CN117672945A - 微型半导体芯片的巨量转移方法和巨量转移设备 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种微型半导体芯片的巨量转移方法和巨量转移设备。该巨量转移多个微型半导体芯片的方法包括：将多个第一微型半导体芯片巨量转移到第一基板上，使得它们设置在第一基板的多个第一凹槽中；确定是否存在空的第一凹槽；以及将第二微型半导体芯片定位在空的第一凹槽中，其中该定位可以包括将多个第二微型半导体芯片转移到与第一基板分开的第二基板上；以及利用静电力或电磁力从第二基板吸附第二微型半导体芯片并将吸附的第二微型半导体芯片定位在空的第一凹槽中。

Description

微型半导体芯片的巨量转移方法和巨量转移设备
技术领域
本公开涉及用于微型半导体芯片的巨量转移(mass-transfer)方法和巨量转移设备。
背景技术
因为发光二极管(LED)的低功耗和环保的优点，对其的工业需求增加。LED可以用于照明设备、显示装置的液晶显示器(LCD)背光像素。微型LED显示装置可以使用微型LED芯片作为像素。在制造包括微型LED芯片的显示装置中，可以使用激光剥离或拾取和放置方法来转移微型LED。然而，在这些方法中，随着微型LED的尺寸减小以及显示装置的尺寸增大，生产率可能降低。
发明内容
提供了一种微型半导体芯片的巨量转移方法和设备，其能够提高微型半导体芯片的巨量转移过程中的转移产量。
附加方面将部分地在以下描述中阐述，并且部分地将从该描述中是明显的，或可以通过所给出的本公开的实施方式被了解。
根据本公开的一方面，一种巨量转移多个微型半导体芯片的巨量转移方法包括：将多个第一微型半导体芯片巨量转移到第一基板上，使得所述多个第一微型半导体芯片设置在第一基板的多个第一凹槽中；确定在第一基板中是否存在空的第一凹槽，其中所述多个第一微型半导体芯片没有设置在所述多个第一凹槽中；以及将第二微型半导体芯片定位在空的第一凹槽中，其中第二微型半导体芯片与所述多个第一微型半导体芯片当中的第一微型半导体芯片相同，其中定位可以包括：将多个第二微型半导体芯片转移到与第一基板分开的第二基板上，其中第二微型半导体芯片包括在所述多个第二微型半导体芯片中；以及使用静电力或电磁力，从第二基板吸附第二微型半导体芯片，并将所吸附的第二微型半导体芯片定位在空的第一凹槽中。
所述多个第一微型半导体芯片可以通过流体自组装方法被转移到第一基板上，所述多个第二微型半导体芯片通过流体自组装方法被转移到第二基板上。
第一微型半导体芯片的上表面可以具有与第一微型半导体芯片的下表面不同的界面能，第二微型半导体芯片的上表面可以具有与第二微型半导体芯片的下表面不同的界面能，第一微型半导体芯片可以设置在所述多个第一凹槽中的第一凹槽中，使得第二微型半导体芯片的上表面面向第一方向，第二微型半导体芯片可以位于空的第一凹槽中，使得第二微型半导体芯片的上表面面向第一方向。
所述确定可以包括检测关于空的第一凹槽的第一信息，第二微型半导体芯片可以基于检测到的第一信息被定位在空的第一凹槽中。
所述定位可以包括：使用由电磁阵列在特定区域中选择性地产生的静电力或电磁力，将所述多个第二微型半导体芯片中的至少一些吸附到电磁阵列的特定区域，以及将第二微型半导体芯片与电磁阵列分离，使得第二微型半导体芯片位于第一基板的空的第一凹槽中。
所述吸附可以包括：在第二基板上对准电磁阵列，以及基于检测到的第一信息，在与空的第一凹槽相对应的区域中选择性地产生静电力或电磁力。
第二微型半导体芯片的分离可以包括：对准电磁阵列和第一基板，使得吸附到电磁阵列的第二微型半导体芯片与空的第一凹槽相对；以及通过去除在电磁阵列中产生的静电力或电磁力，将所吸附的第二微型半导体芯片定位在空的第一凹槽中。
所述多个第二微型半导体芯片中的所述至少一些的吸附可以包括：在第二基板上对准电磁阵列；通过在电磁阵列的整个区域中产生静电力或电磁力，吸附转移到第二基板上的所述多个第二微型半导体芯片；倒置电磁阵列，使得所吸附的多个第二微型半导体芯片面朝上；以及基于检测到的第一信息，通过在与电磁阵列的空的第一凹槽相对应的区域中选择性地产生静电力或电磁力，重新布置所述多个第二微型半导体芯片。
巨量转移方法可以进一步包括将所述多个第一微型半导体芯片和第二微型半导体芯片从第一基板转移到驱动基板上。
在巨量转移之后，错放的第一微型半导体芯片可以设置在第一基板的除了所述多个第一凹槽之外的区域上，所述方法可以进一步包括使用电磁阵列去除错放的第一微型半导体芯片。
第一基板可以包括限定所述多个第一凹槽的阻挡肋，在巨量转移期间，错放的第一微型半导体芯片可以被转移到阻挡肋上，盖方法可以进一步包括通过在电磁阵列的与阻挡肋重叠的区域中产生静电力或电磁力，使用电磁阵列从阻挡肋选择性地去除错放的第一微型半导体芯片。
所述多个第一微型半导体芯片和所述多个第二微型半导体芯片中的每个微型半导体芯片的尺寸可以等于或小于约1000μm。
所述多个第一微型半导体芯片和所述多个第二微型半导体芯片中的每个微型半导体芯片可以是微型发光二极管。
第一基板可以包括转移基板或驱动基板。
根据本公开的一方面，一种转移结构包括：包括多个第一凹槽的第一基板；多个第一微型半导体芯片，被巨量转移到第一基板上使得所述多个第一微型半导体芯片设置在第一基板的多个第一凹槽中；以及位于所述多个第一凹槽中的第一凹槽中的第二微型半导体芯片，其中第一凹槽在巨量转移之后是空的，其中第二微型半导体芯片与所述多个第一微型半导体芯片当中的第一微型半导体芯片相同，其中通过将多个第二微型半导体芯片转移到与第一基板分开的第二基板上，第二微型半导体芯片被定位在第一凹槽中，其中第二微型半导体芯片包括在所述多个第二微型半导体芯片中，从第二基板吸附第二微型半导体芯片，并使用静电力或电磁力将吸附的第二微型半导体芯片定位在第一凹槽中。
根据本公开的一方面，一种用于多个微型半导体芯片的巨量转移装置包括：转移装置，配置为将所述多个微型半导体芯片巨量转移到基板上使得所述多个微型半导体芯片通过流体自组装设置在多个凹槽中；以及电磁阵列，配置为使用静电力或电磁力选择性地吸附和分离所述多个微型半导体芯片，其中电磁阵列被进一步配置成使用以下来操作：清洁模式，其中电磁阵列被配置成在与基板中限定所述多个凹槽的阻挡肋相对应的区域中选择性地产生静电力或电磁力，以吸附被转移到阻挡肋上的错放的微型半导体芯片，以及互补模式，其中电磁阵列被配置为在与基板中的所述多个凹槽中的至少一些相对应的区域中产生静电力或电磁力，以吸附被转移到所述多个凹槽的至少一个微型半导体芯片，并使用所吸附的至少一个微型半导体芯片来补充另一个基板。
电磁阵列可以包括二维布置的多个单位单元，所述多个单位单元可以被配置为单独地产生静电力或电磁力。
巨量转移装置可以进一步包括视觉检测模块，该视觉检测模块被配置为检测关于所述多个微半导体芯片未插入其中的空的凹槽的信息。
转移装置可以包括：供应构件，配置为与液体同时或分开地供应所述多个微型半导体芯片；以及吸收构件，被配置为吸收液体。
所述多个微型半导体芯片中的每个微型半导体芯片的尺寸可以小于或等于约1000μm。
根据本公开的一方面，一种转移多个微型半导体芯片的方法包括：将多个第一微型半导体芯片巨量转移到第一基板的多个第一凹槽中；检测第一基板的空的第一凹槽，其中所述多个第一微型半导体芯片未设置在所述多个第一凹槽中；以及将至少一个第二微型半导体芯片巨量转移到与第一基板分开的第二基板上；将至少一个第二微型半导体芯片从第二基板吸附到电磁阵列上；将电磁阵列与第一基板对准，使得所吸附的至少一个第二微型半导体芯片与空的第一凹槽对准；以及从电磁阵列释放所述至少一个第二微型半导体芯片，使得所述至少一个第二微型半导体芯片被放置到第一基板的空的第一凹槽中。
附图说明
通过以下结合附图的描述，本公开的某些实施方式的以上和其它方面、特征和优点将更加明显，其中：
图1是示出根据一实施方式的用于多个第一微型半导体芯片的巨量转移方法的流程图；
图2至图3是根据实施方式的通过流体自组装方法巨量转移多个第一微型半导体芯片的工艺的截面图；
图4是示意性示出根据一实施方式的巨量转移到第一基板上的多个第一微型半导体芯片的透视图；
图5是示出根据一实施方式的用于补充微型半导体芯片的巨量转移的设备的框图；
图6A至图6E是示出根据一实施方式的补充操作的图；
图7是示意性地显示根据一实施方式的在图6A中使用的转移模块的框图；
图8是示出根据一实施方式的通过图7的转移模块将第二微型半导体芯片转移到第二基板上的工艺的截面图；
图9是示出根据一实施方式的通过图8的转移工艺转移到第二基板上的第二微型半导体芯片的透视图；
图10是示出根据一实施方式的在图6B至图6D中使用的阵列模块的截面图；
图11是根据一实施方式的图10的阵列模块的俯视图；
图12A至图12F是根据一实施方式的补充操作的图；
图13A是根据一实施方式的沿线AA截取的图12C的一部分的截面图；
图13B是根据一实施方式的沿线BB截取的图12D的一部分的截面图；
图14是示出根据一实施方式的在阵列模块中的第二微型半导体芯片的移动的视图；
图15A至图15H是示出根据实施方式的巨量转移的补充操作的图；
图16A和图16B是截面图和透视图，示出了根据实施方式的在巨量转移过程中设置在缺陷位置的微型半导体芯片的示例；
图17A和图17B是根据一实施方式的在清洁过程中使用阵列模块的过程的图；
图18和图19是显示装置的截面图，每个显示装置包括根据实施方式的转移结构；
图20是根据一实施方式的电子设备的示意性框图；
图21示出了根据一实施方式的其中显示装置应用于移动设备的示例；
图22显示了根据一实施方式的其中显示装置应用于车辆的显示装置的示例；
图23示出了根据一实施方式的其中显示装置应用于增强现实眼镜或虚拟现实眼镜的示例；
图24示出了根据一实施方式的其中显示装置应用于标牌的示例；以及
图25示出了根据一实施方式的其中显示装置应用于可穿戴显示器的示例。
具体实施方式
现在将详细参照实施方式，其示例在附图中示出，其中相同的附图标记始终指代相同的元件。在这点上，本实施方式可以具有不同的形式，并且不应被解释为限于在这里阐述的描述。因此，下面仅通过参照附图来描述实施方式，以说明各方面。如在这里使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关列出项目的任何和所有组合。当在一列元素之后时，诸如“……中的至少一个”的表述修饰整列元素，而不修饰该列中的个别元素。
在下文，将参照附图详细描述多个微型半导体芯片的巨量转移方法和微型半导体芯片的巨量转移设备。相同的附图标记始终表示相同的元件，并且在附图中，为了说明的清楚和方便，元件的尺寸可能被放大。将理解，尽管术语“第一”、“第二”等可以在这里用来描述各种元件，但是这些元件不应被这些术语限制。这些术语仅用于区分一个元素与另一个元素。
单数形式“一”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确说明。除非另有说明，否则当一部分“包括”一元件时，可以进一步包括另外的元件，而不排除该另外的元件的存在。为了解释清楚，元件的尺寸或厚度可能被夸大。还将理解，当材料层被称为“在”另一层或基板“上”时，该材料层可以直接在该另一层或基板上，或者在它们之间也可以存在中间层。以下实施方式中的每层的材料是示例，因此可以使用其它材料。
本实施方式中描述的具体实施方法是示例，技术范围不受任何方法限制。为了简洁起见，传统的电子设备、控制系统、软件和系统的其它功能方面可能没有详细描述。此外，图中所示的连接元件的线或构件仅是功能连接和/或物理或电路连接的说明。在实际装置中，部件之间的连接可以由可替换或添加的各种功能连接、物理连接或电路连接来表示。
在描述本公开的上下文中的术语“一”和“该”和类似指示物的使用将被理解为涵盖单数和复数两者。
在这里描述的所有方法的操作均可以按任何合适的顺序进行，除非在这里另有说明或与上下文明显矛盾。在这里提供的任何和所有示例或示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅旨在更好地阐明本公开，而不对本公开的范围构成限制，除非另有声明。
图1是示出根据一实施方式的多个第一微型半导体芯片M1的巨量转移方法的流程图。参照图1，根据一实施方式的多个第一微型半导体芯片M1的巨量转移方法包括将多个第一微型半导体芯片M1巨量转移到第一基板10上的操作S10。这里，术语巨量转移可以用于指不是逐个单独转移的转移。在实施方式中，术语巨量转移可以用于指通过一个过程转移2个或更多个、10个或更多个、50个或更多个、100个或更多个微型半导体芯片。
多个第一微型半导体芯片M1可以通过流体自组装方法被巨量转移到第一基板10。
图2至图3是示出通过流体自组装方法巨量转移多个第一微型半导体芯片M1的过程的截面图，图4是示意性示出巨量转移到第一基板10上的多个第一微型半导体芯片M1的透视图。
参照图2，多个第一微型半导体芯片M1和液体L可以由转移模块100供应。转移模块100可以包括供应构件110，该供应构件110被配置为供应多个第一微型半导体芯片M1和液体L。供应构件110可以同时或分开地供应多个第一微型半导体芯片M1和液体L。
第一基板10可以包括多个第一凹槽101。第一基板10可以是对准多个第一微型半导体芯片M1的转移基板11。然而，第一基板10不限于此，并且可以是驱动多个第一微型半导体芯片M1的驱动基板。多个第一凹槽101可以是用于布置多个第一微型半导体芯片M1的空间。限定多个第一凹槽101的阻挡肋102可以设置在第一基板10上。阻挡肋102可以设置在第一凹槽101之间。
第一微型半导体芯片M1可以是具有在微米或纳米范围内的尺寸的构件。例如，第一微型半导体芯片M1可以是具有等于或小于1000μm(例如等于或小于500μm，等于或小于200μm，或者等于或小于100μm)的尺寸的构件。
例如，第一微型半导体芯片M1可以是微型发光二极管。然而，第一微型半导体芯片M1的类型不限于此，并且可以是能够在包括IV族材料、III-V族材料或蓝宝石的基板上生长的任何类型的半导体芯片。IV族材料的一示例可以使用硅。III-V族材料的示例可以使用磷化铟(InP)和砷化镓(GaAs)。
第一微型半导体芯片M1可以包括发光二极管、激光器或检测器中的至少一个。检测器可以是红外传感器。例如，检测器可以是短波红外(SWIR)传感器或长波红外(LWIR)传感器。
不显著腐蚀或损坏第一微型半导体芯片M1的任何液体均可以用作液体L。液体L可以包括例如包含水、乙醇、酒精、多元醇、酮、卤代烃、丙酮、助熔剂和有机溶剂的组中的一种，或多种组合。有机溶剂可以包括例如异丙醇(IPA)。可用液体L不限于此，并且可以以各种方式改变。
液体L可以以各种方式(例如，使用喷涂法、分配法、喷墨点法、使液体L流到第一基板10的方法等)被供应至第一凹槽101。液体L可以以各种方式被调节以装进第一凹槽101或者从第一凹槽101溢出。
第一微型半导体芯片M1可以在没有液体L的情况下被直接喷涂在第一基板10上，或可以在包含于悬浮液中时被供应。包括在悬浮液中的第一微型半导体芯片M1可以以各种方式(例如，使用喷涂法、将液体L滴成液滴的分配法、像印刷法一样排放液体L的喷墨点法、使悬浮液流到第一基板10上的方法等)被供应。
接下来，可以通过转移模块100将多个第一微型半导体芯片M1中的每个组装到第一凹槽101中。作为这方面的示例，转移模块100可以包括在第一凹槽101中对准第一微型半导体芯片M1的芯片对准构件120。芯片对准构件120可以包括可吸收液体L的吸收构件121。吸收构件121可以被移动以扫描第一基板10。吸收构件121可以是能够吸收液体L的材料，并且其形状或结构不受限制。吸收构件121可以包括例如织物、纸巾、聚酯纤维、纸或擦拭物等。吸收构件121可以在没有任何其它辅助工具的情况下单独使用，但是不限于此，并且可以联接到支撑件122，从而方便地扫描第一基板10。支撑件122可以具有适于扫描第一基板10的各种形式和结构。支撑件122可以具有例如诸如杆、刀片、板或擦拭物的形式。吸收构件121可以提供在支撑件122的一侧，或者可以围绕支撑件122的周边。
吸收构件121可以扫描第一基板10，同时以适当的压力按压第一基板10。扫描可以包括当吸收构件121接触第一基板10并经过或沿着多个第一凹槽101通过时吸收液体L。可以以各种方式(例如，以吸收构件121的滑动方法、转动方法、平移运动方法、往复运动方法、滚动方法、旋转方法和/或摩擦方法)执行扫描，并且可以包括规则方法和不规则方法两者。代替移动吸收构件121，扫描可以通过移动第一基板10执行，并且第一基板10的扫描也可以以滑动方法、转动方法、平移运动方法、往复运动方法、滚动方法、旋转方法和/或摩擦方法执行。扫描也可以与吸收构件121和第一基板10协作执行。
以这种方式，通过向第一基板10供应多个第一微型半导体芯片M1和液体L，并经由吸收构件121等向多个微型半导体芯片M1施加外力，可以将多个第一微型半导体芯片M1分别设置在第一基板10的多个第一凹槽101中。通过去除液体L，多个第一微型半导体芯片M1可以分别设置在第一基板10的多个第一凹槽101中。
参照图3，设置在多个第一凹槽101中的多个第一微型半导体芯片M1可以彼此间隔开一定的空间。多个第一微型半导体芯片M1可以通过界面能在恒定方向上自身组装到第一基板10的多个第一凹槽101中。例如，第一微型半导体芯片M1可以包括具有不同界面能的上表面和下表面。作为示例，第一微型半导体芯片M1可以设置为使得第一电极层M11面朝上。具有不同极性的第一电极和第二电极可以设置在第一电极层M11中。在这种情况下，第一微型半导体芯片M1可以具有水平电极结构。
然而，第一微型半导体芯片M1的结构不限于此，并且当该结构具有不同的上表面和下表面的界面能时，可以以各种方式改变。例如，尽管未示出，第一微型半导体芯片M1也可以具有垂直电极结构，其中电极设置在其上部和下部。例如，尽管未示出，上电极也可以设置在第一微型半导体芯片M1的一个表面上，并且具有与上电极的界面能不同的界面能的下电极可以设置在其另一表面上。为了具有不同的界面能，上电极和下电极可以具有不同的材料或不同的结构。例如，上电极的面积可以不同于下电极的面积。在这种情况下，第一微型半导体芯片M1可以设置在第一凹槽101中，使得上电极面朝上，下电极面朝下。
在实施方式中，由于第一微型半导体芯片M1不是通过流体自组装方法逐一设置在多个第一凹槽101的每个中，所以第一微型半导体芯片M1可能没有恰当地插入多个第一凹槽101的一些中。例如，因为多个第一微型半导体芯片M1被巨量供应到或巨量转移到第一基板10上，然后通过流体自组装方法使用吸收构件121设置在第一凹槽101中，所以第一微型半导体芯片M1可以部分地插入到一些第一凹槽101中，或者可以根本不插入到第一凹槽101中。
参照图1和图4，第一微型半导体芯片M1可以插入到第一微型半导体芯片M1被巨量转移到其上的第一基板10的大部分第一凹槽101中，但第一微型半导体芯片M1可以不插入到一些第一凹槽101中，因此留下一些空的第一凹槽101，例如空的第一凹槽101A。也就是，第一微型半导体芯片M1没有插入其中的空的第一凹槽101A可以存在于第一基板10中。
参照图1和图4，在操作S15，视觉检测模块300可以检查多个第一凹槽101当中是否存在至少一个未组装第一微型半导体芯片M1的空的第一凹槽101A。在实施方式中，视觉检测模块300可以被称为例如相机、图像传感器或传感器。
第一基板10的空的第一凹槽101A可以由视觉检测模块300检测。视觉检测模块300可以从第一基板10检测关于第一微型半导体芯片M1没有转移到的空的第一凹槽101A的第一信息。视觉检测模块300可以包括能够光学捕获图像或数据的视觉相机。视觉相机可以捕获第一基板10的图像或关于第一基板10的数据，多个第一微型半导体芯片M1通过流体自组装方法被转移到第一基板10上。视觉检测模块300可以基于由视觉相机捕获的图像或数据来检测关于第一基板10上的空的第一凹槽101A的位置的第一信息。
图5是示出根据一实施方式的用于补充微型半导体芯片的巨量转移的设备500的框图。参照图1和图5，根据一实施方式的补充微型半导体芯片的巨量转移的方法可以包括以下的操作S20：考虑到在巨量转移过程(诸如流体自组装方法)期间可能在第一基板10中产生空的第一凹槽101A，通过在多个第一凹槽101当中的空的第一凹槽101A中组装可与第一微型半导体芯片M1相似或基本相同的第二微型半导体芯片M2来补充空的第一凹槽101A。
补充空的第一凹槽101A的操作S20可以包括以与第一基板10的转移方法相同的方式将第二微型半导体芯片M2转移到与第一基板10分开的第二基板20上的操作S21，以及使用静电力或电磁力将第二微型半导体芯片M2组装在空的第一凹槽101A中的操作S22。在实施方式中，如图5所示，用于补充微型半导体芯片的巨量转移的设备500可以包括转移模块100和阵列模块200。在实施方式中，转移模块100可以被称为转移装置，阵列模块可以被称为电磁阵列。在实施方式中，用于补充巨量转移的设备500可以进一步包括视觉检测模块300和控制器400。
图6A至图6E是根据一实施方式的补充空的第一凹槽101A的操作S20的图。图7是示意性显示在图6A中使用的转移模块100的框图，图8是示出通过图7的转移模块100将第二微型半导体芯片M2转移到第二基板20上的过程的截面图，图9是示出根据实施方式的通过图8的转移过程转移到第二基板20上的第二微型半导体芯片M2的透视图。
参照图1和图6A，在操作S21中，第二微型半导体芯片M2可以以与第一基板10的转移方法相同的方式转移到与第一基板10分开的第二基板20上。例如，当第一微型半导体芯片M1通过流体自组装方法转移到第一基板10上时，第二微型半导体芯片M2也可以通过流体自组装方法转移到第二基板20上。
参照图7和图8，转移模块100可以包括供应构件110和芯片对准构件120，供应构件110可以在第二基板20上供应液体L和多个第二微型半导体芯片M2，芯片对准构件120可以对准在第二凹槽201中组装的第二微型半导体芯片M2。
转移模块100可以与第一转移操作S10中使用的转移模块100相同。然而，转移模块100不必限于此，并且可以是与在第一转移操作S10中使用的转移模块100独立的转移模块100。供应构件110可以同时或单独地供应多个第二微型半导体芯片M2和液体L。
第二基板20可以包括多个第二凹槽201。第二基板20可以是用于对准第二微型半导体芯片M2以补充第一基板10或与第一基板10互补的基板。多个第二凹槽201可以是在其中可设置第二微型半导体芯片M2的空间。第二基板20的第二凹槽201可以具有与第一基板10的第二凹槽201相同的尺寸和布置。限定多个第二凹槽201的阻挡肋202可以设置在第二基板20上。阻挡肋202可以设置在第二凹槽201之间。供应到第二基板20的第二凹槽201的数量可以与供应到第一基板10的第一凹槽101的数量相同或不同。
第二微型半导体芯片M2可以具有与第一微型半导体芯片M1相同的尺寸。第二微型半导体芯片M2可以是具有在微米或纳米范围内的尺寸的构件。例如，第二微型半导体芯片M2可以是具有等于或小于1000μm(例如，等于或小于500μm，等于或小于200μm，或者等于或小于100μm)的尺寸的构件。
第二微型半导体芯片M2可以具有与第一微型半导体芯片M1相同的结构。第二微型半导体芯片M2可以包括设置在其一个表面上的第二电极层M21。第二微型半导体芯片M2可以是微型发光二极管。然而，第二微型半导体芯片M2的类型不限于此，并且可以是能够在包括IV族材料、III-V族材料或蓝宝石的基板上生长的任何类型的半导体芯片。IV族材料的一示例可以使用硅。III-V族材料的示例可以使用InP和GaAs。
第二微型半导体芯片M2可以包括发光二极管、激光器或检测器中的至少一个。检测器可以是红外传感器。例如，检测器可以是SWIR传感器或LWIR传感器。
任何种类的液体都可以用作液体L，只要其不腐蚀或损坏第二微型半导体芯片M2。液体L可以包括例如包含水、乙醇、酒精、多元醇、酮、卤代烃、丙酮、助熔剂和有机溶剂的组中的一种，或多种的组合。有机溶剂可以包括例如IPA。可用液体L不限于此，并且可以以各种方式改变。
向第二凹槽201供应液体L的方法可以以各种方式(例如，喷涂法、分配法、喷墨点法、使液体L流到第二基板20的方法等)使用。液体L可以以各种方式调节以装进第二凹槽201或者从第二凹槽201溢出。
第二微型半导体芯片M2可以在没有液体L的情况下被直接喷涂在第二基板20上，或可以在包含于悬浮液中时被供应。供应包括在悬浮液中的第二微型半导体芯片M2的方法可以以各种方式(例如，喷涂法、将液体L滴成液滴的分配法、像印刷法一样排放液体L的喷墨点法、使悬浮液流到第二基板20上的方法等)使用。
接下来，多个第二微型半导体芯片M2中的每个可以通过芯片对准构件120插入到第二凹槽201中。作为这方面的一示例，芯片对准构件120可以包括可吸收液体L的吸收构件121。吸收构件121可以被移动以扫描第二基板20。吸收构件121可以是能够吸收液体L的材料，并且其形状或结构不受限制。吸收构件121可以包括例如织物、纸巾、聚酯纤维、纸或擦拭物等。吸收构件121可以在没有任何其它辅助工具的情况下单独使用，但是不限于此，并且可以联接到支撑件122，从而方便地扫描第二基板20。支撑件122可以具有适于扫描第一基板10的各种形式和结构。支撑件122可以具有例如诸如杆、刀片、板或擦拭物的形式。吸收构件121可以提供在支撑件122的一侧，或者可以围绕支撑件122的周边。
吸收构件可以扫描第二基板20，同时以适当的压力按压第二基板20。扫描可以包括当吸收构件121接触第二基板20并经过或沿着多个第二凹槽201通过时吸收液体L。扫描可以以各种方式(例如，以吸收构件121的滑动方法、转动方法、平移运动方法、往复运动方法、滚动方法、旋转方法和/或摩擦方法)执行，并且可以包括规则方法和不规则方法两者。代替移动吸收构件121，扫描可以通过移动第二基板20执行，并且第二基板20的扫描也可以以滑动方法、转动方法、平移运动方法、往复运动方法、滚动方法、旋转方法和/或摩擦方法执行。扫描也可以与吸收构件121和第二基板20协作执行。
以此方式，通过向第二基板20供应多个第二微型半导体芯片M2以及液体L，以及经由吸收构件121等向多个第二微型半导体芯片M2施加外力，可以将多个第二微型半导体芯片M2分别设置在第二基板20的多个第二凹槽201中。通过去除液体L，多个第二微型半导体芯片M2可以分别设置在第二基板20的多个第二凹槽201中。
参照图8和图9，在吸收液体L的过程期间，第二微型半导体芯片M2可以沿特定方向被插入第二凹槽201中。由于第二微型半导体芯片M2的转移方法以与第一微型半导体芯片M1的转移方法相同的方式进行，所以第二微型半导体芯片M2沿其被组装在第二凹槽201中的方向可以与第一微型半导体芯片M1沿其被组装在第一凹槽101中的方向相同。例如，当第一微型半导体芯片M1包括具有不同界面能的上表面和下表面，并且第二微型半导体芯片M2包括具有不同界面能的上表面和下表面时，组装在第一凹槽101中的第一微型半导体芯片M1可以设置为使得上表面朝上，插入到空的第一凹槽101A中的第二微型半导体芯片M2可以被设置成使得第二微型半导体芯片M2的上表面面向与第一微型半导体芯片M1的上表面相同的方向。例如，当第一微型半导体芯片M1被插入到第一凹槽101中使得第一电极层M11面朝上时，第二微型半导体芯片M2可以被插入到第二凹槽201中使得第二电极层M21面朝上。然而，第一微型半导体芯片M1和第二微型半导体芯片M2的布置不限于此，并且可以取决于第一微型半导体芯片M1和第二微型半导体芯片M2中的每个的结构而变化。例如，当第一微型半导体芯片M1和第二微型半导体芯片M2中的每个具有垂直电极结构时，第一微型半导体芯片M1和第二微型半导体芯片M2可以分别设置在第一凹槽101和第二凹槽201中，使得上电极面朝上且下电极面朝下。
由于第二微型半导体芯片M2可以用于补充多个第一微型半导体芯片M1向第一基板10上的巨量转移，所以转移到第二基板20上的第二微型半导体芯片M2的数量可以小于转移到第一基板10上的第一微型半导体芯片M1的数量。然而，转移到第二基板20上的第二微型半导体芯片M2的数量不限于此，并且根据需要可以与转移到第一基板10上的第一微型半导体芯片M1的数量相同或比其更多。
在其上执行第二转移操作S21的第二基板20中，第二微型半导体芯片M2可以插入至少一个第二凹槽201中，第二微型半导体芯片M2可以不插入一些第二凹槽201A中。
视觉检测模块300可以位于第二基板20上，并可以检测转移到第二基板20上的第二微型半导体芯片M2。例如，视觉检测模块300可以全部或部分地光学捕获第二基板20的图像或关于第二基板20的数据。因此，关于第二微型半导体芯片M2转移到第二基板20的多个第二凹槽201上的第二信息可以由视觉检测模块300检测。第二信息可以包括关于其中设置有第二微型半导体芯片M2的第二凹槽201的信息或者关于其中没有设置第二微型半导体芯片M2的第二凹槽201A的信息中的至少一个。
参照图6B至图6D，根据一实施方式的补充空的第一凹槽101A的操作S20可以包括使用静电力或电磁力将第二微型半导体芯片M2组装在空的第一凹槽101A中的操作S22。为此，用于补充微型半导体芯片的巨量转移的设备可以包括阵列模块200，该阵列模块200可以在多个区域当中的特定区域中选择性地产生静电力或电磁力。
在图6B中，为了描述阵列模块200，阵列模块200被示为设置得相对远离第二基板20，但在操作阵列模块200的过程中，阵列模块200可以设置得足够靠近第二基板20，以利用静电力或电磁力吸附第二微型半导体芯片M2。
图10是示出在图6B至图6D中使用的阵列模块200的截面图，图11是根据实施方式的图10的阵列模块200的俯视图。
参照图10和图11，阵列模块200可以包括以二维排列的多个单位单元210。单位单元210可以是金属电极。例如，多个单位单元210可以被布置成具有多行和多列。多个单位单元210中的每个可以小于第二微型半导体芯片M2的尺寸。例如，单位单元210的尺寸可以等于或小于第二微型半导体芯片M2的尺寸的1/2、1/3或1/5。例如，单位单元210的长度可以等于或小于第二微型半导体芯片M2的长度的1/2、1/3或1/5。
阵列模块200可以包括绝缘基板220和控制器400，多个单位单元210设置在绝缘基板220中，控制器400控制多个单位单元210的操作。从控制器400延伸的第一导电线和第二导电线可以设置在绝缘基板220中。第一导电线和第二导电线可以布置成彼此交叉。控制器400可以使用连接到多个单位单元210的薄膜晶体管，从而以与显示器的像素控制类似的方式选择性地开启或激活多个单位单元210。例如，薄膜晶体管的栅电极可以连接到第一导电线，薄膜晶体管的源电极可以连接到第二导电线，薄膜晶体管的漏电极可以连接到单位单元210。控制器400可以通过选择性地向第一导电线和第二导电线施加电力来选择性地开启或激活多个单位单元210。
当单位单元210被激活时，可以在单位单元210中形成静电或磁场，并可以在单位单元210和第二微型半导体芯片M2之间产生静电力或电磁力。单位单元210可以根据需要使用任何结构或方法形成静电或磁场。控制器400可以连接到转移模块100和视觉检测模块300，并且可以控制转移模块100和视觉检测模块300的操作。
通过全部或部分开启多个单位单元210，阵列模块200可以全部或部分地产生静电力或电磁力。通过选择性地开启特定区域或一些区域的单位单元210，阵列模块200可以吸附期望位置的微型半导体芯片。
再次参照图6B，阵列模块200可以选择性地激活在特定位置处的单位单元210。基于关于第一基板10的空的第一凹槽101A的第一信息和关于转移到第二基板20的多个第二凹槽201上的多个第二微型半导体芯片M2的第二信息，阵列模块200可以激活多个单位单元210中的一些。
例如，基于第一信息和第二信息，阵列模块200可以选择性地激活与其中第一基板10中的空的第一凹槽101A的位置重叠第二基板20中的非空的第二凹槽201的位置的区域相对应的单位单元210。例如，阵列模块200可以向考虑到第一基板10的空的第一凹槽101A的位置和第二基板20中非空的第二凹槽201的位置而确定的第一单位单元区域211和第二单位单元区域212供电，并且可以不向其它区域供电。
参照图6C，阵列模块200可以通过静电力或电磁力在特定区域吸附多个第二微型半导体芯片M2中的被转移到第二基板20上的一些。阵列模块200可以通过在第一单位单元区域211和第二单位单元区域212中产生的静电力或电磁力选择性地吸附第二微型半导体芯片M2中的一些。一个第二微型半导体芯片M2可以被吸附到第一单位单元区域211，而另一个第二微型半导体芯片M2可以被吸附到第二单位单元区域212。第二微型半导体芯片M2可以被吸附，其中第二电极层M21面对阵列模块200。
参照图6D，阵列模块200和第一基板10可以对准。例如，阵列模块200的位置可以被对准为使得吸附到阵列模块200的第二微型半导体芯片M2对应于第一基板10的空的第一凹槽101A。阵列模块200的位置对准可以通过阵列模块200的定位、第一基板10的定位或者阵列模块200和第一基板10两者的定位来进行。
基于对准的阵列模块200的位置，可以通过阻止向阵列模块200的单位单元210供应的电力来停止产生阵列模块200的静电力或电磁力。因此，被静电力或电磁力吸附的第二微型半导体芯片M2可以与阵列模块200分离。与阵列模块200分离的第二微型半导体芯片M2可以插入到第一基板10的空的第一凹槽101A中。在实施方式中，空的第一凹槽101A在被第二微型半导体芯片M2填充之后可以被称为第一凹槽101，因此不再是空的。分离的第二微型半导体芯片M2可以插入第一基板10的第一凹槽101中，其中第二电极层M21面朝上。
参照图6E，第二微型半导体芯片M2通过阵列模块200被选择性地转移到的第一基板10可以处于其中第一微型半导体芯片M1或第二微型半导体芯片M2插入多个第一凹槽101中的每个中的状态。第一微型半导体芯片M1或第二微型半导体芯片M2可以沿恒定方向(例如沿第一和第二电极层M11和M21沿其面朝上的方向)组装在每个第一凹槽101中。在实施方式中，当第一微型半导体芯片M1和第二微型半导体芯片M2中的每个具有垂直电极结构时，第一微型半导体芯片M1和第二微型半导体芯片M2可以分别设置在第一凹槽101和101A中，使得上电极面朝上，下电极面朝下。
视觉检测模块300可以光学测量第一基板10的转移状态。视觉检测模块300可以测量第一和第二微型半导体芯片M1和M2被转移到第一基板10的第一凹槽101的状态。控制器400可以基于由视觉检测模块300测量的信息确定是否结束补充巨量转移的操作S20。
如果根据由视觉检测模块300测量的信息确定第一基板10的空的第一凹槽101A在参考范围内，则控制器400可以结束补充空的第一凹槽101A的操作S20。例如，当确定第一基板10的第一凹槽101的总数当中的空的第一凹槽101A的比率等于或小于0.1％时，控制器400可以结束补充空的第一凹槽101A的操作S20。如果根据由视觉检测模块300测量的信息确定第一基板10的空的第一凹槽101A不满足该参考范围，则控制器400可以再次执行操作S20。例如，可以再次执行图6A至图6D中示出的过程的至少一些操作。
在操作S20结束时，第一基板10可以处于第一微型半导体芯片M1或第二微型半导体芯片M2插入多个第一凹槽101的多于99.9％的状态。
再次参照图1，根据一实施方式的多个微型半导体芯片的巨量转移方法可以进一步包括以下操作S30：在补充空的第一凹槽101A的操作S20之后，将转移到第一基板10上的多个第一和第二微型半导体芯片M1和M2转移到驱动基板(例如，图18的驱动基板12)上。
转移到第一基板10上的多个第一和第二微型半导体芯片M1和M2可以转移到另一基板上，例如，驱动基板12上。转移到驱动基板12上的第一和第二微型半导体芯片M1和M2可以电连接到驱动基板12。驱动基板12可以包括薄膜晶体管，该薄膜晶体管可以电连接到第一和第二微型半导体芯片M1和M2。
然而，根据第一基板10的类型，可以省略第三转移操作S30。例如，如果第一基板10是驱动基板而不是转移基板，也就是，当第一转移操作S10直接在驱动基板12上执行时，可以省略第三转移操作S30。
图12A至图12F是示出根据另一实施方式的补充空的第一凹槽101A的操作S20的图。图13A是沿线AA截取的图12C的一部分的截面图，图13B是沿线BB截取的图12D的一部分的截面图。图14是示出在阵列模块200中的第二微型半导体芯片M2的移动的视图。
参照图12A，在根据一实施方式的补充空的第一凹槽101A的操作S20中，第二微型半导体芯片M2可以以与第一基板10的转移方法相同的方式转移到第二基板20上，例如在操作S21。将第二微型半导体芯片M2转移到第二基板20上的方法和在其中使用的转移模块100与参照图6A和图7至图9给出的那些基本相同，因此省略了其冗余描述。
参照图12B，阵列模块200可以激活在整个区域中设置为面朝下的单位单元210。因此，设置在第二基板20中与阵列模块200重叠的区域中的多个第二微型半导体芯片M2可以通过静电力或电磁力被吸附到阵列模块200。
参照图12C和图13A，阵列模块200可以上下颠倒或倒置，使得单位单元210面朝上。多个第二微型半导体芯片M2可以设置在上下颠倒的阵列模块200中，使得第二电极层M21面朝下。多个第二微型半导体芯片M2可以通过负载和静电力或电磁力由单位单元210支撑。
参照图12D和图13B，阵列模块200可以吸附并支撑期望位置的一些第二微型半导体芯片M2。基于关于第一基板10的空的第一凹槽101A的第一信息，阵列模块200可以选择性地向一些单位单元210供应电力。例如，阵列模块200可以向与第一基板10的空的第一凹槽101A的位置对应的区域的单位单元210施加电力，并且可以不向剩余的单位单元210施加电力。如图14所示，阵列模块200上的第二微型半导体芯片M2的位置可以通过静电力或电磁力移动。因此，第二微型半导体芯片M2可以通过阵列模块200中的静电力或电磁力重新布置，并且一些第二微型半导体芯片M2可以被吸附到特定位置。
参照图12E，阵列模块200可以上下颠倒或倒置，使得第二电极层M21面朝上，且阵列模块200和第一基板10的位置可以对准为使得吸附的第二微型半导体芯片M2对应于第一基板10的空的第一凹槽101A。
基于对准的阵列模块200的位置，可以通过阻止向阵列模块200的单位单元210供应电力来去除阵列模块200的静电力或电磁力。因此，通过静电力或电磁力吸附的第二微型半导体芯片M2可以与阵列模块200分离。与阵列模块200分离的第二微型半导体芯片M2可以插入第一基板10的空的第一凹槽101A中。分离的第二微型半导体芯片M2可以被组装在第一基板10的第一凹槽101中，其中第二电极层M21面朝上。
参照图12F，第二微型半导体芯片M2由用于补充微型半导体芯片的巨量转移的设备补充到的第一基板10可以处于其中第一微型半导体芯片M1或第二微型半导体芯片M2可被组装在多个第一凹槽101的每个中的状态。第一和第二微型半导体芯片M1和M2沿相同的方向被组装。例如，当组装在第一凹槽101中的第一微型半导体芯片M1被设置为使得第一电极层M11面朝上时，被组装在第一凹槽101中的第二微型半导体芯片M2也被设置为使得第二电极层M21面朝上。
视觉检测模块300可以光学测量第一基板10的转移状态。视觉检测模块300可以测量第一和第二微型半导体芯片M1和M2被转移到第一基板10的第一凹槽101的状态。控制器400可以基于由视觉检测模块300测量的信息确定是否结束补充巨量转移的操作S20。确定是否结束补充空的第一凹槽101A的操作S20与上面参照图6E描述的相同，因此，省略其冗余描述。
在操作S20结束时，第一基板10可以处于第一和第二微型半导体芯片M1和M2插入多个第一凹槽101的多于99.9％的状态。
在实施方式中，转移到第一基板10上的多个第一和第二微型半导体芯片M1和M2可以被转移到另一基板上，例如，驱动基板12上。转移到驱动基板12上的第一和第二微型半导体芯片M1和M2可以电连接到驱动基板12。
在实施方式中，作为准备第一基板10的操作，已在上述实施方式中描述了直接使用转移基板11的示例，第一微型半导体芯片M1被巨量转移到转移基板11上。然而，准备第一基板10的操作不限于此，转移到转移基板11上的多个第一微型半导体芯片M1可以转移到另一基板上，例如，驱动基板12。
图15A至图15H是示出根据另一实施方式的巨量转移方法的图。
参照图15A，根据一实施方式的微型半导体芯片的巨量转移方法可以包括将多个第一微型半导体芯片M1转移到转移基板11上的操作。将多个第一微型半导体芯片M1转移到转移基板11上的操作可以通过流体自组装方法执行。流体自组装方法可以与参照图2至图4描述的方法基本相同，因此省略了其冗余描述。转移基板11上的第一微型半导体芯片M1可以被设置为使得第一电极层M11面朝上。
参照图15B，驱动基板12可以在转移基板11上对准。驱动基板12可以包括可电连接到第一微型半导体芯片M1的晶体管。可以调节转移基板11或驱动基板12中的至少一个的位置，使得转移基板11的凹槽101P与驱动基板12的凹槽111重叠。
参照图15C，组装在转移基板11的凹槽101P中的第一微型半导体芯片M1可以转移到驱动基板12的凹槽111。作为这方面的示例，驱动基板12和转移基板11可以上下颠倒地定位，使得驱动基板12位于转移基板11的下部。组装在转移基板11的凹槽101P中的第一微型半导体芯片M1可以通过重力移动到驱动基板12的凹槽111。因此，转移到转移基板11上的第一微型半导体芯片M1可以转移到驱动基板12上。这里，驱动基板12可以对应于第一基板10A，驱动基板12的凹槽111可以对应于第一基板10A的第一凹槽101。
在将第一微型半导体芯片M1从转移基板11转移到驱动基板12上的过程中，第一微型半导体芯片M1可以设置为使得第一电极层M11面朝下。组装在驱动基板12的凹槽111中的第一微型半导体芯片M1可以设置为使得第一电极层M11面朝下。
视觉检测模块300可以全部或部分地捕获驱动基板12的图像或关于驱动基板12的数据。视觉检测模块300可以检测关于驱动基板12的凹槽111当中第一微型半导体芯片M1没有转移到的空的凹槽111A的信息。
参照图15D，在根据实施方式的补充空的第一凹槽101A的操作S20中，第二微型半导体芯片M2可以以与转移基板11的转移方法相同的方式被转移到第二基板20上。将第二微型半导体芯片M2转移到第二基板20上的方法与参照图6A描述的方法相同，因此省略了其冗余描述。
参照图15E，阵列模块200可以选择性地激活设置为面朝下的一些单位单元210。基于关于驱动基板12的空的凹槽111A的信息，阵列模块200可以选择性地激活单位单元210中的一些。例如，阵列模块200可以基于关于驱动基板12的空的凹槽111A的第一信息和关于第二基板20的第二信息选择性地激活多个单位单元210。例如，阵列模块200可以选择性地激活与其中驱动基板12的空的凹槽111A的位置重叠第二基板20中非空的第二凹槽201的位置的区域相对应的一些单位单元210。
因此，第二微型半导体芯片M2中转移到第二基板20上的一些可以被吸附到阵列模块200。
参照图15F，阵列模块200可以被上下颠倒，使得所吸附的第二微型半导体芯片M2面朝上。吸附到上下颠倒的阵列模块200的第二微型半导体芯片M2可以处于第二电极层M21面朝下的状态。
电力可以被施加到设置在阵列模块200上的第二阵列模块200A的单位单元210。电力可以被施加到第二阵列模块200A的一些单位单元210，但是不限于此，并且可以被施加到所有的单位单元210。因此，第二微型半导体芯片M2可以被吸附到第二阵列模块200A。在吸附到第二阵列模块200A的第二微型半导体芯片M2中，第二电极层M21可以面朝下。
参照图15G，第二阵列模块200A和驱动基板12可以对准。第二微型半导体芯片M2可以在对应于驱动基板12的空的凹槽111A的位置处被吸附到第二阵列模块200A。
第二阵列模块200A可以释放静电力或电磁力，从而分离第二微型半导体芯片M2。因此，包括面朝下的第二电极层M21的第二微型半导体芯片M2可以插入到驱动基板12的空的凹槽111A中。
参照图15H，第二微型半导体芯片M2由用于补充微型半导体芯片的巨量转移的设备补充到的驱动基板12可以处于第一微型半导体芯片M1或第二微型半导体芯片M2可组装在多个凹槽111的每个中的状态。第一微型半导体芯片M1和第二微型半导体芯片M2可以设置为面对相同的方向。例如，第一微型半导体芯片M1可以设置为使得第一电极层M11面朝下，第二微型半导体芯片M2可以设置为使得第二电极层M21面朝下。
视觉检测模块300可以光学测量驱动基板12的转移状态。视觉检测模块300可以测量第一和第二微型半导体芯片M1和M2被转移到驱动基板12的凹槽111的状态。控制器400可以基于由视觉检测模块300测量的信息来确定是否结束补充巨量转移的操作S20。确定是否结束补充空的第一凹槽101A的操作S20与参照图6E描述的相同，因此省略其冗余描述。
在操作S20结束时，驱动基板12可以处于第一和第二微型半导体芯片M1和M2插入多个凹槽111的多于99.9％的状态。
在实施方式中，阵列模块200通过静电力或电磁力将微型半导体芯片选择性地转移到空的凹槽的功能已在以上示例中被描述。然而，阵列模块200的功能不限于此，并且如果该功能使用静电力或电磁力选择性地吸附和分离多个被转移的微型半导体芯片，则该功能可以变化。例如，阵列模块200可以用在去除缺陷位置(而不是在转移之后的正确位置)的微型半导体芯片的清洁过程中。
图16A和图16B是截面图和透视图，示出了在巨量转移过程中设置在缺陷位置的第一和第二微型半导体芯片M1和M2的示例。图17A和图17B是示出根据一实施方式的在清洁过程中使用阵列模块200的过程的图。
参照图16A和图16B，在将多个第一微型半导体芯片M1巨量转移到基板上的过程期间，一些第一微型半导体芯片M10可以不插入第一凹槽101中，而是可以通过流体自组装方法设置在第一凹槽101之间的阻挡肋102上。一些第一微型半导体芯片M10可以设置在第一基板10中的不期望的缺陷位置中。这种现象也可能发生在通过流体自组装方法将第二微型半导体芯片M2和M20转移到第二基板20上的过程中。
参照图17A，阵列模块200可以操作以吸附未插入第一凹槽101中的第一微型半导体芯片M10。例如，阵列模块200可以选择性地激活位于与第一基板10的第一凹槽101之间的阻挡肋102相对应的区域中的单位单元210。因此，在阵列模块200中，在对应于第一基板10的第一凹槽101的区域的单位单元210中不产生静电力或电磁力，但是在对应于第一基板10的阻挡肋102的区域的单位单元210中产生静电力或电磁力。
在阵列模块200中，通过在与第一基板10的阻挡肋102相对应的区域的单位单元210中产生的静电力或电磁力，吸附力被选择性地施加到未插入第一凹槽101中的第一微型半导体芯片M10。因此，阵列模块200可以选择性地去除未插入第一基板10的第一凹槽101中的第一微型半导体芯片M10。
因此，如图17B所示，仅插入第一凹槽101中的第一微型半导体芯片M1保留在第一基板10中。
以上描述了在关于第一基板10的清洁过程中使用阵列模块200的示例，但是阵列模块200的使用不限于此。换句话说，阵列模块200可以以相同的方式应用于第二基板20的清洁过程。
在用于补充微型半导体芯片的巨量转移的设备中，阵列模块200可以执行两种不同的功能。例如，阵列模块200可以执行清除在巨量转移过程期间错误地转移到缺陷位置上的微型半导体芯片的清洁功能，以及通过静电力或电磁力选择性地将微型半导体芯片转移到空的凹槽的补充或辅助功能。作为这方面的一示例，阵列模块200可以包括清洁模式和互补模式。
当阵列模块200处于清洁模式时，阵列模块200可以选择性地在与基板中限定多个凹槽的阻挡肋相对应的区域中产生静电力或电磁力。因此，阵列模块200可以吸附转移到阻挡肋上的微型半导体芯片，以去除错误地转移到基板上的微型半导体芯片。例如，如图17A和图17B所示，阵列模块200可以通过静电力或电磁力吸附被转移到第一基板10的阻挡肋102上的第一微型半导体芯片M1，从而从第一基板10去除第一微型半导体芯片M1。
当阵列模块200处于互补模式时，阵列模块200可以在与基板中的多个凹槽中的至少一些相对应的区域中产生静电力或电磁力，从而吸附转移到凹槽的微型半导体芯片。因此，转移到基板上的微型半导体芯片可以用于补充另一基板。例如，阵列模块200可以用于补充转移到第二基板20上的第二微型半导体芯片M2，如图6B至图6D所示。
根据上述补充巨量转移的方法，在第一基板10上以规则间隔布置的第一和第二微型半导体芯片M1和M2可以用于各种设备中。第一基板10以及以规则间隔布置在第一基板10上的第一和第二微型半导体芯片M1和M2可以被定义为转移结构。
例如，当第一基板10是转移基板11时，转移基板11的第一和第二微型半导体芯片M1和M2可以转移到驱动基板12上，并可以用于电子设备中。例如，当第一基板10是驱动基板12时，转移结构的第一和第二微型半导体芯片M1和M2可以用于电子设备中，而无需单独的转移工艺。
图18和图19是显示装置1000和1000A的截面图，每个显示装置均包括根据该实施方式的转移结构1。参照图18和图19，根据一实施方式的转移结构1可以包括在显示装置1000和1000A的每个中。例如，显示装置1000和1000A中的每个可以包括转移结构1和设置在转移结构1上的颜色转换层1150。
颜色转换层1150提供在阻挡肋1145和阻挡肋1145之间。第一和第二微型半导体芯片M1和M2可以发射第一颜色光，例如蓝光。然而，从第一和第二微型半导体芯片M1和M2发射的光不限于此，第一和第二微型半导体芯片M1和M2也可以发射可激发颜色转换层1150的其它波长的光。
颜色转换层1150可以包括将从第一和第二微型半导体芯片M1和M2发射的光转换或透射为第一颜色光的第一颜色转换层1151、将该光转换为第二颜色光的第二颜色转换层1152和将该光转换为第三颜色光的第三颜色转换层1153。第二颜色光可以是绿光，第三颜色光可以是红光。
当第一和第二微型半导体芯片M1和M2发射蓝光时，第一颜色转换层1151可以包括透射蓝光而没有光转换的树脂。第二颜色转换层1152可以转换从第一和第二微型半导体芯片M1和M2发射的蓝光并发射绿光。第二颜色转换层1152可以包括由蓝光激发并发射绿光的量子点(QD)。QD可以具有包括核部分和壳部分的核-壳结构，或者可以具有没有壳的颗粒结构。核-壳结构可以是单壳或多壳结构，诸如双壳结构。
QD可以包括II-VI族半导体、III-V族半导体、IV-VI族半导体、IV族半导体和/或石墨烯QD。QD可以包括例如可以包括Cd、Se、Zn、S和/或INP，并且可以具有等于或小于几十nm的直径，例如等于或小于约10nm的直径。
第二颜色转换层1152可以包括由从第一和第二微型半导体芯片M1和M2发射的蓝光激发并发射绿光的磷光体。
第三颜色转换层1153可以将从第一和第二微型半导体芯片M1和M2发射的蓝光转换成红光并发射红光。第三颜色转换层1153可以包括由蓝光激发并发射红光的特定尺寸的QD，或者可以包括由从第一和第二微型半导体芯片M1和M2发射的蓝光激发并发射红光的磷光体。
显示装置1000和1000A可以通过颜色转换层1150发射红光、绿光和蓝光。在这种情况下，转移结构1可以应用于RGB自发光微型LED TV。显示装置1000和1000A可以通过控制多个第一和第二微型半导体芯片M1和M2来实现。如上所述，转移到第一基板11上的多个第一和第二微型半导体芯片M1和M2可以彼此电连接以执行功能。
图20是根据一实施方式的包括转移结构1的电子设备的框图。
参照图20，可以在网络环境8200中提供电子设备8201。在网络环境8200中，电子设备8201可以通过第一网络8298(诸如短程无线通信网络等)与另一电子设备8202通信，或者通过第二网络8299(诸如远程无线通信网络)与另一电子设备8204和/或服务器8208通信。电子设备8201可以通过服务器8208与电子设备8204通信。电子设备8201可以包括处理器8220、存储器8230、输入器件8250、音频输出器件8255、显示器件8260、音频模块8270、传感器模块8276和接口8277、触觉模块8279、相机模块8280、电力管理模块8288、电池8289、通信模块8290、用户识别模块8296和/或天线模块8297。在电子设备8201中，可以省略这些部件中的一些，或者可以添加其它部件。这些部件中的一些可以实现为一个集成电路。例如，传感器模块8276(指纹传感器、虹膜传感器、照度传感器等)可以通过嵌入在显示器件8260(显示器等)中实现。
处理器8220可以执行软件(程序8240等)来控制连接到处理器8220的电子设备8201的一个或多个其它部件(诸如硬件、软件部件等)并执行各种数据处理或操作。作为数据处理或操作的一部分，处理器8220可以将从其它部件(传感器模块8276、通信模块8290等)接收的命令和/或数据加载到易失性存储器8232中，处理存储在易失性存储器8232中的命令和/或数据，并将结果数据存储在非易失性存储器8234中。处理器8220可以包括主处理器8221(诸如中央处理单元、应用处理器等)和可独立或一起操作的辅助处理器8223(诸如图形处理单元、图像信号处理器、传感器中枢处理器、通信处理器等)。辅助处理器8223可以比主处理器8221使用更少的电力，并且可以执行专门的功能。
辅助处理器8223可以在主处理器8221处于非活动状态(睡眠状态)时代替主处理器8221控制与电子设备8201的一些部件(诸如显示器件8260、传感器模块8276、通信模块8290等)相关的功能和/或状态或者在主处理器8221处于活动状态(应用执行状态)时与主处理器8221一起控制与电子设备8201的一些组件(诸如显示器件8260、传感器模块8276、通信模块8290等)相关的功能和/或状态。辅助处理器8223(诸如图像信号处理器、通信处理器等)可以被实现为其它功能相关部件(诸如相机模块8280、通信模块8290等)的一部分。
存储器8230可以存储电子设备8201的部件(诸如处理器8220、传感器模块8276等)所需的各种数据。数据可以包括例如软件(诸如程序8240等)和用于与之相关的命令的输入数据和/或输出数据。存储器8230可以包括易失性存储器8232和/或非易失性存储器8234。
程序8240可以作为软件被存储在存储器8230中，并可以包括操作系统8242、中间件8244和/或应用8246。
输入器件8250可以从电子设备8201的外部(用户)接收将用于电子设备8201的部件(诸如处理器8220等)的命令和/或数据。输入器件8250可以包括遥控器、麦克风、鼠标、键盘和/或数字笔(诸如手写笔)。
音频输出器件8255可以向电子设备8201的外部输出音频信号。音频输出器件8255可以包括扬声器和/或接收器。扬声器可以用于一般目的，诸如多媒体回放或录音回放，而接收器可以用于接收来电。接收器可以被组合为扬声器的一部分，或者可以被实现为独立的分离器件。
显示器件8260可以向电子设备8201的外部视觉地提供信息。显示器件8260可以包括显示器、全息器件或投影仪以及用于控制该器件的控制电路。显示器件8260可以包括上述转移结构1。显示器件8260可以包括被设置为感测触摸的触摸电路和/或被设置为测量由触摸产生的力的强度的传感器电路(诸如压力传感器)。
音频模块8270可以将声音转换为电信号，或相反地，可以将电信号转换为声音。音频模块8270可以通过输入器件8250获取声音，或者通过音频输出器件8255的扬声器和/或耳机和/或直接或无线地连接到电子设备8201的其它电子设备(诸如电子设备8202)输出声音。
传感器模块8276可以检测电子设备8201的操作状态(诸如电力、温度等)或外部环境状态(诸如用户状态等)，并产生与检测到的状态相对应的电信号和/或数据值。传感器模块8276可以包括手势传感器、陀螺仪传感器、大气压力传感器、磁传感器、加速度传感器、握持传感器、接近传感器、颜色传感器、红外(IR)传感器、生物传感器、温度传感器、湿度传感器和/或照度传感器。
接口8277可以支持一种或更多种指定协议，其可以用于电子设备8201与另一电子设备(诸如电子设备8202)直接或无线地连接。接口8277可以包括高清晰度多媒体接口(HDMI)、通用串行总线(USB)接口、SD卡接口和/或音频接口。
连接端8278可以包括连接器，通过该连接器，电子设备8201可以物理连接到另一电子设备(诸如电子设备8202)。连接端8278可以包括HDMI连接器、USB连接器、SD卡连接器和/或音频连接器(诸如耳机连接器)。
触觉模块8279可以将电信号转换为机械刺激(诸如振动、运动等)或者用户可通过触觉或运动感觉感知的电刺激。触觉模块8279可以包括马达、压电元件和/或电刺激器件。
相机模块8280可以捕获静止图像和视频。相机模块8280可以包括透镜组件，该透镜组件包括一个或更多个透镜、图像传感器、图像信号处理器和/或闪光灯。包括在相机模块8280中的透镜组件可以收集从作为图像捕获目标的对象发射的光。
电力管理模块8288可以管理供应到电子设备8201的电力。电力管理模块8388可以被实现为电力管理集成电路(PMIC)的一部分。
电池8289可以将电力供应到电子设备8201的部件。电池8289可以包括不可充电的原电池、可充电的二次电池和/或燃料电池。
通信模块8290可以支持建立直接(有线)通信信道和/或无线通信信道，并通过电子设备8201与其它电子设备(诸如电子设备8202、电子设备8204、服务器8208等)之间建立的通信信道执行通信。通信模块8290可以包括独立于处理器8220操作的一个或更多个通信处理器(诸如应用处理器)，并支持直接通信和/或无线通信。通信模块8290可以包括无线通信模块8292(诸如蜂窝通信模块、短程无线通信模块、全球导航卫星系统(GNSS)通信模块等)和/或有线通信模块8294(诸如局域网(LAN)通信模块、电力线通信模块等)。在这些通信模块当中，对应的通信模块可以通过第一网络8298(诸如蓝牙、WiFi直连或红外数据协会(IrDA)的短程通信网络)或第二网络8299(蜂窝网络、互联网或诸如计算机网络(诸如LAN、WAN等)的电信网络)与其它电子设备通信。这些各种类型的通信模块可以集成到一个部件(诸如单个芯片等)中，或者可以实现为多个分离的部件(多个芯片)。无线通信模块8292可以使用存储在用户识别模块8296中的用户信息(诸如国际移动用户标识符(IMSI)等)来检查并验证通信网络(诸如第一网络8298和/或第二网络8299)中的电子设备8201。
天线模块8297可以向外部(诸如其它电子设备)发送信号和/或电力，或从外部接收信号和/或电力。天线可以包括由形成在基板(诸如PCB等)上的导电图案制成的辐射器。天线模块8297可以包括一个或多个天线。如果包括多个天线，则适于在诸如第一网络8298和/或第二网络8299的通信网络中使用的通信方法的天线可以由通信模块8290从多个天线选择。可以通过所选择的天线在通信模块8290和另一电子设备之间发送或接收信号和/或电力。除了天线之外，其它部件(诸如RFIC)可以被包括作为天线模块8297的一部分。
一些部件彼此连接，并可以通过外围器件(诸如总线、通用输入输出(GPIO)、串行外围接口(SPI)、移动工业处理器接口(MIPI)等)之间的通信方法交换信号(诸如命令、数据等)。
可以通过连接到第二网络8299的服务器8208在电子设备8201和外部电子设备8204之间发送或接收命令或数据。其它电子设备8202和8204可以是与电子设备8201相同或不同类型的设备。由电子设备8201执行的所有或一些操作可以由一个或更多个其它电子设备8202、8204和8208执行。例如，当电子设备8201需要执行特定功能或服务时，代替自身执行该功能或服务，电子设备8201可以请求一个或更多个其它电子设备执行该功能或者部分或全部服务。接收到该请求的一个或更多个其它电子设备可以执行与该请求相关的附加功能或服务，并将执行结果发送到电子设备8201。为此，可以使用云计算、分布式计算和/或客户端-服务器计算技术。
图21示出了其中根据一实施方式的显示装置应用于移动设备的示例。根据一实施方式，移动设备9100可以包括显示装置9110。显示装置9110可以包括上述转移结构1。显示装置9110可以具有可折叠结构，例如多重可折叠结构。这里，移动设备9100被示为折叠型显示器，但是可以应用于一般的平板显示器。
图22示出了其中根据一实施方式的显示装置应用于车辆显示装置的示例。该显示装置可以应用于车辆平视显示装置9200。车辆平视显示装置9200可以包括提供在车辆的一区域中的显示器9210、以及至少一个光路改变构件9220，该光路改变构件9220转换光路使得驾驶员可以看到在显示器9210上产生的图像。
图23示出了其中根据一实施方式的显示装置应用于增强现实眼镜或虚拟现实眼镜的示例。增强现实眼镜9300可以包括形成图像的投影系统9310，以及将图像从投影系统9310引导到用户眼睛中的元件9320。投影系统9310可以包括上述转移结构1。
图24显示了其中根据一实施方式的显示装置应用于大型标牌的示例。标牌9400可以用于使用数字信息显示器的户外广告，并且可以通过通信网络控制广告内容等。标牌9400可以例如通过参照图20描述的电子设备实现。
图25示出了其中根据一实施方式的显示装置应用于可穿戴显示器的示例。可穿戴显示器9500可以包括上述显示基板和微芯片，并且可以通过参照图20描述的电子设备实现。
根据一实施方式的显示装置也可以应用于各种产品，诸如可卷曲TV和可拉伸显示器。此外，根据一实施方式的转移结构1可以应用于光检测和测距(LIDAR)设备等。
根据实施方式的用于巨量转移微型半导体芯片的方法和装置可以利用静电力或电磁力将微型半导体芯片选择性地转移到多个微型半导体芯片巨量转移到的基板中微型半导体芯片未被转移到的区域，从而提高微型半导体芯片的转移产量。
应理解，在这里描述的实施方式仅在描述性意义上被考虑，而非限制的目的。每个实施方式内的特征或方面的描述通常应该被认为可用于其它实施方式中的其它类似特征或方面。虽然已经参照附图描述了一个或更多个实施方式，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求限定的精神和范围的情况下，可以在此进行在形式和细节上的各种改变。
本申请基于2022年9月6日在韩国知识产权局提交的第10-2022-0113022号韩国专利申请，并要求该韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开通过引用整体合并于此。

Claims (21)

1.一种巨量转移多个微型半导体芯片的巨量转移方法，所述巨量转移方法包括：
将多个第一微型半导体芯片巨量转移到第一基板上，使得所述多个第一微型半导体芯片设置在所述第一基板的多个第一凹槽中；
确定在所述第一基板中是否存在空的第一凹槽，其中所述多个第一微型半导体芯片没有设置在所述空的第一凹槽中；以及
将第二微型半导体芯片定位在所述空的第一凹槽中，其中所述第二微型半导体芯片与所述多个第一微型半导体芯片当中的第一微型半导体芯片相同，
其中所述定位包括：
将多个第二微型半导体芯片转移到与所述第一基板分开的第二基板上，其中所述第二微型半导体芯片包括在所述多个第二微型半导体芯片中；
从所述第二基板吸附所述第二微型半导体芯片；以及
使用静电力或电磁力将所述吸附的第二微型半导体芯片定位在所述空的第一凹槽中。
2.根据权利要求1所述的巨量转移方法，其中所述多个第一微型半导体芯片通过流体自组装方法被转移到所述第一基板上，以及
其中所述多个第二微型半导体芯片通过所述流体自组装方法被转移到所述第二基板上。
3.根据权利要求2所述的巨量转移方法，
其中所述第一微型半导体芯片的上表面具有与所述第一微型半导体芯片的下表面不同的界面能，
其中所述第二微型半导体芯片的上表面具有与所述第二微型半导体芯片的下表面不同的界面能，
其中所述第一微型半导体芯片设置在所述多个第一凹槽中的第一凹槽中，使得所述第二微型半导体芯片的所述上表面面向第一方向，以及
其中所述第二微型半导体芯片定位在所述空的第一凹槽中，使得所述第二微型半导体芯片的所述上表面面向所述第一方向。
4.根据权利要求1所述的巨量转移方法，其中所述确定包括检测关于所述空的第一凹槽的第一信息，以及
其中所述第二微型半导体芯片基于所述检测的第一信息被定位在所述空的第一凹槽中。
5.根据权利要求4所述的巨量转移方法，其中所述定位包括：
使用由电磁阵列在特定区域中选择性地产生的所述静电力或所述电磁力，将所述多个第二微型半导体芯片中的至少一些吸附到所述电磁阵列的所述特定区域，以及
将所述第二微型半导体芯片与所述电磁阵列分离，使得所述第二微型半导体芯片定位在所述第一基板的所述空的第一凹槽中。
6.根据权利要求5所述的巨量转移方法，其中所述吸附包括：
在所述第二基板上对准所述电磁阵列，以及
基于所述检测的第一信息，在与所述空的第一凹槽相对应的区域中选择性地产生所述静电力或所述电磁力。
7.根据权利要求6所述的巨量转移方法，其中所述第二微型半导体芯片的所述分离包括：
对准所述电磁阵列和所述第一基板，使得吸附到所述电磁阵列的所述第二微型半导体芯片与所述空的第一凹槽相对，以及
通过去除在所述电磁阵列中产生的所述静电力或所述电磁力，将所述吸附的第二微型半导体芯片定位在所述空的第一凹槽中。
8.根据权利要求5所述的巨量转移方法，其中所述多个第二微型半导体芯片中的所述至少一些的所述吸附包括：
在所述第二基板上对准所述电磁阵列，
通过在所述电磁阵列的整个区域中产生所述静电力或所述电磁力，吸附转移到所述第二基板上的所述多个第二微型半导体芯片，
倒置所述电磁阵列，使得所述吸附的多个第二微型半导体芯片面朝上，以及
基于所述检测的第一信息，通过在所述电磁阵列的与所述空的第一凹槽相对应的区域中选择性地产生所述静电力或所述电磁力，重新布置所述多个第二微型半导体芯片。
9.根据权利要求1所述的巨量转移方法，还包括将所述多个第一微型半导体芯片和所述第二微型半导体芯片从所述第一基板转移到驱动基板上。
10.根据权利要求5所述的巨量转移方法，其中在所述巨量转移之后，错放的第一微型半导体芯片设置在所述第一基板的除了所述多个第一凹槽之外的区域上，以及
其中所述方法还包括使用所述电磁阵列去除所述错放的第一微型半导体芯片。
11.根据权利要求10所述的巨量转移方法，其中所述第一基板包括限定所述多个第一凹槽的阻挡肋，
其中在所述巨量转移期间，所述错放的第一微型半导体芯片被转移到所述阻挡肋上，以及
其中所述方法还包括通过在所述电磁阵列的与所述阻挡肋重叠的区域中产生所述静电力或所述电磁力，使用所述电磁阵列从所述阻挡肋选择性地去除所述错放的第一微型半导体芯片。
12.根据权利要求1所述的巨量转移方法，其中所述多个第一微型半导体芯片和所述多个第二微型半导体芯片中的每个微型半导体芯片的尺寸等于或小于约1000μm。
13.根据权利要求1所述的巨量转移方法，其中所述多个第一微型半导体芯片和所述多个第二微型半导体芯片中的每个微型半导体芯片是微型发光二极管。
14.根据权利要求1所述的巨量转移方法，其中所述第一基板包括转移基板或驱动基板。
15.一种转移结构，包括：
包括多个凹槽的第一基板；
多个第一微型半导体芯片，巨量转移到所述第一基板上使得所述多个第一微型半导体芯片设置在所述第一基板的所述多个凹槽中；以及
定位在所述多个凹槽中的第一凹槽中的第二微型半导体芯片，其中所述第一凹槽在所述巨量转移之后是空的，
其中所述第二微型半导体芯片与所述多个第一微型半导体芯片当中的第一微型半导体芯片相同，
其中通过将多个第二微型半导体芯片转移到与所述第一基板分离的第二基板上，所述第二微型半导体芯片被定位在所述第一凹槽中，其中所述第二微型半导体芯片包括在所述多个第二微型半导体芯片中，从所述第二基板吸附所述第二微型半导体芯片，并使用静电力或电磁力将所述吸附的第二微型半导体芯片定位在所述第一凹槽中。
16.一种用于多个微型半导体芯片的巨量转移装置，所述巨量转移装置包括：
转移装置，配置为将所述多个微型半导体芯片巨量转移到基板上，使得所述多个微型半导体芯片通过流体自组装设置在多个凹槽中；以及
电磁阵列，配置为使用静电力或电磁力选择性地吸附和分离所述多个微型半导体芯片，
其中所述电磁阵列被进一步配置成使用以下来操作：
清洁模式，其中所述电磁阵列被配置成在与限定所述基板中的所述多个凹槽的阻挡肋相对应的区域中选择性地产生所述静电力或所述电磁力以吸附被转移到所述阻挡肋上的错放的微型半导体芯片，以及
互补模式，其中所述电磁阵列被配置为在与所述基板中的所述多个凹槽中的至少一些相对应的区域中产生所述静电力或所述电磁力，以吸附被转移到所述多个凹槽的至少一个微型半导体芯片，并使用所述吸附的至少一个微型半导体芯片来补充另一基板。
17.根据权利要求16所述的巨量转移装置，其中所述电磁阵列包括二维布置的多个单位单元，以及
其中所述多个单位单元被配置为单独地产生所述静电力或所述电磁力。
18.根据权利要求16所述的巨量转移装置，进一步包括传感器，所述传感器被配置为检测关于所述多个微型半导体芯片未插入其中的空的凹槽的信息。
19.根据权利要求16所述的巨量转移装置，其中所述转移装置包括：
供应构件，被配置为与液体同时或分开地供应所述多个微型半导体芯片；以及
吸收构件，被配置为吸收所述液体。
20.根据权利要求16所述的巨量转移装置，其中所述多个微型半导体芯片中的每个微型半导体芯片的尺寸小于或等于约1000μm。
21.一种转移多个微型半导体芯片的方法，所述方法包括：
将多个第一微型半导体芯片巨量转移到第一基板的多个第一凹槽中；
检测所述第一基板的空的第一凹槽，其中所述多个第一微型半导体芯片未设置在所述空的第一凹槽中；以及
将至少一个第二微型半导体芯片巨量转移到与所述第一基板分离的第二基板上；
将所述至少一个第二微型半导体芯片从所述第二基板吸附到电磁阵列上；
将所述电磁阵列与所述第一基板对准，使得所述吸附的至少一个第二微型半导体芯片与所述空的第一凹槽对准；以及
从所述电磁阵列释放所述至少一个第二微型半导体芯片使得所述至少一个第二微型半导体芯片被放置到所述第一基板的所述空的第一凹槽中。
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