[发明专利]具有热电结构的光电元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电元件，更详言之，是涉及一种具有热电结构的光电元件。

背景技术

光电元件包含许多种类，例如发光二极管(Light-emitting Diode；LED)、太阳能电池(Solar Cell)和光电二极管(Photo diode)等。以LED为例，LED是一种固态半导体元件，其至少包含一p-n接面(p-n junction)，此p-n接面形成于p型与n型半导体层之间。当在p-n接面上施加一定程度的偏压时，p型半导体层中的空穴与n型半导体层中的电子会结合而释放出光，此光产生的区域一般又称为发光区(light-emitting region)。

目前发光二极管普遍有电流扩散不佳的问题，就p型半导体层在上的发光二极管而言，发光层上形成有一p型半导体层，而p型半导体层上可设有一电极垫以导入电流。目前增进电流扩散的方式多为在p型半导体层上形成一例如以金属氧化物或磷化镓为材料的电流扩散层，再在电流扩散层上设置电极垫，而进一步地可再由电极垫延伸出一或多个的延伸电极以更增进电流的分布。然而即使在发光二极管上进行了上述可增进电流分部的结构改良，仍有电流过度集中于电极垫或其延伸电极下方的问题。

此外，发光二极管另有散热方面的问题。当发光层温度过高时，电子与空穴的结合率会降低进而影响发光效率。上述发光二极管更可以进一步地与其他元件组合连接以形成一发光装置(light-emitting apparatus)。所述发光装置包含一具有至少一电路的次载体(sub-mount)；至少一焊料(solder)位于上述次载体上，通过此焊料将上述发光二极管粘结固定于次载体上并使发光二极管的基板与次载体上的电路形成电连接；以及，一电连接结构，以电连接发光二极管的电极垫与次载体上的电路；其中，上述的次载体可以是导线架(lead frame)或大尺寸镶嵌基底(mounting substrate)，以方便发光装置的电路规划并提高其散热效果。

发明内容

本发明提出一种具热电结构的光电元件，具有较佳的电流分布及散热效果，其包含：一基板；一光电转换叠层，形成于基板上，包含一形成于基板上的第一半导体层、形成于第一半导体层上的一光电转换层、及形成于光电转换层上的一第二半导体层；一导电结构，形成于基板及第一半导体层间，或第二半导体层上；以及一热电结构，形成于导电结构中。

依据本发明的一实施例，导电结构包含一形成于第二半导体层上的透明导电层，热电结构形成于透明导电层中，或透明导电层及第二半导体层间，以进行热电转换。

依据本发明的又一实施例，导电结构包含一形成于第二半导体层上的透明导电层、及形成于透明导电层上的金属垫，热电结构形成于透明导电层及金属垫间、或透明导电层中对应金属垫的位置，以进行热电转换。

依据本发明的又一实施例，导电结构包含形成于基板及第一半导体层间的一金属层，其中基板是一导电基板，热电结构形成于金属层及基板间，以进行电热转换。

附图说明

图1是本发明热电式光电元件的第一实施例示意图；

图2A是本发明热电式光电元件的第二实施例示意图；

图2B是本发明热电式光电元件的第二实施例的一热电效应示意图；以及

图2C是本发明热电式光电元件的第二实施例的又一热电效应示意图。

主要元件符号说明

100，200    光电元件

101，201    热电结构

201a        吸热端

201b        放热端

102，202    基板

106         导电结构

206         反射层

107，207    第一半导体层

108，208    光电转换层

110，210    第二半导体层

112，212    透明导电层

114         金属垫

114a        延伸部

203         上电极

205         下电极

2011        p型热电材料

2012        n型热电材料

具体实施方式