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1、10申请公布号CN104064652A43申请公布日20140924CN104064652A21申请号201310339838922申请日2013080661/802,79220130318USH01L33/38201001H01L33/40201001H01L33/22201001H01L33/0820100171申请人晶元光电股份有限公司地址中国台湾新竹市72发明人林俊宇徐子杰蔡富鈞黄意雯吕志强74专利代理机构北京市柳沈律师事务所11105代理人陈小雯54发明名称发光元件57摘要本发明公开一种发光元件，包含一出光区，包含一第一半导体结构、一第二半导体结构围绕第一半导体结构、及一沟槽位于第一。
2、半导体结构与第二半导体结构之间；以及一电极区大致围绕出光区。30优先权数据51INTCL权利要求书2页说明书7页附图7页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书7页附图7页10申请公布号CN104064652ACN104064652A1/2页21一种发光元件，包含出光区，包含第一半导体结构、第二半导体结构围绕该第一半导体结构、及沟槽位于该第一半导体结构与该第二半导体结构之间；以及电极区，大致围绕该出光区。2如权利要求1所述的发光元件，其中该出光区大致为一圆形。3如权利要求1所述的发光元件，其中该电极区包含多个外电极结构，各该外电极结构包含一绝缘层及一导电层，其中该绝。
3、缘层位于该第二半导体结构与该导电层之间。4如权利要求3所述的发光元件，还包含第一延伸电极位于该第一半导体结构上及第二延伸电极位于该第二半导体结构上，该多个外电极结构包含第一焊垫，与该第一延伸电极连接，及一第二焊垫与该第二延伸电极连接。5如权利要求4所述的发光元件，其中该第一延伸电极或该第二延伸电极的形状包含环形。6如权利要求1所述的发光元件，其中该第一半导体结构与该第二半导体结构各具有一外延结构，彼此的材料组成及堆叠结构实质上相同。7如权利要求6所述的发光元件，其中各该外延结构包含第一型半导体层、第二型半导体层及位于该第一型半导体层与该第二型半导体层之间的一主动层。8如权利要求7所述的发光元件。
4、，其中该沟槽隔开该第一半导体结构的该主动层与该第二半导体结构的该主动层，以及该第一半导体结构的该第一型半导体层与该第二半导体结构的该第一型半导体层相连接。9如权利要求1所述的发光元件，还包含一基板及一反射层介于该基板与该第一半导体结构及该第二半导体结构之间，其中该反射层的面积与出光区的面积相同或大于出光区的面积。10如权利要求7所述的发光元件，还包含一下电极同时电连接该第一半导体结构的该第一型半导体层与该第二半导体结构的该第一型半导体层。11一种发光元件，包含第一半导体结构；第二半导体结构；第一电极组，可用以接收一第一电流值以驱动该第一半导体结构发出一具有第一亮度的第一光线；以及第二电极组相异。
5、于该第一电极组，可用以接收一第二电流值以驱动该第二半导体结构发出一具有第二亮度的第二光线。12如权利要求11所述的发光元件，其中该第一半导体结构的一上视图大致为一圆形，该第二半导体结构围绕该第一半导体结构。13如权利要求11所述的发光元件，其中该第一电极组与该第二电极组彼此交错排列。14如权利要求12所述的发光元件，其中该第一电极组及该第二电极组大致围绕该第二半导体结构。15如权利要求11所述的发光元件，其中该第一半导体结构与该第二半导体结构各具有一外延结构包含实质上相同的材料组成及堆叠结构。权利要求书CN104064652A2/2页316如权利要求11所述的发光元件，其中该第一光线的主波长与。
6、该第二光线的主波长实质上相同。17如权利要求11所述的发光元件，其中该第一光线及该第二光线实质上全部自该发光元件的一顶面发出。18如权利要求11所述的发光元件，其中该第一电极组单独接收该第一电流值或该第二电极组单独接收该第二电流值。19如权利要求11所述的发光元件，其中该第一电极组接收该第一电流值及该第二电极组接收该第二电流值。20如权利要求15所述的发光元件，其中该第一半导体结构的该外延结构与该第二半导体结构的该外延结构部分相连。权利要求书CN104064652A1/7页4发光元件技术领域0001本发明涉及一发光元件，且特别是涉及一具有一出光区及一电极区大致围绕出光区的发光元件。背景技术00。
7、02发光二极管（LIGHTEMITTINGDIODE,LED）为一固态照明元件，其优点为功耗低，产生的热能低，工作寿命长，防震，体积小，反应速度快和具有良好的光电特性，例如稳定的发光波长。因此发光二极管被广泛应用于家用电器，设备指示灯，及光电产品等。0003发光二极管通常包含一发光叠层和两个电极，通过两个电极施加一电流于发光叠层使其发光。在一般情况下，电极可通过设计使电流于发光叠层上扩散开来，使可发光的发光区域与发光叠层的表面积大致相同。然而在其它应用领域上，需要于一有限的发光区域注入一高电流密度的电流以提高发光效率。发明内容0004本发明的目的在于提供一种发光元件，包含一发光叠层具有一侧壁及。
8、一主动层可发出一光线；以及一吸光层具有围绕侧壁的一第一部分，第一部分可用以吸收50射向吸光层的光线。0005为达上述目的，本发明提供一种发光元件，包含一出光区，其中出光区包含一第一半导体结构、一第二半导体结构围绕第一半导体结构、及一沟槽位于第一半导体结构与第二半导体结构之间；以及一电极区大致围绕出光区。0006为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。附图说明0007图1是本发明第一实施例的一发光元件的上视图；0008图2是图1的发光元件沿着AA的剖视图；0009图3是本发明第二实施例的一发光元件的上视图；0010图4是图3的发光元件沿着BB的剖视图。
9、；0011图5A是本发明第三实施例的一发光元件的上视图；0012图5B是图5A的发光元件沿着XX的剖视图；0013图6是本发明第三实施例的一发光元件的上视图；0014图7是本发明第三实施例的一发光元件的上视图。0015符号说明001610基板001711接合层001812反射层说明书CN104064652A2/7页5001913发光叠层0020131第一型半导体层0021132主动层0022133第二型半导体层00231331侧壁00241332第一区00251333第二区002615欧姆接触层002716第一电极0028161内部00291611、1612次内部00301631第一延伸部00。
10、311632第二延伸部0032162外部0033164凸部003417第二电极003518吸光层0036181第一部分0037182第二部分003819绝缘层0039100、200、300发光元件004020沟槽004122第一半导体结构0042221第一延伸电极0043222第一欧姆接触层0044223第一连接电极004524第二半导体结构0046241第二延伸电极0047242第二欧姆接触层0048243第二连接电极004928第一外电极结构005038第二外电极结构0051281导电层005233外延结构005333S顶面0054331第一型半导体层0055332主动层0056333第二。
11、型半导体层0057362欧姆接触层说明书CN104064652A3/7页6005837下电极具体实施方式0059为了使本发明的叙述更加详尽与完备，请参照下列实施例的描述并配合相关图示。惟，以下所示的实施例是用于例示本发明的发光元件，并非将本发明限定于以下的实施例。又，本说明书记载于实施例中的构成零件的尺寸、材质、形状、相对配置等在没有限定的记载下，本发明的范围并非限定于此，而仅是单纯的说明而已。且各图示所示构件的大小或位置关系等，会由于为了明确说明有加以夸大的情形。更且，于以下的描述中，为了适切省略详细说明，对于同一或同性质的构件用同一名称、符号显示。0060图1及图2是本发明第一实施例的一发。
12、光元件100。图1是发光元件100的上视图。图2是发光元件100沿着AA的剖视图。发光元件100包含一基板10，一发光叠层13位于基板10上，一反射层12位于基板10及发光叠层13之间，以及一接合层11位于反射层12与基板10之间。发光叠层13包含一第一型半导体层131，一第二型半导体层133，及一主动层132位于第一型半导体层131与第二型半导体层133之间。第一型半导体层131与第二型半导体层133提供电子与空穴，电子与空穴于一电流驱动下在主动层132复合以发出一光线。发光叠层13的材料包含族半导体材料，例如ALXINYGA1XYN或ALXINYGA1XYP，其中0X,Y1；XY1。依据主。
13、动层132的材料，发光叠层13可发出波长介于610NM及650NM之间的红光，波长介于530NM及570NM之间的绿光，或是波长介于450NM及490NM之间的蓝光。形成发光叠层13的方法没有特别限制，除了有机金属化学气相沉积法（MOCVD），也可使用分子束外延（MBE），氢化物气相沉积法（HVPE），蒸镀法和离子电镀方法。发光元件100还包含一第一电极16位于第二型半导体层133上，一第二电极17位于基板10上，一吸光层18位于部分第一电极16上，以及一绝缘层19位于吸光层18与第二型半导体层133之间。于本实施例中，第一电极16为一图案化电极，包含一内部161，一外部162，及多个延伸部1。
14、63电连接内部161与外部162。如图2所示，发光元件100还包含一欧姆接触层15位于内部161与发光叠层13之间，并分别与内部161及发光叠层13形成一欧姆接触。欧姆接触层15的形状大致与内部161的形状相同。欧姆接触层15未形成于外部162与发光叠层13之间。于另一实施例中图未示，欧姆接触层15形成于外部162与发光叠层13之间，欧姆接触层15的形状大致与外部162的形状相同。内部161与外部162的形状包含圆形，方形，四边形或多边形。当内部161与外部162的形状为圆形时，内部161与外部162为一同心圆。0061如图2所示，发光叠层13的第二型半导体层133具有一侧壁1331及一上表面。
15、。上表面具有一第一区1332及一第二区1333。第二区1333由形成于第一区1332上的外部162所定义，使得第一区1332围绕第二区1333，具体来说，第一区1332上的外部162围绕第二区1333。内部161位于部分第二区1333上，且内部161未完全覆盖第二区1333而裸露出部分第二型半导体层133，使得来自于主动层132的光线由此裸露的部分射出于发光元件100之外。未被内部161覆盖的第二区1333表面可通过蚀刻，例如干蚀刻或湿蚀刻，进行粗化以改善出光效率。吸光层18包含围绕侧壁1331的一第一部分181，及位于发光叠层13上表面的第一区1332上的一第二部分182。具体而言，绝缘层1。
16、9及外部162形成并覆盖于第二型半导体层133上表面的第一区1332上，吸光层18的第二部分182形成并覆盖于绝说明书CN104064652A4/7页7缘层19及外部162上。此外，绝缘层19覆盖于发光叠层13的侧壁1331上，第一部分181覆盖于绝缘层19的侧壁上。如图2所示，由于欧姆接触层15仅形成于内部161与发光叠层13之间，来自于内部161下方的主动层132亦即第二区的光线会有第一数量亦即超过90通过第二区1333直接射出于发光元件100之外，第二数量亦即少于10则射向吸光层18而被吸光层18吸收。于一实施例中，超过50第二数量的光线会被吸光层18所吸收。此外，来自于主动层132的光。
17、线不会通过第一区1332及侧壁1331而射出于发光元件100之外。第二区1333的面积与发光叠层13上表面的面积的比例介于1090之间，亦即发光面积定义为发光叠层13面积的1090。吸光层18包含单层或多层，并具有一厚度大于。吸光层18的材料包含钛TI，铬CR，镍NI，或上述的组合。第一电极16包含金属或金属合金。金属包含铜CU，铝AL，金AU，镧LA，或银AG。金属合金包含锗金GEAU，铍金BEAU，铬金CRAU，银钛AGTI，铜锡CUSN，铜锌CUZN，铜镉CUCD，锡铅锑SNPBSB，锡铅锌SNPBZN，镍锡NISN，或镍钴NICO。吸光层18可做为一焊垫PAD，通过一引线键合WIREB。
18、OND与一外部结构图未示，例如封装基板，于一电流操作下形成电连接。0062于本实施例中，反射层12被包覆于接合层11中的位置对应于发光叠层13上表面的第二区1333的位置。当来自于主动层132的光线射向基板10时，光线可被反射层12反射并朝向第二型半导体层133。由于部分光线仅经由第二型半导体层133上表面的第二区1333而射出，反射层12的面积大致与第二型半导体层133上表面的第二区1333的面积相同。于另一实施例中，反射层12的面积可大于第二型半导体层133上表面的第二区1333的面积。0063图3及图4是本发明第二实施例的一发光元件200。图3是发光元件200的上视图。图4是发光元件20。
19、0沿着BB的剖视图。发光元件200的结构与第一实施例中发光元件100的结构类似，除了发光元件200的内部161有两个次内部1611，1612。多个第一延伸部1631电连接两个次内部1611，1612与外部162。两个次内部1611，1612中的任一个通过多个第二延伸部1632与外部162电连接。第一延伸部1631与第二延伸部1632交错排列。外部162包含多个凸部164。在此通过外部162及凸部164定义第二区1333，其中来自于主动层132的光线仅会经由第二区1333射出于发光元件200。如图4所示，欧姆接触层15位于两个次内部1611，1612与发光叠层13之间以提供欧姆接触。欧姆接触层1。
20、5的形状大致与内部161的两个次内部1611，1612相同。欧姆接触层15未形成于外部162与发光叠层13之间。于另一实施例中图未示，欧姆接触层15可形成于外部162与发光叠层13之间，欧姆接触层15的形状大致与外部162的形状相同。内部161的两个次内部1611，1612及外部162的形状包含圆形，方形，四边形或多边形。当内部161的两个次内部1611，1612及外部162的形状为圆形时，其互为同心圆。第二区1333的面积与发光叠层13上表面的面积的比例介于1090之间。内部及外部的数量可随实施方式而调整，来自于主动层132的光线通过第二区1333射出发光元件外的第二区1333的面积越大，内。
21、部162及外部162的数量越多。0064图5A及图5B是本发明第三实施例的一发光元件300。图5A是本发明第三实施例的一发光元件300的上视图。图5B是图5A的发光元件300沿着XX的剖视图。如图5A所示，发光元件300包含一发光区与一电极区大致围绕发光区，其中发光区大致位于发说明书CN104064652A5/7页8光元件300的中央，电极区为一吸光区，换言之为一不发光区。发光区于上视图上的形状大致为一圆形，但发光区的形状并不以此为限制，也可以为多边形，例如三角形或方形。以发光区的形状为圆形为例，发光区可为直径介于000405MM之间的圆，较佳为直径介于000102MM之间的圆。发光元件300。
22、的结构与第一实施例中发光元件100的结构类似，除了发光元件300包含一沟槽20，沟槽20将发光元件300的一外延结构33分隔为一第一半导体结构22及一第二半导体结构24，其中第一半导体结构22于一上视图上大致为一圆形，第二半导体结构24围绕第一半导体结构22。第一半导体结构22及第二半导体结构24具有大致相同的外延结构33，彼此的材料组成及堆叠结构实质上相同，其中外延结构33包含一第一型半导体层331，第二型半导体层333，及一主动层332位于第一型半导体层331与第二型半导体层333之间。沟槽20将第一半导体结构22的主动层332、第二型半导体层333与第二半导体结构24的主动层332、第二。
23、型半导体层333分隔开来，但是第一半导体结构22的第一型半导体层331与第二半导体结构24的第一型半导体层331相连接。第一半导体结构22于一电流操作下，第一半导体结构22的主动层332可发出一具有一第一主波长的第一光线；第二半导体结构24于一电流操作下，第二半导体结构24的主动层332可发出一具有一第二主波长的第二光线，其中第一主波长与第二主波长位于相同的波长范围，或是第一光线的主波长与第二光线的主波长实质上相同，例如第一主波长与第二主波长可为波长介于610NM及650NM之间的红光，波长介于530NM及570NM之间的绿光，或是波长介于450NM及490NM之间的蓝光。0065为了避免第一。
24、半导体结构22的主动层332所发出的第一光线侧漏至第二半导体结构24，沟槽20包含一层或多层绝缘层，绝缘层的绝缘材料可吸收第一光线或可反射第一光线。绝缘材料包含有机高分子材料或是无机材料。0066发光元件300的一反射层12覆盖于第一半导体结构22上的部分与覆盖于第二半导体结构24上的部分相连，其中于发光元件300的一俯视图下，反射层12的位置以对应于出光区位置的方式配置且反射层12的面积可与出光区的面积相同或大于出光区的面积。当来自于主动层332的第一光线及/或第二光线射向基板10时，第一光线及/或第二光线可被反射层12反射并朝向第二型半导体层333，于靠近第二型半导体层333的一侧出光，具。
25、体而言，第一光线及第二光线实质上全部自发光元件300的一顶面33S发出。于一实施例中，顶面33S可通过蚀刻或压印等方式形成一粗化面，以改善发光元件300的出光效率。0067如图5A所示，电极区包含多个外电极结构，多个外电极结构大致围绕第二半导体结构24。多个外电极结构包含第一外电极结构28及第二外电极结构38，各外电极结构28，38可做为一焊垫PAD，通过一引线键合WIREBOND与一外部结构图未示，例如封装基板，于一电流操作下形成电连接。第一外电极结构28及第二外电极结构38分别包含一绝缘层19及一导电层281，其中绝缘层19位于第二半导体结构24与导电层281之间。导电层281的材料包含金。
26、属或金属合金。金属包含镧LA，铜CU，铝AL，金AU，或银AG。金属合金包含锗金GEAU，铍金BEAU，铬金CRAU，银钛AGTI，铜锡CUSN，铜锌CUZN，铜镉CUCD，锡铅锑SNPBSB，锡铅锌SNPBZN，镍锡NISN，或镍钴NICO。0068如图5A所示，第一外电极结构28的数量为一对，第二外电极结构38的数量为一对，其中一对第一外电极结构28彼此相对，一对第二外电极结构38彼此相对，多个第一外电极结构28与多个第二外电极结构38彼此交错排列，但第一外电极结构28与第二外电极说明书CN104064652A6/7页9结构38的数量及排列方式并不以上述为限制。0069如图5A所示，发光元。
27、件300包含多个延伸电极位于外延结构33上。具体来说，多个延伸电极包含一第一延伸电极221位于第一半导体结构22上及一第二延伸电极241位于第二半导体结构24上，第一延伸电极221或第二延伸电极241的形状包含环形，但为了达到电流扩散均匀的目的，第一延伸电极221与第二延伸电极241的数量及形状并不以上述及图示为限制。0070如图5A所示，发光元件300包含一第一连接电极223连接第一延伸电极221及第一外电极结构28；以及一第二连接电极243连接第二延伸电极241及第二外电极结构38。0071发光元件300可选择性地包含一欧姆接触层位于延伸电极，例如第一延伸电极221、第二延伸电极241，与。
28、外延结构33之间。如图5B所示，发光元件300包含一第一欧姆接触层222位于第一延伸电极221与第二型半导体层333之间；以及一第二欧姆接触层242位于第二延伸电极241与第二型半导体层333之间。于另一实施例中，发光元件300可包含一欧姆接触层362位于第一外电极结构28的导电层281与第二导电型半导体层333之间，及/或位于第二外电极结构38的导电层281与第二型半导体层333之间。欧姆接触层222，242的形状大致与延伸电极相同。通过欧姆接触层222，242，362，可降低延伸电极与第二型半导体层333之间的接触电阻，和导电层281与第二型半导体层333之间的接触电阻。0072如图5B所。
29、示，发光元件300包含一下电极37形成于一基板10上。下电极37可同时电连接第一半导体结构22的第一型半导体层331与第二半导体结构24的第一型半导体层331，形成一具有垂直式电极的发光元件，基板10为一具有导电性的基板，基板10的材料包含半导体材料或金属材料。0073如图5A所示，电极区的第一外电极结构28可做为一第一电极组，用以接收一第一电流值，与下电极37形成一电流通路，驱动第一半导体结构22发出一具有第一亮度的第一光线；第二外电极结构38相异于第一电极组，可做为一第二电极组，用以接收一第二电流值以驱动第二半导体结构24发出一具有第二亮度的第二光线。第一亮度与第二亮度的大小可通过第一电流。
30、值与第二电流值的大小来调整，也可通过第一半导体结构22与第二半导体结构24的尺寸，例如第一半导体结构22的主动层332面积与第二半导体结构24的主动层332面积，来调整。例如当第一半导体结构22的主动层332面积小于第二半导体结构24的主动层332面积，且第一电流值等于第二电流值时，则第一亮度会大于第二亮度。当第一半导体结构22的主动层332面积等于第二半导体结构24的主动层332面积，且第一电流值大于第二电流值时，则第一亮度会大于第二亮度。0074第一电极组及第二电极组可单独或同时接收电流值。如图5A所示，当只有第一电极组，亦即第一外电极结构28，单独接收第一电流值时，仅驱动第一半导体结构2。
31、2发出第一光线。如图6所示，当只有第二电极组，亦即第二外电极结构38，单独接收第二电流值时，仅驱动第二半导体结构24发出第二光线。如图7所示，当第一电极组及第二电极组，亦即第一外电极结构28及第二外电极结构38，分别同时接收第一电流值及第二电流值时，第一半导体结构22及第二半导体结构24会同时发出第一光线及第二光线。0075以上各附图与说明虽仅分别对应特定实施例，然而，各个实施例中所说明或公开的元件、实施方式、设计准则、及技术原理除在彼此显相冲突、矛盾、或难以共同实施之外，吾人当可依其所需任意参照、交换、搭配、协调、或合并。说明书CN104064652A7/7页100076虽然本发明已说明如上，然其并非用以限制本发明的范围、实施顺序、或使用的材料与制作方法。对于本发明所作的各种修饰与变更，皆不脱本发明的精神与范围。说明书CN104064652A101/7页11图1说明书附图CN104064652A112/7页12图2说明书附图CN104064652A123/7页13图3说明书附图CN104064652A134/7页14图4说明书附图CN104064652A145/7页15图5A图5B说明书附图CN104064652A156/7页16图6说明书附图CN104064652A167/7页17图7说明书附图CN104064652A17。