TW202247485A - 接著層結構以及半導體結構 - Google Patents
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Abstract
提供一種半導體結構，半導體結構設置於暫時性載板上，暫時性載板上設置有多個接著層。半導體結構包括接著層結構以及微型發光元件。接著層結構包括修補接著層以及緩衝層。修補接著層設置於暫時性載板上。微型發光元件設置於修補接著層上。緩衝層設置於修補接著層以及微型發光元件之間。修補接著層在暫時性載板的厚度方向上的高度小於這些接著層的高度，且修補接著層的高度以及緩衝層的高度的總和大於或等於這些接著層的高度。
Description
本發明有關於一種接著層結構以及半導體結構。
在微型發光元件顯示面板的製程上，經常需要將多個微型發光元件藉由暫時性載板轉移至目標基板上，並在目標基板上連接其他元件。暫時性載板也具備例如運送和儲存微型發光元件的功能。
然而，這些微型發光元件在其生長時可能出現瑕疵，產生一或多個瑕疵微型發光元件。為了提高生產良率並降低生產成本，亟需發展一種替換這些瑕疵微型發光元件的方法。
本發明提供一種接著層結構以及半導體結構。接著層結構提高瑕疵微型發光元件的替換成功率，半導體結構具備高的生產良率。
根據本發明一實施例，提供一種半導體結構，包括暫時性載板、多個接著層以及多個微型發光元件。這些接著層設置於暫時性載板上。這些微型發光元件分別設置於這些接著層上。這些接著層中的修補接著層在暫時性載板的厚度方向上的高度小於其餘接著層的高度。
根據本發明另一實施例，提供一種半導體結構，設置於暫時性載板上，暫時性載板上設置有多個接著層。半導體結構包括微型發光元件以及緩衝層。微型發光元件設置於其中一個接著層上。緩衝層設置於此接著層以及微型發光元件之間，且緩衝層的玻璃轉移溫度低於接著層的玻璃轉移溫度。
根據本發明再一實施例，提供一種接著層結構，設置於暫時性載板上，接著層結構包括緩衝層以及修補接著層。緩衝層設置於暫時性載板上，以對應接合微型發光元件。修補接著層設置於緩衝層以及暫時性載板之間。緩衝層在暫時性載板的厚度方向上的高度大於或等於修補接著層的高度。
基於上述，本發明實施例提供的接著層結構具備緩衝層以及修補接著層，提高瑕疵微型發光元件的替換成功率。本發明實施例提供的半導體結構以緩衝層接合修補接著層以及微型發光元件，使得半導體結構具備高的生產良率。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
參照圖1A至圖1D，其繪示根據本發明一實施例的一種替換瑕疵微型發光元件的流程示意圖。
參照圖1A，其所繪示的是：在暫時性載板100上設置有多個接著層101A。微型發光元件103分別設置於接著層101A上，於接著層101A上亦具有瑕疵微型發光元件103A。瑕疵微型發光元件103A的數量為至少一個。
微型發光元件103以及瑕疵微型發光元件103A皆包括電極組105，電極組105包括第一電極105A以及第二電極105B，第一電極105A以及第二電極105B電性相異，且設置於微型發光元件103的同側。在本實施例中，暫時性載板100為無電路基板（non-circuit substrate）。
參照圖1B，其所繪示的是：移除圖1A中的瑕疵微型發光元件103A以及瑕疵微型發光元件103A與暫時性載板100之間的接著層101A。在暫時性載板100上依序設置修補接著層101以及緩衝層102。將修補載板100A上設置的微型發光元件103對準緩衝層102，其中微型發光元件103通過連接墊104而設置於修補載板100A上。在本發明的其他實施例中（未繪示），微型發光元件103可以通過連接墊104而設置於一修補工件上，通過移動修補工件，使得微型發光元件103得以對準緩衝層102。
參照圖1C，其所繪示的是：通過將修補載板100A靠近暫時性載板100，使得修補載板100A上的微型發光元件103及連接墊104得以接合暫時性載板100上的緩衝層102。
同時參照圖1C及圖1D，圖1D所繪示的是：與緩衝層102接合的微型發光元件103脫離修補載板100A，並設置於暫時性載板100上。根據本發明一實施例，可以利用雷射照射圖1C中的連接墊104，使連接墊104軟化，使微型發光元件103得以脫離修補載板100A。
通過圖1A至圖1D所示的流程示意圖，本實施例示例了如何製造半導體結構1，半導體結構1包括暫時性載板100、多個接著層101A、101以及多個微型發光元件103。接著層101A、101設置於暫時性載板100上。微型發光元件103分別設置於接著層101A、101上。接著層101A、101中的修補接著層101在暫時性載板100的厚度方向上的高度H1小於接著層101A的高度H3。
在圖1D中，半導體結構1包括半導體結構10。半導體結構10設置於暫時性載板100上，暫時性載板100上設置有多個接著層101A，半導體結構10包括接著層結構30及微型發光元件103，接著層結構30包括修補接著層101以及緩衝層102。修補接著層101設置於暫時性載板100上。微型發光元件103設置於修補接著層101上。緩衝層102設置於修補接著層101以及微型發光元件103之間。在暫時性載板100的厚度方向上，修補接著層101的高度H1小於接著層101A的高度H3，修補接著層101的高度H1等於緩衝層102的高度H2，且修補接著層101的高度H1以及緩衝層102的高度H2的總和等於接著層101A的高度H3。
在本實施例中，修補接著層101的材料以及接著層101A的材料相同，不同於緩衝層102的材料，使得製程環境對於這兩種材料具有選擇性。例如，當環境溫度介於接著層101、101A的材料與緩衝層102的材料的玻璃轉換溫度之間，可便於做針對性的修補。具體而言，當環境溫度高於緩衝層102的玻璃轉換溫度且低於接著層101、101A的玻璃轉換溫度，唯有緩衝層102會產生相變化，而接著層101、101A不產生相變化。在這樣的狀況下，得以在低應力下修補設置於緩衝層102上的微型發光元件103，且不影響設置於接著層101A上的微型發光元件103。相對的，在習知的技藝中，每一個微型發光元件皆是設置於接著層上，一旦部分的微型發光元件103為失效而需替換，需將環境溫度提高至接著層101的玻璃轉換溫度來進行接合；在此配置下，其餘正常未失效的微型發光元件103之接著層101A不僅受到影響而降低良率，且對於分攤接合應力的效果也相當有限，不利於進行上述的針對性修補。
在本發明的其他實施態樣中，半導體結構10的接著層結構30可以僅包括接著層101A以及修補接著層101，但不包括緩衝層102。微型發光元件103直接設置於修補接著層101上，且修補接著層101的高度H1小於接著層101A的高度H3。由於修補接著層101與接著層101A的材料相同，在後續的雷射氣化製程中，修補接著層101上的微型發光元件103可連同接著層101A上的微型發光元件103一併脫離（debond）修補接著層101以及接著層101A，且保留空間以讓後續的修補製程有較靈活的選擇，例如前述圖1A至圖1D所提及的，填充其他用於修補微型發光元件的接合材料（如緩衝層102）。
為了充分說明本發明的各種實施態樣，將在下文描述本發明的其他實施例。在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重複贅述。
參照圖2A，其繪示根據本發明一實施例的半導體結構的示意圖。半導體結構1’包括半導體結構10’。半導體結構10’設置於暫時性載板100上，暫時性載板100上設置有多個接著層101A，半導體結構10’包括接著層結構30及微型發光元件103，接著層結構30包括修補接著層101以及緩衝層102。修補接著層101設置於暫時性載板100上。微型發光元件103設置於修補接著層101上。緩衝層102設置於修補接著層101以及微型發光元件103之間。緩衝層102的玻璃轉移溫度低於修補接著層101的玻璃轉移溫度。
圖2A所示的實施例與圖1D所示的實施例的差別在於：在暫時性載板100的厚度方向上，修補接著層101的高度H1等於接著層101A的高度H1，且接著層101A上亦設置有緩衝層102。換句話說，圖2A所示實施例可以視為圖1D所示實施例的延伸應用：在修補接著層101上以及接著層101A上都設置緩衝層102。
在本實施例中，修補接著層101上的緩衝層102的高度為H2，接著層101A上的緩衝層102的高度亦為H2，但本發明不以此為限。在本發明的其他實施例中，接著層101A上的緩衝層102的高度不同於修補接著層101上的緩衝層102的高度。
參照圖2B，其繪示根據本發明一實施例的半導體結構2的示意圖。半導體結構2包括半導體結構20，半導體結構20設置於暫時性載板100上，暫時性載板100上設置有多個接著層101A，半導體結構20包括接著層結構40及微型發光元件103，接著層結構40包括修補接著層201以及緩衝層202。半導體結構2與半導體結構1不同在於：在暫時性載板100的厚度方向上，緩衝層202的高度H5大於修補接著層201的高度H4，且修補接著層201的高度H4以及緩衝層202的高度H5的總和大於接著層101A的高度H3。
如上所述，由於修補接著層101的用途在於使微型發光元件103在後續製程中與暫時性載板100脫離，故其厚度可以相對地設置較薄，而較厚的緩衝層202不僅可以提供良好的緩衝效果，且由於高度H4、H5的總和大於高度H3，可確保待修補的微型發光元件103與緩衝層202接合，同時在接合過程中減少對其他已正常接合之微型發光元件103所造成的應力影響。
參照圖3，其繪示根據本發明一實施例的半導體結構3的示意圖。半導體結構3包括暫時性載板100、多個接著層101A、101、緩衝層102以及多個微型發光元件303。微型發光元件303包括電極組305，電極組305包括第一電極305A以及第二電極305B。半導體結構3與半導體結構1不同在於：半導體結構1中與接著層101A、修補接著層101對應的微型發光元件103的第一電極105A以及第二電極105B接合接著層101A或緩衝層102，而半導體結構3中與接著層101A、修補接著層101對應的微型發光元件303的第一電極305A以及第二電極305B不接合接著層101A及緩衝層102。
在本發明一實施例中，緩衝層102可以不吸收用來分離微型發光元件303以及修補接著層101兩者的雷射光，且緩衝層102是透光的。因此，在以雷射分離微型發光元件303以及修補接著層101兩者的製程中，緩衝層102得以留存在微型發光元件303上，並且可以藉由緩衝層102的表面結構增加光線自出光面射出的機率，提高發光效率。
在本發明一實施例中，半導體結構1中與修補接著層101對應的微型發光元件的第一電極以及第二電極被設置於微型發光元件的相對側。在本發明一實施例中，半導體結構3中與修補接著層101對應的微型發光元件的第一電極以及第二電極被設置於微型發光元件的相對側。
在上述的實施例中，緩衝層102、202的玻璃轉移溫度低於接著層101A、101、201的玻璃轉移溫度。換言之，在製程中，緩衝層102、202的延展性高於接著層101A、101、201的延展性，使得在藉由緩衝層102、202接合微型發光元件103、303的過程中，接著層101A、101、201不會溢流。
在上述的實施例中，緩衝層102、202的材料可以包括高分子聚合物。高分子聚合物為同種分子結構或多種分子結構，為重複單元所組成分子量10,000以上的聚合體。當調整分子結構種類，可以得到不同的玻璃轉移溫度，並且在特定溫度範圍內具有個別獨特的黏彈行為，並依循時溫疊加定理(time-temperature superposition principle)，即是在固定的應力下其黏彈性會因為施加時間而降低，也會因為溫度升高而降低，或是溫度降低而升高。時間的增加或溫度的上升對黏彈行為會展現相同的影響， 所以在不同的貼合加工溫度可以使用不同種類的高分子聚合物，以提供最有效的吸收與分散應力，避免力量集中造成晶片破裂。具體而言，緩衝層102、202的材料可以包括聚乙烯（polyethylene）、聚丙烯（polypropylene）、聚酯（polyesters）、聚氨酯（polyurethanes）、丙烯酸酯聚合物（acrylate polymers）、聚二甲基矽氧烷（polydimethylsiloxane, PDMS）或其組合，或是其相關的共聚合物，或是其分子鏈含有甲基（methyl group, -CH
3）、亞甲基（methylene bridge, -CH
2-）、苯環（benzene ring）、醚基（ether linkage, -O-）、酯基（ester linkage, -COO-）、氨基甲酸酯基（urethane linkage, -NH-COO-）、脲基（urea linkage, -NH-CO-NH-）、醯胺基（peptide linkage, -NH-CO-）、矽基（silyl linkage, -Si-）、醯亞胺基（imide linkage, -CO-N-CO-）的高分子聚合物等。
在上述的實施例中，修補接著層101、201的材料可以包括高分子聚合物。高分子聚合物為同種分子結構或多種分子結構為重複單元所組成，當調整重複單元分子結構種類可得不同的熱裂解溫度，當調整高分子之分子量也可以有不同的熱裂解溫度。在所設定的溫度下(300度以下)可以使高分子聚合物熱解成小分子片段而釋放出所黏著之元件。換言之，修補接著層101、201可以包括熱分解（thermolysis）材料。具體而言，修補接著層101、201的材料可以包括聚乙烯（polyethylene）、聚丙烯（polypropylene）、聚酯（polyesters）、聚氨酯（polyurethanes）、丙烯酸酯聚合物（acrylate polymers）、聚乙烯醇（polyvinyl alcohol）、聚醋酸乙烯酯（polyvinyl acetate）、聚二甲基矽氧烷（polydimethylsiloxane, PDMS）或其組合，或是其相關的共聚合物，或是其分子鏈含有甲基（methyl group, -CH
3）、亞甲基（methylene bridge, -CH
2-）、苯環（benzene ring）、醚基（ether linkage, -O-）、酯基（ester linkage, -COO-）、氨基甲酸酯基（urethane linkage, -NH-COO-）、脲基（urea linkage, -NH-CO-NH-）、醯胺基（peptide linkage, -NH-CO-）、矽基（silyl linkage, -Si-）、醯亞胺基（imide linkage, -CO-N-CO-）的高分子聚合物等。
修補接著層101、201還可以包括光分解（photolysis）材料。當調整重複單元分子鍵結種類，可以針對不同的光波長進行吸收。在所對應的波長(100 nm~400 nm)與能量下可以使高分子聚合物中的吸光基團鏈段光解成小分子片段而釋放出所黏著之元件。這類的吸光基團的分子鏈可以含有乙烯鍵(C=C bond)、氫氧鍵(O-H bond, hydroxyl group)、碳氟鍵(C-F bond)、碳氫鍵(C-H bond)、氮氫鍵(N-H bond)、氮氮鍵(N-N bond)、偶氮鍵(N=N bond)、氧氧鍵(O-O, bond)、過氧鍵(O=O bond)、碳氧鍵(C-O bond)、碳碳鍵(C-C bond)、碳氯鍵(C-Cl bond)、碳氮鍵(C-N bond)等。
綜上所述，本發明實施例提供的接著層結構具備緩衝層以及修補接著層，提高瑕疵微型發光元件的替換成功率。本發明實施例提供的半導體結構以緩衝層接合修補接著層以及微型發光元件，使得半導體結構具備高的生產良率。
1、1’、2、3、10、10’、20:半導體結構
30、40:接著層結構
100:暫時性載板
100A:修補載板
101、201:修補接著層
101A:接著層
102、202:緩衝層
103、303:微型發光元件
103A:瑕疵微型發光元件
104:連接墊
105、305:電極組
105A、105B、305A、305B:電極
H1~H5:高度
圖1A至圖1D是根據本發明一實施例的一種替換瑕疵微型發光元件的流程示意圖。
圖2A是根據本發明一實施例的半導體結構的示意圖。
圖2B是根據本發明一實施例的半導體結構的示意圖。
圖3是根據本發明一實施例的半導體結構的示意圖。
1、10:半導體結構
30:接著層結構
100:暫時性載板
101:修補接著層
101A:接著層
102:緩衝層
103:微型發光元件
105:電極組
105A、105B:電極
H1~H3:高度
Claims (20)
- 一種半導體結構，包括： 一暫時性載板； 多個接著層，設置於該暫時性載板上；以及 多個微型發光元件，分別設置於該些接著層上， 其中該些接著層中的一修補接著層在該暫時性載板的厚度方向上的高度小於其餘該些接著層的高度。
- 如請求項1所述的半導體結構，更包括一緩衝層，設置於該修補接著層以及對應的該微型發光元件之間。
- 如請求項2所述的半導體結構，其中該緩衝層在該暫時性載板的厚度方向上的高度以及該修補接著層的高度的總和大於或等於其餘該些接著層的高度。
- 如請求項2所述的半導體結構，其中該緩衝層的玻璃轉移溫度低於該些接著層的玻璃轉移溫度。
- 一種半導體結構，設置於一暫時性載板上，該暫時性載板上設置有多個接著層，該半導體結構包括： 一微型發光元件，設置於其中一該接著層上；以及 一緩衝層，設置於該接著層以及該微型發光元件之間，且該緩衝層的玻璃轉移溫度低於該接著層的玻璃轉移溫度。
- 如請求項5所述的半導體結構，其中該微型發光元件所對應設置之該接著層為一修補接著層，而該修補接著層在該暫時性載板的厚度方向上的高度小於或等於其他該些接著層的高度，或該修補接著層及該緩衝層在該暫時性載板的厚度方向上的高度的總和大於或等於其他該些接著層的高度。
- 如請求項1或5所述的半導體結構，其中該微型發光元件具有電性相異的兩電極，且該兩電極設置於該微型發光元件的同側或相對側。
- 如請求項2或5所述的半導體結構，其中該微型發光元件具有電性相異的兩電極，且該緩衝層接合該兩電極中的至少一者。
- 如請求項2或5所述的半導體結構，其中該緩衝層的材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚氨酯、丙烯酸酯聚合物、聚二甲基矽氧烷或其組合。
- 如請求項1或6所述的半導體結構，其中該修補接著層包括熱分解材料或光分解材料。
- 如請求項1或5所述的半導體結構，其中該修補接著層的材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚氨酯、丙烯酸酯聚合物、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚二甲基矽氧烷或其組合。
- 如請求項1或5所述的半導體結構，其中該暫時性載板為無電路基板。
- 一種接著層結構，設置於一暫時性載板上，該接著層結構包括： 一緩衝層，設置於該暫時性載板上，以對應接合一微型發光元件；以及 一修補接著層，設置於該緩衝層以及該暫時性載板之間， 其中該緩衝層在該暫時性載板的厚度方向上的高度大於或等於該修補接著層的高度。
- 如請求項13所述的接著層結構，其中該緩衝層的玻璃轉移溫度低於該修補接著層的玻璃轉移溫度。
- 如請求項13所述的接著層結構，其中該暫時性載板上設置有多個接著層，各該接著層被設置以對應接合一微型發光元件，且該修補接著層在該暫時性載板的厚度方向上的高度小於各該接著層的高度。
- 如請求項13所述的接著層結構，其中該暫時性載板上設置有多個接著層，各該接著層被設置以對應接合一微型發光元件，且該修補接著層以及該緩衝層在該暫時性載板的厚度方向上的高度的總和大於或等於各該接著層的高度。
- 如請求項13所述的接著層結構，其中該緩衝層的材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚氨酯、丙烯酸酯聚合物、聚二甲基矽氧烷或其組合。
- 如請求項13所述的接著層結構，其中該修補接著層包括熱分解材料或光分解材料。
- 如請求項13所述的接著層結構，其中該修補接著層的材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚氨酯、丙烯酸酯聚合物、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚二甲基矽氧烷或其組合。
- 如請求項13所述的接著層結構，其中該暫時性載板為無電路基板。
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