KR101630138B1 - 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체 - Google Patents

마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체 Download PDF

Info

Publication number
KR101630138B1
KR101630138B1 KR1020157007287A KR20157007287A KR101630138B1 KR 101630138 B1 KR101630138 B1 KR 101630138B1 KR 1020157007287 A KR1020157007287 A KR 1020157007287A KR 20157007287 A KR20157007287 A KR 20157007287A KR 101630138 B1 KR101630138 B1 KR 101630138B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
array
delete delete
stabilization
stabilizing
Prior art date
Application number
KR1020157007287A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150046253A (ko
Inventor
신-후아 후
안드레아스 비블
존 에이. 히긴슨
Original Assignee
애플 인크.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US13/625,825 external-priority patent/US8835940B2/en
Application filed by 애플 인크. filed Critical 애플 인크.
Publication of KR20150046253A publication Critical patent/KR20150046253A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101630138B1 publication Critical patent/KR101630138B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6835—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/03—Manufacturing methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/93—Batch processes
    • H01L24/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L2221/68327—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support used during dicing or grinding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L2221/6834—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support used to protect an active side of a device or wafer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L2221/68368—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support used in a transfer process involving at least two transfer steps, i.e. including an intermediate handle substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/04026—Bonding areas specifically adapted for layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001—Internal layers
    • H01L2224/05075—Plural internal layers
    • H01L2224/0508—Plural internal layers being stacked
    • H01L2224/05083—Three-layer arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/29109—Indium [In] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/29111—Tin [Sn] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/29113—Bismuth [Bi] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/7598—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors specially adapted for batch processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8338—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/83399—Material
    • H01L2224/834—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/83401—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/83409—Indium [In] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8338—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/83399—Material
    • H01L2224/834—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/83401—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/83411—Tin [Sn] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8338—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/83399—Material
    • H01L2224/834—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/83438—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/83444—Gold [Au] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838—Bonding techniques
    • H01L2224/83801—Soldering or alloying
    • H01L2224/83815—Reflow soldering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1015—Shape
    • H01L2924/10155—Shape being other than a cuboid
    • H01L2924/10156—Shape being other than a cuboid at the periphery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12041—LED
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12042—LASER
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/146—Mixed devices
    • H01L2924/1461—MEMS

Abstract

마이크로 소자들의 어레이를 안정화하기 위한 방법 및 구조체가 개시된다. 마이크로 소자들의 어레이는 열경화성 재료로부터 형성되는 안정화 포스트들의 어레이 상에 형성된다. 각자의 마이크로 소자는 저부 표면을 포함하며, 저부 표면은 바로 밑의 대응하는 안정화 포스트보다 넓다.

Description

마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체{STRUCTURE FOR STABILIZING MICRO DEVICES}
관련 출원
본 출원은 2012년 9월 24일 출원되고 계류 출원 중인 미합중국 특허 출원 제13/625,825호의 부분 계속 출원으로, 이는 참조로서 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 마이크로 소자(micro device)에 관한 것이다. 좀 더 상세하게는, 본 발명의 실시예들은 캐리어 기판 상의 마이크로 소자의 안정화에 관한 것이다.
집적 및 패키징 문제는 무선 주파수(RF) 마이크로전기기계 시스템(microelectromechanical system, MEMS) 마이크로스위치, 발광 다이오드(LED) 디스플레이 시스템, 및 MEMS 또는 석영-기반 오실레이터와 같은 마이크로 소자들의 상업화에 대한 주요 장애물 중 하나이다.
소자들을 이송하기 위한 전통적인 기술은 이송 웨이퍼로부터 수용 웨이퍼로의 웨이퍼 접합에 의한 이송을 포함한다. 그러한 일 구현예는 이송 웨이퍼로부터 수용 웨이퍼로의 소자들의 어레이의 일 접합 단계 - 그 후, 이송 웨이퍼는 제거됨 - 를 수반하는 "직접 인쇄(direct printing)"이다. 이의 다른 구현예는 접합/접합해제의 2개의 단계를 수반하는 "전사 인쇄(transfer printing)"이다. 전사 인쇄에서는, 이송 웨이퍼가 도너 웨이퍼로부터 소자들의 어레이를 픽업(pick up)하고, 이어서 소자들의 어레이를 수용 웨이퍼에 접합한 후, 이송 웨이퍼를 제거할 수 있다.
이송 공정 동안 소자가 선택적으로 접합 및 접합해제될 수 있는 일부 인쇄 공정 변형 형태가 개발되어 왔다. 전통적인 형태 및 변형 형태의 직접 인쇄 및 전사 인쇄 기술 둘 모두에서, 이송 웨이퍼는 소자를 수용 웨이퍼에 접합한 후에 소자로부터 접합해제된다. 게다가, 소자들의 어레이를 갖는 전체 이송 웨이퍼가 이송 공정에 수반된다.
픽업될 준비가 된 마이크로 소자들의 어레이의 형성 구조 및 방법이 개시된다. 일 실시예에서, 구조체는 안정화 포스트들의 어레이를 포함하는 안정화 층을 포함하고, 안정화 층은 경화 도중에 10% 이하의 부피 축소 또는 좀 더 상세하게는 경화 도중에 대략 6% 이하의 부피 축소와 연관된 에폭시 또는 벤조사이클로부텐(BCB)과 같은 열경화성 재료로부터 형성된다. 마이크로 소자들의 어레이는 안정화 포스트들의 어레이 상에 있으며, 각자의 마이크로 소자는 저부 표면 - 바로 밑의 대응하는 안정화 포스트보다 넓음 - 을 포함한다. 저부 전도성 접촉들의 어레이가 마이크로 소자들의 어레이의 저부 표면들 상에 형성될 수 있다. 상부 전도성 접촉들의 어레이가 마이크로 소자들의 어레이 상단에 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 안정화 포스트들의 어레이가 1 μm 내지 100 μm의 피치, 또는 좀 더 상세하게는 1 μm 내지 20 μm의 피치에 의해 이격된다.
안정화 층은 캐리어 기판에 접합될 수 있다. 접합 촉진제 층이 캐리어 기판과 안정화 층 사이에 형성되어 접착력을 증진시킬 수 있다. 안정화 층과 마이크로 소자들의 어레이 사이에 희생 층이 또한 위치될 수 있으며, 여기서 안정화 포스트들의 어레이가 희생 층의 두께를 통과하도록 또한 연장된다. 일 실시예에서, 희생 층은 산화물 또는 질화물과 같은 재료로부터 형성된다. 식각 정지 검출 층, 예를 들어, 티타늄이 희생 층과 마이크로 소자들의 어레이 사이에 또한 위치될 수 있으며, 안정화 포스트들의 어레이가 식각 정지 검출 층의 두께를 관통하여 연장될 수 있다. 접착 촉진제 층이 안정화 층과 희생 층 사이에 또한 형성되어 접착력을 증진시킬 수 있으며, 안정화 포스트들의 어레이가 접착 촉진제 층의 두께를 관통하여 또한 연장될 수 있다.
마이크로 소자들의 어레이는 LED 소자일 수 있고, 적색, 녹색 또는 청색광과 같은 특정 파장을 방출하도록 설계될 수 있다. 일 실시예에서, 각자의 마이크로 LED 소자는 p-도핑된 반도체 층, p-도핑된 반도체 층 상부의 하나 이상의 양자 우물 층들, 및 n-도핑된 반도체 층으로 형성되는 소자 층을 포함한다. 예를 들어, 마이크로 LED 소자가 적색광을 방출하도록 설계되는 경우에서, p-도핑된 층은 GaP를 포함하고, n-도핑된 층은 AlGaInP를 포함할 수 있다. 소자 층은 n-도핑된 반도체 층 상부의 GaAs와 같은 옴 접촉 층을 또한 포함할 수 있다.
안정화 포스트들의 어레이는 마이크로 소자들의 어레이 밑의 x-y 중심을 중심으로 하거나, 마이크로 소자들의 어레이 밑의 x-y 중심에서 중심이 벗어날(off-center) 수 있다. 각자의 안정화 포스트는 두 개의 인접한 마이크로 소자들의 에지 밑에 걸쳐 이어질 수 있다. 또한, 두 개 이상의 안정화 포스트들이 각자의 마이크로 소자 밑에 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 마이크로 소자들의 어레이를 형성하는 단계는 소자 층 상부에 안정화 포스트들의 어레이를 형성하는 단계, 안정화 포스트들의 어레이 및 소자 층을 캐리어 기판으로 이송하는 단계, 및 소자 층을 패턴화함으로써 대응하는 마이크로 소자들의 어레이를 안정화 포스트들의 어레이 상부에 형성하는 단계를 포함한다. 패턴화된 희생 층이 또한 제거됨으로써 각자의 마이크로 소자 아래에 개방 공간을 형성할 수 있다. 안정화 포스트들의 어레이를 형성하는 단계는 소자 층 상부에 개구부들의 어레이를 포함하는 패턴화된 희생 층을 형성하는 단계 및 패턴화된 희생 층 상부와 개구부들의 어레이 내부에 안정화 층을 형성함으로써 안정화 포스트들의 어레이를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 개구부들의 어레이는 소자 층 상의 전도성 접촉들의 어레이 바로 상부에 형성된다.
안정화 포스트들의 어레이와 소자 층을 캐리어 기판으로 이송하는 단계는 안정화 층을 캐리어 기판으로 접합하는 단계를 포함할 수 있다. 안정화 층은 안정화 층을 캐리어 기판으로 접합하는 단계 이전에 소프트 베이킹(soft-bake)될 수 있고, 안정화 층을 캐리어 기판으로 접착하는 단계 도중 또는 이후에 하드 베이킹(hard-bake)이 뒤따를 수 있다. 안정화 층을 캐리어 기판으로 접착하는 단계 이후 및 소자 층을 패턴화함으로써 마이크로 소자들의 어레이를 형성하는 단계 이전에 성장 기판이 소자 층으로부터 또한 제거될 수 있다. 일 실시예에서, 성장 기판을 제거한 이후에 전도성 접촉 층이 소자 층 상부에 증착(deposit)되고, 전도성 접촉 층은 어닐링(anneal)됨으로써 소자 층과의 옴 접촉(ohmic contact)을 형성하고, 패턴화됨으로써 안정화 포스트들의 어레이 바로 상부에 소자 층 상의 전도성 접촉들의 어레이를 형성한다. 예를 들어, 어닐링은 300℃ 이상의 온도에서 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 방법은 희생 층을 패턴화함으로써 소자 층 상에 형성된 전도성 접촉들의 어레이를 노출시키는 개구부들의 어레이를 희생 층 내에 형성하는 단계를 포함하며, 소자 층은 n-도핑된 반도체 층, p-도핑된 반도체 층, 및 n-도핑된 반도체 층과 p-도핑된 반도체 층 사이의 양자 우물 층을 포함한다. 이어서 열경화성 재료가 희생 층 상부와 개구부들의 어레이 내부로 적용되고, 열경화성 재료가 경화됨으로써 열경화성 재료는 고형화된다. 경화는 UV 에너지 또는 열에 의해 수행될 수 있다. 경화는 또한 열경화성 재료의 적어도 70% 가교결합을 이룰 수 있다. 부가적으로 열경화성 재료는 경화 도중에 10% 이하의 부피 수축을 겪을 수 있다. 일 실시예에서, 소자 층을 지지하는 성장 기판이 경화된 열경화성 재료를 이용하여 캐리어 기판으로 접합될 수 있다. 일 실시예에서, 희생 층과 희생 층 밑의 식각 정지 검출 층은 패턴화됨으로써 전도성 접촉들의 어레이를 노출시키는 개구부들의 어레이를 형성한다. 일 실시예에서, 식각 정지 검출 층을 관통하는 식각의 완료는 시각적 관찰을 이용하여 검출된다.
일 실시예에서, 구조체는 안정화 포스트들의 어레이를 포함하는 안정화 층, 및 안정화 포스트들의 어레이 상의 마이크로 칩들의 어레이를 포함하고, 각자의 마이크로 칩은 저부 표면을 포함하여, 저부 표면은 바로 밑의 대응하는 안정화 포스트보다 넓다. 저부 전도성 접촉들의 어레이가 마이크로 칩들의 어레이의 저부 표면들 상에 형성될 수 있다. 각자의 마이크로 칩은 전도성 접촉 중 하나의 전도성 접촉과 전기적으로 연결된 접촉 패드를 또한 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 안정화 포스트들의 어레이는 1 μm 내지 100 μm의 피치, 또는 좀 더 상세하게는 1 μm 내지 20 μm의 피치에 의해 이격된다. 안정화 층은 경화 도중에 10% 이하의 부피 수축, 또는 좀 더 상세하게는 경화 도중 6% 이하의 부피 수축과 연관된 열경화성 재료, 예를 들어 에폭시 또는 벤조사이클로부텐(BCB)으로부터 형성될 수 있다.
안정화 층은 캐리어 기판으로 접합될 수 있다. 접착 촉진제 층이 캐리어 기판과 안정화 층 사이에 형성되어 접착력을 증진시킬 수 있다. 희생 층은 안정화 층과 마이크로 칩들의 어레이 사이에 또한 위치될 수 있으며, 여기서 안정화 포스트들의 어레이가 희생 층의 두께를 통과하도록 또한 연장된다. 일 실시예에서, 희생 층은 산화물 또는 질화물과 같은 재료로부터 형성된다. 식각 정지 검출 층, 예를 들어, 티타늄이 희생 층과 마이크로 칩들의 어레이 사이에 또한 위치될 수 있으며, 안정화 포스트들의 어레이가 식각 정지 검출 층의 두께를 관통하여 연장될 수 있다. 접착 촉진제 층이 안정화 층과 희생 층 사이에 또한 형성되어 접착력을 증진시킬 수 있으며, 안정화 포스트들의 어레이가 접착 촉진제 층의 두께를 관통하여 또한 연장될 수 있다. 일 실시예에서, 각자의 마이크로 칩은 복수의 안정화 포스트들 상에 있다. 각자의 마이크로 칩은 마이크로 칩을 완전히 관통하여 연장되는 관통형 비아(through via)를 또한 포함할 수 있으며, 관통형 비아는 안정화 포스트의 바로 상부에 있지 않을 수 있다.
일 실시예에서, 마이크로 칩들의 어레이를 형성하는 방법은 안정화 포스트들의 어레이를 집적 회로를 포함하는 소자 층 상부에 형성하는 단계, 안정화 포스트들의 어레이와 소자 층을 캐리어 기판으로 이송하는 단계, 및 소자 층을 패턴화함으로써 대응하는 마이크로 칩들의 어레이를 안정화 포스트들의 어레이 상부에 형성하는 단계를 포함한다. 마이크로 칩들의 어레이 내의 각자의 마이크로 칩은 안정화 포스트들의 어레이 내의 하나 이상의 안정화 포스트들 상부에 형성될 수 있다. 패턴화된 희생 층이 또한 제거됨으로써 각자의 마이크로 소자 아래에 개방 공간을 형성할 수 있다. 안정화 포스트들의 어레이를 형성하는 단계는 소자 층 상부에 개구부들의 어레이를 포함하는 패턴화된 희생 층을 형성하는 단계 및 패턴화된 희생 층 상부와 개구부들의 어레이 내부에 안정화 층을 형성함으로써 안정화 포스트들의 어레이를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 개구부들의 어레이는 소자 층 상의 전도성 접촉들의 어레이 바로 상부에 형성된다. 일 실시예에서, 개구부들의 수는 전도성 접촉들의 수보다 크다.
안정화 포스트들의 어레이와 소자 층을 캐리어 기판으로 이송하는 단계는 안정화 층을 캐리어 기판으로 접합하는 단계를 포함할 수 있다. 안정화 층은 안정화 층을 캐리어 기판으로 접합하는 단계 이전에 소프트 베이킹될 수 있고, 안정화 층을 캐리어 기판으로 접착하는 단계 도중 또는 이후에 하드 베이킹이 뒤따를 수 있다. 소자 층을 캐리어 기판으로 이송하는 단계 이후와 소자 층을 패턴화함으로써 마이크로 칩들의 어레이를 형성하는 단계 이전에 소자 층은 박형화될 수 있다. 각자의 마이크로 칩은 또한 식각됨으로써 마이크로 칩을 완전히 관통하도록 연장되는 관통형 비아를 포함할 수 있고, 관통형 비아는 안정화 포스트 바로 상부에 있지 않을 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 벌크 LED 기판 상에 패턴화된 전도성 접촉 층을 예시한 측단면도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 벌크 LED 기판 상에 패턴화된 전도성 접촉 층을 예시한 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 벌크 LED 기판 상부에 형성된 희생 층을 예시한 측단면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른, 벌크 LED 기판 상부에 형성된 패턴화된 희생 층을 예시한 측단면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 벌크 LED 기판의 패턴화된 희생 층 내의 개구부들의 상부 및 그 내부에 형성된 안정화 층을 예시한 측단면도이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 벌크 LED 기판의 패턴화된 희생 층 내의 개구부들의 상부 및 그 내부에 형성된 성형된 안정화 층을 예시한 측단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예들에 따른, 벌크 LED 기판 및 캐리어 기판을 함께 결합하는 것을 예시한 측단면도이다.
도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 캐리어 기판에 접합된 벌크 LED 기판을 예시한 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 성장 기판의 제거를 예시한 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 식각 정지 층의 제거를 예시한 측단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 소자 층 상부에 형성된 패턴화된 전도성 접촉 층을 예시한 측단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 안정화 포스트들의 어레이 상에 형성된 마이크로 LED 소자들의 어레이를 예시한 측단면도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시예들에 따른, 희생 층의 제거 이후 안정화 포스트들의 어레이 상에 형성된 마이크로 LED 소자들의 어레이를 예시한 측단면도이다.
도 10c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 마이크로 소자들의 어레이 픽업 이후에 안정화 포스트들을 포함하는 안정화 층의 상면도 이미지이다.
도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 희생 층의 제거 이후에 안정화 포스트들의 어레이 상에 형성된 마이크로 LED 소자들의 어레이를 예시한 측단면도이다.
도 11b는 본 발명의 실시예들에 따른, 안정화 포스트 위치를 예시한 개략적 상면도이다.
도 12a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 희생 층의 제거 이후 안정화 포스트들의 어레이 상에 형성된 마이크로 LED 소자들의 어레이를 예시한 측단면도이다.
도 12b는 본 발명의 실시예들에 따른, 안정화 포스트 위치를 예시한 개략적 상면도이다.
도 13a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 희생 층의 제거 이후 안정화 포스트들의 어레이 상에 형성된 마이크로 LED 소자들의 어레이를 예시한 측단면도이다.
도 13b는 본 발명의 실시예들에 따른, 안정화 포스트 위치를 예시한 개략적 상면도이다.
도 14a는 본 발명의 실시예에 따른, 캐리어 기판 상의 마이크로 소자들의 어레이 상부에 위치된 정전형(electrostatic) 이송 헤드들의 어레이를 예시한 측단면도이다.
도 14b는 본 발명의 실시형태에 따른, 마이크로 소자들의 어레이와 접촉하는 정전형 이송 헤드들의 어레이를 예시한 측단면도이다.
도 14c는 본 발명의 실시형태에 따른, 마이크로 소자들의 어레이를 픽업하는 정전형 이송 헤드들의 어레이를 예시한 측단면도이다.
도 14d는 본 발명의 실시예에 따른 수용 기판에 접촉된 마이크로 소자들의 어레이를 예시한 측단면도이다.
도 14e는 본 발명의 일 실시예에 따른 수용 기판 상에 릴리스(release)된 마이크로 소자들의 어레이를 예시한 측단면도이다.
도 15a 내지 도 23b는 본 발명의 일 실시예에 따른 안정화 포스트들의 어레이 상의 마이크로 칩들의 어레이를 제조하기 위한 시퀀스를 예시한 측단면도 및 상면도이다.
본 발명의 실시예들은 캐리어 기판 상의 마이크로 발광 다이오드(LED) 소자들 및 마이크로 칩들과 같은 마이크로 소자들의 어레이를 안정화함으로써 이들이 픽업 및 수용 기판으로의 이송에 대해 준비될 수 있도록 하기 위한 방법 및 구조에 관해 기술한다. 예를 들어, 수용 기판은 디스플레이 기판, 조명 기판, 트랜지스터 또는 집적 회로(IC)와 같은 기능 디바이스를 갖는 기판, 또는 금속 재배선 라인(redistribution line)들을 갖는 기판일 수 있지만 이로 한정되지 않는다. 본 발명의 일부 실시예들이 특히 p-n 다이오드들을 포함하는 마이크로 LED들에 관하여 기술되지만, 본 발명의 실시예들이 그렇게 제한되지 않는다는 것과, 소정 실시예들이 또한 사전결정된 전자 기능(예컨대, 다이오드, 트랜지스터, 집적 회로) 또는 광자 기능(LED, 레이저)을 제어된 방식으로 수행하도록 하는 방식으로 설계되는 다른 마이크로 반도체 디바이스들에 적용가능할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명의 다른 실시예들이 회로를 포함한 마이크로 칩들에 특히 관련하여 기술된다. 예를 들어, 마이크로 칩들은 로직 또는 메모리 응용들을 위한 실리콘 또는 SOI 웨이퍼에 기초할 수 있으며, 또는 RF 통신 응용을 위한 갈륨 비소(GaAs) 웨이퍼들에 기초할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 도면을 참조하여 설명이 이루어진다. 그러나, 소정 실시예들은 이들 구체적 세부사항 중 하나 이상 없이, 또는 다른 알려진 방법 및 구성과 조합하여 실시될 수 있다. 하기의 설명에서는, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 구체적 구성, 치수 및 공정 등과 같은 많은 구체적 세부사항이 언급된다. 다른 경우에, 잘 알려진 반도체 공정 및 제조 기술은 본 발명을 불필요하게 불명료하게 하지 않도록 특별히 상세히 기술되지 않았다. 본 명세서 전반에 걸친 "하나의 실시예", "일 실시예" 등의 언급은 실시예와 관련되어 설명된 특정 특징, 구조, 구성 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 곳에서 어구 "하나의 실시예에서", "일 실시예에서" 등의 언급은 반드시 본 발명의 동일한 실시예를 가리키지는 않는다. 또한, 특정한 특징, 구조, 구성 또는 특성은 하나 이상의 실시예에서 적합한 방식으로 조합될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 용어 "상부에", "걸쳐 이어지는", "~에", "사이에" 및 "상에"는 하나의 층의 다른 층에 대한 상대 위치를 가리킬 수 있다. 다른 층 "상부에", "에 걸쳐 이어지는", 또는 "상의" 하나의 층, 또는 다른 층"에" 접합되는 하나의 층은 다른 층과 직접 접촉할 수 있거나, 하나 이상의 개재하는 층을 구비할 수 있다. 층들 "사이의" 하나의 층은 그러한 층들과 직접 접촉할 수 있거나, 하나 이상의 개재하는 층을 구비할 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 용어 "마이크로" 소자, "마이크로" 칩, 또는 "마이크로" LED 소자는 본 발명의 실시예들에 따른 소정의 소자들, 칩들 또는 구조체들의 서술적인 크기를 지칭할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같은 용어 "마이크로 소자"는 "마이크로 LED 소자" 및 "마이크로 칩"을 특히 포함한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "마이크로" 소자 또는 구조체는 1 내지 100 μm의 스케일을 가리키는 것을 의미한다. 그러나, 본 발명의 실시예들이 반드시 그렇게 제한되는 것은 아니며, 실시예들의 소정의 태양들이 보다 큰 그리고 가능하게는 보다 작은 크기 스케일로 적용가능할 수 있다는 것이 인식될 것이다. 일 실시예에서, 마이크로 소자들의 어레이 내의 단일 마이크로 소자 및 정전형 이송 헤드들의 어레이 내의 단일 정전형 이송 헤드 둘 모두는 최대 치수가, 예를 들어 길이 또는 폭이 1 내지 100 μm이다. 일 실시예에서, 각각의 마이크로 소자 또는 정전형 이송 헤드의 상부 접촉 표면은 최대 치수가 1 내지 100 μm, 또는 좀 더 상세하게는, 3 내지 20 μm이다. 일 실시예에서, 마이크로 소자들의 어레이의 피치, 및 대응하는 정전형 이송 헤드들의 어레이의 피치는 (1 내지 100 μm) × (1 내지 100 μm), 예를 들어 20 μm × 20 μm 피치 또는 5 μm × 5 μm 피치이다.
다음의 실시예들에서, 이송 헤드들의 어레이를 구비한 미리 제조된 마이크로 소자들의 어레이의 대량 이송에 대해 기술한다. 예를 들어, 미리 제조된 마이크로 소자들은 발광용 LED, 로직 및 메모리용 실리콘 IC, 및 무선 주파수(RF) 통신용 갈륨 비소(GaAs) 회로를 들 수 있으나 이에 한정되지 않는 특정 기능을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 픽업될 준비가 되어 있는 마이크로 LED 소자들의 어레이는 20 μm × 20 μm 피치, 또는 5 μm × 5 μm 피치를 갖는 것으로서 기술된다. 이러한 밀도에서, 6 인치 기판은, 예를 들어 10 μm × 10 μm 피치를 갖는 대략 1억6천5백만 개의 마이크로 LED 소자들, 또는 5 μm × 5 μm 피치를 갖는 대략 6억6천만 개의 마이크로 LED 소자들을 수용할 수 있다. 대응하는 마이크로 LED 소자들의 어레이의 피치의 정수배와 부합하는 이송 헤드들의 어레이를 포함하는 이송 도구가 사용되어 마이크로 LED 소자들의 어레이를 픽업하여 수용 기판으로 이송할 수 있다. 이러한 방식으로, 마이크로 LED 소자들을 마이크로 디스플레이로부터 대면적 디스플레이에 이르는 임의의 크기의 기판들을 비롯한 이종 집적 시스템들 내로 높은 이송 속도로 통합 및 조립하는 것이 가능하다. 예를 들어, 마이크로 소자 이송 헤드들의 1 cm × 1 cm 어레이가 100,000개 초과의 마이크로 소자들을 픽업 및 이송할 수 있는데, 이때 마이크로 소자 이송 헤드들의 보다 큰 어레이가 보다 많은 마이크로 소자들을 이송할 수 있다.
일 실시 양태에서, 본 발명의 실시예들은 캐리어 기판 상의 마이크로 발광 다이오드(LED) 소자들과 같은 마이크로 소자들의 어레이를 안정화함으로써 이들이 픽업 및 수용 기판으로의 이송에 대해 준비될 수 있도록 하기 위한 방법 및 구조에 관해 기술한다. 일 실시예에서, 마이크로 소자들의 어레이가 캐리어 기판 상의 안정화 포스트들의 어레이 상에 위치 고정된다. 일 실시예에서, 안정화 포스트들은 접착 접합 재료로부터 형성된다. 이러한 방식으로, 안정화 포스트들의 어레이는 캐리어 기판 상에 마이크로 소자들의 어레이를 위치 고정함과 함께, 마이크로 소자들의 어레이가 곧바로 픽업될 수 있는 구조체를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 접착 접합 재료는 예를 들어 벤조사이클로부틴(BCB) 또는 에폭시와 같은 열경화성 재료를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에서, 열경화성 재료는 경화 중의 10% 이하의 부피 수축, 또는 좀 더 상세하게는 경화 중의 약 6% 미만의 부피 수축과 연관이 있을 수 있다. 이러한 방식으로, 접착 접합 재료의 경화 중의 낮은 부피 수축은 안정화 포스트들의 어레이와 마이크로 소자들의 어레이 간의 층간 박리를 유발하지 않을 수 있으며, 안정화 포스트들의 어레이와 안정화 포스트들의 어레이에 의해 지지되는 마이크로 소자들의 어레이 사이에 균일한 접착을 허용할 수 있다.
특정 이론으로 제한됨이 없이, 본 발명의 실시예들은 마이크로 소자들을 픽업하기 위해 반대 전하들의 인력을 사용하는 정전형 그리퍼(gripper)들의 원리에 따라 작동하는 이송 헤드들 및 헤드 어레이들을 활용한다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 마이크로 소자에 대한 그립 압력을 생성하여 그 마이크로 소자를 픽업하기 위해, 이송 헤드에 풀인 전압(pull-in voltage)이 인가된다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 마이크로 소자를 안정화 포스트로부터 픽업하기 위해 요구되는 최소량의 픽업 압력은 안정화 포스트들이 그로부터 형성되는 접착 접합 재료와 마이크로 소자(또는 임의의 개재층) 사이의 접착력은 물론, 안정화 포스트의 상부 표면과 마이크로 소자 사이의 접착 면적에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 마이크로 소자를 픽업하기 위해 극복해야만 하는 접착력은 등식(1)에 의해 제공된 이송 헤드에 의해 생성되는 최소 픽업 압력과 연관된다:
P1A1 = P2A2 (1)
여기서, P1은 이송 헤드에 의해 생성되어야 하는 최소 그립 압력(grip pressure), A1은 이송 헤드 접촉 표면과 마이크로 소자 접촉 표면 사이의 접촉 면적, A2는 안정화 포스트의 상부 표면 상의 접촉 면적, 및 P2는 안정화 포스트의 상부 표면 상의 접착력이다. 일 실시예에서, 1 기압 초과의 그립 압력이 이송 헤드에 의해 생성된다. 예를 들어, 각각의 이송 헤드는 2 기압 이상의 그립 압력, 또는 이송 헤드의 유전 파괴로 인한 단락 없이 심지어 20 기압 이상의 그립 압력을 생성할 수 있다. 보다 작은 면적으로 인해, 대응하는 안정화 포스트의 상부 표면에서 구현되는 압력이 이송 헤드에 의해 생성된 그립 압력 보다 더 높다.
일 실시예에서, 재용해 가능한 또는 리플로우 가능한 접합 층이 각각의 마이크로 소자와 안정화 포스트 사이에 위치된다. 그러한 실시예에서, 픽업 동작 이전이나 도중에, 또는 수용 기판 상의 마이크로 소자의 위치 도중에 접합 층으로 열이 인가되어 고체 상태로부터 액체 상태로의 상 변화를 일으킬 수 있다. 액체 상태에서, 접합 층은 마이크로 디바이스를 안정화 포스트 상에서 위치 유지하면서 또한 마이크로 소자가 그로부터 용이하게 릴리스가능한 매체를 제공할 수 있다. 이러한 상황에서, 안정화 포스트에 마이크로 소자를 고정하고 있는 액체 접합 층의 표면 장력이 마이크로 소자를 고정하고 있는 다른 힘들에 대해 우세하게 될 수 있다. 이들 표면 장력은 안정화 포스트들 내의 접착 접합 재료와 연관된 접착력보다 상대적으로 덜할 수 있으므로, 픽업을 위해 보다 낮은 그립 압력을 요구할 수 있다. 접합 층의 부분적 픽업 및 수용 기판으로의 이송은 또한 수용 기판으로의 마이크로 소자의 접합을 보조할 수 있다.
다른 실시예에서, 접합 층은 낮은 인장 강도의 특성을 가지는 재료로부터 형성된다. 예를 들어, 인듐은 대략 4 MPa의 인장 강도의 특성을 갖는데 이는 10 MPa 이하의 금/BCB 접합 계면 사이의 접착력 보다 낮거나 이에 인접한 강도이자, 다우 케미컬 컴퍼니에서 구매 가능한 1-메톡시-2-프로판올 내의 유기실란 화합물인 접착 촉진제 AP3000으로 처리했을 때, 금/BCB 접합 계면 사이의 예시적인 30 MPa 접착력(스터드 인발 시험으로 판단함) 보다 상당히 낮은 강도이다. 일 실시예에서, 접합 층은 보다 낮은 인장 강도로 인해 픽업 동작 중에 클리빙(cleave)되고, 픽업 동작 중에 상 변화는 일어나지 않는다. 다만, 마이크로 소자의 수용 기판 상의 배치 도중에 마이크로 소자의 수용 기판에 대한 접합을 보조하기 위해 마이크로 소자를 이용하여 픽업된 접합 층의 일부분 내에는 여전히 상 변화가 일어날 수 있다.
다른 태양에서, 본 발명의 실시예들은 마이크로 소자의 상부 및 저부 표면 상에 전도성 접촉 층이 형성되고 옴 접촉(ohmic contact)을 제공하기 위해 어닐링될 수 있는, 픽업될 준비가 된 마이크로 소자들의 어레이를 형성하는 방식을 기술한다. 마이크로 소자의 상부 표면 상에 전도성 접촉이 형성된 곳에서, 연관된 증착 및 어닐링 온도를 견딜 능력이 있는 재료로부터 안정화 층이 형성된다. 예를 들어, 마이크로 소자와의 옴 접촉을 형성하기 위해 전도성 접촉은 200℃ 내지 350℃ 사이의 온도의 어닐링을 요구할 수 있다. 이러한 방식으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 상이한 가시광선을 방출하기 위한 다양한 상이한 반도체 조합에 기초하여 마이크로 LED 소자들의 어레이들을 형성하도록 활용될 수 있다. 예를 들어, 상이한 파장(예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 파장)을 방출하기 위한 상이한 재료들로부터 형성된 활성 소자 층들을 포함하는 마이크로 LED 성장 기판은 실시예들의 공정의 일반적 시퀀스 내에서 모두 프로세스될 수 있다.
다음의 설명에서는 안정화 포스트들의 어레이 상에 마이크로 소자들의 어레이를 형성하기 위한 예시적인 프로세싱 시퀀스들에 대해 기술한다. 상세하게는, 마이크로 LED 소자들의 어레이 및 마이크로 칩들의 어레이를 형성하기 위한 예시적인 프로세싱 시퀀스들이 기술된다. 두 개의 프로세싱 시퀀스들이 개별적으로 예시되고 기술되었으나, 두 개의 예시적 프로세싱 시퀀스들은 유사한 특징 및 방법들을 공유함을 이해해야 할 것이다. 가능하다면, 도면 및 따르는 설명에서 유사한 특징은 유사한 기호를 사용하여 예시한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 벌크 LED 기판 상에 패턴화된 전도성 접촉 층을 예시한 측단면도이다. 상세하게는, 도 1a에 예시된 벌크 LED 기판은 적색광의 방출를 위해 설계된 벌크 LED 기판이다(예를 들어 620―750 nm 파장). 다음 설명에서 예시되고 기술된 특정 실시예들은 적색 발광 LED 소자들의 형성에 대한 것이지만, 그에 따르는 시퀀스들과 설명들은 인듐 질화 갈륨(InGaN), 질화 갈륨(GaN), 갈륨 인(GaP), 알루미늄 갈륨 인듐 인(AlGaInP), 및 알루미늄 갈륨 인(AlGaP)과 같은 재료들로부터 형성되는 녹색 발광 LED 소자(예를 들어, 495―570 nm 파장), 또는 질화 갈륨(GaN), 인듐 질화 갈륨(InGaN), 및 셀렌화아연(ZnSe)과 같은 재료로부터 형성되는 청색 발광 LED 소자(예를 들어, 450-495 nm 파장)와 같은 다른 LED 소자들의 형성에 또한 적용이 가능하다.
일 실시예에서, 벌크 LED 기판(100)은 성장 기판(102) 상에 형성된 소자 층(105)을 포함한다. 선택적 식각 정지 층(104)이 소자 층(105)과 성장 기판 사이에 형성되어 이후 성장 기판(102)의 제거를 도울 수 있다. 소자 층(105)은 도핑된 반도체 층(108)(예를 들어, n-도핑), 하나 이상의 양자 우물 층(110), 및 도핑된 반도체 층(112)(예를 들어, p-도핑)을 포함할 수 있다. 소자 층(105)은 도핑된 반도체 층(108)과 성장 기판(102) 사이에 소자 층과의 이후 옴 접촉의 형성을 돕기 위해 옴 층(106)을 선택적으로 포함할 수 있다. 식각 정지 층(104)과 소자 층(105)이 다양한 기법에 의해 성장 기판(102) 상에 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 식각 정지 층(104)과 소자 층(105)은 하나 이상의 이종 에피텍셜(heterogeneous epitaxial) 성장 기법에 의해 형성된다. 이어서 스퍼터링 또는 전자 빔 물리 증착과 뒤이어 식각 또는 리프트오프(liftoff)와 같은 적합한 기법을 이용하여 전도성 접촉 층이 벌크 LED 기판 소자 층(105) 상부에 형성되어 전도성 접촉들(120)의 어레이를 형성할 수 있다.
예시된 특정 실시예에서, 성장 기판(102)은 GaAs로부터 형성되며, 대략 500 μm 두께일 수 있다. 식각 정지 층(104)은 InGaP로부터 형성될 수 있고, 대략 2,000Å 두께일 수 있다. 옴 층(106)은 GaAs로부터 형성되고, 대략 500Å 두께일 수 있다. 일 실시예에서, n-도핑된 층(108)은 AlGaInP로부터 형성될 수 있고, 대략 1 μm 내지 3 μm 두께이다. 하나 이상의 양자 우물 층(110)은 대략 0.5 μm 의 두께를 가질 수 있다. 일 실시예에서, p-도핑된 층(112)은 GaP로부터 형성되고, 대략 1 μm 내지 2 μm 두께이다.
일 실시예에서, 전도성 접촉들(120)의 어레이는 대략 0.1 μm ― 2 μm의 두께를 가지고, 복수의 상이한 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전도성 접촉(120)은 옴 접촉을 위한 전극 층(121), 미러 층(122), 접착/배리어 층(123), 확산 배리어 층(124) 및 접합 층(125)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전극 층(121)은 p-도핑된 GaP층(112)과 옴 접촉을 이룰 수 있으며, 니켈과 같은 높은 일함수(work-function) 금속으로부터 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 은과 같은 미러 층(122)이 전극 층(121) 상부에 형성되어 가시 광선의 투과를 반사할 수 있다. 일 실시예에서, 티타늄이 접착/배리어층(123)으로서 사용되고, 백금이 접합 층(125)에 대하여 확산 배리어(124)로서 사용될 수 있다. 접합 층(125)은 다양한 재료들로부터 형성될 수 있으며, 이들은 수용 기판으로의 접합을 위해 선택되고/선택되거나 필수 인장 강도 또는 안정화 포스트들과의 접착 또는 표면 장력을 달성하기 위해 선택될 수 있다. 층들(121-125)의 형성에 이어서, 옴 접촉을 형성하도록 기판 스택이 어닐링될 수 있다. 예를 들어, 510℃에서 10분간 기판 스택을 어닐링함에 의해 p-측 옴 접촉이 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 접합 층(125)은 수용 기판 상에 접촉 패드(예를 들어, 금, 인듐 또는 주석 접촉 패드)를 형성하는 금속과 확산할 수 있는 전도성 재료(순수 금속 및 합금)로부터 형성되고, 200℃ 초과의 액상선 온도, 예를 들어 주석 (231.9℃) 또는 비스무스 (271.4℃), 또는 300℃ 초과의 액상선 온도, 예를 들어 금 (1064℃) 또는 은 (962℃)을 갖는다. 일부 실시예들에서, 안정화 포스트들을 형성하도록 사용되는 접착 접합 재료에 대한 낮은 접착력으로 인해 금과 같은 접합 층(125)이 선택될 수 있다. 예를 들어, 금과 같은 귀금속들이 BCB와 낮은 접착력을 달성하는 것으로 알려져 있다. 이러한 방식으로, 프로세싱과 핸들링 도중에 안정화 포스트들 상에 마이크로 LED 소자들의 어레이를 유지시키는 것은 물론, 다른 마이크로 LED 소자가 픽업될 때 인접한 마이크로 LED 소자를 제위치에 유지시키도록 충분한 접착력이 생성되면서도, 반면에 20 기압 이하 또는 좀 더 상세하게는 5-10 기압의 픽업 압력을 이송 헤드 상에 적용하여 픽업이 달성되도록 지나치게 많은 접착력을 발생시키지 않도록 한다.
도 1a에 예시된 실시예에서와 같이 접합 층(125)의 액상선 온도는 p-측 옴 접촉의 형성을 위한 어닐링 온도 초과인 경우에서, 어닐링(예를 들어 510℃에서, 10분간)이 패턴화된 전도성 접촉 층(120) - 접합 층(125)을 포함함 -의 형성 이후에 수행될 수 있다. 접합 층(125)의 액상선 온도가 p-측 옴 접촉을 형성하기 위한 어닐링 온도 미만일 경우, 접합 층(125)은 어닐링 이후에 형성될 수 있다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 벌크 LED 기판 상에 패턴화된 전도성 접촉 층의 도 1a의 예시와 유사한 측단면도이다. 도 1b에 예시된 실시예는 접합 층(125)을 형성하는 재료의 액상선 온도가 p-측 옴 접촉 또는 아직 형성되지 않은 n-측 옴 접촉의 어닐링 온도 미만인 경우에 특히 유용할 수 있으나, 도 1b에 예시된 실시예는 그에 한정되지 않으며, 접촉 층(125)을 형성하는 재료의 액상선 온도가 p-측 옴 접촉 또는 아직 형성되지 않은 n-측 옴 접촉의 어닐링 온도 초과인 경우에도 사용될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 전극 층(121)과 미러 층(122)은 도 1a와 관련하여 기술된 바와 유사하게 형성될 수 있다. 유사하게, 접착/배리어층(123) 및 확산 배리어(124)는 도 1a와 관련하여 기술된 바와 유사하게 형성될 수 있으나, 다만 유일한 차이점은 층들(123, 124)이 층들(121, 122)의 측벽들을 선택적으로 둘러쌀 수 있다는 것이 있다. 층들(121-124)의 형성에 이어서, 기판 스택이 어닐링되어 옴 접촉을 형성할 수 있다. 예를 들어, p-측 옴 접촉은 510℃에서 10분간 기판 스택을 어닐링함에 의해 형성될 수 있다. 층들(121-124)을 어닐링하여 p-측 옴 접촉을 형성하고 난 후, 접합 층(125)이 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 접합 층(125)은 층들(121-124)의 폭보다 더 작은 폭을 갖는다.
일 실시예에서, 접합 층(125)의 액상선 온도 또는 용융 온도는 대략 350℃ 이하, 또는 좀 더 상세하게는 대략 200℃ 이하이다. 그러한 온도에서, 접합 층은 마이크로 LED 소자의 다른 구성요소들에 실질적으로 영향을 미치지 않고 상 변화를 겪을 수 있다. 일 실시예에서, 생성된 접합 층은 전기 전도성일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 접합 층(125)은 땜납 재료, 예를 들어, 인듐, 비스무스 또는 주석 계열 솔더일 수 있으며, 순수 금속 및 합금들을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 접합 층(125)은 인듐이다.
이제 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 희생 층(140)이 벌크 LED 기판(100)과 전도성 접촉들(120)의 어레이 상부에 형성된다. 일 실시예에서, 희생 층(140)은 대략 0.5 내지 2 마이크로미터 사이 두께이다. 일 실시예에서, 희생 층은 산화물(예를 들어, SiO2) 또는 질화물(예를 들어, SiNx)로부터 형성되며, 다만 다른 층들에 대하여 선택적으로 제거될 수 있는 다른 재료가 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 희생 층(140)은 스퍼터링, 저온 플라즈마 강화 화학 증착(low temperature plasma enhanced chemical vapor deposition; PECVD), 또는 전자빔 증발에 의해 증착됨으로써, 원자층 증착(atomic layer deposition; ALD) 또는 고온 PECVD와 같은 다른 방법들에 의해 증착되는 보다 고품질 층으로부터 보다 용이하게 제거될 수 있는 저품질 층을 형성한다.
여전히 도 2를 참조하면, 희생 층(140)의 형성 이전에, 식각 정지 검출 층(130)이 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 식각 정지 검출 층(130)은 티타늄이다. 식각 정지 검출 층(130)은 다양한 기법들, 예를 들어 스퍼터링 또는 전자빔 증발에 의해 형성될 수 있으며, 식각 도중에 시각적 관찰을 위해 예를 들어 100 -300 Å과 같은 적합한 두께를 가질 수 있다.
희생 층(140)의 형성 이후에, 안정화 층(150)(아직 미형성)의 희생 층(140)에 대한 접착력을 증진시키도록, 접착 촉진제 층(144)이 형성될 수 있다. 희생 층(140)과 안정화 층(150) 사이의 접착력을 증진시키는 것은 소자 층(150)의 이종 에피텍셜 성장으로 야기되는 소자 층(105)의 응력으로 인한 층간 박리를 방지할 수 있다. 100 -300 Å의 두께가 접착력을 증진시키기에 충분할 수 있다.
희생 층(140) 및 BCB 안정화 층 양측에 대해 탁월한 접착력을 가지는 특정 금속으로는 티타늄 및 크롬이 포함되나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 스퍼터링 또는 증발된 티타늄 또는 크롬이 BCB와 40 MPa 초과의 접착력(스터드 인발법)을 달성할 수 있다.
이제 도 3a를 참조하면, 희생 층(140)이 패턴화됨으로써 본 발명의 일 실시예에 따라 전도성 접촉들(120)의 어레이 상부로 개구부들(142)의 어레이를 형성한다. 접착 층(144), 및/또는 식각 정지 검출 층(130)이 존재하는 경우, 이들 층들 또한 패턴화됨으로써 층들(144, 140, 130)을 관통하는 개구부들(142)의 어레이를 형성하여, 전도성 접촉들(120)의 어레이를 노출시킬 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따라, SiO2 또는 SiNx 희생 층(140)은 투명할 수 있고, 종료점(endpoint) 식각 검출은 시각적 관찰을 이용하여서는 용이하게 판단될 수 없다. 티타늄 식각 정지 검출 층(130)이 존재하는 경우, SiO2 또는 SiNx 희생 층(140)의 식각 도중에 티타늄을 나타내는 회색이 시각적으로 관찰될 수 있다. 식각 화학 물질(예를 들어 HF 증기, 또는 CF4 또는 SF6 플라즈마)이 사용되어 SiO2 또는 SiNx 희생 층(140)을 식각한 것과 동일하게 티타늄 식각 정지 검출 층(130)을 또한 관통하여 식각한다. 층(130)을 관통하여 식각함과 함께, 티타늄과 연관된 회색이 사라지고 전도성 접촉(120) 상의 하부 접합 층(125)의 색(예를 들어, 금)이 가시화된다. 이러한 방식으로, 정지 검출 층(130)은 개구부들(142)이 완전하면서 균일한것이 확실하도록 소형 포스트 개방 프로세스를 허용한다.
다음의 기술내용에서 보다 명백히 나타나는 바와 같이, 희생 층(140) 내의 개구부들(142)의 높이, 길이 및 폭은 이후 형성될 안정화 포스트들의 높이 및 길이와 폭(면적)에 대응하며, 결과적으로 안정화 포스트들의 어레이 상의 픽업하도록 준비된 마이크로 LED 소자들의 어레이를 픽업하기 위해 극복되어야만 하는 접착력에 대응한다. 일 실시예에서, 개구부들(142)은 리소그래픽 기법들을 이용하여 형성되고 대략 1 μm × 1 μm의 길이와 폭을 가지며, 다만 개구부들의 폭(또는 면적)이 전도성 접촉들(120) 및/또는 이후 형성될 마이크로 LED 소자들의 폭(또는 면적)보다 작다는 조건하에, 개구부들은 보다 크거나 보다 작을 수 있다.
도 3b는 일 실시예에 따른 전도성 접촉들(120)의 어레이 상부의 개구부들(142)의 어레이를 예시한 것으로서, 개구부들(142)의 어레이는 대응하는 전도성 접촉들(120)의 어레이를 위한 x-y 중심으로부터 중심이 벗어나있다. 이후 기술 내용에서 보다 명백히 나타나는 바와 같이, 중심에서 벗어난 개구부들(142) 내에 생성된 안정화 포스트들은 대응하는 마이크로 소자들로부터 또한 중심에서 벗어날 것이다. 도 3c는 일 실시예에 따른, 단일의 전도성 접촉(120) 상부에 형성된 다수의 개구부들(142)을 예시한 것이다. 예를 들어, 다수의 개구부들(142)은 전도성 접촉(120)의 대향하는 모서리들에 있을 수 있다. 도 3d는 일 실시예에 따른, 두 개의 전도성 접촉들(120)의 에지들 상부 및 사이에 걸쳐 이어지는 개구부들(142)을 예시한 것이다. 이후 기술 내용에서 보다 명백히 나타나는 바와 같이, 개구부들(142) 내에 생성되는 안정화 포스트들은 두 개의 전도성 접촉들(120) 밑과 사이에 걸쳐 이어지며, 각자의 전도성
접촉은 하나보다 많은 안정화 포스트에 의해 지지될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 접착 접합 재료로부터 형성된 안정화 층(150)이 이어서 도 4a에 예시된 바와 같이 패턴화된 희생 층(140) 상부에 형성된다. 일부 실시예들에 따르면, 접착 접합 재료는 열경화성 재료, 예를 들어 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 에폭시이다. 일 실시예에서, 열경화성 재료는 경화 도중 10% 이하의 부피 수축, 또는 좀 더 상세하게는 경화 도중 대략 6% 이하의 부피 수축과 연관되어 이후 형성될 마이크로 소자들 상의 전도성 접촉들(120)로부터 박리하지 않을 수 있다. 접착 촉진제 층(144)에 부가하여 또는 대안적으로, 하부 구조체로의 접착력을 증진시키기 위해, BCB 안정화 층의 경우 하부 구조체를 컨디셔닝할 수 있도록 다우 케미컬 컴퍼니에서 구입 가능한 AP3000과 같은 접착 촉진제로 처리될 수 있다. 예를 들어, AP3000가 하부 구조체 상으로 스핀 코팅되고, 소프트 베이킹(예를 들어 100℃)되거나 스핀 건조됨으로써 패턴화된 희생 층(140) 상부에 안정화 층(150)을 적용하기 이전에 용매들을 제거할 수 있다.
일 실시예에서, 안정화 층(150)은 패턴화된 희생 층(140) 상부에 스핀 코팅되거나 스프레이 코팅되나, 다만 다른 응용 기법들이 사용될 수 있다. 안정화 층(150)의 적용을 뒤이어, 안정화는 프리베이크(pre-bake)됨으로써 용매들을 제거할 수 있다. 일 실시예에서, 안정화 층(150)은 패턴화된 희생 층(140) 내의 개구부들(142)의 높이보다 두껍다. 이러한 방식으로, 개구부들(142)을 채우고 있는 안정화 층의 두께가 안정화 포스트들(152)이 될 것이며, 채워진 개구부들(142) 상부의 안정화 층(150)의 두께의 나머지는 벌크 LED 기판(100)을 캐리어 기판으로 접착 접합시키는 기능을 할 수 있다.
도 4b에 예시된 다른 실시예에 따르면, 사출 성형과 같은 성형 기법을 이용하여 안정화 층(150)이 패턴화된 희생 층(140) 상부에 형성될 수 있다. 이와 같은 실시예에서, 안정화 층(150)은 사출 성형 도중에 완전히 경화될 수 있다. 안정화 층(150)은 캐리어 기판으로 기능할 수 있도록 또한 실질적으로 두꺼울 수 있다.
이제 도 5a 내지 도 5c에 예시된 실시예들을 참조하면, 도 4a에 예시된 벌크 LED 기판이 안정화 층(150)을 이용하여 캐리어 기판(160)(예를 들어 실리콘)으로 접합된다. 도 5a에 예시된 실시예에서, 안정화 층(150)이 벌크 LED 기판의 표면 상부로 적용된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 도 5b에 예시된 실시예에서, 안정화 층(150)이 캐리어 기판(160)의 표면 상부로 적용된다. 선택된 특정 재료에 따라, 안정화 층(150)은 열경화되거나, UV 에너지를 인가하여 경화될 수 있다.
안정화 층(150)과의 접착력을 증진시키기 위하여,
벌크 LED 기판(100)을 캐리어 기판(160)으로 접합시키기 이전에, 접착 촉진제 층(144)과 관련하여 기술된 것과 유사하게 접착 촉진제 층(162)을 캐리어 기판(160)으로 적용할 수 있다. 이와 유사하게, 또는 접착 촉진제 층(144)에 부가적으로 또는 대안적으로, AP3000과 같은 접착 촉진제가 캐리어 기판(160) 또는 접착 촉진제 층(162)의 표면으로 적용될 수 있다.
일 실시예에서, 안정화 층(150)이 경화되는 온도 또는 온도 프로파일 범위는 150℃ 내지 300℃이다. 안정화 층(150)이 BCB로부터 형성되는 경우, 경화 온도는 BCB가 열화되기 시작하는 온도를 대표하는 대략 350℃를 초과하지 않아야 한다. 250℃ 초과의 액상선 온도에 의한 특징을 가진 접합 층(125) 재료(예를 들어, 금, 은, 비스무스)를 포함하는 실시예들에서, BCB 안정화 층(150)의 완전-경화는 대략 1 시간 이하에서 250℃ 내지 300℃ 온도로 이루어질 수 있다. 다른 접합 층(125) 재료들, 예를 들어 Sn(231.9℃)은 완전 경화를 위해 10 내지 100 시간과 200℃ 내지 231.9℃ 액상선 온도의 온도를 요구할 수 있다. 200℃ 미만의 액상선 온도에 의한 특징을 가진 접합 층(125) 재료(예를 들어, 인듐)를 포함하는 실시예들에서, BCB 안정화 층(150)은 다만 부분적으로 경화될 수 있다(예를 들어, 70% 이상). 이러한 실시예에서, BCB 안정화 층(150)은 150℃ 내지 접합 층의 액상선 온도(예를 들어, 인듐의 경우 156.7℃) 에서 대략 100 시간 동안 경화됨으로써 적어도 70% 경화를 이룰 수 있다.
안정화 층의 100% 완전 경화를 달성하는 것이 본 발명의 실시예들에 의해 요구되는 것은 아니다. 좀 더 상세하게는, 안정화 층(150)은 충분한 경화 퍼센트(예를 들어, BCB의 경우 70% 이상)까지 경화될 수 있으며, 이 지점에서 안정화 층(150)이 더 이상 리플로우하지 않게 된다. 더 나아가, 이와 같은 부분 경화된(예를 들어 70% 이상) BCB 안정화 층(150)이 캐리어 기판(160)과 패턴화된 희생 층(140)(또는 임의의 중간 층(들))과의 충분한 접착력을 보유할 수 있다. 따라서, 접합 층(125) 재료에 상관없이, 일 실시예에서, 안정화 층은 70% 내지 완전 경화 사이에서 경화되고, 도 10a 내지 도 13b를 참조하여 이하 기술될 HF 증기 식각 릴리스 프로세스에 저항하도록만 충분히 경화될 필요가 있을 뿐이다.
여전히 도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 식각 정지 검출 층(130)은 또한, 또는 대안적으로, 배리어 층으로서 기능하여, 전도성 접촉들(120)의 어레이 내의 층들이 희생 층(140) 내로 확산되지 않도록 방지할 수 있다. 예를 들어, 전도성 접촉들(120)이 확산 배리어 층에 의해 이미 둘러싸인 것이 아닌 경우, 또는 접합 층(125)을 포함하는 경우, 안정화 층(150)의 경화시에, 배리어 층(130)은 전도성 접촉들로부터의 특정 재료들이 희생 층(140) 내로 확산되는 것을 방지할 수 있다. 일 실시예에서, 배리어 층(130)은 접합 층(125) 재료가 주변의 희생 층(140) 내로 확산되는 것을 방지한다. 예를 들어, 배리어 층(130)은 금 접합 층(125)이 주변의 희생 산화물 층(140) 내로 확산되는 것을 방지할 수 있다. 응용시, 확산의 방지는 본 발명의 실시예들에 따라 희생 층(140)의 제거를 도울 수 있다. 도 10a 및 도 10b와 관련하여 이하 상세히 기술되는 희생 층(140)의 제거 프로세스들 동안, 배리어 층(130)을 포함하는 것으로 인해 배리어 층(130)을 포함하지 않는 실시예들에 비해 잔여물은 보다 적고 식각 시간은 보다 짧아지는 결과가 관찰되었다. 이러한 결과는 접합 층(125) 재료가 희생 층(140) 내부로 확산되는 것을 방지한 덕분이라 믿어진다.
이제 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 성장 기판(102)의 제거가 예시되어 있다. 제거는 다양한 방법들에 의해 수행될 수 있으며, 이들은 성장 기판(102)의 재료 선택에 따라 리프트오프(LLO), 그라인딩 및 식각을 포함한다. 성장 기판(102)이 GaAs로부터 형성된 것으로 예시된 특정 실시예에서, 제거는 식각, 또는 그라인딩과 선택적 식각의 조합에 의해 수행될 수 있으며, 선택적 식각은 식각 정지 층(104) 상에서 정지할 수 있다. 예를 들어, GaAs 성장 기판(102)은 H2SO4 + H2O2 용액, NH4OH + H2O2 용액, 또는 CH3OH + Br2 화학 물질을 이용하여 제거되고 예를 들어 InGaP로부터 형성된 식각 정지 층(104) 상에 정지할 수 있다. 이어서 식각 정지 층(104)은 제거되어 도 7에 예시된 바와 같이 옴 층(106)을 노출시킬 수 있다. 식각 정지 층이 InGaP로부터 형성된 경우, 식각 정지 층은 HCl + H3PO4 용액 내에서 습식 식각에 의해 제거될 수 있다.
이제 도 8a 및 도 8b에 예시된 실시예들을 참조하면, 전도성 접촉 층(170)이 소자 층(105) 상부에 형성된다. 예시된 특정 실시예들에서, 전도성 접촉 층(170)이 옴 층(106) 상에 형성된다. 전도성 접촉 층(170)은 금속, 전도성 산화물 및 전도성 폴리머를 포함하는 다양한 전도성 재료들로부터 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 스퍼터링 또는 전자빔 물리증착과 같은 적합한 기법을 이용하여 전도성 접촉 층(170)이 형성된다. 예를 들어, 전도성 접촉 층(170)은 BeAu 금속 합금 또는 Au/GeAuNi/Au 층들의 금속 스택을 포함할 수 있다. 전도성 접촉 층(170)은 또한 인듐-주석-산화물(ITO)일 수 있다. 전도성 접촉 층은 또는 전도성 산화물과 하나 이상의 금속 층의 조합일 수 있다. 일 실시예에서, 전도성 접촉 층(170)을 형성한 이후에, 기판 스택이 어닐링됨으로써 전도성 접촉 층(170)과 옴 층(106) 사이에 옴 접촉을 발생시킬 수 있다. 안정화 층이 BCB로부터 형성되는 경우, 어닐링 온도는 BCB가 열화되는 지점인 대략 350℃ 미만의 온도일 수 있다. 일 실시예에서, 어닐링은 200℃ 내지 350℃ 사이, 또는 보다 상세하게는, 대략 320℃에서 대략 10분간 수행된다.
일 실시예에서, 접합 층(125) 재료(예를 들어, 인듐)는 옴 접촉을 발생시키기 위한 어닐링 온도 미만인 액상선 온도에 의해 특징지어진다. 이러한 실시예에서, 도 8b에 예시된 바와 같이, 접합 층(125)은 경화된 안정화 층(150), 희생 층(140) 및 확산/배리어 층들(124, 123)에 의해 봉지(encapsulate)될 수 있다. 또한, 안정화 층(150)이 아직 완전히 경화되지 않은 경우라도, 안정화 층(150)은 어닐링 중에 신속히 경화하고 액화된 접합 층(125)을 봉지할 수 있다. 일 실시예에서, 식각 정지 검출 층(130)(존재할 경우)과 접합 층(125) 재료들이 선택되며, 이와 함께 재료의 확산을 최소로 발생시키는 어닐링 시간 및 온도를 선택함으로써 접합 층(125)의 용융 온도가 크게 증가하지 않도록 한다(예를 들어, 350℃ 초과). 일 실시예에서, 접합 층(125)의 액상선 온도가 옴 접촉을 발생시키기 위한 어닐링 온도 미만인 경우, 식각 정지 검출 층은 존재하지 않는다. 전술된 바와 같이, 실시예들은 캐리어 기판 상에서 수용 기판으로 픽업될 준비가 된 마이크로 소자들의 어레이를 이송하는 방식을 기술한다. 상승된 온도가 접합 층 재료를 액화시키기 위한 이송 프로세스와 연관된 경우에서, 이들 상승된 온도는 정전형 이송 헤드 어셈블리의 정렬에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 캐리어 기판 상에 있는 동안 접합 층 재료의 액상선 온도는 350℃ 미만에 유지된다.
여전히 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 식각 정지 검출 층(130)은 또한, 또는 대안적으로 배리어 층으로서 기능하여, 전도성 접촉들(120)의 어레이 내의 층들이 희생 층(140) 내로 확산되지 않도록 방지할 수 있다. 예를 들어, 전도성 접촉들(120)이 확산 배리어 층에 의해 아직 둘러싸이지 않았거나 또는 접합 층(125)을 포함하는 경우, 그러한 배리어 층(130)은 전도성 접촉 층(170)과 옴 층(106) 사이의 옴 접촉을 생성시키기 위한 전도성 접촉 층(170)의 형성 및/또는 어닐링 도중에 전도성 접촉들로부터의 특정 재료들이 희생 층(140)으로 확산되는 것을 방지할 수 있다. 일 실시예에서, 배리어 층(130)은 접합 층(125) 재료가 주변의 희생 층(140) 내로 확산되는 것을 방지한다. 예를 들어, 배리어 층(130)은 금 접합 층(125)이 주변의 희생 산화물 층(140) 내로 확산되는 것을 방지할 수 있다. 응용시, 확산의 방지는 본 발명의 실시예들에 따라 희생 층(140)의 제거를 도울 수 있다. 도 10a 및 도 10b와 관련하여 이하 상세히 기술되는 희생 층(140)의 제거 프로세스들 동안, 배리어 층(130)을 포함하는 것으로 인해 배리어 층(130)을 포함하지 않는 실시예들에 비해 잔여물은 보다 적고 식각 시간은 보다 짧아지는 결과가 관찰되었다. 이러한 결과는 접합 층(125) 재료가 희생 층(140) 내부로 확산되는 것을 방지한 덕분이라 믿어진다.
이제 도 9를 참조하면, 전도성 접촉 층(170)과 소자 층(105), 층들(106, 108, 110, 112)이 패턴화되고 식각됨으로써 측방향으로 이격된 마이크로 소자들(175)을 형성한다. 이 시점에서, 결과적인 구조체는 이후의 희생 층 제거 및 정전형 픽업에 대해 기판을 준비시키기 위한 핸들링 및 클리닝 공정들에 여전히 강건하다. 마이크로 소자들의 어레이가 5 마이크로미터의 피치를 가진 예시적인 실시예에서, 각자의 마이크로 소자가 (예를 들어, 층(170)의 상부 표면을 따라) 4.5 μm의 최소 폭을 가지며, 인접한 마이크로 소자들 사이는 0.5 μm로 이격된다. 5 마이크로미터의 피치는 예시적인 것이며, 본 발명의 실시예들은 1 내지 100 μm 중 임의의 피치는 물론, 보다 낮은 가능한 피치들을 포괄함을 주지해야 한다. 층들(170, 106, 108, 110, 112)의 식각은 특정 재료에 적합한 식각 화학 물질을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, AlGaInP n-도핑된 층(108), 양자 우물 층(들)(110a), GaP, 및 p-도핑된 층(112)은 희생 층(140) 상에서 정지하는 BCl3와 Cl2 화학 물질을 이용하여 단일의 동작으로 건식 식각될 수 있다.
식각 정지 검출 층(130)이 존재하는 경우, 소자 층들(105)의 관통 식각에 사용되는 식각 화학 물질이 식각 정지 검출 층(130)을 또한 제거할 수 있다. 식각 정지 검출 층(130)이 존재하는 경우, 소자 층(105)을 관통하는 식각 정지 검출은 광학 현미경을 이용하여 시각적으로 검출될 수 있다. 예시된 특정 실시예에서, 적색 LED를 위한 소자 층(105)은 불투명한 오렌지/적/황의 색상 변화를 나타낼 수 있다. 소자 층(105)이 관통 식각되면, 티타늄 식각 정지 검출 층(130)의 회색이 웨이퍼를 가로질러 번쩍이면서 소자 층(105)의 관통 식각이 완료됨에 대한 표시를 제공할 수 있다. 티타늄 식각 정지 검출 층(130)이 관통 식각되면, 희생 층(140)과 안정화 층(150)이 투명한 경우, 불투명 접착 층(들)(144, 162)(예를 들어, Cr, Ti) 또는 기판(160)(예를 들어 Si)의 외관이 이어서 관찰될 수 있다.
측방향으로 이격된 마이크로 소자들(175)의 형성에 이어서, 희생 층(140)이 제거될 수 있다. 도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시예들에 따른, 희생 층의 제거 이후 안정화 포스트들의 어레이 상에 형성된 마이크로 LED 소자들의 어레이를 예시한 측단면도이다. 도 10a 및 도 10b는 실질적으로 유사하며, 다만 전도성 접촉들(120) 내의 층들의 배열에 유일한 차이점이 있을 뿐이다. 예시된 실시예들에서, 희생 층(140)이 완전히 제거되면서 각자의 마이크로 소자(175) 하부에 개방 공간(146)을 결과적으로 가져온다. 예컨대(예를 들어, HF 증기, 또는 CF4 또는 SF6 플라즈마)와 같이 SiO2 또는 SiNx 희생 층(140)의 식각에 사용된 적합한 식각 화학 물질이 티타늄 식각 정지 검출 층(130)(존재할 경우)을 또한 제거한다.
일 실시예에서, 마이크로 소자들(175)의 어레이는 안정화 포스트들(152)의 어레이 상에 있으며, 안정화 포스트들(152)의 어레이에 의해서만 단지 지지된다. 부가적으로, 안정화 층(150)의 상부 표면은 전도성 접촉(120)의 대략적 폭에 대응하는 폭을 가지는 캐비티(154)를 포함할 수 있다. 픽업 동작 중에 접합 층이 액화된 경우, 캐비티(154)는 접합 층(125)을 수용하는 역할을 할 수 있으며, 접합 층(125)이 인접한 마이크로 소자(175)에게 확산되는 것을 방지하도록 도울 수 있다.
도 10c는 안정화 층의 상면도로서, 안정화 층은 본 발명의 일 실시예에 따라, 마이크로 소자들의 어레이가 픽업되고 난 이후 안정화 포스트들을 포함하고 있다. 예시된 바와 같이, 안정화 포스트들(152)의 어레이는 캐비티(154)들 내의 x-y 방향을 중심으로 한다. 전술된 바와 같이, 캐비티들은 전도성 접촉(120)의 대략적 폭에 대응하는 x-y 방향의 폭을 갖는다. 따라서, 도 10a 내지 도 10c에 예시된 실시예들에서, 안정화 포스트들의 어레이는 마이크로 소자들(175)의 어레이 밑을 중심으로 한다.
이제 도 11a를 참조하면, 일 실시예에 따라 희생 층의 제거 이후 제공된 마이크로 LED 소자들의 어레이를 예시한 측단면도이다. 특히, 안정화 포스트들(152)의 어레이는 마이크로 LED 소자들(175)의 어레이의 대응하는 전도성 접촉들(120)의 어레이를 위한 x-y 중심으로부터 중심이 벗어나 있다. 예를 들어, 도 11a에 예시된 특정 구조체는 도 3b를 참조하여 전술된 개구부들(142)의 어레이를 사용하여 형성될 수 있다.
도 11b는 본 발명의 실시예들에 따른, 안정화 포스트 위치를 예시한 개략적 상면도이다. 예시된 바와 같이, 안정화 포스트(152)는 전도성 접촉(120)의 대략적 크기에 대응하는 대응 캐비티(154)의 x-y 중심에서 중심이 벗어나 있다. 따라서, 도 11a 및 도 11b에 예시된 실시예들에서, 안정화 포스트들의 어레이가 마이크로 소자들(175)의 어레이 밑의 x-y 중심에서 중심이 벗어나 있다. 일 실시예에서, 이하 기술되는 픽업 동작 중에, 이송 헤드들의 어레이가 마이크로 소자들의 어레이와 접촉하면 - 마이크로 소자들은 이송 헤드들의 어레이로부터 인가되는 하향 압력의 결과로 인해 약간 기울어져 있음 - 중심이 벗어난 안정화 포스트들(152)이 모멘트의 생성을 제공할 수 있다. 이러한 약간의 기울어짐은 안정화 포스트들(152)과 마이크로 소자들(175)의 어레이 사이의 접착력을 극복하도록 도울 수 있다. 더 나아가, 접착력의 극복에 대한 이러한 보조는 보다 낮은 그립 압력을 이용하여 마이크로 소자들의 어레이를 픽업하도록 잠재적으로 허용할 수 있다. 결과적으로, 이는 이송 헤드들의 어레이의 동작이 보다 낮은 전압으로 동작하도록 허용할 수 있으며, 정전형 그립 압력을 달성하는데 요구되는 각자의 이송 헤드를 덮는 유전체 층 내의 절연내력(dielectric strength) 요구조건들을 보다 덜 엄격하게 부과할 수 있다.
이제 도 12a를 참조하면, 일 실시예에 따라 희생 층의 제거 이후 제공된 마이크로 LED 소자들의 어레이를 예시한 측단면도이다. 특히, 두 개 이상의 안정화 포스트들(152)이 마이크로 LED 소자들(175)의 어레이 내의 각자의 대응하는 전도성 접촉(120)을 위해 할당된다. 일 실시예에서, 각자의 전도성 접촉(120)은 전도성 접촉의 대향 모서리에서 두 개의 안정화 포스트들(152)과 연관된다. 예를 들어, 도 12a에 예시된 특정 구조체는 도 3c를 참조하여 기술된 개구부들(142)의 어레이를 사용하여 형성될 수 있다.
도 12b는 본 발명의 실시예들에 따른, 안정화 포스트 위치를 예시한 개략적 상면도이다. 도시된 바와 같이, 안정화 포스트들(152)은 전도성 접촉(120)의 대략적 크기에 대응하는 대응 캐비티(154)의 대향 모서리에 있다. 따라서, 도 12a 및 도 12b에 예시된 실시예들에서, 안정화 포스트들(152)의 어레이는 마이크로 소자들(175)의 어레이 밑의 x-y 중심에서 중심이 벗어나 있다. 일 실시예에서, 이하 기술되는 픽업 동작 중에, 이송 헤드들의 어레이가 마이크로 소자들의 어레이와 접촉하면 - 마이크로 소자들은 이송 헤드들의 어레이로부터 인가되는 하향 압력의 결과로 인해 약간 기울어져 있음 - 중심이 벗어난 안정화 포스트들(152)이 모멘트의 생성을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 하나 보다 많은 안정화 포스트(152)를 이용하여 마이크로 소자(175)를 지지함으로써 보다 소형의 안정화 포스트들의 형성을 허용할 수 있으며, 이는 안정화 포스트들(152)과 마이크로 소자들(175) 사이의 접촉 면적의 양을 또한 감소시키고, 픽업 동작 중에 극복하도록 요구되는 총 접착력을 감소시킬 수 있다.
이제 도 13a를 참조하면, 일 실시예에 따라 희생 층의 제거 이후 제공된 마이크로 LED 소자들의 어레이를 예시한 측단면도이다. 특히, 안정화 포스트들(152)은 두 개의 인접한 전도성 접촉들(120)의 에지들의 밑과 사이에 걸쳐 이어진다. 예를 들어, 도 13a에 예시된 특정 구조체는 도 3d를 참조하여 기술된 개구부들(142)의 어레이를 사용하여 형성될 수 있다. 도 13a에 예시되지는 않았으나, 각자의 전도성 접촉(120)은 하나 보다 많은 안정화 포스트(152)에 의해 지지될 수 있다.
도 13b는 본 발명의 실시예들에 따른, 안정화 포스트 위치들을 예시한 개략적 상면도이다. 예시된 바와 같이, 안정화 포스트들(152)은 전도성 접촉들(120)의 대략적 크기에 대응하는 두 개의 인접 캐비티(154)들의 에지들 사이에 걸쳐 이어진다. 따라서, 도 13a 및 도 13b에 예시된 실시예들에서, 안정화 포스트들(152)의 어레이가 마이크로 소자들(175) 어레이 하부의 x-y 중심에서 중심이 벗어나 있다. 일 실시예에서, 이하 기술되는 픽업 동작 중에, 이송 헤드들의 어레이가 마이크로 소자들의 어레이와 접촉하면 - 마이크로 소자들은 이송 헤드들의 어레이로부터 인가되는 하향 압력의 결과로 인해 약간 기울어져 있음 - 중심이 벗어난 안정화 포스트들(152)이 모멘트의 생성을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 두 개의 인접한 캐비티(154)들의 에지들 사이의 안정화 포스트들(152)의 어레이의 흔들림(staggering)은 안정화 포스트들(152)과 마이크로 소자들(175) 사이의 접촉 면적의 양을 또한 감소시킬 수 있으며, 픽업 동작 중에 극복하도록 요구되는 총 접착력을 감소시킬 수 있다.
도 14a 내지 도 14e는 본 발명의 실시예에 따라, 캐리어 기판에서 수용 기판으로 마이크로 소자들의 어레이를 픽업하여 이송하기 위한 방법을 예시한 측단면도이다. 도 14a는 본 발명의 일 실시예에 따라, 기판(200)에 의해 지지되고 캐리어 기판(160) 상의 안정화 층(160)의 안정화 포스트들(152) 상에 안정화된 마이크로 소자들(175)의 어레이 상부에 위치된 마이크로 소자 이송 헤드들(204)의 어레이를 예시한 측단면도이다. 이어서 마이크로 소자들(175)의 어레이는 도 14b에 예시된 바와 같이 이송 헤드들(204)의 어레이와 접촉된다. 예시된 바와 같이, 이송 헤드들(204)의 어레이의 피치는 마이크로 디바이스들(175)의 어레이의 피치의 정수 배이다. 안정화 포스트들(152)의 어레이가 마이크로 소자들의 어레이 밑의 x-y 중심에서 중심이 벗어난 경우, 이는 마이크로 소자들(175)의 어레이와 안정화 포스트들(152)의 어레이 사이에 모멘트를 생성할 수 있다. 이송 헤드들(204)의 어레이에 전압이 인가된다. 전압은, 비아들(207)을 통해 이송 헤드들의 어레이와 전기 접속하는 이송 헤드 어셈블리(206) 내의 작동 회로부로부터 인가될 수 있다. 이어서 마이크로 소자들(175)의 어레이는 도 14c에 예시된 이송 헤드들(204)의 어레이를 이용하여 픽업된다. 이어서 마이크로 소자들(175)의 어레이는 도 14d에 예시된 바와 같이 수용 기판 상의 접촉 패드들(302)(예를 들어, 금, 인듐 또는 주석)과 접촉하도록 위치될 수 있다. 이어서 마이크로 소자들(175)의 어레이는 도 14e에 예시된 바와 같이 수용 기판(300) 상의 접촉 패드들(302) 상으로 릴리스된다. 예를 들어, 수용 기판은 디스플레이 기판, 조명 기판, 트랜지스터 또는 IC와 같은 기능 디바이스를 갖는 기판, 또는 금속 재배선 라인을 갖는 기판일 수 있지만 이로 한정되지 않는다.
일 실시예에서, 마이크로 소자들의 어레이를 픽업하기 이전 또는 픽업하는 중에, 마이크로 소자들(175)의 어레이를 안정화 포스트들에게 연결하는 접합 층 내에 상 변화를 생성하도록 동작이 수행된다. 예를 들어, 접합 층은 액상선 온도가 350℃ 미만, 또는 보다 상세하게는 200℃ 미만일 수 있다. 일 실시예에서, 접합 층은 인듐 또는 인듐 합금과 같은 재료이다. 접합 층의 일부분이 마이크로 디바이스와 함께 픽업되면, 후속 처리 동안에 접합 층의 상기 부분의 상을 제어하기 위한 추가의 작업들이 수행될 수 있다. 예를 들면, 이송 헤드 어셈블리(206), 캐리어 기판(160), 및/또는 수용 기판(300) 내에 위치된 열원으로부터 접합 층에 열이 가해질 수 있다.
마이크로 소자들의 어레이 상에 그립 압력을 생성하기 위해 전압을 인가하는 동작은 다양한 순서로 수행될 수 있다. 예를 들면, 전압의 인가는 마이크로 디바이스들의 어레이를 이송 헤드들의 어레이와 접촉시키기 이전, 마이크로 디바이스들을 이송 헤드들의 어레이와 접촉시키는 동안, 또는 마이크로 디바이스들을 이송 헤드들의 어레이와 접촉시킨 이후일 수 있다. 또한, 전압의 인가는 접합 층에서의 상 변화의 생성 이전, 또는 생성 도중, 또는 생성 이후일 수 있다.
일 실시예에서, 도 14d에 예시된 바와 같이, 마이크로 소자들(175)의 어레이를 접촉 패드들에 접촉하도록 위치시키고 난 이후, 접합 층(125)을 접촉 패드(302)에게 확산시키도록 동작이 수행된다. 예를 들어, 이송 헤드 어셈블리(206) 및/또는 수용 기판(300) 내의 열원으로부터 열이 가해짐으로써 확산이 가능해지고, 결과적으로 마이크로 소자들(175)의 어레이에서 수용 기판(300)으로 접합이 가능해질 수 있다.
이송 헤드들(204)이 쌍극형 전극을 포함하는 경우, 교류 전압이 각자의 이송 헤드(204) 내의 전극 쌍들을 가로질러 인가될 수 있어서, 음 전압이 하나의 전극에 인가되는 특정 시점에 양 전압이 그 쌍의 다른 전극에 인가되어, 그리고 그 반대일 때에도 마찬가지로, 픽업 압력을 생성하도록 한다. 이송 헤드들(204)로부터 마이크로 디바이스들을 릴리스하는 것은, 전압원을 턴오프하는 것, 실리콘 전극들의 쌍의 양단의 전압을 낮추는 것, AC 전압의 파형을 변경시키는 것, 및 전압원을 접지시키는 것을 포함하는 다양한 방법들을 통해 달성될 수 있다.
이제 도 15a 내지 도 23b를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따라 안정화 포스트들의 어레이 상에 위치가 유지된 마이크로 칩들의 어레이를 제조하기 위한 시퀀스가 예시되어 있다. 마이크로 칩들의 어레이를 위한 프로세싱 시퀀스는 마이크로 LED 소자들의 어레이에 대하여 전술된 프로세싱 시퀀스와 유사하므로, 마이크로 칩들의 어레이가 픽업에 대해 준비되어 수용 기판으로 이송된다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 마이크로 칩들은 외부 디바이스들을 제어하기 위한 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 마이크로 칩들은 디스플레이나 광 기판 상으로 위치될 때, 하나 이상의 LED 소자들을 제어하기 위한 회로를 포함할 수 있다.
도 15a는 측단면도 예시이고, 도 15b는 본 발명에 따라 회로를 포함하는 소자 웨이퍼를 예시하는 도 15a의 상면도이다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 소자 웨이퍼(400)는 원하는 기능에 따라 다양한 재료들로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 소자 웨이퍼(400)는 로직 또는 메모리를 위한 실리콘 웨이퍼, 또는 실리콘 절연막(SOI) 웨이퍼이다. 일 실시예에서, 소자 웨이퍼(400)는 라디오 주파수(RF) 통신을 위한 갈륨 비소(GaAs) 웨이퍼이다. 이들은 다만 예시들로, 본 발명의 실시예들은 실리콘 또는 GaAs 웨이퍼들에 한정되는 것이 아니며, 또한 실시예들이 로직, 메모리 또는 RF 통신에 한정되는 것도 아니다.
일 실시예에서, 소자 웨이퍼(400)는 활성 소자 층(406), 선택적 매립 산화물 층(404) 및 베이스 영역(402)을 포함한다. 명료성을 위해, 활성 소자 층(406), 매립 산화물 층(404) 및 베이스 실리콘 층(402)을 포함하는 SOI 소자 웨이퍼(400)에 관해 아래와 같이 설명하되, 다만 벌크 반도체 웨이퍼들을 포함하여 다른 유형의 소자 웨이퍼들이 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 활성 소자 층(406)은 디스플레이 또는 광 기판에 위치될 때, 하나 이상의 LED 소자들을 제어하기 위한 작동 회로부를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 백-엔드 프로세싱(back-end processing)이 활성 소자 층 내에서 수행될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 활성 소자 층(406)은 트랜지스터, 인터커넥트들(409)을 포함하는 금속 빌드-업(build-up) 층들(408), 접합 패드들(410) 및 패시베이션(412)과 같은 소자를 포함하는 활성 실리콘 층(407)을 포함한다.
이제 도 16a 내지 도 17b를 참조하면, 전도성 접촉들(420)의 어레이는 활성 소자 층(406)의 상부에 형성될 수 있다. 전도성 접촉들(420)의 어레이는 백-엔드 프로세싱 도중에 활성 소자 층(406) 내에 형성된 접촉 패드들(410)과 접촉을 이룰 수 있다. 전도성 접촉들(420)의 어레이는 백-엔드 프로세싱 도중에 형성된 접촉 패드들과 접촉을 이루지 않은 더미 접촉(dummy contact)들을 또한 포함할 수 있다. 도 16a 및 도 16b를 참조하면, 전도 층(421)이 실리콘 활성 소자 층(406) 상부에 우선 형성된다. 전도 층(421)은 아래의 구조체에 따라 다양한 재료들로부터 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 전도 층(421)은 접합 층 재료(425)의 형성에 사용된 시드 층이다. 일 실시예에서, 시드 층은 Ti/TiW/Ag 또는 Ti/TiW/Cu 스택을 포함하나, 다른 재료들이 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 시드 층(421)은 1 μm 미만 두께이다.
도 17a 및 도 17b를 참조하여, 시드 층(421)의 형성에 뒤이어, 접합 층(425)이 형성될 수 있다. 접합 층(425)은 다양한 재료들로부터 형성될 수 있으며, 이들은 수용 기판으로의 접합을 위해 선택되고/선택되거나 필수 인장 강도 또는 안정화 포스트들과의 접착 또는 표면 장력을 달성하기 위해 선택될 수 있다. 접합 층(425)은 접합 층(125)에 대해 전술된 바와 유사하게 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 접합 층(425)은 도금에 의해 형성된다. 이와 같은 실시예에서, 시드 층(421)은 사전 도금용 염산(HCl) 산화물 스트립을 이용하여 세정될 수 있으며, 박형 포지티브 포토레지스트(thin positive photoresist)가 패턴화됨으로써 도금 영역을 형성한다. 일 실시예에서, 대략 1-2 μm의 접합 층 재료, 예를 들어, 인듐 또는 금이 도금된다. 이어서 레지스트가 스트립(strip)되고 시드 층(421)의 노출 부분들이 습식 식각을 이용하여 제거됨으로써, 결과적으로 전도성 접촉들(420)의 어레이가 형성된다.
이제 도 18a 및 도 18b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 희생 층(440)이 활성 소자 층(406)과 전도성 접촉들(420)의 어레이 상부에 형성된다. 일 실시예에서, 희생 층(440)은 대략 0.5 내지 2 마이크로미터 사이 두께이다. 일 실시예에서, 희생 층은 산화물(예를 들어, SiO2) 또는 질화물(예를 들어, SiNx)로부터 형성되나, 다만 다른 층들에 대해 선택적으로 제거될 수 있는 다른 재료들이 사용될 수 있다. 희생 층(440)은 희생 층(140)에 대해 전술된 바와 유사하게 형성될 수 있다. 더 나아가, 식각 정지 검출/배리어 층(430) 및 접착 촉진제 층들(444) 중 하나 또는 두 개 층 모두가 전술된 층들(130, 144)과 유사하게 선택적으로 형성될 수 있다. 여전히 도 18a 및 도 18b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 희생 층(440) 및 선택적 층들(130, 144)이 패턴화됨으로써 전도성 접촉들의 어레이 상부에 개구부들(442)의 어레이를 형성한다. 전술된 것과 유사하게, 층(430)은 종결점 식각 검출 층으로서 기능함으로써 완전하고 균일한 개구부들(442)을 확실시할 수 있다.
개구부들(142)에 관하여 전술된 바와 같이, 희생 층(440) 내의 개구부들(442)의 높이 및 길이와 폭은 이후 형성될 안정화 포스트들의 높이 및 길이와 폭(면적)에 대응하며, 결과적으로 안정화 포스트들의 어레이 상의 픽업하도록 준비된 마이크로 칩들의 어레이를 픽업하기 위해 극복되어야만 하는 접착력에 대응한다. 전도성 접촉들(420)이 존재하는 경우, 개구부들은 전도성 접촉들(420) 및/또는 이후 단일화 될 마이크로 칩들의 폭(또는 면적)보다 작은 폭(또는 면적)을 가질 수 있다.
지금까지, 도 16a 내지 도 18b는 전도성 접촉들(420)의 어레이의 형성 및 전도성 접촉들의 어레이 상부의 희생 층(440) 내의 개구부들(442)의 어레이의 형성을 기술하였다. 전도성 접촉들(420)의 형성은 필수적으로 요구되는 것이 아님을 이해하여야 한다. 예를 들어, 다른 실시예들에서, 전도성 접촉들(420)의 어레이가 형성되지 않고, 희생 층(440) 내의 개구부들(442)의 어레이가 활성 소자 층(406) 상부에 형성된다. 이러한 방식으로, 개구부들(442)의 어레이가 접촉 패드들(410)을 노출시킬 수 있다. 일 실시예에서, 더미 개구부들(442)이 활성 소자 층 상부에 또한 형성되어 접촉 패드를 포함하지 않는 활성 소자 층의 일부를 노출시킬 수 있다.
개구부들(442)의 형성에 이어서 도 19a 및 도 19b에 도시된 바와 같이, 안정화 층(450)은 패턴화된 희생 층(440) 상부에 형성된다. 안정화 층(450)은 전술된 안정화 층(150)과 유사하게 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 안정화 층(450)은 전술된 바와 같은 BCB 또는 에폭시와 같은 열경화성 접착 접합 재료로부터 형성된다. 예를 들어, 열경화성 재료의 경화 도중에 연관된 낮은 부피 수축은 안정화 층(450)과 형성되고 있는 마이크로 칩 사이의 접착을 유지하는 데 유용할 수 있다.
이제 도 20a 및 도 20b를 참조하면, 소자 웨이퍼(400)가 안정화 층(450)을 이용하여 캐리어 기판(460)(예를 들어, 실리콘)에 접합된다. 도 19a 내지 도 20b에 도시된 실시예에서, 안정화 층(450)은 소자 웨이퍼(400)의 표면 상부로 적용된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 안정화 층(450)은 캐리어 기판(460)의 표면 상부에 적용될 수 있다. 전술된 것과 유사하게, 접착 촉진제 층(462)은 접착 촉진제 층(162)과 유사하게 적용될 수 있다. 선택된 특정 재료에 따라, 안정화 층(450)은 이어서 안정화 층(150)에 대해 전술된 바와 같이 경화될 수 있다. 안정화 층(450)이 열경화성 재료 또는 다른 접착제로부터 형성되는 경우, 열경화 작용이 필요하지 않을 수 있다.
소자 웨이퍼(400)를 캐리어 기판(460)에게 접합하는 것에 뒤이어, 소자 웨이퍼는 박형화될 수 있다. 도 21a 및 도 21b에 예시된 특정 실시예에서, 소자 웨이퍼(400)는 SOI 웨이퍼이다. 베이스 기판(402)은 특정 웨이퍼에 따라 그라인딩 및 식각을 포함하는 다양한 방법들을 이용하여 박형화될 수 있다. 일 실시예에서, 베이스 기판(402)은 그라인딩 및 식각의 조합을 통해 다만 부분적으로 제거된다. 다른 실시예에서, 베이스 기판(402)은 그라인딩 및 매립 산화물 층(404)의 식각의 조합을 통해 완전히 제거된다. 다른 실시예에서, 베이스 기판 및 매립 산화물 층(404)이 완전히 제거되어 활성 소자 층(406) 상에서 정지한다.
이제 도 22a 및 도 22b를 참조하면, 소자 웨이퍼는 패턴화되어 측방향으로 이격된 마이크로 칩들(475)의 어레이를 형성한다. 패턴화는 다양한 식각 방법들에 의해 수행되어 희생 층(450) 상에 정지할 수 있다. 일 실시예에서, 식각은 포지티브 포토레지스트 리소그래피 및 DRIE를 이용하여 수행됨으로써 측방향으로 이격된 마이크로 칩들(475)의 어레이 사이에 개구부들(409)을 형성한다. 일 실시예에서, 하나 이상의 관통홀들(407)이 마이크로 칩들(475)을 관통하여 또한 형성될 수 있다.
식각 정지 검출 층(430)이 존재하는 경우, 소자 웨이퍼(400)의 관통 식각에 사용되는 식각 화학 물질이 개구부들(409, 407)로부터 노출되는 식각 정지 검출 층(430)을 또한 제거할 수 있다. 일 실시예에서, 식각 정지 검출 층(430)이 존재하는 경우, 소자 웨이퍼(400)를 관통하는 식각 정지 검출은 광학 현미경을 이용하여 시각적으로 검출될 수 있다. 소자 웨이퍼(400)가 관통 식각되면, 티타늄 식각 정지 검출 층(430)의 회색이 웨이퍼를 가로질러 번쩍이면서 소자 웨이퍼(400)의 관통 식각이 완료됨에 대한 표시를 제공한다. 티타늄 식각 정지 검출 층(430)이 관통 식각되면, 희생 층(440)과 안정화 층(450)이 투명한 경우, 불투명 접착 층(들)(444, 462)(예를 들어, Cr, Ti) 또는 기판(460)(예를 들어 Si)의 외관이 이어서 관찰될 수 있다.
이 시점에서, 결과적인 구조체는 이후의 희생 층 제거 및 정전형 픽업에 대해 기판을 준비시키기 위한 핸들링 및 클리닝 공정들에 여전히 강건하다. 예시적인 실시예에서, 마이크로 칩들의 어레이의 최대 폭은 100 μm이고 피치는 1 내지 100 μm임은 물론, 그 보다 큰 피치 및 그 보다 작은 피치들도 가능하다.
측방향으로 이격된 마이크로 소자들(475)의 형성에 이어서, 희생 층(440)이 제거될 수 있다. 도 23a 및 도 23b는 본 발명의 실시예들에 따라, 희생 층의 제거 이후에 안정화 포스트들의 어레이 상에 형성된 마이크로 칩(475)을 예시한다. 예시된 실시예들에서, 희생 층(440)이 완전히 제거되면서 마이크로 칩(475) 밑에 개방 공간(446)을 결과적으로 가져온다. 예컨대(예를 들어, HF 증기, 또는 CF4 또는 SF6 플라즈마)와 같이 SiO2 또는 SiNx 희생 층(440)의 식각에 사용된 적합한 식각 화학 물질이 티타늄 식각 정지 검출 층(430)(존재할 경우)을 또한 제거한다. 마이크로 칩(475)을 관통하여 형성되는 관통 홀들(407)은 희생 층(400)의 완전한 제거를 달성하도록 돕고 마이크로 칩(475)아래를 식각하는 증기 식각 화학 물질을 위한 복수의 경로를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 안정화 층(450)의 상면은 복수의 전도성 접촉들(420)의 대략적 폭에 대응하는 폭을 가지는 복수의 캐비티(454)를 포함할 수 있다. 픽업 동작 중에 접합 층이 액화된 경우, 캐비티들(454)은 접합 층(425)을 수용하는 역할을 할 수 있으며, 접합 층(425)이 인접한 마이크로 소자(475)에게 확산되는 것을 방지하도록 도울 수 있다. 다른 실시예들에서, 접합 층(425)은 픽업 동작 중에 액화되지 않는다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 각자의 마이크로 칩(475)은 하나 이상의 안정화 포스트들(452)에 의해 지지된다. 도 23a에 도시된 특정 실시예에서, 마이크로 칩(475)이 복수의 안정화 포스트에 의해 지지된다. 안정화 포스트들(452)은 활성 소자 층(406) 또는 대안적으로 전도성 접촉(420)과 접촉을 이룰 수 있다. 또한, 전도성 접촉들(420)은 활성 소자 층(406)의 접합 패드들(410)과 전기적 연결을 이룰 수 있다. 전도성 접촉들(420)은 또한 더미 접촉들일 수 있으며, 접합 패드(410)를 포함하지 않는 활성 소자 층(406)의 표면에 접촉할 수 있다. 이러한 방식으로, 안정화 포스트들(452)과 전도성 접촉들(420)은 마이크로 소자(475)를 위한 지지 구조체를 제공한다. 더 나아가, 전도성 접촉들(420)은 마이크로 칩 이송 프로세스 도중에 수용 기판에 대한 접합을 도울 수 있으며/있거나 안정화 포스트들(425)과 요구되는 인장 강도 또는 접착력 또는 표면 장력을 달성하도록 도울 수 있다.
안정화 포스트들(452)의 구조는 도 23a 및 도 23b에 예시된 것들에 한정되지 않는다. 다른 실시예들에서, 도 11a 내지 도 13b의 마이크로 LED 소자와 관련하여 전술된 구조들 중 임의의 구조가 마이크로 칩들(475)에 또한 적용될 수 있다.
더 나아가, 도 14a 내지 도 14e와 관련하여 전술된 바와 같이 캐리어 기판으로부터 마이크로 소자들의 어레이를 픽업하여 수용 기판으로 이송하는 방법이 마이크로 칩들(475)의 이송에 또한 적용가능하다.
본 발명의 다양한 양태들을 이용함에 있어서, 캐리어 기판 상에 마이크로 소자들의 어레이를 안정화하고 마이크로 소자들의 어레이를 이송하도록 상기 실시예들의 조합 또는 변형들이 가능함이 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명이 구조적 특징들 및/또는 방법론적 동작들에 특정된 표현으로 기술되었지만, 첨부된 청구범위에 한정된 발명이 반드시 기술된 특정 특징들 또는 동작들로 제한되지는 않는 것이 이해되어야 한다. 대신에, 개시된 특정 특징 및 동작은 본 발명을 예시하는 데 유용한 청구된 발명의 특히 세련된 구현으로 이해되어야 한다.

Claims (73)

  1. 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체로서,
    안정화 포스트들의 어레이를 포함하고, 열경화성 재료로 이루어진 안정화 층;
    상기 안정화 포스트들의 어레이에 의해 지지되는 마이크로 소자들의 어레이 - 각자의 마이크로 소자는 저부 표면을 포함하고 상기 저부 표면은 바로 밑의 대응하는 안정화 포스트보다 넓음 -; 및
    상기 안정화 층과 상기 마이크로 소자들의 어레이 사이의 희생 층을 포함하고, 상기 희생 층 밑의 상기 안정화 층의 토포그래피(topography)는 상기 희생 층에 부합(conform)하고, 상기 안정화 포스트들의 어레이는 상기 마이크로 소자들의 어레이를 지지하도록 상기 희생 층의 두께를 관통하여 연장되는, 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마이크로 소자들의 어레이의 상기 저부 표면들 상에 저부 전도성 접촉들의 어레이를 추가로 포함하는, 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 마이크로 소자들의 어레이 상단에 상부 전도성 접촉들의 어레이를 추가로 포함하는, 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 열경화성 재료는 벤조사이클로부텐(BCB)을 포함하는, 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 안정화 포스트들의 어레이 내의 인접하는 안정화 포스트들은 1 μm 내지 100 μm의 피치, 또는 1 μm 내지 10 μm의 피치로 이격되는, 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 안정화 층은 캐리어 기판에 접합되는, 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 마이크로 소자들의 어레이는 마이크로 LED 소자들의 어레이이고, 각자의 마이크로 LED 소자는
    p-도핑된 반도체 층;
    n-도핑된 반도체 층; 및
    상기 p-도핑된 반도체 층과 상기 n-도핑된 반도체 층 사이의 양자 우물 층
    을 포함하는 소자 층을 포함하는, 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 안정화 층에 캐비티들의 어레이를 더 포함하고, 상기 안정화 포스트들의 어레이의 각각의 안정화 포스트는, 대응 캐비티의 대응하는 x-y 중심을 중심으로 하는, 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 안정화 층에 캐비티들의 어레이를 더 포함하고, 상기 안정화 포스트들의 어레이의 각각의 안정화 포스트는, 대응 캐비티의 x-y 중심에서 중심이 벗어난(off-center), 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체.
  10. 제1항에 있어서, 각자의 마이크로 소자는 저부 표면을 포함하며, 상기 저부 표면은 바로 밑의 대응하는 안정화 포스트보다 넓고, 각자의 안정화 포스트는 두 개의 인접한 마이크로 소자들의 에지(edge) 밑에서 걸쳐 이어지는, 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체.
  11. 제1항에 있어서, 상기 마이크로 소자들의 어레이는 마이크로 칩들의 어레이인, 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체.
  12. 제2항에 있어서, 상기 저부 전도성 접촉들의 어레이는 금속화 스택들의 어레이이고, 상기 안정화 층이 상기 금속화 스택들의 어레이에 접착 접합되고, 각자의 금속화 스택은 귀금속을 포함하는 접합 층을 포함하는, 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체.
  13. 제12항에 있어서, 상기 희생 층은 상기 마이크로 소자들의 어레이의 상기 마이크로 소자들 사이에 측방향으로 걸쳐 이어지고, 상기 희생 층은 상기 마이크로 소자들의 어레이의 상기 저부 표면들과 상기 저부 전도성 접촉들의 어레이의 저부 표면들을 따라 걸쳐 이어지는, 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체.
  14. 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체로서,
    안정화 포스트들의 어레이를 포함하고, 열경화성 재료로 이루어진 안정화 층; 및
    상기 안정화 포스트들의 어레이 상의 마이크로 소자들의 어레이를 포함하고, 각자의 마이크로 소자는 저부 표면을 포함하고 상기 저부 표면은 바로 밑의 대응하는 안정화 포스트보다 넓고, 두 개의 안정화 포스트들은 각자의 마이크로 소자 밑에 있는, 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체.
  15. 제14항에 있어서, 상기 안정화 층과 상기 마이크로 소자들의 어레이 사이의 희생 층을 추가로 포함하고, 상기 희생 층 밑의 상기 안정화 층의 토포그래피는 상기 희생 층에 부합하고, 상기 안정화 포스트들의 어레이는 상기 마이크로 소자들의 어레이를 지지하도록 상기 희생 층의 두께를 관통하여 연장되는, 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체.
  16. 제14항에 있어서, 상기 열경화성 재료는 벤조사이클로부텐(BCB)을 포함하는, 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체.
  17. 제14항에 있어서, 상기 마이크로 소자들의 어레이는 마이크로 LED 소자들의 어레이이고, 각자의 마이크로 LED 소자는
    p-도핑된 반도체 층;
    n-도핑된 반도체 층; 및
    상기 p-도핑된 반도체 층과 상기 n-도핑된 반도체 층 사이의 양자 우물 층
    을 포함하는 소자 층을 포함하는, 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체.
  18. 제14항에 있어서, 상기 마이크로 소자들의 어레이는 마이크로 칩들의 어레이인, 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체.
  19. 제18항에 있어서, 각자의 마이크로 칩은 상기 마이크로 칩을 완전히 관통하여 연장되는 관통홀을 포함하고, 상기 관통홀은 안정화 포스트의 바로 위에 있지 않은, 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체.
  20. 제18항에 있어서, 각자의 마이크로 칩은 복수의 전도성 접촉들을 포함하며, 상기 복수의 전도성 접촉들의 각자의 전도성 접촉은 상기 안정화 포스트들의 어레이 중 상기 대응하는 안정화 포스트 상에 있는, 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 삭제
  39. 삭제
  40. 삭제
  41. 삭제
  42. 삭제
  43. 삭제
  44. 삭제
  45. 삭제
  46. 삭제
  47. 삭제
  48. 삭제
  49. 삭제
  50. 삭제
  51. 삭제
  52. 삭제
  53. 삭제
  54. 삭제
  55. 삭제
  56. 삭제
  57. 삭제
  58. 삭제
  59. 삭제
  60. 삭제
  61. 삭제
  62. 삭제
  63. 삭제
  64. 삭제
  65. 삭제
  66. 삭제
  67. 삭제
  68. 삭제
  69. 삭제
  70. 삭제
  71. 삭제
  72. 삭제
  73. 삭제
KR1020157007287A 2012-09-24 2013-09-13 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체 KR101630138B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/625,825 US8835940B2 (en) 2012-09-24 2012-09-24 Micro device stabilization post
US13/625,825 2012-09-24
US13/711,554 2012-12-11
US13/711,554 US8941215B2 (en) 2012-09-24 2012-12-11 Micro device stabilization post
PCT/US2013/059807 WO2014046981A1 (en) 2012-09-24 2013-09-13 Micro device stabilization post

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150046253A KR20150046253A (ko) 2015-04-29
KR101630138B1 true KR101630138B1 (ko) 2016-06-13

Family

ID=50338080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157007287A KR101630138B1 (ko) 2012-09-24 2013-09-13 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8941215B2 (ko)
KR (1) KR101630138B1 (ko)
CN (1) CN104661953B (ko)
TW (1) TWI569408B (ko)
WO (1) WO2014046981A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11069726B2 (en) 2018-02-06 2021-07-20 Samsung Display Co., Ltd. Method of manufacturing display device

Families Citing this family (165)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2011008352A (es) 2009-02-09 2011-11-28 Semprius Inc Modulos, receptores y sub-receptores fotovoltaicos tipo concentrador y metodos para formar los mismos.
US8877648B2 (en) 2009-03-26 2014-11-04 Semprius, Inc. Methods of forming printable integrated circuit devices by selective etching to suspend the devices from a handling substrate and devices formed thereby
US9899329B2 (en) 2010-11-23 2018-02-20 X-Celeprint Limited Interconnection structures and methods for transfer-printed integrated circuit elements with improved interconnection alignment tolerance
US8934259B2 (en) 2011-06-08 2015-01-13 Semprius, Inc. Substrates with transferable chiplets
US9557215B2 (en) 2012-08-17 2017-01-31 Massachusetts Institute Of Technology Phonon-recyling light-emitting diodes
US8835940B2 (en) 2012-09-24 2014-09-16 LuxVue Technology Corporation Micro device stabilization post
US9029880B2 (en) 2012-12-10 2015-05-12 LuxVue Technology Corporation Active matrix display panel with ground tie lines
US9159700B2 (en) 2012-12-10 2015-10-13 LuxVue Technology Corporation Active matrix emissive micro LED display
US9178123B2 (en) 2012-12-10 2015-11-03 LuxVue Technology Corporation Light emitting device reflective bank structure
US9314930B2 (en) * 2012-12-14 2016-04-19 LuxVue Technology Corporation Micro pick up array with integrated pivot mount
US9391042B2 (en) 2012-12-14 2016-07-12 Apple Inc. Micro device transfer system with pivot mount
US9252375B2 (en) 2013-03-15 2016-02-02 LuxVue Technology Corporation Method of fabricating a light emitting diode display with integrated defect detection test
US9484504B2 (en) 2013-05-14 2016-11-01 Apple Inc. Micro LED with wavelength conversion layer
US9217541B2 (en) * 2013-05-14 2015-12-22 LuxVue Technology Corporation Stabilization structure including shear release posts
US9136161B2 (en) 2013-06-04 2015-09-15 LuxVue Technology Corporation Micro pick up array with compliant contact
ES2952036T3 (es) 2013-06-12 2023-10-26 Rohinni Inc Teclado de retroiluminación con fuentes generadoras de luz depositadas
US8987765B2 (en) 2013-06-17 2015-03-24 LuxVue Technology Corporation Reflective bank structure and method for integrating a light emitting device
US9111464B2 (en) 2013-06-18 2015-08-18 LuxVue Technology Corporation LED display with wavelength conversion layer
US9035279B2 (en) * 2013-07-08 2015-05-19 LuxVue Technology Corporation Micro device with stabilization post
US9087764B2 (en) * 2013-07-26 2015-07-21 LuxVue Technology Corporation Adhesive wafer bonding with controlled thickness variation
US9722144B2 (en) 2013-08-16 2017-08-01 Massachusetts Institute Of Technology Phonon-recycling light-emitting diodes
US9401337B2 (en) * 2013-12-18 2016-07-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Molding structure for wafer level package
SG10201408532SA (en) * 2013-12-19 2015-07-30 Agency Science Tech & Res Method For Thin Film Encapsulation (TFE) Of A Microelectromechanical System (MEMS) Device And The MEMS Device Encapsulated Thereof
JP6023737B2 (ja) * 2014-03-18 2016-11-09 信越化学工業株式会社 ウエハ加工体、ウエハ加工用仮接着材、及び薄型ウエハの製造方法
CN107078094B (zh) * 2014-06-18 2020-04-03 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
US9991423B2 (en) 2014-06-18 2018-06-05 X-Celeprint Limited Micro assembled LED displays and lighting elements
US9929053B2 (en) 2014-06-18 2018-03-27 X-Celeprint Limited Systems and methods for controlling release of transferable semiconductor structures
CN111180381B (zh) 2014-06-18 2021-08-27 艾克斯展示公司技术有限公司 用于控制可转印半导体结构的释放的系统及方法
MY182253A (en) 2014-07-20 2021-01-18 X Celeprint Ltd Apparatus and methods for micro-transfer-printing
DE102014110884B4 (de) * 2014-07-31 2021-09-16 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterchips
US9799261B2 (en) 2014-09-25 2017-10-24 X-Celeprint Limited Self-compensating circuit for faulty display pixels
US9799719B2 (en) 2014-09-25 2017-10-24 X-Celeprint Limited Active-matrix touchscreen
US9991163B2 (en) 2014-09-25 2018-06-05 X-Celeprint Limited Small-aperture-ratio display with electrical component
US10543486B2 (en) 2014-10-31 2020-01-28 eLux Inc. Microperturbation assembly system and method
US10446728B2 (en) 2014-10-31 2019-10-15 eLux, Inc. Pick-and remove system and method for emissive display repair
US10418527B2 (en) 2014-10-31 2019-09-17 eLux, Inc. System and method for the fluidic assembly of emissive displays
US10520769B2 (en) 2014-10-31 2019-12-31 eLux, Inc. Emissive display with printed light modification structures
US10381332B2 (en) 2014-10-31 2019-08-13 eLux Inc. Fabrication method for emissive display with light management system
US10236279B2 (en) 2014-10-31 2019-03-19 eLux, Inc. Emissive display with light management system
US10319878B2 (en) 2014-10-31 2019-06-11 eLux, Inc. Stratified quantum dot phosphor structure
US10535640B2 (en) 2014-10-31 2020-01-14 eLux Inc. System and method for the fluidic assembly of micro-LEDs utilizing negative pressure
US9825202B2 (en) 2014-10-31 2017-11-21 eLux, Inc. Display with surface mount emissive elements
US10242977B2 (en) 2014-10-31 2019-03-26 eLux, Inc. Fluid-suspended microcomponent harvest, distribution, and reclamation
US10381335B2 (en) 2014-10-31 2019-08-13 ehux, Inc. Hybrid display using inorganic micro light emitting diodes (uLEDs) and organic LEDs (OLEDs)
US9484332B2 (en) * 2015-03-18 2016-11-01 Intel Corporation Micro solar cell powered micro LED display
KR101665242B1 (ko) 2015-03-20 2016-10-11 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 반도체 패키지 및 이의 제조 방법
US9640715B2 (en) 2015-05-15 2017-05-02 X-Celeprint Limited Printable inorganic semiconductor structures
TWI557831B (zh) * 2015-05-15 2016-11-11 友達光電股份有限公司 微組件的傳送方法
US9871345B2 (en) 2015-06-09 2018-01-16 X-Celeprint Limited Crystalline color-conversion device
US10133426B2 (en) 2015-06-18 2018-11-20 X-Celeprint Limited Display with micro-LED front light
US11061276B2 (en) 2015-06-18 2021-07-13 X Display Company Technology Limited Laser array display
GB2539684B (en) * 2015-06-24 2018-04-04 Dst Innovations Ltd Method of surface-mounting components
US9704821B2 (en) 2015-08-11 2017-07-11 X-Celeprint Limited Stamp with structured posts
US10255834B2 (en) 2015-07-23 2019-04-09 X-Celeprint Limited Parallel redundant chiplet system for controlling display pixels
US9640108B2 (en) 2015-08-25 2017-05-02 X-Celeprint Limited Bit-plane pulse width modulated digital display system
US10468363B2 (en) 2015-08-10 2019-11-05 X-Celeprint Limited Chiplets with connection posts
US10380930B2 (en) 2015-08-24 2019-08-13 X-Celeprint Limited Heterogeneous light emitter display system
US10304811B2 (en) 2015-09-04 2019-05-28 Hong Kong Beida Jade Bird Display Limited Light-emitting diode display panel with micro lens array
US10032757B2 (en) 2015-09-04 2018-07-24 Hong Kong Beida Jade Bird Display Limited Projection display system
US10177127B2 (en) 2015-09-04 2019-01-08 Hong Kong Beida Jade Bird Display Limited Semiconductor apparatus and method of manufacturing the same
US10230048B2 (en) * 2015-09-29 2019-03-12 X-Celeprint Limited OLEDs for micro transfer printing
WO2017105581A2 (en) 2015-10-02 2017-06-22 Semprius, Inc. Wafer-integrated, ultra-low profile concentrated photovoltaics (cpv) for space applications
GB2544335A (en) * 2015-11-13 2017-05-17 Oculus Vr Llc A method and apparatus for use in the manufacture of a display element
CN106711291B (zh) * 2015-11-13 2019-03-26 映瑞光电科技(上海)有限公司 一种led垂直芯片结构及其制作方法
KR20170059068A (ko) 2015-11-19 2017-05-30 삼성전자주식회사 광원 모듈, 디스플레이 패널 및 이를 구비한 디스플레이 장치
US10066819B2 (en) 2015-12-09 2018-09-04 X-Celeprint Limited Micro-light-emitting diode backlight system
WO2017124109A1 (en) 2016-01-15 2017-07-20 Rohinni, LLC Apparatus and method of backlighting through a cover on the apparatus
WO2017124332A1 (en) * 2016-01-20 2017-07-27 Goertek.Inc Micro-led transfer method and manufacturing method
US11230471B2 (en) 2016-02-05 2022-01-25 X-Celeprint Limited Micro-transfer-printed compound sensor device
US10200013B2 (en) 2016-02-18 2019-02-05 X-Celeprint Limited Micro-transfer-printed acoustic wave filter device
US10361677B2 (en) 2016-02-18 2019-07-23 X-Celeprint Limited Transverse bulk acoustic wave filter
KR102442612B1 (ko) * 2016-02-19 2022-09-14 삼성디스플레이 주식회사 발광 다이오드 트랜스퍼 방법
WO2017144573A1 (en) 2016-02-25 2017-08-31 X-Celeprint Limited Efficiently micro-transfer printing micro-scale devices onto large-format substrates
US10150325B2 (en) 2016-02-29 2018-12-11 X-Celeprint Limited Hybrid banknote with electronic indicia
US10193025B2 (en) 2016-02-29 2019-01-29 X-Celeprint Limited Inorganic LED pixel structure
US10153256B2 (en) 2016-03-03 2018-12-11 X-Celeprint Limited Micro-transfer printable electronic component
US10153257B2 (en) 2016-03-03 2018-12-11 X-Celeprint Limited Micro-printed display
US10917953B2 (en) 2016-03-21 2021-02-09 X Display Company Technology Limited Electrically parallel fused LEDs
US10223962B2 (en) 2016-03-21 2019-03-05 X-Celeprint Limited Display with fused LEDs
US10008483B2 (en) 2016-04-05 2018-06-26 X-Celeprint Limited Micro-transfer printed LED and color filter structure
US10199546B2 (en) 2016-04-05 2019-02-05 X-Celeprint Limited Color-filter device
US10622700B2 (en) 2016-05-18 2020-04-14 X-Celeprint Limited Antenna with micro-transfer-printed circuit element
US9997501B2 (en) 2016-06-01 2018-06-12 X-Celeprint Limited Micro-transfer-printed light-emitting diode device
US10453826B2 (en) 2016-06-03 2019-10-22 X-Celeprint Limited Voltage-balanced serial iLED pixel and display
US11137641B2 (en) 2016-06-10 2021-10-05 X Display Company Technology Limited LED structure with polarized light emission
US10475876B2 (en) 2016-07-26 2019-11-12 X-Celeprint Limited Devices with a single metal layer
US11064609B2 (en) 2016-08-04 2021-07-13 X Display Company Technology Limited Printable 3D electronic structure
US9980341B2 (en) 2016-09-22 2018-05-22 X-Celeprint Limited Multi-LED components
US10217729B2 (en) * 2016-09-30 2019-02-26 Intel Corporation Apparatus for micro pick and bond
US10782002B2 (en) 2016-10-28 2020-09-22 X Display Company Technology Limited LED optical components
US10347168B2 (en) 2016-11-10 2019-07-09 X-Celeprint Limited Spatially dithered high-resolution
US10395966B2 (en) 2016-11-15 2019-08-27 X-Celeprint Limited Micro-transfer-printable flip-chip structures and methods
WO2018091459A1 (en) 2016-11-15 2018-05-24 X-Celeprint Limited Micro-transfer-printable flip-chip structures and methods
US10600671B2 (en) 2016-11-15 2020-03-24 X-Celeprint Limited Micro-transfer-printable flip-chip structures and methods
DE102016124646A1 (de) 2016-12-16 2018-06-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
US10297502B2 (en) 2016-12-19 2019-05-21 X-Celeprint Limited Isolation structure for micro-transfer-printable devices
US10438859B2 (en) 2016-12-19 2019-10-08 X-Celeprint Limited Transfer printed device repair
CN106601661B (zh) 2017-01-09 2019-08-27 京东方科技集团股份有限公司 转印装置及转印方法
US10832609B2 (en) 2017-01-10 2020-11-10 X Display Company Technology Limited Digital-drive pulse-width-modulated output system
US10332868B2 (en) 2017-01-26 2019-06-25 X-Celeprint Limited Stacked pixel structures
US10468391B2 (en) 2017-02-08 2019-11-05 X-Celeprint Limited Inorganic light-emitting-diode displays with multi-ILED pixels
US10396137B2 (en) 2017-03-10 2019-08-27 X-Celeprint Limited Testing transfer-print micro-devices on wafer
US11024608B2 (en) 2017-03-28 2021-06-01 X Display Company Technology Limited Structures and methods for electrical connection of micro-devices and substrates
CN107068665B (zh) 2017-04-18 2019-02-05 天津三安光电有限公司 微型发光二极管器件及其制作方法
US10468397B2 (en) 2017-05-05 2019-11-05 X-Celeprint Limited Matrix addressed tiles and arrays
CN109216522B (zh) * 2017-07-07 2020-02-07 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 微型led显示面板
US10804880B2 (en) 2018-12-03 2020-10-13 X-Celeprint Limited Device structures with acoustic wave transducers and connection posts
US10943946B2 (en) 2017-07-21 2021-03-09 X Display Company Technology Limited iLED displays with substrate holes
US10326044B2 (en) * 2017-08-18 2019-06-18 Micron Technology, Inc. Method and apparatus for processing semiconductor device structures
CN107681034B (zh) * 2017-08-30 2019-11-12 天津三安光电有限公司 微型发光二极管及其制作方法
DE102017123290A1 (de) 2017-10-06 2019-04-11 Osram Opto Semiconductors Gmbh Lichtemittierendes Bauteil, Anzeigevorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung
DE102017126338A1 (de) 2017-11-10 2019-05-16 Osram Opto Semiconductors Gmbh Bauteilverbund, Bauteil und Verfahren zur Herstellung von Bauteilen
US10836200B2 (en) 2017-11-13 2020-11-17 X Display Company Technology Limited Rigid micro-modules with ILED and light conductor
CN109786307B (zh) * 2017-11-15 2021-02-05 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 微型led显示面板的制备方法
US10297585B1 (en) 2017-12-21 2019-05-21 X-Celeprint Limited Multi-resolution compound micro-devices
US10690920B2 (en) 2018-02-28 2020-06-23 X Display Company Technology Limited Displays with transparent bezels
US11189605B2 (en) 2018-02-28 2021-11-30 X Display Company Technology Limited Displays with transparent bezels
CN108417682B (zh) * 2018-03-22 2020-03-20 厦门市三安光电科技有限公司 一种微型发光元件及其制作方法
US10910355B2 (en) 2018-04-30 2021-02-02 X Display Company Technology Limited Bezel-free displays
US10505079B2 (en) 2018-05-09 2019-12-10 X-Celeprint Limited Flexible devices and methods using laser lift-off
US10714001B2 (en) 2018-07-11 2020-07-14 X Display Company Technology Limited Micro-light-emitting-diode displays
KR102136579B1 (ko) 2018-07-27 2020-07-22 서울대학교산학협력단 표시 장치
US10796971B2 (en) 2018-08-13 2020-10-06 X Display Company Technology Limited Pressure-activated electrical interconnection with additive repair
CN109148652B (zh) * 2018-08-23 2020-08-25 上海天马微电子有限公司 无机发光二极管显示面板及其制作方法和显示装置
US20200083280A1 (en) 2018-09-11 2020-03-12 Prilit Optronics, Inc. Top emission microled display and bottom emission microled display and a method of forming the same
US10573544B1 (en) 2018-10-17 2020-02-25 X-Celeprint Limited Micro-transfer printing with selective component removal
US10796938B2 (en) 2018-10-17 2020-10-06 X Display Company Technology Limited Micro-transfer printing with selective component removal
US11528808B2 (en) 2018-12-03 2022-12-13 X Display Company Technology Limited Printing components to substrate posts
US10790173B2 (en) 2018-12-03 2020-09-29 X Display Company Technology Limited Printed components on substrate posts
US11482979B2 (en) 2018-12-03 2022-10-25 X Display Company Technology Limited Printing components over substrate post edges
US20210002128A1 (en) 2018-12-03 2021-01-07 X-Celeprint Limited Enclosed cavity structures
US11274035B2 (en) 2019-04-24 2022-03-15 X-Celeprint Limited Overhanging device structures and related methods of manufacture
US11282786B2 (en) 2018-12-12 2022-03-22 X Display Company Technology Limited Laser-formed interconnects for redundant devices
US11483937B2 (en) 2018-12-28 2022-10-25 X Display Company Technology Limited Methods of making printed structures
US11251139B2 (en) 2019-01-22 2022-02-15 X-Celeprint Limited Secure integrated-circuit systems
US11322460B2 (en) 2019-01-22 2022-05-03 X-Celeprint Limited Secure integrated-circuit systems
US10748793B1 (en) 2019-02-13 2020-08-18 X Display Company Technology Limited Printing component arrays with different orientations
US11088121B2 (en) 2019-02-13 2021-08-10 X Display Company Technology Limited Printed LED arrays with large-scale uniformity
TWI673888B (zh) * 2019-02-25 2019-10-01 友達光電股份有限公司 發光元件的製作方法
US11094870B2 (en) 2019-03-12 2021-08-17 X Display Company Technology Limited Surface-mountable pixel packages and pixel engines
US11164934B2 (en) 2019-03-12 2021-11-02 X Display Company Technology Limited Tiled displays with black-matrix support screens
DE102019108701A1 (de) * 2019-04-03 2020-10-08 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von Bauteilen, Bauteil und Bauteilverbund aus Bauteilen
CN109994533B (zh) * 2019-04-17 2021-01-19 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板、显示面板及其制造方法
US10714374B1 (en) 2019-05-09 2020-07-14 X Display Company Technology Limited High-precision printed structures
CN109994417B (zh) * 2019-05-30 2019-08-27 南京中电熊猫平板显示科技有限公司 一种静电转移头及其制作方法
US10944027B2 (en) 2019-06-14 2021-03-09 X Display Company Technology Limited Pixel modules with controllers and light emitters
US11488943B2 (en) 2019-06-14 2022-11-01 X Display Company Technology Limited Modules with integrated circuits and devices
TWI750488B (zh) 2019-07-17 2021-12-21 錼創顯示科技股份有限公司 半導體結構與微型半導體顯示裝置
US11101417B2 (en) 2019-08-06 2021-08-24 X Display Company Technology Limited Structures and methods for electrically connecting printed components
US11637540B2 (en) 2019-10-30 2023-04-25 X-Celeprint Limited Non-linear tethers for suspended devices
US11626856B2 (en) 2019-10-30 2023-04-11 X-Celeprint Limited Non-linear tethers for suspended devices
US11127889B2 (en) 2019-10-30 2021-09-21 X Display Company Technology Limited Displays with unpatterned layers of light-absorbing material
US11062936B1 (en) 2019-12-19 2021-07-13 X Display Company Technology Limited Transfer stamps with multiple separate pedestals
US11315909B2 (en) 2019-12-20 2022-04-26 X Display Company Technology Limited Displays with embedded light emitters
US11037912B1 (en) 2020-01-31 2021-06-15 X Display Company Technology Limited LED color displays with multiple LEDs connected in series and parallel in different sub-pixels of a pixel
US11316003B2 (en) * 2020-02-25 2022-04-26 Boe Technology Group Co., Ltd. Array substrate, display device, and method for manufacturing same
GB2593698B (en) * 2020-03-30 2022-12-07 Plessey Semiconductors Ltd Monolithic electronic device
KR102450165B1 (ko) * 2020-04-29 2022-10-04 아주대학교산학협력단 박막형 수직 공진 표면 발광 레이저의 제조 방법
KR102480334B1 (ko) * 2020-04-29 2022-12-23 아주대학교산학협력단 박막형 수직 공진 표면 발광 레이저의 제조 방법
US11538849B2 (en) 2020-05-28 2022-12-27 X Display Company Technology Limited Multi-LED structures with reduced circuitry
US11952266B2 (en) 2020-10-08 2024-04-09 X-Celeprint Limited Micro-device structures with etch holes
US11308257B1 (en) 2020-12-15 2022-04-19 International Business Machines Corporation Stacked via rivets in chip hotspots
WO2023008604A1 (ko) * 2021-07-28 2023-02-02 엘지전자 주식회사 디스플레이 장치
WO2023174545A1 (en) * 2022-03-17 2023-09-21 Ams-Osram International Gmbh Optoelectronic arrangement and method of processing
KR102607680B1 (ko) * 2023-02-07 2023-11-29 웨이브로드 주식회사 마이크로디스플레이 패널 제조 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6130445A (en) 1998-12-02 2000-10-10 Arima Optoelectronics Corporation LED with AlGaInP Bragg layer
US20070231943A1 (en) 2006-03-21 2007-10-04 Dalsa Semiconductor Inc. Protection capsule for mems devices
US20110089464A1 (en) 2009-10-15 2011-04-21 Advanced Optoelectronic Technology Inc. Light emitting diode package and method of fabricating the same
US20130128585A1 (en) 2011-11-18 2013-05-23 LuxVue Technology Corporation Micro device array

Family Cites Families (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5300788A (en) 1991-01-18 1994-04-05 Kopin Corporation Light emitting diode bars and arrays and method of making same
US5592358A (en) 1994-07-18 1997-01-07 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck for magnetic flux processing
TW311927B (ko) 1995-07-11 1997-08-01 Minnesota Mining & Mfg
JP3132353B2 (ja) 1995-08-24 2001-02-05 松下電器産業株式会社 チップの搭載装置および搭載方法
US5888847A (en) 1995-12-08 1999-03-30 Lsi Logic Corporation Technique for mounting a semiconductor die
US5858099A (en) 1996-04-09 1999-01-12 Sarnoff Corporation Electrostatic chucks and a particle deposition apparatus therefor
JPH1126733A (ja) 1997-07-03 1999-01-29 Seiko Epson Corp 薄膜デバイスの転写方法、薄膜デバイス、薄膜集積回路装置，アクティブマトリクス基板、液晶表示装置および電子機器
KR100278137B1 (ko) 1997-09-04 2001-01-15 가나이 쓰도무 반도체소자의 탑재방법 및 그 시스템, 반도체소자 분리장치 및ic카드의 제조방법
US5903428A (en) 1997-09-25 1999-05-11 Applied Materials, Inc. Hybrid Johnsen-Rahbek electrostatic chuck having highly resistive mesas separating the chuck from a wafer supported thereupon and method of fabricating same
JP3406207B2 (ja) 1997-11-12 2003-05-12 シャープ株式会社 表示用トランジスタアレイパネルの形成方法
US6071795A (en) 1998-01-23 2000-06-06 The Regents Of The University Of California Separation of thin films from transparent substrates by selective optical processing
JP3504543B2 (ja) 1999-03-03 2004-03-08 株式会社日立製作所 半導体素子の分離方法およびその装置並びに半導体素子の搭載方法
US6335263B1 (en) 2000-03-22 2002-01-01 The Regents Of The University Of California Method of forming a low temperature metal bond for use in the transfer of bulk and thin film materials
US6558109B2 (en) 2000-05-26 2003-05-06 Automation Technology, Inc. Method and apparatus for separating wafers
JP3906653B2 (ja) 2000-07-18 2007-04-18 ソニー株式会社 画像表示装置及びその製造方法
TW456058B (en) 2000-08-10 2001-09-21 United Epitaxy Co Ltd Light emitting diode and the manufacturing method thereof
JP4780828B2 (ja) 2000-11-22 2011-09-28 三井化学株式会社 ウエハ加工用粘着テープ及びその製造方法並びに使用方法
US7022546B2 (en) 2000-12-05 2006-04-04 Analog Devices, Inc. Method and device for protecting micro electromechanical systems structures during dicing of a wafer
JP3747807B2 (ja) 2001-06-12 2006-02-22 ソニー株式会社 素子実装基板及び不良素子の修復方法
US7033842B2 (en) 2002-03-25 2006-04-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electronic component mounting apparatus and electronic component mounting method
US20030189215A1 (en) 2002-04-09 2003-10-09 Jong-Lam Lee Method of fabricating vertical structure leds
TWI249148B (en) 2004-04-13 2006-02-11 Epistar Corp Light-emitting device array having binding layer
US6946322B2 (en) 2002-07-25 2005-09-20 Hrl Laboratories, Llc Large area printing method for integrating device and circuit components
DE10245631B4 (de) 2002-09-30 2022-01-20 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Halbleiterbauelement
US7585703B2 (en) 2002-11-19 2009-09-08 Ishikawa Seisakusho, Ltd. Pixel control element selection transfer method, pixel control device mounting device used for pixel control element selection transfer method, wiring formation method after pixel control element transfer, and planar display substrate
US6762069B2 (en) 2002-11-19 2004-07-13 United Epitaxy Company, Ltd. Method for manufacturing light-emitting element on non-transparent substrate
US6786390B2 (en) 2003-02-04 2004-09-07 United Epitaxy Company Ltd. LED stack manufacturing method and its structure thereof
JP4334892B2 (ja) 2003-03-20 2009-09-30 パナソニック株式会社 部品実装方法
WO2005015647A1 (en) 2003-08-08 2005-02-17 Vichel Inc. Nitride micro light emitting diode with high brightness and method of manufacturing the same
TWI244220B (en) 2004-02-20 2005-11-21 Epistar Corp Organic binding light-emitting device with vertical structure
US7462861B2 (en) 2004-04-28 2008-12-09 Cree, Inc. LED bonding structures and methods of fabricating LED bonding structures
US7563625B2 (en) 2005-01-11 2009-07-21 SemiLEDs Optoelectronics Co., Ltd. Method of making light-emitting diodes (LEDs) with improved light extraction by roughening
TWI352437B (en) 2007-08-27 2011-11-11 Epistar Corp Optoelectronic semiconductor device
US7910945B2 (en) 2006-06-30 2011-03-22 Cree, Inc. Nickel tin bonding system with barrier layer for semiconductor wafers and devices
JP4535053B2 (ja) 2006-10-12 2010-09-01 ソニー株式会社 発光ダイオードの配線の形成方法、発光ダイオード実装基板、ディスプレイ、バックライト、照明装置および電子機器
KR101519038B1 (ko) 2007-01-17 2015-05-11 더 보오드 오브 트러스티스 오브 더 유니버시티 오브 일리노이즈 프린팅­기반 어셈블리에 의해 제조되는 광학 시스템
WO2009004980A1 (ja) 2007-06-29 2009-01-08 Showa Denko K.K. 発光ダイオードの製造方法
US7838410B2 (en) 2007-07-11 2010-11-23 Sony Corporation Method of electrically connecting element to wiring, method of producing light-emitting element assembly, and light-emitting element assembly
KR101475520B1 (ko) 2008-01-14 2014-12-23 삼성전자주식회사 잉크젯 프린트용 양자점 잉크 조성물 및 그를 이용한전자소자
JP4479827B2 (ja) 2008-05-12 2010-06-09 ソニー株式会社 発光ダイオード表示装置及びその製造方法
RU2010152355A (ru) 2008-05-22 2012-06-27 Коннектор Оптикс (Ru) Способ для прикрепления оптических компонентов на интегральные схемы на основе кремния
US7927976B2 (en) 2008-07-23 2011-04-19 Semprius, Inc. Reinforced composite stamp for dry transfer printing of semiconductor elements
US7999454B2 (en) 2008-08-14 2011-08-16 Global Oled Technology Llc OLED device with embedded chip driving
US7953134B2 (en) 2008-12-31 2011-05-31 Epistar Corporation Semiconductor light-emitting device
TWI389355B (zh) 2009-01-05 2013-03-11 Epistar Corp 發光半導體裝置
KR101809472B1 (ko) * 2009-01-14 2018-01-18 삼성전자주식회사 광추출 효율이 향상된 발광 장치
KR101001454B1 (ko) 2009-01-23 2010-12-14 삼성모바일디스플레이주식회사 정전척 및 이를 구비한 유기전계발광 소자의 제조장치
JP5470601B2 (ja) 2009-03-02 2014-04-16 新光電気工業株式会社 静電チャック
US8877648B2 (en) 2009-03-26 2014-11-04 Semprius, Inc. Methods of forming printable integrated circuit devices by selective etching to suspend the devices from a handling substrate and devices formed thereby
US9337407B2 (en) 2009-03-31 2016-05-10 Epistar Corporation Photoelectronic element and the manufacturing method thereof
EP2430652B1 (en) 2009-05-12 2019-11-20 The Board of Trustees of the University of Illionis Printed assemblies of ultrathin, microscale inorganic light emitting diodes for deformable and semitransparent displays
US8173456B2 (en) 2009-07-05 2012-05-08 Industrial Technology Research Institute Method of manufacturing a light emitting diode element
CN102072420B (zh) * 2009-11-25 2012-06-27 富士迈半导体精密工业（上海）有限公司 照明装置
US9496155B2 (en) 2010-03-29 2016-11-15 Semprius, Inc. Methods of selectively transferring active components
CN101901570B (zh) * 2010-08-11 2012-10-17 福建泰德光电科技有限公司 一种led显示屏模块
US8563334B2 (en) 2010-09-14 2013-10-22 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Method to remove sapphire substrate
JP5740939B2 (ja) 2010-11-29 2015-07-01 住友電気工業株式会社 半導体装置の製造方法
US9620478B2 (en) 2011-11-18 2017-04-11 Apple Inc. Method of fabricating a micro device transfer head
US8349116B1 (en) 2011-11-18 2013-01-08 LuxVue Technology Corporation Micro device transfer head heater assembly and method of transferring a micro device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6130445A (en) 1998-12-02 2000-10-10 Arima Optoelectronics Corporation LED with AlGaInP Bragg layer
US20070231943A1 (en) 2006-03-21 2007-10-04 Dalsa Semiconductor Inc. Protection capsule for mems devices
US20110089464A1 (en) 2009-10-15 2011-04-21 Advanced Optoelectronic Technology Inc. Light emitting diode package and method of fabricating the same
US20130128585A1 (en) 2011-11-18 2013-05-23 LuxVue Technology Corporation Micro device array

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11069726B2 (en) 2018-02-06 2021-07-20 Samsung Display Co., Ltd. Method of manufacturing display device
US11776973B2 (en) 2018-02-06 2023-10-03 Samsung Display Co., Ltd. Method of manufacturing display device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014046981A1 (en) 2014-03-27
US20140084482A1 (en) 2014-03-27
TWI569408B (zh) 2017-02-01
CN104661953B (zh) 2016-09-07
TW201417239A (zh) 2014-05-01
CN104661953A (zh) 2015-05-27
US8941215B2 (en) 2015-01-27
KR20150046253A (ko) 2015-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101630138B1 (ko) 마이크로 소자들을 안정화하기 위한 구조체
US11011390B2 (en) Micro device stabilization post
US9620695B2 (en) Micro device with stabilization post
US9166114B2 (en) Stabilization structure including sacrificial release layer and staging cavity
US9105714B2 (en) Stabilization structure including sacrificial release layer and staging bollards
US9153548B2 (en) Adhesive wafer bonding with sacrificial spacers for controlled thickness variation
US9087764B2 (en) Adhesive wafer bonding with controlled thickness variation
US10147622B2 (en) Electric-programmable magnetic module
US9217541B2 (en) Stabilization structure including shear release posts
KR101638274B1 (ko) 자가-정렬 금속화 스택을 구비한 마이크로 led 디바이스를 형성하는 방법
US10446726B2 (en) Wafer level packaging of electronic devices
TW201709559A (zh) 形成微發光二極體陣列的方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190515

Year of fee payment: 4