传送发光二极管的方法

传送发光二极管的方法
【专利摘要】描述一种微发光二极管(LED)和一种形成用于向接收衬底传送的微LED阵列的方法。微LED结构可以包括微p-n二极管和金属化层，而金属化层在微p-n二极管与键合层之间。保形电介质屏障层可以跨越微p-n二极管的侧壁。可以拾取并且向接收衬底传送微LED结构和微LED阵列。
【专利说明】传送发光二极管的方法
[0001] 有关申请的夺叉引用
[0002] 本申请要求对通过引用将全部公开内容结合于此、提交于2011年11月18日的第 61/561，706号美国临时专利申请和提交于2012年2月3日的第61/594, 919号美国临时专 利申请的优先权。

【技术领域】
[0003] 本发明涉及微半导体器件。更具体而言，本发明的实施例涉及一种形成用于向不 同衬底传送的微器件、比如发光二极管（LED)阵列的方法。

【背景技术】
[0004] 基于氮化锗（GaN)的发光二极管（LED)有望使用于将来的高效率照明应用中取代 白炽和荧光照明灯。通过异构外沿生长技术在外来衬底材料上制备当前基于GaN的LED器 件。典型晶片级LED器件结构可以包括在蓝宝石生长衬底、单量子井（SWQ)或者多量子井 (MWQ)和上p掺杂的GaN层之上形成下η掺杂的GaN层。
[0005] 在一个实现中，通过蚀刻经过上p掺杂的GaN层、量子井层并且进入η掺杂的GaN 层在蓝宝石生长衬底上将晶片级LED器件结构图案化成台面阵列。上p电极被形成于台面 阵列的顶部P掺杂的GaN表面上，并且η电极被形成于η掺杂的GaN层的与台面阵列接触 的部分上。台面LED器件在最终产品中的蓝宝石生长衬底上保留。
[0006] 在另一实现中，晶片级LED器件结构从成长衬底被传送到受体衬底、比如硅，这具 有比GaN/蓝宝石复合结构更易于被切分以形成个体芯片的优点。在这一实现中，晶片级 LED器件结构被用持久键合层持久地键合到受体（硅）。例如在台面阵列的p掺杂的GaN 表面上形成的P电极可以用持久键合层被键合到受体（硅）。蓝宝石生长衬底然后被去除 以暴露反转晶片级LED器件结构，该反转晶片级LED器件结构然后被打薄以暴露台面阵列。 然后与暴露的η掺杂的GaN产生N接触，并且在与p电极电接触的硅表面上产生p接触。台 面LED器件在最终产品中的受体衬底上保留。GaN/硅复合衬底也可以被切分以形成个体芯 片。


【发明内容】

[0007] 描述一种微发光二极管（LED)和形成用于向接收衬底传送的微LED阵列的方法。 例如接收衬底可以是但不限于显示器衬底、照明衬底、具有功能器件、比如晶体管或者集成 电路（1C)的衬底或者具有金属重新分布线的衬底。在一个实施例中，一种微LED结构包括 微p-n二极管和金属化层，而金属化层在微p-n二极管与在衬底上形成的键合层之间。金 属化层可以包括一层或者多层。例如金属化层可以包括电极层和在电极层与键合层之间的 屏障层。微P-n二极管和金属化层可以各自具有顶表面、底表面和侧壁。在一个实施例中， 微P-n二极管的底表面比微p-n二极管的顶表面更宽，并且侧壁从顶部到底部向外变细。微 P-n二极管的顶表面也可以比p-n二极管的底表面更宽或者近似相同宽度。在一个实施例 中，微p-n二极管的底表面比金属化层的顶表面更宽。微p-n二极管的底表面也可以比金 属化层的顶表面更宽或者与金属化层的顶表面近似相同宽度。
[0008] 保形电介质屏障层可以可选地被形成于微p-n二极管和其它暴露的表面之上。保 形电介质屏障层可以比微P-n二极管、金属化层更薄，并且可选地比键合层更薄，从而保形 电介质屏障层形成它被形成于其上的形貌的轮廓。在一个实施例中，保形电介质屏障层跨 越微P-n二极管的侧壁并且可以覆盖在微p-n二极管中的量子井层。保形电介质屏障层也 可以部分地跨越微P-n二极管的底表面以及跨越金属化层的侧壁。在一些实施例中，保形 电介质屏障层也跨越图案化的键合层的侧壁。接触开口可以被形成于保形电介质屏障层中 从而暴露微p-n二极管的顶表面。接触开口可以具有大于、小于或者与微p-n二极管的顶 表面近似相同宽度的宽度。在一个实施例中，接触开口具有比微P-n二极管的顶表面的宽 度更小的宽度，并且保形电介质屏障层在微P-n二极管的顶表面的边缘周围形成唇部。
[0009] 在一些实施例中，键合层可以由具有在近似350°C以下或者更具体在近似200°C 以下的液相温度或者熔化温度的材料形成。例如键合层可以包括铟、锡或者热塑聚合物、t匕 如聚乙烯或者聚丙烯。键合层可以跨越衬底横向连续或者也可以被形成于横向分离位置 中。例如键合层的横向分离位置可以具有小于或者与微P-n二极管或者金属化层的底表面 近似相同的宽度。
[0010] 在一个实施例中，一种微LED阵列包括在载体衬底上的键合层的多个位置和在键 合层的多个位置上的对应多个微LED结构。每个微LED结构包括微p-n二极管和金属化层 而金属化层在微P-n二极管与键合层的相应位置之间。保形电介质屏障层可以被沉积于在 衬底上的微LED阵列上而保形电介质屏障层跨越每个微p-n二极管的侧壁。保形电介质屏 障层也可以部分地跨越每个微P-n二极管的底表面和每个金属化层的侧壁。多个接触开口 可以被形成于保形电介质屏障层中从而暴露每个微P-n二极管的顶表面，其中每个接触开 口具有可以大于、小于或者与每个对应微P-n二极管的顶表面近似相同宽度的宽度。
[0011] 键合层的多个位置可以或者可以未相互横向分离。在一些实施例中，键合层的多 个位置横向分离，并且保形电介质屏障层跨越键合层的多个横向分离位置中的每个横向分 离位置的侧壁。在一些实施例中，衬底包括键合层的多个位置被形成于其上的相应多个柱。 例如每个微P-n二极管可以包括与相应柱的顶表面近似相同、或者比相应柱的顶表面更宽 的底表面。柱也可以具有比相应层的位置的相应厚度更大的高度。在一个实施例中，相应 高度是相应厚度的至少两倍。
[0012] 可以利用现有异构生长技术来形成微LED结构和微LED阵列。在一个实施例中， 从生长衬底向载体衬底传送p-n二极管层和金属化层。根据本发明的实施例，p-n二极管层 和金属化层可以在向载体衬底传送之前或者之后被图案化。向载体衬底传送P-n二极管层 和金属化层可以包括将金属化层键合到在载体衬底上的键合层。例如键合层可以具有在近 似350°C以下或者更具体在200°C以下的液相温度或者熔化温度。例如键合层可以由铟或 者铟合金形成。在图案化P-n二极管层和金属化层以形成多个分离微p-n二极管和金属化 层的多个分离位置之后，形成跨越多个分离微P-n二极管的侧壁的保形电介质屏障层。保 形电介质屏障层可以形成它被形成到其上的形貌的轮廓，并且可以比微P-n二极管和金属 化层更薄。例如保形电介质屏障层可以通过原子层沉积（ALD)来形成。保形电介质屏障层 也可以被形成于每个分离微P-n二极管的底表面的一部分上。
[0013] 在一个实施例中，从生长衬底向载体衬底传送p-n二极管层和在p-n二极管层上 的图案化的金属化层，该金属化层包括金属化层的多个分离位置。p-n二极管层可以在从生 长衬底向载体衬底传送之前被部分地图案化以在P-n二极管层中形成被沟槽分离的微台 面。在一个实施例中，在向载体衬底传送P-n二极管层和图案化的金属化层之前在载体衬 底上形成多个柱。可以在向载体衬底传送P-n二极管层和图案化的金属化层之前在载体衬 底上的多个柱之上形成键合层。
[0014] 在一个实施例中，在从生长衬底向载体衬底传送金属化层和p-n二极管层之后图 案化金属化层以形成金属化层的多个分离位置。在这样的实施例中，图案化P-n二极管层 以形成多个分离微P-n二极管、继而图案化金属化层。图案化金属化层可以包括蚀刻金属 化层直至金属化层的多个分离位置的最大宽度小于多个分离微P-n二极管中的每个微p-n 二极管的底表面的宽度。在一个实施例中，在从生长衬底向载体衬底传送p-n二极管层和 金属化层之后图案化键合层。例如可以蚀刻键合层直至键合层的多个分离位置的最大宽度 小于多个分离微p-n二极管中的每个微p-n二极管的底表面的宽度。也可以在从生长衬底 向载体衬底传送p-n二极管层和金属化层之前在载体衬底上形成多个柱。可以在向载体衬 底传送P-n二极管层和图案化的金属化层之前在载体衬底上的多个柱之上形成键合层。
[0015] -旦形成，可以拾取并且向接收衬底传送微LED结构和微LED阵列。传送头可以 被定位于载体衬底上，该载体衬底具有在其上设置的微LED结构阵列，并且执行操作以在 键合层中创建对于微LED结构中的至少一个微LED结构的相变。例如操作可以是在键合层 的液相温度或者熔化温度以上的温度加热键合层或者变更键合层的晶相。可以用传送头拾 取并且在接收衬底上放置包括微P-n二极管和金属化层的至少一个微LED结构、并且可选 地拾取和放置用于微LED结构中的至少一个微LED结构的键合层的一部分。如果已经形 成保形电介质屏障层，则也可以用微P-n二极管和金属化层拾取保形电介质屏障层的一部 分。备选地，保形电介质屏障层可以在被放置于接收衬底之上后，被形成于微LED结构或者 多个微LED结构之上。
[0016] 在一个实施例中，保形电介质屏障层跨越微p-n二极管的底表面的一部分、跨越 金属化层的侧壁并且横跨键合层的与金属化层相邻的部分。可以在使微LED结构与传送头 接触和/或可以在键合层中创建相变--这可以在用传送头拾取微P-n二极管和金属化层 之前--之后分裂保形电介质屏障层。例如分裂保形电介质屏障层可以包括从传送头向保 形电介质屏障层传送压力和/或在键合层的液相温度以上加热键合层。

【专利附图】

【附图说明】
[0017] 图1A是根据本发明的一个实施例的体LED衬底的横截面侧视图图示。
[0018] 图1B是根据本发明的一个实施例的图案化的金属化层的横截面侧视图图示。
[0019] 图1C是根据本发明的一个实施例的图案化的p-n二极管层的横截面侧视图图示。
[0020] 图2A-图2E是根据本发明的一个实施例的具有键合层的载体衬底的横截面侧视 图图示。
[0021] 图3是根据本发明的一个实施例的将生长衬底和载体衬底键合在一起的横截面 侧视图图示。
[0022] 图4是根据本发明的一个实施例的在将生长衬底和载体衬底键合在一起之后的 各种可能结构的横截面侧视图图示。
[0023] 图5是根据本发明的一个实施例的从键合的衬底去除的生长衬底的横截面侧视 图图示。
[0024] 图6是根据本发明的一个实施例的向下打薄的p-n二极管层的横截面侧视图图 /_J、1 〇
[0025] 图7是根据本发明的一个实施例的蚀刻p-n二极管层以形成微p-n二极管的横截 面侧视图图示。
[0026] 图7' -图7"是根据本发明的一个实施例的蚀刻层的横截面侧视图图示。
[0027] 图8是根据本发明的一个实施例的各种微LED结构的横截面侧视图图示。
[0028] 图9-图9'是根据本发明的一个实施例的在微LED阵列中形成接触开口的横截面 侧视图图示。
[0029] 图10-图10"是根据本发明的一个实施例的在微LED阵列中形成接触开口的横截 面侧视图图示。
[0030] 图11A-图11C是根据本发明的一个实施例的向上毛细化的键合层的横截面侧视 图图示。
[0031] 图12A-图12B包括根据本发明的一个实施例的载体晶片和包括微p-n二极管的 微LED结构阵列的俯视和横截面侧视图图示。
[0032] 图13是根据本发明的一个实施例的从载体衬底拾取并且向接收衬底传送微LED 结构的方法的图示。
[0033] 图14是根据本发明的一个实施例的从载体衬底拾取微LED结构的传送头的横截 面侧视图图示。
[0034] 图15是根据本发明的一个实施例的双极微器件传送头的横截面侧视图图示。
[0035] 图16是根据本发明的一个实施例的具有多个微LED的接收衬底的横截面侧视图 图示。

【具体实施方式】
[0036] 本发明的实施例描述半导体器件和形成用于向接收衬底传送的微半导体器件、t匕 如微发光二极管（LED)阵列的方法。例如接收衬底可以是但不限于显示器衬底、照明衬底、 具有功能器件、比如晶体管的衬底，或者集成电路（1C)或者具有金属重新分布线的衬底。 尽管关于包括P-n二极管的微LED来描述本发明的实施例，但是将理解本发明的实施例不 限于此并且某些实施例也可以应用于以用受控方式执行预定电子功能（例如二极管、晶体 管、集成电路）或者光子功能（LED、激光器）这样的方式设计的其它微半导体器件。
[0037] 在各种实施例中，参照各图进行描述。然而可以无这些具体细节或者与其它已知 方法和配置组合实现某些实施例。在以下描述中，阐述许多具体细节、比如具体配置、尺度 和过程等以便提供本发明的透彻理解。在其它实例中，尚未用具体细节描述熟知的半导体 过程和制造技术以免不必要地模糊本发明。贯穿说明书引用"一个实施例"、"实施例"等意 味着结合该实施例描述的特定特征、结构、配置或者特性被包含在本发明的至少一个实施 例中。因此，贯穿说明书各处出现短语"一个实施例"、"实施例"等未必是指本发明的相同 实施例。另外，可以在一个或者多个实施例中以任何适当方式组合特定特征、结构、配置或 者特性。
[0038] 如这里所用术语"跨越"、"在......之上"、"到"、"在......之间"和 "在......上"可以是指一层相对于其它层的相对位置。"跨越"另一层、"在"另一层"之 上"或者"上"或者键合"到"另一层的一层可以与另一层直接接触或者可以具有一个或者 多个居间层。"在"层"之间的"一层可以与层直接接触或者可以具有一个或者多个居间层。
[0039] 如这里所用术语"微"器件、"微"p-n二极管或者"微"LED结构可以是指根据本发 明的实施例的某些器件或者结构的描述性尺寸。如这里所用，术语"微"器件或者结构意味 着是指1至100 μ m的标度。然而将理解本发明的实施例未必限于此，并且实施例的某些方 面可以适用于更大和可能更小尺寸标度。
[0040] 在一个方面中，本发明的实施例描述一种将体LED衬底处理成准备好拾取并且向 接收衬底传送的微LED结构的阵列的方法。以这一方式，有可能将微LED结构集成和组装 成异构集成的系统。可以个体地、按组或者作为整个阵列拾取和传送微LED结构。因此，在 微LED结构阵列中的微LED结构准备好拾取并且向接收衬底、比如范围从微显示器到大面 积显示器的任何尺寸的显示器衬底，并且以高传送速率传送。在一些实施例中，描述准备 好拾取的微LED结构阵列为具有ΙΟμ-- χΙΟμπι节距或者5μπι χ5μπι节距。在这些密度， 例如6英寸衬底可以容纳具有10 μ m χ10 μ m节距的近似165百万个微LED结构或者具有 5μπι χ5μπι节距的近似660百万个微LED结构。因此，可以用如下方式生产具有具体功能 的高密度的预制作的微器件，它们在该方式中准备好拾取并且向接收衬底传送。这里描述 的技术不限于微LED结构，并且也可以使用于制造其它微器件。
[0041] 在另一方面中，本发明的实施例描述一种微LED结构和微LED阵列，其中每个微 P-n二极管被形成于键合层的相应位置之上。键合层的相应位置可以是或者可以不是横向 分离位置。可以在微LED拾取过程期间在键合层的与微LED对应的相应位置上执行操作， 在该操作中，键合层的相应位置经历辅助拾取过程的相变。例如键合层的相应位置可以响 应于温度循环从固体改变成液体。在液态中，键合层的相应位置可以通过表面张力在载体 衬底上保持微p-n二极管在适当位置而又也提供微p-n二极管从其容易可释放的介质。此 夕卜，液态可以充当衬垫或者减震器以如果传送头在拾取过程期间与微LED结构产生基础则 吸收传送头施加的力。以这一方式，液态可以通过响应于传送头施加的压缩力在下层表面 之上变平滑来补偿微LED阵列或者传送头阵列中的形态不均匀。在其它实施例中，键合层 的相应位置可以未经历完整相变换。例如键合层的相应位置可以响应于温度循环变成明显 更可延展而又部分地在固态状态中保留。在另一实施例中，键合层的相应位置可以响应于 操作、比如温度循环经历晶相变换。
[0042] 现在参照图1，半导体器件层110可以被形成于衬底101上。在一个实施例中，半 导体器件层110可以包括一层或者多层并且以用受控方式执行预定电子功能（例如二极 管、晶体管、集成电路或者光子功能（LED、激光器））这样的方式来设计。将理解尽管可以用 以受控方式执行预定功能这样的方式的设计半导体器件层110,但是半导体器件层110可 以未被完全功能化。例如诸如阳极或者阴极之类的触点可以还未被形成。为了简洁并且避 免模糊本发明的实施例，以半导体器件层110为根据常规异构生长条件在生长衬底101上 生长的P-n二极管层110进行以下描述。
[0043] p-n二极管层110可以包括具有与在光谱中的具体区域对应的带隙的复合衬底。 例如p-n二极管层110可以包括基于II-VI材料（例如ZnSe)或者III-V氮化物材料（例 如GaN、AlN、InN及其合金）的一层或者多层。生长衬底101可以包括任何适当衬底、比如 但不限于娃、SiC、GaAs、GaN和蓝宝石（A1 203)。
[0044] 在一个具体实施例中，生长衬底101是蓝宝石，并且p-n二极管层110由GaN形成。 尽管有蓝宝石具有相对于GaN的更大晶格常数和热膨胀系数未匹配这样的事实，但是蓝宝 石有合理低的成本、广泛可用，并且它的透明性与基于受激准分子激光的提起（LL0)技术 兼容。在另一实施例中，另一材料、比如SiC可以用作为用于GaNp-n二极管层110的生长 衬底101。像蓝宝石一样，SiC衬底可以是透明的。若干生长技术可以用于生长p-n二极 管层110、比如金属有机化学气相沉积（M0CVD)。例如GaN可以通过向反应室中同时引入三 甲基镓（TMGa)和氨（NH 3)前体而蓝宝石生长衬底101被加热至提升的温度。比如800°C至 1，000°C来生长。在图1A中所示实施例中，p-n二极管层110可以包括体GaN层112、η掺 杂的层114、量子井116和ρ掺杂的层118。体GaN层112可以由于硅或者氧污染而被η掺 杂或者用供体（donor)、比如硅来有意地掺杂。Ν掺杂的GaN层114可以类似地用供体、t匕 如硅来掺杂，而P掺杂的层118可以用受体、比如镁来掺杂。多种备选p-n二极管配置可以 用来形成P-n二极管层110。类似地，多种单量子井（SQW)或者多量子井（MQW)配置可以 用来形成量子井116。此外，可以根据情况包括各种缓冲层。在一个实施例中，蓝宝石生长 衬底101具有近似200μπι的厚度，体GaN层112具有近似5μπι的厚度，η掺杂的层114具 有近似0. 1 μ m-3 μ m的厚度，量子井层116具有小于近似0. 3 μ m的厚度，并且ρ掺杂的层 118具有近似0. 1 μ m-Ι μ m的厚度。
[0045] 金属化层120然后可以被形成于p-n二极管层110之上。如图1A中所示，金属化 层120可以包括电极层122并且可选地包括屏障层124,但是可以包括其它层。在一个实 施例中，金属化层具有近似〇. 1μπι-2μπι的厚度。电极层122可以与ρ掺杂的GaN层18产 生欧姆接触并且可以由高功函数金属、比如Ni、Au、Ag、Pd和Pt形成。在一个实施例中，电 极层122可以对光发射反射。在另一实施例中，电极层122也可以对光发射透明。透明性 可以通过使电极层很薄以最小化光吸收来实现。可以可选地在金属化层120中包括屏障层 124以防止杂质向p-n二极管110中扩散。例如屏障层124可以包括但不限于Pd、Pt、Ni、 Ta、Ti和TiW。在某些实施例中，屏障层124可以防止成分从键合层向p-n二极管层110中 扩散。
[0046] 根据本发明的某些实施例，在生长衬底101上生长并且随后向载体衬底201、比如 图2A-图2E中图示并且在以下描述中更具体描述的传送p-n二极管层110和金属化层120。 如在以下各图和描述中更具体描述的那样，金属化层120和p-n二极管层110可以在向载 体衬底201传送之前被图案化。也可以在向载体衬底201传送p-n二极管层110和金属化 层120之前图案化载体衬底201和键合层210。因而，可以在形成用于向接收衬底后续传送 的微LED阵列期间在众多变化中实施本发明的实施例。
[0047] 现在参照图1B，金属化层120可以在向载体衬底201传送之前被图案化。在一个 实施例中，图1B的结构可以通过在p-n二极管层110之上形成图案化的光阻剂层、继而沉 积金属化层120来实现。光阻剂层然后（与金属化层的在光阻剂层上的部分一起）被提起 从而留下图1B中所示金属化层120的横向分离位置。在某些实施例中，金属化层120的横 向分离位置的节距可以是5 μ m、10 μ m或者与微LED阵列的节距对应更大。例如5 μ m节距 可以由金属化层120的被2 μ m节距分离的3 μ m宽横向分离位置形成。10 μ m节距可以由 金属化层120的被2 μ m节距分离的8 μ m宽分离位置形成。但是这些尺度是用于示例性的 而本发明的实施例不限于此。在一些实施例中，金属化层120的横向分离位置的宽度如在 以下描述和讨论中进一步具体讨论的那样小于或者等于微p-n二极管150的阵列的底表面 的宽度。
[0048] 现在参照图1C，在图案化金属化层120之后可以是图案化p-n二极管层110。在 一个实施例中，图1C的结构可以通过在金属化层120的横向分离位置之上形成第二图案化 的光阻剂层来形成，并且涂敷蚀刻剂以蚀刻P-n二极管层110从而蚀刻沟槽134,并且形成 多个微台面130。再次参照图1A中的p-n二极管层110的放大部分，在一个实施例中，执 行蚀刻以蚀刻沟槽经过P掺杂的层118、量子井116并且进入η掺杂的层114或者体层112 中。GaN p-n二极管层110的蚀刻可以利用干等离子体蚀刻技术、比如反应离子蚀刻（RIE)、 电回旋共振（ECR)、感应耦合的等离子体反应离子蚀刻（ICP-RIE)和化学辅助的离子束蚀 刻（CAIBE)来执行。蚀刻化学剂可以基于卤素包含物种、比如C1 2、BC13或者SiCl4。在图 1C中所示具体实施例中，微台面130可以具有多达15度的变细的侧壁132。例如可以利用 RIE，该RIE利用基于氯的蚀刻化学剂。备选地，侧壁可以坚直。例如ICP-RIE可以用来获 得坚直侧壁，该ICP-RIE是基于氯的蚀刻化学剂。
[0049] 在某些实施例中，微台面130的节距可以是5μπι、10μπι或者更大。例如具有5μπι 节距的微台面130阵列可以由被2 μ m节距分离的3 μ m宽微台面形成。具有10 μ m节距的 微台面130阵列可以由被2 μ m节距分离的8 μ m宽微台面形成。但是这些尺度是用于示例 性的而本发明的实施例不限于此。
[0050] 图2A-图2E是具有用于键合到在生长衬底101上的金属化层120的键合层210 的载体结构201的各种实施例的横截面侧视图图示。图2A图示在键合之前未图案化的载 体衬底201和键合层210。图2B-图2D图示已经被图案化以形成具有侧壁204并且被沟槽 206分离的多个柱202的载体衬底201。柱202可以如将在以下描述和各图中变得更清楚 的那样具有等于或者小于微P-n二极管135U50的宽度的最大宽度。在一个实施例中，沟 槽柱202是键合层210的厚度的至少两倍高。在一个实施例中，键合层210可以具有近似 0. 1 μ m-2 μ m的厚度，并且沟槽柱具有至少0. 2 μ m-4 μ m的高度。在图2B中所示具体实施 例中，保形键合层210被形成于柱202之上以及侧壁204上和沟槽206内。在图2C中所示 具体实施例中，键合层210被各向异性地沉积，从而它仅被形成于柱202的顶表面上和沟槽 206内而无显著数量被沉积于侧壁204上。在图2D中所示具体实施例中，键合层210仅被 形成于柱202的顶表面上。这样的配置可以通过用相同图案化的光阻剂图案化柱202和键 合层210来形成。在图2E中所示具体实施例中，键合层210的横向分离位置可以用光阻剂 提起技术来形成，在该光阻剂提起技术中，键合层的毯式层被沉积于图案化的光阻剂层之 上，该图案化的光阻剂层然后（与键合层的在光阻剂层上的部分一起）被提起，从而留下图 2E中所示键合层210的横向分离位置，但是可以使用其它处理技术。
[0051] 如以上关于图2B-图2E和图1B-图1C描述的那样，本发明的某些实施例包括金 属化层120的横向分离位置和/或键合层210的横向分离位置。关于图2B，其中保形键合 层210被形成于柱202之上以及侧壁204上和沟槽206内，键合层的在柱202上面的特定 位置被沟槽206横向分离。因此，即使保形键合层210连续，键合层210的在柱202上面的 位置仍然是横向分离位置。类似地，图2E中的键合层210的个体离散位置被在它们之间的 空间横向分离。在柱202存在时，键合层210厚度与柱202高度的关系可以在键合层210 的位置的横向间距中被考虑。
[0052] 键合层210可以由多种适当材料形成。键合层可以由能够将微LED结构粘附到载 体衬底的材料形成。在一个实施例中，键合层210可以经历响应于操作、比如温度改变的 相变。在一个实施例中，键合层可以由于相变而可去除。在一个实施例中，键合层可以可 熔化或者可回流。在一个实施例中，键合层可以具有在近似350°C以下或者更具体在近似 200°C以下的液相温度或者熔化温度。在这样的温度，键合层可以经历相变而不明显影响 微LED结构的其它部件。例如键合层可以由金属或者金属合金或者可去除的热塑聚合物形 成。在一个实施例中，键合层可以是传导性的。例如在键合层经历响应于温度改变的从固 体到液体的相变，则键合层的部分可以如在以下描述中更具体描述的那样在拾取操作期间 在微LED结构上保留。在这样的实施例中，可以有益的是键合层由传导材料形成，从而它在 它被后续传送到接收衬底时并不不利地影响微LED结构。在这一情况下，传导键合层的在 传送操作期间在微LED结构上保留的部分可以辅助将微LED结构键合到在接收衬底上的传 导垫。
[0053] 焊剂可以是用于键合层210的适当材料，因为许多焊剂一般在它们的固态中是可 延展材料并且表现与半导体和金属表面的有利润湿。典型合金不是在单个温度、但是在温 度范围内熔化。因此，焊剂合金经常以与合金保留液体的最低温度对应的液相温度和与合 金保留固体的最高温度对应的固相温度为特征。在表1中提供可以与本发明的实施例一起 利用的低融化焊剂材料的示例列表。
[0054] 表 1.
[0055]

【权利要求】
1. 一种向接收衬底传送微LED的方法，包括： 将传送头置于载体衬底之上，所述载体衬底具有设置于其上的微LED结构阵列，每个 微LED结构包括： 微p-n二极管；以及 金属化层，其中所述金属化层在所述微p-n二极管与在所述载体衬底上的键合层之 间； 执行操作以在所述键合层中创建针对所述微LED结构中的至少一个微LED结构的相 变； 用所述传送头拾取用于所述微LED结构之一的所述微p-n二极管和所述金属化层；并 且 在接收衬底上放置用于所述微LED结构的所述微p-n二极管和所述金属化层。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述微LED结构还包括跨越所述微p-n二极管的 侧壁的保形电介质屏障层层；所述方法还包括： 用所述传送头拾取用于所述微LED结构的所述微p-n二极管、所述金属化层、和所述保 形电介质屏障层的一部分；并且 在所述接收衬底上放置用于所述微LED结构的所述微p-n二极管、所述金属化层和所 述保形电介质屏障层的所述一部分。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述操作选自于包括在所述键合层的液相温度以 上加热所述键合层和变更所述键合层的晶相的组。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中所述操作包括在所述键合层的液相温度以上加热 所述键合层。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中所述键合层的所述液相温度在350°C以下。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中所述键合层包括铟。
7. 根据权利要求5所述的方法，其中所述键合层包括锡。
8. 根据权利要求2所述的方法，其中所述微p-n二极管包括顶表面、底表面和变细的侧 壁。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中所述底表面比所述顶表面更宽。
10. 根据权利要求8所述的方法，其中所述保形电介质屏障层跨越所述p-n二极管的所 述底表面的一部分。
11. 根据权利要求10所述的方法，其中所述保形电介质屏障层跨越所述金属化层的侧 壁。
12. 根据权利要求11所述的方法，其中所述保形电介质屏障层跨越所述键合层的与所 述金属化层相邻的部分。
13. 根据权利要求12所述的方法，还包括分裂所述保形电介质屏障层。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中分裂所述保形电介质屏障层包括从所述传送头 向所述保形电介质屏障层传送压力。
15. 根据权利要求13所述的方法，其中分裂所述保形电介质屏障层包括在所述键合层 的液相温度以上加热所述键合层。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中所述键合层的所述液相温度在350°C以下。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中所述键合层包括铟。
18. 根据权利要求16所述的方法，其中所述键合层包括锡。
19. 根据权利要求1所述的方法，其中所述传送根据真空原理对所述微LED结构施加拾 取压力。
20. 根据权利要求1所述的方法，其中所述传送根据静电原理对所述微LED结构施加拾 取压力。
【文档编号】H05K13/04GK104106132SQ201280066486
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2012年11月8日 优先权日:2011年11月18日
【发明者】A·拜布尔, J·A·希金森, H-F·S·劳, 胡馨华 申请人:勒克斯维科技公司