CN109585617A - 一种选择性转移半导体器件的方法和基板 - Google Patents
一种选择性转移半导体器件的方法和基板 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109585617A CN109585617A CN201811620158.3A CN201811620158A CN109585617A CN 109585617 A CN109585617 A CN 109585617A CN 201811620158 A CN201811620158 A CN 201811620158A CN 109585617 A CN109585617 A CN 109585617A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- semiconductor devices
- coherent mass
- protective layer
- temporary base
- laid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 353
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims abstract description 200
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims abstract description 100
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims abstract description 43
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 56
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 22
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 16
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 claims description 13
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 11
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 7
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 claims description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 4
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 20
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 4
- GHBXKGCPYWBGLB-UHFFFAOYSA-H [Al+3].[In+3].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O Chemical group [Al+3].[In+3].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O GHBXKGCPYWBGLB-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 2
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 2
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 description 1
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000790917 Dioxys <bee> Species 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003978 SiClx Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 239000000306 component Substances 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N octamethyltrisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004987 plasma desorption mass spectroscopy Methods 0.000 description 1
- -1 polydimethylsiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000026267 regulation of growth Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005573 silicon-containing polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0093—Wafer bonding; Removal of the growth substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/483—Containers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0008—Processes
- H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
本发明公开了一种选择性转移半导体器件的方法和基板，属于半导体技术领域。所述方法包括：提供一半导体器件阵列，半导体器件阵列包括多个半导体器件，多个半导体器件包括第一半导体器件和第二半导体器件；将多个半导体器件转移到临时基板上，临时基板与多个半导体器件之间通过粘结层固定连接；去除多个半导体器件之间的粘结层，粘结层分成多个粘结块；在各个半导体器件和对应的粘结块上铺设保护层，第一半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积小于第二半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积；通过未铺设保护层的区域湿法腐蚀粘结块；利用拾取头转移第一半导体器件，留下第二半导体器件。本发明实现成本和实现难度大大降低。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种选择性转移半导体器件的方法和基板。
背景技术
发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)是一种可以把电能转化为光能的半导体二极管。芯片是LED的核心组件，在自发光显示屏上有着广泛的应用。随着自发光显示屏的显示质量和显示需求的不断提高，自发光显示屏的显示面积和显示密度不断增大，自发光显示屏上应用的LED芯片的数量也不断增加。
当将LED芯片应用在自发光显示屏上时，需要把大量的LED芯片转移到背板上。目前通常是利用拾取头一次性抓取大量的LED芯片放置到背板上的对应区域，实现LED芯片的选择性转移。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
LED芯片和自发光显示屏的不同都会影响到拾取头对LED芯片的抓取，例如拾取的LED芯片的位置不同等，导致需要针对不同的应用设计不同的拾取头，实现成本高、实现难度大。
发明内容
本发明实施例提供了一种选择性转移半导体器件的方法和基板，能够解决现有技术针对LED芯片在自发光显示屏上的不同应用，选择性转移LED芯片的实现成本高、实现难度高的问题。所述技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种选择性转移半导体器件的方法，所述方法包括：
提供一半导体器件阵列，所述半导体器件阵列包括衬底和间隔设置在所述衬底上的多个半导体器件，所述多个半导体器件包括第一半导体器件和第二半导体器件；
将所述多个半导体器件一起从所述衬底上转移到临时基板上，所述临时基板与所述多个半导体器件之间通过粘结层固定连接；
去除位于所述多个半导体器件之间的粘结层，所述粘结层分成与所述半导体器件一一对应的多个粘结块，各个所述粘结块位于对应的所述半导体器件和所述临时基板之间；
在各个所述半导体器件和对应的粘结块上铺设保护层，所述第一半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积小于所述第二半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积；
通过未铺设所述保护层的区域湿法腐蚀所述粘结块，去除所述第一半导体器件对应的粘结块，留下所述第二半导体器件对应的粘结块；
利用拾取头转移所述第一半导体器件，留下与所述临时基板通过粘结块固定连接的第二半导体器件。
可选地，所述粘结层为二氧化硅层。
优选地，所述将所述多个半导体器件一起从所述衬底上转移到临时基板上，所述临时基板与所述多个半导体器件之间通过粘结层固定连接，包括：
分别在所述临时基板和所述多个半导体器件上铺设二氧化硅；
通过热压的方式将所述多个半导体器件上的二氧化硅与所述临时基板上的二氧化硅粘结在一起，形成所述粘结层；
从所述多个半导体器件上去除所述衬底。
可选地，所述去除位于所述多个半导体器件之间的粘结层，所述粘结层分成与所述半导体器件一一对应的多个粘结块，各个所述粘结块位于对应的所述半导体器件和所述临时基板之间，包括：
以所述多个半导体器件为掩膜，湿法腐蚀位于所述多个半导体器件之间的粘结层，形成与所述半导体器件一一对应的多个粘结块，各个所述粘结块位于对应的所述半导体器件和所述临时基板之间。
可选地，所述去除位于所述多个半导体器件之间的粘结层，所述粘结层分成与所述半导体器件一一对应的多个粘结块，各个所述粘结块位于对应的所述半导体器件和所述临时基板之间，包括：
采用光刻工艺在所述多个半导体器件上铺设光刻胶；
以所述光刻胶为掩膜，湿法腐蚀位于所述多个半导体器件之间的粘结层，形成与所述半导体器件一一对应的多个粘结块，各个所述粘结块位于对应的所述半导体器件和所述临时基板之间；
去除所述光刻胶。
优选地，所述粘结块在所述临时基板的第一表面的投影包含对应的所述半导体器件在所述临时基板的第一表面的投影，所述临时基板的第一表面为所述临时基板设置所述粘结块的表面。
可选地，所述保护层为光刻胶。
优选地，所述在各个所述半导体器件和对应的粘结块上铺设保护层，所述第一半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积小于所述第二半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积，包括：
采用光刻工艺在各个所述半导体器件和对应的粘结块上铺设保护层，所述第一半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积小于所述第二半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积。
可选地，所述第二半导体器件包括第三半导体器件和第四半导体器件，所述第三半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积小于所述第四半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积；
所述方法还包括：
在所述利用拾取头转移所述第一半导体器件之后，通过未铺设所述保护层的区域湿法腐蚀所述粘结块，去除所述第三半导体器件对应的粘结块，留下所述第四半导体器件对应的粘结块；
利用拾取头转移所述第三半导体器件，留下与所述临时基板通过粘结块固定连接的第四半导体器件。
另一方面，本发明实施例提供了一种选择性转移半导体器件的基板，所述基板包括临时基板、多个粘结块、多个半导体器件和保护层；所述多个粘结块间隔设置在所述临时基板上，所述多个半导体器件与所述多个粘结块一一对应，各个所述半导体器件通过对应的所述粘结块与所述临时基板固定连接；所述保护层铺设在各个所述半导体器件和对应的所述粘结块上，所述多个半导体器件包括第一半导体器件和第二半导体器件，所述第一半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积小于所述第二半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过将半导体器件整体从衬底转移到临时基板上，各个半导体器件通过对应的粘结块固定在临时基板上，并在各个半导体器件和对应的粘结块上铺设保护层。由于待转移的半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积小于不转移的半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积，因此通过未铺设保护层的区域湿法腐蚀粘结块时，可以去除待转移的半导体器件对应的粘结块，同时留下不转移的半导体器件对应的粘结块。当拾取头转移半导体器件时，待转移的半导体器件没有粘结块与临时基板之间固定连接而从临时基板上移开，不转移的半导体器件通过粘结块与临时基板之间固定连接而留在临时基板上，实现了半导体器件的选择性转移。整个过程采用通用拾取头即可，当待转移的LED芯片的位置发生变化时，只需要相应改变各个半导体器件对应的粘结块上铺设的保护层面积，与设计不同的拾取头相比，实现成本和实现难度大大降低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种选择性转移半导体器件的方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的半导体器件阵列的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的半导体器件从衬底转移到临时基板之后的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的粘结层分成多个粘结块之后的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的半导体器件和粘结块上铺设保护层之后的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的粘结块腐蚀之后的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的部分半导体器件转移之后的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的第一次腐蚀粘结块之后的结构示意图；
图9是本发明实施例提供的第二次腐蚀粘结块之后的结构示意图；
图10是本发明实施例提供的第三次腐蚀粘结块之后的结构示意图；
图11是本发明实施例提供的一种选择性转移半导体器件的基板的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种选择性转移半导体器件的方法。图1为本发明实施例提供的一种选择性转移半导体器件的方法的流程图。参见图1，该方法包括：
步骤101：提供一半导体器件阵列，半导体器件阵列包括衬底和间隔设置在衬底上的多个半导体器件，多个半导体器件包括第一半导体器件和第二半导体器件。
图2为本发明实施例提供的半导体器件阵列的结构示意图。其中，10表示衬底，20表示半导体器件。参见图2，多个半导体器件20间隔设置在衬底10上。
在本实施例中，第一半导体器件可以为待转移的半导体器件，第二半导体器件可以为不转移的半导体器件。
具体地，半导体器件可以包括依次层叠在衬底上的第一型半导体层、有源层和第二型半导体层；有源层可以包括多个量子阱和多个量子垒，多个量子阱和多个量子垒交替层叠设置。
进一步地，当有源层发出红黄光时，量子阱和量子垒为铝组分不同的铝镓铟磷(AlGaInP)层。第一型半导体层可以为N型掺杂的磷化铝铟(AlInP)层，第二型半导体层可以为P型掺杂的磷化铝铟；或者，第一型半导体层可以为P型掺杂的磷化铝铟，第二型半导体层可以为N型掺杂的磷化铝铟层。
相应地，半导体器件还包括电极，电极设置在第二型半导体层上。
当有源层发出蓝绿光时，量子阱可以为氮化铟镓(InGaN)层，量子垒可以为氮化镓(GaN)层。第一型半导体层可以为N型掺杂的氮化镓层，第二型半导体层可以为P型掺杂的氮化镓层；或者，第一型半导体层可以为P型掺杂的氮化镓层，第二型半导体层可以为N型掺杂的氮化镓层。
相应地，半导体器件还包括第一型电极和第二型电极，第二型半导体层上设有延伸至第一型半导体层的凹槽，第一型电极设置在凹槽内的第一型半导体层上，第二型电极设置在第二型半导体层上。
在实际应用中，半导体器件可以为微型发光二极管(英文：micro LED)、微机电系统(英文：Micro Electro Mechanical Systems，简称MEMS)器件、薄膜晶体管(英文：ThinFilm Transistor，简称TFT)中的一种，在此不一一详述。
步骤102：将多个半导体器件一起从衬底上转移到临时基板上，临时基板与多个半导体器件之间通过粘结层固定连接。
图3为本发明实施例提供的半导体器件从衬底转移到临时基板之后的结构示意图。其中，30表示临时基板，40表示粘结层。参见图3，粘结层40铺设在临时基板30上，多个半导体器件20间隔设置在粘结层40上。
可选地，临时基板可以为刚性板，以保证各个半导体器件的均衡处理。
优选地，临时基板可以为玻璃板、蓝宝石衬底、硅衬底、不锈钢板中的一个，实现效果好。
可选地，粘结层可以为二氧化硅层，容易去除，满足后续解除绑定的需要。
具体地，该步骤102可以包括：
分别在临时基板和多个半导体器件上铺设二氧化硅；
通过热压的方式将多个半导体器件上的二氧化硅与临时基板上的二氧化硅粘结在一起，形成粘结层；
从多个半导体器件上去除衬底。
其中，热压是指将需要就键合的两个表面抛光后贴合在一起，加热加压一段时间后能够形成良好的键合，以形成部件之间稳定可靠的机械、电气连接、通常称为绑定(英文：bonding)。
在本实施例中，分别在临时基板和多个半导体器件上铺设二氧化硅，再将分别铺设的二氧化硅层抛光处理后贴合，加热并加压即可将临时基板和多个半导体器件绑定在一起，操作简单，实现方便。
进一步地，二氧化硅可以采用化学气相沉积(英文：Chemical Vapor Deposition，简称：CVD)或者物理气相沉积(英文：Physical Vapor Deposition，简称：PVD)技术铺设。
当在多个半导体器件上铺设二氧化硅时，二氧化硅除了沉积在多个半导体器件上，还会沉积在多个半导体器件之间的衬底上，此时可以采用光刻技术和干法刻蚀技术对铺设的二氧化硅层图形化，去除衬底上沉积的二氧化硅层；也可以不进行任何处理，等从多个半导体器件上去除衬底的时候，将其一并去除。
当有源层发出红黄光时，可以采用湿法腐蚀的方式从多个半导体器件上去除衬底。在具体实现时，可以先在衬底上依次生长缓冲层(如砷化镓)和腐蚀停层(如磷化镓铟)，再在腐蚀停层上依次生长第一型半导体层、有源层和第二型半导体层。然后将发光单元浸泡在砷化镓的腐蚀溶液中，即可去除衬底。
当有源层发出蓝绿光时，可以采用激光剥离的方式从多个半导体器件上去除衬底。在具体实现时，可以先在衬底上生长缓冲层(如氮化镓或氮化铝)，再在缓冲层上依次生长第一型半导体层、有源层和第二型半导体层。然后透过衬底将激光作用在缓冲层上，缓冲层吸收激光的能量分解，即可将衬底从发光单元上去除。
步骤103：去除位于多个半导体器件之间的粘结层，粘结层分成与半导体器件一一对应的多个粘结块，各个粘结块位于对应的半导体器件和临时基板之间。
图4为本发明实施例提供的粘结层分成多个粘结块之后的结构示意图。其中，41表示粘结块。参见图4，多个半导体器件20之间的粘结层40被去除，留下各个半导体器件20和临时基板30之间的粘结层40，即为与半导体器件20一一对应的粘结块41。
在本实施例的一种实现方式中，该步骤103可以包括：
以多个半导体器件为掩膜，湿法腐蚀位于多个半导体器件之间的粘结层，形成与半导体器件一一对应的多个粘结块，各个粘结块位于对应的半导体器件和临时基板之间。
直接采用多个半导体器件作为掩膜，可以减少光刻工艺，降低实现成本。
可选地，湿法腐蚀的溶液可以为氢氟酸溶液或者缓冲氧化物刻蚀液(英文：Buffered Oxide Etch，简称：BOE)，不会与半导体器件反应，腐蚀效果好。
在本实施例的另一种实现方式中，该步骤103可以包括：
采用光刻工艺在多个半导体器件上铺设光刻胶；
以光刻胶为掩膜，湿法腐蚀位于多个半导体器件之间的粘结层，形成与半导体器件一一对应的多个粘结块，各个粘结块位于对应的半导体器件和临时基板之间；
去除光刻胶。
利用光刻工艺形成光刻胶作为掩膜，可以满足各种图形的刻蚀需要，也可以对半导体器件形成保护。
在具体实现时，采用光刻工艺铺设光刻胶，可以包括：
铺设一层光刻胶；
通过一定图形的掩膜版对光刻胶进行曝光；
将曝光后的光刻胶浸泡在显影液中，溶解部分光刻胶，留下的光刻胶即为所需图形的光刻胶。
可选地，粘结块在临时基板的第一表面的投影可以包含对应的半导体器件在临时基板的第一表面的投影，临时基板的第一表面为临时基板设置粘结块的表面。粘结块的面积大于对应半导体器件的面积，有利于将半导体器件牢牢固定在临时基板上。
步骤104：在各个半导体器件和对应的粘结块上铺设保护层，第一半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积小于第二半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积。
图5为本发明实施例提供的半导体器件和粘结块上铺设保护层之后的结构示意图。其中，50表示保护层。参见图5，保护层50铺设在各个半导体器件20及其与临时基板30之间的粘结块41上，一部分粘结块41上保护层的铺设面积较大，另一部分粘结块41上保护层的铺设面积较小。
可选地，保护层可以为光刻胶，方便拾取头抓取，同时与临时基板之间的连接容易断裂，而且后续也容易去除。
具体地，该步骤104可以包括：
采用光刻工艺在各个半导体器件和对应的粘结块上铺设保护层，第一半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积小于第二半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积。
直接利用光刻工艺形成所需图形的保护层，实现简单方便。
步骤105：通过未铺设保护层的区域湿法腐蚀粘结块，去除第一半导体器件对应的粘结块，留下第二半导体器件对应的粘结块。
图6为本发明实施例提供的粘结块腐蚀之后的结构示意图。参见图6，保护层的铺设面积较小的粘结块41被去除，留下保护层的铺设面积较大的粘结块41。
具体地，该步骤105可以与步骤103类似，在此不再详述。
需要说明的是，将粘结块浸泡在湿法腐蚀的溶液中之后，保护层的铺设面积小的粘结块与湿法腐蚀的溶液的接触面积较大，腐蚀速率较快，而保护层的铺设面积大的粘结块与湿法腐蚀的溶液的接触面积较小，腐蚀速率较慢。第一半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积小于第二半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积，因此第一半导体器件对应的粘结块的腐蚀速率较快，可以完全去除；第二半导体器件对应的粘结块的腐蚀速率较慢，可以部分或者全部保留。
另外，当第一半导体器件对应的粘结块去除之后，第一半导体器件与临时基板之间可以通过保护层连接，以避免第一半导体器件被湿法腐蚀的溶液冲离临时基板。
步骤106：利用拾取头转移第一半导体器件，留下与临时基板通过粘结块固定连接的第二半导体器件。
图7为本发明实施例提供的部分半导体器件转移之后的结构示意图。参见图7，粘结块41被去除的半导体器件20被移走，留下粘结块41保留下来的半导体器件20。
需要说明的是，第一半导体器件与临时基板之间仅通过保护层连接，因此在拾取头抓取第一半导体器件之后，第一半导体器件与临时基板之间的连接很容易断裂，第一半导体器件被拾取头移走；而第二半导体器件与临时基板之间通过粘结层固定连接，此在拾取头抓取第二半导体器件之后，第二半导体器件会留在临时基板上。
具体地，拾取头的材料可以采用聚二甲基硅氧烷(英文：polydimethylsiloxane，简称：PDMS)或者硅胶，实现效果好。
在本实施例的又一种实现方式中，第二半导体器件可以包括第三半导体器件和第四半导体器件，第三半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积小于第四半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积。
相应地，在步骤106之后，该方法还可以包括：
通过未铺设保护层的区域湿法腐蚀粘结块，去除第三半导体器件对应的粘结块，留下第四半导体器件对应的粘结块；
利用拾取头转移第三半导体器件，留下与临时基板通过粘结块固定连接的第四半导体器件。
需要说明的是，将粘结块浸泡在湿法腐蚀的溶液中之后，保护层的铺设面积小的粘结块与湿法腐蚀的溶液的接触面积较大，腐蚀速率较快，而保护层的铺设面积大的粘结块与湿法腐蚀的溶液的接触面积较小，腐蚀速率较慢。第三半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积小于第四半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积，因此第三半导体器件对应的粘结块的腐蚀速率较快，可以完全去除；第四半导体器件对应的粘结块的腐蚀速率较慢，可以部分或者全部保留。
在本实施例中，第一半导体器件为第一次转移的半导体器件，第二半导体器件为第一次不转移的半导体器件；第三半导体器件为第二次转移的半导体器件，第四半导体器件为第二次不转移的半导体器件。
按照保护层铺设面积从小到大的关系控制对粘结块的腐蚀速率，依次去除对应的粘结层，完成半导体器件的多次选择性转移，减少光刻工艺的次数，降低实现成本。
例如，半导体器件和对应的粘结块整体为四棱柱，第一半导体器件所在的四棱柱的一个侧面设有保护层，第二半导体器件所在的四棱柱的两个侧面设有保护层，第三半导体器件所在的四棱柱的三个侧面设有保护层。又如，半导体器件和对应的粘结块整体为四棱柱，第一半导体器件所在的四棱柱的一个侧面设有保护层，第二半导体器件所在的四棱柱的两个侧面设有保护层，第三半导体器件所在的四棱柱的四个侧面设有保护层。
图8为本发明实施例提供的第一次腐蚀粘结块之后的结构示意图。其中，21表示第一半导体层，23表示第三半导体层，24表示第四半导体层。参照图8，第一次通过未铺设保护层的区域湿法腐蚀粘结块之后，第一半导体器件21对应的粘结块41的腐蚀速率最快，因此被完全去除；第三半导体器件23对应的粘结块41的腐蚀速率次之，因此被去除一半；第四半导体器件24对应的粘结块41的腐蚀速率最慢，因此被完全保留。之后，利用拾取头可以将所有的第一半导体器件21转移。
图9为本发明实施例提供的第二次腐蚀粘结块之后的结构示意图。参照图9，第二次通过未铺设保护层的区域湿法腐蚀粘结块之后，第三半导体器件23对应的粘结块41的腐蚀速率比较快，因此被完全去除；第四半导体器件24对应的粘结块41的腐蚀速率比较慢，因此被去除一半。之后，利用拾取头可以将所有的第三半导体器件23转移。
图10为本发明实施例提供的第三次腐蚀粘结块之后的结构示意图。参照图10，第三次通过未铺设保护层的区域湿法腐蚀粘结块之后，第四半导体器件24对应的粘结块41也被完全去除。之后，利用拾取头可以将所有的第四半导体器件23转移。
本发明实施例将半导体器件整体从衬底转移到临时基板上，各个半导体器件通过对应的粘结块固定在临时基板上，并在各个半导体器件和对应的粘结块上铺设保护层。由于待转移的半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积小于不转移的半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积，因此通过未铺设保护层的区域湿法腐蚀粘结块时，可以去除待转移的半导体器件对应的粘结块，同时留下不转移的半导体器件对应的粘结块。当拾取头转移半导体器件时，待转移的半导体器件没有粘结块与临时基板之间固定连接而从临时基板上移开，不转移的半导体器件通过粘结块与临时基板之间固定连接而留在临时基板上，实现了半导体器件的选择性转移。整个过程采用通用拾取头即可，当待转移的LED芯片的位置发生变化时，只需要相应改变各个半导体器件对应的粘结块上铺设的保护层面积，与设计不同的拾取头相比，实现成本和实现难度大大降低。
本发明实施例提供了一种选择性转移半导体器件的基板。图11为本发明实施例提供的一种选择性转移半导体器件的基板的结构示意图。参见图11，该基板包括临时基板30、多个粘结块41、多个半导体器件20和保护层50。
在本实施例中；多个粘结块41间隔设置在临时基板30上，多个半导体器件20与多个粘结块41一一对应，各个半导体器件20通过对应的粘结块41与临时基板30固定连接。保护层50铺设在各个半导体器件20和对应的粘结块41上，多个半导体器件20包括第一半导体器件21和第二半导体器件22，第一半导体器件21对应的粘结块41上保护层50的铺设面积小于第二半导体器件22对应的粘结块41上保护层50的铺设面积。
本发明实施例通过将多个半导体器件通过对应的粘结块与临时基板固定连接，各个半导体器件和对应的粘结块上铺设有保护层，不同半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积不同，因此通过未铺设保护层的区域湿法腐蚀粘结块时，可以去除待转移的半导体器件对应的粘结块，同时留下不转移的半导体器件对应的粘结块。当拾取头转移半导体器件时，待转移的半导体器件没有粘结块与临时基板之间固定连接而从临时基板上移开，不转移的半导体器件通过粘结块与临时基板之间固定连接而留在临时基板上，实现了半导体器件的选择性转移。整个过程采用通用拾取头即可，当待转移的LED芯片的位置发生变化时，只需要相应改变各个半导体器件对应的粘结块上铺设的保护层面积，与设计不同的拾取头相比，实现成本和实现难度大大降低。
可选地，临时基板30可以为刚性板，以保证各个半导体器件的均衡处理。
优选地，临时基板30可以为玻璃板、蓝宝石衬底、硅衬底、不锈钢板中的一个，实现效果好。
具体地，临时基板30的厚度可以为100微米～1000微米，如500微米。以起到良好的支撑作用。
可选地，粘结块41可以为二氧化硅层，容易去除，满足后续解除绑定的需要。
优选地，粘结块41的厚度可以为0.1微米～10微米，如2微米。通过控制粘结块的厚度，保证半导体器件与临时基板之间的牢固连接。
进一步地，粘结块41在临时基板30的第一表面的投影可以包含对应的半导体器件20在临时基板30的第一表面的投影，临时基板30的第一表面为临时基板30设置粘结块41的表面。粘结块的面积大于对应半导体器件的面积，有利于将半导体器件牢牢固定在临时基板上。
优选地，半导体器件20在临时基板30的第一表面的投影面积可以为对应的粘结块41在临时基板30的第一表面的投影面积的10％～90％，如80％。通过控制半导体器件所占面积与粘结块所占面积之间的比例关系，保证半导体器件与临时基板之间的牢固连接，同时配合相邻两个半导体器件之间的距离，方便后续湿法腐蚀粘结块。
相应地，相邻两个粘结块41之间的距离可以为1微米～100微米，如10微米，实现效果好。
可选地，保护层50可以为光刻胶，方便拾取头抓取，同时与临时基板之间的连接容易断裂，而且后续也容易去除。
优选地，保护层50的厚度可以为0.5微米～10微米，如3微米。通过控制光刻胶的厚度，既能去除第一半导体器件与临时基板之间的粘结块，又能保留第二半导体器件与临时基板之间的粘结块。
可选地，第二半导体器件可以包括第三半导体器件和第四半导体器件，第三半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积小于第四半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积。可以按照保护层铺设面积从小到大的关系，通过多次腐蚀的方法，依次去除对应的粘结层，完成半导体器件的多次选择性转移，减少光刻工艺的次数，降低实现成本。
进一步地，第一半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积可以为第三半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积的一半，第三半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积可以为第四半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积的一半，实现效果好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种选择性转移半导体器件的方法，其特征在于，所述方法包括：
提供一半导体器件阵列，所述半导体器件阵列包括衬底和间隔设置在所述衬底上的多个半导体器件，所述多个半导体器件包括第一半导体器件和第二半导体器件；
将所述多个半导体器件一起从所述衬底上转移到临时基板上，所述临时基板与所述多个半导体器件之间通过粘结层固定连接；
去除位于所述多个半导体器件之间的粘结层，所述粘结层分成与所述半导体器件一一对应的多个粘结块，各个所述粘结块位于对应的所述半导体器件和所述临时基板之间；
在各个所述半导体器件和对应的粘结块上铺设保护层，所述第一半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积小于所述第二半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积；
通过未铺设所述保护层的区域湿法腐蚀所述粘结块，去除所述第一半导体器件对应的粘结块，留下所述第二半导体器件对应的粘结块；
利用拾取头转移所述第一半导体器件，留下与所述临时基板通过粘结块固定连接的第二半导体器件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘结层为二氧化硅层。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述多个半导体器件一起从所述衬底上转移到临时基板上，所述临时基板与所述多个半导体器件之间通过粘结层固定连接，包括：
分别在所述临时基板和所述多个半导体器件上铺设二氧化硅；
通过热压的方式将所述多个半导体器件上的二氧化硅与所述临时基板上的二氧化硅粘结在一起，形成所述粘结层；
从所述多个半导体器件上去除所述衬底。
4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述去除位于所述多个半导体器件之间的粘结层，所述粘结层分成与所述半导体器件一一对应的多个粘结块，各个所述粘结块位于对应的所述半导体器件和所述临时基板之间，包括：
以所述多个半导体器件为掩膜，湿法腐蚀位于所述多个半导体器件之间的粘结层，形成与所述半导体器件一一对应的多个粘结块，各个所述粘结块位于对应的所述半导体器件和所述临时基板之间。
5.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述去除位于所述多个半导体器件之间的粘结层，所述粘结层分成与所述半导体器件一一对应的多个粘结块，各个所述粘结块位于对应的所述半导体器件和所述临时基板之间，包括：
采用光刻工艺在所述多个半导体器件上铺设光刻胶；
以所述光刻胶为掩膜，湿法腐蚀位于所述多个半导体器件之间的粘结层，形成与所述半导体器件一一对应的多个粘结块，各个所述粘结块位于对应的所述半导体器件和所述临时基板之间；
去除所述光刻胶。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述粘结块在所述临时基板的第一表面的投影包含对应的所述半导体器件在所述临时基板的第一表面的投影，所述临时基板的第一表面为所述临时基板设置所述粘结块的表面。
7.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述保护层为光刻胶。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述在各个所述半导体器件和对应的粘结块上铺设保护层，所述第一半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积小于所述第二半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积，包括：
采用光刻工艺在各个所述半导体器件和对应的粘结块上铺设保护层，所述第一半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积小于所述第二半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积。
9.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述第二半导体器件包括第三半导体器件和第四半导体器件，所述第三半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积小于所述第四半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积；
所述方法还包括：
在所述利用拾取头转移所述第一半导体器件之后，通过未铺设所述保护层的区域湿法腐蚀所述粘结块，去除所述第三半导体器件对应的粘结块，留下所述第四半导体器件对应的粘结块；
利用拾取头转移所述第三半导体器件，留下与所述临时基板通过粘结块固定连接的第四半导体器件。
10.一种选择性转移半导体器件的基板，其特征在于，所述基板包括临时基板、多个粘结块、多个半导体器件和保护层；所述多个粘结块间隔设置在所述临时基板上，所述多个半导体器件与所述多个粘结块一一对应，各个所述半导体器件通过对应的所述粘结块与所述临时基板固定连接；所述保护层铺设在各个所述半导体器件和对应的所述粘结块上，所述多个半导体器件包括第一半导体器件和第二半导体器件，所述第一半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积小于所述第二半导体器件对应的粘结块上保护层的铺设面积。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811620158.3A CN109585617B (zh) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | 一种选择性转移半导体器件的方法和基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811620158.3A CN109585617B (zh) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | 一种选择性转移半导体器件的方法和基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109585617A true CN109585617A (zh) | 2019-04-05 |
| CN109585617B CN109585617B (zh) | 2024-05-07 |
Family
ID=65932198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811620158.3A Active CN109585617B (zh) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | 一种选择性转移半导体器件的方法和基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109585617B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1223009A (zh) * | 1997-04-11 | 1999-07-14 | 日亚化学工业株式会社 | 氮化物半导体的生长方法、氮化物半导体衬底及器件 |
| US20150111329A1 (en) * | 2011-07-25 | 2015-04-23 | Industrial Technology Research Institute | Transfer-bonding method for light emitting devices |
| CN105359282A (zh) * | 2013-07-29 | 2016-02-24 | 晶元光电股份有限公司 | 选择性转移半导体元件的方法 |
| CN107078094A (zh) * | 2014-06-18 | 2017-08-18 | 艾克斯瑟乐普林特有限公司 | 用于制备用于微组装的GaN及相关材料的系统及方法 |
| CN107946414A (zh) * | 2017-10-29 | 2018-04-20 | 广东省半导体产业技术研究院 | 一种基于干法刻蚀的悬挂式微器件结构转移方法 |
| CN209374476U (zh) * | 2018-12-28 | 2019-09-10 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种选择性转移半导体器件的基板 |
-
2018
- 2018-12-28 CN CN201811620158.3A patent/CN109585617B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1223009A (zh) * | 1997-04-11 | 1999-07-14 | 日亚化学工业株式会社 | 氮化物半导体的生长方法、氮化物半导体衬底及器件 |
| US20150111329A1 (en) * | 2011-07-25 | 2015-04-23 | Industrial Technology Research Institute | Transfer-bonding method for light emitting devices |
| CN105359282A (zh) * | 2013-07-29 | 2016-02-24 | 晶元光电股份有限公司 | 选择性转移半导体元件的方法 |
| CN107078094A (zh) * | 2014-06-18 | 2017-08-18 | 艾克斯瑟乐普林特有限公司 | 用于制备用于微组装的GaN及相关材料的系统及方法 |
| CN107946414A (zh) * | 2017-10-29 | 2018-04-20 | 广东省半导体产业技术研究院 | 一种基于干法刻蚀的悬挂式微器件结构转移方法 |
| CN209374476U (zh) * | 2018-12-28 | 2019-09-10 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种选择性转移半导体器件的基板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109585617B (zh) | 2024-05-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11901478B2 (en) | Method of selectively transferring semiconductor device | |
| US9217541B2 (en) | Stabilization structure including shear release posts | |
| CN111933771B (zh) | 微发光二极管及其显示装置 | |
| KR101077789B1 (ko) | Ｌｅｄ 디스플레이 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 ｌｅｄ 디스플레이 | |
| US11430912B2 (en) | Light emitting element, method of manufacturing the same, and display device including the same | |
| US20180076365A1 (en) | Light emitting device and manufacturing method thereof | |
| US20200303585A1 (en) | Micro light emitting diode device and manufacturing method thereof | |
| WO2021017498A1 (zh) | 显示面板、显示装置和显示面板的制备方法 | |
| JP2003197881A5 (zh) | ||
| CN113169257A (zh) | Led显示模块、led显示模块的制造方法和包括led显示模块的显示设备 | |
| CN111129235B (zh) | 一种微元件的批量转移方法 | |
| CN108110105A (zh) | 一种紫外led芯片、紫外led芯片的制作方法及一种紫外led | |
| US8420418B2 (en) | Light-emitting device and manufacturing method thereof | |
| WO2014071879A1 (zh) | 一种分离发光二极管衬底的方法 | |
| TW202327071A (zh) | 發光元件、包含其之發光組件及顯示裝置、及顯示裝置之製造方法 | |
| CN209374476U (zh) | 一种选择性转移半导体器件的基板 | |
| CN109585617A (zh) | 一种选择性转移半导体器件的方法和基板 | |
| CN109449146A (zh) | 堆叠结构微型led显示器的制备方法 | |
| CN115425122B (zh) | Led芯片巨量转移方法及显示面板 | |
| CN103058129A (zh) | 一种制备柔性衬底上半导体亚微米带的方法及柔性光波导 | |
| TWI344707B (en) | Semiconductor light-emitting device with high light extraction efficiency | |
| KR20060057855A (ko) | ＧａＮ 계 화합물 반도체 발광소자 및 그 제조방법 | |
| CN109524516B (zh) | 基于机械剥离的可转移逻辑芯片及其制备方法 | |
| US10217900B2 (en) | Light emitting diode structures | |
| KR101718652B1 (ko) | 무전사 플렉서블 수직형 발광다이오드 및 이의 제작 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |