方式绘示接收基板的剖面图。
[0069] 图10为根据本发明另一实施方式绘示接收基板的剖面图。
[0070] 图11为根据本发明一实施方式绘示主动矩阵显示(active matrix display)中带 有2T1C电路的子像素的电路图。
[0071] 图12为根据本发明一实施方式绘示子像素的电路图。
[0072] 图13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一电 压的JV曲线图。
【具体实施方式】
[0073] 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绘示。
[0074] 本发明的实施方式描述微型半导体元件以及用来转移至接收基板的微型半导体 元件(例如微型发光二极管)阵列的形成方法。举例来说，接收基板可以是，但不限于，显示 基板。
[0075] 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、配置或特点可包含于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于一个或多个实施方式中。
[0076] 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。一层位于另一层"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。
[0077]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。
[0078]本发明的一些实施方式描述将块状发光二极管基材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。在一些实施方式中，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，每个微型发光二极管具有正八角形形状， 且节距尺寸(pitch size)约为10微米。借此，4英寸的发光二极管嘉晶晶圆（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，有高密度且具有特定功能性 的预制微型元件待拾取与转移至接收基板。
[0079]图1为根据本发明一实施方式绘示微型发光二极管100A设置于接收基板300上的 剖面侧视图。举例来说，接收基板300被例示为显示基板，且显示基板包含连接微型发光二 极管100A的接合电极310。接收基板300的细节可参照图9以及下文中更详细的描述。微型发 光二极管100A包含微型PN二极管120a、电流控制层130、第一导电层140以及第二导电层 150。举例来说，图1所示的微型发光二极管100A可根据图2C至图21依序绘示的操作而制造。
[0080] 请参照图2A，其为根据本发明一实施方式绘示块状发光二极管基材的剖面侧视 图。半导体元件层形成于成长基材110上。在一实施方式中，半导体元件层可不具有完整的 功能，举例来说，接点（例如，阳极或阴极)可能尚未形成。为了简明且不欲模糊本发明的实 施方式，下文是有关于半导体元件层为PN二极管层120的说明，而PN二极管层120是根据现 有的异质生长条件(heterogeneous growth condition)成长于成长基材110上。
[0081] PN二极管层120可包含复合半导体，此复合半导体具有对应至频谱的特定区域的 能带。举例来说，PN二极管层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 (6 &1〇、氮化铝（411〇、氮化铟（11^)、氮化铟镓（1116&1〇、磷化镓（6 &?)、磷化铝铟镓 (AlInGaP)、铝砷化镓(AlGaAs)或其合金。成长基材110可包含任何适合材料，例如，但不限 于，娃(silicon)、碳化娃(SiC)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)以及蓝宝石(AI2O3)。
[0082] 在一实施方式中，成长基材110为蓝宝石，且PN二极管层120由氮化镓所制成。尽管 蓝宝石具有较大的晶格常数与热膨胀系数相对于氮化镓不匹配，但蓝宝石成本相当低廉且 可广泛地取得的，且其透明度是相容于激光剥离(Laser Lift-Off，LL0)技术的。在另一实 施方式中，对于氮化镓PN二极管层120来说，成长基材110的材料可为碳化娃。如同蓝宝石， 碳化硅基材可为透明的。PN二极管层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，M0CVD)技术。
[0083] 请参照图2B，其为绘示图2A中的PN二极管层120的放大图。PN二极管层120可包含 第一型半导体层122(例如，p掺杂层）、主动层123、第二型半导体层124(例如，η掺杂层）以及 缓冲块状氮化镓层121。在一些实施方式中，缓冲块状氮化镓层121可选择性地不形成于ΡΝ 二极管层120中，因此后续移除缓冲块状氮化镓层121的操作（即图2G所示的操作)可省略。 缓冲块状氮化镓层121可能由于硅或氧污染而为η掺杂，或有意地掺杂施体(donor)，例如 娃。第二型半导体层124同样可掺杂例如娃的施体，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，多种缓冲层也可示情况 包含于其中。在一实施方式中，蓝宝石成长基材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。
[0084] 请参照图2C，其为根据本发明一实施方式绘示将经图案化的电流控制层130形成 于图2A中的PN二极管层120上的剖面侧视图。电流控制层130可接着形成于PN二极管层120 上方，且多个开口 131形成于电流控制层130中。在本实施方式中，在多个微型发光二极管 100A被制造之后(在下文中描述），每一个微型发光二极管100A皆具有一个开口 131，但本发 明并不以此为限。在一些实施方式中，在多个微型发光二极管100A被制造之后，每一个微型 发光二极管100A所具有的开口 131的数量多于一个。
[0085]请参照图2D，其为根据本发明一实施方式绘示将第一导电层140形成于图2C中的 经图案化的电流控制层130上的剖面侧视图。第一导电层140可接着形成于电流控制层130 上方。第一导电层140经由开口 131电性耦接PN二极管层120的第一型半导体层122的暴露部 分。第一导电层140可作为电极层，也可包含其他层。在一实施方式中，第一导电层140具有 约0.1微米至约15微米的厚度。在另一实施方式中，第一导电层140也可选择性地为透明的， 其可借由使第一导电层140非常薄以尽量减少光吸收，或使用透明导电材料而达成。可替代 地，在一些实施方式中，第一导电层140预先形成于接收基板300上，而非形成于经图案化的 电流控制层130 (如图2D所示)上。
[0086]请参照图2E以及图2F。图2E为根据本发明一实施方式绘示载体基板200与粘合层 210的剖面侧视图。图2F为根据本发明一实施方式绘示将图2D所示的结构与图2E所示的结 构相互接合的剖面侧视图。根据本发明的某些实施方式，在切片之前，形成于成长基材110 上的PN二极管层120、电流控制层130与第一导电层140的组合接着会被转移至载体基板 200,如图2F所示且更详细地描述于下文中。在一些实施方式中，第一导电层140与PN二极管 层120可在转移至载体基板200之前先切片。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。
[0087] 在一实施方式中，粘合层210可具有约0.1微米至约100微米的厚度。
[0088] 粘合层210可由具粘合能力的有机或非有机材料所制成，例如紫外线固化胶或硅 胶。粘合层210可由可将PN二极管层120、电流控制层130与第一导电层140的组合粘合至载 体基板200的材料所制成。具体来说，粘合层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2F所示，PN二极管层120、电流控 制层130与第一导电层140的组合与载体基板200可借由粘合层210而互相接合。
[0089]请参照图2G，其为根据本发明一实施方式绘示由图2F所示的接合结构移除成长基 材110并薄化PN二极管层120的剖面侧视图。成长基材110已由前述接合结构移除。成长基材 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(LL0)技 术。当使用激光剥离技术时，氮化镓PN二极管层120的界面会吸收激光的能量而局部发热， 进而导致界面的氮化镓分解为液态镓金属与氮气。一旦所需的区域都被照射，透明的蓝宝 石成长基材110可借由在热盘上重熔前述的镓而移除。
[0090] 如图2G所示，PN二极管层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可被部分地蚀刻以形成接点孔(contact hole)，第二型半 导体层124可经由接点孔电性耦接第二导电层150,如图1所示。在一些实施方式中，缓冲块 状氮化镓层121可选择性地不形成于PN二极管层120中，因此移除缓冲块状氮化镓层121的 操作（即图2G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。
[0091] 请参照图2H，其为根据本发明一实施方式绘示蚀刻图2G所示的PN二极管层120与 第一导电层140以形成微型PN二极管120a的剖面侧视图。多个微型PN二极管120a位于粘合 层210上方。在本实施方式中，微型PN二极管120a具有铅直侧壁。举例来说，电感偶合式电浆 (Inductively-Coupl