CN112967986B - 一种转移构件及其制备方法、转移头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种转移构件及其制备方法、转移头。该方法包括在衬底表面设置弹性胶层，并在弹性胶层上设置包括镂空区域的掩膜版，然后并透过掩膜版对弹性胶层进行蚀刻，相较于蚀刻蓝宝石基板，蚀刻弹性胶层要容易得多。而且，只要弹性胶层设置得足够厚，就可以蚀刻出较高深宽比的转移构件，能够满足各种器件的转移要求。另外，因为转移构件粘附待转移器件的面并不是蚀刻面，其具有较高的平整度，粘附性强，器件转移效果佳。而且，由于制备过程中不涉及翻模，不必面临脱模困难的问题。所以，本申请所提供的转移构件的制备方法不仅制备工艺难度低，而且所制得的转移构件品质优良，符合器件转移需求，有利于提升器件巨量转移的效率和良率。

Description

一种转移构件及其制备方法、转移头
技术领域
本发明涉及巨量转移领域，尤其涉及一种转移构件及其制备方法、转移头。
背景技术
PDMS Stamp(聚二甲基硅氧烷印章)是用于巨量转移微型器件的主要器件，目前制备PDMS Stamp主要是通过对基板进行蚀刻，形成具有多个凹槽的模具，然后在模具中对PDMS(Polydimethylsiloxane，聚二甲基硅氧烷)进行注塑成型。待模具中的PDMS固化后通过翻模的方式取出具有多个凸块的PDMS，该具有多个凸块的PDMS Stamp。
显然，通过这种制备方案所制得的PDMS Stamp的品质与模具的质量有直接关系，但用于形成模具的基板通常是蓝宝石基板，而蓝宝石基板蚀刻难度大，蚀刻深度小，往往导致PDMS Stamp深宽比不够，无法满足器件转移要求；而且蚀刻形成的凹槽面过于粗糙，导致PDMS Stamp中凸块表面也同样粗糙，降低了PDMS Stamp在器件转移过程中的粘附力，影响了器件转移效果。
因此，如何制备出满足器件转移要求，品质优良的PDMS Stamp是亟需解决的问题。
发明内容
鉴于上述相关技术的不足，本申请的目的在于提供一种转移构件及其制备方法、转移头，旨在解决相关技术中PDMS Stamp制备方案所制得的PDMS Stamp不满足器件转移要求，器件转移效果不佳的问题。
本申请提供一种转移构件的制备方法，包括：
在衬底表面设置一弹性胶层；
于弹性胶层上设置一掩膜版；其中，掩膜版包括镂空区域；
透过掩膜版的镂空区域对弹性胶层进行蚀刻；
待蚀刻完成后，去除掩膜版以得到转移构件。
上述转移构件的制备方法中，通过在衬底表面设置弹性胶层，然后在弹性胶层上设置包括镂空区域的掩膜版，并透过掩膜版对弹性胶层进行蚀刻，相较于蚀刻蓝宝石基板，蚀刻弹性胶层要容易得多。而且，只要弹性胶层设置得足够厚，就可以蚀刻出较高深宽比的转移构件，能够满足各种器件的转移要求。另外，因为转移构件粘附待转移器件的面并不是蚀刻面，其具有较高的平整度，粘附性强，器件转移效果佳。而且，由于制备转移构件的过程中不涉及翻模取出转移构件的过程，不必面临相关技术中所存在的脱模困难的问题。所以，本申请所提供的转移构件的制备方法不仅制备工艺难度低，而且所制得的转移构件品质优良，符合器件转移需求，有利于提升器件巨量转移的效率和良率。
可选地，于弹性胶层上设置一掩膜版的步骤，包括：
方式一：
提供一掩膜制备基板及形成于掩膜制备基板上的一掩膜层；
对掩膜层进行图案化处理形成掩膜版；
结合弹性胶层与掩膜版；
去除掩膜制备基板；
方式二：
在弹性胶层上设置一掩膜层；
对掩膜层进行图案化处理形成掩膜版。
可选地，掩膜版包括掩膜基础层与掩膜牺牲层，当掩膜版置于弹性胶层上时，掩膜牺牲层介于掩膜基础层与弹性胶层之间。
可选地，掩膜层的形成步骤，包括：
在掩膜制备基板上设置掩膜基础层；
在掩膜基础层上沉积掩膜牺牲层，以形成掩膜层。
可选地，在弹性胶层上设置掩膜层包括以下方式中的任意一种：
方式一：
在掩膜基础层上设置掩膜牺牲层；
采用弹性胶层粘接掩膜牺牲层远离掩膜基础层的一面；
方式二：
在弹性胶层上设置掩膜牺牲层；
在掩膜牺牲层上设置掩膜基础层。
可选地，掩膜基础层包括氮化镓基外延层。
上述转移构件的制备方法中，掩膜版中包括氮化镓基外延层，在对弹性胶层进行蚀刻的过程中，被氮化镓基外延层覆盖遮掩的弹性胶层区域能够免于蚀刻，而外露于氮化镓基外延层的弹性胶层区域会遭到蚀刻，从而实现掩膜层的图案化，制得掩膜版。而且，由于氮化镓材质在激光下容易分解，在先独立形成掩膜版的方案中，氮化镓基外延层与掩膜制备基板贴合，在需要除去掩膜制备基板时，去除难度低，有利于提升转移构件制备效率。
可选地，去除掩膜版的步骤，包括：
将弹性胶层与掩膜版置于目标溶液中，利用目标溶液腐蚀掩膜版的掩膜牺牲层；
其中，目标溶液对弹性胶层无影响或目标溶液与弹性胶层的反应速度小于目标溶液与掩膜牺牲层的反应速度。
可选地，对弹性胶层进行蚀刻的步骤，包括：
通过ICP(Inductively Coupled Plasma，感应耦合等离子体蚀刻)方式采用氧气、氩气以及三氯化硼中的至少一种干法蚀刻弹性胶层。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种转移构件，该转移构件采用上述任一项的转移构件的制备方法制备得到。
上述转移构件，通过在衬底表面设置弹性胶层，然后在弹性胶层上设置包括镂空区域的掩膜版，并透过掩膜版对弹性胶层进行蚀刻而制得，蚀刻容易，深宽比大，能够满足各种器件的转移要求。另外，因为转移构件粘附待转移器件的面并不是蚀刻面，具有较高的平整度，粘附性强，器件转移效果佳。而且，由于制备转移构件的过程中不涉及翻模取出转移构件的过程，不必面临相关技术中所存在的脱模困难的问题。所以，本申请所提供的转移构件不仅制备工艺难度低，易于生产，有利于降低生产成本；而且转移构件品质优良，符合转移需求，有利于提升器件巨量转移的效率。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种转移头，该转移头包括上述转移构件。
上述转移头，其中包括转移构件，该转移构件在制备过程中，通过在衬底表面设置弹性胶层，然后在弹性胶层上设置包括镂空区域的掩膜版，并透过掩膜版对弹性胶层进行蚀刻制得，蚀刻容易，深宽比大，能够满足各种器件的转移要求。另外，因为转移构件粘附待转移器件的面并不是蚀刻面，具有较高的平整度，粘附性强，所以提升了转移头的器件转移效果。而且，由于制备转移构件的过程中不涉及翻模取出转移构件的过程，不必面临相关技术中所存在的脱模困难的问题。所以，本申请所提供的转移头不仅制备工艺难度低，易于生产，有利于降低生产成本；而且品质优良，符合转移需求，有利于提升器件巨量转移的效率。
附图说明
图1为本发明中示出的相关技术中制备PDMS Stamp的一种流程图；
图2为相关技术制备PDMS Stamp时各制程的状态变化示意图；
图3为相关技术中PDMS Stamp的一种结构示意图；
图4为相关技术中PDMS Stamp的另一种结构示意图；
图5为本发明一可选实施例中提供的转移构件的制备方法的一种可选的流程图；
图6为图5中各制程的状态变化示意图；
图7为在弹性胶层上设置掩膜版的一种制程状态变化示意图；
图8为在弹性胶层上设置掩膜版的一种流程图；
图9为在弹性胶层上设置掩膜版的另一种流程图；
图10为在弹性胶层上设置掩膜版的另一种制程状态变化示意图；
图11为本发明另一可选实施例中提供的转移构件的制备方法的一种可选的流程图；
图12为图11中各制程的状态变化示意图。
附图标记说明：
20-蓝宝石基板；200-凹槽；21-PDMS Stamp；60-衬底；61-弹性胶层；62-掩膜版；621-掩膜牺牲层；622-掩膜基础层；63-转移构件；70-掩膜制备基板；71-光阻层；101-光阻层；120-蓝宝石基板；121-氮化镓基外延层；122-氧化硅层；123-光阻层；124-蓝宝石衬底；125-PDMS层。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。
下面先结合图1示出的流程图以及图2示出的制程状态变化示意图对相关技术中制备PDMS Stamp的流程进行简单阐述：
S102：对蓝宝石基板进行蚀刻得到注塑模具。
请结合图2(a)与图2(b)，对一块蓝宝石基板20进行蚀刻(Etching)，在蓝宝石基板20上形成多个凹槽200。
S104：在注塑模具中注塑PDMS。
通过蓝宝石基板20形成注塑模具后，可以在注塑模具中对液态的PDMS进行注塑成型，形成PDMS Stamp 21，如图2(c)所示。
S106：在PDMS层上设置保护基板。
保护基板22类似于PDMS Stamp 21的离型膜，如图2(d)，在本实施例的一些示例中，保护基板22也可以是蓝宝石基板。
S108：除去注塑模具。
在PDMS Stamp 21固化成型之后，可以去除注塑模具，如图2(e)，从而得到脱模的PDMS Stamp 21。
可以理解的是，虽然图2中PDMS Stamp 21中各凸块表面平整，且纵剖面形状呈规则矩形，但这是图1中制备方案的理想情况。而在实际情况中，通常会存在这样几方面的问题：
首先，蓝宝石基板蚀刻难度大，通常蚀刻深度很难超过10um，那么PDMS Stamp 21中各凸块的高度也不会超过10um，而在转移RGB三色LED芯片时，这三色LED芯片的高度差通常就大于5um，10um的凸块难以弥补LED芯片的高度差，导致芯片转移良率低。
其次，在蚀刻蓝宝石基板的时候，蓝宝石基板容易出现内侵现象，即在蓝宝石基板上蚀刻出的凹槽自槽口到槽底的横截面逐渐增大，如图3所示，这就会导致PDMS与注塑模具相互扣合，注塑模板难以去除的问题。
而且，蚀刻蓝宝石基板所形成的蚀刻面，也即凹槽的槽底粗糙，平滑度差，这就会导致PDMS Stamp中凸块的用于粘附器件的表面粗糙，如图4所示，粘附力低，从而影响器件转移效果。
基于此，本申请希望提供一种能够解决上述技术问题的方案，其详细内容将在后续实施例中得以阐述。
一可选实施例：
本实施例提供一种转移构件的制备方法，请参见图5示出的流程图，以及图6示出的制程状态变化示意图：
S502：在衬底表面设置一弹性胶层。
请结合图6(a)与图6(b)所示，在本实施例中，衬底60可以为蓝宝石基板。当然，本领域技术人员可以理解的是，衬底60除了可以为蓝宝石基板以外，也可以为其他材质的基板或膜层结构，例如氧化硅基板、硅基板等。
衬底60表面设置的弹性胶层61可以预先形成，然后转移至衬底60表面，也可以直接在衬底60表面形成。一些示例中，可以通过注塑成型工艺形成弹性胶层61。
本实施例的一些示例中，弹性胶层61可以为PDMS层，在这种情况下，制备出的转移构件就是PDMS Stamp。当然，本领域技术人员可以理解的是，弹性胶层的材质不限于PDMS。
S504：于弹性胶层上设置一掩膜版。
所谓掩膜版62就是对弹性胶层61进行遮掩保护的图案化膜层。可以理解的是，掩膜版62上具有相对凹陷的图案，甚至在一些示例中，这些图案还可以直接是镂空的，例如，图6(c)中示出的掩膜版62为具有镂空区域的膜层。
因为掩膜版62中相对凸起的区域可以对弹性胶层61对应区域的保护，使得弹性胶层61中这些区域基本不遭蚀刻，故，掩膜版62中相对凸起的区域与最终所制得的转移构件中的凸块对应。假定针对弹性胶层61所采用的某一蚀刻方式进行蚀刻，那么通常情况下，掩膜版62应该是对该蚀刻方式不敏感的，这样才能使得掩膜版62在弹性胶层61经受蚀刻的过程中一直对弹性胶层61对应的区域进行保护。
在本实施例的一些示例中，如图7所示，掩膜版62中包括掩膜基础层622与掩膜牺牲层621，并且，当掩膜版62位于弹性胶层61上时，掩膜牺牲层621比掩膜基础层622更靠近弹性胶层61。所以，掩膜牺牲层621贴合弹性胶层61设置，位于弹性胶层61与掩膜基础层622之间。掩膜基础层622与掩膜牺牲层621的材质不同，二者所起的作用也不同：
可以理解的是，掩膜基础层622处于最上层，是掩膜版62真正外露的层，因此掩膜基础层622须在蚀刻过程中对其下的掩膜牺牲层621与弹性胶层61进行保护，也即，掩膜基础层622必须能够在蚀刻过程中承担起掩膜版62对弹性胶层61的保护作用，所以掩膜基础层622应该对针对弹性胶层的蚀刻方式不敏感。在本实施例的一些示例中，掩膜基础层622的材质可以包括但不限于氮化镓(GaN)等。在本实施例的一种示例中，可以直接采用已经生长完成的蓝光或绿光LED外延层作为掩膜基础层622，即直接采用氮化镓基的外延层作为掩膜基础层622。当然本领域技术人员可以理解的是，氮化镓基外延层中包括N型氮化镓层、量子阱层以及P型氮化镓层等层结构，但实际上，掩膜基础层622并不要求一定要具备这些层结构，一不需要对掺杂情况进行要求。在一些示例中，掩膜基础层622可以是未经掺杂的氮化镓层，在另一些示例中，可以是掺杂了硅的氮化镓层，或者掩膜基础层622也可以是掺杂了镁的氮化镓层，或者是包含其他掺杂源的氮化镓层。
掩膜牺牲层621是为了后续过程中能够在不损害转移构件的情况下去除掩膜版62，例如掩膜牺牲层621能够与某些溶剂发生化学反应，但这种化学反应又不会对弹性胶层造成影响，那么这样就可以在不损伤转移构件的情况下分离转移构件与掩膜版62。在本实施例的一些示例中，掩膜牺牲层621可以包括但不限于氧化硅(SiO2)层、氮化硅(Si3N4)层中的至少一种。
当然，本领域技术人员可以理解的是，掩膜版中也可以仅包括一种材质的层结构，例如，在一种示例中，掩膜版62为氮化镓材质，根据前述介绍可知氮化镓材质的掩膜版可以在弹性胶层61遭到蚀刻期间对于处于其掩盖下的弹性胶层区域进行保护。在转移构件制备完成，需要剥离掩膜版时，也可以采用激光分解的方式去除掩膜版62。而且，只要激光照射掩膜版62的时间与能量控制得当，也同样可以得到高品质的转移构件。
在本实施例的一些示例中，掩膜版62可以先单独形成，然后再转移到弹性胶层61上，例如请参见图8示出的一种在弹性胶层上设置掩膜版的流程图：
S802：提供一掩膜制备基板及形成于掩膜制备基板上的一掩膜层。
在本实施例中，掩膜制备基板70可以包括但不限于蓝宝石基板。由于掩膜版62中掩膜牺牲层621更靠近弹性胶层61，而掩膜制备基板70上的掩膜版62在转移到弹性胶层61上时，掩膜版62靠近掩膜制备基板70的一个表面会远离弹性胶层61，远离掩膜制备基板70的表面则会贴合弹性胶层61。因此掩膜制备基板70上形成掩膜版62时，应该先在掩膜制备基板70上形成掩膜基础层622，然后再在掩膜基础层622上形成掩膜牺牲层621，掩膜基础层622与掩膜牺牲层621共同构成掩膜层，请结合图7(a)至图7(c)。
在本实施例的一些示例中，可以临时在蓝宝石基板上生长氮化镓层作为掩膜基础层622；在本实施例的另一些示例中，可以直接提供带有蓝宝石基板的氮化镓基外延层，这样，就省略了提供掩膜制备基板，并在掩膜制备基板70上形成掩膜基础层622的过程，有利于提升掩膜版的制备效率，而且，氮化镓基外延层可以由LED芯片生产厂家利用完备的生产线制备得到，避免了转移构件生产厂家购买形成氮化镓层设备所带来的开销，降低了生产成本。
形成掩膜牺牲层621的工艺包括但不限于EV(vacuum evaporating，蒸镀，又称真空蒸镀)、PVD(Physical Vapour Deposition，物理气相沉积)、PECVD(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition，等离子体增强化学的气相沉积法)几种中的任意一种。
S804：对掩膜层进行图案化处理形成掩膜版。
在对掩膜层进行图案化处理时，可以采用光刻工艺进行，例如在本实施例的一些示例中，可以在掩膜层上设置光阻层71，如图7(d)所示。然后再对光阻层进行曝光显影处理得到图案化的光阻层71，请参见图7(e)。可以理解的是，在对光阻层71进行曝光之前，需要根据光阻层71的特性(例如是正光阻还是负光阻)在光阻层71上设置图案化的曝光掩膜版，由于光刻工艺已经比较成熟，所以这里不再详细介绍。当得到图案化的光阻层71之后，可以在光阻层71的遮掩下对掩膜层进行蚀刻，从而得到图案化的掩膜版62，如图7(f)。蚀刻掩膜层的工艺可以包括但不限于干法蚀刻、湿法蚀刻等。通常情况下，蚀刻掩膜层可能会在一定程度上损毁光阻层71，但并不会将光阻层71完全蚀刻掉，而光阻层71又不属于掩膜版62的一部分，因此，在本实施例中，得到包括多个镂空区域的掩膜版62之后，需要去除图案化的光阻层71，如图7(g)。
S806：结合弹性胶层与掩膜版。
在图7(g)中去除光阻层71之后，掩膜版62的掩膜牺牲层621就会外露，此时可以采用掩膜制备基板70以设置掩膜版62的一侧接近弹性胶层61，从而使得掩膜牺牲层621粘附在弹性胶层61上，如图7(h)。
S808：去除掩膜制备基板。
将掩膜版62转移到弹性胶层61上以后，需要去除掩膜制备基板70，如图7(i)。在本实施例的一些示例中，因为掩膜制备基板70为蓝宝石基板，而掩膜基础层622为氮化镓层，因此，在分离掩膜制备基板70与掩膜基础层622时，可以采用激光分解氮化镓，利用GaN→Ga+N2的原理使得掩膜制备基板70与掩膜基础层622间的结合被破坏。
在本实施例的一些示例当中，分解氮化镓层所采用的激光波长可以任意选择，一些示例当中，可以选用波长为266nm的激光对氮化镓层进行分解。应当明白的是，这并不意味着266nm以外的激光对氮化镓层的分解作用一定就很差或者是完全不能用于分解氮化镓层，而是因为目前已经有所发激光波长为266nm的激光设备，获取容易。但实际上，如果未来开发出其他波长的激光设备，例如所发激光的波长为255nm、258nm或者是260nm的激光设备，那么这些激光设备也都是可用的。在本实施例的另外一些示例中，可以选用波长为355nm的激光对氮化镓层进行分解。同样的，如果有波长为354nm、356nm或者是358nm的激光设备，那么这些激光设备也都是可用的。
在本实施例的另外一些示例中，掩膜版62是直接在弹性胶层61上形成的，例如，请参见图9示出的另一种在弹性胶层61上设置掩膜版的流程图：
S902：在弹性胶层上设置一掩膜层。
请参见图10(a)至图10(b)，由于掩膜版62中掩膜牺牲层621更靠近弹性胶层61，因此，直接在弹性胶层61上形成掩膜版62时，可以先在弹性胶层61上设置掩膜牺牲层621，然后再在掩膜牺牲层621上设置掩膜基础层622，掩膜牺牲层621与掩膜基础层622可以共同构成掩膜层。在本实施例的另外一些示例中，也可以先形成独立的掩膜基础层622所示，然后再在掩膜基础层622上采用蒸镀、PVD、PECVD等方式形成掩膜牺牲层621。接着，再利用弹性胶层61的粘性，粘接掩膜牺牲层621远离掩膜基础层622的一面。或者，也可以先形成独立的掩膜牺牲层621，然后再在掩膜牺牲层621上形成掩膜基础层622，然后再将掩膜牺牲层621与弹性胶层61结合。
在该掩膜版设置方案中，同样可以采用预先已经制备完成的氮化镓基外延层作为掩膜基础层，例如，先采用激光将氮化镓基外延层从其生长基板上剥离下来，然后粘接到弹性胶层61上；或者先将带有生长基板的氮化镓基外延层粘接到弹性胶层61上，然后再采用激光剥离生长基板。
S904：对掩膜层进行图案化处理形成掩膜版。
在弹性胶层61上设置掩膜层之后，可以对掩膜层进行图案化处理形成掩膜版62。这种直接在弹性胶层61上形成掩膜版62的方案中，对掩膜层进行图案化处理的过程与先单独形成掩膜版62，然后再将掩膜版62转移到PDMS层的方案中类似，也是先在掩膜层上设置光阻层101，如图10(c)所示。然后再对光阻层进行曝光显影处理得到图案化的光阻层101，请参见图10(d)。当得到图案化的光阻层101之后，可以在光阻层101的遮掩下对掩膜层进行蚀刻，从而得到图案化的掩膜版62，如图10(e)。得到掩膜版62之后，还需要进一步去除图案化的光阻层101，如图10(f)。
S506：透过掩膜版的镂空区域对弹性胶层进行蚀刻。
在弹性胶层61上设置掩膜版62之后，可以在掩膜版62的保护下对弹性胶层61进行蚀刻，如图6(d)。可以理解是，蚀刻弹性胶层61的工艺可以为干法蚀刻或湿法蚀刻等。在本实施例的一些示例中，可以采用ICP方式干法蚀刻弹性胶层61。可选地，通过ICP方式蚀刻弹性胶层61时，可以采用氧气(O2)、氩气(Ar)以及三氯化硼(BCl3)中的至少一种对弹性胶层61进行蚀刻。
毫无疑义的是，由于掩膜版62的厚度与弹性胶层61的厚度可以任意设置，因此可以根据需要蚀刻出较高深宽比的转移构件63。
S508：待蚀刻完成后，去除掩膜版以得到转移构件。
应当明白的是，对弹性胶层61的蚀刻完成以后，转移构件63实际就已经形成，只不过此时转移构件63还是尚未脱离掩膜版62的转移构件。所以，为了得到独立的转移构件63，需要去除掩膜版62，如图6(e)。
如果掩膜版62中包括掩膜牺牲层621，则可以考虑以能除去掩膜牺牲层621但基本不会损害转移构件63的方式去除掩膜版62。例如，可以将弹性胶层61与掩膜版62一起置于目标溶液中，利用目标溶液腐蚀掩膜版62的掩膜牺牲层621，从而使得转移构件63与掩膜版62之间的结合被破坏。应当明白的是，目标溶液应该对弹性胶层61完全无影响，或者，即便目标溶液与弹性胶层61能发生化学反应，但这二者的反应速度也应该小于甚至远小于目标溶液与掩膜牺牲层621之间的反应速度。
在本实施例的一些示例中，掩膜牺牲层622的材质为氧化硅，因此，可以选择以BOE(Buffered Oxide Etch，缓冲氧化物刻蚀液)作为目标溶液，弹性胶层61与掩膜版62一起置于BOE溶液中，让BOE溶液腐蚀掩膜版62中的掩膜牺牲层622，从而得到独立且完整的转移构件。
本实施例还提供一种转移构件，该转移构件基于前述任意一种示例中的转移构件的制备方法制得。
另外，本实施例中还提供一种转移头，该转移头中包括前述转移构件。
本实施例提供的转移构件的制备方法，摒弃了现有技术中先对蓝宝石基板进行蚀刻得到注塑模具，然后在注塑模具上对PDMS注塑成型，最后再通过翻模除去注塑模具得到PDMS Stamp的做法，通过在弹性胶层上设置掩膜版，并在掩膜版的保护下直接对弹性胶层进行蚀刻，再除去掩膜版，从而得到转移构件。本实施例提供的方案中，不需要对蓝宝石基板进行蚀刻，而是直接对弹性胶层进行蚀刻，蚀刻难度小，且可以得到较高的深宽比，例如通常情况下，转移构件中凸块的高度可以大于50um，而高深宽比更能满足器件转移需求。同时，因为转移构件中凸块粘附待转移器件的面并不是蚀刻面，因此，凸块粘附待转移器件的面平整，粘附性强。而且，本实施例提供的转移构件制备方案中不涉及翻模除去注塑模具的过程，因此，不会出现因为注塑模具凹槽内侵而出现去模困难的问题，简化了转移构件制备工艺，降低了转移构件生产难度，提升了转移构件的品质。
另一可选实施例：
为了使本领域技术人员对前述转移构件的制备方法的优点与细节更清楚，本实施例将以弹性胶层为PDMS层，转移构件为PDMS Stamp为例，对制备转移构件的流程进行示例性阐述，请参见图11示出的流程图，同时结合图12示出的制程状态变化示意图：
S1102：获取氮化镓基外延层。
可以理解的是，氮化镓基外延层可以是蓝光或绿光LED芯片的外延层，其是从蓝宝石基板上生长出来的氮化镓层，因此，如图12(a)，可以直接选择带有蓝宝石基板的蓝光或绿光LED外延层，以氮化镓基外延层121作为掩膜基础层，而蓝宝石基板120则可以作为掩膜制备基板。
S1104：在氮化镓基外延层上形成氧化硅层。
在本实施例中，氧化硅层122作为掩膜牺牲层，在本实施例的其他一些示例中，也可以采用氮化硅层代替氧化硅层。
可选地，在外延层121上形成氧化硅层时，可以采用PECVD工艺沉积形成，如图12(b)。
S1106：在氧化硅层上设置光阻层。
请结合图12(c)，本示例中，形成光阻层123的光阻材料可以为正光阻剂，也可以为负光阻剂。
S1108：对光阻层进行曝光显影处理，实现光阻层的图案化。
毫无疑义的是在对光阻层123进行曝光之前，还需要根据光阻层123为正光阻层还是负光阻层在光阻层123上设置对应的曝光掩膜版，这里不再详细说明。对光阻层123进行曝光显影处理之后，光阻层123即完成了图案化，如图12(d)。
S1110：对氧化硅层与氮化镓基外延层进行蚀刻，直至蚀刻区域中的蓝宝石基板外露。
请参见图12(e)所示，光阻层123图案化以后，可以在光阻层123的保护下依次对氧化硅层122与氮化镓基外延层121进行蚀刻处理，从而实现掩膜层的图案化。本实施例中，在对掩膜层进行蚀刻时，会将外露于光阻层123的氧化硅层122以及氮化镓基外延层121依次蚀刻掉，直至蓝宝石基板120外露为止。
S1112：去除光阻层。
氮化镓基外延层121与氧化硅层122的蚀刻结束后，可以去除光阻层123，从而使得氧化硅层122外露，如图12(f)。
S1114：在蓝宝石衬底上设置PDMS层。
请结合图12(g)，本实施例中，蓝宝石衬底124也就是蓝宝石基板，只不过为了从名称上区分承载PDMS层125的蓝宝石基板与生长外延层121蓝宝石基板，这里以“基板”和“衬底”的不同用语做了区分。
PDMS层125可以采用注塑成型工艺形成。值得注意的是，虽然在图12中是先在蓝宝石基板120上形成掩膜版，然后才在蓝宝石衬底124上形成PDMS层125，但在本实施例的其他一些示例中，这两个过程的时序可以颠倒，或者也可以同时进行。
S1116：采用PDMS层粘附氧化硅层。
PDMS层125实际上是一种有机硅胶，具有粘附性，因此，可以利用PDMS层125远离蓝宝石衬底的表面粘接氧化硅层122，如图12(h)。PDMS层125与氧化硅层122的结合在低温，例如室温状态下就可以实现，本实施例中的室温的范围可以是5℃-40℃。
S1118：采用激光除去蓝宝石基板。
本实施例中，可以采用波长为266nm的激光和波长为355nm的激光中的至少一个来从蓝宝石基板120一侧照射氮化镓基外延层121，从而以LLO(激光剥离)工艺去除蓝宝石基板120，如图12(i)。
S1120：采用氧气对PDMS层进行ICP干法蚀刻。
除去蓝宝石基板120之后，可以在掩膜版的保护下对PDMS层125进行蚀刻，如图12(j)，因为PDMS层125是有机硅胶材质，因此O2就能蚀刻，所以，在本实施例中，可以采用O2以ICP干法蚀刻的方式蚀刻PDMS层125，形成PDMS Stamp。应当理解的是，蚀刻深度可以通过O2的流量和蚀刻时长中的至少一个进行控制，在PDMS层125足够厚的情况下，PDMS Stamp可以达到较高的深宽比。
S1122：将PDMS层置于BOE溶液中除去氧化硅层得到PDMS Stamp。
对PDMS层125的蚀刻完成以后，可以将PDMS Stamp半成品放置于BOE溶液中，让氧化硅层122与BOE溶液发生化学反应溶解腐蚀，从而得到独立于掩膜版的PDMS Stamp，如图12(k)。
本实施例中制得的PDMS Stamp主要用于转移微型器件，包括LED芯片等，例如，在本实施例的一些示例中，制得的PDMS Stamp可用于转移红光LED芯片、蓝光LED芯片与绿光LED芯片中的至少一种，且这些LED芯片可以为倒装芯片也可以为正装芯片。可选地，LED芯片包括但不限于mini-LED(迷你LED)、Micro-LED(微LED)或者是OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)等。
本实施例提供的转移构件的制备方法，工艺流程简单，不会出现PDMS Stamp与模具难以分离的情况，同时，基于该转移构件的制备方法所制得的PDMS Stamp深宽比高，转移性能良好，有利于提升器件转移效率与良率，提高生产效益。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种转移构件的制备方法，其特征在于，包括：
在衬底表面设置一弹性胶层；
于所述弹性胶层上设置一掩膜版；其中，所述掩膜版包括镂空区域以及相对于所述镂空区域凸起的凸起区域，所述凸起区域与所述转移构件中凸块对应；
透过所述掩膜版的所述镂空区域对所述弹性胶层进行蚀刻，以利用所述弹性胶层形成所述转移构件中用于粘附待转移器件的所述凸块；
待蚀刻完成后，去除所述掩膜版以得到所述转移构件。
2.如权利要求1所述的转移构件的制备方法，其特征在于，所述于所述弹性胶层上设置一掩膜版的步骤，包括：
方式一：
提供一掩膜制备基板及形成于所述掩膜制备基板上的一掩膜层；
对所述掩膜层进行图案化处理形成所述掩膜版；
结合所述弹性胶层与所述掩膜版；
去除所述掩膜制备基板；
方式二：
在所述弹性胶层上设置一掩膜层；
对所述掩膜层进行图案化处理形成所述掩膜版。
3.如权利要求2所述的转移构件的制备方法，其特征在于，所述掩膜版包括掩膜基础层与掩膜牺牲层，当所述掩膜版置于所述弹性胶层上时，所述掩膜牺牲层介于所述掩膜基础层与所述弹性胶层之间。
4.如权利要求3所述的转移构件的制备方法，其特征在于，所述掩膜层的形成步骤，包括：
在所述掩膜制备基板上设置掩膜基础层；
在所述掩膜基础层上沉积所述掩膜牺牲层，以形成所述掩膜层。
5.如权利要求3所述的转移构件的制备方法，其特征在于，所述在所述弹性胶层上设置掩膜层包括以下方式中的任意一种：
方式一：
在掩膜基础层上设置掩膜牺牲层；
采用弹性胶层粘接所述掩膜牺牲层远离所述掩膜基础层的一面；
方式二：
在所述弹性胶层上设置掩膜牺牲层；
在所述掩膜牺牲层上设置掩膜基础层。
6.如权利要求3所述的转移构件的制备方法，其特征在于，所述掩膜基础层包括氮化镓基外延层。
7.如权利要求3所述的转移构件的制备方法，其特征在于，去除所述掩膜版的步骤，包括：
将所述弹性胶层与所述掩膜版置于目标溶液中，利用所述目标溶液腐蚀所述掩膜版的所述掩膜牺牲层；
其中，所述目标溶液对所述弹性胶层无影响或所述目标溶液与所述弹性胶层的反应速度小于所述目标溶液与所述掩膜牺牲层的反应速度。
8.如权利要求1-7任一项所述的转移构件的制备方法，其特征在于，对所述弹性胶层进行蚀刻的步骤，包括：
通过感应耦合等离子体蚀刻ICP方式采用氧气、氩气以及三氯化硼中的至少一种干法蚀刻所述弹性胶层。
9.一种转移构件，其特征在于，所述转移构件采用如权利要求1-8任一项所述的转移构件的制备方法制备得到。
10.一种转移头，其特征在于，所述转移头包括如权利要求9所述的转移构件。
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Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101231948A (zh) * 2008-03-31 2008-07-30 天津工业大学 一种进行电极剥离的方法
CN101246307A (zh) * 2007-02-15 2008-08-20 联华电子股份有限公司 使用半导体工艺制造压印模板的方法及所制得的压印模板
CN102142487A (zh) * 2010-12-31 2011-08-03 东莞市中镓半导体科技有限公司 图形化GaN衬底的制备方法
CN103311123A (zh) * 2012-03-14 2013-09-18 中国科学院微电子研究所 半导体器件制造方法
CN103681977A (zh) * 2012-09-13 2014-03-26 山东浪潮华光光电子股份有限公司 一种提高GaN-LED出光稳定性的低损伤图形衬底的制备方法
CN103903964A (zh) * 2014-04-14 2014-07-02 中国科学院微电子研究所 一种用氟基气体钝化刻蚀胶掩蔽的薄膜的方法
CN105137712A (zh) * 2015-07-21 2015-12-09 苏州大学 利用纳米压印技术构筑有机液晶分子单晶微米线阵列图案化的方法
JP2016032036A (ja) * 2014-07-29 2016-03-07 富士通セミコンダクター株式会社 半導体装置の製造方法
CN107154374A (zh) * 2017-05-23 2017-09-12 深圳市华星光电技术有限公司 微转印方法
CN107799455A (zh) * 2017-10-24 2018-03-13 上海天马微电子有限公司 转运头及其制作方法、转印方法及显示面板的制作方法
CN108319107A (zh) * 2018-02-12 2018-07-24 无锡中微晶园电子有限公司 一种纳米压印模板的制作方法
CN110808227A (zh) * 2019-10-18 2020-02-18 南京中电熊猫平板显示科技有限公司 微型器件转移头、微型器件的制造方法及其转移方法
CN111199907A (zh) * 2018-11-20 2020-05-26 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 微发光器件的转移方法及转移设备

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5686348A (en) * 1996-08-19 1997-11-11 United Microelectronics Corp. Process for forming field isolation structure with minimized encroachment effect
US7560390B2 (en) * 2005-06-02 2009-07-14 Micron Technology, Inc. Multiple spacer steps for pitch multiplication
KR100827534B1 (ko) * 2006-12-28 2008-05-06 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자 및 그의 미세 패턴 형성 방법
US8501597B2 (en) * 2010-07-30 2013-08-06 Academia Sinica Method for fabricating group III-nitride semiconductor
US8541296B2 (en) * 2011-09-01 2013-09-24 The Institute of Microelectronics Chinese Academy of Science Method of manufacturing dummy gates in gate last process
CN104011596A (zh) * 2011-12-26 2014-08-27 东丽株式会社 感光性树脂组合物和半导体元件的制造方法
CN207116403U (zh) * 2017-04-21 2018-03-16 厦门市三安光电科技有限公司 一种用于微元件转移的转置头

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101246307A (zh) * 2007-02-15 2008-08-20 联华电子股份有限公司 使用半导体工艺制造压印模板的方法及所制得的压印模板
CN101231948A (zh) * 2008-03-31 2008-07-30 天津工业大学 一种进行电极剥离的方法
CN102142487A (zh) * 2010-12-31 2011-08-03 东莞市中镓半导体科技有限公司 图形化GaN衬底的制备方法
CN103311123A (zh) * 2012-03-14 2013-09-18 中国科学院微电子研究所 半导体器件制造方法
CN103681977A (zh) * 2012-09-13 2014-03-26 山东浪潮华光光电子股份有限公司 一种提高GaN-LED出光稳定性的低损伤图形衬底的制备方法
CN103903964A (zh) * 2014-04-14 2014-07-02 中国科学院微电子研究所 一种用氟基气体钝化刻蚀胶掩蔽的薄膜的方法
JP2016032036A (ja) * 2014-07-29 2016-03-07 富士通セミコンダクター株式会社 半導体装置の製造方法
CN105137712A (zh) * 2015-07-21 2015-12-09 苏州大学 利用纳米压印技术构筑有机液晶分子单晶微米线阵列图案化的方法
CN107154374A (zh) * 2017-05-23 2017-09-12 深圳市华星光电技术有限公司 微转印方法
CN107799455A (zh) * 2017-10-24 2018-03-13 上海天马微电子有限公司 转运头及其制作方法、转印方法及显示面板的制作方法
CN108319107A (zh) * 2018-02-12 2018-07-24 无锡中微晶园电子有限公司 一种纳米压印模板的制作方法
CN111199907A (zh) * 2018-11-20 2020-05-26 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 微发光器件的转移方法及转移设备
CN110808227A (zh) * 2019-10-18 2020-02-18 南京中电熊猫平板显示科技有限公司 微型器件转移头、微型器件的制造方法及其转移方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于多掩膜光刻工艺的MEMS体硅加工;黄占喜等;《功能材料与器件学报》;20110625(第03期);正文全文 *
柔性复合模板压印技术制备图形化蓝宝石衬底;宋宝生等;《微纳电子技术》;20130915(第09期);正文全文 *

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