电子束检测的制作方法

电子束检测
1.

背景技术：
和技术领域
2.本公开涉及将微型装置集成到系统衬底中。


技术实现要素：

3.根据一个实施方案，本发明公开了一种用电子束激活微型装置的方法，该方法包括：使微型装置处于衬底中，具有电子束源，使微型装置的至少一个电极由第二电极或探针偏置，使至少一个电极成为衬底中的偏置电路的一部分，以及使电子束通过焊盘到达微型装置以到达至少一个电极来激活微型装置。
附图说明
4.通过阅读以下详细描述并参考附图，本公开的前述和其他优点将变得显而易见。
5.图1a示出了指向系统衬底或供体衬底中的装置的电子束的使用。
6.图1b示出了保护层覆盖衬底上表面中的一些表面、部分微型装置焊盘和微型装置表面的结构。
7.图1c示出了电子源的一种结构。
8.图1d示出了与衬底上的微型装置相比，衬底中存在更多尖端。
9.图1e示出了保护另一表面和微型装置免受不期望的电子束的影响的保护电极。
10.本公开易于进行各种修改和替代形式，具体实施方案或实施方式已经通过举例的方式在附图中示出并且将在本文中详细描述。然而，应该理解，本公开不旨在限于所公开的特定形式。相反，本公开将涵盖落入由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。
具体实施方式
11.在本说明书中，术语“装置”和“微型装置”可互换使用。然而，本领域技术人员清楚，这里描述的实施方案与装置尺寸无关。
12.为了开发系统(显示器、传感器或其他部件)，将微型装置集成到系统衬底中。
13.微型装置可以是微型led或传感器或mems或oled等。系统衬底由衬底和背板电路组成，该背板电路通过偏置微型装置来控制微型装置。
14.微型装置可以呈不同的形式，如垂直的，其中至少一个触点位于装置的顶部处，并且一个触点位于装置的底表面处。
15.开发由光电装置(或其他类型的固态装置)的阵列制成的固态系统的一种方法是将微型装置集成到系统衬底中。微型装置是由有源层、欧姆、触点和/或焊盘制成的固态装置。微型装置可以是微型led、微型传感器、微型小芯片等。微型装置在衬底上形成，然后转移至(或形成在)供体衬底上。然后将微型装置从供体衬底转移到系统衬底中。系统衬底可以具有不同电路，该不同电路包括像素、电极和用于耦合到微型装置的焊盘。转移可以通过不同方式进行。微型装置可以通过不同方法耦合到系统衬底，诸如沉积导电电极或导电结
合(例如，共晶结合、金属结合、热结合等)。测试供体衬底或系统衬底上的微型装置以鉴定微型装置的缺陷和性能。在一种情况下，有缺陷的微型装置可以被称为修复过程的工作微型装置替换。
16.在集成到系统衬底中之前和之后测量微型装置是开发高产率微型装置系统(诸如微型led显示器)的主要障碍。
17.在供体衬底中，微型装置具有更高的节距(彼此非常接近)。结果，为了测量每个装置而不引起干扰，需要能够选择性地测量装置。例如，如果供体衬底具有10微米的微型led节距，则开启一个微型led会影响相邻装置的结果。在此类拥挤环境中进行装置的选择性测量是具有挑战性的，并且可能不是可靠的和/或昂贵的。
18.在另一种情况下，一些装置(例如，垂直的或横向的)在转移到系统衬底中时不完全起作用，因为电极中的一些电极还没有连接到装置。此时，测量装置以确保转移过程、衬底和微型装置是功能性的是至关重要的。这是因为在连接电极之后，修复或固定装置将是具有挑战性的。如图1a所示，为了能够在转移之后电耦合到装置100，在装置100的底表面上形成焊盘106。可以形成围绕焊盘的介电壳108。介电壳108可以是粘合剂。
19.图1a示出了使用来自电子源100的指向系统衬底108或供体衬底108(此处称为衬底)中的微型装置102的电子束来激活微型装置102。
20.微型装置102的至少一个连接部104由探针或电极偏置。另一个连接部106由电子束124偏置。电子源100用于将电子束124的至少一部分引导至微型装置触点106。电子束124通过装置的一个触点106到达微型装置102，并到达由探针或电极偏置的所述电极104。电极104的一部分可以是衬底108中的偏置电路110的一部分。偏置电路可以是具有复杂功能(诸如占空比、信号强度等的控制)的简单电极或像素电路。
21.电子源可以扫描衬底中的多于一个微型装置。在一种情况下，使用磁场/电场将电子束124重新引导至不同的微型装置。在这种情况下，如果束源的距离120进一步远离微型装置102，则电子束124的有效光斑尺寸122变大。结果，电子束124将覆盖不同于微型装置触点106的其他区域。结果，电流值将改变。这里，可以将电子束124的功率进行修改以补偿电流密度的变化。在另一种情况下，电子源移动至更靠近微型装置(这里电子源与装置对准)。因此，对于微型装置来说，电子束形状是相同的。在另一种情况下，使用两种方法的组合。磁场或电场用于将电子束引导至一定距离，直到电流密度保持在阈值内。然后，将电子源移动至新的位置。
22.电子束可能影响除触点区域106以外的微型装置表面或未耦合到触点106的衬底108上的表面。结果，电子束可能直接损坏这些区域，或者电荷可能在这些区域上累积，通过放电损坏该区域。图1b示出了保护层112覆盖衬底上表面中的一些表面、部分微型装置焊盘104和微型装置表面的结构。保护层可以是重新引导过量电荷的电介质或导电层。
23.图1c示出了电子束源100的一种结构。这里，衬底200具有电路层202。电路层具有电极或其他电路以控制通过尖端204的电压或电流。尖端可以由不同材料(例如钨、金属或其他导电材料)或纳米材料(纳米线、碳纳米管)制成。栅极层208形成在206个电介质柱的顶部上。栅极围绕尖端，并且电介质形成用于尖端的中空腔室。栅极也通过电路层202偏置。结构100与微型装置对准并靠近微型装置。设定微型装置之间的距离，使得光斑尺寸不影响相邻的装置或其他部件。将栅极层和尖端偏置并且还将电子束源结构内的微型装置触点208
偏置，以允许电子从尖端流向微型装置。电流由栅极或尖端或微型装置的偏置控制。这里，衬底200可以具有仅用于系统衬底108上的较少微型装置的尖端。结果，每次只有很少的微型装置开启，从而减少了测量拥挤的微型装置时的干扰。在另一种情况下，可以有至少一个尖端与衬底108上的每个微型装置相关联。在一种情况下，控制栅极或尖端或微型装置偏置，使得光斑尺寸小，并且此时仅开启很少微型装置，从而减少干扰。
24.在另一种情况下，如图1d所示，与衬底108上的微型装置相比，衬底200中存在更多的尖端(电子源)。因此，对准精度要求不那么苛刻。这里，位于微型装置的视点或靠近微型装置的中心的尖端将向微型装置提供电子并激活微型装置，这意味着尖端和微型装置不需要精确地对准。除此之外，由于一组尖端中的每个尖端向微型装置提供更少量的电流，所以对微型装置的损坏的可能性更小。更少量的电流小于测试电流。例如，如果每个微型装置有10个尖端，则尖端电流是测试电流的1/10。在一个尖端与微型装置相关联的情况下，该尖端将向装置触点106上的小区域提供大得多的电流，从而可能造成损坏。除此之外，由于较低的电流应力和冗余效应，每个微型装置具有很少的较小尖端，尖端的寿命将更长。尖端的数量由测试装置的预期寿命、尖端可以在其下操作且满足微型装置的预期寿命和峰值电流的最大电流来界定。微型装置峰值电流除以尖端拾取电流。
25.为了保护其他表面和微型装置免受不期望的电子束的影响，图1e示出了保护电极104-3。这里，保护电极104-3覆盖衬底108的关键区域。关键部件可以是晶体管、电容器或可能被电子束损坏的其他层。将电极104-3偏置以收集过量的电子束。另外，将电路110耦合到微型装置的电极104-2可以延伸到微型装置外部，以保护衬底108和电路110的重要部分。为了保护微型装置的侧壁，形成电极106-2以覆盖侧壁和顶表面，同时该电极耦合到触点106。电极106-2和触点106可以是相同的。电介质将微型装置的侧壁与电极106-2分开。
26.方法方面
27.在本发明的一个方面，公开了一种用电子束激活微型装置的方法，该方法包括：使微型装置处于衬底中，具有电子束源，使微型装置的至少一个电极由第二电极或探针偏置，使至少一个电极成为衬底中的偏置电路的一部分，以及使电子束通过焊盘到达微型装置以到达至少一个电极来激活微型装置。这里，偏置电路可以是具有复杂功能(诸如占空比和信号强度的控制)的简单电极或像素电路。另外，使用磁场或电场将电子束重新引导至不同的微型装置，其中电子束源的距离可以进一步远离，从而使得电子束的光斑尺寸更大。
28.该方法还可以包括以下步骤：其中可以使用磁场或电场将电子束引导到一定距离，使得电流密度保持在阈值内，随后将电子束源移动到新位置。另外，保护层可以覆盖衬底上的表面、部分焊盘和微型装置表面。这里，保护层可以是重新引导过量电荷的电介质或导电层。
29.该方法还可以包括具有电子束源，该电子束源具有带有电路层的衬底的结构。这里，电路层可以控制通过尖端的电压或电流。这里，尖端可以由包括纳米线和碳纳米管的纳米材料或包括钨、金属或导电材料的其他材料制成。另外，栅极层可以围绕尖端，并且电介质可以形成用于尖端的中空腔室，其中栅极层形成在电介质柱的顶部上。这里，可以通过电子束源结构中的电路层对栅极层进行偏置。
30.该方法还可以包括，其中电子束源结构可以与微型装置对准，并且微型装置之间的距离被设定为使得光斑尺寸不影响相邻的微型装置或其他部件。这里，可以将尖端偏置
并且还将电子束源结构内的微型装置触点偏置，以允许电子从尖端流向微型装置，使得电流由栅极层或尖端或微型装置的偏置来控制。这里，电子束源衬底可以具有仅用于系统衬底上的较少数量的微型装置的尖端，从而导致较少数量的微型装置开启并且减少干扰。除此之外，电子束源衬底可以具有多于一个尖端。这里，在微型装置的对准范围内的尖端可以向微型装置提供电子并且激活微型装置，并且其中一组尖端中的每个尖端向微型装置提供比测试电流小的更少量的电流。此外，由于较低的电流应力和冗余效应，每个微型装置具有很少的较小尖端，可以延长尖端的寿命。
31.该方法还可以包括，其中保护电极可以覆盖衬底的关键区域并且被偏置以收集过量的电子束。除此之外，将偏置电路耦合到微型装置的电极可以延伸到微型装置外部，以保护衬底的一部分和电路。
32.该方法还可以包括，其中形成另一个电极以覆盖微型装置的侧壁和顶表面，同时该电极耦合到焊盘。
33.该方法还可以包括，其中焊盘和覆盖侧壁的电极相同，并且电介质将侧壁与电极分开。
34.该方法还可以包括，其中至少一个尖端与衬底上的每个微型装置相关联。
35.该方法还可以包括，其中控制栅极或尖端或微型装置偏置，使得光斑尺寸小，并且此时仅开启很少微型装置，从而减少干扰。
36.该方法的另外的方面可以包括附图描述中描述的功能和相关结构的方面。
37.虽然已经绘示和描述了本发明的特定实施方案和应用，但应当理解，本发明不限于本文公开的精确结构和组成，并且在不脱离所附权利要求书所定义的本发明的精神和范围的情况下，各种修改、变更和变化可以从前述描述中显而易见。此外，可以将电子束的功率进行修改以补偿电流密度的变化。