CN104094422B - 微发光二极管 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

微发光二极管
有关申请的交叉引用
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
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
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n掺杂的GaN层。
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n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n电极被形成于n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。
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n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
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(IC)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。
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。
在一些实施例中，键合层可以由具有在近似350℃以下或者更具体在近似200℃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、比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。
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。
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。
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℃以下或者更具体在200℃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。
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。
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。
一旦形成，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。
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。
附图说明
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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示。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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、比如微发光二极管(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(IC)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。
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。
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。
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100μm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。
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10μm x 10μm节距或者5μm x 5μm节距。在这些密度，例如6英寸衬底可以容纳具有10μm x 10μm节距的近似165百万个微LED结构或者具有5μm x 5μm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。
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。此外，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。
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。
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、比如但不限于硅、SiC、GaAs、GaN和蓝宝石(Al2O3)。
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(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GaN p-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(MOCVD)。例如GaN可以通过向反应室中同时引入三甲基镓(TMGa)和氨(NH3)前体而蓝宝石生长衬底101被加热至提升的温度。比如800℃至1,000℃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、n掺杂的层114、量子井116和p掺杂的层118。体GaN层112可以由于硅或者氧污染而被n掺杂或者用供体(donor)、比如硅来有意地掺杂。N掺杂的GaN层114可以类似地用供体、比如硅来掺杂，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200μm的厚度，体GaN层112具有近似5μm的厚度，n掺杂的层114具有近似0.1μm-3μm的厚度，量子井层116具有小于近似0.3μm的厚度，并且p掺杂的层118具有近似0.1μm-1μm的厚度。
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0.1μm-2μm的厚度。电极层122可以与p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。
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。
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5μm、10μm或者与微LED阵列的节距对应更大。例如5μm节距可以由金属化层120的被2μm节距分离的3μm宽横向分离位置形成。10μm节距可以由金属化层120的被2μm节距分离的8μm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。
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n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Cl2、BCl3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，侧壁可以竖直。例如ICP-RIE可以用来获得竖直侧壁，该ICP-RIE是基于氯的蚀刻化学剂。
在某些实施例中，微台面130的节距可以是5μm、10μm或者更大。例如具有5μm节距的微台面130阵列可以由被2μm节距分离的3μm宽微台面形成。具有10μm节距的微台面130阵列可以由被2μm节距分离的8μm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。
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135、150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0.1μm-2μm的厚度，并且沟槽柱具有至少0.2μm-4μm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。
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。
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℃以下或者更具体在近似200℃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。
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。
表1.
在表2中提供可以与本发明的实施例一起利用的热塑聚合物的示例列表。
表2.
根据本发明的实施例，键合层210用均匀厚度来形成并且可以根据特定组成通过多种适当方法来沉积。例如焊剂组成可以被喷溅、通过电子束(E束)挥发来沉积或者用种子层来镀制以获得均匀厚度。
柱202可以由多种材料和技术形成。在一个实施例中，柱202可以通过蚀刻或者浮雕过程图案化载体衬底201来与载体衬底201一体地形成。例如载体衬底201可以是具有一体地形成的柱202的硅衬底。在另一实施例中，柱可以被形成于载体衬底201的顶部。例如柱202可以通过镀制向上和光阻剂提起技术来形成。柱可以由包括半导体、金属、聚合物、电介质等的任何适当材料形成。
现在参照图3，生长衬底101和载体衬底201可以在热和/或压力之下被键合在一起。将理解尽管图3图示键合图1B的图案化的结构与图2A的未图案化的结构，但是根据本发明的实施例设想图1A-图1C和图2A-图2E的任何组合。此外，尽管已经描述键合层210在键合之前被形成于载体衬底201上，但是也有可能的是键合层210在键合之前被形成于生长衬底101的金属化层120上。例如键合层210可以被形成于金属化层120之上并且在形成图1B中所示金属化层的横向分离位置期间用金属化层120来图案化。尽管未图示，但是根据在将被键合在一起的衬底上形成的层的特定布置和组成，抗氧化膜可以被形成于一个或者两个衬底的顶表面上以防止在键合之前氧化。例如在一个实施例中，薄金膜可以被沉积于金属化层120和键合层210的暴露的表面中的一个或者两个暴露的表面上。在图3中所示键合衬底期间，键合层210可以部分地浸泡金膜从而在衬底之间的键合界面产生金合金。
图4是在键合生长衬底101和载体衬底201之后的各种非限制可能结构的横截面侧视图图示。在表3中描述特定衬底组合。例如示例4A中所示具体实施例代表将图2D中所示载体衬底键合到图1C中所示生长衬底。
表3.
如以上描述的那样，示例中的许多示例的结构也可以通过在生长衬底上形成键合层210、继而将生长衬底101键合到载体衬底201来创建。例如示例4O也可以通过图案化在生长衬底101上的键合层210和金属化层210、继而将生长衬底101键合到载体衬底201来创建。
现在参照图5，生长衬底101已经从键合的结构被去除。生长衬底101可以通过适当方法、比如如果生长衬底透明则为化学蚀刻或者基于受激准分子激光的提起(LLO)来去除。在一个实施例中，GaN p-n二极管层110从透明蓝宝石生长衬底101的LLO通过用来自紫外线激光器、比如Nd-YAG激光器或者KrF受激准分子激光器的短脉冲(例如数十纳秒)经过透明蓝宝石生长衬底101照射101/111层界面来实现。在界面的在GaN p-n二极管层110中的吸收造成界面的局部化的加热从而造成在界面GaN分解成液体Ga金属和氮气。一旦已经照射希望的区域，蓝宝石透明生长衬底101可以通过在热板上重新熔化Ga来去除。
现在参照图6，p-n二极管层110被打薄至希望的厚度。回顾图1A中的放大的p-n二极管层110，体GaN层112(可以是n型)的预定数量或者n型GaN层114的部分被去除，从而可操作p-n二极管在打薄之后保留。根据下层结构，可以利用适当技术、比如抛光、湿蚀刻或者干蚀刻来执行打薄过程。例如可以执行抛光和/或定时蚀刻至希望的厚度的组合。在有下层图案化的结构、比如柱或者微台面的境况中，可以执行定时蚀刻至希望的厚度以便避免损坏图案化的结构。如其中p-n二极管层110被预先图案化以形成微台面130的示例6A、6B、6C、6I和6J中所示，它们现在是自由竖立微p-n二极管135。
如果生长衬底101或者载体衬底201结构中的任一结构在键合之前未被预先图案化或者仅被部分地预先图案化，则可以在图6中所示p-n二极管层110打薄之后执行附加图案化。如图7中所示，图案化的掩模层140可以被形成于未图案化的p-n二极管层110之上用于蚀刻p-n二极管层110以形成自由竖立微p-n二极管150。掩模层140可以由光阻剂或者比光阻剂更耐受GaN蚀刻条件的多种材料、比如金属形成。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Cl2、BCl3或者SiCl4。
在图7中所示具体实施例中，微p-n二极管150可以具有上至15度的向上变细的侧壁153(从微p-n二极管150的顶部到底部)。例如可以利用RIE，该RIE具有基于氯的蚀刻化学剂。备选地，侧壁153可以竖直。例如ICP-RIE可以用来获得竖直侧壁，该ICP-RIE是基于ICP-RIE的蚀刻化学剂。如将在图16的描述中变得清楚的那样，向上变细的侧壁可以在一些实施例中在已经被拾取并且向接收衬底传送的系列微LED结构之上形成公共接触时有利。在某些实施例中，在微p-n二极管150之间的节距可以是5μm、10μm或者更大。例如具有5μm节距的微p-n二极管150阵列可以由被2μm间距分离的3μm宽微p-n二极管形成。具有10μm节距的微p-n二极管150阵列可以由被2μm间距分离的8μm宽微p-n二极管形成。
现在参照图7’-7”，蚀刻可以可选地基于在金属化层120和键合层210中的特定材料利用适当蚀刻化学剂在金属化层120和/或键合层210上被继续。在图7’中所示某些实施例中，利用干蚀刻化学剂的各向异性蚀刻可以用来蚀刻金属化层120和/或键合层210，从而层120、210具有与微p-n二极管150的覆盖下表面匹配的宽度。在图7”’中所示某些实施例中，可以利用湿蚀刻以如示例7”D-7”H中所示“下切”在微p-n二极管150的覆盖下表面以下的金属化层120和/或键合层210。尽管未具体图示，但是理解也可以执行蚀刻以“下切”在微p-n二极管135下面的在下层120、210。
在完成用于微p-n二极管、金属化层或者键合层的蚀刻过程时，掩模层140可以例如通过使用选择性蚀刻技术来去除从而产生图8中所示的微LED。如图所示，微LED阵列包括载体衬底201、在载体衬底上的键合层210的多个位置(可以横向分离或者可以未横向分离)和在键合层210的多个位置之上的相应多个分离微p-n二极管135、150。金属化层120的多个分离位置被形成于相应多个分离微p-n二极管135、150与键合层210的多个位置之间。在一些实施例中，载体衬底如示例8A-8F和示例8K-8M中所示包括键合层210的多个横向分离位置被形成于其上的相应多个柱202。
在一些实施例中，微p-n二极管150(以及微p-n二极管135)包括顶表面152和底表面151，并且金属化层120包括顶表面121和底表面，而微p-n二极管150(以及微p-n二极管135)的底表面151比金属化层120的顶表面121更宽。
在一些实施例中，多个微p-n二极管135、150各自包括具有与相应多个柱202中的每个柱的顶表面203近似相同的宽度的底表面151。在其它实施例中，多个微p-n二极管135、150各自包括比相应多个柱202中的每个柱的顶表面203更宽的底表面151。微p-n二极管135、150底部宽度和下层柱202顶表面的关系可以影响拾取过程。例如，如果键合层210在拾取过程期间表现从固体到液体的相变，则微p-n二极管135、150实质上在液体层上浮置。在液体键合层210中的表面张力可以在柱202上面保持微p-n二极管135、150在适当位置。具体而言，与柱202的顶表面的边缘关联的表面张力可以在柱202顶表面宽度小于或者近似等于p-n二极管135、150底部宽度时进一步辅助维持微p-n二极管135、150在适当位置。
在一些实施例中，多个微p-n二极管135、150被定位于未图案化的键合层210之上。例如如示例6I和示例7’N中所示，键合层210可以是在载体衬底上的均匀层，并且键合层210的对应多个位置未相互横向分离。在其它实施例中，微p-n二极管135、150的多个位置被定位于图案化的键合层210之上。例如如示例8A-8M和示例8O中所示，图案化的键合层可以包括键合层210的多个横向分离位置。在一个实施例中，多个微p-n二极管135、150各自包括底表面151，该底表面具有与用于键合层210的多个横向分离位置的对应顶表面211近似相同或者更大的宽度。
如先前描述的那样，键合层可以吸收与在拾取过程期间使微LED结构与传送头接触关联的压缩力。作为结果，键合层可以吸收压缩力并且横向膨胀。在每个微LED结构被图案化为具有例如2μm的小分离距离时，从每个微LED结构横向突出的键合层数量应当被最小化以免在拾取过程期间干扰相邻微LED结构。在其中沟槽206存在于柱202之间的某些实施例中，沟槽可以充当键合层贮存器，熔化的键合层可以流入这些键合层贮存器中而不干扰相邻微LED结构。
在一些实施例中，图8的微LED结构或者微LED结构阵列(以及在去除层140之后的图6示例6I和图7示例7’D-7’I的微LED结构)准备好例如用关于图14-16更具体描述的传送头300拾取并且向接收衬底传送。在其它实施例中，薄保形电介质屏障层可以在向拾取并且接收衬底传送之前由微p-n二极管135、150中的任何微p-n二极管的阵列形成。现在参照图9’-9”，薄保形电介质屏障层160可以被形成于图7-7”的微p-n二极管150中的任何微p-n二极管的阵列上。在一个实施例中，薄保形电介质屏障层160可以在拾取过程期间防范在相邻微p-n二极管150之间的电弧并且由此在拾取过程期间防范微p-n二极管150粘在一起。薄保形电介质屏障层160也可以保护微p-n二极管150的侧壁153、量子井层116和底表面151以防污染，该污染可能影响微p-n二极管的完整性。例如薄保形电介质屏障层160可以如在以下描述中关于图11A-11C更具体描述的那样充当对键合层材料210沿着微p-n二极管150的侧壁和量子层116毛细化的物理屏障。薄保形电介质屏障层160一旦放置于接收衬底上，也可以绝缘微p-n二极管150。在一个实施例中，薄保形电介质屏障层160是近似50-600埃厚的氧化铝(Al2O3)。薄保形电介质屏障层160可以通过多种适当技术、比如但不限于原子层沉积(ALD)来沉积。
薄保形电介质层和接触开口可以使用掩模层提起技术来形成。参照图9-9’，图7中所示用于图案化微p-n二极管150的掩模层140也可以在提起技术中用于形成薄保形电介质屏障层160和接触开口162。薄保形电介质屏障层160可以被形成于图7、图7’或者图7”的微p-n二极管150中的任何微p-n二极管的阵列上并且与掩模层140以及微p-n二极管150的侧壁153和底表面151的暴露的表面保形并且跨越这些暴露的表面。保形电介质屏障层160也可以跨越金属化层120、键合层210以及如果存在的载体衬底和柱202。掩模层140然后被去除从而提起薄保形电介质屏障层160的在其上形成的部分从而产生图9’中所示包括接触开口162的结构。在图9’中所示具体实施例中，薄保形电介质屏障层160未被形成于微p-n二极管150的顶表面152上。
参照图10-10”，薄保形电介质层也可以被形成于图8的微p-n二极管135、150的阵列(以及在去除层140之后的图6示例6I和图7示例7’D-7’I的微LED结构)上、继而图案化以创建接触开口162。如图9中所示，薄保形电介质屏障层160可以被形成于微p-n二极管150中的任何微p-n二极管的阵列之上并且与微p-n二极管150的暴露的顶表面和侧壁保形并且跨越这些暴露的顶表面和侧壁。电介质屏障层160也可以跨越p-n二极管135、150的暴露的底表面151和金属化层120、键合层210的表面以及如果存在的载体衬底201和柱202。毯光阻剂层然后可以被形成于p-n二极管阵列和载体衬底201之上、然后被图案化以在每个微p-n二极管135、150之上形成开口。薄保形电介质层160然后可以被蚀刻以在每个微p-n二极管135、150的顶表面上形成接触开口162。在图10’-10”中图示在去除图案化的光阻剂之后的接触开口162。如图10’中所示，接触开口162可以具有比微p-n二极管135、150的顶表面略微更小的宽度。宽度差异可以是调整适应在图案化光阻剂的对准容差的结果。作为结果，保形电介质屏障层160可以在微p-n二极管135、150的顶表面和侧壁周围形成唇部。如图10”中所示，接触开口162可以具有比微p-n二极管135、150的顶表面略微更大的宽度。在图10”中所示实施例中，接触开口162暴露微p-n二极管150的顶表面和微p-n二极管150的侧壁的上部分，而电介质屏障层160覆盖和绝缘量子井层116。
现在参照图11A-11C，根据本发明的一些实施例，有可能的是某个数量的键合层210在图3中所示键合操作期间沿着金属化层120的侧表面和沿着p-n二极管层110的底表面151向上毛细化。参照图10B，有可能的是在形成微p-n二极管150之后，已经向上毛细化的键合层210的数量可能在后续处理期间潜在地继续它的沿着微p-n二极管150的侧壁153的迁移。朝着量子井层116继续迁移可能干扰微p-n二极管150的操作。现在参照图10C，根据本发明的实施例，保形电介质屏障层160可以充当物理屏障以保护微p-n二极管150的侧壁153和量子井层116以防在后续温度循环期间(具体在键合层材料210的液相或者熔化温度以上的温度)、比如在从载体衬底拾取微器件并且向接收衬底上释放微器件期间被键合层材料210污染。尽管已经参照微p-n二极管150图示和描述图11A-11C，但是也设想有可能的是某个数量的键合层210可能在图3中所示键合操作期间向上毛细化并且继续它的沿着用来形成微p-n二极管135的微台面130的侧壁的迁移。保形电介质屏障层160可以类似地充当物理屏障以保护微p-n二极管135的侧壁和量子井层116被键合层材料210污染。
图12A-12B包括根据本发明的实施例的载体衬底201和微LED结构阵列的俯视和横截面侧视图图示。在所示具体实施例中，阵列从示例10’N的包括微p-n二极管150的微LED结构产生。然而将理解图12A-13B是用于示例性的并且微LED结构阵列可以由先前描述的微LED结构中的任何LED结构形成。在图12A中所示实施例中，图示每个个体微p-n二极管150为具有与微p-n二极管150的顶和底表面的不同宽度对应的不同直径或者宽度的一对同心圆以及在顶与底表面之间跨越的对应变细的侧壁。在图12B中所示实施例中，图示每个个体微p-n二极管150为具有变细或者圆化的拐角的一对同心方形而每个方形具有与微p-n二极管150的顶和底表面的不同宽度对应的不同宽度以及从顶和底表面跨越的对应变细的侧壁。然而本发明的实施例无需变细的侧壁，并且微p-n二极管150的顶和底表面可以具有相同直径或者宽度和竖直侧壁。如图12A-12B中所示，描述微LED结构阵列为具有节距(P)、在每个微LED结构之间的间距(S)和每个微LED结构的最大宽度(W)。为了清楚和简洁，在俯视图图示中的虚线仅示出x尺度，但是理解相似y尺度可以存在并且可以具有相同或者不同尺度值。在图12A-12B中所示具体实施例中，x和y尺度值在俯视图图示中相同。在一个实施例中，微LED结构阵列可以具有10μm的节距(P)而每个微LED结构具有2μm的间距(S)和8μm的最大宽度(W)。在另一实施例中，微LED结构阵列可以具有5μm的节距(P)而每个微LED结构具有2μm的间距(S)和3μm的最大宽度(W)。然而本发明的实施例不限于这些具体实施例，并且可以利用任何适当尺度。
在图13中描述向接收衬底传送微LED结构的方法的一个实施例。在这样的实施例中，提供载体衬底，该载体衬底具有在其上设置的微LED结构阵列。如以上描述的那样，每个微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二极管与在载体衬底上的键合层之间。保形电介质屏障层可以可选地跨越微p-n二极管的侧壁。保形电介质屏障层还可以跨越微p-n二极管的底表面的部分以及如果存在的金属化层和键合层的侧壁。然后在操作1310，对于微LED结构中的至少一个微LED结构在键合层中创建相变。例如相变可以与在形成键合层的材料的熔化温度或者液相温度以上加热键合层或者变更形成键合层的材料的晶相关联。然后可以在操作1320中用传送头拾取、然后在操作1330中在接收衬底上放置微p-n二极管和金属化层、可选地有用于微LED结构中的至少一个微LED结构的保形电介质屏障层的部分和可选地有键合层210的部分。
在图14中提供根据实施例的操作1320的一般图示，其中传送头300拾取微p-n二极管、金属化层、用于微LED结构中的至少一个微LED结构的保形电介质屏障层的部分和键合层210的部分。在所示具体实施例中，已经形成保形电介质屏障层，然而在其它实施例中，保形电介质层可以不存在。在一些实施例中，可以用微LED结构提起键合层210的部分、比如近似一半。尽管图示包括微p-n二极管150的具体微LED结构，但是理解可以拾取这里描述的包括微p-n二极管150中的任何微p-n二极管的微LED结构中的任何微LED结构。此外，尽管图14中所示实施例示出传送头300拾取单个微LED结构，但是传送头300可以在其它实施例中拾取一组微LED结构。
仍然参照图14，在所示具体实施例中，微p-n二极管150的底表面比金属化层120的顶表面更宽，并且保形电介质屏障层160跨越微p-n二极管150的侧壁、微p-n二极管的底表面的部分和金属化层120的侧壁。这也可以适用于微p-n二极管135。在一个方面中，保形电介质屏障层160的在微p-n二极管135、150下面卷包的部分保护在微p-n二极管150的侧壁上的保形电介质屏障层160以防在用传送头300的拾取操作期间变成水平或者断裂。可以在保形电介质屏障层160中与金属化层120或者键合层210、具体在拐角和具有锐角的位置创建应力点。在使微LED结构与传送头300接触和/或在键合层中创建相变时，这些应力点变成保形电介质屏障层160中的其中可能分裂保形电介质层的自然断点。在一个实施例中，在使微LED结构与传送头接触和/或在键合层中创建相变——这可以在拾取微p-n二极管和金属化层之前或者期间——之后在自然断点分裂保形电介质层160。如先前描述的那样，在液态中，键合层可以响应于与使微LED结构与传送头接触关联的压缩力在下层结构之上变平滑。在一个实施例中，在使微LED结构与传送头接触之后，在键合层中创建相变之前跨越微LED结构的顶表面揉搓传送头。揉搓可以驱逐可以在传送头或者微LED结构中的任一个的接触表面上存在的任何粒子。揉搓也可以向保形电介质屏障层传送压力。因此，从传送头300向保形电介质屏障层160传送压力和在键合层的液相温度以上加热键合层二者可以有助于在微p-n二极管135、150下面的位置分裂保形电介质屏障层160并且可以保存微LED结构和量子井层的完整性。在一个实施例中，微p-n二极管135、150的底表面比金属化层120的顶表面更宽，达到了具有在微p-n二极管135、150的底表面上形成保形电介质屏障层160并且创建断点的空间这样的程度，但是这一距离也可以由光刻容差确定。在一个实施例中，在微p-n二极管135、150的每侧上的0.25μm至1μm距离容纳50埃至600埃厚的保形电介质屏障层160。
多种适当传送头可以用来辅助根据本发明的实施例的拾取和放置操作1320、1330。例如传送头300可以根据真空、磁、粘合或者静电原理对微LED结构施加拾取压力以便拾取微LED结构。
图15是根据本发明的一个实施例的根据静电原理操作以便拾取微LED结构的双极微器件传送头的横截面侧视图图示。如图所示，微器件传送头300可以包括基础衬底302、包括顶表面308和侧壁306的台面结构304、在台面结构304之上形成的并且包括顶表面309和侧壁307的可选钝化层310、在台面结构304(和可选钝化层310)之上形成的一对电极316A、316B以及具有覆盖电极316A、316B的顶表面321的电介质层320。基础衬底302可以由能够提供结构支撑的多种材料、比如硅、陶瓷和聚合物形成。在一个实施例中，基础衬底具有在103与1018欧姆-厘米之间的传导率。基础衬底302还可以包括用于将微器件传送头300连接到静电钳组件的工作电子装置的布线(未示出)。
图16是根据本发明的一个实施例的已经向其上放置多个微LED结构的接收衬底400的图示。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具有金属重新分布线的衬底。在所示具体实施例中，每个微LED结构可以被放置于驱动器接触410上。公共接触线420然后可以被形成于系列微p-n二极管135、150上。如图所示，微p-n二极管135、150的变细的侧壁可以提供有助于形成连续接触线的形貌。在一个实施例中，公共接触线420可以被形成于一系列发射红色、发射绿色或者发射蓝色的微LED之上。在某些实施例中，公共接触线420将由透明接触材料、比如铟锡氧化物(ITO)形成。在一个实施例中，多个微LED可以被布置成包括发射红色的微LED、发射绿色的微LED和发射蓝色的微LED这三个微LED的像素组。
仍然参照图16，提供根据本发明的一个实施例的p-n二极管135、150的近视图示。在一个实施例中，p-n二极管135、150可以包括具有近似0.1μm-3μm的厚度的顶部n掺杂的层114、具有小于近似0.3μm的厚度的量子井层116(可以是SQW或者MQW)和具有近似0.1μm-1μm的厚度的下p掺杂的层118。在一个实施例中，顶部n掺杂的层114可以是0.1μm-6μm厚(可以包括或者取代先前描述的体层112)。在一个具体实施例中，p-n二极管135、150可以小于3μm厚并且小于10μm宽。
在利用本发明的各种方面时，本领域技术人员将清楚以上实施例的组合或者变化有可能用于形成准备好拾取并且向接收衬底传送的微LED结构的阵列。虽然已经用结构特征和/或方法动作专属的语言描述本发明，但是将理解在所附权利要求中定义的发明未必限于描述的具体特征或者动作。本发明公开的具体特征和动作旨在于被理解为要求保护的本发明的可用于举例说明本发明的具体适度实现方式。

Claims (26)

1.一种微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二极管与衬底上的键合层之间；以及
保形电介质屏障层，跨越所述微p-n二极管的侧壁、所述金属化层的侧壁和所述键合层的侧壁。
2.根据权利要求1所述的微LED结构，其中所述键合层具有低于350℃的液相温度。
3.根据权利要求1所述的微LED结构，其中所述保形电介质屏障层部分地跨越所述微p-n二极管的底表面。
4.根据权利要求1所述的微LED结构，还包括在所述保形电介质屏障层中暴露所述微p-n二极管的顶表面的开口，其中所述开口具有选自包括以下项的组的宽度：
大于所述微p-n二极管的所述顶表面的宽度；
小于所述微p-n二极管的所述顶表面的所述宽度；以及
与所述微p-n二极管的所述顶表面的所述宽度相同。
5.根据权利要求1所述的微LED结构，其中：
所述微p-n二极管包括顶表面和底表面；
所述金属化层包括顶表面和底表面；以及
所述微p-n二极管的所述底表面比所述金属化层的所述顶表面更宽。
6.根据权利要求1所述的微LED结构，其中所述键合层包括铟或者锡。
7.根据权利要求1所述的微LED结构，其中所述键合层包括聚乙烯或者聚丙烯。
8.根据权利要求1所述的微LED结构，其中所述微p-n二极管包括氮化镓。
9.根据权利要求1所述的微LED结构，其中所述金属化层包括电极层和在所述电极层与所述键合层之间的屏障层。
10.根据权利要求1所述的微LED结构，其中所述微p-n二极管包括顶表面、底表面和变细的侧壁。
11.根据权利要求10所述的微LED结构，其中所述底表面比所述顶表面更宽。
12.根据权利要求10所述的微LED结构，其中所述顶表面比所述底表面更宽或者与所述底表面具有相同的宽度。
13.根据权利要求1所述的微LED结构，其中：
所述微p-n二极管包括顶表面和底表面；
所述键合层包括顶表面和底表面；并且
所述微p-n二极管的所述底表面比所述键合层的所述顶表面更宽。
14.根据权利要求1所述的微LED结构，其中：
所述微p-n二极管包括顶表面和底表面；
所述键合层包括顶表面和底表面；并且
所述微p-n二极管的所述底表面与所述键合层的所述顶表面具有相同宽度。
15.一种微LED阵列，包括：
在衬底上的键合层的多个位置；以及
在所述键合层的所述多个位置上的对应多个微LED结构，其中每个微LED结构包括：
微p-n二极管；
金属化层，其中所述金属化层在所述微p-n二极管与所述键合层的相应位置之间；以及
保形电介质屏障层，跨越所述微p-n二极管的侧壁、所述金属化层的侧壁和所述键合层的侧壁。
16.根据权利要求15所述的微LED阵列，其中所述保形电介质屏障层部分地跨越每个微p-n二极管的底表面。
17.根据权利要求15所述的微LED阵列，还包括在所述保形电介质屏障层中的暴露每个微p-n二极管的顶表面的多个开口，其中每个开口具有选自包括以下项的组的宽度：
大于对应微p-n二极管的所述顶表面的宽度；
小于所述对应微p-n二极管的所述顶表面的所述宽度；以及
与所述对应微p-n二极管的所述顶表面的所述宽度相同。
18.根据权利要求15所述的微LED阵列，其中所述键合层的所述多个位置横向地分离。
19.根据权利要求15所述的微LED阵列，其中所述衬底包括相应多个柱，并且所述键合层的所述多个位置被形成于所述相应多个柱上。
20.根据权利要求19所述的微LED阵列，其中每个微p-n二极管包括与相应柱的顶表面相同宽度的底表面。
21.根据权利要求19所述的微LED阵列，其中每个微p-n二极管包括比相应柱的顶表面的宽度更宽的底表面。
22.根据权利要求19所述的微LED阵列，其中所述相应多个柱各自具有比所述键合层的所述位置中的每个位置的相应厚度更大的相应高度。
23.根据权利要求19所述的微LED阵列，其中每个相应高度是所述相应厚度的至少两倍。
24.根据权利要求15所述的微LED阵列，其中所述键合层的所述多个位置并未横向分离。
25.根据权利要求15所述的微LED阵列，其中：
每个微p-n二极管包括顶表面和底表面；
每个金属化层包括顶表面和底表面；并且
每个微p-n二极管的所述底表面比所述金属化层的对应的所述顶表面更宽。
26.根据权利要求15所述的微LED阵列，其中每个微p-n二极管包括顶表面和比所述顶表面更宽的底表面。
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