TW201916409A - 微型發光二極體晶片及其製作方法與應用 - Google Patents

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Abstract

一種微型發光二極體晶片包含至少在一個電極上設置一個用於製作金屬連線的連接區。透過該連接區，該微型發光二極體晶片能夠用來進行全測。該微型發光二極體晶片包括發光積層體、第一電極，及第二電極。該發光積層體具有相反的第一表面及第二表面，且包含第一半導體層、發光層，及第二半導體層。該第一電極設置在該發光積層體的第二表面之上，與該第一半導體層連接。該第二電極設置在該發光積層體的第二表面之上，與該第二半導體層連接。該第一電極和該第二電極的表面上分別具有第一連接區。該等第一連接區在表面形貌或外觀顏色上有別於該第一電極及該第二電極的表面上的其他區域。

Description

微型發光二極體晶片及其製作方法與應用
本發明是有關於一種半導體製造領域，特別是指一種微型發光二極體晶片及其製作方法與應用。
微元件技術是指在基板上形成包含高密度集成的微小尺寸的元件陣列的微型器件。該微型器件例如微機電系統(MEMS)微動開關、發光二極體顯示系統，和基於MEMS或者石英的振盪器。目前該發光二極體顯示系統中微發光二極體(Micro LED)顯示器具有高亮度、低功耗、超高解析度與色彩飽和度等優點，吸引不少業者投入研發。
目前Micro LED 晶片因尺寸小，導致進行全測時存在有較大的困難，舉例來說，由於晶片中的電極尺寸極小，而無法準確將測試針扎在電極上完成光電參數的測試，又，當進行低電流測試時，單顆Micro LED晶片的發光亮度相對較低，導致量測誤差較大，且為減少量測誤差，需將量測的時間拉長，導致量測耗時。
因此，本發明的第一目的，即在提供一種能夠進行全測的微型發光二極體晶片。
於是，本發明微型發光二極體晶片，包括：一個發光積層體、一個第一電極，及一個第二電極。該發光積層體具有相反的一個第一表面和一個第二表面，且包含一層第一半導體層、一層與該第一半導體間隔設置的第二半導體層，及一層設置在該第一半導體及該第二半導體間的發光層。該第一電極設置在該發光積層體的第二表面之上，與該第一半導體層連接。該第二電極設置在該發光積層體的第二表面之上，與該第二半導體層連接。該第一電極的表面具有一個第一連接區，且該第一連接區在表面形貌或外觀顏色上有別於在該第一電極的表面的其他區域。該第二電極的表面上具有一個第一連接區，且該第一連接區在表面形貌或外觀顏色上有別於在該第二電極的表面的其他區域。
本發明的第二目的，即在提供一種能夠進行全測的微型發光二極體晶片。
於是，本發明微型發光二極體晶片，包括：一個發光積層體、一個第一電極，及一個第二電極。該發光積層體具有相反的一個第一表面和一個第二表面，且包含一層第一半導體層、一層與該第一半導體間隔設置的第二半導體層，及一層設置在該第一半導體及該第二半導體間的發光層。該第一電極設置在該發光積層體的的第一表面之上，與該第一半導體層連接。該第二電極設置在該發光積層體的第二表面之上，與該第二半導體層連接。該第一電極的表面上設有第一連接區，且該第一連接區在表面形貌或外觀顏色上有別於在該第一電極的表面上的其他區域。
本發明的第三目的，即在提供一種微型發光二極體晶片的製作方法。
於是，本發明微型發光二極體晶片的製作方法，包括步驟：(1)提供一個發光積層體，具有相反的一個第一表面和一個第二表面，且包含一層第一半導體層、一層與該第一半導體間隔設置的第二半導體層，及一層設置在該第一半導體及該第二半導體間的發光層；(2)在該發光積層體的第二表面製作第一電極及第二電極，其中，該第一電極與該第一半導體層連接，該第二電極與該第二半導體層連接；(3)在該第一電極的表面上形成第一連接區及在該第二電極上形成第一連接區，該第一電極的第一連接區在表面形貌或外觀顏色上有別於在該第一電極的表面上的其他區域，該第二電極的第一連接區在表面形貌或外觀顏色上有別於在該第二電極的表面上的其他區域。
本發明的第四目的，即在提供一種微型發光二極體晶片的製作方法。
於是，本發明微型發光二極體的製作方法，包括步驟：(1)提供一個發光積層體，具有相反的一個第一表面和一個第二表面，且包含一層第一半導體層、一層與該第一半導體間隔設置的第二半導體層，及一層設置在該第一半導體及該第二半導體間的發光層；(2)在該發光積層體的第一表面製作第一電極，且該第一電極與該第一半導體層連接，在該發光積層體的第二表面上製作第二電極，該第二電極與該第二半導體層連接；(3)在該第一電極的表面上形成第一連接區，該第一連接區在表面形貌或外觀顏色上有別於在該第一電極的表面上的其他區域。
本發明的第五目的，即在提供一種微型發光二極體陣列。
於是，本發明微型發光二極體陣列包括複數個上述微型發光二極體晶片。
本發明的第六目的，即在提供一種顯示裝置。
於是，本發明顯示裝置包含上述微型發光二極體晶片。
本發明的功效在於：藉由第一連接區的設計，能夠對該微型發光二極體陣列中該等發光二極體晶片同時進行測試，而達到一次多顆測試的全測目的，同時不影響後續一次多顆晶片拾取或轉移的巨量轉移工藝。
在本發明被詳細描述前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1，本發明微型發光二極體晶片100的一第一實施例是倒置地設置在一個支撐單元101上。該支撐單元101包括一個承載基板140、一個在該承載基板140上的黏結層132，及至少一個設置在該黏結層132的支撐柱131。該至少一個支撐柱131可採用熱固性材料經固化形成，而該熱固性材料例如但不限於苯并環丁烯(BCB)或環氧樹脂等。在該第一實施例中，該至少一個支撐柱131的數目為一。
在該第一實施例中，該微型發光二極體晶片100為薄膜微型結構。較佳地，該微型發光二極體晶片100的尺寸為100μm×100μm以內，例如100μm×100μm或者100μm×50μm。在一些應用中，該微型發光二極體晶片100的尺寸為50μm×50μm以內，例如50μm×50μm、20μm×10μm，或者10μm×10μm。進一步地，該微型發光二極體晶片100的厚度d基本上保持在20μm以內，例如15μm或者10μm等。
該微型發光二極體晶片100包含一個發光積層體110、一個第一電極121，及一個第二電極122。
該發光積層體110具有相反的一個第一表面110a和一個第二表面110b，且包含一層第一半導體層112、一層與該第一半導體層112間隔設置的第二半導體層114，及一層設置在該第一半導體層112及該第二半導體層114間的發光層113。
當第一半導體層112為n型半導體層，該第二半導體層114可為相異電性的p型半導體層，反之，當第一半導體層112為p型半導體層，該第二半導體層114可為相異電性的n型半導體層。該發光層113可為中性半導體層、p型半導體層或n型半導體層。當施以電流通過該發光積層體110時，激發該發光層113而發出光線。當該發光層113以氮化物為基礎材料時，會發出藍、綠或紫外光，而以磷化鋁銦鎵為基礎材料時，會發出紅、橙、黃的琥珀色系的光。
該第一電極121設置在該發光積層體110的第二表面110b。該第二電極122設置在該發光積層體110的第二表面110b，且與該第一電極121間隔設置。
在該第一實施例中，該第一電極121、該第二電極122及該至少一個支撐柱131位於同一側(即，該發光積層體110的第二表面110b)，且該發光積層體110的發光層113所發射出的光是由該第一表面110a出光，使得出光面積因無該第一電極121及該第二電極121的阻擋而得以增大，同時，因為該第一表面11a上無設置任何元件而呈平坦，以便於後續對該微型發光二極體晶片100進行的封裝處理。該第一電極121與該發光積層體110的第一半導體層112形成電性連接，而該第二電極122與該發光積層體110的第二半導體層114連接。
參閱圖2，由於該微型發光二極體晶片100為微型器件，故該第一電極121和該第二電極122的尺寸對應也是極小的，基本上無法準確將測試針扎在該第一電極121及該第二電極122上完成光電參數等的測試。因此，在該第一實施例中，該第一電極121具有一個第一連接區123及該第二電極122具有第一連接區125。該等第一連接區123,125主要是在該微型發光二極體晶片100製作過程中用於製作金屬連線，以將該第一電極121及該第二電極122引至該微型發光二極體晶片100以外區域，而與一個測試電極單元(圖未示)連接。該金屬連線在測試完成後可保留或移除。不論是保留或移除該金屬連線，該第一電極121的第一連接區123均可與該第一電極121的表面的其他區域有區別，而該第二電極122的第一連接區123均可與該第二電極122的表面的其他區域有區別。該移除該金屬連線的方式例如採用濕法蝕刻法，基於此，該等第一連接區123,125在均可在表面顏色上明顯區別於其他區域。當保留該金屬連線時，該等第一連接區123,125因存在該金屬連線，使得在表面形貌上明顯區別於其他區域。該等第一連接區123,125的形狀並無特別的限制，可依實際需求進行調整。該等第一連接區123,125的形狀例如但不限於多邊形、圓形、半圓形，或者其他不規則圖形。較佳地，該等第一連接區123,125的形狀為矩形。該第一電極121的第一連接區123的面積為該第一電極121的面積的5%以上。較佳地，該第一電極121的第一連接區123的面積為該第一電極121的面積的10%至30%。該第二電極122的第一連接區125的面積為該第二電極122的面積的5%以上。較佳地，該第二電極122的第一連接區125的面積為該第二電極122的面積的10%至30%。
該至少一個支撐柱131位於該發光積層體110的第二表面110b上的任意位置，例如該第一電極121和該第二電極122間的區域，或者，位於該第一電極121的表面，又或者，位於該第二電極122的表面。為達到較佳的拾取效果，該第一電極121或該第二電極122還具有一個用於接觸該至少一個支撐柱131的第二連接區124。在該第一實施例中，該第二電極122具有一個第二連接區124。該第二連接區124與該支撐單元101的該至少一個支撐柱131接觸，從而使該發光積層體110保持在該承載基板140上的適當位置，使得該微型發光二極體晶片100處於待拾取狀態。較佳地，該第二連接區124的面積不超過對應的電極的面積的10%，例如可以是5%左右。該至少一個支撐柱131通過該黏結層132與該承載基板140連接。該黏結層132與該至少一個支撐柱131可以是一體成型，並採用相同的材料經固化形成。該材料例如上述熱固性材料。
參閱圖3至圖6，本發明簡單列舉該等第一連接區123,125及該第二連接區124的不同位置及形狀的數種變化態樣。在該圖3至圖6中，該等第一連接區123,125為矩形或半圓形。該等第一連接區123,125分別位於該第一電極121及該第二電極122的邊緣區域。較佳地，該第一電極121的第一連接區123和該第二電極122的第一連接區125呈軸對稱設置。該第二連接區124可以位於該發光積層體110的第二表面110b的中間區域(參閱圖5)，或者，位於該第一電極121的中間區域，或者，位於該第二電極122的中間區域(參閱圖4)。
圖7至圖13顯示了本發明微型發光二極體晶片的製作方法的第一實施例，且包含以下步驟。
(一)提供積層單元
參閱圖7，該積層單元10一般可以包含一個生長基板111，及一個設置在該生長基板111上的積層體102。該生長基板111的材質例如但不限於藍寶石、氮化鋁、氮化鎵、矽、碳化矽，或砷化鎵等。該生長基板111具有一個表面結構。該表面結構可為平面結構或圖案化圖結構。該積層體102從下到上一般至少包括一層第一半導體層112、一層發光層113，及一層第二半導體層114。關於該積層體102的具體材料及結構設計可根據實際需要進行調整。在本發明中，該積層體102選擇現有的結構即可。
(二)形成第一電極及第二電極
參閱圖8，在該積層體102相反於該生長基板111的表面102a上定義出一個複數個蝕刻部115。每一個蝕刻部115包括一個電極區116及一個與該電極區116相鄰的切割道區117。該等切割道區117將該積層體102劃分為複數個微發光單元105。每一個微發光單元105包括至少一個該電極區116。
參閱圖9，蝕刻該積層體102的該等蝕刻部115的第二半導體層114及發光層113，而形成複數個使該第一半導體層112的表面112a裸露出的槽103。該積層體102的第二半導體層114及發光層113被劃分出複數個間隔設置的微單元A。
參閱圖10，在每一個槽103內並對應的各自電極區116的位置製作一個第一電極121，且在每一個微單元A的第二半導體層114的表面上製作一個第二電極122。
參閱圖11，蝕刻每一個槽103內並對應的各自切割道區117的位置的第二半導體層112，而形成一走道區150，從而將該積層體102劃分為複數個發光積層體110，而形成一個包括複數個微型發光二極體晶片100的微型發光二極體陣列。較佳地，在每一個發光積層體110的表面上覆蓋一層絕緣保護層160，而僅露出該第一電極121及該第二電極的122的部分表面。該絕緣保護層160可以為透明。較佳地，該絕緣保護層160的材質為SiNx (x表示1至2)或SiO2 。較佳地，還可以分別在該第一電極121及該第二電極122上製作延伸電極，且該延伸電極延伸至該絕緣保護層160的部分表面上。該第一電極121上的延伸電極可以延伸至該第二半導體層114上方的絕緣保護層160上，與該第二電極122上的延伸電極保持基本齊平，以便於封裝。
(三)製作測試電路
在每一個微型發光二極體晶片100的第一電極121形成第一連接區123，及第二電極122形成第一連接區125。關於該等第一連接區123,125的形狀、尺寸及位置等如上所述，故不再贅述。參閱圖12，在該等第一連接區123,125上分別製作對應的金屬連線171，從而將每一個微型發光二極體晶片100的第一電極121及第二電極122分別引至各自微型發光二極體晶片100外的區域，例如走道區150或其他空白區域，而與一個測試電極單元18連接。該測試電極單元18的尺寸可根據該微型發光二極體陣列的走道區150的尺寸而確定，一般可達100μm以上。
在該第一實施例中，通過在每一個微型發光二極體晶片100的第一電極121及該第二電極122上分別設置該等第一連接區123,125，在該微型發光二極體晶片100的製作過程中，在該等第一連接區123,125上分別製作對應的金屬連線171，從而將該第一電極121及該第二電極122引至各自微型發光二極體晶片100外的區域，以製作大尺寸的測試電極單元18，實現該等微型發光二極體晶片100的全測，同時在去除該生長基板111的同時，斷開該等微型發光二極體晶片100間的金屬連線171，一併將該區域的金屬連線171及該測試電極單元18去除。
參閱圖13，在該第一實施例中，在該微型發光二極體陣列的兩側分別製作一個第一測試電極181及一個第二測試電極182。首行的每一個微型發光二極體晶片100的第一電極121通過各自金屬連線171與該第一測試電極181連接，末行的每一個微型發光二極體晶片100的第二電極122通過該金屬連線171與該第二測試電極182連接，而在每一列的每一個微型發光二極體晶片100透過對應的金屬連線171將該第一電極121及該第二電極122首尾相接，而呈串聯測試電路。如此，即可對該微型發光二極體陣列進行光電特性測試。
圖14顯示了該第一實施例的測試電路單元18的一變化態樣。在圖14中，為防止在該微型發光二極體陣列的兩側的該第一測試電極181及該第二測試電極182發生斷裂，還可設置一系列的備用測試電極183a~183d。
圖15顯示了該第一實施例的測試電路的另一變化態樣。在圖15中，該測試電路單元18包括複數個間隔設置且分別位於每兩相鄰的該等微型發光二極體晶片100間的引電極184，以能夠對單一個微型發光二極體晶片100進行單點量測。具體來說，六個微型發光二極體晶片100中每一個微型發光二極體晶片100的第一電極121及第二電極122利用對應的金屬連線171引線至對應的走道區150的空白區域，並與四個設置在該空白區域且被設計成球狀的引電極184連接，而構成一個測試電極單元18。如此的設計，可以測試每一個微型發光二極體晶片100的光電參數。
進一步地，並不是每個微型發光二極體晶片100都要設計該測試電極單元18。當該微型發光二極體陣列的光電特性有較佳的均勻性時，則可以選取幾個個別區域連接該測試電極單元18，並通過測試該等個別區域的光電特性，以了解該微型發光二極體陣列的光電特性。
(四)製作支撐單元101
參閱圖16，在該微型發光二極體陣列上製作一層犧牲層190，並在每一個微型發光二極體晶片100上預留一個開口191，以作為支撐點。較佳地，該犧牲層190的厚度為0.1~5μm。該犧牲層190的材質例如但不限於氧化物、氮化物，或者，可選擇性地相對於除該犧牲層190外的其他層被移除的其他材料。
接著，參閱圖17，提供一個承載基板140，並分別在該承載基板140及該犧牲層190上設置熱固型材料，例如苯并環丁烯。然後，將該承載基板140及該犧牲層190貼合進行固化、鍵合，從而在每一個開口191處形成一個支撐柱131，並在該承載基板140及該犧牲層190間形成一層黏結層132。每一個支撐柱131與該黏結層132是一體成型。
接著，參閱圖18，移除該生長基板111，而裸露出每一個微型發光二極體晶片100的第一半導體層112的表面112b。可通過多種方法來實現移除，包括鐳射剝離(LLO)、磨削或者蝕刻，具體取決於該生長基板111的材料選擇。隨著該生長基板111的去除，位於該走道區150的金屬連線171、第一測試電極181及第二測試電極182會與每一個微型發光二極體晶片100斷開，而隨同該生長基板111一併去除。最後，去除該犧牲層190，使得每一個微型發光二極體晶片100朝向該承載基板140的表面處部分懸空，並通過該支撐柱131固定於該承載基板140。
本發明微型發光二極體晶片的製作方法的第二實施例與該第一實施例的主要區別在於：在每一個微型發光二極體晶片100中，該等金屬連線171採用不同於該第一電極121及該第二電極122的材料，且在完成測試後，利用蝕刻液蝕刻去除該等金屬連線171。該蝕刻液只與該等金屬連線171反應，不與該第一電極121及該第二電極122發生反應，如此，即可達到測試的目的，又可以同時避免傳統串並聯的金屬導線將衍生出後續做晶片巨量轉移後，金屬導線殘留的問題。
參閱圖19，該微型發光二極體陣列無金屬連線171殘留的問題。該第一電極121的第一連接區123及該第二電極122的第一連接區125上由於先製作該等金屬連線171，後續又將該等金屬連線171去除，使得該等第一連接區123,125的表面顏色有別於其他區域的顏色。
在該第二實施例中，每一個微型發光二極體晶片100的第一電極121及該第二電極122的材料可以選擇Au或Al等，而該等金屬連線171的材料可選擇TiW或Ni等。在該測試電極單元18及該等金屬連線171製作完成後，先進行光電測試，然後，選擇性地去除該等金屬連線171，接著，再製作該犧牲層190。該等金屬連線171採用不同於該第一電極121及該第二電極122的材料的方式，在去除該等金屬連線171的同時，可保持該第一電極121及該第二電極122的完整性。
本發明微型發光二極體晶片的製作方法的第三實施例與該第二實施例的主要區別在於：在每一個微型發光二極體晶片100中，該等金屬連線171及該犧牲層190採用相同材料。在該測試電極單元18及該等金屬連線171製作完成後，先進行光電測試，接著，照參該第一實施例的方法直接製作支撐單元101，最後，去除該犧牲層190的同時一併去除該等金屬連線171。
本發明微型發光二極體晶片的製作方法的第四實施例與該第一實施例的主要區別在於：該第一電極121、該第二電極122、該等金屬連線171及該犧牲層190的材料均不相同。在該支撐單元101製作完成後，透過該支撐單元101的支撐，以讓該發光層113發出的光出光的第一表面110b朝上，來進行光電測試。
具體來說，在該切割道區117的積層體101的第一半導體層112未被完全蝕刻至該生長基板111的表面，而是保留一定厚度的第一半導體層112，然後將該測試電極單元18及部分的金屬連線171形成在該保留的第一半導體層112上。接著，設置該承載基板140，然後，去除該生長基板111，此時，由於存在有該保留的第一半導體層112來承載該測試電極單元18，而可以保證該測試電極單元18不會被破壞。接著，去除該犧牲層190，然後進行光電測試。在完成測試後，採用選擇性蝕刻去除該等金屬連線171，而獲得如圖19所示的結構。
在該第四實施例中，該第一電極121及該第二電極122的材料選擇Au或Al，該等金屬連線171的材料為Ni，而該犧牲層190的材料為TiW。在蝕刻去除該犧牲層190時，不會對該等金屬連線171該第一電極121，及該第二電極122產生影響，且，蝕刻去除該等金屬連線171時，同樣不會對該第一電極121及該第二電極122產生影響。
參閱圖20，本發明微型發光二極體晶片200的一第二實施例，設置在一個支撐單元201上。該支撐單元201包括一個承載基板240、一個在該承載基板240上的黏結層232，及至少一個設置在該黏結層232的支撐柱231。
該微型發光二極體晶片200為垂直晶片，且包含一個發光積層體210、一個第一電極221，及一個第二電極222。該微型發光二極體晶片200的尺寸及厚度可參考該第一實施例的微型發光二極體晶片100。
該發光積層體210具有相反的一個第一表面210a和一個第二表面210b，且包含一層第一半導體層212、一層與該第一半導體間隔設置的第二半導體層214，及一層設置在該第一半導體212及該第二半導體214間的發光層213。該第二表面210b具有一個第一連接區224。該第一連接區224與該支撐單元201的該至少一個支撐柱231接觸，從而使該發光積層體210保持在該承載基板240上的適當位置，使得該微型發光二極體晶片200處於待拾取狀態。該第一電極221設置在該發光積層體210的第一表面210a。該第二電極222設置在該發光積層體210的第二表面210b。該第一電極221位於第一半導體層212的表面上，且與該發光積層體210的第一半導體層212形成電性連接。該第二電極222位於該第二半導體層214的表面上，且與該發光積層體210的第二半導體層214形成電性連接。
在該第二實施例中，參閱圖21，該第一電極221具有一個第一連接區223。該第一連接區223用於製作金屬連線，以將該第一電極221引至該微型發光二極體晶片200以外區域，而與一個測試電極單元(圖未示)連接，從而能夠在該微型發光二極體晶片200製作過程中進行測試。
圖22至圖26顯示了本發明第二實施例的微型發光二極體晶片的製作方法，且包含以下步驟。
(一)提供積層單元
參閱圖22，該積層單元20一般可以包含一個生長基板111，及一個設置在該生長基板111上的積層體202。該積層體202從下到上一般至少包括第一半導體層212、發光層213、第二半導體層214。關於該積層體202的具體材料及結構設計可根據實際需要進行調整。在本發明中，該積層體202選擇現有的結構即可。
(二)形成第一電極及第二電極並製作支撐單元
參閱圖23，在該積層體202相反於該生長基板211的表面202a上定義出複數個間隔設置的電極區216及複數個位於每兩相鄰的電極區216間的切割道區215。該等切割道區215將該積層體202劃分為複數個微發光單元205。每一個微發光單元205包括至少一個該電極區216。
參閱圖24，在該積層體202的每一個第二電極區216製作一個第二電極222。
參閱圖25，蝕刻該積層體202的切割道區215的第二半導體層214、發光層213及第一半導體層212，直至裸露出該生長基板211的表面。該積層體202被劃分成複數個間隔設置的微單元B，且每兩相鄰的微單元B界定出一個走道區250。較佳地，在每一個微單元B的表面上覆蓋一層絕緣保護層260，而僅露出該第二電極的222的部分表面。該絕緣保護層260可以為透明。較佳地，該絕緣保護層260的材質為SiNx (x表示1至2)或SiO2 。
參閱圖26，在每一個微單元B的表面製作犧牲層290，並在每一個微單元B上預留一個開口291，以作為支撐點。較佳地，該犧牲層190的厚度為0.1~5μm，例如可選用厚度為2~4μm。該犧牲層190的材質可為TiW。該犧牲層190的材質選擇金屬材料，一方面能夠形成堅固的支撐柱，而另一方面，該犧牲層190與該第二電極222接觸，而可直接作為測試電極單元。
參閱圖27，提供一個承載基板240，並分別在該承載基板240及該犧牲層290上設置熱固型材料，例如苯并環丁烯。然後，將該承載基板240及該犧牲層290貼合進行固化、鍵合，從而在每一個開口291處形成一個支撐柱231，並在該承載基板240及該犧牲層290間形成一層黏結層232。每一個支撐柱231與該黏結層232是一體成型。
參閱圖28，移除該生長基板211，而裸露出第一半導體層212的表面212a。位於該走道區250的犧牲層290的表面及每一個微單元B的側壁上均覆蓋有該絕緣保護層260。
參閱圖29，在裸露出的第一半導體層212的表面212a上製作一個第一電極221，從而獲得複數個發光積層體210，而形成一個包括複數個微型發光二極體晶片200的微型發光二極體陣列。
(三)製作測試電路
參閱圖30，在每一個微型發光二極體晶片200的第一電極221上設置一個第一連接區223。在該等第一連接區223上製作金屬連線271，從而將每一個微型發光二極體晶片200的第一電極221引至各自微型發光二極體晶片200外的區域，例如走道區250或其他空白區域，而與一個測試電極單元28連接。該等金屬連線271的材料與該第一電極221的材料不同。該等金屬連線271的材料優先擇擇可以通過選擇性蝕刻去除的材料，如此在完成測試後，可採用選擇性蝕刻去除該等金屬連線271。
參閱圖31，在該第二實施例中，在該微型發光二極體陣列的一側製作該測試電極單元28。首行的每一個微型發光二極體晶片200的第一電極221通過對應的金屬連線271與該測試電極單元28連接，而每一列的微型發光二極體晶片200通過對應的金屬連線271將該等第一電極221串接起來。如此，利用一台外部測試電源的一端連接該測試電極單元28，而另一端連接該犧牲層290，即可實現對該微型發光二極體陣列進行光電特性測試。
該測試電路單元28可為多點，在另一些實施例中也可採用單點，即單個、兩個或四個微型發光二極體晶片200的第一電極221分別通過對應的金屬連線271引至走道250區域形成測試電極，例如可以參考圖15所示的測試電路單元的設計，只從第一電極221引用該測試電極單元28至走道250區域。
在完成點測後，參閱圖32，採用選擇性蝕刻去除該等金屬連線271。最後，參閱圖33，去除該犧牲層290，使得每一個微型發光二極體晶片200朝向該承載基板240的表面處部分懸空，並通過每一個支撐柱231固定於該承載基板240。
綜上所述，本發明微型發光二極體晶片藉由第一連接區的設計，而能夠進行全測，同時不影響後續巨量轉移工藝，故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
100‧‧‧微型發光二極體晶片
110‧‧‧發光積層體
110a‧‧‧第一表面
110b‧‧‧第二表面
112‧‧‧第一半導體層
112a‧‧‧表面
112b‧‧‧表面
114‧‧‧第二半導體層
113‧‧‧發光層
121‧‧‧第一電極
123‧‧‧第一連接區
122‧‧‧第二電極
125‧‧‧第一連接區
124‧‧‧第二連接區
101‧‧‧支撐單元
140‧‧‧承載基板
131‧‧‧支撐柱
132‧‧‧黏結層
10‧‧‧積層單元
111‧‧‧生長基板
102‧‧‧積層體
102a‧‧‧表面
115‧‧‧蝕刻部
116‧‧‧電極區
117‧‧‧切割道區
105‧‧‧微發光單元
103‧‧‧槽
A‧‧‧微單元
150‧‧‧走道區
160‧‧‧絕緣保護層
171‧‧‧金屬連線
18‧‧‧測試電極單元
181‧‧‧第一測試電極
182‧‧‧第二測試電極
183a‧‧‧備用測試電極
183b‧‧‧備用測試電極
183c‧‧‧備用測試電極
183d‧‧‧備用測試電極
190‧‧‧犧牲層
191‧‧‧開口
200‧‧‧微型發光二極體晶片
201‧‧‧支撐單元
240‧‧‧承載基板
231‧‧‧支撐柱
232‧‧‧黏結層
210‧‧‧發光積層體
210a‧‧‧第一表面
210b‧‧‧第二表面
212‧‧‧第一半導體層
212a‧‧‧表面
214‧‧‧第二半導體層
213‧‧‧發光層
221‧‧‧第一電極
223‧‧‧第一連接區
222‧‧‧第二電極
224‧‧‧第一連接區
20‧‧‧積層單元
211‧‧‧生長基板
202‧‧‧積層體
202a‧‧‧表面
216‧‧‧電極區
215‧‧‧切割道區
205‧‧‧微發光單元
B‧‧‧微單元
250‧‧‧走道區
260‧‧‧絕緣保護層
290‧‧‧犧牲層
291‧‧‧開口
271‧‧‧金屬連線
28‧‧‧測試電極單元
d‧‧‧厚度
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本發明微型發光二極體晶片的第一實施例的一側面剖視圖； 圖2是仰視圖，用來說明該第一實施例的複數第一連接區的位置； 圖3至圖6是仰視圖，用來說明該第一實施例的該等第一連接區及一個第二連接區的不同位置及形狀的變化態樣； 圖7至圖13及17至19是該第一實施例的製作方法的流程示意圖； 圖14至圖15是示意圖，用來說明本發明微型發光二極體晶片連接金屬連線及測試電極單元的數種態樣。 圖20是本發明微型發光二極體晶片的第二實施例的一側面剖視圖； 圖21是仰視圖，用來說明該第二實施例的一個第一連接區的位置；及 圖22至33是該第二實施例的製作方法的流程示意圖。

Claims (25)

  1. 一種微型發光二極體晶片，包含： 一個發光積層體，具有相反的一個第一表面和一個第二表面，且包含 一層第一半導體層， 一層第二半導體層，與該第一半導體間隔設置，及 一層發光層，設置在該第一半導體及該第二半導體間；及 一個第一電極，設置在該發光積層體的第二表面，與該第一半導體層連接，且該第一電極的表面上設有一個第一連接區，且該第一連接區在表面形貌或外觀顏色上有別於該第一電極的其他區域； 一個第二電極，設置在該發光積層體的第二表面之上，與該第二半導體層連接，且該第二電極的表面上設有一個第一連接區，且該第一連接區在表面形貌或外觀顏色上有別於該第二電極的其他區域。
  2. 一種微型發光二極體晶片，包含： 一個發光積層體，具有相反的一個第一表面和一個第二表面，且包含 一層第一半導體層， 一層第二半導體層，與該第一半導體間隔設置，及 一層發光層，設置在該第一半導體及該第二半導體間；及 一個第一電極，設置在該發光積層體的第一表面，與該第一半導體層連接，且該第一電極的表面上設有一個第一連接區，且該第一連接區在表面形貌或外觀顏色上有別於該第一電極的其他區域； 一個第二電極，設置在該發光積層體的第二表面之上，與該第二半導體層連接。
  3. 如請求項1或2所述的微型發光二極體晶片，其中，該第一電極的第一連接區及該第二電極的第一連接區用於製作金屬連線，以將該第一電極和/或該第二電極引至該微型發光二極體晶片以外區域形成測試電極。
  4. 如請求項1或2所述的微型發光二極體晶片，其中，該第一電極的第一連接區的面積為該第一電極的面積的5%以上；該第二電極的第一連接區的面積為該第二電極的面積的5%以上。
  5. 如請求項1或2所述的微型發光二極體晶片，其中，該第一電極的第一連接區及該第二電極的第一連接區的形狀為多邊形、圓形及半圓形中一者。
  6. 如請求項1或2所述的微型發光二極體晶片，其中，該微型發光二極體晶片的厚度為20μm以下。
  7. 如請求項1或2所述的微型發光二極體晶片，其中，該微型發光二極體晶片的尺寸為100μm×100μm以內。
  8. 如請求項1所述的微型發光二極體晶片，其中，在該第一電極及該第二電極中至少一者上設置一個第二連接區，用於接觸該至少一個支撐柱，使該發光積層體的第二表面呈部分懸空，處於待拾取狀態。
  9. 如請求項8所述的微型發光二極體晶片，其中，該第二連接區的面積為對應的電極的面積的5%以下。
  10. 一種微型發光二極體陣列，包含複數個如請求項1至9中任一項所述的微型發光二極體晶片。
  11. 一種顯示裝置，包含：如請求項1至9中任一項所述的微型發光二極體晶片。
  12. 一種微型發光二極體晶片的製作方法，包括步驟： (1)，提供一積層體，具有相反的一個第一表面和一個第二表面，且包含一層第一半導體層，一層與該第一半導體間隔設置的第二半導體層及一層設置在該第一半導體及該第二半導體間的發光層； (2)，在該積層體的第二表面製作第一電極及第二電極，其中，該第一電極與該第一半導體層連接，而該第二電極與該第二半導體層連接； (3)，在該第一電極的表面上形成第一連接區，該第一連接區從表面形貌或外觀顏色上區別於該第一電極的其他區域，及，在該第二電極上形成第一連接區，該第一連接區從表面形貌或外觀顏色上區別於該第二電極的其他區域。
  13. 如請求項12所述的微型發光二極體晶片的製作方法，其中，該等第一連接區分別用於製作對應的金屬連線，以將該第一電極及該第二電極引至各自微型發光二極體晶片以外區域形成測試電極。
  14. 如請求項13所述的微型發光二極體晶片的製作方法，還包括步驟(4)，在該步驟(4)中，提供一包括至少一支撐柱的支撐單元，通過該至少一支撐柱與該積層體的第二表面連接，使得該微型發光二極體晶片處於待拾取狀態。
  15. 如請求項12所述的微型發光二極體晶片的製作方法，其中，該步驟(2)包括(a)在該積層體的第二表面上定義出複數個切割道區及一個與該切割道區相鄰的電極區，該積層體被該等切割道區劃分為複數個微發光單元，每個微發光單元包括至少一個該電極區；(b)蝕刻該積層體位於該電極區的第二半導體層及發光層，而形成複數個使該第一半導體層的部分表面裸露的槽，且該積層體被劃分出複數個間隔設置的微單元；(c) 在每一個槽內並對應的各自電極區的位置製作一個第一電極，且在每一個微單元的第二半導體層上製作第二電極；(d) 蝕刻每一個槽內並對應的各自切割道區的位置的第二半導體層，從而將該積層體劃分為複數個發光積層體，而形成一個包括複數個微型發光二極體晶片的微型發光二極體陣列；該步驟(3)包含(e)在至少一個微型發光二極體晶片的第一電極和第二電極上定義第一連接區，製作金屬連線，將該第一電極和該第二電極引至微型發光二極體晶片以外的區域形成測試電極單元；(f)向該測試電極單元通入測試電流，進行光電測試；(g)去除該測試電極單元。
  16. 如請求項13所述的微型發光二極體晶片的製作方法，其中，在該步驟(3)中，對應的金屬連線的材料與該第一電極及該第二電極的材料不同，並採用選擇性蝕刻去除對應的金屬連線。
  17. 如請求項16所述的微型發光二極體晶片的製作方法，其中，在該步驟(f)後，進行下面步驟：(i)在每一個微型發光二極體晶片的第二電極上形成犧牲層，並每一個微型發光二極體晶片上預留至少一個開口；(ii)提供一承載基板，並分別在該承載基板及該犧牲層上設置熱固型材料，然後將該承載基板及該犧牲層貼合進行固化、鍵合，從而在每一個開口處形成一個支撐柱；(iii)同時去除該犧牲層及對應的金屬連線。
  18. 如請求項17所述的微型發光二極體晶片的製作方法，其中，對應的金屬連線與該犧牲層的材料相同，且該犧牲層的材料選擇TiW或Ni。
  19. 如請求項16所述的微型發光二極體晶片的製作方法，其中，完在步驟(e)後，進行下面步驟：(i)在每一個微型發光二極體晶片的第二電極上形成犧牲層，並每一個微型發光二極體晶片上預留至少一個開口；(ii)提供一承載基板，並分別在該承載基板及該犧牲層上設置熱固型材料，然後將該承載基板及該犧牲層貼合進行固化、鍵合，從而在每一個開口處形成一個支撐柱；(iii)去除該犧牲層；接著進行該步驟(f)。
  20. 如請求項19所述的微型發光二極體晶片的製作方法，其中，對應的金屬連線與該犧牲層的材料不相同，且對應的金屬連線與該犧牲層的材料為TiW或Ni。
  21. 一種微型發光二極體晶片的製作方法，包括步驟： (1)，提供一積層體，具有相反的一個第一表面和一個第二表面，且包含一層第一半導體層，一層與該第一半導體間隔設置的第二半導體層及一層設置在該第一半導體及該第二半導體間的發光層； (2)，在該積層體的第一表面製作第一電極，而在該積層體的第二表面製作第二電極，其中，該第一電極與該第一半導體層連接，而該第二電極與該第二半導體層連接； (3)，在該第一電極的表面上形成第一連接區，該第一連接區從表面形貌或外觀顏色上區別於該第一電極的其他區域。
  22. 如請求項21所述的微型發光二極體晶片的製作方法，其中，該第一連接區用於製作對應的金屬連線，以將該第一電極引至各自微型發光二極體晶片以外區域形成測試電極。
  23. 如請求項21所述的微型發光二極體晶片的製作方法，還包括步驟(4)，在該步驟(4)中，提供一包括至少一支撐柱的支撐單元，通過該至少一支撐柱與該積層體的第二表面連接，使得該微型發光二極體晶片處於待拾取狀態。
  24. 如請求項21所述的微型發光二極體晶片的製作方法，其中，所述步驟(2)包含(a)在該積層體的第二表面上定義出複數個切割道區及一個與該切割道區相鄰的電極區，該積層體被該等切割道區劃分為複數個微發光單元；(b) 在該積層體對應該電極區的位置的第二表面上製作第二電極；(c)蝕刻該積層體的切割道區的第二半導體層、發光層及第一半導體層，該積層體被劃分成複數個間隔設置的微單元；(d)在每一個微單元的第一半導體層上製作第一電極，從而獲得複數個發光積層體，而形成一個包括複數個微型發光二極體晶片的微型發光二極體陣列；該步驟(3)包含(e)在至少一個微型發光二極體晶片的第一電極上定義第一連接區，製作金屬連線，將第一電極引至微型發光二極體晶片以外的區域形成測試電極單元；(f)向該測試電極單元通入測試電流，進行光電測試；(g)去除該測試電極單元。
  25. 如請求項24所述的微型發光二極體晶片的製作方法，其中，該步驟(3)中，對應的金屬連線的材料與該第一電極的材料不同，並採用選擇性蝕刻去除對應的金屬連線。
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