【嘉勤點評】晶元光電發(fā)明的半導體發(fā)光元件結(jié)構(gòu)方案，采用了一種層疊式的半導體發(fā)光元件結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)較大的透明電極層和基板的面積比，從而當應(yīng)用在Mini-LED等發(fā)光二極管芯片的生產(chǎn)上時，可以解決制作工藝操作困難等問題。

據(jù)稱，目前，LED外延片和芯片制造商晶元光電mini LED芯片產(chǎn)能滿載，并將在2022年將總產(chǎn)能擴大50%。

Mini LED是芯片尺寸介于50~200μm之間的LED器件，其作為一種半導體發(fā)光元件，具有低功率消耗、高亮度以及體積小等優(yōu)點，已廣泛用于各式照明及顯示器。例如，發(fā)光二極管直接作為顯示器像素時，可以取代傳統(tǒng)液晶顯示器并實現(xiàn)更高畫質(zhì)的顯示效果，同時，如果以發(fā)光二極管作為顯示器的背光源并通過分區(qū)控制明暗度，則可達到顯示器的高對比率，具有非常好的顯示效果。

但是，由于Mini LED芯片尺寸太小，不僅對于加工制造來說存在難度，而且還應(yīng)該避免電流密度太小而使得外部量子效率降低的問題。為此，晶元光電在2021年3月17日申請了一項名為“半導體發(fā)光元件”的發(fā)明專利（申請?zhí)枺?02110285067.4），申請人為晶元光電股份有限公司。

根據(jù)該專利目前公開的相關(guān)資料，讓我們一起來看看這項技術(shù)方案吧。

如上圖，為該專利中發(fā)明的半導體發(fā)光元件的示意圖，該半導體發(fā)光元件10主要包含基板100和半導體疊層101，在基板上包含有第一半導體接觸層102、發(fā)光疊層103、以及第二半導體接觸層104，在第二半導體接觸層上設(shè)置有透明電極層106。

在上述結(jié)構(gòu)的最外層是保護層107，其具有第一開口107a和第二開口107b，分別露出第一半導體接觸層和透明電極層的一部分上表面。此外，在第一開口與第一半導體接觸層之間填充有第一電極墊108，在第二開口與透明電極層之間填充有第二電極墊109，第一開口位于第一電極墊的正下方，第二開口位于第二電極墊的正下方。

具體而言，第二開口露出一部分的透明電極層和一部分的第二半導體接觸層，第二電極墊則填入第二開口以與透明電極層及第二半導體接觸層直接接觸。在這種結(jié)構(gòu)設(shè)計下，第二電極墊與透明電極層形成低電阻值界面且與第二半導體接觸層形成高阻值界面，第二電極墊注入的電流主要流入透明電極層，進而流入發(fā)光疊層，實現(xiàn)該元件的發(fā)光效果。

上圖為這種結(jié)構(gòu)的剖面示意圖，可以看到，非元件區(qū)100b環(huán)繞著元件區(qū)100a，基板的寬度大于半導體疊層101的寬度，保護層延伸覆蓋至非元件區(qū)上且與基板直接接觸。在半導體疊層，包含有活性區(qū)101a和凹陷區(qū)101b，而發(fā)光疊層就形成于活性區(qū)。

最后，上圖是符合該發(fā)明中半導體發(fā)光元件接合至載板發(fā)光組件的一個實例示意圖，半導體發(fā)光組件1000包括上述所說的半導體發(fā)光元件，如具備四種電極墊的半導體發(fā)光元件，由第一粘接金屬502a和第二粘接金屬502b固定于基板500上。可以發(fā)現(xiàn)，利用這樣架空的粘連設(shè)計，可以擁有較大面積的半導體發(fā)光電極層。

以上就是晶元光電發(fā)明的半導體發(fā)光元件結(jié)構(gòu)方案，該方案中發(fā)明了一種層疊式的半導體發(fā)光元件結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)較大的透明電極層和基板的面積比，并可以應(yīng)用在Mini-LED等發(fā)光二極管芯片的生產(chǎn)上，從而解決制作工藝操作困難等問題。

（holly）

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