CN110504338A - 微元件工艺及制作显示器面板的方法 - Google Patents

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丁鸿泰
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    • H01L33/0095—Post-treatment of devices, e.g. annealing, recrystallisation or short-circuit elimination

Abstract

本案关于微元件工艺及制作显示器面板的方法。本发明涉及先提供一基板。随后，切割基板形成多个微晶片。再配置多个微晶片于一载体上，其中多个微晶片以阵列方式排列于载体之上。最后，形成多个半导体结构于多个微晶片上，形成多个微元件，通过本发明的工艺可大幅提升移转良率，并且改善微元件的运作效率。

Description

微元件工艺及制作显示器面板的方法
技术领域
本发明有关一种可提升微元件良率的工艺，以及利用微元件制作显示器面板的方法。
背景技术
微元件所组装而成的设备为完全新一代的消费、专业、医学、军事及其它产品提供了希望，所述产品具有使用现有宏观组装及宏观制造方法形成的产品所不能提供的特点、能力及成本结构。例如，特别在平板显示器、智能卡、光通讯及其它各种领域中，存在对于可以相对廉价的方式经集成或组装为统或阵列的微电子设备或晶片的需求。
一般微元件的工艺，如中国台湾专利公告号第I614887号，或中国台湾专利公告号第I618266号，大多于一基板上通过一外延成长方式成长有一发光二极管外延层(包含第一、第二半导体层以及发光层)，并通过一分离工艺使部分发光二极管外延层被去除，使发光二极管外延层形成间隔排列的多数发光二极管；其中，分离工艺为一种图案化工艺可以为一黄光工艺、一蚀刻工艺、一激光剥离工艺、一举离工艺(Lift-off process)、一薄膜沉积工艺、一涂布工艺、一金属沉积工艺及一合金工艺等搭配组合；主要利用黄光工艺及蚀刻工艺组合，使发光二极管外延层形成间隔排列的多数发光二极管。
其中，进行分离工艺后，使发光二极管外延层于间隔处的侧壁处会产生位错缺陷及微小裂痕，进而降低发光二极管的发光效率，且会有漏电流存在的问题；再者，经分离工艺被去除的部分发光二极管外延层，则成为耗损。
另外，成形后的多个发光二极管需要通过移转工艺，使巨量发光二极管移转至驱动板，以作为后续照明或是显示器面板的应用；但因发光二极管的电极位于预定位置处，在巨量移转工艺时，其电极与驱动板上的驱动线路对位不易。再者，发光二极管具有方向性，即发光二极管外延层位于同一面，在巨量移转工艺时，必须要考虑到正反面方向性问题，均使得工艺良率不易提升。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种可提升微元件工艺良率，以及利用微元件制作显示器面板的方法，为其主要目的。
本发明的微元件工艺，至少包含下列步骤：提供一基板；切割基板形成多个微晶片；配置多个微晶片于一载体上，其中多个微晶片以阵列方式排列于载体之上；以及形成多个半导体结构于多个微晶片上，形成多个微元件。
依据上述技术特征，所述形成多个半导体结构更包括形成一P型半导体和一N型半导体。
依据上述技术特征，所述载体具有多个载孔，多个载孔以阵列排列，微晶片设置于载孔。
依据上述技术特征，更包括将多个微元件移转至一驱动板上，驱动板驱动多个微元件发光。
依据上述技术特征，所述多个微元件可为发光二极管。
依据上述技术特征，所述多个微元件可为光感测器。
依据上述技术特征，所述多个微晶片尺寸为3μm至100μm。
依据上述技术特征，所述多个微晶片尺寸为100μm至800μm。
依据上述技术特征，所述多个微晶片为双面抛光。
依据上述技术特征，所述多个微晶片为圆柱体。
本发明另提供一种显示器面板制作方法，至少包含下列步骤：提供一基板；切割基板形成多个微晶片；配置多个微晶片于一载体上，其中多个微晶片以阵列方式排列于载体之上；形成多个半导体结构于多个微晶片上，形成多个微元件；以及将多个微元件移转至一驱动板上，驱动板驱动多个微元件发光，形成显示器面板。
依据本发明主要先形成多个分离状的微晶片，再形成多个半导体结构于多个微晶片上，可避免因分离工艺于半导体结构的侧壁处所产生位错缺陷及微小裂痕，以提升微元件的运作效率，也可避免漏电流的产生，且在已成型预定尺寸的微晶片上形成多个半导体结构，也可改善耗损问题。再者，本发明中微晶片为双面抛光且被构型为圆形的结构体，在进行移转时，相对无方向性问题，可提升移转良率。
附图说明
图1A至图1E为本发明中微元件工艺的结构示意图。
图2为本发明中载体的结构示意图。
图3为本发明中显示器面板的结构示意图。
【符号说明】
基板 1
微晶片 11
第一圆面 111
第二圆面 112
环形部 113
载体 2
载孔 21
上方开口部 211
下方开口部 212
微元件 3
第一型半导体层 31
第二型半导体层 32
发光层 33
第一电极 34
第二电极 35
驱动板 4。
具体实施方式
除非另外说明，否则本申请说明书和权利要求书中所使用的下列用语具有下文给予的定义。请注意，本申请说明书和权利要求书中所使用的单数形用语“一”意欲涵盖在一个以及一个以上的所载事项，例如至少一个、至少二个或至少三个，而非意味着仅仅具有单一个所载事项。此外，权利要求书中使用的“包含”、“具有”等开放式连接词是表示权利要求中所记载的元件或成分的组合中，不排除权利要求未载明的其他组件或成分。还应注意到用语“或”在意义上一般也包括“及/或”，除非内容另有清楚表明。本申请说明书和申请专利范围中所使用的用语“约(about)”或“实质上(substantially)”，是用以修饰任何可些微变化的误差，但这种些微变化并不会改变其本质。
首先，本案方法为一种微元件工艺。本发明所称“微元件”可以为发光元件(如发光二极管、激光二极管)、感测元件(如光感测器、热感测器)、功率元件、光伏元件、集成电路元件、被动元件、主动元件等元件或其组合。请参阅图1A至1E所示为本发明中微元件工艺的结构示意图，其以制作发光二极管为例。
如图1A所示，提供一基板1，基板1的材料可为蓝宝石(sapphire)、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氮化铟镓(InGaN)、氮化铝镓(AlGaN)、氮化铝(AlN)、氧化镓(Ga2O3)或硅基板等。
切割基板1形成多个微晶片11，如图1B所示；其中，切割基板的方式可为一黄光工艺及一蚀刻工艺的组合、一激光切割工艺或干蚀刻工艺等；当然，切割后多个微晶片11的尺寸大小可以为相同尺寸(如图1B所示的实施例)，抑或者可依需求切割成多个尺寸大小不相同的微晶片11。多个微晶片11尺寸可为100μm至800μm，也可为3μm至100μm。多个微晶片11被构型为圆柱结构体，其具有相对的第一、第二圆面111、112，以及连接于该第一、第二圆面111、112间的环形部113，而该第一、第二圆面111、112形成抛光表面。
如图1C所示，配置多个微晶片11于一载体2上，其中多个微晶片11以阵列方式排列于载体2之上，载体2为一种暂时性载体，其材料可选用蓝宝石(sapphire)、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氮化铟镓(InGaN)、氮化铝镓(AlGaN)、氮化铝(AlN)、氧化镓(Ga2O3)或硅基板等。
如图1D所示，形成多个半导体结构于多个微晶片11上，形成多个微元件3。本实施例中微元件3为发光二极管，而多个半导体结构包括一第一型半导体层31、一第二型半导体层32以及一发光层33。发光层33位于第一型半导体层31与第二型半导体层32之间，在其中一个实施例的微元件3中，第一型半导体层31例如是一P型半导体层，第二型半导体层32例如是一N型半导体层，发光层33为一多重量子阱(multiple quantum well,MQW)结构。于其他未绘示的实施例中，也可以是第一型半导体层31例如是一N型半导体层，而第二型半导体层32例如是一P型半导体层，且发光层33为一多重量子阱结构。而上述多个半导体结构以外延方式成长于微晶片11上，外延方式例如为金属有机物化学气相外延法(metal-organicchemical vapor deposition,MOCVD)、分子束外延法(molecular-beam epitaxy,MBE)或原子层沉积(Atomic Layer Deposition,ALD)等。多个微元件13尺寸可为100μm至800μm，也可为3μm至100μm。
然而，应了解到，以上所举的半导体层类型仅为例示，而非用以限制本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，可依实际需要，弹性选择第一型半导体层31以及第二型半导体层32的类型。此外，本发明所属技术领域中具有通常知识者，可以额外设置P+或是N+类型的半导体层，以增加微元件3连接电极的欧姆接触。
如图1E所示，进一步于微元件3表面形成电极结构，电极结构包括第一电极34及第二电极35，第一电极34与第一型半导体层31电性连接，第二电极35与第二型半导体层32电性连接。电极结构的材料为透明电极，例如铟镓锌氧化物(Indium-Gallium-Zinc Oxide；IGZO)、铟锡氧化物(Indium-Tin Oxide；ITO)、铟锌氧化物(Indium-Zinc Oxide；IZO)、锌锡氧化物(Zinc-Tin Oxide；ZTO)、镓锌氧化物(Gallium-Zinc Oxide；GZO)或其组合。在本实施例中，第一电极34与第二电极35可配置于微元件3的同一侧。换言之，在本实施例中，微元件3可为水平式发光二极管，但本发明不以此为限。
如图2所示，本发明的载体2具有多个载孔21，多个载孔21以阵列排列可供微晶片11设置于载孔21，如图所示的实施例中，多个载孔21可以为上大下小的结构形式，其上方开口部211大于微晶片11的外径大小，而下方开口部212则小于微晶片11的外径大小。并可利用流体(图未示)施加于载体2表面，流体具有悬浮于其中的多个微晶片11，当流体流经载体的载孔21时，可让微晶片11随流体的流动而落入载孔21，以将多个微晶片11以阵列排列方式配置于载体2上。
如图3所示，将多个微元件3移转至一驱动板4上，驱动板4驱动多个微元件3发光，形成显示器面板。上述的驱动板4例如是一线路基板、显示基板(display substrate)、发光基板(lighting substrate)、晶体管(transistors)或集成电路(integrated circuits)的基板或具有金属再分配线(metal redistribution lines)的基板，于此并不加以限制。本实施例的每一微元件3可作为显示器中的子像素(sub-pixel)，本实施例的微元件3与目前一般常用的发光二极管晶片具有不同的尺寸规格，详细地说，常用的发光二极管晶片的边长尺寸是0.2mm至1mm，而本实施例的每一微元件3的边长尺寸为100μm至800μm，较佳地，每一微元件3的边长尺寸为3μm至100μm。而本实施例的微元件3的缺陷密度也较小，让整体显示器发光均匀。另外，本实施例的这些微元件3可为同一颜色的发光晶片，或是包括至少一红色发光二极管、至少一绿色发光二极管以及至少一蓝色发光二极管，于此并不加以限制。
本发明主要先形成多个分离状的微晶片，再形成多个半导体结构于多个微晶片上，可避免因分离工艺于半导体结构的侧壁处所产生位错缺陷及微小裂痕，以提升微元件的运作效率，也可避免漏电流的产生，且在已成型预定尺寸的微晶片上形成多个半导体结构，也可改善耗损问题。
再者，本发明中微晶片为双面抛光且被构型为圆形的结构体，在进行移转时，相对无方向性问题，可提升移转良率。
综上所述，本发明提供一种微元件工艺及制作显示器面板的方法，于是依法提呈发明专利申请；本发明的技术内容及技术特点巳揭示如上，然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本发明的揭示而作各种不背离本案发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示范围，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为以所附权利要求书所涵盖。

Claims (13)

1.一种微元件工艺，至少包含下列步骤：
提供一基板；
切割该基板形成多个微晶片；
配置该些微晶片于一载体上，其中该些微晶片以阵列方式排列于该载体之上；以及
形成多个半导体结构于该些微晶片上，形成多个微元件。
2.如权利要求1所述的微元件工艺，其中，形成该些半导体结构更包括形成一P型半导体层和一N型半导体层。
3.如权利要求1所述的微元件工艺，其中，该载体具有多个载孔，该多个载孔以阵列排列，该微晶片设置于该载孔。
4.如权利要求1所述的微元件工艺，其中，更包括将该些微元件移转至一驱动板上，该驱动板驱动该些微元件发光。
5.如权利要求1所述的微元件工艺，其中，该些微元件可为发光二极管。
6.如权利要求1所述的微元件工艺，其中，该些微元件可为光感测器。
7.如权利要求1至6任一项所述的微元件工艺，其中，该些微晶片尺寸为3μm至100μm。
8.如权利要求1至6任一项所述的微元件工艺，其中，该些微晶片尺寸为100μm至800μm。
9.如权利要求1至6任一项所述的微元件工艺，其中，该些微晶片为双面抛光。
10.如权利要求1至6任一项所述的微元件工艺，其中，该些微晶片为圆柱体。
11.一种显示器面板制作方法，至少包含下列步骤：
提供一基板；
切割该基板形成多个微晶片；
配置该些微晶片于一载体上，其中该些微晶片以阵列方式排列于该载体之上；
形成多个半导体结构于该些微晶片上，形成多个微元件；以及
将该些微元件移转至一驱动板上，该驱动板驱动该些微元件发光，形成显示器面板。
12.如权利要求11所述的显示器面板制作方法，其中，该些微晶片尺寸为3μm至100μm。
13.如权利要求11所述的显示器面板制作方法，其中，该些微晶片尺寸为100μm至800μm。
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