半导体器件的制作方法
实施例涉及半导体器件。
背景技术：
包括诸如gan、algan等化合物的半导体器件具有许多优点，诸如宽且易于调节的带隙能量等，并且能够被不同地用作发光器件、光接收器件、各种二极管等等。
具体地，使用iii-v族或ii-vi族化合物半导体材料的诸如发光二极管或激光二极管的发光器件可以使用荧光体或通过组合颜色来实现由薄膜生长技术和器件材料的发展产生的各种颜色，诸如红光、绿光、蓝光、紫外光等等，以及具有高效率的白光，并且当与诸如荧光灯和白炽灯的传统光源相比具有低功耗、半永久寿命、快速响应时间、安全和环境友好的优点。
此外，当使用iii-v族或ii-vi族化合物半导体材料制造诸如光电探测器或太阳能电池的光接收器件时，由于元件材料的发展，光接收器件吸收各种波长区域的光以产生光电流，使得可以使用从伽马射线到无线电波长区域的各种波长区域的光。此外，利用快速响应速度、安全性、环境友好性和易于控制器件材料的优点，光接收器件还能够被容易地用于功率控制、微波电路或通信模块。
因此，半导体器件的应用已扩展到光通信设备的传输模块、代替配置液晶显示器(lcd)装置的背光的冷阴极荧光灯(ccfl)的发光二极管(led)背光、能够代替荧光灯或白炽灯的白色led照明装置、车辆的前灯、交通信号灯、用于检测气体或火的传感器等。此外，半导体器件的应用能够被扩展到高频应用电路、其他功率控制设备和通信模块。
特别地，发射紫外波长范围内的光的发光器件能够通过进行固化和灭菌而用于固化、医疗用途和灭菌。
在传统的半导体器件中，除了有源层的向上方向之外，在有源层中产生的光能够传播到有源层的侧表面或向下的方向中。特别地，随着铝(al)组分的增加，能够增加发射到侧表面的光量。因此，存在从半导体器件发射的光的传播路径变长或者光被半导体结构内部吸收的问题。
技术实现要素：
技术问题
示例性实施例针对以提供具有改善的光提取效率的半导体器件。
此外，示例性实施例针对以提供具有改善的光功率和降低的工作电压的半导体器件。
技术解决方案
本发明的一个方面提供一种半导体器件，该半导体器件包括：半导体结构，该半导体结构具有第一导电半导体层、第二导电半导体层、在第一导电半导体层和第二导电半导体层之间布置的有源层、多个第一凹部、以及第二凹部，该多个第一凹部被布置为通过穿过第二导电半导体层和有源层直到第一导电半导体层的某个区域，该第二凹部被布置在多个第一凹部之间；多个第一电极，该多个第一电极被布置在多个第一凹部内并且电连接到第一导电半导体层；多个第二电极，该多个第二电极被电连接到第二导电半导体层；以及反射层，该反射层被布置在第二凹部内，其中多个第一凹部的面积和第二凹部的面积之和可以相对于第一方向中的半导体结构的最大面积处于60％或者更少的范围内，并且多个第一凹部的面积和第二凹部的面积可以是在半导体结构的下表面上形成的面积，并且第一方向可以是与半导体结构的厚度方向垂直的方向。
多个第二电极之间的距离可以在3μm至60μm的范围内。
反射层的宽度可以在3μm至30μm的范围内。
多个第二电极之间的距离可以等于反射层的宽度。
其中多个第一电极被电连接到第一导电半导体层的面积相对于第一方向中的半导体结构的最大面积可以处于6.0％至11.0％的范围内。
其中多个第二电极被电连接到第二导电半导体层的面积相对于第一方向中的半导体结构的最大面积可以处于40％至60％的范围内。
其中多个第一电极被电连接到第一导电半导体层的面积与其中多个第二电极被电连接到第二导电半导体层的面积的比率可以处于1:4到1:10的范围内。
半导体结构可以包括由第二凹部分离的多个第一区域，并且多个第一电极可以布置在多个第一区域中。
第一区域的面积可以是第一电极的面积的2.0至5.0倍。
多个第一区域的面积可以是多个第一凹部的面积的2.0至5.0倍。
反射层可以包括延伸部，该延伸部从第二凹部延伸并且被配置成与第二电极接触。
反射层可以包括包覆层(cappinglayer)，该包覆层被配置成覆盖反射层和第二电极。
反射层可以包括被电连接到包覆层的第二电极焊盘。
半导体器件还可以包括被电连接到多个第一电极的下反射层。
半导体器件还可以包括被电连接到下反射层的衬底。
半导体结构可以产生紫外波长范围中的光。
第一导电半导体层可以包括第一层和第二层，该第一层被布置为与有源层相邻，该第二层被布置在第一层上，第二层可以具有比第一层的铝(al)组分高的铝组分，并且第一电极可以被布置在第一层上。
本发明的另一方面提供一种半导体器件，该半导体器件包括：半导体结构，该半导体结构具有第一导电半导体层、第二导电半导体层、在第一导电半导体层和第二导电半导体层之间布置的有源层、多个第一凹部、以及第二凹部，该多个第一凹部被布置为通过穿过第二导电半导体层和有源层直到第一导电半导体层的某个区域，该第二凹部被布置在多个第一凹部之间；多个第一电极，该多个第一电极被布置在多个第一凹部内并且电连接到第一导电半导体层；多个第二电极，该多个第二电极被电连接到第二导电半导体层；以及反射层，该反射层被布置在第二凹部内，其中半导体结构可以包括由第二凹部分离的多个第一区域，并且第一凹部与第一区域的面积比可以在1:4到1:8的范围内。
多个第二电极可以包括在第一区域中布置的多个子电极。
半导体结构可以包括在半导体结构的侧表面(lateralsurface)和第二凹部之间布置的第二区域。
半导体结构的侧表面与第二凹部之间的分离距离可以在1.0μm至10μm的范围内。
多个第二电极可以包括边缘电极，该边缘电极被布置在第二区域中。
有益效果
根据示例性实施例，能够改善光的提取效率。
此外，根据示例性实施例，能够改善光功率。
此外，根据示例性实施例，能够改善工作电压。
本发明的各种有益优点和效果不受详细描述的限制，并且应通过对本发明的详细实施例的描述而被容易地理解。
附图说明
图1是图示根据实施例的半导体器件的横截面图。
图2是图示其中光被反射层向上反射的工艺的概念图。
图3是图1的部分a的放大图。
图4是用于描述第一凹部和第二凹部之间的高度差的图。
图5是根据本发明的实施例的半导体器件的平面图。
图6是图示半导体器件的电流密度的分布的图。
图7a是图示第一区域的图。
图7b是用于描述第一区域之间的距离的图。
图8是图示p欧姆电极的面积的图。
图9是根据本发明的第一实施例的半导体器件的照片。
图10是根据本发明的第二实施例的半导体器件的照片。
图11是根据本发明的第三实施例的半导体器件的照片。
图12是示出根据第一至第三实施例的半导体器件的光功率的曲线图。
图13是示出根据第一至第三实施例的半导体器件的工作电压的曲线图。
图14是图示根据本发明的第四实施例的半导体器件的图。
图15是图示根据本发明的第五实施例的半导体器件的图。
图16是图示根据本发明的第六实施例的半导体器件的图。
图17是图示根据本发明的第七实施例的半导体器件的图。
图18是图示根据本发明的第八实施例的半导体器件的图。
图19是示出根据第四至第八实施例的半导体器件的光功率的曲线图。
图20是示出根据第四至第八实施例的半导体器件的工作电压的曲线图。
图21是示出本发明的第八实施例的横截面的扫描电子显微镜(sem)照片。
图22是根据本发明的第九实施例的半导体器件的平面图。
图23是图22的部分c的放大图。
图24是施加功率的发光结构的照片。
图25是根据本发明的第十实施例的半导体器件的平面图。
图26a和26b是图示根据本发明的第十一实施例的半导体器件的图。
图27是图示根据本发明的第十二实施例的半导体器件的图。
图28是图示根据本发明的第十三实施例的半导体器件的图。
图29是根据本发明的一个实施例的半导体器件封装的概念图。
图30是根据本发明的一个实施例的半导体器件封装的平面图。
图31是图30的修改实施例。
具体实施方式
示例性实施例可以以其他形式来修改，或者各种实施例可以彼此组合，并且本发明的范围不限于下面描述的每个实施例。
尽管在其他实施例中没有描述在特定实施例中描述的项目，但是除非在其他实施例中另外描述或者只要其中没有相互矛盾的描述，该项目可以被理解为与另一实施例相关。
例如，当在特定实施例中描述用于配置a的特征并且在其他实施例中描述用于配置b的特征时，即使当其中组合配置a和配置b的实施例没有被明确地描述时，除非在其他实施例中另有说明，或者只要其中没有相互矛盾的解释，应该理解，组合的实施例将落入本发明的范围内。
在实施例的描述中，当元件被描述为在另一元件“上”或“下”形成时，术语“在...上”或“在...下”包括两个元件相互直接(直接地)接触的含义和在两个元件之间(间接地)布置和形成一个或多个其他元件的含义。此外，当元件被描述为形成在另一元件“上”或“下”时，该描述可以包括在元件的向上方向中形成并在元件的向下方向中形成的另一元件的含义。
在下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例，其适合于由本发明所属的本领域的技术人员来实现。
图1是图示根据本发明的一个实施例的半导体器件的横截面图，图2是图示光被反射层向上反射的工艺的概念图，图3是图1的部分a的放大图，并且图4是用于描述第一凹部和第二凹部之间的高度差的图。
参考图1，根据本实施例的半导体器件包括半导体结构120，其具有第一导电半导体层122、第二导电半导体层126和有源层124、电连接到第一导电半导体层122的第一电极142、电连接到第二导电半导体层126的第二电极146、以及布置在第二凹部127中的反射层135。
根据本实施例的半导体结构120可以输出紫外(uv)波长范围内的光。例如，半导体结构120可以发射近紫外波长范围(uv-a)的光、远紫外波长范围内的光(uv-b)或深紫外波长范围(uv-c)的光。uv波长范围可以由半导体结构120的铝(al)组分比确定。
例如，近uv波长范围内的uv-a光可以具有320nm至420nm范围内的波长，远uv波长范围内的uv-b光可以具有280nm至320nm范围内的波长，并且深uv波长范围内的uv-c光可以具有100nm至280nm范围内的波长。
当半导体结构120发射uv波长范围内的光时，半导体结构120的每个半导体层可以包括含有al的inx1aly1ga1-x1-y1n的材料(0≤x1≤1，0<y1≤1，并且0≤x1+y1≤1)。这里，可以由包括in原子量、ga原子量和al原子量的总原子量与al原子量的比率来表示al组分。例如，当al组分为40％时，60％ga组分可以被表示为al40ga60n。
此外，在本实施例的描述中，组分低或高的含义能够被理解为半导体层之间的组分％的差(百分比(％)点)。例如，当第一半导体层的al组分为30％且第二半导体层的al组分为60％时，能够表达第二半导体层的al组分比第一半导体层的al组分高30％。
半导体结构120包括通过穿过第二导电半导体层126和有源层124被形成到第一导电半导体层122的某个区域的多个第一凹部128、以及被布置在多个第一凹部128之间的至少一个第二凹部127。
第一绝缘层131可以形成在第一凹部128和第二凹部127上。第一绝缘层131可以使反射层135与有源层124和第一导电半导体层122电绝缘。第一绝缘层131可以从第一凹部128和第二凹部127延伸到第二导电半导体层126。
第一电极142和第二电极146可以是欧姆电极。第一电极142和第二电极146中的每个可以由铟锡氧化物(ito)、铟锌氧化物(izo)、铟锌锡氧化物(izto)、铟铝锌氧化物(iazo)、铟镓锌氧化物(igzo)、铟镓锡氧化物(igto)、铝锌氧化物(azo)、锑锡氧化物(ato)、镓锌氧化物(gzo)、izo氮化物(izon)、al-gazno(agzo)、igzo、zno、irox、ruox、nio、ruox/ito、ni/irox/au、ni/irox/au/ito、ag、ni、cr、ti、al、rh、pd、ir、sn、in、ru、mg、zn、pt、au以及hf之中的至少一个来形成，但本发明不限于这些材料。
反射层135可以布置在第二凹部127内。具体地，反射层135可以布置在第二凹部127中的第一绝缘层131上。
反射层135可以由在uv波长范围内具有高反射率的材料形成。反射层135可以包括导电材料。例如，反射层135可以包括al。当al反射层135的厚度在约30nm至100nm的范围内时，uv波长范围内的光可以被反射了80％或更多。因此，能够防止从有源层124发射的光被半导体层吸收。
参考图2，当半导体结构120的al组分增加时，半导体结构120中的电流分布特性可能劣化。此外，与gan基的蓝色发光器件相比，有源层124增加发射到其侧表面的光量(横向磁(tm)模式)。此tm模式可以在uv半导体器件中发生。
根据本实施例，蚀刻其中电流密度低的区域的一部分以形成反射层135，使得光l1可以被反射层135向上反射。因此，能够减少半导体结构120中的光吸收并改善光的提取效率。此外，可以调整半导体器件的方向性。
第一导电半导体层122可以由iii-v族或ii-vi族化合物半导体形成，并且可以掺杂有第一掺杂剂。第一导电半导体层122可以由具有inx1aly1ga1-x1-y1n(0≤x1≤1，0≤y1≤1，并且0≤x1+y1≤1)的组成式的半导体材料形成，并且可以从例如algan、aln、inalgan等之中选择。此外，第一掺杂剂可以是n型掺杂剂，诸如si、ge、sn、se或te。当第一掺杂剂是n型掺杂剂时，掺杂有第一掺杂剂的第一导电半导体层122可以是n型半导体层。
第一导电半导体层122可以具有第一层122a和第二层122b，第一层122a具有相对低的al组分，第二层122b具有相对高的al组分。第二层122b可以具有处于60％至70％的范围内的al组分，并且第一层122a可以具有处于40％至50％的范围内的al组分。第一层122a可以被布置为与有源层124相邻。第一层122a的al组分可以高于阱层的al组分。在这种情况下，第一层122a可以解决在有源层124中产生的光被吸收的问题。例如，第一层122a可以具有比阱层的al组分高了5％至10％的范围的al组分，但是本发明不必限制于此。
第一电极142可以布置在第一层122a上以确保相对平滑的电流注入特性。也就是说，第一凹部128可以优选地形成到第一层122a的区域。这是因为第二层122b具有高al组分，使得第二层122b的电流分布特性相对低。
有源层124是通过第一导电半导体层122注入的电子(或空穴)和通过第二导电半导体层126注入的空穴(或电子)相遇的层。由于电子和空穴的复合，有源层124可以转变为低能级，并且发射具有与转变相对应的波长的光。
有源层124可以具有单阱结构、多阱结构、单量子阱结构、其中阱层和势垒层交替布置的多量子阱(mqw)结构、量子点结构和量子线结构中的任何一种，但有源层124的结构不限制于此。有源层124的阱层和势垒层都可以包括al。
第二导电半导体层126可以形成在有源层124上，可以由iii-v族或ii-vi族化合物半导体形成，并且可以掺杂有第二掺杂剂。第二导电半导体层126可以由具有inx5aly2ga1-x5-y2n(0≤x5≤1，0≤y2≤1，并且0≤x5+y2≤1)的组成式的半导体材料或选自alinn、algaas、gap、gaas、gaasp和algainp之中的材料形成。当第二掺杂剂是诸如mg、zn、ca、sr或ba的p型掺杂剂时，掺杂有第二掺杂剂的第二导电半导体层126可以是p型半导体层。
当第二导电半导体层126由algan制成时，由于低导电性，空穴注入可能不平滑。因此，具有相对高的导电性的gan可以被布置在第二导电半导体层126的下表面处。
第一电极142的厚度d2可以比第一绝缘层131的厚度d3薄，并且第一电极142和第一绝缘层131之间的分离距离d4可以设置在1μm至4μm的范围内。相对于第一绝缘层131的厚度d3，第一电极142的厚度d2可以是40％至80％。
当第一电极142的厚度d2相对于第一绝缘层131的厚度d3为40％至80％时，能够解决由于当布置下电极层165时发生的台阶覆盖特性的劣化导致的诸如分层和裂缝的问题。此外，设置第一电极142和第一绝缘层131之间的分离距离d4，使得可以改善第二绝缘层132的间隙填充特性。
参考图3，反射层135可以覆盖第二电极146的一个侧表面和第二电极146的下表面的一部分。利用这种配置，入射在第一绝缘层131和第二电极146之间的光可以向上反射。然而，诸如al的反射层135可能具有相对差的台阶覆盖，并且由于反射层135的迁移特性而可能产生漏电流，使得可靠性可能降低。因此，反射层135完全覆盖第二电极146可能不是优选的。
第二电极146可以布置在半导体结构的下表面121上。相对于第一绝缘层131的厚度，第二电极146的厚度可以是80％或更小。因此，当布置反射层135和包覆层150时，能够解决由于台阶覆盖的劣化而导致的诸如反射层135或包覆层150的裂缝或分层的问题。
多个第二电极之间的距离s1可以在3μm和60μm的范围内。当多个第二电极之间的距离s1小于3μm时，第二凹部127的宽度变窄，使得可能难以在第二凹部127内部形成反射层135。此外，如果距离超过60μm，则第二电极146的面积减小，使得由于去除有效发光区域的问题，工作电压可能升高并且光功率可能降低。
反射层的宽度s2可以在3μm至30μm的范围内。当反射层的宽度s2小于3μm时，难以在第二凹部127中形成反射层，然而当宽度s2超过30μm时，第二电极146的面积减小，使得工作电压上升。因此，多个第二电极之间的距离s1可以等于反射层的宽度s2。
反射层135的宽度s2可以等于第二凹部127的宽度。第一凹部的宽度和第二凹部127的宽度中的每个可以是在半导体结构的下表面121上形成的最大宽度。
反射层135可以包括从第二凹部127朝向第二电极146延伸的延伸部135a。延伸部135a可以电连接由第二凹部127分离的第二电极146。
延伸部135a的宽度s5可以在0μm至20μm的范围内。当宽度s5大于20μm时，第二电极146被完全覆盖，使得台阶覆盖特性可能劣化。包括延伸部135a的反射层的宽度s4可以在20μm至60μm的范围内。
第二电极146和第一绝缘层131之间的第一分离距离s3可以设置在0μm至4μm的范围内。当第一分离距离长于4μm时，布置第二电极146的区域变得更窄，使得工作电压可能升高。
反射层135可以布置在第二电极146和第一绝缘层131之间的第一分离距离s3内，并且可以在第一分离距离s3内与第一绝缘层131的侧表面和上表面以及第二电极146的上表面和侧表面接触。此外，其中反射层135与第二导电半导体层126肖特基接触的区域可以被布置在第一分离距离s3内以形成肖特基结，使得可以容易地分布电流。
反射层135的倾斜部分与第二导电半导体层126的下表面之间的角度θ4可以在90度至145度的范围内。当倾斜角θ4小于90度时，难以蚀刻第二导电半导体层126，然而当倾斜角θ4大于145度时，有源层的蚀刻面积变得更大，使得发光效率被退化。
包覆层150可以覆盖反射层135和第二电极146。因此，第二电极焊盘166、包覆层150、反射层135和第二电极146可以形成一个电通道。
包覆层150可以完全包围反射层135和第二电极146，并且可以与第一绝缘层131的侧表面和上表面接触。包覆层150可以由具有对第一绝缘层131的高粘合强度的材料形成，由选自由cr、al、ti、ni、au等组成的组中的至少一种材料及其合金形成，并由单层或多层形成。
当包覆层150与第一绝缘层131的侧表面和上表面接触时，可以改善反射层135和第二电极146的热和电可靠性。此外，包覆层150可以具有向上反射在第一绝缘层131和第二电极146之间发射的光的功能。
包覆层150可以布置在第一绝缘层131和第二电极146之间的第二分离距离内。包覆层150可以在第二分离距离内与第二电极146的侧表面和上表面并且第一绝缘层131的侧表面和上表面接触。此外，其中包覆层150与第二导电半导体层126肖特基接触的区域可以被布置在第二分离距离内以形成肖特基结，使得可以容易地分布电流。
返回参考图1，可以沿着半导体结构120的下表面和第一凹部128和第二凹部127的形貌(topography)来布置下电极层165和结合层160。下电极层165可以由具有高反射率的材料形成。例如，下电极层165可以包括al。当下电极层165包括al时，下电极层165用作将从有源层124朝向衬底170的方向发射的光向上反射，从而可以改善光的提取效率。
第二绝缘层132使反射层135、第二电极146和包覆层150与下电极层165电绝缘。下电极层165可以通过穿过第二绝缘层132而电连接到第一电极142。
第一绝缘层131的厚度可以在相对于第二绝缘层132的厚度的40％至80％的范围内。当满足40％至80％的范围时，第一绝缘层131的厚度变得更薄并且反射层135的上表面变得更靠近第一导电半导体层122，使得可以改善光的提取效率。
例如，第一绝缘层131的厚度可以在
第二绝缘层132的厚度可以在
结合层160可以包括导电材料。例如，结合层160可以包括选自由au、sn、in、al、si、ag、ni和铜(cu)或其合金组成的组中的材料。
衬底170可以由导电材料形成。例如，衬底170可以包括金属或半导体材料。衬底170可以是具有高导电率和/或高导热率的金属。在这种情况下，在半导体器件的操作期间产生的热可以被快速地散发到外部。
衬底170可以包括选自由si、钼(mo)、钨(w)、cu和al或其合金组成的组的材料。
第二电极焊盘166可以由导电材料制成。第二电极焊盘166可以具有单层或多层结构，并且可以包括ti、ni、ag和au。例如，第二电极焊盘166可以具有ti/ni/ti/ni/ti/au的结构。
第二电极焊盘166的中心部分被下压，使得第二电极焊盘166的上表面可以具有凹入部和凸起部。导线(未示出)可以结合到上表面的凹入部。因此，可以加宽结合区域，使得第二电极焊盘166和导线可以更牢固地结合。
第二电极焊盘166可以用于反射光，使得当第二电极焊盘166被布置为靠近半导体结构120时，可以改善光的提取效率。
第二电极焊盘166和半导体结构120之间的距离可以在5μm和30μm之间的范围内。当距离小于10μm时，难以确保工艺余量，然而当距离大于30μm时，其中布置第二电极焊盘166的面积在半导体器件的总面积中变得更大，使得可以减少发光层124的面积并且可以减少光量。
第二电极焊盘166的凸起部的高度可以高于有源层124的高度。因此，第二电极焊盘166可以反射在半导体器件的水平方向中从有源层124向上发射的光，使得可以改善光的提取效率并且可以控制光的方向性。
可以在半导体结构的上表面上形成不规则体。不规则体可以改善从半导体结构120发射的光的提取效率。不规则体的平均高度可以根据uv波长而不同。在uv-c光的情况下，当不规则体的高度在300nm至800nm的范围内并且其平均高度在500nm至600nm的范围内时，可以改善光的提取效率。
钝化层180可以设置在半导体结构120的上表面和侧表面上。钝化层180的厚度可以在
参考图4，第二凹部127的突出高度h1可以高于第一凹部128的突出高度h2。这里，突出高度可以被定义为从有源层124到第一凹部128和第二凹部127的上表面的垂直距离。
具体地，第二凹部127的突出高度h1可以满足以下关系表达式1。
[关系表达式1]
h1＝w4×tan(θ1)
这里，w4是从彼此相邻的第一凹部128和第二凹部127之间的中间点c1到第二凹部的上表面c2的距离，并且θ1在0.5度到5.0度的范围内。
当θ1小于0.5度时，反射层的高度变得相对较低，使得对于反射层来说可能难以执行有效的反射功能。此外，当θ1超过5.0度时，反射层的高度变得太高，使得存在有源层的面积与反射层的高度成比例地过度减小的问题。此外，存在应该更精确地管理凹部工艺和绝缘工艺的问题。
例如，从第二凹部的中间点c1到上表面c2的距离可以在20μm到40μm的范围内，并且θ1可以是2.3度。第二凹部127的突出高度可以在约300nm至800nm的范围内。在这种情况下，以tm模式从有源层124发射的光可以被有效地向上反射。
第二凹部127可以形成为高于第一凹部128。然而，本发明不特别限制于此，并且第一凹部128的高度可以等于第二凹部127的高度。
第一凹部128的倾斜角度θ2可以在40度至70度或60度至70度的范围内，并且第二凹部127的倾斜角度θ3可以在40度至70度或60度至70度的范围内。
图5是根据本发明的实施例的半导体器件的平面图，图6是图示半导体装置的电流密度的分布的图，图7a是图示第一区域的图，图7b是用于描述第一区域之间的距离的图，并且图8是图示p欧姆电极的面积的图。
参考图5，半导体器件100可以包括多个第一区域136，在平面图中第一区域136中的每个被反射层135或第二凹部分离。第一凹部128、第二凹部、反射层135和第一区域136可以是形成在半导体结构的下表面上的区域。多个第一区域136可以是以预定间隔分离的独立空间。此外，多个第一区域136可以是发光区域。
第一区域136可以具有各种形状。例如，第一区域136可以具有多边形形状，诸如六边形、八边形或三角形形状、或圆形形状。
多个第一电极142和多个第一凹部128中的每个可以布置在第一区域136中。根据这种结构，反射层135可以包围其中分布有电流的第一电极142。因此，在第一电极142附近发射的光可以被包围第一区域136的反射层135向上反射。
反射层135可以布置在区域中，其中连接其中的每个相对于第一电极142的100％的电流密度具有40％或更小的电流密度的区域。例如，第一凹部的中心与布置在第一凹部的水平线上的第二凹部的中心之间的距离可以在5μm和40μm的范围内。
当距离小于5μm时，可以蚀刻具有高电流分布的区域中的有源层以劣化发光效率，然而当距离长于40μm时，具有差的电流分布特性的区域保持使得可以降低光的提取效率。当反射层形成具有电流密度小于30％的区域中时，发光区域可能过度变得更宽，使得光的提取效率可能劣化。此外，发射到侧表面的相当大部分光很可能被半导体结构吸收。
参考图6，当al组分增加时，电流分布效应可能降低。因此，电流仅分布在第一电极142附近，使得电流密度可以在远离第一电极142的位置处急剧降低。因此，有效发光区域p2变得更窄。
有效发光区域p2可以被定义为边界位置，在该边界位置处，电流密度相对于在其处电流密度最高的第一电极附近的位置p1处于30％至40％的范围内。例如，可以将与第一凹部128的中心分离5μm至40μm范围内的距离定义为边界位置。然而，边界位置可以根据al组分和注入电流的水平而变化。
在第一电极142之间的低电流密度区域p3中的电流密度低，使得低电流密度区域p3几乎不有助于光发射。因此，根据本实施例，在低电流密度区域中形成反射层，使得能够改善光的提取效率。
然而，在低电流密度区域p3的整个区域上形成反射层是低效的。因此，通过仅留下将形成反射层的区域并且将第一电极可能密集地布置在剩余区域中来增加光功率会是有利的。
参考图7a，反射层135可以包括倾斜部135b和上部135c。从有源层124发射的大部分光可以被倾斜部135b向上反射。
由反射层135限定的第一区域136可以具有是第一电极142的2.0至5.0倍的面积。在这种情况下，反射层135可以形成在其中电流密度相对于第一电极142的电流密度为40％或者更少的区域中。可替选地，由反射层135限定的第一区域136可以具有是第一凹部128的面积的2.0至5.0倍的面积。可以根据半导体结构120的al浓度来调整第一区域136的面积。
参考图7b，相邻的第一凹部之间的间隔t1可以是从第一凹部的中心到第二电极之间的距离t2与第二电极之间的距离s1的总和。如上所述，第二电极之间的距离s1需要确保至少3μm或更大。
多个第一凹部128的面积之和相对于半导体结构的最大水平面积可以处于12％至24％的范围内。当多个第一凹部的面积之和大于24％时，第一凹部之间的间隔t1变得更窄。因此，可能无法确保第二电极之间的距离s1。当多个第一凹部的面积之和小于12％时，n型电极的面积变小，使得难以获得足够的电流分布。
例如，当多个第一凹部的面积之和为12％时，第一凹部之间的间隔t1可以为130μm，并且从第一凹部的中心到第二电极的距离t2可以是63.5μm。因此，可以确保约3μm的间隔以形成反射层。
此外，当多个第一凹部的面积之和为24％时，第一凹部之间的间隔t1可以为101μm，并且从第一凹部的中心到第二电极的距离t2可以是49μm。因此，可以确保约3μm的间隔以形成第一凹部的反射层。
参考图8，随着第一凹部的数量增加或第二电极之间的距离s1变得更宽，多个第二电极146的面积减小。
半导体结构120可以包括由第二凹部127分离的多个第一区域136和在半导体结构120的侧表面e1和第二凹部127之间限定的第二区域137。第一区域136之间的间隔距离s1可以等于或宽于第二凹部127的宽度。
多个第二电极146可以包括在第一区域136内布置的多个子电极147和在第二区域137内布置的边缘电极148。
多个子电极147可以布置在第一凹部和第二凹部之间。多个子电极147彼此分开，但是可以通过反射层彼此电连接。
边缘电极148可以沿着半导体结构120的边缘被连续布置。然而，本发明不特别限制于此，并且边缘电极148可以被划分成多个边缘电极。可替选地，可以省略边缘电极148。
第二凹部127与半导体结构120的侧表面e1之间的分离距离d1可以在1.0μm至10μm的范围内。当分离距离d1短于1.0μm时，难以确保工艺余量。此外，当分离距离d1长于10μm时，减少发光涉及的面积，使得光的提取效率可能劣化。然而，本发明不特别限制于此，并且第二凹部127和反射层可以被形成到半导体结构120的侧表面e1。在这种情况下，边缘电极148可以被划分成多个边缘电极。
图9是根据本发明的第一实施例的半导体器件的照片，图10是根据本发明的第二实施例的半导体器件的照片，图11是根据本发明的第三实施例的半导体器件的照片，图12是示出根据第一至第三实施例的半导体器件的光功率的曲线图，并且图13是示出根据第一至第三实施例的半导体器件的工作电压的曲线图。
参考图9，当第一凹部是14时，能够确认只有第一电极的周边发射光，并且剩余部分几乎不发射光。参考图10，当第一凹部的数量增加到31时，能够看出发光区域变得比图9的发光区域更宽。此外，参见图11，能够确认与图10相比光被完全发射。即，随着第一电极的面积增加，电流分布特性被改善，使得大部分有源层被涉及光发射。
参考图12，能够确认，相对于第一凹部128的数量为14的第一实施例的100％光功率，第一凹部128的数量为31的第二实施例的光功率被提高到114.7％。当孔数为44时，能够确定光功率提高到140.1％。也就是说，能够看出，有源层的总面积减小，但是光发射中涉及的有源层的面积增加。
参考图13，能够确认相对于其中第一凹部128的数量是14的第一实施例的100％工作电压，其中第一凹部128的数量为31的工作电压被下降到87％。此外，当孔的数量是44时，能够确认工作电压被进一步下降到78％。也就是说，能够确认第一电极的总面积增加并且电流分布特性得到改善，使得工作电压下降。
图14是图示根据本发明的第四实施例的半导体器件的图，图15是图示根据本发明的第五实施例的半导体器件的图，图16是图示根据本发明的第六实施例的半导体器件的图，图17是图示根据本发明的第七实施例的半导体器件的图，图18是图示根据本发明的第八实施例的半导体器件的图，图19是示出根据第四至第八实施例的半导体器件的光功率的曲线图，并且图20是示出根据第四至第八实施例的半导体器件的工作电压的曲线图。
下面的表1示出第四至第八实施例的有源层区域、p欧姆电极区域(第二区域)、凹部区域、n欧姆电极区域(第一区域)、以及第一凹部的数量。
有源层区域可以是半导体结构的台面蚀刻区域，并且可以是有源层与半导体结构的最大水平区域的面积比。其中，通过将台面蚀刻区域添加到凹部区域，半导体结构的区域可以是水平方向中的最大横截面积。
p电极面积是第二电极与半导体结构在水平方向中的最大面积的面积比。
n电极面积是第一电极与半导体结构在水平方向中的最大面积的面积比。
通过形成反射层来测试第四和第七实施例，并且在不形成反射层的情况下测试第五、第六和第八实施例。
[表1]
参考图14至18和表1，能够看出，随着第一凹部的数量增加，有效发光区域p2重叠。因此，总有源层面积减小，但是大多数有源层可能涉及光发射。
其中多个第一电极142与第一导电半导体层122接触的第一面积相对于水平方向中的半导体结构120的最大横截面积可以处于6.0％至11％的范围内。第一面积可以是第一电极142与第一导电半导体层122接触的面积的总和。
当多个第一电极142的第一区域小于6.0％时，电流分布特性不足以使光功率减小，然而当多个第一电极142的第一区域超过11％时，第二电极之间的间隔过度减小，使得难以确保将形成反射层的空间。在这种情况下，为了形成处于6.0％至11％范围内的第一区域，多个第一凹部的面积相对于水平方向中的半导体结构的最大面积可以处于12％至24％的范围内。
作为测试的结果，第四至第七实施例在第二电极之间确保其中将形成反射层的空间，但是第八实施例没有确保其中包括延伸部的反射层将会被形成的空间。
其中第二电极246与第二导电半导体层126接触的第二区域相对于半导体结构120在水平方向中的最大横截面积可以处于40％至60％的范围内。第二区域可以是其中第二电极246与第二导电半导体层126接触的总面积。
当第二区域小于40％时，第二电极的面积变得过小，从而存在工作电压升高和空穴注入效率降低的问题。当第二区域超过60％时，第一区域不能被有效地加宽，从而存在电子注入效率降低的问题。
除了在半导体结构的下表面上形成的多个第一凹部和多个第二凹部的区域之外，第二区域可以等于或小于剩余区域。因此，作为多个第一凹部和多个第二凹部的面积之和的第三区域可以相对于水平方向中的半导体结构的最大面积为60％或更小。
当第三区域相对于水平方向中的半导体结构的最大面积为60％或更多时，第二电极的面积变得太小，使得难以形成反射层。此外，存在工作电压升高和空穴注入效率降低的问题。
多个第二凹部的面积相对于水平方向中的半导体结构的最大面积可以处于4.8％至5.7％的范围内。当多个第二凹部的面积小于4.8％时，难以形成反射层，然而当多个第二凹部的面积大于5.7％时，第二区域变得更小，使得工作电压上升。
第一区域和第二区域具有反比关系。也就是说，当增加第一凹部的数量以便于增加第一电极的数量时，第二电极的面积减小。为了增加光功率，应该平衡电子和空穴的分布特性。此外，为了形成反射层，重要的是适当地确定第一区域与第二区域的比率。
多个第一电极与第一导电半导体层接触的第一区域与多个第二电极与第二导电半导体层接触的第二区域的面积比(第一区域：第二区域)可以优选地控制为1:4或更大。当面积比小于1：4时，难以确保将形成反射层的空间，如第八实施例中那样。
此外，当面积比大于1:10时，第一区域变得相对较小，如在第一和第二实施例中那样，使得电流分布特性可能劣化。例如，在第一实施例的情况下，确认第一区域仅为约1.8％，使得电流注入效率显著地差。因此，仅从第一电极附近的区域发射光。
根据示例性实施例，第一凹部128与第一区域136的面积比可以在1:4至1:8的范围内。当面积比小于1:4时，第一凹部128的数量增加，使得难以确保将形成反射层135的空间。此外，当面积比大于1:8时，n电极的面积变得相对较小，使得电流分布特性可能被劣化。
在第四实施例中，第一凹部128与第一区域136的面积比是1:8，并且在第七实施例中，第一凹部128与第一区域136的面积比是1:4。在这种情况下，因为第一凹部的半径相同，能够看出随着第一凹部的数量增加，第一区域的面积逐渐变得更窄。这里，第一区域136的面积是包括第一凹部的总面积。
参考图19，能够确认第一凹部的数量为62的第五实施例的光功率相对于其中第一凹部的数量为48的第四实施例的100％光功率减小。也就是说，能够确认通过反射层改善光的提取效率，如第四实施例中那样。
类似地，在第一凹部的数量为81并且形成反射层的第七实施例中，能够看出光功率高于其中在没有形成反射层的情况下第一凹部的数量为96的第八实施例的光功率。
参考图20，即使当第一凹部的数量从48增加到96时，工作电压也没有显著地变化。
参考图21，在第八实施例的情况下，当反射层135的宽度s2约为4.5μm时，能够确认在反射层135处出现裂缝。因此，当第二凹部的宽度变窄到约为在4.5μm或者更少时，能够确认难以形成反射层。
然而，当将倾斜角度调整为更小时，可以将反射层的宽度控制为约3.0μm。因此，优选的是，反射层的宽度s2被形成为宽于约3.0μm。
图22是根据本发明的第九实施例的半导体器件的平面图，图23是图22的部分c的放大图，并且图24是施加功率的发光结构的照片。
参考22和23，第一凹部128可以在第一方向(x方向)中延伸，并且可以在第二方向(z方向)中布置和隔开。这里，第一方向可以是垂直于发光结构120的厚度方向(y方向)的方向。在下文中，第一凹部128和第二凹部127中的每个的宽度(面积)被定义为形成在发光结构120的下部处的区域。
第一电极142可以布置在第一凹部128内。可以通过调节第一凹部128的数量或者调节在第一方向中延伸的第一凹部128的长度来控制第一电极142的面积。
因为在具有高al浓度的uv发光结构中电流分布不是相对容易的，所以第一电极的面积需要比发射蓝光的gan发光结构的面积宽。在本实施例中，多个第一电极142在第一方向中与第一导电半导体层接触，使得电流注入区域可以变得更宽。
在这种情况下，当过度形成第一凹部128以加宽第一电极142的面积时，有源层124和第二电极146的面积减小，使得保持适当的面积比是重要的。
第一凹部128的宽度w1可以在30μm至60μm的范围内。当第一凹部128的宽度w1小于30μm时，难以确保用于在第一凹部128内部形成第一电极142的工艺余量，然而当宽度w1大于60μm时，有源层被过度减小使得光功率可能被降低。
第一凹部128之间的距离d6可以在20μm和60μm的范围内。当距离d6小于20μm时，有源层过度减小使得光功率可能降低，然而当距离d6大于60μm时，第一凹部128的数量减少使得难以充分确保第一电极142的面积。
多个第一电极142的面积相对于第一方向中的发光结构120的100％最大面积可以处于19％至29％的范围内。当多个第一电极142的面积小于19％时，可能难以进行充分的电流注入和扩散，然而当多个第一电极142的面积大于29％时，其中有源层124和第二电极146将会被布置的面积被减少，使得存在光功率降低和工作电压升高的问题。
多个第一凹部128的面积相对于第一方向中的发光结构120的100％最大面积可以处于30％至45％的范围内。当多个第一凹部128的面积小于30％时，存在第一电极142的面积减小的问题，然而当多个第一凹部128的面积大于45％时，其中将布置有源层124和第二电极146的面积被减小，使得存在光功率降低和工作电压升高的问题。
多个第二凹部127可以在第一方向(x方向)中延伸，并且可以在第二方向(y方向)中布置和隔开。第二凹部127可以布置在多个第一凹部128之间。
反射层135可以布置在第二凹部127内。因此，反射层135可以布置在多个第一电极142中的每个的两侧上，以向上反射在第一电极142附近发射的光。反射层135的宽度s2可以等于或宽于第二凹部127的宽度。
随着al成分变得更高，电流分布效应可能降低。因此，电流仅分布在第一电极142附近，使得电流密度可以在远离第一电极142的位置处急剧降低。因此，有效发光区域p2变得更窄。
有效发光区域p2可以被定义为边界位置，在边界位置处相对于电流密度为100％的第一电极142的中心，电流密度处于30％至40％的范围内。例如，在第二方向中与第一凹部128的中心分离5μm至40μm的范围内的距离可以被定义为边界位置。然而，边界位置可以根据注入电流和al浓度的水平而变化。
反射层135可以布置在电流密度处于30％至40％范围内的边界位置处。也就是说，根据本实施例，反射层135形成在低电流密度区域中，使得可以改善光的提取效率。
第二凹部127在第一方向中的长度可以形成为比在第一方向中相邻的第一凹部128的长度长。当第二凹部127的长度等于或小于相邻的第一凹部128的长度时，不能控制从第一凹部128的端部位置发射的光。
这里，与第二凹部127相邻的第一凹部128可以是在第二方向(z方向)中最靠近第二凹部127而布置的两个第一凹部128。也就是说，第二凹部127可以形成为比被布置为在左侧和右侧中与第二凹部127相邻的两个第一凹部128中的至少一个更长。
第二凹部127的一端可以被布置为比第一凹部128的一端长(d5)。第二凹部127在第一方向中的长度可以是相对于在第一方向中相邻布置的第一凹部128中的一个的长度的104％或更多。在这种情况下，在第一电极142的两端附近发射的光可以被有效地向上反射。
第二凹部127与发光结构120的侧表面之间的分离距离d1可以在1.0μm至10μm的范围内。当分离距离d1小于1.0μm时，难以确保工艺余量，并且因此难以布置包覆层150以包围反射层135，使得可靠性可能降低。此外，当分离距离d1长于10μm时，减少与发光涉及的面积，使得光的提取效率可能劣化。然而，本发明不特别限制于此，并且第二凹部127和反射层135可以被形成直到发光结构120的侧表面。
多个第二凹部127的面积相对于第一方向中的发光结构120的100％最大面积可以处于4％至10％的范围内。当多个第二凹部127的面积小于4％时，难以在第二凹部127内部形成反射层135。此外，当多个第二凹部127的面积大于10％时，减小有源层的面积，使得可以降低光功率。
反射层135的面积相对于第一方向中的发光结构120的100％最大面积可以处于46％至70％的范围内。实际反射光的反射层135的面积可以等于或小于第二凹部127的面积。这里，反射层135的区域是包括延伸到发光结构120的下表面以覆盖第二电极146的延伸部的面积。
第二电极146的面积相对于第一方向中的发光结构120的100％最大面积可以处于57％至86％的范围内。当第二电极146的面积小于57％时，工作电压可能上升，然而当第二电极146的面积大于86％时，第一电极142的面积减小，使得电流注入的效率和分布可能会降低。
第二电极146的面积可以是除了发光结构120中的第一凹部128和第二凹部127的区域之外的剩余区域。因此，第二电极146可以是完全连接的单个电极。
图25是根据本发明的第十实施例的半导体器件的平面图，图26a和26b是图示根据本发明的第十一实施例的半导体器件的图，图27是图示根据本发明的第十二实施例的半导体器件的图，并且图28是图示根据本发明的第十三实施例的半导体器件的图。
参考图25，半导体器件可以包括被连接到多个反射层135中的每个的两端的侧反射部135b。即，第三凹部129可以形成在发光结构120的边缘处，并且侧反射部135b可以被形成在第三凹部129内部。反射层135和侧反射部135b可以包括相同的反射材料。例如，反射层135和侧反射部135b可以包含al。
多个反射层135和侧反射部135b可以被电连接或可以彼此隔开。
当多个反射层135和侧反射部135b彼此连接时，可以形成多个第一区域136。多个第一区域136可以是由多个反射层135彼此分离的空间。
第一凹部128和第一电极142可以被布置在多个第一区域136中的每个中。根据上述配置，可以有效地向上反射在第一电极142的两端附近发射的光。
第二电极可以通过第二凹部127和第三凹部分离多个第二电极。多个分离的第二电极146可以通过反射层135的延伸部彼此电连接。
参考26a，反射层135可以不布置在发光器件的边缘处。也就是说，由于诸如工艺余量等的各种原因，反射层135或第一电极142可以布置在边缘处。
参考图26b，包覆层150、下电极层165和衬底70从半导体器件的边缘部分z1突出，以向上反射从有源层124发射的光l2。也就是说，侧反射部可以形成在半导体器件的边缘部分z1上。因此，在没有形成单独的反射层的情况下从最外周发射的光可以被向上反射。
包覆层150与第二导电半导体层126的下表面之间的角度θ4可以在90度至145度的范围内。当该角度小于90度或大于145度时，可以降低向上反射朝向侧表面行进的光的效率。
根据上述配置，在多个第一凹部128之间发射的光可以被反射层135向上反射，并且从发光结构120的边缘发射的光可以被包覆层150向上反射。
参考图27，多个反射层135可以在第二方向(z方向)中延伸，并且可以在第一方向(x方向)中布置和隔开。可以根据电极焊盘等的位置来适当地修改第一凹部128和第二凹部127的布置。
参考图28，第一凹部128和第一电极142可以分别在第一方向和第二方向中延伸。因此，多个第二区域137可以形成在由第一凹部128和第一电极142的交叉设置的区域中。
多个反射层135可以布置在多个第二区域137中以向上反射光。侧反射部135b可以布置在发光结构120的边缘上。多个反射层135和侧反射部135b可以通过第二电极彼此电连接。然而，本发明不限制于此，并且多个反射层135和侧反射部135b可以彼此电绝缘。
图29是根据本发明的一个实施例的半导体器件封装的概念图，图30是根据本发明的一个实施例的半导体器件封装的平面图，并且图31是图30的修改实施例。
参考图29，半导体器件封装可以包括主体2，其中形成有凹部3；半导体器件1，其被布置在主体2处；以及一对引线框架5a和5b，其被布置在主体2上并且电连接到半导体器件1。半导体器件1可以包括所有上述配置。
主体2可以包括反射uv光的材料或涂层。主体2可以通过堆叠多个层2a、2b、2c、2d和2e形成。多个层2a、2b、2c、2d和2e可以由相同材料或不同材料形成。
凹部3被形成为随着远离半导体器件而更宽，并且阶梯3a可以形成在倾斜表面上。
透光层4可以覆盖凹部3。透光层4可以由玻璃材料制成，但是本发明不特别限制于此。透光层4的材料没有被特别地限制，只要该材料能够有效地允许光透射。凹部3的内部可以是空的空间。
参考图30，半导体器件10可以布置在第一引线框架5a上，并且可以通过导线被连接到第二引线框架5b。在这种情况下，第二引线框架5b可以布置为围绕第一引线框架的侧表面。
参考图31，多个半导体器件10a、10b、10c和10d可以布置在半导体器件封装处。在这种情况下，引线框架可以包括第一至第五引线框架5a、5b、5c、5d和5e。
第一半导体器件10a可以布置在第一引线框架5a上，并且可以通过导线被连接到第二引线框架5b。第二半导体器件10b可以布置在第二引线框架5b上，并且可以通过导线被连接到第三引线框架5c。第三半导体器件10c可以布置在第三引线框架5c上，并且可以通过导线被连接到第四引线框架5d。第四半导体器件10d可以布置在第四引线框架5d上，并且可以通过导线被连接到第五引线框架5e。
半导体器件可以应用于各种类型的光源器件。例如，光源器件可以是包括灭菌装置、固化装置、照明装置、显示装置、车灯等的概念。也就是说，半导体器件可以应用于布置在壳体处并且被配置成提供光的各种电子器件。
灭菌装置可以包括根据示例性实施例的半导体装置，以对期望区域进行灭菌。灭菌装置可以应用于家用电器，诸如净水器、空调、冰箱等，但不限制于此。也就是说，灭菌装置可以应用于需要灭菌的各种产品(例如，医疗设备)。
例如，净水器可以包括根据示例性实施例的灭菌装置，使得对循环水进行灭菌。灭菌装置可以布置在喷嘴或出口处，水通过该喷嘴或出口循环并且可以照射uv光。在这种情况下，灭菌装置可以包括防水结构。
固化装置可以包括根据示例性实施例的半导体器件，以固化各种液体。液体可以是最广泛的概念，包括在暴露于uv光下时固化的各种材料。例如，固化装置可以固化各种类型的树脂。可替选地，可以应用固化装置来固化化妆品，例如美甲。
照明装置可以包括：光源模块，其具有衬底和示例性实施例的半导体器件；散热部，其被配置成散发光源模块的热；以及电源，其被配置成处理或转换从外部提供的电信号以向光源模块提供电信号。此外，照明装置可以包括灯、前照灯、路灯等。
显示装置可以包括底盖、反射器、发光模块、导光板、光学片、显示面板、图像信号输出电路和滤色器。底盖、反射器、发光模块、导光板和光学片可以组成背光单元。
反射器可以布置在底盖上，并且发光模块可以发射光。导光板可以布置在反射器的前面，以将从发光模块发出的光向前引导，并且光学片可以包括棱镜片等，并且可以布置在导光板的前面。显示面板可以布置在光学片的前面，图像信号输出电路可以将图像信号供应给显示面板，并且滤色器可以布置在显示面板的前面。
当半导体用作显示装置的背光单元时，半导体器件可以用作边缘型背光单元或直下型背光单元(direct-typebacklightunit)。
除了上述发光二极管之外，半导体器件还可以包括激光二极管。
与发光器件类似，激光二极管可以包括上述结构的第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层。此外，激光二极管使用电致发光现象，其中当在p型第一导电半导体和n型第二导电半导体被结合之后电流流动时发射光，但是在发光器件和激光二极管之间发射光的方向性和相位存在差异。也就是说，激光二极管可以使用被称为受激发射和相长干涉现象的现象，以特定单一波长(即，单色光束)在相同方向中发射具有相同相位的光，并且利用上述特性，激光二极管可以用于光通信、医疗设备、半导体处理设备等。
光接收器件的示例可以包括光电检测器，该光电检测器是一种检测光并将检测到的光的强度转换为电信号的换能器。作为光电探测器，存在光电电池(硅和硒)、光学转换装置(硫化镉和硒化镉)、光电二极管(pd)(例如，在可见盲光谱区域或在真正盲光谱区域中具有峰值波长的pd)、光电晶体管、光电倍增管、光电管(例如，真空和充气型)、红外(ir)检测器等，但是实施例不限制于此。
此外，诸如光电探测器的半导体器件可以使用直接带隙半导体制造，其光转换效率通常是优异的。可替选地，光电探测器具有多种结构，并且包括使用作为最通用结构的p-n结的pin型光电探测器、使用肖特基结的肖特基型光电探测器和金属-半导体-金属(msm)型光电探测器。
与发光器件类似，pd可以包括上述结构的第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层，并且可以由p-n结或pin结构形成。pd通过施加反向偏压或零偏压来操作，并且当光入射到pd中时，产生电子和空穴，并且因此电流流动。此时，电流的量可以与入射到pd中的光的强度近似成比例。
光伏电池或太阳能电池是一种pd并且可以将光转换为电流。与发光器件类似，太阳能电池可以包括上述结构的第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层。
此外，太阳能电池可以通过使用p-n结的普通二极管的整流特性用作电子电路的整流器，并且可以通过用于微波电路而应用于振荡电路等。
此外，上述半导体器件不一定通过半导体实现，并且在一些情况下，半导体器件还可以包括金属材料。例如，诸如光接收器件的半导体器件可以使用ag、al、au、in、ga、n、zn、se、p和as之中的至少一种来实现，或者也可以使用掺杂有p型或n型掺杂剂的半导体材料或本征半导体材料来实现。
尽管已经参考示例性实施例主要描述本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的示例性实施例，并且在不脱离本发明的主旨的情况下本发明属于的本领域的技术人员能够设计各种修改和应用。例如，能够修改和实现示例性实施例中具体示出的每个组件。应该理解，与这些修改和应用相关的差异将落入由所附权利要求限定的本发明的范围内。
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