。绝缘层35可具有图案化分布，例如绝缘层35的图案由俯视观的可以呈现具规则性或非规则性分布，由此可增进半导体元件100电流的扩散。第一实施例的绝缘层35是大致对应于延伸电极组2a，一方面使电流在半导体叠层1中均匀扩散，另一方面可以通过全反射将延伸电极组2a下方的光取出。在一实施例中，绝缘层35的厚度小于透明导电结构33的一半厚度；另一实施例中，绝缘层35的厚度小于透明导电结构33的1/5厚度，如此可避免或减少透明导电结构33形成后的表面平坦化制作工艺破坏绝缘层35的结构。在第一实施例中，绝缘层35至少一表面被透明导电结构33覆盖，如此可增加透明导电结构33的接合面积，而强化绝缘层35与窗户层34之间的接合，提升结构的机械强度。在第一实施例中，绝缘层35还包含多个孔隙351穿过绝缘层35，其中透明导电结构33填入多个孔隙351中，与窗户层34形成欧姆接触。
在第一实施例中，反射结构32可用以反射来自半导体叠层1的光，以增加半导体元件100的光取出效率。反射结构32的材料可包含但不限于金属材料，例如：铜(Cu)、铝(Al)、锡(Sn)、金(Au)、银(Ag)、铅(Pb)、钛(Ti)、镍(Ni)、铂(Pt)、钨(W)或上述材料的合金等。如图2所示，本实施例中，反射结构32包含一反射层326、一反射粘结层324位于反射层326之下、一阻障层322位于反射粘结层324之下、以及一欧姆接触层320位于阻障层322之下。反射层326可反射来自半导体叠层1的光；反射粘结层324可用以连接反射层326与阻障层322；阻障层322可用以防止导电粘结层31的材料于制作工艺中扩散至反射层326而破坏反射层326的结构，由此维持反射层326的反射率；欧姆接触层320与下方导电粘结层31形成欧姆接触。导电粘结层31可将连接基板20连接至反射结构32，且可具有多个从属层(未显示)。导电粘结层31的材料可包含透明导电材料或金属材料，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。金属材料包含但不限于铜(Cu)、铝(Al)、锡(Sn)、金(Au)、银(Ag)、铅(Pb)、钛(Ti)、镍(Ni)、铂(Pt)、钨(W)或上述材料的合金等。
基板30可用以支持位于其上的半导体叠层1与其它层或结构，其可为透明、导电、半导体或绝缘。半导体叠层1可以通过有机金属化学气相沉积法(MOCVD)、分子束外延法(MBE)或氢化物气相外延法(HVPE)等外延方法成长于基板30或另一成长基板上，若是在成长基板上生成的半导体叠层1则可通过基板转移技术，将半导体叠层1接合至基板30并可选择性地移除成长基板或予以保留。在第一实施例中，半导体叠层1生长于成长基板后，再通过基板转移技术，通过导电粘结层31接合于基板30。具体而言，基板30的材料可包含但并不限于透明绝缘材料如蓝宝石(Sapphire)、钻石(Diamond)、玻璃(Glass)、石英(Quartz)、压克力(Acryl)、环氧树脂(Epoxy)、氮化铝(AlN)、或者可以包含但不限于透明导电氧化物(TCO)如氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化镓(Ga2O3)、镓酸锂(LiGaO2)、铝酸锂(LiAlO2)或铝酸镁(MgAl2O4)等，或者可以包含但不限于半导体材料如碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)、磷砷化镓(GaAsP)、硒化锌(ZnSe)或磷化铟(InP)、或者可以包含但不限于金属材料如铝(Al)、铜(Cu)、钼(Mo)或钨(W)等元素或上述元素的组合。
请参照图3所示，此为本发明内容第二实施例的半导体元件200的俯视示意图，其中第二实施例的半导体元件200的各构件与构件间的连接关系与第一实施例大致相同或相似。在第二实施例中，电极结构2另包含一中间延伸电极28连接于电极垫21，由俯视观之，中间延伸电极28较第三延伸电极24远离半导体叠层1的轮廓P的侧边14，且中间延伸电极28位于第三延伸电极24与第六延伸电极27之间。详言之，中间延伸电极28大致平行于表面11的虚拟中央线A1，或者，中间延伸电极28大致与虚拟中央线A1重合，且自连接电极垫21之处沿着第一延伸方向D1朝向第二边13延伸。在本实施例中，中间延伸电极28的形状与第一、二、三延伸电极22、23、24不同或不相似，例如：中间延伸电极28不具有转角。第二实施例的中间延伸电极28的数量为一个，但在一些实施例中，中间延伸电极28的数量也可以为多个，如此可增加对电流的散布能力，在此并不多加限制。
请参照图4所示，此为本发明内容第三实施例的俯视示意图，其中第三实施例的半导体元件300的各构件与构件间的连接关系与第二实施例大致相同或相似。在第三实施例中，半导体元件300的第一延伸电极22具有变化的宽度，意即第一延伸电极22的宽度非均一，其中第一延伸电极22的第一部分22a具有一平均宽度，第二部分22b具有另一平均宽度不同于第一部分22a的平均宽度，且第一部分22a的平均宽度大于第二部分22b的平均宽度。详言之，第一延伸电极22的第一部分22a的宽度为第一宽度W1，第二部分22b的宽度则朝向第一端222的方向渐窄，且第一端222具有一第二宽度小于第一宽度W1，通过第一延伸电极22在靠近电极垫21的部分具有较宽的宽度，在远离电极垫21的部分具有较窄的宽度，可使电极结构2在高电流密度操作下(例如电流密度大于1A/mm2)能具有快速均匀扩散电流的能力，也可减少遮光而在遮蔽光线与电流散布之间取得平衡。相似地，第二延伸电极23的第一部分23a的宽度为第三宽度W3，第二部分23b的宽度朝向第二端232的方向渐窄，且第二端232具有一第四宽度小于第三宽度W3；第三延伸电极24的第一部分24a的宽度为第五宽度W5，第二部分24b的宽度朝向第三端242的方向渐窄，且第三端242具有一第六宽度小于第五宽度W5。本实施例的第一宽度W1、第三宽度W3与第五宽度W5大致相同，且第二宽度、第四宽度及第六宽度大致相同，但本发明内容并不以此为限。在另一实施例中，第一宽度W1大于第三宽度W3，且第三宽度W3大于第五宽度W5。此外，在又一实施例中，中间延伸电极28连接于电极垫21的一端具有一第七宽度W7，且在靠近第二边13的一端具有一第八宽度小于第七宽度W7，其中，第一、三、五宽度W1、W3、W5均大于第七宽度W7，或者在另一实施例中，第一、三、五宽度W1、W3、W5与第七宽度W7相同。在第三实施例中，第一宽度W1与第二宽度的比值为1.5～8，较佳为2～6，以达到较好的电流分散能力，进而增进半导体元件300的可靠性及使用寿命。上述实施例的第一宽度W1、第三宽度W3及第五宽度W5分别为第一部分22a、23a、25a的平均宽度，但在其他实施例中，宽度W1、W3、W5也可以为第一部分22a、23a、25a的最大宽度或最小宽度。上述平均宽度可以由特定部分的积分面积除以一长度计算而得，上述长度垂直于宽度。举例来说，第一部份22a大致等于第一部份22a由半导体装置300的上视图观之的积分面积，除以垂直于第一侧12的第一部份22a的长度而得。
一实施例中，由俯视观之，电极垫21的特征长度较于延伸电极22～27的宽度大，且电极垫21的特征长度较佳的为延伸电极22～27的平均宽度的1.5倍以上，其中，特征长度指的是一元件的轮廓的任意两点的最长距离，举例而言，轮廓为圆形的元件的特征长度为半径，轮廓为方形的元件的特征长度为对角线。
可理解的是，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显而易见的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。不同实施例中相同或相似的构件，或者不同实施例中具相同标号的构件都具有相同的物理或化学特性。此外，本发明中上述的实施例在适当的情况下，是可互相组合或替换，而非仅限于所描述的特定实施例。在一实施例中详细描述的特定构件与其他构件的连接关系也可以应用于其他实施例中，且均落于如后所述的本发明的权利保护范围的范畴中。
Claims (14)
1.一种半导体元件，其特征在于，包含：
半导体叠层，具有表面；及
电极结构，包含电极垫，形成于该表面上，该电极结构另包含分别连接于该电极垫的第一延伸电极、第二延伸电极及第三延伸电极，该第一延伸电极较该第三延伸电极靠近该表面的轮廓，该第二延伸电极位于该第一延伸电极及该第三延伸电极之间；
其中，由俯视观之，该第一延伸电极、该第二延伸电极及该第三延伸电极分别包含第一转角具有第一角度θ1、第二转角具有一第二角度θ2及第三转角具有第三角度θ3，且θ3>θ2>θ1。
2.如权利要求1所述的半导体元件，其中，由俯视观之，该表面具有一中心及邻近该电极垫的角落，该中心与该角落之间具有第一虚拟连线，该第一转角与该第一虚拟连线之间具有第一距离，该第二转角与该第一虚拟连线之间具有第二距离，该第二距离大于该第一距离。
3.如权利要求1所述的半导体元件，其中，由俯视观之，该电极垫的上表面积与该表面的上表面积的百分比为小于约5％。
4.如权利要求1所述的半导体元件，其中，由俯视观之，该第一延伸电极具有远离该电极垫的第一端，该表面具有一中心及邻近该电极垫的角落，该中心与该角落之间具有第一虚拟连线，且该中心与该第一端之间具有第二虚拟连线，该第一虚拟连线与该第二虚拟连线的夹角小于约120度。
5.如权利要求1所述的半导体元件，其中，该电极结构另包含第四延伸电极，连接于该电极垫，且由俯视观之，该第四延伸电极对称于该第一延伸电极。
6.如权利要求1或5所述的半导体元件，其中，该电极结构另包含第五延伸电极，连接于该电极垫，且由俯视观之，该第五延伸电极对称于该第二延伸电极。
7.如权利要求1所述的半导体元件，其中，该电极结构另包含中间延伸电极连接于该电极垫，且该表面包含一虚拟中央线將表面划分为两个具有相等表面积区域，由俯视观之，该中间延伸电极大致平行于该表面的该虚拟中央线。
8.如权利要求7所述的半导体元件，其中，该中间延伸电极不具有转角，且该中间延伸电极的数量为一条或多条。
9.如权利要求1所述的半导体元件，其中，一绝缘层设置于该半导体叠层相对于该表面的另一表面，且该绝缘层大致对应于该电极结构的该些延伸电极。
10.如权利要求1所述的半导体元件，其中，该第一延伸电极具有第一端，远离该电极垫，且该第二延伸电极具有第二端，远离该电极垫，该第一端与第一转角之间的部分该第一延伸电极大致平行于该第二端与该第二转角之间的部分该第二延伸电极。
11.如权利要求1所述的半导体元件，其中，由俯视观之，该表面的该轮廓具有相对的第一边及第二边，该第二边较该第一边远离该电极垫，该第一边与该第一延伸电极的最短距离大于该第二边至该第一端的最短距离。
12.如权利要求1所述的半导体元件，其中，该第一延伸电极具有变化的宽度。
13.如权利要求1或12所述的半导体元件，其中，该第一延伸电极具有远离该电极垫的第一端、位于该电极垫及该第一转角之间的第一部分以及位于该第一转角及该第一端之间的第二部分，该第一部分的平均宽度与该第二部分的平均宽度不同。
14.如权利要求1所述的半导体元件，其中，该半导体叠层所放射光线的主波长约为750nm～1500nm。
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