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1、10申请公布号CN104106149A43申请公布日20141015CN104106149A21申请号201280067293422申请日2012110861/561,70620111118US61/594,91920120203US61/597,10920120209US61/597,65820120210US13/372,42220120213US13/436,31420120330US13/436,26020120330USH01L33/46200601H01L33/48200601H01L33/3620060171申请人勒克斯维科技公司地址美国加利福尼亚州72发明人胡馨华A拜布尔JA希。
2、金森HFS劳74专利代理机构北京市金杜律师事务所11256代理人王茂华54发明名称形成微LED结构和具有电绝缘层的微LED结构阵列的方法57摘要描述一种制作微器件和微器件阵列并且向接收基板传送微器件和微器件阵列的方法。在一个实施例中，在蚀刻PN二极管层以形成多个微PN二极管期间利用电绝缘层作为蚀刻停止层。在一个实施例中，在形成并且向接收基板传送微器件期间利用导电中间键合层。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014071686PCT国际申请的申请数据PCT/US2012/0642152012110887PCT国际申请的公布数据WO2013/074370EN2013052351INT。
3、CL权利要求书3页说明书32页附图47页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书32页附图47页10申请公布号CN104106149ACN104106149A1/3页21一种形成微LED阵列的方法，包括用键合层将第一基板堆叠键合到第二基板堆叠；其中所述第一基板堆叠包括在所述第一基板上形成的PN二极管层；在所述PN二极管层上的多个分离的反射性金属化堆叠；横向地在所述PN二极管层上的所述多个分离的反射性金属化堆叠之间的图案化的电绝缘层；去除所述第一基板；并且蚀刻穿过所述PN二极管层以在所述多个分离的反射性金属化堆叠之上形成多个微PN二极管，并且暴露横向地在所述多个微PN。
4、二极管之间的所述图案化的电绝缘层。2根据权利要求1所述的方法其中所述第一基板堆叠包括在所述图案化的电绝缘层和所述多个分离的反射性金属化堆叠之上的第一导电键合层，并且所述第二基板堆叠包括第二导电键合层；并且其中将所述第一基板堆叠键合到所述第二基板堆叠还包括将所述第一导电键合层键合到所述第二导电键合层以形成合金键合层。3根据权利要求2所述的方法，其中所述第一导电键合层和所述第二导电键合层之一具有在350以下的液相温度，并且所述合金键合层具有在350以下的液相温度。4根据权利要求2所述的方法，其中所述第一导电键合层和所述第二导电键合层之一具有在200以下的液相温度，并且所述合金键合层具有在200以下。
5、的液相温度。5根据权利要求3所述的方法，其中所述第一导电键合层和所述第二导电键合层之一包括从由铟和锡构成的组选择的材料。6根据权利要求5所述的方法，其中所述第一导电键合层和所述第二导电键合层之一具有如下厚度，所述厚度是所述第一导电键合层和所述第二导电键合层中的另一个的厚度的5或者更少。7根据权利要求2所述的方法，其中是第一导电键合层在所述第一导电键合层与所述第二导电键合层形成接触的位置处被完全消耗在所述合金键合层中。8根据权利要求7所述的方法，其中将所述第一导电键合层键合到所述第二导电键合层包括将所述第一导电键合层和所述第二导电键合层维持在高于所述第一导电键合层和所述第二导电键合层之一的液相温。
6、度的提升的温度。9根据权利要求1所述的方法，还包括图案化在所述PN二极管层上的反射性金属化堆叠层以在所述PN二极管层上形成所述多个分离的反射性金属化堆叠。10根据权利要求9所述的方法，还包括在所述多个分离的反射性金属化堆叠之上沉积所述电绝缘层。11根据权利要求10所述的方法，还包括图案化所述电绝缘层以形成暴露所述多个分离的反射性金属化堆叠的多个开口。12根据权利要求11所述的方法，还包括在经图案化的电绝缘层和所述多个分离的反射性金属化堆叠之上沉积第一导电键合层。13根据权利要求1所述的方法，还包括在停止蚀刻所述PN二极管层之后蚀刻所述图案化的电绝缘层，以暴露所述多个微PN二极管中的每个微PN二。
7、极管的底表面。权利要求书CN104106149A2/3页314根据权利要求13所述的方法，还包括在所述多个微PN二极管中的每个微PN二极管的侧表面和所述底表面上沉积保形电介质屏障层。15根据权利要求13所述的方法，其中所述保形电介质屏障层覆盖所述微PN二极管中的量子阱层的侧表面。16根据权利要求1所述的方法，其中蚀刻所述PN二极管层以形成多个微PN二极管包括等离子体蚀刻。17根据权利要求16所述的方法，其中所述多个微PN二极管中的每个微PN二极管包括顶表面、底表面和锥形侧壁，其中所述底表面比所述顶表面更宽。18一种微LED结构，包括微PN二极管；在所述微PN二极管的底表面以下的反射性金属化堆叠。
8、；以及跨越所述反射性金属化堆叠的侧壁的一部分并且横向地包围所述反射性金属化堆叠的电绝缘间隔物；其中所述反射性金属化堆叠在所述微PN二极管与形成在基板上的键合层之间，并且所述键合层具有在近似350以下的液相温度。19根据权利要求18所述的微LED结构，其中所述电绝缘间隔物跨越所述反射性金属化堆叠的底表面的一部分。20根据权利要求19所述的微LED结构，其中所述电绝缘间隔物跨越所述微PN二极管的所述底表面的一部分。21根据权利要求20所述的微LED结构，还包括跨越所述微PN二极管的侧壁并且部分跨越所述微PN二极管的所述底表面的保形电介质屏障层。22根据权利要求18所述的微LED结构，其中所述键合层。
9、包括铟银INAG合金。23根据权利要求22所述的微LED结构，其中所述键合层具有顶表面和底表面以及银浓度梯度，其中所述银在所述键合层的所述顶表面具有比在所述键合层的所述底表面更高的浓度。24一种向接收基板传送微LED的方法，包括将传送头传送头定位于载体基板之上，所述载体基板具有在其上设置的微LED结构阵列，每个微LED结构包括微PN二极管；在所述微PN二极管的底表面以下的反射性金属化堆叠；跨越所述反射性金属化堆叠的侧壁的一部分并且横向地包围所述反射性金属化堆叠的电绝缘间隔物；其中所述反射性金属化堆叠在所述微PN二极管与在所述载体基板上的键合层之间；执行用于针对所述微LED结构中的至少一个微LE。
10、D结构在所述键合层中产生相变的操作；用传送头拾取用于所述微LED结构的所述微PN二极管、所述反射性金属化堆叠和所述电绝缘间隔物；并且在接收基板上放置用于所述微LED结构的所述微PN二极管、所述反射性金属化堆叠权利要求书CN104106149A3/3页4和所述电绝缘间隔物。25根据权利要求24所述的方法，其中所述操作包括加热所述键合层在所述键合层的液相温度以上。26根据权利要求25所述的方法，其中所述液相温度为200或者更低。27根据权利要求24所述的方法，还包括拾取所述键合层的大量部分。28根据权利要求24所述的方法，其中每个微LED结构还包括跨越所述微PN二极管的侧壁的保形电介质屏障层，所述。
11、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PN二极管、所述反射性金属化堆叠、所述电绝缘间隔物和所述保形电介质屏障层；并且在所述接收基板上放置用于所述微LED结构的所述微PN二极管、所述反射性金属化堆叠、所述电绝缘间隔物和所述保形电介质屏障层。29根据权利要求24所述的方法，其中所述传送头根据静电原理在所述微LED结构上施加拾取压力。30根据权利要求25所述的方法，还包括用所述传送头向所述键合层传送热。权利要求书CN104106149A1/32页5形成微LED结构和具有电绝缘层的微LED结构阵列的方法0001相关申请的交叉引用0002本申请是于2012年2月13日提交的第13/372。
12、,422号美国专利申请的部分继续申请，该美国专利申请要求于2011年11月18日提交的第61/561,706号美国临时专利申请、于2012年2月3日提交的第61/594,919号美国临时专利申请、于2012年2月9日提交的第61/597,109号美国临时专利申请和于2012年2月10日提交的第61/597,658号美国临时专利申请的优先权，这些美国专利申请的全部公开内容均通过引用并入本文。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诸如发光二极管LED之类的微器件阵列并且向不同基板传送该微器件阵列的方法。背景技术0004基于氮化镓GAN的发光二极管LED有望使。
13、用于将来的高效率照明应用中，从而取代白炽和荧光照明灯。通过异质外沿生长技术在外来基板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基板之上形成下部N型掺杂的GAN层、单量子阱SWQ或者多量子阱MWQ以及上部P型掺杂的GAN层。0005在一个实施方式中，通过蚀刻穿过上部P型掺杂的GAN层、量子阱层并且进入N型掺杂的GAN层来将晶片级LED器件结构图案化成在蓝宝石生长基板上的台面阵列。上部P型电极被形成于台面阵列的顶部P型掺杂的GAN表面上，并且N电极被形成于N型掺杂的GAN层的与台面阵列接触的部分上。在最终产品中，台面LED器件保留在蓝宝石生长基板上。0006。
14、在另一实施方式中，将晶片级LED器件结构从成长基板传送到受体基板，比如具有比GAN/蓝宝石复合结构更易于被切分以形成个体芯片的优点的硅。在这一实施方式中，晶片级LED器件结构利用永久键合层永久地键合到受体硅基板。例如在台面阵列的P型掺杂的GAN表面上形成的P型电极可以利用永久键合层键合到受体硅基板。蓝宝石生长基板然后被去除以暴露反转的晶片级LED器件结构，该反转的晶片级LED器件结构然后被打薄以暴露台面阵列。然后与暴露的N型掺杂的GAN产生N型接触，并且在与P型电极电接触的硅表面上产生P接触。在最终产品中，台面LED器件保留在受体基板上。GAN/硅复合物也可以被切分以形成个体芯片。发明内容00。
15、07描述了一种微发光二极管LED和一种形成用于向接收基板传送的微LED阵列的方法。例如接收基板可以是但不限于显示基板、照明基板、具有比如晶体管或者集成电路IC之类的功能器件的基板或者具有金属重分布线的基板。在一个实施例中，一种微LED结构包括微PN二极管、在微PN二极管的底表面以下的反射性金属化堆叠和跨越反射性金属化堆叠的侧壁的一部分并且横向地包围反射性金属化堆叠的电绝缘间隔物，其中反射说明书CN104106149A2/32页6性金属化堆叠在微PN二极管与在基板上形成的键合层之间。在一个实施例中，键合层具有近似350或者更低并且更具体为近似200或者更低的液相温度。在一个实施例中，键合层是合金。
16、键合层。例如键合层可以是铟银INAG合金。根据形成方式，键合层可以具有均匀浓度或者梯度浓度。0008电绝缘间隔物可以跨越金属化堆叠的底表面的一部分。电绝缘间隔物可以跨越微PN二极管的底表面的一部分。保形电介质屏障层可以跨越微PN二极管的侧壁并且部分跨越微PN二极管的底表面。0009在一个实施例中，一种形成微LED阵列的方法包括将第一基板堆叠键合到在第二基板堆叠上的键合层。第一基板堆叠可以包括在生长基板上形成的PN二极管层、在PN二极管层上的多个分离的反射性金属化堆叠和横向地在PN二极管层上的多个分离的反射性金属化堆叠之间的图案化的电绝缘层。在一个实施例中，可以在将第一基板堆叠键合到在第二基板堆。
17、叠上的键合层之前图案化在PN二极管层上的多个分离的反射性金属化堆叠，继而沉积电绝缘层。也可以图案化电绝缘层以形成暴露多个分离的反射性金属化堆叠的多个开口，继而在图案化的电绝缘层和多个分离的反射性金属化堆叠之上沉积第一导电键合层。0010第一基板堆叠可以包括在图案化的电绝缘层和多个分离的反射性金属化堆叠之上的第一导电键合层。将第一基板堆叠键合到第二基板堆叠可以包括将第一导电键合层键合到第二导电键合层。在一个实施例中，第一导电键合层和第二导电键合层由相同材料形成并且被熔融键合在一起。例如两个键合层的材料可以具有在近似350或者更低或者更具体为近似200或者更低的液相温度。在一个实施例中，第一和第二。
18、导电键合层由铟形成。0011在一个实施例中，键合第一导电键合层和第二导电键合层形成合金键合层。形成合金键合层的两个键合层可以形成具有近似350或者更低或者更具体为近似200或者更低的液相温度的合金。作为示例，第一导电键合层可以包括银，并且第二导电键合层可以包括铟。备选地，第一导电键合层可以包括铟，并且第二导电键合层可以包括银。可以控制键合层的相对厚度以将合金键合层的液相温度保持在可用范围内。在一个实施例中，第一和第二导电键合层之一具有如下厚度，该厚度是第一和第二导电键合层中的另一个的厚度的5或者更少。将两个键合层键合在一起可以造成导电键合层之一或者二者在导电键合层相互形成接触的位置处被完全消耗。
19、在所得的合金键合层中。0012然后去除第一基板，并且然后蚀刻穿过PN二极管以在多个分离的反射性金属化堆叠之上形成多个微PN二极管，以暴露横向地在多个微PN二极管之间的图案化的电绝缘层。在一个实施例中，利用等离子体蚀刻技术来执行蚀刻穿过PN二极管层以形成多个微PN二极管。多个微PN二极管可以包括定表面、底表面和锥形侧壁，其中底表面比顶表面更宽。在形成多个微PN二极管之后，可以蚀刻图案化的电绝缘层以暴露多个微PN二极管中的每个微PN二极管的底表面。然后可以在多个微PN二极管中的每个微PN二极管的侧表面和底表面的一部分上形成保形电介质层。保形电介质层可以覆盖在多个微PN二极管中的每个微PN二极管的量。
20、子阱层的侧表面。0013在一个实施例中，一种向接收基板传送一个或者多个微LED的方法包括将传送头定位于载体基板之上，该载体基板具有在其上设置的微LED结构阵列。每个微LED结构包说明书CN104106149A3/32页7括微PN二极管、在微PN二极管的底表面以下的反射性金属化堆叠和跨越反射性金属化堆叠的侧壁的一部分并且横向地包围反射性金属化堆叠的电绝缘间隔物，其中反射性金属化堆叠在微PN二极管与在载体基板上的键合层之间。执行用于针对微LED结构中的至少一个微LED结构在键合层中产生相变的操作。例如操作可以包括加热键合层在键合层的液相温度以上，其中液相温度为350或者更低，或者更具体为200或者。
21、更低。键合层也可以是合金键合层比如AGIN合金键合层或者熔融键合的键合层比如ININ键合层。0014用传送头拾取用于微LED结构中的至少一个微LED结构的微PN二极管、反射性金属化堆叠和电绝缘间隔物。在一些实施例中，也拾取键合层的大量部分，比如键合层的厚度的近似一半。在一些实施例中，也拾取跨越微PN二极管的侧壁和底表面的保形电介质层。然后将已经用传送头拾取的微LED结构放置到接收基板上。传送头可以根据多种原理操作，这些原理包括传送头根据静电原理在微LED结构上施加拾取压力。也可以从多种来源向键合层施加热以产生相变，这些来源包括局部热传送、经过载体基板的热传送和经过传送头的热传送及其组合。001。
22、5在一个实施例中，一种制作微器件比如微LED器件的方法包括用具有350或者更低或者更具体为200或者更低的液相温度的中间导电键合层将第一基板堆叠键合到第二基板堆叠。然后图案化在第一基板堆叠中的可以包含量子阱层的有源器件层比如PN二极管层以形成多个微器件。然后加热中间导电键合层的区域至它的液相温度或者更高，并且用传送头拾取多个微器件中的至少一个微器件连同中间导电键合层的一部分。然后将微器件和中间导电键合层的一部分放置到接收基板上的导电接收键合层上，并且将中间导电键合层和导电接收键合层键合在一起，以形成具有在150以上或者更具体在200以上或者250以上的液相温度的永久合金键合层。例如中间导电键合。
23、层可以是纯金属层、合金键合层或者熔融键合层。附图说明0016图1A是根据本发明的实施例的块状LED基板的截面侧视图图示。0017图1B是根据本发明的实施例的图案化的反射性金属化堆叠层的截面侧视图图示。0018图1C是根据本发明的实施例的在多个分离的反射性金属化堆叠之上并且横向地在多个分离的反射性金属化堆叠之间形成的电绝缘层的截面侧视图图示。0019图1D1F包括根据本发明的实施例的横向地在多个分离的反射性金属化堆叠之间的图案化的电绝缘层的俯视和截面侧视图图示。0020图1G1I是根据本发明的实施例的在图案化的电绝缘层和多个分离的反射性金属化堆叠之上形成的粘合层和导电键合层的截面侧视图图示。00。
24、21图1J1L是根据本发明的实施例的图案化的粘合层和导电键合层的截面侧视图图示。0022图2A2E是根据本发明的实施例的具有键合层的载体基板的截面侧视图图示。0023图3A3B是根据本发明的实施例的将生长基板和载体基板键合在一起的截面侧视图图示。0024图4A是根据本发明的实施例的AGIN二元相图。说明书CN104106149A4/32页80025图4B是根据本发明的实施例的AUIN二元相图。0026图4C是根据本发明的实施例的ALIN二元相图。0027图5是根据本发明的实施例的在键合在一起之前的用于生长基板和载体基板的各种可能结构的截面侧视图图示。0028图5是根据本发明的实施例的在将生长基。
25、板和载体基板键合在一起之后的各种可能结构的截面侧视图图示。0029图6是根据本发明的实施例的从键合的结构去除的生长基板的截面侧视图图示。0030图7是根据本发明的实施例的向下打薄的PN二极管层的截面侧视图图示。0031图88是根据本发明的实施例的蚀刻PN二极管层以形成微PN二极管的截面侧视图图示。0032图8”是根据本发明的实施例的蚀刻图案化的电绝缘层以暴露多个微PN二极管中的每个微PN二极管的底表面的截面侧视图图示。0033图99是根据本发明的实施例的在微LED阵列中形成接触开口的截面侧视图图示。0034图1010”是根据本发明的实施例的在微LED阵列中形成接触开口的截面侧视图图示。0035。
26、图11是根据本发明的实施例的在载体基板上的微LED结构阵列的截面侧视图。0036图12A12B包括根据本发明的实施例的载体晶片和包括微PN二极管的微LED结构阵列的俯视和截面侧视图图示。0037图13是根据本发明的实施例的从载体基板拾取并且向接收基板传送微LED结构的方法的图示。0038图14是根据本发明的实施例的从载体基板拾取微LED结构的传送头的截面侧视图图示。0039图15是根据本发明的实施例的具有微LED结构的接收基板的截面侧视图图示。0040图16是图示根据本发明的实施例的制作微器件阵列的方法的流程图。0041图17是根据本发明的实施例的具有导电键合层的接收基板的截面侧视图图示。00。
27、42图18是根据本发明的实施例的键合到接收基板的微LED结构的截面侧视图图示。0043图19A是示出根据本发明的实施例的为了克服表面张力以拾取各种尺寸的微器件而需要的压力的图解说明。0044图19B是根据本发明的实施例的在拾取操作期间产生的在表面张力与增加的间隙距离之间的关系的图解说明。0045图19C是根据本发明的实施例的在各种拉动速率的拾取操作期间产生的在粘性力压力与增加的间隙距离之间的关系的图解说明。0046图19D是通过建模分析而获得的图解说明，该图示出根据本发明的实施例在从微器件收回传送头时传送头在微器件上施加的夹紧压力。0047图20是根据本发明的实施例的双极微器件传送头的截面侧视。
28、图图示。0048图21是图示根据本发明的实施例的从载体基板拾取并且向接收基板传送微器件的方法的流程图。0049图22是图示根据本发明的实施例的从载体基板拾取并且向至少一个接收基板传说明书CN104106149A5/32页9送微器件阵列的方法的流程图。0050图23是根据本发明的实施例的与微LED器件阵列接触的微器件传送头阵列的截面侧视图图示。0051图24是根据本发明的实施例的与微LED器件阵列接触的微器件传送头阵列的截面侧视图图示。0052图25是根据本发明的实施例的拾取微LED器件阵列的微器件传送头阵列的截面侧视图图示。0053图26是根据本发明的实施例的拾取微LED器件阵列的一部分的微器。
29、件传送头阵列的截面侧视图图示。0054图27是根据本发明的实施例的微器件传送头阵列的截面侧视图图示，其中微LED器件阵列定位于接收基板之上。0055图28是根据本发明的实施例的选择性地释放到接收基板上的微器件的截面侧视图图示。0056图29是图示根据本发明的实施例的从载体基板拾取并且向接收基板传送微器件的方法的流程图。0057图30A是根据本发明的实施例的横向连续键合层的至少部分熔融位置的截面侧视图图示。0058图30B是根据本发明的实施例的横向连续键合层的至少部分熔融位置的截面侧视图图示。0059图31A是根据本发明的实施例的键合层的至少部分熔融的横向分离位置的截面侧视图图示。0060图31。
30、B是根据本发明的实施例的键合层的至少部分熔融的横向分离位置的截面侧视图图示。0061图32A是根据本发明的实施例的键合层的在柱上的至少部分熔融的横向分离位置的截面侧视图图示。0062图32B是根据本发明的实施例的键合层的在柱上的至少部分熔融的横向分离位置的截面侧视图图示。0063图33是图示根据本发明的实施例的从载体基板拾取并且向至少一个接收基板传送微器件阵列的方法的流程图。0064图34是根据本发明的实施例的与微LED器件阵列接触的微器件传送头阵列的截面侧视图图示。0065图35是根据本发明的实施例的拾取微LED器件阵列的微器件传送头阵列的截面侧视图图示。0066图36是根据本发明的实施例的。
31、微器件传送头阵列的侧视图图示，其中微LED器件阵列定位于接收基板之上。0067图37是根据本发明的实施例的选择性地释放到接收基板上的微LED器件阵列的侧视图图示。具体实施方式说明书CN104106149A6/32页100068本发明的实施例描述微半导体器件和形成用于向接收基板传送的微半导体器件比如微发光二极管LED阵列的方法。例如接收基板可以是但不限于显示基板、照明基板、具有比如晶体管或者集成电路IC之类的功能器件的基板、或者具有金属重分布线的基板。尽管具体关于包括PN二极管的微LED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这样的方式设计以用受控方式执行。
32、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、激光的其它微半导体器件。0069在各种实施例中，参照各图进行描述。然而可以在无这些具体细节中的一个或多个的情况下，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、尺寸和过程等以便提供本发明的透彻理解。在其它实例中，并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。穿过说明书对“一个实施例”、“实施例”等的引用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，穿过说明书在各处出现的短语“一个实施例”、“实施例”等未必是指本发明的相同实施。
33、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。0070如本文中所用术语“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。0071如本文中所用术语“微”器件、“微”PN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。如本文中所用，术语“微”器件或者结构意味着是指1至100M的尺度。然而将理解本发明。
34、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度。0072在一个方面中，本发明的实施例描述一种将块状LED基板处理成准备好拾取并且向接收基板传送的微LED结构的阵列的方法。以这一方式，有可能将微LED结构集成和组装到异质集成系统中。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以高传送速率向接收基板比如范围从微显示器到大面积显示器的任何尺寸的显示基板传送。在一些实施例中，将准备好拾取的微LED结构阵列描述为具有10MX10M节距或者5MX5M节距。以这些密度，例如6英寸基板可以容纳近似165亿个具有10MX10M。
35、节距的微LED结构或者近似66亿个具有5MX5M节距的微LED机构。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结构，它们在该方式中准备好拾取并且向接收基板传送。本文中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。0073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PN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。
36、中，键合层的相应位置可以通过表面张力在载体基板上保持微PN二极管在适当位置，同时又也提供从其可容易地释放微PN二极管的介说明书CN104106149A107/32页11质。此外，如果在拾取过程期间传送头与微LED结构形成接触，则液态可以用作衬垫或者减震器以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不经历完整相变换。例如键合层的相应位置在部分地保持在固态中的同时可以响应于温度循环变成明显更可延展。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。。
37、0074在另一方面中，本发明的实施例描述一种形成微LED结构和微LED结构阵列的方式，在该微LED结构和微LED结构阵列中，电绝缘层在蚀刻PN二极管层以形成多个微PN二极管期间用作蚀刻停止层。作为结果，电绝缘层可以工作用于保护微PN二极管的侧壁和位于微PN二极管内的量子阱层免受可能使微LED器件的功能退化的导电污染。在一个实施例中，电绝缘层在将生长基板键合到载体基板期间用作对键合层沿着PN二极管层的毛细作用的物理屏障。在一个实施例中，电绝缘层在蚀刻PN二极管层以形成多个微PN二极管期间用作对下层导电层比如导电键合层的重分布或者再溅射的物理屏障。0075根据本发明的实施例，在蚀刻PN二极管层之后。
38、图案化电绝缘层以形成电绝缘间隔物，这些电绝缘间隔物跨越反射性金属化堆叠的侧壁的一部分并且横向地包围微LED结构阵列的反射性金属化堆叠。电绝缘间隔物可以保护在反射性金属化堆叠内的层以免氧化。例如可以在反射性金属化堆叠内利用银AG层作为反射镜。电绝缘间隔物可以跨越包括反射镜层的反射性金属化堆叠的侧壁的以部分并且保护反射镜层以免氧化，该氧化可以潜在地改变反射镜层的颜色并且影响反射镜层的反射性质。0076在另一方面中，本发明的实施例描述一种利用一个或者多个界面键合层增加生长基板键合到载体基板之间的粘合的方式，其中在将生长基板和载体基板键合在一起之前在生长基板和载体基板中的任一基板或者二者上形成键合层。。
39、键合层可以由多种材料比如热塑聚合物、金属和焊剂形成。在键合层被形成于生长基板和载体基板中的每个基板上的情况下，键合层可以由相同或者不同材料形成。在一个实施例中，相同材料的导电键合层被形成于生长基板和载体基板上并且被熔融键合在一起。例如两个铟或者被选为铟合金键合层可以被键合在一起。在另一实施例中，通过将在生长基板上形成的第一导电键合层键合到在载体基板上形成的第二导电键合层来形成导电合金键合层，其中第一和第二键合层由不同材料形成。根据本发明的实施例，所得的键合层无论是单层、熔融键合层或者合金键合层都具有350或者更低或者更具体为200或者更低的熔融或者液相温度。在液态中，键合层可以通过表面张力在载。
40、体基板上将微LED结构保持在适当位置，而同时也提供微LED结构可从其容易地释放的介质。因此，通过熔融键合或者合金键合在生长基板或者载体基板中的任何一个上形成为单层的键合层，都可以在形成微LED结构期间提供粘合，而同时保持将充分低的液相或者熔融温度，以用作可以从其去除微LED结构的暂时介质。0077现在参照图1，半导体器件层110可以被形成于基板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设计半导体器件层110，但是半导体器件层。
41、110可以未被完全功能化。例如接触比如阳极或者阴极可以未被形成。为了简洁并且避免模糊本说明书CN104106149A118/32页12发明的实施例，关于半导体器件层110作为根据常规异质生长条件在生长基板101上生长的PN二极管层110进行以下描述。0078PN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化合物半导体。例如PN二极管层110可以包括基于IIVI族材料例如ZNSE或者包括IIIV族氮化物材料例如GAN、ALN、INN、INGAN及其合金和IIIV族磷化物材料例如GAP、ALGAINP及其合金的IIIV材料的一层或者多层。生长基板101可以包括任何适当基板、比如但不限。
42、于硅、SIC、GAAS、GAN和蓝宝石AL2O3。0079在一个具体实施例中，生长基板101是蓝宝石，并且PN二极管层110由GAN形成。尽管有蓝宝石相对于GAN具有更大的晶格常数和热膨胀系数失配这样的事实，但是蓝宝石成本相当低、广泛可获得，并且它的透明性与基于准分子激光的剥离LLO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GANPN二极管层110的生长基板101。如同蓝宝石，SIC基板可以是透明的。若干生长技术可以用于生长PN二极管层110，比如金属有机化学气相沉积MOCVD。例如可以通过向反应室中同时引入三甲基镓TMGA和氨NH3前体来生长GAN，其中蓝宝石生长基板101被。
43、加热至提升的温度比如800至1,000。在图1A中所示实施例中，PN二极管层110可以包括块状GAN层112、N型掺杂层114、量子阱116和P型掺杂层118。块状GAN层112可以由于硅或者氧污染而被N型掺杂，或者用施主比如硅来有意地掺杂。N型掺杂的GAN层114可以类似地用施主比如硅来掺杂，而P型掺杂层118可以用受体比如镁来掺杂。多种备选PN二极管配置可以用来形成PN二极管层110。类似地，多种单量子阱SQW或者多量子阱MQW配置可以用来形成量子阱116。此外，可以如适当的那样包括各种缓冲层。在一个实施例中，蓝宝石生长基板101具有近似200M的厚度，块状GAN层112具有近似05M5M。
44、的厚度，N型掺杂层114具有近似01M3M的厚度，量子阱层116具有小于近似03M的厚度，并且P型掺杂层118具有近似01M1M的厚度。0080然后可以在PN二极管层110之上形成反射性金属化堆叠层123。如图1A中所示，反射性金属化堆叠层123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。电极层122和屏障层124也可以包括多层。在一个实施例中，反射性金属化堆叠层具有近似01M2M的厚度。电极层122可以与P型掺杂的GAN层118形成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可以对光发射具有反射性并且可以用作朝着PN。
45、二极管层110反射回光的镜。例如在电极层122中可以包括AG或者NI层用于它的反射性质。电极层比如AG也可以易受氧化。可以出于包括保护下层电极层122以免氧化和防止杂质向电极层122或者PN二极管110中扩散的多种原因而可选地在反射性金属化堆叠层123中包括屏障层124。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PN二极管层110中扩散。屏障层124也可以防止成分例如从以下描述的键合层向电极层122中扩散。0081根据本发明的某些实施例，在生长基板101上生长并且随后向载体基板201比如图2A2E中图示并且在以下描述。
46、中更具体描述的载体基板201传送PN二极管层110和反射性金属化堆叠层123。如在以下各图和描述中更具体描述的那样，反射性金属化堆叠层123可以在向载体基板201传送之前被图案化。也可以在向载体基板201传送PN二极管说明书CN104106149A129/32页13层110和反射性金属化堆叠层123之前图案化载体基板201和键合层210。因而，可以在形成用于向接收基板后续传送的微LED阵列期间在许多变化中实施本发明的实施例。0082现在参照图1B，反射性金属化堆叠层123可以在向载体基板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PN二极管层110之上形成图案化的光阻剂层、继。
47、而沉积反射性金属化堆叠层123来实现。光阻剂层然后与反射性金属化堆叠层的在光阻剂层上的部分一起被剥离，从而留下图1B中所示横向分离的反射性金属化堆叠120。在某些实施例中，横向分离的反射性金属化堆叠120的节距可以是与微LED阵列的节距对应的5M、10M或者更大。例如5M节距可以由被2M间距分离的3M宽的横向分离的反射性金属化堆叠120形成。10M节距可以由被2M间距分离的8M宽的横向分离的反射性金属化堆叠120形成。但是这些尺寸意味着示例而本发明的实施例不限于此。在一些实施例中，横向分离的反射性金属化堆叠120的宽度如在以下描述和各图中进一步具体讨论的那样小于或者等于微PN二极管150的阵列。
48、的底表面的宽度。0083现在参照图1C，在多个分离的反射性金属化堆叠120之上并且横向地在多个分离的反射性金属化堆叠120之间沉积电绝缘层126。在一个实施例中，电绝缘层126可以由具有01M至10M的厚度的材料比如二氧化硅SIO2、氧化铝AL2O3、氮化硅和聚酰亚胺形成。也可以在比拾取操作期间熔融的键合层或者合金键合层的液相温度更高的温度沉积电绝缘层126。例如可以在350以上的温度沉积电绝缘层126，从而电绝缘层126在熔融键合层或者合金键合层期间粘附到PN二极管层例如GAN和屏障层124例如TIW。0084然后图案化电绝缘层126以如图1D的俯视和截面侧视图图示中所示形成暴露多个分离的反。
49、射性金属化堆叠120的多个开口125。在所示具体实施例中，开口125具有比多个分离的反射性金属化堆叠120的宽度更小的宽度，从而电绝缘层126的一部分在相应反射性金属化堆叠120上面形成唇部。0085如图1E中所示，也可以图案化电绝缘层126，以使得唇部不形成在相应金属化堆叠120上面。例如光刻图案化技术或者化学机械抛光CMP可以用来图案化具有与多个分离的反射性金属化堆叠120近似相同的宽度的开口125。0086如图1F中所示，也可以在自对准沉积过程中图案化电绝缘层126，在该自对准沉积过程中，在分离的反射性金属化堆叠120之间横向地各向同性沉积电绝缘层126时遮住反射性金属化堆叠120。在图1E1F中所示实施例中的每个实施例中，图案化的电绝缘层126横向地在多个分离的反射性金属化堆叠120之间并且部分跨越包括电极层120的多个分离的反射性金属化堆叠120的侧壁。0087根据一些实施例，图1E1F中所示生长基板101堆叠准备好键合到载体基板201堆叠。例如生长基板101堆叠可以如以下关于图2A2E描述的那样被键合到包括键合层210的载体基板201堆叠。在其它实施例中，一个或者多个附加层可以被形成于图案化的电绝缘层126和多个分离的反射性金属化堆叠120之上。例如可以形。