微型发光二极管装置的制作方法

本发明涉及一种发光二极管装置。具体而言，本发明涉及一种微型发光二极管装置。

背景技术：

近年来，发光二极管广泛地用于一般与商业上的照明应用。作为光源，发光二极管具有许多优点，包含较低的能量损耗、较长的寿命、较小的尺寸以及较快的开关速度，因此传统的照明，例如白炽灯，逐渐地被发光二极管取代。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种微型发光二极管装置，反射层具有高于接合层所形成的粘着接合系统的接合温度的熔点。经由适当的条件例如温度与压力，可将微型发光二极管接合至基板的特定区域。

根据本发明的一实施例，一种微型发光二极管装置包含接收基板以及微型发光二极管。微型发光二极管包含第一型半导体层、第二型半导体层、电流控制层、至少一个反射层以及至少一个第一电极。第二型半导体层连接第一型半导体层。电流控制层与第一型半导体层以及第二型半导体层其中一个连接，且具有至少一个开口。反射层电性耦接第一型半导体层。第一电极设置于反射层的表面上，其中该表面朝向接收基板。第一电极与接收基板形成粘着接合系统。

在一个或多个实施方式中，粘着接合系统的接合温度低于反射层的熔点。

在一个或多个实施方式中，接收基板包含接合电极，接合电极与第一电极形成粘着接合系统。

在一个或多个实施方式中，粘着接合系统为由接合电极与第一电极形成的共晶系统(eutectic system)、焊接接面(soldering contact)、过渡性液相烧结系统(transient liquid phase sintering；TLPS)或导电粘着接合系统，且粘着接合系统的接合温度是为共晶系统的共晶点、焊接接面的焊接点、过渡性液相烧结系统的烧结点或导电粘着接合系统的导电粘着接合温度。

在一个或多个实施方式中，第一型半导体层通过电流控制层的开口电性耦接第一电极，且第一电极与接合电极的接触面积大于该开口的尺寸。

在一个或多个实施方式中，接合电极是金属层、透明导电层或导电粘着层。

在一个或多个实施方式中，第一电极是金属层或导电粘着层。

在一个或多个实施方式中，多个反射层共同堆叠。

在一个或多个实施方式中，多个第一电极共同堆叠。

在一个或多个实施方式中，电流控制层为介电层。

在一个或多个实施方式中，微型发光二极管包含第二电极电性耦接第二型半导体层，且所述第一型半导体层与第二型半导体层其中一个通过电流控制层的开口对应地电性耦接第一电极与第二电极其中一个。

在一个或多个实施方式中，第一型半导体层与第二型半导体层其中一个具有电阻率ρ_s与厚度t_s，第一型半导体层与第二型半导体层的另一个具有电阻率ρ_o与厚度t_o，且

在一个或多个实施方式中，反射层由金属形成。

在一个或多个实施方式中，微型发光二极管包含主动层，其设置于第一型半导体层与第二型半导体层之间，其中电流控制层设置于第一型半导体层与第二型半导体层其中一个的至少一部分与主动层之间。

在一个或多个实施方式中，电流控制层与主动层接触。

在一个或多个实施方式中，电流控制层设置于所述第一型半导体层与第二型半导体层其中一个内且不与主动层接触。

在一个或多个实施方式中，微型发光二极管包含额外的电流控制层，与第一型半导体层与第二型半导体层的另一个连接且具有至少一个开口。

在一个或多个实施方式中，微型发光二极管包含欧姆接触层，其设置于第一型半导体层与反射层之间。

在一个或多个实施方式中，微型发光二极管包含第二电极以及欧姆接触层，其中第二电极电性连接第二型半导体层，欧姆接触层设置于第二电极与第二型半导体层之间。

根据本发明的另一实施例，一种微型发光二极管包含第一型半导体层、第二型半导体层、电流控制层、至少一个反射层以及至少一个第一电极。第二型半导体层连接第一型半导体层。电流控制层与第一型半导体层以及第二型半导体层其中一个连接，其中电流控制层具有至少一个开口。反射层电性耦接第一型半导体层。第一电极设置于反射层的表面上，其中该表面朝向接收基板，其中第一电极与接收基板形成粘着接合系统。

在一个或多个实施方式中，粘着接合系统的接合温度低于反射层的熔点。

在一个或多个实施方式中，粘着接合系统为共晶系统、焊接接面、过渡性液相烧结系统或导电粘着接合系统，且粘着接合系统的接合温度为共晶系统的共晶点、焊接接面的焊接点、过渡性液相烧结系统的烧结点或导电粘着接合系统的导电粘着接合温度。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的微型发光二极管装置，反射层具有高于接合层所形成的粘着接合系统的接合温度的熔点。经由适当的条件例如温度与压力，可将微型发光二极管接合至基板的特定区域。

附图说明

图1A为根据本发明的一实施方式的微型发光二极管装置的剖面图。

图1B为图1A中的微型发光二极管的放大剖面图。

图2A为根据本发明的一实施方式绘示块状发光二极管基板的剖面侧视图。

图2B为图2A中的PN二极管层的放大图。

图2C为根据本发明的一实施方式绘示将图案化电流控制层形成于图2A中PN二极管层上的剖面侧视图。

图2D为根据本发明的一实施方式绘示将反射层形成于图2C中图案化电流控制层上的剖面侧视图。

图2E为根据本发明的一实施方式绘示将第一电极形成于图2D中反射层上的剖面侧视图。

图2F为根据本发明的一实施方式绘示具有粘着层的载体基板的剖面侧视图。

图2G为根据本发明的一实施方式绘示将图2E的结构与图2F的结构相互接合的剖面侧视图。

图2H为根据本发明的一实施方式绘示由图2G的结构中移除生长基板并薄化PN二极管层的剖面侧视图。

图2I为根据本发明的一实施方式绘示蚀刻图2H中的PN二极管层、反射层以及第一电极以形成多个微型PN二极管的剖面侧视图。

图2J为根据本发明的一实施方式绘示转移头将微型发光二极管由图2I中载体基板拾取的剖面侧视图。

图3A为根据本发明的一实施方式的微型发光二极管的放大剖面图。

图3B为根据本发明的一实施方式的微型发光二极管的放大剖面图。

图4为根据本发明的一实施方式的微型发光二极管装置的剖面图。

图5为根据本发明的一实施方式的微型发光二极管装置的剖面图。

图6A为根据本发明的一实施方式的微型发光二极管装置的剖面图。

图6B为根据本发明的一实施方式的图6A中的微型发光二极管的放大剖面图。

图6C为根据本发明的一实施方式的图6A中的微型发光二极管的放大剖面图。

图6D为根据本发明的一实施方式的图6A中的微型发光二极管的放大剖面图。

图6E为根据本发明的一实施方式的图6A中的微型发光二极管的放大剖面图。

图6F为根据本发明的一实施方式的图6A中的微型发光二极管的放大剖面图。

图6G为根据本发明的一实施方式的图6A中的微型发光二极管的放大剖面图。

图7为根据本发明的一实施方式绘示接收基板的剖面图。

图8为根据本发明的另一实施方式绘示接收基板的剖面图。

图9为根据本发明的一实施方式的主动阵列显示器中具有2T1C电路的子像素的电路图。

图10为根据本发明的一实施方式的子像素的电路图。

图11为根据本发明一实施方式绘示微型发光二极管的发光面积的电流密度电压的JV曲线图。

具体实施方式

以下将以图式公开本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些现有惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式为之。

本发明的多个实施方式描述微型半导体装置以及形成微型半导体装置阵列的方法，例如用于微型发光二极管(micro-light-emitting diodes；micro-LEDs)，其用于转移至接收基板。举例而言，接收基板可以是，但不限于，显示基板。

在不同的实施方式中，相关描述可参照附图。然而，某些实施方式可不依这些特定细节中的一个或多个而实施，或可结合其他已知方法或配置而实施。在以下描述中将对许多特定细节进行阐述，例如特定的配置、尺寸与工艺等，以供彻底理解本发明。在其他实施例中，现有的半导体工艺与制造技术不会特别详细描述，以免不必要地模糊本发明的技术特征。本说明书中通篇所记载的一实施方式指的是在所述实施方式中所描述的特定特征、结构、配置或特点可包含在本发明的至少一个实施方式中。因此，本说明书中通篇的不同地方出现的在一实施方式中的用词并不必然指向本发明的同一实施方式。并且，特定的特征、结构、配置或特点可以任何适当的方式结合在一个或多个实施方式中。

在此使用的上方、至、之间以及上等用词，指的是一层相对于其他层的相对位置。一层位在另一层上方或上或接合至另一层的描述，可能是直接接触另一层或隔着一个或多个中间层。一层位于多层之间的描述，可能是直接接触所述多层或隔着一个或多个中间层。

在此使用的微型元件、微型PN二极管或微型发光二极管等用词，指的是根据本发明的实施方式的某些元件或结构的描述性尺寸。在此使用的微型元件或结构指的是尺度的范围为约1微米至100微米。然而，应当理解的是，本发明并未以此为限，且这些实施方式的某些范畴可应用至更大或更小的尺度。

本发明的部分实施方式描述将块状发光二极管基板处理为微型发光二极管的阵列的方法，微型发光二极管是待拾取与转移至接收基板上。在这种方式之下，将这些微型发光二极管整合并组装进异质集成系统(heterogeneously integrated system)是可能的。这些微型发光二极管可个别地、以群组的方式或以整个阵列的方式被拾取与转移。借此，阵列内的微型发光二极管可以较大的转移率被拾取并转移至例如显示基板的接收基板，而显示基板的尺寸范围可由微型显示器至大面积显示器。在部分实施方式中，待拾取与转移的微型发光二极管的阵列被描述为具有微细间距，每一个微型发光二极管具有正八角形形状，且间距尺寸(pitch size)约为10微米。借此，4英寸的发光二极管磊晶晶圆(epi wafer)可分割为包含超过2700万个元件的微型发光二极管阵列。借此，高密集度且具有特定功能性的微型元件可被预先制造，并待拾取与转移至接收基板。

图1A为根据本发明的一实施方式的微型发光二极管装置100的剖面图。微型发光二极管装置100包含接收基板300以及设置于接收基板300上的微型发光二极管100A。

接收基板300被例示为显示基板，举例而言，接收基板300可包含至少一个连接微型发光二极管100A的接合电极310，但不应以此限制本发明的范围。接收基板300可以是不具有接合电极310的显示基板。接收基板300的细节可参照图7以及下文中更详细的描述。

同时参照图1A与图1B。图1B为图1A中的微型发光二极管100A的放大剖面图。微型发光二极管100A包含微型PN二极管120a，电流控制层130、反射层140、第一电极150以及第二电极160。微型PN二极管120a包含第一型半导体层122(例如P型层)、主动层123以及第二型半导体层124(例如N型层)。第二型半导体层124连接第一型半导体层122。主动层123设置于第一型半导体层122与第二型半导体层124之间。电流控制层130连接第一型半导体层122与第二型半导体层124其中一个，且具有至少一个开口131。反射层140电性耦接第一型半导体层122。第一电极150设置于反射层140的表面上，且此表面朝向接收基板300。第一电极150与接收基板300形成粘着接合系统。

在一个或多个实施方式中，电流控制层130可以设置在微型PN二极管120a的靠近或远离接收基板300的一侧。在部分实施方式中，电流控制层130可以设置于第一型半导体层122与第二型半导体层124其中一个内，且接触或不接触主动层123。在本实施方式中，电流控制层130设置在微型PN二极管120a的靠近接收基板300的一侧，但不应以此限制本发明的范围。图3A至图6G展现电流控制层130多种不同的配置。

在微型发光二极管100A的配置中，反射层140与第一电极150配置用以提供不同的功效。反射层140可以反射来自于半导体的光线，使微型发光二极管100A可以向上发光而提升光强度。第一电极150是用以接合微型发光二极管100A与接收基板300。

举例而言，根据图2C至图2J依序绘示的多个步骤，可以制作图1A展示的微型发光二极管100A与微型发光二极管装置100。

图2A为根据本发明的一实施方式绘示块状发光二极管基板的剖面侧视图。参照图2A，在生长基板110上形成半导体元件层120，在半导体元件层120上形成电流控制层130。在一实施方式中，半导体元件层120可不具有完整的功能。举例来说，接点(例如，阳极或阴极)可能尚未形成。为了简明且不模糊本发明的实施方式，下文是有关于半导体元件层120为PN二极管层的说明，其根据现有的异质生长条件(heterogeneous growth condition)成长于生长基板110上。

PN二极管层(或称，半导体元件层120)可包含化合物半导体，此化合物半导体具有能隙，此能隙对应至频谱中的特定区段。举例来说，PN二极管层(或称，半导体元件层120)可基于二六族材料或三五族氮化物材料而包含一层或多层。二六族材料例如为硒化锌(ZnSe)、氧化锌(ZnO)等。三五族氮化物材料例如为氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、氮化铟(InN)、氮化铟镓(InGaN)、磷化镓(GaP)、磷化铝铟镓(AlInGaP)、铝砷化镓(AlGaAs)或其合金。生长基板110可包含任何适合材料，例如，但不限于，硅(silicon)、碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)以及蓝宝石(Al₂O₃)。

在一实施方式中，生长基板110为蓝宝石，且PN二极管层(或称，半导体元件层120)由氮化镓所形成。尽管蓝宝石具有较大的晶格常数且其热膨胀系数与氮化镓不匹配，但蓝宝石成本相当低廉且是可广泛地取得的，且其透明度可适用于激光剥离(Laser Lift-Off,LLO)技术的。在另一实施方式中，为了因应氮化镓PN二极管层(或称，半导体元件层120)，生长基板110的材料可为碳化硅。如同蓝宝石，碳化硅基板可为透明的。PN二极管层(或称，半导体元件层120)可利用许多成长技术来成长，例如金属有机化学气相沉积(metalorganic chemical vapor deposition；MOCVD)技术。

图2B为图2A中的PN二极管层(或称，半导体元件层120)的放大图。在图2B绘示的实施方式中，PN二极管层(或称，半导体元件层120)可包含第一型半导体层122(例如，p型掺杂层)、主动层123、第二型半导体层124(例如，n型掺杂层)以及块状氮化镓层121。在部分实施方式中，块状氮化镓层121可选择性地不形成于PN二极管层(或称，半导体元件层120)中，因此后续移除块状氮化镓层121的操作(即图2H所示的操作)可省略。块状氮化镓层121可能由于硅或氧污染而为n型掺杂，或有意地掺杂施体(donor)，例如硅。第二型半导体层124同样可掺杂例如硅的施体，而第一型半导体层122可掺杂例如镁的受体(acceptor)。有多种可替代的PN二极管配置可用来形成PN二极管层(或称，半导体元件层120)。同样地，简单的PN接面(p-n junction)或多种单量子井(single quantum Well,SQW)或多重量子井(multiple quantum well,MQW)配置可用来形成主动层123。此外，多种缓冲层也可视情况被包含于其中。

在一实施方式中，蓝宝石生长基板110具有约100微米至约400微米的厚度，缓冲块状氮化镓层121具有约3微米至约5微米的厚度，第二型半导体层124具有约0.1微米至约5微米的厚度，主动层123具有少于约100纳米至400纳米的厚度，且第一型半导体层122具有约100纳米至约1微米的厚度。

在部分实施方式中，第二型半导体层124可具有约0.1微米至约50微米的厚度，主动层123(可为单量子井或多重量子井)可具有约50纳米至约5微米的厚度，第一型半导体层122可具有约50纳米至约20微米的厚度。在一实施方式中，第二型半导体层124的厚度可为约0.1微米至约6微米(可包含或代替前述的缓冲块状氮化镓层121)。

图2C为根据本发明的一实施方式绘示将图案化电流控制层130形成于图2A中PN二极管层(或称，半导体元件层120)上的剖面侧视图。参考图2C，在电流控制层130中形成多个开口131。电流控制层130的开口131可以具有不同的形状，例如圆形、四边形、六边形、八边形或其他多边形。在本发明的一实施方式中，在制作完多个微型发光二极管100A(如同以下叙述)后，每个微型发光二极管100A具有一个开口131，但本发明不限于此。在部分实施方式中，在制作完多个微型发光二极管100A后，每个微型发光二极管100A可具有多于一个的开口131。

图2D为根据本发明的一实施方式绘示将反射层140形成于图2C中图案化电流控制层130上的剖面侧视图。参照图2D，反射层140可以接着形成于电流控制层130上。反射层140经由开口131电性耦接PN二极管层(或称，半导体元件层120)的第一型半导体层122(如同图1B所示)的暴露部分。在部分实施方式中，反射层140在可见光波段具有高反射率，而使从PN二极管层(或称，半导体元件层120)发出的光线受到反射层140反射。

图2E为根据本发明的一实施方式绘示将第一电极150形成于图2D中反射层140上的剖面侧视图。参照图2E，第一电极150可以接着形成于反射层140上。第一电极150电性连接反射层140，因此第一型半导体层122经由电流控制层130的开口131电性耦接第一电极150。反射层140与第一电极150作为电极层，但仍有可能包含其他层体。在一实施方式中，反射层140与第一电极150的总和厚度在大约1微米至大约15微米之间。

图2F为根据本发明的一实施方式绘示具有粘着层210的载体基板200的剖面侧视图。图2G为根据本发明的一实施方式绘示将图2E的结构与图2F的结构相互接合的剖面侧视图。根据本发明的某些实施方式，在切割之前，形成在生长基板110上的PN二极管层(或称，半导体元件层120)、电流控制层130、反射层140以及第一电极150的组合接着会被转移至载体基板200，如图2G所示且更详细地描述在下文中。在部分实施方式中，反射层140、第一电极150以及PN二极管层(或称，半导体元件层120)可在转移至载体基板200之前先被切割。因此，本发明的实施方式在形成用以转移至接收基板300的微型发光二极管100A阵列期间，可以多种变化实施。

在一实施方式中，粘着层210可具有大约0.1微米至大约100微米的厚度。

粘着层210可由具粘合能力的有机或非有机材料所形成，例如紫外线固化胶或硅胶。粘着层210可由可将PN二极管层(或称，半导体元件层120)、电流控制层130、反射层140以及第一电极150的组合粘合至载体基板200的材料所形成。具体来说，粘着层210的粘合力可借由电场、紫外光线、电磁辐射、热、超音波、机械力、压力或其任意组合而调整或减少。如图2G所示，PN二极管层(或称，半导体元件层120)、电流控制层130、反射层140以及第一电极150的组合与载体基板200可借由粘着层210而互相接合。

图2H为根据本发明的一实施方式绘示由图2G的结构中移除生长基板110并薄化PN二极管层(或称，半导体元件层120)的剖面侧视图。参考图2H，生长基板110已由前述接合结构移除。生长基板110可借由适当的方法移除，例如化学剥离(chemical lift-off)技术或激光剥离(LLO)技术。当使用激光剥离技术时，氮化镓PN二极管层(或称，半导体元件层120)的介面会吸收能量而局部发热，进而导致介面的氮化镓分解为液态镓金属与氮气。一旦所需的区域被照射，透明的蓝宝石生长基板110可借由在热盘上重新地熔化前述的镓而移除。

参考图2H，PN二极管层(或称，半导体元件层120)接着被薄化至所希望的厚度。回到图2B所示的放大PN二极管层(或称，半导体元件层120)，预定量的缓冲块状氮化镓层121(可能为N型)或第二型半导体层124的一部位被移除，因此在薄化后可留下可操作的PN二极管。缓冲块状氮化镓层121可被完全蚀刻掉。可替代地，缓冲块状氮化镓层121可被部分地蚀刻并形成接点孔(contact hole)，第二型半导体层124可经由接点孔电性耦接第二电极160，如图1A所示。在部分实施方式中，缓冲块状氮化镓层121可选择性地不形成在PN二极管层(或称，半导体元件层120)中，因此移除缓冲块状氮化镓层121的操作(即图2H所示的操作)可省略。根据不同的底层结构，薄化工艺可利用适当的技术(例如，干蚀刻)可选择性地执行以蚀刻缓冲块状氮化镓层121。

图2I为根据本发明的一实施方式绘示蚀刻图2H中的PN二极管层(或称，半导体元件层120)、反射层140以及第一电极150以形成多个微型PN二极管120a的剖面侧视图。参照图2I，多个微型PN二极管120a置于粘着层210上。在本实施方式中，微型PN二极管120a具有垂直侧壁。举例而言，电感耦合式电浆(Inductively-Coupled Plasma,ICP)，其为氯基(chlorine-based)蚀刻化学，可用来获得前述垂直侧壁。同时，反射层140与第一电极150可以借由特定酸性溶液(例如，盐酸、硝酸与王水)蚀刻与图案化。

图2J为根据本发明的一实施方式绘示转移头400将微型发光二极管100’由图2I中载体基板200拾取的剖面侧视图。参照图2J，举例而言，图2J中的微型发光二极管100’或微型发光二极管100’阵列准备好要由转移头400拾取且转移至图1A所示的接收基板300。

在部分实施方式中，粘着层210的杨氏系数(Young’s modulus)小于或等于30Gpa。因此，粘着层210可吸收在拾取工艺期间转移头400接触微型发光二极管100’的机械冲击力量。

再回到图2I，载体基板200上具有微型发光二极管100’阵列。每一个微型发光二极管100’可至少包含微型PN二极管120a、具有至少一个开口131的电流控制层130、反射层140以及第一电极150。为了将微型发光二极管100’转移至图1A所示的接收基板300，粘着层210的粘合力可事先借由电场、紫外光线、电磁辐射、热、超音波、机械力、压力或其任意组合而减少。微型PN二极管120a、电流控制层130、反射层140以及第一电极150的组合接着由转移头400拾取并放置于接收基板300上。

在本发明的多个实施方式中，各种适合的转移头可用来帮助拾取与放置操作。举例来说，为了拾取微型发光二极管100’，转移头400可借由真空、粘合力、磁力或静电吸引等方式对微型发光二极管100’施加拾取压力。

再回到图1A，其中微型发光二极管100A放置于接收基板300上。在本实施方式中，接收基板300为显示基板。在特定实施方式中，图2I中所示的微型发光二极管100’可放置于接收基板300的上的接合电极310上。第一电极150与接合电极310接合且通过接合程序形成粘着接合系统。其后，第二电极160可形成在微型PN二极管120a上方且电性连接第二型半导体层124(参照图1B)，借以形成微型发光二极管装置100。

接合程序可包含加热与冷却第一电极150与/或接合电极310的程序，用以实现相态的转换。根据第一电极150与/或接合电极310的材料与成分，由于固态平衡因素，由第一电极150与/或接合电极310形成的粘着接合系统可具有相对低的接合温度。举例而言，此粘着接合系统可以是共晶系统(eutectic system)、焊接接面(soldering contact)、过渡性液相烧结系统(transient liquid phase sintering system)、导电粘着接合系统(conductive adhesive bonding system)或上述系统的组合。在共晶系统、焊接接面、过渡性液相烧结系统或导电粘着接合系统中，接合温度(例如共晶点、焊接点、烧结点或导电粘着接合温度)是相对较低的。

在部分实施方式中，当粘着接合系统是共晶系统或焊接接面时，第一电极150以及/或接合电极310的相态在固态与液态之间转换而在两者之间形成了结构上的连接。共晶点、焊接点、烧结点或导电粘着接合温度是低于反射层140与第一电极150的材料其中之一的熔点。

适当地选择反射层140与第一电极150的材料与成分以建立此粘着接合系统。举例而言，第一电极150可以是由金、铟、锡、银、铋、铅、镓、镉或其组合或合金所形成。接合电极310的某些部分可以是与第一电极150的材料相似的物质。另一方面，接合电极310的材料可以不同于第一电极150的材料但仍能与第一电极150的材料形成粘着接合系统。

详细而言，对于共晶系统，在部分实施方式中，第一电极150与接合电极310可以以一定的比例的铟与金的混合物或铟与银的混合物所形成。对于焊接接面，第一电极150与接合电极310可以皆由焊料所形成。对于过渡性液相烧结系统，接合电极310与第一电极150可以分别由金属与焊料所形成，例如银与一定比例的铋锡合金，且第一电极150与接合电极310可以接合且相互渗透。对于导电粘着接合系统，接合电极310与第一电极150可以是导电粘着剂，例如银胶。接合电极310与第一电极150可以是该领域已知的各种材料，详细叙述在此省略。

在本发明的一个或多个实施方式中，共晶系统的共晶点或焊接接面的焊接点高于大约摄氏90度。过渡性液相烧结系统的烧结点可以在从大约摄氏100度至大约摄氏300度的范围内。接合电极310与第一电极150可以是金属、透明导电层或导电粘着层。

在本发明的一个或多个实施方式中，在接合程序中，可以在第一电极150或接合电极310上选择性地涂布助焊剂(未绘示)。根据第一电极150或接合电极310的材料，助焊剂可以是盐酸、氯化锌、硼砂或氯化铵气。助焊剂可清洁第一电极150或接合电极310，避免在接合程序中氧化，而可帮助粘着接合系统的形成。

由于第一电极150邻近于反射层140，接合程序的热可以从第一电极150转移至反射层140，而使反射层140融化。在本实施方式中，粘着接合系统的接合温度(例如共晶系统的共晶温度、焊接接面的焊接点以及过渡性液相烧结系统的烧结点)低于反射层140的熔点。如此一来，在第一电极150与接合电极310接合时，可以防止反射层140熔化。在部分实施方式中，设计反射层140的熔点高于摄氏300度。在部分实施方式中，反射层140可由金属所形成，例如铝、银、镍、铂、金、铜、钌或其任意组合或合金。

参照图1A与图1B。在一个或多个实施方式中，反射层140与第一电极150可由多个层体所形成。换句话说，多个反射层140共同堆叠，且多个第一电极150共同堆叠。

在部分实施方式中，第二电极160由透明导电材料所形成，例如氧化铟锡(ITO)。在部分实施方式中，第二电极160以接合线(bonding wire)的形式呈现。第二电极160可以由多个层体所形成。换句话说，多个第二电极160共同堆叠。

在一个或多个实施方式中，如同前述，反射层140与第一电极150的总和厚度在大约1至大约15微米之间，且此配置提供支撑以避免微型PN二极管120a裂损。在组装程序中，由于微型发光二极管100A的微型PN二极管120a的厚度在大约1至大约20微米之间，此厚度过薄而难以承受压力，施加于微型发光二极管100装置上的特定压力可能会带来破坏。

在本实施方式中，由于反射层140与第一电极150在厚度上与微型PN二极管120a相当，施加于微型发光二极管100A的压力并不集中于微型PN二极管120a，而反射层140与第一电极150可分担此压力。其后，施加于微型PN二极管120a上的压力变少。因此，反射层140与第一电极150可以保护微型PN二极管120a免于在压力下裂损。

再回到图1B。在部分实施方式中，第二电极160具有透光部分。具体而言，在本实施方式中，电流控制层130在第二电极160上的垂直投影与透光部分重叠。透光部分为透明的或半透明的。在部分实施方式中，电流控制层130的开口131在第二电极160上的垂直投影与透光部分重叠。在部分实施方式中，具有透光部分的第二电极160是全透明的。

如图1B所示，电流控制层130的开口131定义了反射层140与第一型半导体层122之间的接触界面。当微型发光二极管100A被施加正向偏压时，电荷载子由反射层140与第一型半导体层122之间的接触区域流动至第一型半导体层122与第二型半导体层124的接面(即主动层123)。

应注意的是，设置于现有的发光二极管内的现有电流阻挡层是用来避免电流流过发光二极管的电极的不透明部位。在部分实施方式中，电流阻挡层的位置是恰好对齐发光二极管的电极的不透明部位。为了更好地利用发光二极管的整个发光面积，电流阻挡层的面积可尽可能地小。

相反地，本发明的微型发光二极管100A利用电流控制层130限制微型发光二极管100A的发光面积。相较于现有的电流阻挡层，本发明的电流控制层130在第二电极160上的垂直投影进一步与第二电极160中的透光部分重叠。由于开口131限制电流流入微型发光二极管100A的面积，因此微型发光二极管100A的发光面积内的电流密度将增加且更均匀，借以增加微型发光二极管100A的操作稳定性与效率。

进一步来说，由于电流控制层130的开口131使得微型发光二极管100A的发光面积小于微型发光二极管100A的尺寸，因此可以在维持微型发光二极管100A尺寸的同时继续缩小微型发光二极管100A的发光面积，借以使微型发光二极管100A在制造过程是容易处理的。举例来说，具有尺寸为2微米乘以2微米的开口的尺寸为20微米乘以20微米的微型发光二极管100A，可呈现与尺寸为2微米乘以2微米的理想微型发光二极管相同的光输出特性。

一般而言，当将微型发光二极管具有PN二极管与具有开口的电流控制层接合至接收基板时，由于电流控制层的小开口的因素，有效的接合面积(即PN二极管与接收基板的接触面积)是小的，对于接合程序而言，其允许偏移误差(shift tolerance)是低的。在本实施方式中，通过反射层140与第一电极150的配置，有效接合面积(即第一电极150与接收基板300的接触面积)增大，因此提升了接合程序的允许偏移误差。

在部分实施方式中，微型发光二极管100A的尺寸小于100微米乘以100微米或0.01平方毫米。

二极管的半导体层在横向方向上的电流扩散长度可由以下方程式所决定：

其中L_s为二极管的半导体层的电流扩散长度，t为半导体层的厚度，n_ideal为二极管的理想因子(ideality factor)，K为波兹曼常数(Boltzmann constant)，T为半导体层在凯氏温标下温度，ρ为半导体层的电阻率(resistivity)，J₀为在半导体层与二极管的电极之间的界面处的电流密度，而e为电子的电量。

经由前述方程式(1)的确认，二极管的半导体层的电流扩散长度正比于因此，在部分实施方式中，第一型半导体层122的电阻率与厚度分别为ρ₁与t₁，第二型半导体层124的电阻率与厚度分别为ρ₂与t₂，且借以使第一型半导体层122的电流扩散长度小于第二型半导体层124的电流扩散长度。

图11绘示微型发光二极管的发光面积的电流密度电压的JV曲线图。在中/低功率操作时(也即，在图11中圆形虚线所标示的区域)，现有的微型发光二极管的操作接近于其阈值电压V_f，这将造成不同微型发光二极管之间的可靠性问题或非均匀特性。

因此，在部分实施方式中，具有开口131的电流控制层130连接至具有较小的电流扩散长度的第一型半导体层122。由于第一型半导体层122具有较小的电流扩散长度，因此如图1B所示，第一型半导体层122具有较大的电阻率与较薄的厚度。并且，由于电流控制层130的开口131伴随着具有较小的电流扩散长度的第一型半导体层122限制了电流进入微型发光二极管100A，因此微型发光二极管100A的发光面积可减少得比主动层123的面积还小，进而提供适当的亮度，且微型发光二极管100A的发光面积内的电流密度可增加。由于微型发光二极管100A的电流密度增加，因此微型发光二极管100A可被操作于线性功率操作中(也即，在图11中椭圆形虚线所标示的区域)。这将使得微型发光二极管100A具有优选的可靠度与优选的均匀特性。

在部分实施方式中，举例而言，第一型半导体层122由p型掺杂氮化镓(GaN)或p型掺杂磷化铝镓铟(AlGaInP)所形成。第一型半导体层122的厚度范围为约50纳米至约20微米。举例而言，第一型半导体层122借由磊晶(epitaxy)技术所形成。

在部分实施方式中，可在第一型半导体层122与反射层140之间加入欧姆接触(ohmic contact)层(图未示)，以减少反射层140与第一型半导体层122之间的接触电势。欧姆接触层可以由金属或半导体材料所形成。欧姆接触层的厚度范围为约5纳米至约2微米。第一型半导体层122的剩余部分的厚度范围为约50纳米至约20微米。

在部分实施方式中，举例而言，第二型半导体层124由n型掺杂硅基氮化镓(GaN:Si)所制成。第二型半导体层124的厚度范围为约0.1微米至约50微米。举例而言，第二型半导体层124借由磊晶技术所形成。

同样地，在部分实施方式中，可在第二型半导体层124与第二电极160之间加入另一欧姆接触层(图未示)，以减少第二电极160与第二型半导体层124之间的接触电阻。

在部分实施方式中，举例而言，主动层123由PN接面、异质结构(heterostructure)或量子井结构所形成。

图1B所示的微型发光二极管100A的第二电极160至少部分连接第二型半导体层124，而使得第一型半导体层122、主动层123以及第二型半导体层124设置在反射层140与第二电极160之间。反射层140与第二电极160皆由导电材料所形成，例如金属或透明导电材料(例如氧化铟锡)。举例而言，反射层140与第二电极160可以由物理气相沉积法(physical vapor deposition；PVD)或化学气相沉积法(chemical vapor deposition；CVD)形成。

另外，在本实施方式中，第二电极160完全接触第二型半导体层124，但本发明并不以此为限。在部分实施方式中，第二电极160是以接合线(bonding wire)的形式呈现，而部分地接触第二型半导体层124。

在部分实施方式中，第一型半导体层122、主动层123、第二型半导体层124以及具有开口131的电流控制层130的组合是具有至少两个平面的固体。举例来说，第一型半导体层122、主动层123、第二型半导体层124与具有开口131的电流控制层130的组合为圆柱体、多面体或梯形固体。

在部分实施方式中，电流控制层130为透明的。在部分实施方式中，电流控制层130为单色透明的。在部分实施方式中，电流控制层130为反射的。在部分实施方式中，电流控制层130为单色反射的。

在一实施方式中，电流控制层130为介电层。此介电层由介电材料所形成，例如氮化硅(silicon nitride)或二氧化硅(silicon dioxide)。电流控制层130的厚度范围为约1纳米至约5微米。电流控制层130例如借由物理气相沉积法或化学气相沉积法所形成。然而，本发明的电流控制层130并不限于为介电层。

在部分实施方式中，第一型半导体层122与第二型半导体层124形成第一PN接面(p-n junction)，电流控制层130与第一型半导体层122形成第二PN接面，且第一电极150与第二电极160用以对第一PN接面施加正向偏压且对第二PN接面施加逆向偏压。在一实施方式中，第一型半导体层122为P型半导体层，而第二型半导体层124与电流控制层130为N型半导体层。在另一实施方式中，第一型半导体层122为N型半导体层，而第二型半导体层124与电流控制层130为P型半导体层。因此，没有电流会通过主动层123对应至电流控制层130的部分，进而可避免主动层123的一部分发光。

图3A为根据本发明一实施方式的微型发光二极管100A的放大剖面图。在一实施方式中，第一型半导体层122与第二型半导体层124形成PN接面，电流控制层130与第一型半导体层122形成萧特基阻障(Schottky barrier)。在本实施方式中，举例来说，第一型半导体层122可由大量掺杂镁(Mg)的p型掺杂氮化镓或适当掺杂镁的p型掺杂氮化镓所形成。电流控制层130可以是第一型半导体层122的经电浆处理的部分。为了制造电流控制层130，可以预定的工作压力、高频电源(rf power)与预定工艺时间在第一型半导体层122上进行氩离子电浆处理(Ar⁺plasma treatment)。萧特基阻障利用镍/银/铂(Ni/Ag/Pt)欧姆接点作为反射层140而先制造于第一型半导体层122的电浆处理表面上。明显地，形成于第一型半导体层122的电浆处理表面上的镍/银/铂欧姆接点的偏压电流(bias current)，在-1至5伏特的量测电压范围内趋近于零，而第一型半导体层122的电浆处理表面显示欧姆行为。也即，对第一型半导体层122进行氩离子电浆处理将形成大的阻障高度(barrier height)。因此，没有电流会通过主动层123对应至电流控制层130的部分，进而可避免主动层123的前述部分发光。

在本实施方式中，第一型半导体层122具有如上所述的电阻率ρ₁，电流控制层130为具有电阻率ρ_h的高阻抗层，且ρ_h>ρ₁。举例来说，ρ_h可超过ρ₁的10倍以上，但本发明并不以此为限。在部分实施方式中，电流控制层130可为比第一型半导体层122掺杂较低浓度或未掺杂的半导体层、半金属(semi-metal)层、陶瓷层或半绝缘(semi-insulator)层。因此，电流控制层130可引导大部分的电流通过电流控制层130的开口131，借以尽可能地将主动层123的发光面积限制在对应至开口131的部分。举例来说，在电流控制层130的电阻率ρ_h大于第一型半导体层122的电阻率ρ₁的10倍的情况之下，至少50％的电流会通过具有相对小面积的开口131，借此电流控制层130可达到控制电流的目的。如此一来，开口面积的电流密度会高于其他区域。

在部分实施方式中，第一型半导体层为P型半导体层，第二型半导体层124为N型半导体层，且电流控制层130为电洞阻挡层。电流控制层130的最低占据分子轨域(Lowest Occupied Molecular Orbital,LOMO)能量水平低于第一型半导体层122的最低占据分子轨域能量水平至少0.2eV，从而阻挡电洞由第一型半导体层122传输至主动层123。因此，第一型半导体层122中的电洞只能经由电流控制层130的开口131传输至主动层123。举例来说，电流控制层130的材料可为Al_xGa_yN_(1-x-y)且具有超晶格结构(superlattice structure)。

在部分实施方式中，第一型半导体层122为N型半导体层，第二型半导体层124为P型半导体层，且电流控制层130为电子阻挡层。电流控制层130的最高占据分子轨域(Highest Occupied Molecular Orbital,HOMO)能量水平高于第一型半导体层122的最高占据分子轨域能量水平至少0.2eV，从而阻挡电子由第一型半导体层122传输至主动层123。因此，第一型半导体层122中的电子只能经由电流控制层130的开口131传输至主动层123。举例来说，电流控制层130的材料可为Al_xGa_yN_(1-x-y)且具有超晶格结构(superlattice structure)。

图3B为根据本发明的一实施方式的微型发光二极管100A的放大剖面图。如同图1B中的电流控制层130，图3B的电流控制层130部分覆盖第一型半导体层122的主要表面，此主要表面远离第二型半导体层124。图3B的电流控制层130与图1B的电流控制层130的差异在于：图3B中的电流控制层130进一步至少部分覆盖第一型半导体层122与主动层123的侧表面，且电流控制层130必须为介电层。在此配置之下，第一型半导体层122与主动层123的侧表面可受到电流控制层130保护而免于湿气、工艺污染与机械损坏等影响。应注意的是，前述的电流控制层的所有实施方式皆可在电流控制层只部分覆盖第一型半导体层122的侧表面而未覆盖主动层123的侧表面下应用。

图3B的微型发光二极管100A的其他细节与图1B的微型发光二极管100A相似，因此在此不再赘述。

再回到图1A，在本实施方式中，电流控制层130位于微型PN二极管120a的邻近接收基板300的接合电极310的一侧。也即，电流控制层130的开口131面向接收基板300。第一型半导体层122通过电流控制层130的开口131电性耦接第一电极150。然而，本发明并不以此为限。

图4为根据本发明的一实施方式的微型发光二极管装置100的剖面图。微型发光二极管装置100包含接收基板300以及设置于接收基板300上的微型发光二极管100B。微型发光二极管100B也包含微型PN二极管120a，电流控制层130、反射层140、第一电极150以及第二电极160。图4的微型发光二极管装置与图1的微型发光二极管装置的差别在于：电流控制层130是设置于微型PN二极管120a的远离接收基板300的接合电极310的一侧。也即，电流控制层130是连接第二型半导体层124，而非连接第一型半导体层122。第二型半导体层124经由电流控制层130的开口131电性耦接第二电极160。图4的电流控制层130的开口131背对接收基板300。

在本实施方式中，如同前述，微型发光二极管100B的第一电极150与接收基板300的接合电极310形成粘着接合系统。然而，不应以此限制本发明的范围。在部分实施方式中，可以省略接收基板300的接合电极310，且微型发光二极管100B的第一电极150可以与接收基板300的电线形成粘着接合系统。

如同图1A的实施方式，第一型半导体层122与第二型半导体层124的特征可以随着电流控制层130的配置而变化，且微型发光二极管100B与图1A和图1B的微型发光二极管100A有不同的操作方法。

在本实施方式中，第一型半导体层122的电阻率与厚度分别为ρ₁与t₁，第二型半导体层124的电阻率与厚度分别为ρ₂与t₂，且电流控制层130设置于第二型半导体层124上。电流控制层130为电阻率为ρ_h的高阻抗层，且ρ_h>ρ₂。

如同图1A和图1B的实施方式，在此，在部分实施方式中，第一型半导体层122与第二型半导体层124形成第一PN接面，电流控制层130与第二型半导体层124形成第二PN接面，且第一电极150与第二电极160用以对第一PN接面施加正向偏压且对第二PN接面施加逆向偏压。在另一实施方式中，电流控制层130与第二型半导体层124形成萧特基阻障。

再在另一实施方式中，电流控制层130可以是第二型半导体层124的经电浆处理部分。再在另一实施方式中，电流控制层130可以是电子阻挡层或电洞阻挡层，其中第二型半导体层124作为N型半导体层或P型半导体层。

为了制作图4的微型发光二极管100B，半导体元件层120以及图案化电流控制层130可以依序地形成于生长基板110(如同图2C所示)上。制造图4的微型发光二极管100B与图1A的微型发光二极管100A的差异在于：微型发光二极管100B的反射层140与第一电极150的形成是在接合图2C的结构至图2F的结构(如图2G所示的操作)以及移除生长基板110之后进行的。在反射层140与第一电极150形成于经薄化的PN二极管层(或称，半导体元件层120)之后，反射层140、第一电极150、经薄化的PN二极管层(或称，半导体元件层120)与电流控制层130的组合被蚀刻而形成多个微型PN二极管120a(如图2I所示的操作)。可替代地，在部分实施方式中，反射层140与第一电极150事先形成于接收基板300上，而非形成于经薄化的PN二极管层(或称，半导体元件层120)上。

接着，为了使图4的电流控制层130的开口131背对接收基板300，微型PN二极管120a可被转移至另一个载体基板200，以在将微型PN二极管120a转移至接收基板300(如图2J所示的操作)之前反转微型PN二极管120a的方向。在将微型PN二极管120a接合下一个载体基板200之后，可减少前一个载体基板200上的粘着层210的粘合力，从而使微型PN二极管120a与前一个载体基板200分离。可替代地，在部分实施方式中，在将微型PN二极管120a转移至接收基板300之前，微型PN二极管120a可依序被两个转移头两次地拾取，以反转微型PN二极管120a的方向。关于图4的微型发光二极管100B的其他细节与图1A的微型发光二极管100A相似，且因此不再赘述。

图5为根据本发明的一实施方式的微型发光二极管装置100的剖面图。微型发光二极管装置100包含接收基板300以及设置于接收基板300上的微型发光二极管100C。微型发光二极管100C也包含微型PN二极管120a、电流控制层130、反射层140、第一电极150以及第二电极160，且还包含另一电流控制层170。微型PN二极管120a包含第一型半导体层122、主动层123以及第二型半导体层124。图5的微型发光二极管100C与图1A的微型发光二极管100A的差别在于：微型发光二极管100C进一步包含电流控制层170，其位于微型PN二极管120a远离接收基板300的接合电极310的一侧，其中电流控制层170具有开口171，第二电极160延伸穿过电流控制层170的开口171以电性耦接第二型半导体层124。也即，图5的电流控制层170的开口171背对接收基板300。

为了制造图5所绘示的微型发光二极管100C，可依序进行图2A至图2H所示的操作。图5的微型发光二极管100C与图1A的微型发光二极管100A的差异在于：可在移除生长基板110之后，形成电流控制层170。在形成电流控制层170于经薄化的PN二极管层(或称，半导体元件层120)上之后，电流控制层170、经薄化的PN二极管层(或称，半导体元件层120)、电流控制层130、反射层140与第一电极150的组合被蚀刻而形成多个微型PN二极管120a(如图2H所示的操作)。接着，微型PN二极管120a等待拾取并转移至接收基板300(如图2I所示的操作)。关于图5的微型发光二极管100C的细节与图1A的微型发光二极管100A相似，在此不再赘述。

图6A为根据本发明的一实施方式的微型发光二极管装置100的剖面图。微型发光二极管装置100包含微型发光二极管100D以及接收基板300。图6B为根据本发明的一实施方式的图6A中的微型发光二极管100D的放大剖面图。微型发光二极管100C包含微型PN二极管120a，设置于微型PN二极管120a内的电流控制层130、反射层140、第一电极150以及第二电极160。可注意的是，图6B的电流控制层130与图1A的电流控制层130的差异在于：图6B中的电流控制层130设置于微型PN二极管120a内。

在部分实施方式中，为了制作带有电流控制层130设置于微型PN二极管120a中的微型发光二极管100D，可在形成主动层123后且在形成第一型半导体层122之前(如图2B所示)，形成电流控制层130，如图2A与图2C所示。

可替代地，在部分实施方式中，为了制作带有电流控制层130设置于微型PN二极管120a中的微型发光二极管100D，可在形成第一型半导体层122的过程中(如图2B所示)，形成电流控制层130，如图2A与图2C所示。

图6C为根据本发明的一实施方式的图6A中的微型发光二极管100D的放大剖面图。图6C的电流控制层130与图6B的电流控制层130的差别在于：图6C的电流控制层130是设置于第一型半导体层122内且不接触主动层123。在此配置下，在制作电流控制层130时，第一型半导体层122可保护主动层123。

图6D为根据本发明的一实施方式的图6A中的微型发光二极管100D的放大剖面图。图6D的电流控制层130与图6B的电流控制层130的差别在于：图6D的电流控制层130是设置于第二型半导体层124与主动层123之间，且接触主动层123，第一型半导体层122为P型半导体层，第二型半导体层124为N型半导体层。为了制造图6D所绘示的微型发光二极管100D，其中电流控制层130设置于第二型半导体层124与主动层123之间，可在图2B所示的形成主动层123之前，形成电流控制层130，如图2A至图2C所示。电流控制层130的开口131中，可以填入主动层123或第二型半导体层124。

关于图6D的微型发光二极管100D的细节与图6B的微型发光二极管100D相似，在此不再赘述。

图6E为根据本发明的另一实施方式的图6A中的微型发光二极管100D的放大剖面图。图6E的电流控制层130与图6D的电流控制层130的差别在于：图6E的电流控制层130是设置于第二型半导体层124内，且不接触主动层123。

为了制作图6E所示的电流控制层130设置于第二型半导体层124内的微型发光二极管100D，可在形成第二型半导体层124的过程(如图2B所示)中，形成电流控制层130，如图2A与图2C所示。

关于图6E的微型发光二极管100D的细节与图6D的微型发光二极管100D相似，在此不再赘述。

图6F为根据本发明的一实施方式的图6A中的微型发光二极管100D的放大剖面图。图6F的微型发光二极管100D与图6B的微型发光二极管100D的差别在于：图6F的微型发光二极管100D还包含电流控制层170。电流控制层170设置于主动层123与第二型半导体层124之间。也即，电流控制层130与电流控制层170分别位于主动层123的相反两侧。为了制造图6F所示带有电流控制层130设置于第一型半导体层122与主动层123之间以及带有电流控制层170设置于第二型半导体层124与主动层123之间的微型发光二极管100D，形成电流控制层170的操作可移到形成第二型半导体层124的操作之后与形成主动层123的操作之前(如图2B所示)进行，且图2A与图2C所示的形成电流控制层130的操作，可移到形成主动层123的操作之后与形成第一型半导体层122的操作之前(如图2B所示)进行。同样地，在部分实施方式中，电流控制层170的开口171可进一步以主动层123或第二型半导体层124填充。

关于图6F的微型发光二极管100D的细节与图6B的微型发光二极管100D相似，在此不再赘述。

图6G为根据本发明的一实施方式的图6A中的微型发光二极管100D的放大剖面图。图6G的电流控制层130与电流控制层170与图6F的电流控制层130与电流控制层170的差别在于，图6G的电流控制层130是设置在第一型半导体层122内且未接触主动层123，图6G的电流控制层170是设置在第二型半导体层124内且未接触主动层123。在此设置下，在制作电流控制层130时，第一型半导体层122可保护主动层123。

在部分实施方式中，电流控制层130和170只有其中一个在形成后与主动层123接触，而电流控制层130和160中的另一个在形成后未与主动层123接触。

为了制造图6G所示带有电流控制层130设置于第一型半导体层122中以及带有电流控制层170设置于第二型半导体层124中的微型发光二极管100D，形成电流控制层170的操作可在形成第二型半导体层124的操作期间(如图2B所示)进行，且图2A与图2C所示的形成电流控制层130的操作，可被提前在图2B所示的形成第一型半导体层122的操作期间进行。举例来说，电流控制层170可在形成90％的第二型半导体层124之后形成，而剩余的10％的第二型半导体层124在形成电流控制层170之后再继续形成。举例来说，电流控制层130可在形成10％的第一型半导体层122之后形成，而剩余的90％的第一型半导体层122在形成电流控制层130之后再继续形成。

图6G的微型发光二极管100D的其他细节与图6F的微型发光二极管100D相同，因此在此不再赘述。

在部分实施方式中，电流控制层130设置于微型PN二极管120a中(即，如图6F与图6G所示位于第一型半导体层122的至少一部分与主动层123之间)，且电流控制层170设置于微型PN二极管120a外(即，如图4所示位于第二型半导体层124与第二电极160之间)。在部分实施方式中，电流控制层130设置于微型PN二极管120a外(即，如图1B所示位于第一型半导体层122与反射层140之间)，且电流控制层170设置于微型PN二极管120a中(即，如图6F与图6G所示位于第二型半导体层124的至少一部分与主动层123之间)。

可注意的是，在图6B至图6G的微型发光二极管100D中，为了达到电流控制的目的，电流控制层130在部分实施方式中为介电层，但本发明并不以此为限。在部分实施方式中，第一型半导体层122与第二型半导体层124形成第一PN接面，电流控制层130与第一型半导体层122形成第二PN接面，且第一电极150与第二电极160配置成施加正向偏压于第一PN接面，并施加反向偏压于第二PN接面。在部分实施方式中，第一型半导体层122与第二型半导体层124形成PN接面，且电流控制层130与第一型半导体层122形成萧特基阻障。在部分实施方式中，第一型半导体层122的电阻率为ρ₁，电流控制层130为电阻率为ρ_h的高电阻率层，且ρ_h>ρ₁。在部分实施方式中，第一型半导体层122为P型半导体层，第二型半导体层124为N型半导体层，且电流控制层130为电洞阻挡层。在部分实施方式中，第一型半导体层122为N型半导体层，第二型半导体层124为P型半导体层，且电流控制层130为电子阻挡层。图6F与图6G的电流控制层170的控制电流机制可与电流控制层130的前述实施方式其中之一相同，因此在此不再赘述。

图7为根据本发明的一实施方式绘示接收基板300的剖面图。参照图7，缓冲层320形成于基板301上。闸极绝缘层330形成于基板301具有半导体层325的整个表面上。闸极340a、层间绝缘层350、源极340b以及汲极340c设置于闸极绝缘层330上以构成上闸极结构薄膜电晶体(Thin-Film Transistor,TFT)。钝化层360与平坦化层365依序形成于基板301的整个表面上或上方，且接合电极310形成于平坦化层365上，致使接合电极310经由穿过钝化层360与平坦化层365的通孔(图未示)电性连接源极340b或汲极340c。像素定义层375接着形成于平坦化层365及/或接合电极310的一部分上或上方以部分暴露出接合电极310(或暴露其一部分)。

可理解的是，图7所示的接收基板300与上闸极结构薄膜电晶体仅为示例。图8为根据本发明的另一实施方式绘示接收基板300的剖面图。参考图8，在本实施方式中，所绘示的接收基板300包含下闸极结构薄膜电晶体，且用以制造接收基板300的光罩的数量随需求而改变。在部分实施方式中，各种适合的接收基板300的薄膜电晶体可使用于本发明中。

图9为根据本发明的一实施方式的主动阵列显示器中具有2T1C电路的子像素的电路图。在一实施方式中，此电路可应用于图7或图8所绘示的接收基板300中，使得接收基板300成为主动矩阵(active matrix)显示基板。前述电路包含开关电晶体T1、驱动电晶体T2、储能电容Cs以及微型发光二极管100’。电晶体T1、电晶体T2可为任何形式的电晶体，例如薄膜电晶体。举例来说，开关电晶体T1可为N型金属氧化物半导体(n-type metal-oxide semiconductor,NMOS)电晶体，驱动电晶体T2可为P型金属氧化物半导体(p-type metal-oxide semiconductor,PMOS)电晶体。开关电晶体T1具有闸极、第一源/汲极以及第二源/汲极。开关电晶体T1的闸极连接至扫描线V_select，且开关电晶体T1的第一源/汲极连接至数据线V_data。驱动电晶体T2、第一源/汲极以及第二源/汲极。驱动电晶体T2的闸极连接至开关电晶体T1的第二源/汲极，且驱动电晶体T2的第一源/汲极连接至电源V_dd。储能电容Cs连接于驱动电晶体T2的闸极与第一源/汲极之间。微型发光二极管100’具有阳极以及阴极。微型发光二极管100’的阳极连接至驱动电晶体T2的第二源/汲极，且微型发光二极管100’的阴极连接至地线V_ss。

在操作时，电压位准扫描信号(voltage level scan signal)开启开关电晶体T1，使得数据信号对储能电容Cs充电。储存于储能电容Cs的电压决定流过驱动电晶体T2的电流的大小，因此微型发光二极管100’可基于此电流发光。应当理解的是，前述2T1C电路仅为示例。其他形式的电路或典型的2T1C电路的改良皆可根据本发明的实施方式而完成。举例来说，为了补偿分配至驱动电晶体与微型元件的电流或它们的不稳定性，还可使用更复杂的电路。

请参照图10，其为根据本发明一实施方式绘示子像素的电路图。在一实施方式中，此电路使用于接收基板300中会使得接收基板300成为被动矩阵(passive matrix)显示基板。

本发明的多个实施方式提供具有反射层与接合层的微型发光二极管装置。反射层具有高于接合层所形成的粘着接合系统的接合温度的熔点。经由适当的条件例如温度与压力，可将微型发光二极管接合至基板的特定区域。

除非特别说明，本说明书所公开的所有特征(包含权利要求、摘要以及附图)可以由作用相同或相似的替代特征取代。据此，除非特别说明，每个公开的特征是多个相同或相似的特征的泛用型态的实施例。