TWI910524B

TWI910524B - 半導體結構

Info

Publication number: TWI910524B
Application number: TW112150547A
Authority: TW
Inventors: 林佳鋒; 陳彥達; 志佳陳
Original assignee: 美商美國量子像素公司
Priority date: 2023-12-25
Filing date: 2023-12-25
Publication date: 2026-01-01
Also published as: TW202527770A; US20250212581A1

Abstract

一種半導體結構，包括基板、第一型半導體層、發光疊層以及第二型半導體層。第一型半導體層設置在基板上。發光疊層包括堆疊在第一型半導體層上的多個發光層。多個發光層分別用以發出不同色光，且不同色光的波長落在200nm至2000nm的範圍內。第二型半導體層設置在發光疊層上。

Description

半導體結構

本發明是有關於一種半導體結構。

在傳統發光二極體顯示面板中，多種顏色的發光二極體設置在佈滿電路（包括驅動元件以及導線）的同一個平面上，以實現全彩顯示。然而，多種顏色的發光二極體之間隨著解析度的提升而越靠越近，使得電路變得太擁擠，造成製作困難。此外，將多種顏色的發光二極體設置在同一個平面上會佔用較大的面積，導致解析度難以提升。

本發明提供一種半導體結構，其有助於提升解析度或節省製程工序。

在本發明的一實施例中，半導體結構包括基板、第一型半導體層、發光疊層以及第二型半導體層。第一型半導體層設置在基板上。發光疊層包括堆疊在第一型半導體層上的多個發光層。多個發光層分別用以發出不同色光，且不同色光的波長落在200nm至2000nm的範圍內。第二型半導體層設置在發光疊層上。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

本文中所提到的方向用語，例如：「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而並非用來限制本發明。

在附圖中，各圖式繪示的是特定實施例中所使用的方法、結構或材料的通常性特徵。然而，這些圖式不應被解釋為界定或限制由這些實施例所涵蓋的範圍或性質。舉例來說，為了清楚起見，各膜層、區域或結構的相對尺寸、厚度及位置可能縮小或放大。

在下述實施例中，相同或相似的元件將採用相同或相似的標號，且將省略其贅述。此外，不同實施例中的特徵在沒有衝突的情況下可相互組合，且依本說明書或申請專利範圍所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本專利涵蓋的範圍內。

本說明書或申請專利範圍中提及的「第一」、「第二」等用語僅用以命名不同元件或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限，也並非用以限定元件的製造順序或設置順序。此外，一元件/膜層設置在另一元件/膜層上（或上方）可涵蓋所述元件/膜層直接設置在所述另一元件/膜層上（或上方），且兩個元件/膜層直接接觸的情況；以及所述元件/膜層間接設置在所述另一元件/膜層上（或上方），且兩個元件/膜層之間存在一或多個元件/膜層的情況。

圖1是根據本揭露的第一實施例的一種半導體結構的局部剖面示意圖。請參照圖1，半導體結構1可包括基板10、第一型半導體層11、發光疊層12以及第二型半導體層13。第一型半導體層11設置在基板10上。發光疊層12包括堆疊在第一型半導體層11上的多個發光層(例如發光層120、發光層121、發光層122以及發光層123)。多個發光層分別用以發出不同色光，且不同色光的波長落在200nm至2000nm的範圍內。第二型半導體層13設置在發光疊層12上。

詳細來說，基板10用於承載第一型半導體層11、發光疊層12以及第二型半導體層13。舉例來說，基板10的材料可包括藍寶石(Al ₂O ₃)、矽(Si)、氮化鎵(GaN)、氮化鋁(AlN)、碳化矽(SiC)、砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)、氮化硼(BN)、石墨烯、二維材料或其他合適的材料，於此可不加以限制。

第一型半導體層11、發光疊層12以及第二型半導體層13沿著方向Z依序堆疊在基板10上，其中，第一型半導體層11以及第二型半導體層13中的一者為N型半導體層，且第一型半導體層11以及第二型半導體層13中的另一者為P型半導體層。舉例來說，第一型半導體層11為N型半導體層，且第二型半導體層13為P型半導體層；或者，第一型半導體層11為P型半導體層，且第二型半導體層13為N型半導體層。第一型半導體層11以及第二型半導體層13的材料可採用任何合適的材料，於此可不加以限制。舉例來說，第一型半導體層11以及第二型半導體層13的材料可包括Al _xIn _yGa _zN _x’As _y’P _z’，其中，0≦x≦1，0≦y≦1，0≦z≦1，0≦x’≦1，0≦y’≦1，0≦z’≦1，且x+y+z=1，x’+y’+z’=1，但不以此為限。

發光疊層12設置在第一型半導體層11以及第二型半導體層13之間，且發光疊層12中的多個發光層沿著方向Z排列。換句話說，發光疊層12中的多個發光層在方向Z上彼此重疊設置。

圖1示意性繪示出發光疊層12包括四個發光層，如發光層120、發光層121、發光層122以及發光層123，但應理解，發光疊層12中的發光層的數量可根據實際需求改變而不以此為限。舉例來說，發光疊層12中的發光層的數量可以更多或更少，例如兩層以上(即，≧2)、三層以上或更多層。當發光疊層12中的發光層的數量大於或等於三時，例如當發光疊層12包括可見光紅色發光層、綠色發光層以及藍色發光層時，半導體結構1可輸出多種色光(如紅光、綠光以及藍光)，而可作為全彩發光器件，如發光二極體，但不以此為限。全彩發光器件的外型和尺寸可不加以限制。舉例來說，全彩發光器件的外型可為顆粒狀、條狀、板狀或膜狀等，而全彩發光器件的尺寸可為微米等級、毫米等級或次毫米等級等，但也不以此為限。此外，全彩發光器件的應用也可不加以限制，例如全彩發光器件可排列成陣列，以應用於光源模組或顯示裝置(例如作為畫素陣列)，但也不以此為限。

在圖1中，發光層120、發光層121、發光層122以及發光層123例如分別為紫外發光層、藍色發光層、綠色發光層以及紅色發光層，但應理解，發光疊層12中的多個發光層的顏色種類及/或堆疊順序可根據實際需求改變而不以此為限。

發光疊層12中的多個發光層的材料可包括三五族材料，且多個發光層中的任一者可為多重量子井（multiple quantum well，MQW）層。舉例來說，紅色發光層、綠色發光層、藍色發光層以及紫外發光層可皆為多重量子井層，其中紅色發光層、綠色發光層以及藍色發光層中的任一者可為多層氮化鋁銦鎵（In _xGa _yAl _zN）層與多層氮化鋁銦鎵（In _x’Ga _y’Al _z’N）層的交替堆疊層，而紫外發光層可為為多層氮化鋁銦鎵（In _xGa _yAl _zN）層與多層氮化鋁銦鎵（In _x’Ga _y’Al _z’N）層的交替堆疊層，但不以此為限。在紅色發光層中，0.3≦x≦0.6，且x+y+z=1；在綠色發光層中，0.2≦x≦0.35，且x+y+z=1；在藍色發光層中，0.15≦x≦0.3，且x+y+z=1；在紫外發光層中，0.01≦x≦0.15，且x+y+z=1；在位障層中，x’+y’+z’=1。但本揭露不以此為限。

根據不同需求，半導體結構1還可包括其他元件或膜層。以圖1為例，半導體結構1還可包括反射層14，以提升發光效率或實現單側(如圖1中半導體結構1的上側)出光，但不以此為限。反射層14設置在基板10與第一型半導體層11之間。舉例來說，反射層14可為分散式布拉格反射鏡(Distributed Bragg Reflector，DBR)，但不以此為限。分散式布拉格反射鏡例如為多層氮化鋁（AlN）層與多層氮化鎵（GaN）的交替堆疊層。在另一些實施例中，反射層14可為應力控制層，且反射層14可為多層孔隙氮化鋁銦鎵（Al _uGa _vIn _wN）層與多層氮化鋁銦鎵（Al _uGa _vIn _wN）層的交替堆疊層。在又一些實施例中，反射層14可為犧牲層，且反射層14可為多層孔隙氮化鋁銦鎵（Al _uGa _vIn _wN）層之蝕刻剝離犧牲層。在再一些實施例中，反射層14可為結構弱化層，且反射層14可為包括多層孔隙氮化鋁銦鎵（Al _uGa _vIn _wN）層之結構弱化結構。在上述氮化鋁銦鎵（Al _uGa _vIn _wN）層中，u+v+w=1，但不以此為限。在其他未繪示的實施例中，可省略反射層14。

在一些實施例中，半導體結構1還可包括緩衝層15，以改善晶格常數不匹配問題。緩衝層15設置在基板10以及第一型半導體層11之間。在半導體結構1包括反射層14的架構下，緩衝層15例如設置在基板10以及反射層14之間。舉例來說，緩衝層15的材料可包括未摻雜的氮化鎵層，或者，緩衝層15的材料可包括高濃度矽摻雜的氮鋁銦化鎵層(AlInGaN)元素成分不同之多層薄膜結構，但不以此為限。在另一些實施例中，可省略緩衝層15。

在一些實施例中，半導體結構1還可包括介電膜DL。介電膜DL可為單層膜或多層膜，且介電膜DL的材料可包括SiO ₂、TiO ₂、Si ₃N ₄、Ta ₂O ₅等，但不以此為限。介電膜DL可作為披覆層或反射鏡結構，如多層TiO ₂與多層SiO ₂交替堆疊形成的布拉格反射鏡(DBR)。

在一些實施例中，儘管未繪示，半導體結構1還可包括多個電極，如陰極和陽極，其中陰極電性連接於N型半導體層(例如第一型半導體層11)，且陽極電性連接於P型半導體層(例如第二型半導體層13)。陰極和陽極由導電材料製成。導電材料可包括透明導電材料（如金屬氧化物、石墨烯、二維材料等）或非透明導電材料（如金屬或合金等）。陰極和陽極的俯視形狀可不加以限制。舉例來說，陰極和陽極各自的俯視形狀可為塊狀、條狀、片狀、框形、環形或不規則形。此外，陰極和陽極可具有相同或不同的俯視形狀。

通過控制陰極和陽極之間的電壓差，可控制從半導體結構1輸出的光的顏色。舉例來說，當陰極和陽極之間的電壓差大於第一值時，半導體結構1輸出第一色光；當陰極和陽極之間的電壓差大於第二值時，半導體結構1輸出第二色光；當陰極和陽極之間的電壓差大於第三值時，半導體結構1輸出第三色光；且當陰極和陽極之間的電壓差大於第四值時，半導體結構1輸出第四色光，其中第一值至第四值不相同，且第一色光至第四色光的波長/顏色不同。舉例來說，第一值至第四值介於0伏特（volt，V）和20伏特之間，而第一色光至第四色光例如分別為紅光、綠光、藍光和UV光，可以使用直流電壓、脈衝電壓、交流電壓、脈衝電流等，但不以此為限。

第一值至第四值中的每一者會根據選用材料及製程參數等因素而有所不同。舉例來說，在發光層採用磷化銦系材料的實施例中，第一值例如為1.5伏特；在發光層採用砷化鎵系材料的實施例中，第一值例如為2伏特；在發光層採用氮化鎵系材料的實施例中，第一值例如為3伏特。應理解，上述的第一值僅為示例，而不用以限制本發明。

在一些實施例中，隨著陰極和陽極之間的電壓差的增加，半導體結構1輸出的光可從紅光轉變成綠光，從綠光轉變成藍光，且從藍光轉變成UV光。在一些實施例中，紫外發光層可作為應力釋放層用，或作為光阻螢光粉與量子點材料之色轉換光源，且可通過控制電壓差使紫外發光層不發光。

相較於將多個發光層設置在同一個平面(例如方向X以及方向Y構成的XY平面)上且對應多個發光層設置多個電極組(每一電極組包括陰極和陽極)，本實施例採用發光疊層12的設計可佔據較小的面積且可節省電極組的使用數量，因而有助於提升解析度、有助於微型化或有助於簡化製程。

圖2是根據本揭露的第二實施例的一種半導體結構的局部剖面示意圖。請參照圖2，半導體結構1A與圖1的半導體結構1的主要差異說明於後。半導體結構1A具有出光區R1以及環繞出光區R1的周邊區R2，且半導體結構1A還包括第一絕緣體16。第一絕緣體16設置在周邊區R2中，其中第一絕緣體16從第二型半導體層13延伸至第一型半導體層11中，且第一絕緣體16能夠吸收多個發光層所發出的不同色光，且其中第一絕緣體16的末端終止於第一型半導體層11的內部。

在單顆微型發光二極體的架構下，第一絕緣體16可用以吸收大角度光或改善側邊漏光，而有助於控制半導體結構1A的出光角度，且在反射層14的協作下實現單側出光、光發散角度縮小與提升發光效率。

在微型發光二極體陣列的架構下，例如當半導體結構1A包括多個出光區R1，且多個出光區R1例如沿著方向X和方向Y排列成陣列時，多個出光區R1可被第一絕緣體16隔開，因此每一個出光區R1中的第二型半導體層13可維持獨立的電性。與此同時，可利用第一絕緣體16吸收側邊漏光，改善側邊漏光造成的混光與光串擾(Crosstalk)問題。

在一些實施例中，第一絕緣體16可經由離子植入(ion implantation)、離子轟擊(ion bombardment)、氧化(oxidation)、擴散(diffusion)形成，其中離子植入可採用As、P、Mg、BF ₂或其他原子量/分子量大於或等於30 a.m.u.的離子源，但不以此為限。在其他實施例中，第一絕緣體16可經由圖案化製程來形成平台部，然後再於平台部旁的空隙(即被圖案化製程移除的部分)中填入遮光材料(如黑矩陣或其他吸光材料)來形成。

通過對在周邊區R2中的第二型半導體層13、發光疊層12以及局部的第一型半導體層11進行離子植入或離子轟擊來形成第一絕緣體16，周邊區R2中的第一絕緣體16的表面電阻例如是出光區R1中的第一型半導體層11、發光疊層12以及第二型半導體層13中的任一者的表面電阻的2倍以上，例如10倍以上。此外，通過上述方式形成第一絕緣體16，除了可節省空間而有助於微型化之外，還可省略圖案化製程而有助於簡化製程和維持表面平坦度。

在一些實施例中，半導體結構1A還可包括電流擴散層17。電流擴散層17設置在第二型半導體層13上且可將陽極(未繪示)與第二型半導體層13電性連接。電流擴散層17可為透光導電層，以降低對來自發光疊層12的光的遮蔽。舉例來說，電流擴散層17的材料可包括金屬氧化物、石墨烯、其他合適的透明導電材料或上述的組合。金屬氧化物可包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物或其他金屬氧化物。

在一些實施例中，電流擴散層17可進一步設置在第一絕緣體16上。可選地，電流擴散層17的側壁可與第一絕緣體16的側壁切齊，但不以此為限。例如在微型發光二極體陣列的架構下，儘管未繪示於圖2，電流擴散層17可不設置在第一絕緣體16上(參見圖7)或是設置在僅部分的第一絕緣體16上，以維持第二型半導體層13獨立的電性。

儘管圖2是在四層發光層的架構下設置第一絕緣體16以及電流擴散層17，但應理解，發光層的數量可根據實際需求而增加或減少，以下實施例也可同此段描述改變，於下便不再重述。

圖3是根據本揭露的第三實施例的一種半導體結構的局部俯視示意圖。圖4是對應圖3中剖線I-I’的剖面示意圖。請參照圖3以及圖4，半導體結構1B與圖2的半導體結構1A的主要差異說明於後。半導體結構1B還包括第二絕緣體18。第二絕緣體18設置在出光區R1中，其中第二絕緣體18從第二型半導體層13延伸至發光疊層11中，且第二絕緣體18能夠讓多個發光層(包括發光層120至發光層123)所分別發出的不同色光通過(pass through)。換句話說，第二絕緣體18是可透光的。

在一些實施例中，第二絕緣體18可經由離子植入、離子轟擊或氧化形成，其中離子植入可採用H、He、B、C、N、O或其他原子量/分子量小於或等於30 a.m.u.的離子源，但不以此為限。第二絕緣體18之形狀可以依照元件尺寸改變，並且第二絕緣體18可以整片或局部地透明絕緣。

通過對在出光區R1中的局部的第二型半導體層13(例如在子區域R11中的第二型半導體層13)及其下的發光疊層12中的至少一層發光層進行離子植入或離子轟擊來形成第二絕緣體18，第二絕緣體18的表面電阻例如是出光區R1中的發光疊層12以及第二型半導體層13中的任一者的表面電阻的1.5倍以上，例如2倍以上。

此外，第二絕緣體18的厚度T18小於第二型半導體層13以及發光疊層12的厚度總和(即厚度T13加上厚度T12)，即T18＜(T13+T12)。在圖4中，第二絕緣體18的厚度T18等於第二型半導體層13、發光層123、發光層122以及發光層121的厚度總和，但本揭露不以此為限。在其他實施例中，儘管未繪示，第二絕緣體18的厚度T18可以等於第二型半導體層13、發光層123以及發光層122的厚度總和，或是等於第二型半導體層13以及發光層123的厚度總和。

在出光區R1中，第二絕緣體18例如位於出光區R1的中央且重疊於出光區R1的子區域R11，且第二絕緣體18曝露出出光區R1的子區域R12。換句話說，第二絕緣體18不與子區域R12重疊。由於第二絕緣體18所在區域的阻值高於第二絕緣體18以外區域的阻值，因此電流C會從出光區R1的周圍(子區域R12)注入並側向流入第二絕緣體18下的發光層(如發光層120)。以圖4為例，隨著電壓差的增加，子區域R12中的多個發光層(如發光層123、發光層122、發光層121以及發光層120)可依序射出紅光、綠光、藍光以及UV光，而子區域R11中的發光層120可射出UV光。

由於發光疊層中被第二絕緣體18取代的區域不會發光，因此通過第二絕緣體18的厚度及/或面積設計，可調變各色光的光強度，例如使各色光的光強度接近一致或使某些色光的光強度遠低於其他色光的光強度。此外，通過在出光區R1中設置第二絕緣體18(即縮減電流通道的面積)，可增加子區域R12的電流密度，而有助於降低讓發光層發光的電壓差。在一些實施例中，第二絕緣體18可為圖案化陣列，電流C於電流擴散層17注入，以點亮底層發光層。

在一些實施例中，如圖3所示，半導體結構1B和子區域R11的形狀可為四邊形，但不以此為限。在其他實施例中，半導體結構1B和子區域R11的形狀可為圓形、三角形或其他多邊形，且半導體結構1B和子區域R11的形狀可相同或不同。

此外，子區域R11在方向X上的寬度WR11X可大於0且小於出光區R1在方向X上的寬度WR1X，且子區域R11在方向Y上的寬度WR11Y可大於0且小於出光區R1在方向Y上的寬度WR1Y。寬度WR11X可相同或不同於寬度WR11Y，且寬度WR1X可相同或不同於寬度WR1Y。類似地，子區域R12在方向X上的寬度WR12X可大於0且小於出光區R1在方向X上的寬度WR1X，且子區域R12在方向Y上的寬度WR12Y可大於0且小於出光區R1在方向Y上的寬度WR1Y。寬度WR12X可相同或不同於寬度WR12Y。在一些實施例中，寬度WR11X與寬度WR12X的比可為1:2，且寬度WR11Y與寬度WR12Y的比可為1:2，以使各色光的光強度接近一致，但本揭露不以此為限。

圖5是根據本揭露的第四實施例的一種半導體結構的局部剖面示意圖。請參照圖5，半導體結構1C與圖4的半導體結構1B的主要差異說明於後。在半導體結構1C中，第二絕緣體18的厚度T18等於第二型半導體層13以及發光層123的厚度總和。因此，隨著電壓差的增加，子區域R11中的多個發光層(如發光層122、發光層121以及發光層120)可依序射出綠光、藍光以及UV光。此外，電流擴散層17C例如為遮光導電層(如金屬層)，且電流擴散層17C曝露出第二絕緣體18，以降低對發光層射出的光的遮蔽。

通過將具有遮光特性的電流擴散層17C設置在第二型半導體層13上，即電流擴散層17C重疊於子區域R12，可遮蔽從子區域R12射出的光，因此有助於控制從半導體結構1C輸出的光的波段或改變光形，包含近、中、遠場光形，此設計可與光學鏡組搭配使用。

圖5’是根據本揭露的第四實施例的另一種半導體結構的局部剖面示意圖。請參照圖5’，半導體結構1C’與圖4的半導體結構1B的主要差異說明於後。半導體結構1C’還包括遮光層LS，其中遮光層LS設置在部分的電流擴散層17上且曝露出第二絕緣體18。遮光層LS可由黑色光阻材料、金屬或其他遮光材料形成。

通過將遮光層LS設置在第二型半導體層13上，即遮光層LS重疊於子區域R12，可遮蔽從子區域R12射出的光，因此有助於控制從半導體結構1C’輸出的光的波段或改變光形，包含近、中、遠場光形，此設計也可與光學鏡組搭配使用。

圖6是根據本揭露的第五實施例的一種半導體結構的局部俯視示意圖。圖7是對應圖6中剖線II-II’的剖面示意圖。請參照圖6以及圖7，半導體結構1D與圖3以及圖4的半導體結構1B的主要差異說明於後。半導體結構1D具有多個出光區R1，且多個出光區R1的至少一個中設置有第二絕緣體18。

以圖6以及圖7為例，多個出光區R1例如沿方向X排列，但本揭露不以此為限。在其他未繪示的實施例中，多個出光區R1可沿方向Y排列，或者多個出光區R1可沿方向X以及方向Y排列成陣列。

半導體結構1D可包括多個第二絕緣體18。圖6以及圖7示意性繪示出三個第二絕緣體18，如第二絕緣體18A、第二絕緣體18B以及第二絕緣體18C，其中第二絕緣體18A、第二絕緣體18B以及第二絕緣體18C分別位於三個出光區R1的三個子區域R11中，且第二絕緣體18A、第二絕緣體18B以及第二絕緣體18C具有不同的厚度，但本揭露不以此為限。例如，在其他未繪示的實施例中，每一個出光區R1中都可設置有一個或多個第二絕緣體18，且多個出光區R1中的多個第二絕緣體18的厚度可相同或不同。

圖8是根據本揭露的第六實施例的一種半導體結構的局部剖面示意圖。請參照圖8，半導體結構1E與圖7的半導體結構1D的主要差異說明於後。半導體結構1E還包括遮光層LS設置在部分的電流擴散層17上。遮光層LS可由黑色光阻材料、金屬或其他遮光材料形成。此外，發光疊層12E包括發光層121、發光層122以及發光層123，且不包括發光層120。在此架構下，隨著電壓差的增加，左側出光區R1中的多個發光層(如發光層123、發光層122以及發光層121)可依序射出紅光、綠光以及藍光，而子區域R11中的發光層121可射出藍光。

圖9是根據本揭露的第七實施例的一種半導體結構的局部俯視示意圖。圖10以及圖11分別是對應圖9中剖線III-III’的兩種剖面示意圖。請參照圖9至圖11，半導體結構1F與圖6以及圖7的半導體結構1D的主要差異說明於後。在半導體結構1F中，出光區R1包括四個子區域R11以及環繞四個子區域R11的子區域R12，半導體結構1F包括多個第二絕緣體18(示意性繪示出四個)，且出光區R1設置有多個第二絕緣體18。在一些實施例中，如圖9所示，多個第二絕緣體18可具有相同厚度。在另一些實施例中，如圖10所示，多個第二絕緣體18可具有不同厚度。

儘管圖9至圖11僅示意性繪示出一個出光區R1，但半導體結構1F也可包括多個出光區R1，且多個出光區R1可具有相同或不同的設計。此外，多個出光區R1中的每一者可設置有一個或多個第二絕緣體18或不設置任何第二絕緣體18，且當出光區R1設置有多個第二絕緣體18時，多個第二絕緣體18的厚度可相同或不同。

須知悉的是，上述所舉實施例可以在不脫離本揭露的精神下，將數個不同實施例中的特徵進行替換、重組、混合以完成其他實施例。各實施例間特徵只要不違背發明精神或相衝突，均可任意混合搭配使用。

綜上所述，在本發明的實施例中，半導體結構採用發光疊層的設計可佔據較小的面積且可節省電極組的使用數量，因而有助於提升解析度、有助於微型化或有助於簡化製程。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

1、1A、1B、1C、1C’、1D、1E、1F:半導體結構 10:基板 11:第一型半導體層 12、12E:發光疊層 13:第二型半導體層 14:反射層 15:緩衝層 16:第一絕緣體 17、17C:電流擴散層 18、18A、18B、18C:第二絕緣體 120、121、122、123:發光層 C:電流 DL:介電膜 LS:遮光層 R1:出光區 R2:周邊區 R11、R12:子區域 T12、T13、T18:厚度 WR1X、WR11X、WR12X、WR1Y、WR11Y、WR12Y:寬度 X、Y、Z:方向 I-I’、II-II’、III-III’:剖線

圖1是根據本揭露的第一實施例的一種半導體結構的局部剖面示意圖。圖2是根據本揭露的第二實施例的一種半導體結構的局部剖面示意圖。圖3是根據本揭露的第三實施例的一種半導體結構的局部俯視示意圖。圖4是對應圖3中剖線I-I’的剖面示意圖。圖5是根據本揭露的第四實施例的一種半導體結構的局部剖面示意圖。圖5’是根據本揭露的第四實施例的另一種半導體結構的局部剖面示意圖。圖6是根據本揭露的第五實施例的一種半導體結構的局部俯視示意圖。圖7是對應圖6中剖線II-II’的剖面示意圖。圖8是根據本揭露的第六實施例的一種半導體結構的局部剖面示意圖。圖9是根據本揭露的第七實施例的一種半導體結構的局部俯視示意圖。圖10以及圖11分別是對應圖9中剖線III-III’的兩種剖面示意圖。

1:半導體結構

10:基板

11:第一型半導體層

12:發光疊層

13:第二型半導體層

14:反射層

15:緩衝層

120、121、122、123:發光層

DL:介電膜

X、Y、Z:方向

Claims

一種半導體結構，包括：基板；第一型半導體層，設置在所述基板上；發光疊層，包括堆疊在所述第一型半導體層上的多個發光層，所述多個發光層分別用以發出不同色光，且所述不同色光的波長落在200nm至2000nm的範圍內；以及第二型半導體層，設置在所述發光疊層上，其中所述半導體結構具有出光區以及環繞所述出光區的周邊區，且所述半導體結構還包括：第一絕緣體，設置在所述周邊區中，其中所述第一絕緣體從所述第二型半導體層延伸至所述第一型半導體層中，且所述第一絕緣體能夠吸收所述多個發光層所發出的所述不同色光，且其中所述第一絕緣體的末端終止於所述第一型半導體層的內部。
如請求項1所述的半導體結構，其中所述多個發光層的數量大於或等於三。
如請求項1所述的半導體結構，其中所述第一絕緣體的表面電阻是所述第一型半導體層、所述發光疊層以及所述第二型半導體層中的任一者的表面電阻的2倍以上。
如請求項1所述的半導體結構，其中所述第一絕緣體是經由離子植入、離子轟擊、氧化或擴散形成。
如請求項1所述的半導體結構，還包括：電流擴散層，設置在所述第二型半導體層上；以及第二絕緣體，設置在所述出光區中，其中所述第二絕緣體從所述第二型半導體層延伸至所述發光疊層中，且所述第二絕緣體能夠讓所述多個發光層所分別發出的所述不同色光通過。
如請求項5所述的半導體結構，其中所述第二絕緣體的厚度小於所述第二型半導體層以及所述發光疊層的厚度總和。
如請求項5所述的半導體結構，其中所述第二絕緣體的表面電阻是所述發光疊層以及所述第二型半導體層中的任一者的表面電阻的1.5倍以上。
如請求項5所述的半導體結構，其中所述第二絕緣體是經由離子植入、離子轟擊或氧化形成。
如請求項5所述的半導體結構，其中所述電流擴散層是透光導電層，且所述電流擴散層還設置在所述第二絕緣體上。
如請求項9所述的半導體結構，還包括：遮光層，設置在部分的所述透光導電層上且曝露出所述第二絕緣體。
如請求項5所述的半導體結構，其中所述電流擴散層是遮光導電層，且所述電流擴散層曝露出所述第二絕緣體。
如請求項5所述的半導體結構，還包括：反射層，設置在所述基板與所述第一型半導體層之間。
如請求項5所述的半導體結構，其中所述半導體結構具有多個所述出光區，且多個所述出光區的一個中設置有所述第二絕緣體。
如請求項5所述的半導體結構，其中所述半導體結構包括多個所述第二絕緣體，且所述出光區設置有多個所述第二絕緣體。
如請求項14所述的半導體結構，其中多個所述第二絕緣體具有不同的厚度。