具有稳定柱的微型器件制造技术

本发明专利技术公开了一种用于稳定微型器件阵列的方法和结构。稳定层包括稳定腔阵列和稳定柱阵列。每个稳定腔包括围绕稳定柱的侧壁。微型器件阵列位于稳定柱阵列上。微型器件阵列中的每个微型器件包括底表面，该底表面比底表面正下方的对应稳定柱宽。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及微型器件。更具体地，本专利技术的实施例涉及承载衬底上的微型器件的 稳定性。
技术介绍
随着微型器件的尺寸减小，微型器件的商业制造和封装常常变得更有挑战性。微 型器件的一些实例包括射频（RF)微机电系统（MEMS)微动开关、发光二极管（LED)显示系 统和基于MEMS或石英的振荡器。 用于转移器件的一种具体实施包括使用被包括在安装头中的真空喷嘴来从粘合 片剥离器件。一旦器件通过真空压力被拾取，便可由安装头将其移动到接收衬底。相机可 对接收衬底成像，以辅助系统在接收衬底上放置器件。在安装头被定位于接收衬底上方的 期望位置时，可调节真空压力以允许器件保持定位于接收衬底上，同时安装头从接收衬底 移开。 在另一种具体实施中，在使用溶剂被部分移除的粘合剂层上形成器件。这样获得 了用于将器件连接到主衬底的粘合剂层的仅桥接部分。为了准备从衬底移除器件，可选择 性地应用图案化弹性转移戳，以便使粘合剂层的桥接部分断裂，并将器件从主衬底转移。
技术实现思路
本专利技术公开了一种形成准备好进行拾取的微型器件阵列的结构和方法。在一个实 施例中，结构包括具有稳定柱阵列的稳定层，并且该稳定层由热固性材料诸如环氧树脂或 苯并环丁烯（BCB)形成，该热固性材料与固化期间的10%或更小的体积收缩相关联，或更 具体地与固化期间的约6%或更小的体积收缩相关联。微型器件阵列位于稳定柱阵列上。每 个微型器件可包括底表面，该底表面比底表面正下方的对应稳定柱宽。底部导电触点阵列 可形成于微型器件阵列的底表面上。顶部导电触点阵列可形成于微型器件阵列的顶部上。 在一个实施例中，稳定柱阵列由1μπ?到100μπ?的间距分开，或更具体地由1μL?到ΙΟμL? 的间距分开。 可将稳定层键合到承载衬底。稳定层可具有稳定腔阵列，该稳定腔阵列具有围绕 稳定柱的稳定腔侧壁。可在承载衬底和稳定层之间形成粘合增进剂层以增大粘附力。牺牲 层也可位于稳定层和微型器件阵列之间，其中稳定柱阵列还延伸穿过一定厚度的牺牲层。 在一个实施例中，牺牲层由材料诸如氧化物或氮化物形成。还可在稳定层和牺牲层之间形 成粘合增进剂层以增大粘附力，其中稳定柱阵列还延伸穿过一定厚度的粘合增进剂层。每 个稳定柱都可相对于对应微型器件在对应的微型器件下方居于χ-y中心或可偏离中心。 微型器件阵列可以是微型LED器件，并且可被设计成发出特定波长诸如红光、绿 光或蓝光。在一个实施例中，每个微型LED器件包括由p掺杂半导体层、p掺杂半导体层上 方的一个或多个量子阱层和η掺杂半导体层形成的器件层。例如，在微型LED器件被设计 成发出绿光或监光时，P惨杂层可包含GaN，并且η惨杂层也可包含GaN。 -个实施例包括对器件层进行图案化以在处理衬底上方形成微型器件台面结构 阵列、在对应的微型器件台面结构阵列上方形成包括开口阵列的图案化牺牲层、在图案化 牺牲层上方和开口阵列内形成稳定层、以及移除处理衬底。在移除处理衬底之前，可将稳定 层键合到承载衬底。将稳定层键合到承载衬底可包括固化。稳定层可由热固性材料形成， 在一个实施例中，该热固性材料可以是BCB。 在一个实施例中，在对应的微型器件台面结构阵列的导电触点阵列正上方形成开 口阵列。在一个实施例中，对器件层进行图案化以形成微型器件台面结构阵列在微型器件 台面结构阵列之间留下器件层的未移除部分，并且然后移除器件层的未移除部分以形成横 向独立微型LED器件。移除器件层的未移除部分可包括减薄微型器件台面结构阵列，使得 微型LED器件阵列的暴露顶表面在微型LED器件之间的图案化牺牲层的暴露顶表面下方。 在一个实施例中，移除图案化牺牲层以在每个微型器件下方和周围形成开放空间。【附图说明】 图1A是示出了根据本专利技术的实施例的块体LED衬底的横截面侧视图。 图1B是示出了根据本专利技术的实施例的包括电路的器件晶圆的横截面侧视图。 图2A是示出了根据本专利技术的实施例的块体LED衬底上的图案化导电触点层的横 截面侧视图。 图2B是示出了根据本专利技术的实施例的块体LED衬底上的图案化导电触点层的横 截面侧视图。 图3是示出了根据本专利技术的实施例的器件层的横截面侧视图，该器件层被图案化 以在处理衬底上方形成微型器件台面结构阵列。 图4是示出了根据本专利技术的实施例的粘合增进剂层和包括在微型器件台面结构 阵列上方形成的开口阵列的牺牲层的横截面侧视图。 图5是示出了根据本专利技术的实施例的在粘合增进剂层和牺牲层上方以及在被包 括在牺牲层的开口阵列内形成的稳定层的横截面侧视图。 图6是示出了根据本专利技术的实施例的将承载衬底和形成于处理衬底上的微型器 件台面结构组合在一起的横截面侧视图。 图7是示出了根据本专利技术的实施例的移除生长衬底的横截面侧视图。 图8是示出了根据本专利技术的实施例的移除外延生长层和器件层的一部分的横截 面侧视图。 图9A-图9B是示出了根据本专利技术的实施例的在横向独立微型器件阵列上方形成 的图案化导电触点的横截面侧视图。 图10A是示出了根据本专利技术的实施例的在移除牺牲层之后在稳定柱阵列上形成 的微型器件阵列的横截面侧视图。 图10B-图10C是示出了根据本专利技术的实施例的相对于一组微型器件的示例性稳 定柱位置的示意性顶视图。 图11A-图11E是示出了根据本专利技术的实施例的将微型器件从承载衬底转移到接 收衬底的静电转移头部阵列的横截面侧视图。【具体实施方式】 本专利技术的实施例描述了一种方法和结构，该方法和结构用于稳定承载衬底上的微 型器件阵列诸如微型发光二极管（LED)器件和微型芯片，使得它们准备好被拾取并转移到 接收衬底。例如，接收衬底可为但不限于显示衬底、照明衬底、具有功能器件诸如晶体管或 集成电路（1C)的衬底、或者具有金属配电线路的衬底。尽管特别针对包括p-n二极管的微 型LED器件描述了本专利技术的实施例，但应当理解，本专利技术的实施例不受此限制，并且某些实 施例也可适用于其他微型半导体器件，该微型半导体器件以一种方式被设计，以便以受控 方式执行预定电子功能（例如，二极管、晶体管、集成电路）或光子功能（LED、激光器）。具 体结合包括电路的微型器件描述了本专利技术的其他实施例。例如，微型器件可基于用于逻辑 部件应用或存储器应用的硅或SOI晶圆，或基于用于RF通信应用的GaAs晶圆。 在各种实施例中，参照附图进行描述。然而，某些实施例可在不存在这些具体细节 中的一个或多个具体细节或者与其他已知方法和构型相结合的情况下被实施。在以下描述 中，示出了许多具体细节诸如特定构型、尺寸和工艺等，以提供对本专利技术的彻底理解。在其 他情况下，未对熟知的半导体工艺和制造技术进行特别详细地描述，以免不必要地模糊本 专利技术。整个说明书中所提到的"一个实施例"（"oneembodiment"，"anembodiment"）等 是指结合实施例所描述的特定特征、结构、构型或特性被包括在本专利技术的至少一个实施例 中。因此，整个本说明书中多处出现短语"在一个实施例中"、"一个实施例"或类似说法不 一定是指本专利技术的同一实施例。此外，特定特征、结构、构型或特性可以任何适当的方式被 结合在一个或多个实施例中。 本文所使用的术语"在……上方"、"跨越"、"到"、"在……之间"和"在……上"可指 一层相对于其他层的相对位置。一层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成微型器件阵列的方法，包括：对器件层进行图案化以在处理衬底上方形成微型器件台面结构阵列；形成图案化牺牲层，所述图案化牺牲层包括位于所述对应微型器件台面结构阵列上方的开口阵列；在所述图案化牺牲层上方和所述开口阵列内形成稳定层；以及移除所述处理衬底。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡馨华，K·K·C·常，A·比布尔，
申请(专利权)人：勒克斯维科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US