芯片制作及转移方法、显示背板及显示装置与流程

本发明涉及半导体器件领域，尤其涉及一种芯片制作及转移方法、显示背板及显示装置。

背景技术：

目前红光micro-led(micro-lightemittingdiode，微型发光二极管)的制程，需要通过有机透明胶层和激光响应层将红光芯片外延层转移到透明基板上，然后制作好红光micro-led芯片后，再将红光micro-led芯片通过激光剥离转移到终端面板的显示背板上。该过程包括：在衬底上制作好红光芯片外延层，然后在红光芯片外延层上形成有机透明胶层，通过有机透明胶层将红光芯片外延层键合到透明基板上，然后去除衬底并在红光芯片外延层上做好红光micro-led芯片后，将红光micro-led芯片与显示背板上对应的电路完成键合，然后通过激光剥离方法将有机透明胶层和透明基板去除。由于采用的是有机透明胶层键合，有机透明胶层稳定性差，在制作micro-led芯片时工艺窗口受有机透明胶层耐温性的限制，导致良品率和可靠性低。同时有机透明胶层不能回收利用，导致成本高。

因此，如何解决采用有机透镜胶层键合而导致良品率和可靠性低，成本高，是亟需解决的问题。

技术实现要素：

鉴于上述相关技术的不足，本申请的目的在于提供一种芯片制作及转移方法、显示背板及显示装置，旨在解决相关技术中，采用有机透镜胶层键合而导致的良品率和可靠性低，成本高的问题。

一种芯片制作方法，包括：

在第一基板上设置led芯片的芯片外延层，以及在所述芯片外延层上形成金属牺牲层，并在第二基板上形成金属键合层；

将所述第一基板形成有所述金属牺牲层的一面，与所述第二基板形成有所述金属键合层的一面贴合，以使所述金属牺牲层与所述金属键合层键合；

去除所述第一基板，在所述芯片外延层上制作好led芯片。

上述芯片制作方法中，通过金属牺牲层和金属键合层，将第一基板上的芯片外延层键合第二基板上，然后去除第一基板，在芯片外延层上做好led芯片。由于金属牺牲层和金属键合层中的稳定性比有机透明胶层好很多，在制作led芯片时工艺窗口可以更大(金属牺牲层和金属键合层耐温600℃至700℃)，使得led芯片的制作不再受键合层对耐温限制，从而使得制作得到的led芯片性能更好，良品率和可靠性更高。同时基板和金属键合层还可回收重复利用，可在较大程度上降低成本，提升资源利用率，更环保节能。

基于同样的发明构思，本申请还提供一种芯片转移方法，包括：

将通过如上所述的芯片制作方法制得的所述led芯片，与电路基板上设有电路的一面贴合，并完成所述led芯片与所述电路的键合；

去除所述金属牺牲层、所述金属键合层和所述第二基板。

可选地，本申请去除所述金属牺牲层、所述金属键合层和所述第二基板可包括：

将所述金属牺牲层蚀刻掉，从而使得所述金属键合层和所述第二基板与所述led芯片分离。

也即在本申请中，对于金属牺牲层可以直接采用蚀刻的方式去除，进而使得金属键合层和第二基板与led芯片分离，不再需要采用激光剥离，可大幅降低工艺成本，缩短工艺时长，提升制作效率，且采用蚀刻的方式去除金属牺牲层，可尽量避免其残留在led芯片上，可进一步提升led芯片的良品率。

基于同样的发明构思，本申请还提供一种显示背板，包括电路基板和多颗led芯片，所述电路基板上设置有多个芯片焊接区，所述多颗led芯片通过如上所述的芯片转移方法，转移至所述芯片焊接区完成键合。

上述显示背板，由于采用了更为简化、高效的led芯片转移方式，使得显示面板的制作也更为便捷、高效，从而在一定程度上缩短了显示面板的制作周期，降低了显示面板的制作成本，并提升了显示背板的良品率和可靠性。

基于同样的发明构思，本申请还提供一种显示装置，包括框体和如上所述的显示背板，所述显示背板设置于所述框体上。

上述显示装置，由于采用了制作成本更低，良品率和可靠性更好的显示背板，因此可使得显示装置的成本也更低，良品率和可靠性更好。

附图说明

图1为本发明实施例提供的芯片制作及转移方法流程示意图；

图2-1为本发明实施例提供的第一基板和芯片外延层示意图；

图2-2为本发明实施例提供的在芯片外延层上形成的金属牺牲层示意图；

图2-3为本发明实施例提供的第二基板和金属键合层示意图；

图2-4为本发明实施例提供的第一基板和第二基板贴合示意图；

图2-5为本发明实施例提供的去除第一基板示意图；

图2-6为本发明实施例提供的制作好led芯片的示意图；

图2-7为本发明实施例提供的led与电路键合的示意图；

图2-8为本发明实施例提供的金属牺牲层被部分蚀刻掉时的示意图；

图2-9为本发明实施例提供的金属牺牲层被全部蚀刻后的示意图；

图2-10为本发明实施例提供的去除金属键合层和第二基板后的示意图；

图3-1为本发明另一可选实施例提供的芯片制作及转移方法流程示意图；

图3-2为对应图3-1的芯片转移过程示意图；

附图标记说明：

1-第一基板，2-芯片外延层，21-电极，3-金属牺牲层，4-第二基板，5-金属键合层，6-电路基板，61-焊料。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

现有技术的红光micro-led芯片制程中，采用的是有机透明胶层键合，有机透明胶层稳定性差，不便于剥离，且剥离后容易残留在红光micro-led芯片上，导致良品率和可靠性低。同时有机透明胶层不能回收利用，导致成本高。

基于此，本申请希望提供一种能够解决上述技术问题的方案，其详细内容将在后续实施例中得以阐述。

本实施例所示例的芯片制作及转移方法，通过金属牺牲层和金属键合层，将第一基板上的芯片外延层键合第二基板上，然后去除第一基板，在芯片外延层上做好led芯片，由于金属牺牲层和金属键合层中的稳定性比有机透明胶层好很多，在制作led芯片时工艺窗口可以更大(金属牺牲层和金属键合层耐温600℃至700℃)，使得led芯片的制作不再受键合层对耐温限制，从而使得制作得到的led芯片性能更好，良品率和可靠性更高。同时基板和金属键合层还可回收重复利用，可在较大程度上降低成本。为了便于理解，本实施例下面结合图1所示芯片转移方法为示例进行说明。

请参见图1所示，本实施例所提供的芯片制作及转移方法包括但不限于：

s101：在第一基板上设置led芯片的芯片外延层，以及在芯片外延层上形成金属牺牲层，并在第二基板上形成金属键合层。

应当理解的是，本实施例中的第一基板可以是生长衬底(也可称之为生长基板)，芯片外延层可直接在第一基板上生长形成。第一基板也可以不是生长衬底，芯片外延层可以为从生长衬底上转移至第一基板上。

应当理解的是，本实施例中的led芯片可以为普通尺寸的led芯片，也可为微型led芯片，其中为微型led芯片时，可以包括但不限于micro-led芯片、mini-led芯片中的至少一种，例如一种示例中，微型led芯片可以为micro-led芯片；在又一种示例中，微型led芯片可以为mini-led芯片。

应当理解的是，本实施例中的led芯片可以包括但不限于倒装led芯片、正装led芯片中的至少一种，例如一种示例中，led芯片可以为倒装led芯片；在又一中示例中，led芯片可以为正装led芯片。

本实施例不限定led芯片的芯片外延层的具体结构，在一种示例中，led芯片的芯片外延层可以包括n型半导体、p型半导体以及位于n型半导体和p型半导体之间的有源层，该有源层可以包括量子阱层，还可以包括其他结构。在另一些示例中，可选地，外延层还可包括反射层、钝化层中的至少一种。

本实施例的一些示例中，在第一基板上形成的芯片外延层可以为整层结构。例如，请参见图2-1所示，在第一基板1上形成有芯片外延层2，芯片外延层2为整层结构。在后续制作led芯片时，可将整层的芯片外延层2进行分割得到单颗led芯片的芯片外延层。当然，在另一些示例中，也可直接在第一基板上设置单颗led芯片的芯片外延层。本实施例中的第一基板的材质也可根据需求灵活选用，例如第一基板可以为但不限于砷化镓基板，可选地，第一基板也可以为但不限于蓝宝石、碳化硅、硅或其他半导体材料，在此不做限制。

本实施例中，在芯片外延层上形成金属牺牲层的方式可以灵活设置。例如可以采用但不限于沉积的方式在芯片外延层上形成金属牺牲层。本实施例中金属牺牲层的材质可以灵活选定，只要能满足对芯片外延层不造成破坏且能去除。例如，在一种示例中，金属牺牲层可包括但不限于钛、锗中的至少一种。一种形成的金属牺牲层请参见图2-2所示，在第一基板1上形成有芯片外延层2，芯片外延层2为整层结构，在芯片外延层2上形成有金属牺牲层3。

应当理解的是，本实施例中，在第一基板上设置led芯片的芯片外延层的步骤，与在第二基板上形成金属键合层的步骤之间并无严格的时序限制，可以先在第一基板上设置led芯片的芯片外延层后，再执行在第二基板上形成金属键合层的步骤，也可先在第二基板上形成金属键合层后，再执行在第一基板上设置led芯片的芯片外延层，或者两个步骤同时执行。同样的，在芯片外延层上形成金属牺牲层的步骤与在第二基板上形成金属键合层的步骤之间也并无严格的时序限制。

本实施例中，在第二基板上形成金属键合层的方式也可以灵活设置。例如可以采用但不限于沉积的方式在第二基板上形成金属键合层。本实施例中金属键合层的材质也可以灵活选定，只要能满足与金属牺牲层之间能可靠的键合即可。例如，一种示例中，该金属键合层可包括但不限于金、锡、铟中的至少一种金属键合材料。一种形成的金属键合层请参见图2-3所示，在第二基板4上形成有金属键合层5，金属键合层5可为整层结构。

应当理解的是，本实施例中金属键合层5和金属牺牲层3的厚度可以灵活设置，例如可以基于但不限于led芯片的尺寸设定。在此不再赘述。

s102：将第一基板形成有金属牺牲层的一面，与第二基板形成有金属键合层的一面贴合，以使金属牺牲层与金属键合层键合。

一种示例请参见图2-4所示，第一基板1与第二基板4贴合后，位于芯片外延层2上的金属牺牲层3，与位于第二基板4上的金属键合层键合，从而实现将芯片外延层2从第一基板1转移键合到第二基板4上。

s103：去除第一基板，在芯片外延层上制作好led芯片。至此，完成led芯片的制作。

应当理解的是，本实施例中第一基板的去除方式可以灵活选用。例如可以但不限于根据第一基板的材质灵活选用其去除方式。在一种示例中，第一基板为砷化镓基板时，可以采用蚀刻的方式将其去除。蚀刻可以采用干法蚀刻，也可采用湿法蚀刻。例如一种应用场景中，可以采用但不限于通过第二湿法溶液将第一基板去除。该第二湿法溶液可以包括但不限于氨水或双氧水。例如一种示例请参见图2-5所示，第一基板1去除后，保留在第二基板4上的从上往下依次为芯片外延层2，金属牺牲层3和金属键合层4，至此，完成了将芯片外延层2从第一基板转移到第二基板上。

可以理解的是，本实施例中对于第二基板的材质和形状不做限制，例如第二基板可以为但不限于玻璃、蓝宝石、石英和硅中的任意一种。

本实施例中，在芯片外延层上做好led芯片，包括但不限于在芯片外延层上形成电极，钝化层等。当芯片外延层为整层结构时，则可将芯片外延层分割为多个单颗led芯片的芯片外延层，分割方式可以采用但不限于切割、蚀刻等方式。单颗led芯片的芯片外延层上形成好电极，即可得到单颗的led芯片。应当理解的是，本实施例中芯片外延层随着发光颜色不同，其材质和/或结构也可能对应不同。本实施例的一些示例中，该芯片外延层可以为红光芯片外延层，制得的led芯片为发出红光的led芯片。例如一种示例请参见图2-6所示，在第二基板4上的从下往上依次为金属键合层4，金属牺牲层3和单颗的芯片外延层2，芯片外延层2上形成有电极21。本实施例中电极21的材质和形状也不做限定，例如一种示例中，电极的材质可包括但不限于cr，ni，al，ti，au，pt，w，pb，rh，sn，cu，ag中的至少一种。

s104：将第二基板上形成有led芯片的一面，与电路基板上设有电路的一面贴合，并完成led芯片与电路的键合。

一种示例请参见图2-7所示，电路基板6上设置有电路，电路上设有与对应led芯片电连接的焊盘61，将第二基板4上形成有led芯片的一面，与电路基板6上设有电路的一面贴合后，第二基板4上的各led芯片与电路基板6上的各自对应的焊盘61键合，键合方式可通过但不限于焊料、导电胶等方式键合。

s105：去除金属牺牲层、金属键合层和第二基板，至此完成将led芯片从第二基板转移至电路基板，并与电路基板上的电路完成键合。

应当理解的是，本实施例中去除金属牺牲层、金属键合层和第二基板的方式可以灵活选用。例如，一种示例中，去除金属牺牲层、金属键合层和第二基板可包括但不限于：

将金属牺牲层蚀刻掉，从而使得金属键合层和第二基板与led芯片分离，完成金属牺牲层、金属键合层和第二基板的去除。且去除后的金属键合层和第二基板还可直接回收利用，避免重复制取第二基板和金属键合层，既能简化工艺，又能降低成本，提升资源利用率，更环保节能。

在本实施例中，将金属牺牲层蚀刻掉可以采用干法蚀刻，也可采用湿法蚀刻。例如，一种应用示例中，可以采用第一湿法溶液将金属牺牲层蚀刻掉。第一湿法溶液的成分可以根据金属牺牲层的具体材质选定。例如当金属牺牲层为钛或锗时，第一湿法溶液可以采用但不限于双氧水。也即，本实施例的一些示例中，对于金属牺牲层可以直接采用蚀刻的方式去除，进而使得金属键合层和第二基板与led芯片分离，不再需要采用激光剥离，可大幅降低工艺成本，缩短工艺时长，提升制作效率，且采用蚀刻的方式去除金属牺牲层，可尽量避免其残留在led芯片上，可进一步提升led芯片的良品率。

例如一种应用示例请参见图2-8至图2-9所示，采用湿法蚀刻方式去除金属牺牲层3时，第一湿法溶液从金属牺牲层3未被芯片外延层2覆盖的区域开始，逐渐向金属牺牲层3被芯片外延层2覆盖的区域开始蚀刻，直至将金属牺牲层3全部蚀刻掉。参见图2-9所示，金属牺牲层3被全部蚀刻掉后，金属键合层5和第二基板4也就与电路基板6上的led芯片完成分离，进而实现了将金属牺牲层3、金属键合层5和第二基板4从电路基板6去除，最终得到的结构参见图2-10所示。

可见，本实施例提供的芯片转移方法，在将芯片外延层从第一基板转移至第二基板时，可采用金属牺牲层和金属键合层，由于金属牺牲层和金属键合层中的稳定性比有机透明胶层好很多，在制作led芯片时工艺窗口可以更大，从而制作得到的led芯片性能更好，良品率和可靠性更高。同时基板和金属键合层还可回收重复利用，可降低成本，提升资源利用率，更环保节能。

再将led芯片与电路基板上的电路键合后，可采用蚀刻的方式将金属牺牲层去除从而使得金属键合层和第二基板与led芯片分离，不再需要采用激光剥离，既能大幅降低工艺成本，缩短工艺时长，提升制作效率，又能尽量避免其残留在led芯片上，可进一步提升led芯片的良品率。

本发明另一可选实施例：

为了更好的理解本发明，本实施例下面以led芯片为红光micro-led芯片或红光mini-led芯片为示例，对其制作及转移过程进行示例说明。请参见图3-1至图3-2所示，包括但不限于：

s301：在第一基板1上设置led芯片的芯片外延层2。

本实施例中设第一基板为生长衬底，且为砷化镓基板。芯片外延层则为红光红光micro-led芯片或红光mini-led芯片的红光芯片外延层。

s302：在芯片外延层2上形成金属牺牲层3。

本实施例中，可通过但不限于沉积的方式在芯片外延层2上形成金属牺牲层3。本实施例中的金属牺牲层可为钛、锗等去除方便且不伤红光芯片外延层的材料。

s303：在第二基板4上形成金属键合层5。

应当理解的是，步骤s303与步骤s301和步骤s302之间并无严格的时序限制，可以先执行步骤s303，再执行步骤s301和步骤s302，也可步骤s303和步骤s301或步骤s302执行，或者执行完步骤s301和/或步骤s302后，再执行步骤s303。

本实施例中，也可通过但不限于沉积方式在第二基板4上形成金属键合层5。第二基板4的材质可以为但不限于蓝宝石、碳化硅、硅或其他半导体材料。金属键合层5可以为但不限于金、锡、铟等金属键合材料。

s304：将第一基板1形成有金属牺牲层3的一面，与第二基板4形成有金属键合层5的一面贴合，以使金属牺牲层与金属键合层键合。

第一基板1与第二基板4贴合后，位于芯片外延层2上的金属牺牲层3，与位于第二基板4上的金属键合层键合，从而实现将芯片外延层2从第一基板1转移键合到第二基板4上。

s305：去除第一基板1。

本实施例中的第一基板可为砷化镓基板，可以采用但不限于氨水或双氧水将其湿法去除。

s306：在芯片外延层2上做好红光micro-led芯片或红光mini-led芯片。

本实施例中，在芯片外延2上做好红光micro-led芯片或红光mini-led芯片，包括将整层的芯片外延层2分割为多个单颗红光micro-led芯片或红光mini-led芯片的芯片外延层2，分割方式可以采用但不限于切割、蚀刻等方式。在单颗红光micro-led芯片或红光mini-led芯片的芯片外延层上形成好电极21，即可得到单颗的红光micro-led芯片或红光mini-led芯片。本实施例中电极21的材质可包括但不限于cr，ni，al，ti，au，pt，w，pb，rh，sn，cu，ag中的至少一种。

s307：将第二基板4上形成有红光micro-led芯片或红光mini-led芯片的一面，与电路基板6上设有电路的一面贴合，并完成led芯片与电路的键合。

参见图3-2所示，电路基板6上设置有电路，电路上设有与对应红光红光micro-led芯片或红光mini-led芯片电连接的焊盘61，将第二基板4上形成有红光micro-led芯片或红光mini-led芯片的一面，与电路基板6上设有电路的一面贴合后，第二基板4上的各红光micro-led芯片或红光mini-led芯片与电路基板6上的各自对应的焊盘61键合，键合方式可通过但不限于焊料、导电胶等方式键合。

s308：对金属牺牲层3进行蚀刻。

本实施例中金属牺牲层3为钛或锗，可采用双氧水将金属牺牲层3蚀刻掉，进而使得金属键合层和第二基板与红光micro-led芯片或红光mini-led芯片分离，不再需要采用激光剥离，可大幅降低工艺成本，缩短工艺时长，提升制作效率，且采用蚀刻的方式去除金属牺牲层，可尽量避免其残留在红光micro-led芯片或红光mini-led芯片上，可进一步提升红光micro-led芯片或红光mini-led芯片的良品率。

参见图3-2中的黑色小箭头方向所示，采用双氧水蚀刻金属牺牲层3时，双氧水从金属牺牲层3未被芯片外延层2覆盖的区域开始，逐渐向金属牺牲层3被芯片外延层2覆盖的区域开始蚀刻，直至将金属牺牲层3全部蚀刻掉。

s309：金属牺牲层3被全部蚀刻掉，金属键合层4和第二基板5与红光micro-led芯片或红光mini-led芯片分离。

参见图3-2所示，去除后的金属键合层5和第二基板6还可直接回收利用，避免重复制取第二基板和金属键合层，既能简化工艺，又能降低成本，提升资源利用率，更环保节能。

s310：完成金属键合层4和第二基板5与红光micro-led芯片或红光mini-led芯片分离。

本实施例提供的芯片转移方法，在将红外芯片外延层从第一基板转移至第二基板时，可采用金属牺牲层和金属键合层，在制作红光micro-led芯片或红光mini-led芯片时工艺窗口可以更大，从而制作得到的红光micro-led芯片或红光mini-led芯片性能更好，良品率和可靠性更高。同时基板和金属键合层还可回收重复利用，可降低成本，提升资源利用率，更环保节能。

再将红光micro-led芯片或红光mini-led芯片与电路基板上的电路键合后，可采用蚀刻的方式将金属牺牲层去除从而使得金属键合层和第二基板与红光micro-led芯片或红光mini-led芯片分离，不再需要采用激光剥离，既能大幅降低工艺成本，缩短工艺时长，提升制作效率，又能尽量避免其残留在红光micro-led芯片或红光mini-led芯片上，可进一步提升红光micro-led芯片或红光mini-led芯片的良品率。

本发明又一可选实施例：

本实施例还提供了一种显示背板，特征在于，包括电路基板和多颗led芯(可以为但限于红光micro-led芯片或红光mini-led芯片)，电路基板上设置有多个芯片焊接区，多颗led芯片通过如上所示的芯片转移方法，分别转移至芯片焊接区完成键合。该显示背板由于采用了更为简化、高效的led芯片转移方式，使得显示面板的制作也更为便捷、高效，从而在一定程度上缩短了显示面板的制作周期，降低了显示面板的制作成本，并提升了显示背板的良品率和可靠性。

本实施例还提供了一种显示装置，该限制装置可以为显示器、电脑、手机、车载设备等，其包括框体和如上所述的显示背板，显示背板设置于所述框体上。该显示装置，由于采用了制作成本更低，良品率和可靠性更好的显示背板，因此可使得显示装置的成本也更低，良品率和可靠性更好。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。