TW202425207A - 整合微裝置於系統基板中 - Google Patents

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格拉姆瑞札 查吉
伊莎諾拉 法西
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Abstract

在微裝置整合過程中，提供供體基板，在該供體基板上進行初始製造及像素化步驟以限定微裝置，該微裝置包含夾置在頂部導電層與底部導電層之間的功能層，例如發光層。接著，將該微裝置轉移至系統基板以供最終化及電子控制整合。該轉移可藉由各種方式促進，包含提供連續的發光功能層、該等供體基板上的可破壞的錨固件、實現熱傳遞技術的臨時中間基板或具有可破壞的基板鍵合層的臨時中間基板。

Description

整合微裝置於系統基板中
本發明係關於光電微裝置，且更具體言之係關於將光電微裝置整合至具有增強的鍵合及導電能力的系統基板中。
本發明之目的是藉由提供用於將微裝置自供體基板轉移至系統基板的系統及方法來克服先前技術的缺點。
根據本發明之一個實施例，一種製造像素化結構的方法包括：提供供體基板；在該供體基板上沈積第一導電層；在該第一導電層上沈積完全或部分連續的發光功能層；在該功能層上沈積第二導電層；圖案化該第二導電層以形成像素化結構；提供用於各像素化結構的鍵合觸點；將該鍵合觸點固定至系統基板；以及移除該供體基板。
在一個實施例中，使用連續像素化使該微裝置變成陣列。
在另一個實施例中，藉由填充該微裝置之間的空位將該裝置分離且轉移至中間基板。
在另一個實施例中，在轉移至中間基板之後對該微裝置進行後處理。
根據一個實施例，可提供一種鍵合結構。該鍵合結構可包括供體基板上的多個微裝置，其中各微裝置包括形成於微裝置的表面上的一或多個導電焊盤；且臨時材料覆蓋各微裝置或該一或多個導電焊盤的至少一部分。在一種情況下，臨時材料充當錨固件，其將該多個微裝置固持在供體基板中的殼體結構內部。
根據一個實施例，可提供一種將微裝置整合在背板上的方法，該方法包括：提供由一或多個微裝置構成的微裝置基板；連接微裝置上的焊盤及背板上的對應焊盤以將來自基板的一組選擇性微裝置鍵合至背板；以及使微裝置基板分離以在背板上留下鍵合的選定組的微裝置。
相關申請案的交叉引用
本申請案是2017年11月22日提交的美國申請案第15/820,683號的部分接續申請案且主張其優先權，該美國申請案第15/820,683號主張以下申請案的優先權及權益：2016年11月25日提交的美國臨時專利申請案第62/426,353號、2017年3月20日提交的美國臨時專利申請案第62/473,671號、2017年4月7日提交的美國臨時專利申請案第62/482,899號及2017年6月5日提交的美國臨時專利申請案第62/515,185號，以及2017年10月30日提交的加拿大專利申請案第2,984,214號，此等申請案中的每一者以全文引用的方式併入本文中。
本申請案亦主張2018年9月21日提交的美國臨時專利申請案第62/734,679號及2019年2月22日提交的美國臨時專利申請案第62/809,161號的權益，該等臨時專利申請案以全文引用的方式併入本文中。
本申請案進一步主張2018年10月16日提交的美國臨時專利申請案第62/746,300號的權益，該臨時專利申請案以全文引用的方式併入本文中。
雖然結合各個實施例及實例對本發明教導進行描述，但本發明教導不旨在受限於此些實施例。相反，本發明教導涵蓋各種替代方案及等同物，如熟習此項技術者將理解。
除非另外定義，否則本文中所用的所有技術及科學術語均具有與本發明一般技術者通常所理解的相同含義。
如本說明書及申請專利範圍中所用，除非上下文另外明確規定，否則單數形式「一(a/an)」及「該」包含多個指代物。
在本說明書中，術語「裝置」、「豎直裝置」及「微裝置」可互換地使用。然而，熟習此項技術者應瞭解，此處描述的實施例與裝置尺寸無關。
在本說明書中，術語「供體基板」及「臨時基板」可互換地使用。
在本說明書中，術語「受體基板」、「系統基板」及「背板」可互換地使用。
光電裝置的實例為感測器及發光裝置，例如發光二極體(LED)。
本發明係關於微裝置陣列顯示裝置，其中微裝置陣列可利用可靠的方法鍵合至背板。可在微裝置基板上方製造微裝置。微裝置基板可包括微LED、無機LED、有機LED、感測器、固態裝置、整合電路、微機電系統(MEMS)及/或其他電子組件。
LED及LED陣列可分類為豎直固態裝置。微裝置可為感測器、LED或在基板上生長、沈積或整體式製造的任何其他固體裝置。基板可為將裝置層或固態裝置轉移至的裝置層的固有基板或受體基板。
受體基板可為任何基板，且可為剛性的或可撓性的。受體基板可包含(但不限於)印刷電路板、薄膜電晶體(TFT)背板、整合電路基板，或在例如LED等光學微裝置的一種情況下，例如驅動電路背板等顯示器的組件。裝置供體及受體基板上的微裝置圖案化可與例如抓放等具有不同機構(例如，靜電轉移頭、彈性體轉移頭)或直接轉移機構(例如，雙功能焊盤)的不同轉移技術組合使用。
在本發明中，受體基板中的接觸焊盤指代微裝置轉移至的受體基板中的指定區域。接觸焊盤可包括永久地固持微裝置的鍵合材料。接觸焊盤可堆疊為多層以提供具有改進的鍵合及導電能力的機械上較穩定的結構。
系統基板可由玻璃、矽、塑膠或任何其他常用材料製成。系統基板亦可具有有源電子組件，例如(但不限於)電晶體、電阻器、電容器或系統基板中常用的任何其他電子組件。在一些情況下，系統基板可為具有電信號列及行的基板。系統基板可為具有用以導出微LED裝置的電路的背板。
圖1A展示具有側向功能結構的供體基板110的實施例，該側向功能結構包括底部平面或片狀導電層112；功能層114，例如發光量子井；以及頂部像素化導電層116。導電層112及116可由摻雜半導體材料或其他合適類型的導電層構成。頂部導電層116可包括幾個不同的層。在一個實施例中，如圖1B所示，在導電層116的頂部沈積有電流分佈層118。可圖案化電流分佈層118。在一個實施例中，可藉由剝離(lift off)進行圖案化。在另一種情況下，可藉由光刻進行圖案化。在實施例中，可首先沈積及圖案化介電層且接著將其用作硬掩模來圖案化電流分佈層118。在圖案化電流分佈層118之後，亦可圖案化頂部導電層116，以形成像素結構。在圖案化電流分佈層118及/或導電層116之後，可在圖案化後導電層116及電流分佈層118上方及之間沈積最終介電層120，如圖1C所示。亦可圖案化介電層120以產生如圖1D所示之開口130，以提供至電流分佈層118的通路。亦可提供另外的調平層128以平整上表面，如圖1E所示。
如圖1E所示，在電流分佈層118的頂部、在每個開口130中沈積有焊盤132。具有焊盤132的所產生結構鍵合至具有焊盤154的系統基板150，如圖1F所示。可藉由介電層156分離系統基板150中的焊盤154。在系統基板焊盤154與系統基板150之間可存在其他層152，如電路系統、平面化層、導電跡線。可藉由熔融鍵合、陽極鍵合、熱壓鍵合、共晶鍵合或黏合劑鍵合將系統基板焊盤154鍵合至焊盤132。在系統裝置與側向裝置之間亦可沈積一或多個其他層。
如圖1G所示，可自側向功能裝置，例如導電層112移除供體基板110。可薄化及/或部分或完全圖案化導電層112。可沈積及圖案化反射層或黑色矩陣170以覆蓋導電層112上介於像素之間的區域。在此階段之後，可根據裝置的功能沈積及圖案化其他層。例如，可沈積顏色轉換層以調整系統基板150中的側向裝置及像素產生的光的顏色。亦可在顏色轉換層之前及/或之後沈積一或多個濾色器。此等裝置中的介電層，例如介電層120可為如聚醯胺等有機物或如SiN、SiO 2、Al 2O 3等無機物。可用不同的製程進行該沈積，如等離子體增強化學汽相沈積(PECVD)、原子層沈積(ALD)及其他方法。每個層可為一種沈積材料或單獨或一起沈積的不同材料的組合物。可將鍵合材料僅沈積為供體基板110的焊盤132或系統基板焊盤154的一部分。對於該層中的一些而言，亦可存在某個退火過程。例如，可根據材料對電流分佈層118進行退火。在一個實例中，可在500℃下對電流分佈層118進行退火10分鐘。亦可在不同步驟之後進行退火。
圖2A展示具有側向功能結構的供體基板210的示範性實施例，該側向功能結構包括第一頂部平面或片狀導電層212；功能層214，例如發光層；第二底部像素化導電層216；電流分佈層218；及/或鍵合焊盤層232。圖2B展示圖案化層216、218、232中的全部或一個，以形成像素結構。導電層212及216可由包含高摻雜半導體層的多個層構成。在圖案化後層216、218及232之間可使用一些層228，例如電介質以平整側向功能結構的上表面，如圖2C所示。層228亦可具有其他功能，如黑色矩陣。具有焊盤232的所產生結構鍵合至具有基板焊盤254的系統基板250，如圖2D所示。亦可藉由介電層256分離系統基板中的焊盤254。在系統基板焊盤254與系統基板250之間可存在其他層252，如電路系統、平面化層及導電跡線。可例如藉由熔融鍵合、陽極鍵合、熱壓鍵合、共晶鍵合或黏合劑鍵合進行該鍵合。在系統裝置與側向裝置之間亦可沈積其他層。
可自側向功能裝置移除供體基板210。可薄化及/或圖案化導電層212。可沈積及圖案化反射層或黑色矩陣270以覆蓋導電層212上介於像素之間的區域。在此階段之後，可根據裝置的功能沈積及圖案化其他層。例如，可沈積顏色轉換層以調整系統基板250中的側向裝置及像素產生的光的顏色。亦可在顏色轉換層之前及/或之後沈積一或多個濾色器。此等裝置中的介電層，例如228及256可為如聚醯胺等有機物或如SiN、SiO 2、Al 2O 3等無機物。可用不同的製程進行該沈積，如PECVD、ALD及其他方法。每個層可為一種沈積材料或單獨或一起沈積的不同材料的組合物。鍵合焊盤232的材料可沈積為供體基板210的焊盤232或系統基板焊盤254的一部分。對於該層中之一些而言，亦可存在某種退火過程。例如，可根據材料對電流分佈層218進行退火。在實例中，可在500℃下對電流分佈層進行退火10分鐘。亦可在不同步驟之後進行退火。
在圖3A中示出的另一個實施例中，在供體基板310上產生台面結構。藉由蝕刻穿過不同的層，例如第一底部導電層312、功能層314以及第二頂部導電層316形成有微裝置結構。可在頂部導電層316的頂部進行蝕刻之前或之後沈積頂部觸點332。在另一種情況下，可使用多層觸點332。在此情況下，可在蝕刻之前沈積接觸層332的一部分，且可在蝕刻之後沈積接觸層的一部分。例如，可首先沈積藉由對導電層316進行退火產生歐姆接觸的初始接觸層。在一個實例中，初始接觸層可為金或鎳。在台面結構之間亦可使用如電介質或金屬絕緣體結構(MIS)等其他層372以隔離及/或絕緣每個結構。在形成微裝置之後，可沈積如聚醯胺等填料層374，如圖3B所示。若在接下來的步驟期間僅將所選微裝置轉移至盒式(臨時)基板376，則可圖案化填料層374。亦可在將裝置轉移至臨時基板之後沈積填料層374。填料層374可充當微裝置的殼體。若在轉移之前使用填料層374，則剝離過程可能更可靠。
裝置鍵合至臨時基板(盒)376。例如，鍵合來源可發生變化且可包括以下中的一或多個：靜電鍵合、電磁鍵合、黏合劑鍵合、範德華力(Van-Der-Waals force)鍵合或熱鍵合。對於熱鍵合，可使用熔化溫度為T1的基板鍵合層378。鍵合層378可為導電的或可包括導電層及鍵合層，該鍵合層可為黏合劑鍵合、熱鍵合或光輔助鍵合。導電層可用於偏置基板376上的裝置以識別缺陷及表徵裝置性能。此結構可用於此處呈現的其他實施例。為了解決某種表面輪廓不均勻性，可在鍵合過程期間施加壓力。可移除臨時基板376或供體基板310且將裝置留在其中任一者上。本文中解釋的過程係基於將裝置留在臨時基板376上，然而，當裝置留在供體基板310上時，可使用類似的步驟。在此之後，可在微裝置上進行額外過程，如薄化裝置、在底部導電層312上產生接觸鍵合層380或移除填料層374。可將裝置轉移至系統基板390，如圖3D及3E所示。可使用不同技術來進行該轉移。在一種情況下，使用熱鍵合來進行轉移。在此情況下，系統基板接觸焊盤382上的接觸鍵合層380的熔點為T2，其中T2 ＞ T1。此處，高於T2的溫度將熔化基板鍵合層378及焊盤382上的接觸鍵合層380兩者。
在隨後的步驟中，溫度降至介於T1與T2之間。此時，裝置藉由接觸鍵合層380鍵合至系統基板390，使得接觸鍵合層380固化，但基板鍵合層378熔化。因此，移動臨時基板376使微裝置留在系統基板390上，如圖3E所示。可藉由對所選焊盤382施加局部加熱來使該過程具有選擇性。而且，除了局部加熱之外，可使用全局溫度，例如將基板376及390置於烤爐中且藉由提高其中的整體氣氛進行該過程，從而提高轉移速度。此處，臨時基板376或系統基板390上的全局溫度可使溫度接近接觸鍵合層380的熔點，例如比該熔點低5℃及10℃之間，且局部溫度可用於熔化與所選裝置相對應的接觸鍵合層380及基板鍵合層378。在另一種情況下，可使溫度升高為接近基板鍵合層378的熔點(高於接觸鍵合層378的熔點)，例如比該熔點低5℃及10℃之間，且對於與加熱後焊盤382接觸的裝置而言，藉由裝置自焊盤382進行的溫度傳遞熔化基板鍵合層378的所選區域。
圖3F示出熱曲線的實例，熔化溫度Tr熔化接觸鍵合層380及基板鍵合層378，且固化溫度Ts使具有鍵合焊盤382的接觸鍵合層380固化，同時基板鍵合層378仍熔化。熔化可為局部的或可至少使鍵合層軟至足以釋放微裝置或激活形成合金之過程。此處，亦可組合地或單獨地使用其他力以將裝置固持在鍵合焊盤382上。在另一種情況下，溫度曲線可藉由施加電流通過裝置來產生。因為在鍵合之前，接觸電阻將較高，所以在鍵合焊盤382及裝置上耗散的功率將很高，從而熔化接觸鍵合層380及基板鍵合層378。隨著鍵合形成，電阻將下降，且功率耗散亦將下降，由此降低局部溫度。通過焊盤382的電壓或電流可用於指示鍵合質量以及何時停止該過程。供體基板310及臨時基板376可相同或不同。在將裝置轉移至系統基板390之後，可進行不同製程步驟。此等額外的處理步驟可為平面化、電極沈積、顏色轉換沈積及圖案化、濾色器沈積及圖案化等。
在另一個實施例中，用於自盒式基板376釋放微裝置的溫度隨著合金開始形成而增加。在此情況下，在鍵合合金形成於受體基板390的鍵合焊盤382上且鍵合層固化時，可使溫度保持恆定，由此使微裝置保持處於受體基板390上的適當位置處。同時，盒376上連接至所選微裝置的鍵合層378仍熔化(或足夠軟)以釋放該裝置。此處，材料的形成合金所需的一部分可處於微裝置上，且另一部分沈積在鍵合焊盤382上。
在另一個實施例中，可將填料層374沈積在盒式基板376的頂部以形成聚合物填料/鍵合層374/378。接著，可將來自供體基板310的微裝置推至聚合物填料/鍵合層374/378中。接著，可選擇性地或總體上將微裝置與供體基板310分離。在將微裝置與供體基板310分離之前或之後，可使聚合物填料/鍵合層374/378固化。可圖案化聚合物填料/鍵合層374/378，在多個不同的裝置整合至盒式基板376中的情況下尤其如此。在此情況下，聚合物填料/鍵合層374/378可為針對一種類型而創建的，微裝置埋在該層中且與其供體310分離。接著，針對下一種類型的微裝置沈積及圖案化另一個聚合物填料/鍵合層374/378。接著，可將第二微裝置埋在相關聯層374/378中。在所有情況下，聚合物填料/鍵合層374/378可覆蓋微裝置中的一部分或所有裝置。
另一種增加溫度的方法可為使用微波或燈。因此，可在以下各者上沈積層：鍵合焊盤382；焊盤382中的一部分；微裝置；或盒376的吸收微波或光且局部加熱微裝置的一部分。可替代地，盒376及/或受體基板390可包含可選擇性地及/或全局地加熱微裝置的加熱元件。
亦可使用其他方法來將微裝置與臨時基板376分離，如化學力、光學力或機械力。在一個實例中，可用犧牲層覆蓋微裝置，該犧牲層可藉由化學力、光學力、熱學力或機械力與臨時基板376解鍵合。解鍵合過程可為選擇性的或全局的。到系統基板390的全局解鍵合轉移是選擇性的。若裝置與臨時基板(盒)376的解鍵合過程是選擇性的，則可選擇性地或全局地向系統基板390施加轉移力。
自盒376至受體基板390的轉移過程可基於不同的機制。在一種情況下，盒376具有鍵合材料，該鍵合材料在存在光的情況下釋放裝置，同時相同的光使裝置至受體基板的鍵合固化。
在另一個實施例中，用於固化裝置至受體基板390的鍵合層380的溫度使裝置自盒376釋放。
在另一種情況下，電流或電壓使裝置至供體基板310的鍵合層380固化。相同的電流或電壓可使裝置自盒376釋放。此處，釋放可為由電流產生的壓電效應或溫度的函數。
在另一種方法中，在固化裝置至受體基板390的鍵合之後，鍵合後裝置自盒376拉出。此處，將裝置固持至盒376的力小於將裝置鍵合至受體基板390的力。
在另一種方法中，盒376具有過孔，該過孔可用於將裝置推出盒376，進入至受體基板390中。可藉由不同的方式進行該推動，如使用微米棒陣列或藉由氣動方式。對於氣動結構，使所選裝置斷開連接。對於微米棒，藉由使微米棒穿過所選裝置的相關聯過孔來使所選裝置朝著受體基板390移動。微米棒可具有不同溫度以促進轉移。在對所選裝置的轉移完成之後，微米棒縮回，相同的棒與另一組微裝置的過孔對齊，或使用與新的所選微裝置對齊的一組過孔來轉移新裝置。
在一個實施例中，盒376可拉伸以增加盒376中的裝置間距，以提高生產量。例如，若盒376為1 × 1 cm 2，其中裝置間距為5微米，且受體基板390(例如，顯示器)的像素間距為50微米，則盒376一次可填充200 × 200(40,000)個像素。然而，若盒376拉伸為2 × 2 cm 2，其中裝置間距為10微米，則盒376一次可填充400 × 400(160,000)個像素。在另一種情況下，盒376可拉伸為使得盒376上的至少兩個微裝置變得與受體基板中的兩個對應位置對齊。可在一或多個方向上進行該拉伸。盒式基板376可包括可拉伸聚合物或由可拉伸聚合物組成。微裝置亦固定於另一個層或與盒式基板376相同的層中。
亦可將上文描述的方法的組合用於將微裝置自盒376轉移至受體基板390。
在產生盒(臨時基板)376期間，可對微裝置進行測試以識別不同的缺陷及裝置性能。在一個實施例中，在分離頂部電極之前，可對裝置進行偏置及測試。若裝置是發射型裝置，可使用相機(或感測器)來提取缺陷及裝置性能。若裝置是感測器，可對裝置施加刺激以提取缺陷及性能。在另一個實施例中，在圖案化成單獨的裝置之前，可將頂部電極332圖案化成組以進行測試。在另一個實例中，多於一個裝置之間的臨時共同電極沈積或耦合至裝置以提取裝置性能及/或提取缺陷。
上文關於圖3A-3D描述的方法--包含但不限於分離、形成填料層、填料層的不同作用、測試及其他結構--可用於包含下文所述的結構的其他結構。
此處所討論的用於將微裝置自盒(臨時基板)376轉移至受體基板390的方法可應用於此處呈現的所有盒及受體基板配置。
供體基板310上的裝置可產生為在背對供體基板310的同一側具有兩個觸點332及380。在此實施例中，可將盒376上的導電層圖案化以獨立地偏置裝置的兩個觸點332及380。在一種情況下，可將裝置自盒式基板376直接轉移至受體基板390。此處，觸點332及380可不直接鍵合至受體基板390，即受體基板390不需要具有特殊的焊盤。在此情況下，導電層沈積及圖案化以將觸點332及380連接至受體基板390中的適當連接。在另一個實施例中，可在轉移至受體基板390之前首先將裝置自盒376轉移至臨時基板。此處，觸點332及380可直接鍵合至受體基板焊盤382。可在盒376中或在臨時基板中對裝置進行測試。
在圖4A中示出的另一個實施例中，在供體基板上產生如上文所述的台面結構，其中藉由蝕刻穿過不同的層，例如第一底部導電層412；功能層414，例如發光層；及第二頂部導電層416形成有微裝置結構。可在頂部導電層416的頂部進行蝕刻之前或之後沈積頂部觸點432。
臨時基板476包含初始地填充有填充材料，例如如聚合物等軟材料或如SiO 2、SiN等固體材料的多個槽476-2。槽476-2處於表面及/或基板鍵合層478下方。將裝置轉移至槽476-2頂部的臨時基板476，且裝置包含接觸焊盤432。而且，每個微裝置可包含圍繞每個微裝置的其他鈍化層及/或MIS層472以進行隔離及/或保護。可用填充材料474來填充裝置之間的空間。在對裝置進行後處理之後，可在裝置的對置表面上沈積另一個下部接觸焊盤480。在沈積下部接觸焊盤480之前，可薄化接觸層412。接著，可移除填充材料474，且可藉由如例如化學蝕刻或蒸發等各種適當的方式將槽排空以引起或促進鍵合層478的表面及/或所選區段的釋放。可使用與之前在上文中描述的過程類似的過程來將裝置轉移至系統(受體)基板490。另外，在另一個實施例中，自焊盤432施加的力，例如推力或拉力可能破壞排空的槽476-2上方的表面及/或鍵合層478，同時保持未選擇的台面結構附接至臨時基板。此力亦可將裝置自臨時基板476釋放，如圖4B及圖4C所示。可選擇槽476-2的深度以管理一些微裝置高度差。例如，若高度差為H，則槽的深度可大於H。
基板310上的裝置可經產生為在背對基板310的同一側上具有兩個觸點432及480。在此情況下，可將盒476上的導電層圖案化以獨立地偏置裝置的該兩個觸點。在一種情況下，可將裝置自盒式基板476直接轉移至受體基板。此處，觸點432及480將不會直接鍵合至受體基板(受體基板不需要具有特殊的焊盤)。在此情況下，導電層經沈積及圖案化以將觸點432及380連接至受體基板中的適當連接。在另一種情況下，可在轉移至受體基板之前先將裝置自盒476轉移至臨時基板。此處，觸點432及480可直接鍵合至受體基板焊盤。可在盒中或在臨時基板中對裝置進行測試。
在圖5A中示出的另一個實施例中，在供體基板510上產生如上文所述的台面結構，其中藉由蝕刻穿過不同的層，例如第一底部導電層512；功能層514，例如發光層；及第二頂部導電層516形成有微裝置結構。可在頂部導電層516的頂部進行蝕刻之前或之後沈積頂部接觸焊盤532。而且，每個微裝置可包含圍繞每個微裝置的其他鈍化層及/或MIS層572以進行隔離及/或保護。在此實施例中，裝置可設置有不同的錨固件，藉此，在裝置剝離之後，錨固件將裝置固持至供體基板510。可藉由雷射進行該剝離。在實例中，雷射器僅掃描裝置。在實施例中，可使用掩模，該掩模僅在供體基板510的背面具有用於裝置的開口以阻擋來自其他區域的雷射。掩模可與供體基板510分離或可為供體基板的一部分。在另一種情況下，可在剝離過程之前將另一個基板連接至裝置以固持裝置。在另一種情況下，在裝置之間可使用填料層574，例如電介質。
在第一種所展示的情況下，層592提供用於將裝置固持至供體基板510。層592可為單獨的層或是微裝置的層中、在台面結構產生期間未經蝕刻的一部分。在另一種情況下，層592可為層572之一的延續。在此情況下，層592可為金屬層或介電層(SiN或SiO 2或其他材料)。在另一種情況下，錨固件產生為包括延伸部594、空隙/間隙596及/或橋598的單獨結構。此處，沈積及圖案化形狀與空隙/間隙596相同之犧牲層。接著，錨固層沈積及圖案化以形成橋598及/或延伸部594。稍後可移除犧牲材料以產生空隙/間隙596。亦可避免延伸部594。類似於之前的錨固件592，另一個錨固件可由不同的結構層構成。在另一種情況下，填充層574充當錨固件。在此情況下，可對填充層574進行蝕刻或圖案化，或使其保持原樣。
圖5B展示在移除填料層574及/或蝕刻填料層以形成錨固件之後的樣品。在另一種情況下，在剝離之後，橋接層598的黏附力足以將裝置固持在適當位置且充當錨固件。僅出於說明目的，在一個基板510中示出處於圖5B的右側的最終裝置。可在基板中使用該裝置之一或其組合。
如圖5C所示，錨固件可覆蓋裝置的周邊的至少一部分或裝置的整個周邊，或其可圖案化以形成臂594及592。該結構中任一者可用於任何錨固結構。
圖5D展示將裝置轉移至受體基板590的一個實例。此處，微裝置鍵合至焊盤582或置於無任何焊盤的預定區域中。壓力或分離力可藉由破壞錨固件來將錨固件釋放。在另一種情況下，亦可使用溫度來釋放錨固件。可藉由控制溫度來增加微裝置的剝離與供體基板510之間的層的黏度以充當錨固件。圖5E展示在裝置轉移至受體基板590之後的該裝置，且示出錨固件中的可能釋放點598-2。錨固件亦可直接地或藉由其他層間接地連接至供體基板510。
供體基板510上的裝置可產生為在背對供體基板510的同一側具有兩個觸點532及480。在一種情況下，可將裝置自供體基板510直接轉移至受體基板590。此處，觸點532及480可直接鍵合至受體基板焊盤582。可在供體基板510中或在盒中對裝置進行測試。在另一個實施例中，可在轉移至受體基板590之前首先將裝置自供體基板510轉移至盒式基板。此處，觸點532將不會直接鍵合至受體基板590，即受體基板590不需要具有特殊的焊盤582。在此情況下，導電層沈積及圖案化以將觸點532連接至受體基板590中的適當連接。
系統基板或受體基板390、490及590可包括微LED、有機LED、感測器、固態裝置、整合電路、MEMS(微機電系統)及/或其他電子部件。其他實施例涉及關於像素陣列圖案化及放置微裝置以優化選擇性轉移過程中的微裝置利用。系統基板或受體基板390、490及590可為但不限於印刷電路板(PCB)、薄膜電晶體背板、整合電路基板或在如LED等光學微裝置的一種情況下是顯示器的部件，例如驅動電路系統背板。圖案化微裝置供體基板及受體基板可與不同的轉移技術組合使用，包含但不限於用不同的機構(例如，靜電轉移頭、彈性體轉移頭)或如雙重功能焊盤等直接轉移機構進行的拾放(pick and place)。
圖6A展示圖3A至3F的台面結構的替代性實施例，其中台面結構初始地未經蝕刻穿過所有層。此處，緩衝層312及/或接觸層312的某個部分在初始步驟期間可保留。台面結構產生於供體基板310上。藉由蝕刻穿過不同的層，例如第一底部導電層312、功能層314及第二頂部導電層316形成有微裝置結構。可在頂部導電層316的頂部進行蝕刻之前或之後沈積頂部觸點332。台面結構可包含將在形成台面結構之前或之後沈積及圖案化的其他層372。此等層可為電介質、MIS、觸點、犧牲等。在台面結構產生之後，在微裝置之間及周圍使用一或多個填料層374，例如介電材料以將微裝置固定在一起。微裝置藉由一或多個基板鍵合層378鍵合至臨時基板376。一或多個鍵合層378可提供一或多種不同的力，如靜電力、化學力、物理力、熱學力等。在自供體基板310移除裝置之後，如上文所述，可蝕刻掉底部導電層312的額外部分或對其進行圖案化以分離裝置(圖6C)。可沈積及圖案化如接觸鍵合層380等其他層。此處，可蝕刻填料層374以分離微裝置，或可移除犧牲層以分離裝置。在另一個實施例中，可施加溫度以將裝置與填料層374分離且使其準備好轉移至受體基板390。可選擇性地進行該分離，如上文所述。在另一個實施例中，可蝕刻填料層374以形成例如呈截錐體或截頭角錐形狀的至少部分地圍繞每個微裝置的殼體、基部或錨固件375，如圖6E所示。可在基部375上方沈積另一個層且可將該層用於形成錨固件598-2。在形成額外的層598-2之後，可將填料基部層375留下或將其自錨固裝置移除。圖6G示出具有犧牲層372-2的裝置。可藉由蝕刻移除犧牲層372-2或可使其熱變形或熱移除。
在另一個實施例中，錨固件與殼體375相同，且在微裝置轉移至盒376之後由聚合物層、有機層或其他層構建。殼體375可具有不同的形狀。在一種情況下，殼體可與裝置形狀相匹配。殼體側壁可比微裝置高度更短。可在轉移循環之前將殼體側壁連接至微裝置以便為盒376中的不同微裝置後處理以及對微裝置盒的包裝以供運輸及儲存提供支持。可分離殼體側壁，或可在轉移循環之前或期間藉由如加熱、蝕刻或曝光等不同的方式自裝置弱化至微裝置的連接。
供體基板310上的裝置可產生為在背對供體基板310的同一側具有兩個觸點332及380。在此情況下，可將盒376上的導電層圖案化以獨立地偏置裝置的兩個觸點332及380。在一種情況下，可將裝置自盒式基板376直接轉移至受體基板390。此處，觸點332及380將不直接鍵合至受體基板390，即受體基板390不需要具有特殊的焊盤。在此情況下，導電層沈積及圖案化以將觸點332及380連接至受體基板390中的適當連接。在另一個實施例中，可在轉移至受體基板390之前首先將裝置自盒376轉移至臨時基板。因此，觸點332及380可直接鍵合至受體基板焊盤。可在盒376中或在臨時基板中對裝置進行測試。
由於基板晶格與微裝置層之間的不匹配，層的生長含有如位錯、空隙等若干缺陷。為了減少缺陷，首先可在供體基板6110上沈積在其之間或其附近具有分離層6116的至少一個第一緩衝層6114及/或第二緩衝層6118，且隨後在緩衝層6114及/或6118上方沈積有源層6112。緩衝層6114及6118的厚度可相當大，例如，與供體基板6110一樣厚。在將微裝置與供體基板6110分離(剝離)期間，亦可分離緩衝層6114/6118。因此，每次均應重複緩衝層沈積。圖6H展示基板6110上之結構，其中分離層6116介於第一緩衝層6114與實際裝置層6112之間。在分離層6116與裝置層6112之間可存在第二緩衝層6118。第二緩衝層6118亦可阻止來自分離層6116的污染物滲透至裝置層6112。緩衝層6114及6118均可包括多於一個層。分離層6116亦可包括不同材料的堆疊。在一個實例中，分離層6116對其他層不響應的光波長做出反應。此光源可用於將實際裝置6112與一或多個緩衝層6114/6118以及供體基板6110分離。在另一個實例中，分離層6116對化學物質做出反應，而相同的化學物質不影響其他層。此化學物質可用於移除分離層6116或改變其性質以將裝置與一或多個緩衝層6114/6118以及基板6110分離。此方法使第一緩衝層6114在供體基板6110上保持完整，且因此，該第一緩衝層可重複用於下一次裝置產生。在下一次裝置沈積之前，可進行一些如清潔或緩衝等表面處理。在另一個實例中，一或多個緩衝層6114/6118可包括氧化鋅。
在分離過程(剝離)之前，可藉由不同的蝕刻製程分離微裝置，如圖6I所示。蝕刻可蝕刻第二緩衝層6118(若存在)，而且可蝕刻分離層6116的一部分或全部以及裝置層6112。在另一個實例中，不對第二緩衝層6118或分離層6116進行蝕刻。在蝕刻步驟之後，微裝置臨時(或永久)鍵合至另一基板6150，且分離層6116經移除或改性以使微裝置與第一緩衝層6114及第二緩衝層6118分離。如圖6J所示，第一緩衝層6114可在供體基板6110上保持基本完整。
在圖6K至6M所示之另一個實施例中，可在供體基板6210上以島狀物6212的形式形成層，例如第一底部導電層312、功能層314及第二頂部導電層316。圖6K展示形成於微裝置陣列中的島狀物6212的俯視圖。島狀物6212的大小可與盒大小相同或是盒大小的倍數。島狀物6212可自緩衝層6114/6118開始形成或在緩衝層之後形成。此處，可在表面上進行表面處理或形成間隙6262、6263以啟動薄膜生長為島狀物(圖6L)。為了處理微裝置，可藉由填料層6220填充間隙，如圖6M中所示。填料6220可由聚合物層、金屬層或介電層構成。在對微裝置進行處理之後，可移除填料層6220。
圖7強調產生微裝置盒的過程。在第一步驟702期間，在供體基板，例如310或510上製備微裝置。在此步驟期間，形成該裝置，且對該裝置執行後處理。在第二步驟704期間，將該裝置製備成待與供體基板310或510分離。此步驟可涉及藉由使用錨固件，例如，375、476-1、592、594、598或598-2及填充物，例如374、472及574來固定微裝置。在第三步驟706期間，由來自第一步驟702及第二步驟704的預處理後微裝置形成盒或臨時基板，例如376或476。在一種情況下，在此步驟期間，藉由鍵合層，例如378或478將微裝置直接或間接鍵合至盒式基板376或476。接著，將微裝置與微裝置盒式基板376或476分離。在另一個實施例中，盒形成於微裝置供體基板，例如510上。在將裝置固定在盒式基板376、476或510上之後，可進行其他處理步驟，如移除一些層，例如312、374、472、574；或添加電氣層(例如，觸點380或480)或光學層(透鏡、反射器等)。在第四步驟708期間，盒376或476移動至受體基板，例如390、490或590以將裝置轉移至受體基板390、490或590。可重新安排或合併一些此等步驟。當微裝置仍處於盒式基板，例如376或476上時或在微裝置已轉移至受體基板上，例如390、490或590之後，可對微裝置執行測試步驟707A以確定微裝置是否有缺陷。可在步驟707B中移除或原地修理有缺陷的微裝置。例如，可對預定數目的一組微裝置進行測試，且若缺陷數目超過預定閾值，則可移除整組微裝置，可移除有缺陷的微裝置中的至少一些及/或可修理有缺陷的微裝置中的至少一些。
圖8展示將裝置自盒376、476或510轉移至受體基板390、490或590的步驟。此處，在第一步驟802期間，裝載(或拾取)盒376、476或510，或在另一個實施例中，使備用設備臂預裝載有盒376、476或510。在第二步驟804期間，將盒376、476或510與受體基板的一部分(或全部)對齊。可使用盒376、476或510及受體基板390、490或590上的專用對齊標記或使用微裝置以及受體基板390、490或590上的著陸區域進行該對齊。在第三步驟期間，將微裝置轉移至所選著陸區域。在第四步驟808期間，若受體基板390、490或590經完全填充，則在步驟810中將盒式基板376、476或510移動至接下來的步驟，例如另一受體基板390、490或590。若當前受體基板390、490或590需要進一步填充，則使用一或多個另外的盒376、476或510進行另外的轉移步驟。在新轉移循環之前，若盒376、476或510不具有足夠的裝置，則循環自第一步驟802開始。若在步驟812中盒376、476或510具有足夠的裝置，則在步驟814中將盒376、476或510偏移(或移動及對齊)至受體基板390、490或590的新區域，且新循環繼續至步驟806。可合併及/或重新安排此等步驟中的一些。
圖9展示將裝置自盒，例如，臨時基板376、476或510轉移至受體基板，例如390、490或590的步驟。此處，在第一步驟902期間，裝載(或拾取)盒376或476，或在另一個實施例中，使備用設備臂預裝載有盒。在第二步驟902-2期間，在盒376、476或510中選擇一組微裝置，使得其中的缺陷數目小於閾值。在第三步驟904期間，將盒376、476或510與受體基板的一部分(或全部)對齊。可使用盒376、476或510及/或受體基板390、490或590上的專用對齊標記或使用微裝置以及受體基板390、490或590上的著陸區域進行該對齊。接著，在第三步驟906期間，可將微裝置轉移至所選著陸區域。在視情況存在之步驟906-1中，盒中的選定微裝置可連接至受體基板。在視情況存在之步驟906-2中，可例如藉助於藉由受體基板390、490或590進行偏置來接通微裝置以對微裝置與受體基板的連接進行測試。若發現個別微裝置有缺陷或無功能，則可執行另外的調整步驟906-3以糾正或修理無功能的微裝置中的一些或全部。
若受體基板經完全填充，則受體基板390、490或590移動至接下來的步驟。若受體基板390、490或590需要進一步填充，則執行自一或多個另外的盒376、476或510進行的另外的轉移步驟。在新轉移循環之前，若376、476或510不具有足夠的裝置，則循環自第一步驟902開始。若盒376、476或510具有足夠的裝置，則在步驟902-2中，將盒376、476或510偏移(或移動及對齊)至受體基板390、490或590的新區域。
圖10展示產生多類型微裝置盒376、476、510或1108的示範性處理步驟。在第一步驟1002期間，在不同的供體基板，例如310或510上製備至少兩個不同的微裝置。在此步驟期間，形成該裝置，且對該裝置執行後處理。在第二步驟1004期間，將該裝置製備成待與供體基板，例如310或510分離。此步驟可涉及藉由使用錨固件，例如，375、476-1、592、594、598及598-2及填充物，例如374、472及574來固定微裝置。在第三步驟1006期間，將第一裝置移動至盒376、476、510或1108。在第四步驟1008期間，將至少第二微裝置移動至盒376、476、510或1108。在一種情況下，在此步驟期間，將微裝置藉由鍵合層，例如378或478直接或間接鍵合至盒式基板376、476、510或1108。接著，將微裝置與微裝置盒式基板310或510分離。對於直接轉移，不同類型的微裝置可具有不同的高度。例如，轉移至盒376、476、510或1108的第二類型的微裝置可略高於第一類型的微裝置(或對於第二微裝置類型而言，在盒376、476、510或1108上的位置可略高一些)。此處，在盒376、476、510或1108經完全填充之後，可調節微裝置高度以使盒376、476、510或1108的表面平坦。可藉由向較短的微裝置添加材料或自較高的裝置移除材料來進行此操作。在另一種情況下，受體基板390、490或590上的著陸區域可具有與盒376、476、510或1108的差異相關聯的不同高度。另一種填充盒376、476、510或1108的方法基於拾取。可利用拾取過程將微裝置移動至盒376、476、510或1108。此處，對於盒376、476、510或1108中之一者集群中的微裝置而言，拾取頭上的力元件可為統一的，或可將單個力元件用於每個微裝置。而且，可以其他方式將微裝置移動至盒376、476、510或1108。在另一個實施例中，將額外裝置移動遠離第一或第二(或第三或其他)微裝置的盒式基板376、476、510或1108，且將其他類型的微裝置轉移至盒376、476、510或1108上的空白區域中。在將裝置固定在盒式基板376、476、510或1108上之後，可進行其他處理步驟，如添加填料層374、474或574；移除一些層；或添加電氣層(例如，觸點380、480或580)或光學層(透鏡、反射器)。可在裝置用於填充受體基板390、490或590之後或之前對裝置進行測試。該測試可為電氣測試或光學測試或兩者的組合。該測試可識別盒上的裝置的缺陷及/或性能。在最後一個步驟1010期間，將盒376、476、510或1108移動至受體基板390、490或590以將裝置轉移至受體基板390、490或590。可重新安排或合併一些此等步驟。
此處描述的轉移過程(例如圖7、8、9及10)可包含用於增加盒376、476、510或1108上的微裝置的間距的拉伸步驟。此步驟可在對齊之前進行或可作為對齊步驟的一部分。此步驟可增加與受體基板390、490或590上的著陸區域(或焊盤)對齊的微裝置的數目。此外，該步驟可匹配盒376、476、510或1108上的包括至少兩個微裝置的微裝置陣列之間的間距以匹配受體基板390、490或590上的著陸區域(或焊盤382)的間距。
圖11展示類似於臨時基板376、476或510的多類型微裝置盒1108的一個實例。盒1108包含三種不同的類型，例如顏色(紅色、綠色及藍色)的微裝置1102、1104、1106。但可存在更多的裝置類型。微裝置之間的距離x1、x2、x3與受體基板390、490或590中的著陸區域的間距相關。在可能與受體基板390、490或590中的像素間距相關的幾個裝置之後，可存在不同的間距x4、y2。此間距補償像素間距與微裝置間距(著陸區域間距)之間的不匹配。在此情況下，若將拾放用於產生盒1108，則力元件可採用與每種微裝置類型的列相對應的列的形式，或力元件可為用於每個微裝置的單獨元件。
圖12示出類似於臨時基板376、476或510的多類型微裝置盒1208的一個實例。盒1208包含三種不同的類型，例如顏色(紅色、綠色及藍色)的微裝置1202、1204、1206。其他區域1206-2可為空的、填充有備用微裝置或包含第四不同類型的微裝置。微裝置之間的距離x1、x2、x3與受體基板390、490或590中的著陸區域的間距相關。在可能與受體基板390、490或590中的像素間距相關的幾個裝置陣列之後，可存在不同的間距x4、y2。此間距補償像素間距與微裝置間距(著陸區域間距)之間的不匹配。
圖13展示在轉移至多類型微裝置盒376、476、510、1108、1208之前在類似於供體基板310或510的供體基板1304上製備的微裝置1302的一個實例。此處，可將支撐層1306及1308用於單獨的裝置或一組裝置。此處，間距可與盒376、476、510、1108、1208中的間距相匹配，或該間距可為盒間距的倍數。
在上述所有結構中，在使用微裝置填充基板之前，可將微裝置自第一盒移動至第二盒。在轉移之後可進行額外的處理步驟，或可在第一盒式結構與第二盒式結構之間對處理步驟中的一些進行劃分。
圖14A展示類似於供體基板310或510的供體基板1480中的微裝置的實施例。由於製造缺陷及材料缺陷，在供體基板1480上，微裝置的輸出功率可能逐漸降低或增加，即存在不均勻性，如藉由自深至淺的著色所示。由於可將裝置一起轉移至塊，例如塊1482中或可按順序一次一或多個地將裝置轉移至受體基板390、490或590中，因此受體基板390、490或590中的相鄰裝置逐漸退化。然而，在一個塊，例如1482或一系列相鄰塊結束且另一個塊，例如1483或另一系列塊開始的地方，例如沿著交線1484的地方可能出現更糟的問題，此可能導致輸出性能的突然變化，如圖14B所示。此突然變化可能導致如顯示器等光電子裝置的視覺假像。
為了解決不均勻性的問題，圖14C所示之一個實施例包含在顯示器中使用單獨的塊1482及1483上方及下方的塊來使該單獨的塊偏斜或交錯，使得該塊的邊緣或交叉線不是清晰線條，從而消除交叉線1484，且藉此，裝置塊在顯示器上形成偏斜圖案。因此，急劇轉變的平均影響顯著降低。偏斜可為隨機的且可具有不同的輪廓。
圖14D展示另一個實施例，其中相鄰塊中的微器裝置翻轉，使得具有類似性能的裝置彼此相鄰，例如，第一塊1482中的性能自第一外側A至第一內側B減小，而第二相鄰塊1483的性能自鄰近第一內側B的第二內側B至第二外側A增加，此可使塊之間的變化及轉變保持非常平滑且消除長的急劇交叉1484。
圖14E展示翻轉裝置的示範性組合，例如，在內側交替高性能裝置及低性能裝置以及使邊緣偏斜以進一步提高平均均勻性。在所示實施例中，裝置性能在兩個方向上，即在相鄰的水平塊及相鄰的豎直塊中在高與低之間交替。
在一種情況下，在轉移至受體基板390、490或590之前，針對相鄰的經轉移塊(陣列)對塊邊緣處的微裝置的性能進行匹配。
圖15A展示使用兩個或更多個塊1580、1582來填充受體基板1590中的塊。在所示實施例中，可使用偏斜或翻轉方法進一步提高平均均勻性，如圖15B所示。分別來自塊1580及1582的較高(或較低)輸出功率側B及C可定位成彼此相鄰，除此之外，亦使用塊上方及下方的塊的連接來使塊之間的連接偏斜或交錯。而且，可使用隨機或限定的圖案來填充具有多於一個塊的盒或受體基板1590。
圖16A展示具有多於一個塊1680、1682及1684的樣品。塊1680、1682及1684可來自同一供體基板310或510或來自不同的供體基板310或510。圖16B展示由不同的塊1680、1682及1684填充盒1690以消除任何塊中發現的不均勻性的實例。
圖17A及17B展示具有多個盒1790的結構。如上所述，盒1790的位置是以在不同的轉移循環期間消除受體基板390、490、590或1590中的同一區域與具有相同微裝置的盒1790重疊的方式選擇的。在一個實例中，盒1790可為獨立的，此意謂著單獨的臂或控制器獨立地處理每個盒。在另一個實施例中，可獨立地進行該對齊，但可同步進行其他操作。在此實施例中，受體基板390、490、590或1590可移動以便在對齊後易於轉移。在另一個實例中，盒1790一起移動以便在對齊之後易於轉移。在另一個實例中，盒1790及受體基板390、490、590或1590均可移動以易於轉移。在另一種情況下，可提前對盒1790進行組裝。在此情況下，框架或基板可固持組裝後盒1790。
盒1790之間的距離X3、Y3可為盒1790的寬度X1、X2或長度Y1、Y2的倍數。該距離可為不同方向上的移動步長的函數。例如，X3 = KX1 + HX2，其中K是為了填充受體基板390、490、590或1590而向左(直接或間接)進行的移動步長，且H是為了填充該受體基板而向右(直接或間接)進行的移動步長。同樣道理可用於盒1790之間的距離Y3以及長度Y1及Y2。如圖17A所示，盒1790可在一個或兩個方向上對齊。如圖17B所示，在另一個實例中，盒1790在至少一個方向上未經對齊。每個盒1790可具有用於向受體基板390、490、590或1590施加壓力及溫度的獨立控制。根據受體基板390、490、590或1590與盒1790之間的移動方向，其他佈置亦為可能的。
在另一個實例中，盒1790可具有不同的裝置且因此用不同裝置填充受體基板390、490、590或1590中的不同區域。在此情況下，盒1790及受體基板390、490、590或1590的相對位置在每個轉移循環之後發生變化以用來自不同盒1790的所有所需微裝置填充不同區域。
在另一個實施例中，製備若干盒陣列1790。此處，在將裝置自第一盒陣列轉移至受體基板390、490、590或1590之後，受體基板390、490、590或1590移動至下一微裝置陣列以填充受體基板390、490、590或1590中的剩餘區域或接收不同裝置。
在另一個實例中，盒1790可處於曲面上，且因此圓周移動將提供接觸點以將微裝置轉移至受體基板390、490、590或1590中。
豎直光電子堆疊層包含基板、有源層、介於有源層與基板之間的至少一個緩衝層以及介於緩衝層與有源層之間的至少一個分離層，其中可在緩衝層保持處於該基板上的同時藉由改變分離層的性質將有源層自基板物理地移除。
在一個實施例中，改變該一或多個分離層的性質的過程包含化學反應蝕刻或使分離層變形。
在另一個實施例中，改變該一或多個分離層的性質的過程包含曝光於光電子波，從而使分離層變形。
在另一個實施例中，改變該一或多個分離層的性質的過程包含改變溫度，從而使分離層變形。
在一個實施例中，重複使用緩衝層以產生新的光電子堆疊層包含表面處理。
在一個實施例中，表面處理使用化學或物理蝕刻或磨光。
在另一個實施例中，表面處理使用沈積額外的薄層或緩衝層以重新形成表面。
在一個實施例中，光電子裝置是LED。
在一個實施例中，分離層是氧化鋅。
本發明之實施例包括連續的像素化結構，該像素化結構包含完全或部分連續的有源層、像素化接觸層及/或電流散佈層。
在此實施例中，在像素化接觸層及/或電流散佈層的頂部可存在焊盤層及/或鍵合層。
在以上實施例中，在每個像素化接觸層及/或電流散佈層頂部可存在介電開口。
另一個實施例包括供體基板，該供體基板包含具有鍵合焊盤的微裝置及填充微裝置之間的空間的填料層。
另一個實施例包括臨時基板，該臨時基板包含鍵合層，來自供體基板的微裝置鍵合至該鍵合層。
另一個實施例包括熱傳遞技術，該熱傳遞技術包含以下步驟：
1) 將臨時基板上的微裝置與系統基板的鍵合焊盤對齊；
2) 驗證系統基板上的鍵合焊盤的熔點高於臨時基板中的鍵合層的熔點；
3) 產生熔化該鍵合焊盤及鍵合層兩者且在此之後使鍵合層保持熔化且使鍵合焊盤保持固化的熱曲線；以及
4) 將臨時基板與系統基板分離。
在轉移技術的另一個實施例中，熱曲線是藉由局部或全局熱源或兩者產生的。
另一個實施例包括微裝置結構，其中在藉由剝離過程的形式將微裝置自供體基板釋放之後，至少一個錨固件將該裝置固持至供體基板。
另一個實施例包括用於微裝置結構的轉移技術，其中在藉由推力或拉力將微裝置鍵合至受體基板中的焊盤之後或期間，錨固件釋放微裝置。
在另一個實施例中，根據微裝置結構的錨固件由自微裝置的側面延伸至基板的至少一個層構成。
在另一個實施例中，根據微裝置結構的錨固件由空隙或空隙頂部的至少一個層構成。
在另一個實施例中，根據微裝置結構的錨固件由圍繞裝置的填充層構成。
另一個實施例包括根據微裝置結構的結構，其中藉由控制溫度來增加剝離微裝置與供體基板之間的層的黏度以充當錨固件。
另一個實施例包括用於微裝置結構中的錨固件的釋放過程，其中溫度調整以減小錨固件與微裝置之間的力。
另一個實施例包括將微裝置轉移至受體基板中的過程，其中微裝置形成於盒中；將盒與受體基板中的所選著陸區域對齊；以及將盒中與所選著陸區域相關聯的微裝置轉移至受體基板。
另一個實施例包括將微裝置轉移至受體基板中的過程，其中微裝置形成於盒中；選擇有缺陷的微裝置小於閾值的一組微裝置；將盒中的所選一組微裝置與受體基板中的所選著陸區域對齊；以及將盒中與所選著陸區域相關聯的微裝置轉移至受體基板。
實施例包含具有轉移至其中的多種類型的微裝置的盒。
實施例包括微裝置盒，其中犧牲層將微裝置的至少一側與填料層或鍵合層分離。
實施例中，移除犧牲層以將微裝置自填料層或鍵合層釋放。
實施例中，犧牲層在如高溫等一些條件下將微裝置自填料釋放。
可對微裝置進行測試以提取與微裝置相關的信息，包含但不限於缺陷、均勻性、運行狀況等。在一個實施例中，一或多個微裝置臨時鍵合至盒，該盒具有用於測試微裝置的一或多個電極。在一個實施例中，在微裝置定位在盒中之後沈積另一個電極。可在圖案化之前或之後將此電極用於測試微裝置。在一個實施例中，盒置於預定位置中(該預定位置可為固持器)。盒及/或受體基板移動以進行對齊。至少一個所選裝置轉移至受體基板。若在盒上/中可獲得更多微裝置，則盒或受體基板移動以便與同一受體基板中的新區域或新受體基板對齊，且至少另一個所選裝置轉移至新位置。此過程可繼續，直至盒不具有足夠的微裝置，此時，可將新盒置於預定位置中。在一個實例中，對所選裝置的轉移是基於自盒中提取的信息進行控制的。在一個實例中，自盒中提取的缺陷信息可用於藉由消除對缺陷數目超過閾值的一組裝置的轉移將轉移至受體基板的有缺陷的裝置的數目限制為低於閾值數目，或所轉移缺陷的累計數目將超過閾值。在另一個實例中，將基於一或多個所提取參數對盒進行分倉(binned)，且每個倉將用於不同應用。在另一種情況下，基於一或多個參數具有相近性能的盒將用於一個受體基板中。可組合此處呈現的實例以提高盒轉移性能。
在實施例中，可使用物理接觸及壓力及/或溫度將裝置自盒轉移至受體基板中。此處，壓力及/或溫度可產生用於將微裝置固持至受體基板的鍵合力(夾持力)，及/或而且溫度可減小微裝置與盒之間的接觸力。因此，實現將微裝置轉移至受體基板。在此情況下，分配給受體基板上的微裝置的位置相比於受體的其餘部分可具有較高的輪廓以增強轉移過程。在實施例中，在如在轉移過程期間分配給其他類型的微裝置的位置等可能與受體基板的無用區域接觸的區域中，盒不具有微裝置。可組合此兩個實例。在實施例中，可能已經用黏合劑潤濕基板上的微裝置的所分配位置或可能已經用鍵合合金覆蓋該位置，或在所分配位置上放置有額外的結構。在衝壓過程中，可使用單獨的盒、印刷或其他製程。在實施例中，可將盒上的所選微裝置移動為更靠近受體基板以增強選擇性轉移。在另一種情況下，受體基板施加拉力以輔助或啟動自盒進行的微裝置轉移。拉力可與其他力組合。
在一個實施例中，殼體可支撐盒中的微裝置。殼體可製作在供體基板或盒式基板上的微裝置周圍或單獨製作，且接著微裝置移動至內部且鍵合至盒。在一個實施例中，可在盒式基板的頂部沈積至少一種聚合物(或另一種類型的材料)。來自供體基板的微裝置推至聚合物層中。微裝置選擇性地或總體上與供體基板分離。可在裝置與供體基板分離之前或之後固化該層。可圖案化此層，在將多個不同裝置整合至盒中的情況下尤其如此。在此情況下，該層可為針對一種類型而創建的，微裝置埋在該層中且與其供體分離。接著，針對下一種類型的微裝置沈積及圖案化另一個層。接著，第二微裝置埋在相關聯層中。在所有情況下，此層可覆蓋微裝置中的一部分或所有裝置。在另一種情況下，殼體在微裝置轉移至盒之後由聚合物層、有機層或其他層構建。殼體可具有不同的形狀。在一種情況下，殼體可與裝置形狀相匹配。殼體側壁可比微裝置高度更短。可在轉移循環之前將殼體側壁連接至微裝置以便為盒中的不同微裝置後處理以及用於運輸及儲存的微裝置盒包裝提供支持。可分離殼體側壁，或可在轉移循環之前或期間藉由如加熱、蝕刻或曝光等不同的方式自裝置弱化至微裝置的連接。可存在將微裝置固持至盒式基板的接觸點。至盒的接觸點可為裝置的底側或頂側。可在轉移之前或期間藉由如加熱、化學過程或曝光等不同方式弱化或消除接觸點。可對一些所選裝置執行此過程或可對盒上的所有微裝置全局地執行此過程。觸點亦可為導電的以實現藉由偏置觸點處的裝置及連接至微裝置的其他電極來測試微裝置。在轉移循環期間，盒可處於受體基板下方以防止微裝置在觸點經全局移除或弱化的情況下自殼體上落下。
在一個實施例中，微裝置盒可包含將微裝置固持至盒表面的至少一個錨固件。盒及/或受體基板經移動以使得盒中的一些微裝置與受體基板中的一些位置對齊。在將盒及受體基板推向彼此或藉由受體基板拉動裝置期間，此錨固件可在壓力下斷裂。微裝置可永久停留在受體基板上。錨固件可處於微裝置的側面或處於微裝置的頂部(或底部)。
頂側是裝置的面向盒的一側，且底部是微裝置的對置側。其他側稱為側面或側壁。
在一個實施例中，可對微裝置進行測試以提取與微裝置相關的信息，包含但不限於缺陷、均勻性、運行狀況等。可將盒置於預定位置中(該預定位置可為固持器)。可移動盒及/或受體基板以進行對齊。可將至少一個所選微裝置轉移至受體基板。若在盒上/中可獲得更多微裝置，則可移動盒或受體基板以便與同一受體基板中的新區域或新受體基板對齊，且可將至少另一個所選裝置轉移至新位置。此過程可繼續，直至盒不具有足夠的微裝置，此時，新盒將置於預定位置中。在一種情況下，對所選裝置的轉移可基於自盒中提取的信息進行控制。在一種情況下，自盒中提取的缺陷信息可用於藉由消除缺陷數目超過閾值或所轉移缺陷的累計數目超過閾值的一組微裝置的轉移將轉移至受體基板的有缺陷的裝置的數目限制為低於閾值數目。在另一種情況下，將基於一或多個所提取參數對盒進行分倉，且每個倉可用於不同應用。在另一種情況下，基於一或多個參數具有相近性能的盒可用於一個受體基板中。可組合此處呈現的實例以提高盒轉移性能。
一個實施例包括將裝置轉移至受體基板的方法。該方法包含：
a) 製備盒，該盒具有基板，其中微裝置定位在盒式基板的至少一個表面上，且該基板在對應於受體基板中的區域的相同大小的微裝置位置之外的區域中具有更多微裝置。
b) 藉由提取至少一個參數測試盒上的裝置。
c) 拾取盒或將該盒轉移至具有面向受體基板的微裝置的位置。
d) 使用測試資料來選擇盒上的一組微裝置。
e) 將盒上的所選一組微裝置與受體基板上的所選位置對齊。將該一組微裝置自盒轉移至受體基板。
f)  過程d及e可繼續，直至盒不具有任何有用的裝置或受體基板經完全填充。
一個實施例包括盒，該盒具有以與受體基板中相同的間距定位在盒中的多於一種類型的微裝置。
一個實施例包括盒，該盒具有基板，其中微裝置(直接或間接)定位在其表面上，且微裝置在任一列或行中偏斜，使得至少任一列或行的邊緣不與至少另一列或行的邊緣對齊。
一個實施例是將裝置轉移至受體基板的方法。該方法包含將微裝置陣列轉移至基板中，其中至少任一列或行的所轉移微裝置的邊緣不與至少另一列或行的所轉移裝置的邊緣對齊。
一個實施例包括將裝置轉移至受體基板的方法。該方法包含將裝置陣列自供體基板轉移至受體基板，其中在受體基板上與所轉移陣列的大小類似的任何區域中，至少存在具有來自供體基板的與所轉移陣列相對應的兩個不同區域的微裝置的任一列或行。
一個實施例包括將微裝置陣列轉移至受體基板中的過程，其中微裝置在陣列的邊緣處經偏斜以消除突然變化。
另一個實施例包括將微裝置陣列轉移至受體基板中的過程，其中在轉移之前對兩個微裝置陣列的相鄰邊緣處的微裝置的性能進行匹配。
另一個實施例包括將微裝置陣列轉移至受體基板中的過程，其中至少自微裝置供體基板的兩個不同區域對微裝置陣列進行填充。
另一個實施例包括將微裝置陣列自盒轉移至受體基板中的過程，其中將若干微裝置盒置於與受體基板的不同區域相對應的不同位置中，接著將盒與受體基板對齊，且將微裝置自盒轉移至受體基板。 用於將微裝置固定在供體基板上的不同 錨固件 方案
將微裝置整合至系統基板中的過程涉及產生及製備供體基板，將預先選定的微裝置陣列轉移至受體基板，隨後(或同時)使微裝置與系統基板電學上或機械上鍵合。在兩個基板之間的鍵合期間，在微裝置及系統基板的對齊之前或之後施加固化劑輔助形成強鍵合。固化劑包括以下中之一者：聚醯胺、SU8、PMMA、BCB薄膜層、環氧樹脂及UV可固化黏合劑，且在以下中之一者中執行固化：電流、光、熱或機械力或化學反應。然而，用於固化的電流/電壓要求可能高於微裝置可承受的電流/電壓要求。
為了避免損壞微裝置，需要將微裝置整合至具有增強的鍵合及導電能力的系統基板中的結構及方法。且可形成另一/替代的電流/電壓路徑以避免損壞微裝置。
根據一個實施例，可提供一種鍵合結構。該鍵合結構可包括供體基板上的多個微裝置，各微裝置包括形成於微裝置的表面上的一或多個導電焊盤；且臨時材料覆蓋各微裝置或該一或多個導電焊盤的至少一部分。
在一種情況下，臨時材料充當錨固件，其將該多個微裝置固持在供體基板中的殼體結構內部。
在另一情況下，微裝置的全部或部分可經臨時導電材料覆蓋，此可重導向電流穿過臨時導電材料而非微裝置，且因此避免損壞微裝置。
在一種情況下，微裝置可在微裝置的各側上具有一個導電焊盤。在另一情況下，微裝置可在一側上具有一個以上導電焊盤。
圖18示出根據本發明之實施例的經由供體力元件固持多個微裝置的供體基板1802。供體基板1802可為其已轉移至上面的生長基板(其中製造或生長微裝置)或另一臨時基板。參考基於氮化鎵(GaN)的LED描述下文，然而當前描述的結構可用於具有不同材料系統的任何類型的LED。
大體而言，藉由在藍寶石基板上沈積材料的堆疊來製造基於GaN微LED。慣用GaN LED裝置包含例如藍寶石等基板、形成於基板上的n型GaN層，或緩衝層(例如GaN)、有源層/半導體層，例如多量子井(MQW)層及p型GaN層。
如圖18中所示出，供體基板1802上的該多個微裝置可具有半導體層的堆疊1806的頂部及底部兩者上的導電焊盤1814、1816。受體基板1808具有用於經挑選以轉移至受體基板1808的各選定微裝置的至少一個受體力元件1818。在一種情況下，受體力元件為電流/電壓可固化組件。此處，電流/電壓1810施加至選定受體力元件(例如，1818)，從而致使其硬化且將微裝置固持在適當位置。在一個實例中，受體力元件可包括在可適用的電荷下形成聚合物的單體。在另一實例中，受體力元件是具有在可適用的電流/電壓下產生熱的高電阻跡線的介質，且所產生的熱使介質局部固化。
供體基板1802具有至少一個供體力元件1804。供體力元件1804是在電流或電壓下失去其黏合屬性的元件。此處，電壓/電流1812施加至固持用於轉移的選定裝置的供體力元件1804。在一個實例中，供體力元件是在電荷施加下分解(氧化)的聚合物。在另一實例中，供體力元件是在可適用的電流/電壓下燃燒的高電阻性跡線。
圖19示出根據本發明之實施例的一側上具有一個以上導電焊盤的微裝置。此處，在一個實例中，微裝置可在供體基板1902上的半導體層堆疊的底部處具有兩個導電/接觸焊盤1904、1906。受體基板1908具有一個受體力元件1918，其對應於用於經挑選以轉移至受體基板1908的各微裝置的接觸焊盤。受體力元件是電流/電壓可固化組件。此處，電流/電壓1910施加至選定受體力元件(例如，1918)，從而致使其硬化且將微裝置固持在適當位置。
電壓/電流1910、1912可施加至選定受體力元件(例如，1918)以使其固化，從而致使其硬化且將微裝置固持在適當位置。
在一種情況下，微裝置可用作偏置迴路的一部分。此處，可經由供體基板1902施加電壓/電流1914，或電壓/電流1910、1912可施加至受體基板1908，其通過微裝置且經過供體基板1902或受體基板1908的任一者。
然而，固化受體力元件的電流/電壓要求可能高於微裝置可承受的電流/電壓要求。為了避免損壞微裝置，可形成另一/替代的電流/電壓路徑。在另一情況下，微裝置的部分或整個微裝置可經臨時導電材料覆蓋，此可重導向電流穿過臨時導電材料而非微裝置，且避免損壞微裝置。
圖20A-20I示出根據本發明之一些實施例的經臨時導電材料部分/完全覆蓋的微裝置的實例。
微裝置的部分或全部可經臨時導電材料覆蓋，此可重導向電流穿過臨時導電材料而非微裝置，且因此避免損壞微裝置。在一種情況下，臨時材料可為臨時導電材料。該導電材料可作為片材或跡線與供體基板上的相同導電材料或不同導電材料連接。
在一個實施例中，微裝置可在殼體結構內部。殼體壁及微裝置之間可存在某一犧牲層。在另一實施例中，亦可存在供體基板及微裝置及導電焊盤(一種與殼體壁類似的材料)或其組合之間的鍵合材料。
在一個實施例中，臨時層亦可充當錨固件以將裝置固持在適當位置。在另一實施例中，可存在將微裝置固持至供體基板中的錨固件。錨固件可為與殼體材料相同或不同的材料。在一種情況下，殼體可幾乎延伸至微裝置的邊緣。在另一情況下，殼體壁短於微裝置。亦可能具有比微裝置高的殼體。
在另一情況下，臨時導電材料可經非導電材料代替。
對於具有導電及不導電臨時材料兩者的情況，臨時材料可在移除或釋放犧牲層之後將微裝置固持在適當位置。微裝置可轉移至另一基板。在轉移過程期間，臨時材料經移除或與殼體結構分離。分離過程可為機械(例如，推或拉)、光學、熱或化學的。
微裝置可在轉移至受體基板之前經臨時材料/層覆蓋，或其可在轉移至受體基板之後經覆蓋。在一種情況下，殼體材料塗覆在基板上在微裝置之間。其可鍵合至供體基板，且接著殼體材料可固化。在另一情況下，可存在可電耦合至微裝置或臨時層的供體基板的表面上使用的不同材料。在另一情況下，殼體材料塗覆在供體基板的頂部上。接著，微裝置鍵合併推動至材料中，且接著材料固化。殼體材料可為環氧樹脂、聚合物或其他類型的材料。在一種情況下，BCB或聚醯胺可用作殼體材料。
臨時材料可圖案化以在供體基板的頂部上形成開口。此開口可促進例如移除犧牲層等某一處理以使微裝置與殼體側壁分離。
圖20A1-20A2示出根據本發明之一些實施例的突顯臨時導電材料覆蓋微裝置的表面的實例。
參看圖20A1，此處，微裝置在殼體結構2006a內部。殼體結構/壁2006a及微裝置2016之間可存在某一犧牲層。在一種情況下，犧牲層2008a可為圖案化犧牲層以覆蓋至殼體的長度。在另一情況下，犧牲層2008b可設置至微裝置的長度。供體基板及微裝置之間可為鍵合材料2010a、導電焊盤2004a，或與殼體壁類似的材料或其組合。且錨固件2014a可將微裝置固持在供體基板中。錨固件可為與殼體材料相同或不同的材料。臨時導電材料2002a可覆蓋包含導電焊盤2004a及殼體2006a的微裝置2016的表面。此結構促進轉移微裝置，從而檢查系統基板上有缺陷的微裝置。
在另一實施例中，殼體壁可幾乎延伸至微裝置的邊緣。
圖20A2展示根據本發明之實施例的裝置(供體)基板上的微裝置的橫截面視圖，其中臨時導電材料不覆蓋微裝置的整個表面。此處，殼體200b及犧牲層2008b可幾乎延伸至微裝置2016的邊緣。臨時導電材料2002a可包含導電焊盤2004a。供體基板或供體基板之間的導電層上的跡線可將導電材料耦合至電流/電壓源。
圖20B1展示根據本發明之實施例的裝置(供體)基板上的微裝置的橫截面視圖，其中臨時導電材料覆蓋微裝置的導電焊盤的一部分。此處，例如2004c等導電焊盤是圖案化導電焊盤，且犧牲層2008c亦為沈積在微裝置及導電焊盤周圍的圖案化犧牲層。臨時導電材料2002a可覆蓋包含導電焊盤2004a及殼體2006a的一部分的微裝置2016的表面。在另一情況下，犧牲層可僅延伸至微裝置的一部分。臨時導電材料2002a可耦合至電流源/電壓以促進固化或解鍵合。供體基板或供體基板之間的導電層上的跡線可將導電材料耦合至電流/電壓源。
圖20B2展示根據本發明之實施例的裝置(供體)基板上的微裝置的橫截面視圖，其中臨時導電材料不覆蓋微裝置的整個表面。此處，殼體2006b可幾乎在微裝置的邊緣處延伸。臨時導電材料2002a可包含導電焊盤2004b的一部分。
圖20C1示出形成導電焊盤2004c、2006c之間的電流/電壓路徑的臨時導電材料的實例，其中導電焊盤可在微裝置的頂部及底部或相同側上。此處，臨時導電材料2002c亦覆蓋微裝置，此促進將微裝置選擇性地轉移至系統基板。此結構幫助重導向電流穿過臨時導電材料，而非微裝置，且因此避免損壞微裝置。
圖20C2示出其中供體基板及微裝置之間不存在鍵合材料的實例。臨時導電材料在導電焊盤2004c、2006c之間形成電流/電壓路徑，其中導電焊盤可在微裝置的頂部及底部或相同側上。臨時導電材料2002c亦覆蓋微裝置的表面中之一者。此處，臨時導電材料充當至微裝置的鍵合材料。
圖20D示出當臨時導電材料2002d及導電焊盤不覆蓋微裝置的整個表面時在微裝置的導電焊盤2004d、2006d之間形成電流/電壓路徑的臨時導電材料2002d的另一實例。此處，例如2004d等導電焊盤是圖案化導電焊盤，且臨時材料沈積於圖案化導電焊盤上。
圖20E示出另一實例，其中臨時導電材料2002e在微裝置的表面上形成用於一個以上焊盤的電流/電壓路徑。此處，導電材料將導電焊盤短接在微裝置的表面上。導電材料覆蓋焊盤2004e、2006e或連接至焊盤2008e、2010e。且(直接或間接)在供體基板上的跡線可將一些導電材料連接在一起。此處，導電材料可根據電壓及電流要求而部分或完全覆蓋導電焊盤。
圖20F示出未藉由導電層2002f短接在一起的表面上的導電焊盤2008f、2010f的實例。此處，焊盤可完全或部分經導電層2002f覆蓋，如所示。且供體基板及微裝置之間不存在鍵合材料。臨時導電材料充當用於微裝置的鍵合材料。
圖20G示出另一實例，其中臨時導電材料2002g在微裝置的表面上形成用於一個以上焊盤的電流/電壓路徑。此處，導電材料在面朝供體基板的表面及遠離供體基板的面之間形成通路。且在一種情況下，其將焊盤短接在表面上。此處，導電材料覆蓋導電焊盤2012g、2014g或連接至導電焊盤2008g、2010g。
圖20H示出未藉由導電層2002h短接在一起的表面上的導電焊盤2008h、2010h的實例。此處，導電焊盤2012h、2014h可經完全覆蓋，或導電焊盤2008h、2010h可經部分覆蓋，如所示。在所有情況下，導電材料2004h可將遠離供體基板的表面直接耦合至供體基板處的導電層。在另一情況下，其將遠離供體基板的表面間接耦合至供體基板處的導電層2006h。
圖20I1及圖20I2示出其中遠離供體基板的表面上不存在導電焊盤的實例。此處，微裝置的遠離供體基板的表面上不存在導電焊盤。在此情況下，臨時材料2002h在移除犧牲層2006a、2008a之後將裝置固持在適當位置。在微裝置轉移至另一基板中之後移除臨時材料或使其與殼體分離，使得自供體基板釋放微裝置。
圖21A-21D示出根據本發明之實施例的以臨時材料(導電或不導電)構造的不同微裝置的俯視圖。臨時材料可圖案化以在供體基板的頂部上形成開口。此開口可促進例如移除犧牲層等某一處理以使微裝置與殼體側壁分離。此處理可在微裝置轉移至受體基板中之前或之後進行。在一種情況下，可使用化學蝕刻來移除(或修改)犧牲層。在另一情況下，電磁信號(例如微波或光)可用於藉由移除/修改犧牲層而釋放裝置。此處，臨時層亦可充當錨固件以將裝置固持在適當位置。若臨時層不輔助鍵合過程，則其不需要連接(或覆蓋)微裝置上的焊盤。
圖21A示出根據本發明之實施例的圖20A的示例性俯視圖表示。此處，供體基板2104上的微裝置2102具有由臨時導電材料2108及犧牲層2110環繞的導電焊盤2106。此處，供體基板的頂部上的導電材料的跡線可作為網、列或行連接。供體基板的頂部上可存在接入點以經由跡線使臨時層偏置。
圖21B1示出圖20B的示例性俯視圖表示。此處，供體基板的頂部上的跡線可作為網、列或行連接。供體基板的頂部上可存在接入點以經由跡線使臨時層偏置。供體基板2104上的微裝置2102具有由犧牲層2110環繞的圖案化導電焊盤2106-1。供體基板的頂部上的臨時導電材料的跡線可作為網、列或行連接。供體基板的頂部上可存在接入點以經由跡線使臨時層偏置。
圖21B2示出其中臨時材料不連接至焊盤的實例。供體基板2104上的微裝置2102具有由犧牲層2110環繞的導電焊盤2106-2，且供體基板的頂部上的臨時導電材料的跡線可作為網、列或行連接。此可用於本發明中的其他實施例或相關結構。
圖21C示出圖20E的示例性俯視圖表示，其中微裝置2102具有一個以上焊盤(2106-3、2106-4)在由臨時導電材料2108及犧牲層2110環繞的供體基板2104上。此處，供體基板2104的頂部上的跡線可作為網、列或行連接。且各焊盤的跡線可在單獨連接群組中處理。供體基板的頂部上可存在接入點以經由跡線使臨時層偏置。
圖21D示出圖20F的示例性俯視圖表示，其中微裝置2102具有一個以上的圖案化導電焊盤(2106-3、2106-4)在由臨時導電材料2108及犧牲層2110環繞的供體基板2104上。此處，供體基板2104的頂部上的跡線可作為網、列或行連接。且各焊盤的跡線可在單獨連接群組中處理。供體基板的頂部上可存在接入點以經由跡線使臨時層偏置。 經由可斷裂錨固件自供體基板釋放微裝置
本發明之一些實施例示出微裝置可具備不同臨時錨固件，藉此在剝離裝置之後，臨時錨固件將裝置固持至供體基板且可選擇性地朝向或遠離供體基板的表面移動。因此，當供體基板變得接近受體基板時，一些選定的裝置接近受體基板或與受體基板連接，而其他微裝置仍距受體基板顯著距離。在微裝置藉由推力或拉力的任一者鍵合至受體基板中的焊盤之後或期間，臨時錨固件釋放微裝置。錨固件可在朝向彼此推動供體基板及受體基板或藉由受體基板拉動微裝置期間在壓力下斷裂。微裝置可永久地保持在受體基板上。錨固件可在微裝置的一側上或微裝置的頂部(或底部)處。
圖22A-22C示出根據本發明之實施例的供體基板上的微裝置，其中微裝置可選擇性地朝向或遠離供體基板的表面移動。
參看圖22A，根據一個實施例，堆疊包括形成在微裝置(例如供體基板2214的頂部上的2210、2212)下方的電極2204、2206及電活性聚合物(EPE)層2208。供體基板及/或受體基板移動使得供體基板中的一些微裝置變得與受體基板中的一些位置對齊。在一種情況下，將電壓施加至堆疊致使該堆疊變薄，且因此使裝置更接近受體基板的表面。
參看圖22B，根據另一實施例，堆疊包括在微裝置(例如供體基板2214的頂部上的2210、2212)下方形成的電極2208、2206及電活性聚合物(EPE)層2222。在一種情況下，電極可設置在EPE層周圍。EPE層可按照要求而為薄或厚的。當電壓施加至包括電極及EPE層的堆疊時，堆疊變厚。在一種情況下，殼體及錨固件亦可將微裝置2210、2212固持在適當位置。
圖22C示出另一實例，其中堆疊的電極及EPE 2222、2220的頂部上的微裝置2210、2212結構經殼體結構2226環繞。此外，錨固件2234將微裝置2210、2212固持在殼體結構2226內部。在另一情況下，鍵合層可將微裝置固持在堆疊的EPE的頂部上。殼體可具有不同形狀。在一種情況下，殼體可與裝置形狀匹配。殼體側壁可短於微裝置高度。殼體側壁可在轉移循環之前連接至微裝置以為微裝置的不同後處理提供支持。
在微裝置2210、2212自供體基板2214轉移至受體基板期間，EPE堆疊2222向前推動微裝置2210。該推力釋放錨固件2234，且微裝置可放置在受體基板的表面上。
圖23A-23B示出供體基板上的微裝置的另一實施例，其中微裝置可選擇性地朝向或遠離供體基板的表面移動。
在圖23A中，根據另一實施例，在供體基板2320的頂部上分別在微裝置2312、2314、2318下方形成具有不同熱膨脹係數的不同材料2304、2308、2310的堆疊。當堆疊2308的溫度改變時，堆疊2308變得扭曲且推動裝置2314更遠離供體基板的表面。在一種情況下，施加電流穿過堆疊會改變溫度。此處，電極2302、2306可輸送電流。在另一情況下，作為堆疊的一部分的光吸收層將光轉換為熱能。在另一情況下，堆疊可諧振至例如微波或超聲波等特定信號頻率。此諧振可增加溫度或直接使堆疊變形。
圖23B示出另一實例，其中堆疊層2304、2308、2310的頂部上的微裝置2312、2314、2318結構由殼體2322環繞。此外，錨固件2332、2326將裝置2312、2314及2318固持在殼體結構內部。錨固件可連接至微裝置或殼體。在裝置2314自供體基板2320轉移至受體基板期間，堆疊2308向前推動微裝置2314。該推力釋放錨固件2326，且微裝置2314可放置在受體基板的表面上。
圖24示出根據本發明之實施例的供體基板上的微裝置的另一實例，其中微裝置可選擇性地朝向或遠離供體基板的表面移動。
此處，堆疊層2404的頂部上的微裝置2410、2414、2418結構由殼體2422環繞。此外，錨固件2426、2428將裝置2410、2414及2418固持在殼體結構內部。在裝置2414自供體基板轉移至受體基板期間，電活性聚合物層變為氣體2456，且由該改變產生的壓力向前推動微裝置2414。該推/拉力釋放錨固件2426，且微裝置2414可放置在受體基板的表面上。熱、光學、電或化學力可使層2404改變為氣體。在一種情況下，吸收層2458可吸收光且加熱層2404-1且產生向前推動微裝置的氣體壓力。 微裝置盒結構
本發明之一些實施例亦揭示將整體式微裝置陣列整合至系統基板中或將微裝置陣列選擇性地轉移至系統基板的方法。
根據一個實施例，可提供一種將微裝置整合在背板上的方法，包括：提供包括一或多個微裝置的微裝置基板；藉由連接微裝置上的焊盤及背板上的對應焊盤將一組選擇性微裝置自基板鍵合至背板；以及藉由分離微裝置基板在背板上留下鍵合的選擇性微裝置組。
在一個實施例中，可在微裝置基板上產生微裝置陣列，其中該微裝置可藉由蝕刻一或多個平面層來產生。
在另一實施例中，一或多個平坦化層可形成於微裝置基板上且藉由溫度、光或其他源固化。
在一個實施例中，可提供中間基板，其中，在一種情況下，一或多個鍵合層可形成於中間基板上或平坦化層上。
在另一實施例中，可藉由雷射或化學剝離移除微裝置基板。
在一個實施例中，緩衝層中可存在使微裝置連接至平坦化層的開口。在一種情況下，電極可設置在平坦化層的頂部或底部上。
在另一實施例中，在移除微裝置基板之後，可發生額外製程，例如移除額外共同層，或薄化平坦化層及/或微裝置。
在一種情況下，較多焊盤可添加至微裝置。焊盤可為導電的，或純粹用於鍵合至系統基板。在一種情況下，緩衝層可將至少一個微裝置連接至測試焊盤。測試焊盤可用於使微裝置偏置且測試其功能性。可在晶片層級或中間(盒)層級進行測試。在移除過多層之後在中間層級處可接近焊盤。
在一種情況下，微裝置可在頂側處具有一個以上觸點，緩衝層可經圖案化以將微裝置中的至少一個的觸點連接至測試焊盤。
在一個實施例中，可提供背板。在一種情況下，背板可具有電晶體及供像素電路驅動微裝置的其他元件。在另一情況下，背板可為不具有組件的基板。
在一個實施例中，一或多個焊盤可設置在背板上以用於鍵合過程。在一種情況下，背板上或微裝置上的焊盤可形成拉出微裝置的力。
在微裝置轉移至背板之後，有可能偵測微裝置的位置/定位，且調整其他層的圖案化以與轉移過程中的對齊匹配。在一種情況下，不同構件可用於偵測微裝置的位置，例如相機或探針尖端。在另一情況下，轉移設置中的偏移可用於識別系統基板上微裝置的位置的未對齊。在又一情況中，亦可基於微裝置的位置調整彩色濾波器或轉換層。在一種情況下，可在微裝置位置中引發一些隨機偏移來減小光學偽影。
在一個實施例中，關於微裝置的圖案可經修改(例如，將微裝置耦合至信號的電極、例如彩色濾波器或顏色轉換等功能可調諧層、鈍化/平坦化層中打開的通孔，或背板層)。
在一種情況下，可基於微裝置的位置修改電極的位置/形狀。在另一情況下，可存在位置或長度可基於微裝置的位置修改的各電極的一些延伸。
圖25A示出根據本發明之一個實施例的微裝置基板上的微裝置陣列的橫截面視圖。此處，提供微裝置基板2502。微裝置陣列2504可在微裝置基板2502上產生。在一種情況下，微裝置可為微LED。在另一情況下，微裝置可為通常以平面批次製造的任何微裝置，包含LED、OLED、感測器、固態裝置、整合電路、MEMS及/或其他電子組件。
在一種情況下，一或多個平面有源層可形成於基板上。平面有源層可包括第一底部導電層、功能層(例如，發光層)及第二頂部導電層。微裝置可藉由蝕刻平面有源層來產生。在一種情況下，蝕刻可一直到達微裝置基板。在另一情況下，平面層上可存在部分蝕刻以在微裝置基板的表面上留下一些。可在形成微裝置之前或之後沈積及圖案化其他層。
圖25B示出根據本發明之一個實施例的具有緩衝層的微裝置陣列的橫截面視圖。此處，緩衝層2506可形成於微裝置陣列2504上。緩衝層2506可在微裝置基板2502的表面上方延伸。緩衝層可為導電的。在一種情況下，緩衝層可為圖案化緩衝層。在另一情況下，緩衝層可為共同緩衝層。在一個實施例中，緩衝層2506可包含可經圖案化或用作共同電極的電極。
圖25C示出根據本發明之一個實施例的具有平坦化層的微裝置陣列的橫截面視圖。平坦化層2508可沈積於微裝置基板2502的頂部上在各微裝置2504周圍。平坦化層2508可用於微裝置的隔離及/或保護。平坦化層可包括例如聚醯胺、SU8或BCB等聚合物。平坦化層可固化。在一種情況下，平坦化層可經由溫度、光或某一其他源固化。
圖25D示出根據本發明之一個實施例的鍵合至中間基板的微裝置陣列的橫截面視圖。在一個實施例中，一或多個鍵合層2512可形成於平坦化層2508上。鍵合層2512可為與平坦化層相同或不同的層。在另一情況下，鍵合層可形成於中間基板(盒)2510的頂部上。鍵合層可提供例如靜電、化學、物理或熱等一或多種不同的力。鍵合層2512可接觸平坦化層2508。為了在平坦化層及鍵合層之間形成觸點，藉由壓力、溫度、光或其他源固化鍵合層。
在一個實施例中，在鍵合層上方形成中間基板2510之後，可移除微裝置基板2502，此可藉由雷射或化學剝離來進行。
在一種情況下，緩衝層2506中可存在開口，其允許微裝置2504連接至平坦化層2508。此連接可充當錨固件。在一種情況下，緩衝層可經蝕刻以形成至少部分環繞各微裝置的殼體、基底或錨固件。在剝離之後，錨固件可將微裝置固持至基板。在另一情況下，緩衝層可將微裝置焊盤中的至少一個耦合至電極。電極可放置在平坦化層的頂部或底部上。
圖25E示出根據本發明之一個實施例的具有焊盤的微裝置陣列的橫截面視圖。可移除微裝置基板以實現靈活的系統或用於在系統的朝向基板的一側上執行的後處理步驟。在移除基板之後，可進行額外製程。此等製程包括以下中之一者：移除額外共同層或薄化平坦化層及/或微裝置。在一種情況下，一或多個焊盤2520可添加至微裝置2504。在一種情況下，此等焊盤可為導電的。在另一情況下，此等焊盤純粹用於鍵合至系統基板。在一種情況下，緩衝層2506可為導電的。
在一個實施例中，緩衝層2506可將一或多個微裝置連接至測試焊盤。測試焊盤可用於偏置微裝置且測試其功能性。在一種情況下，可在晶片/基板層級處進行測試。在另一情況下，可在中間(盒)層級處進行測試。在移除過多層之後在中間層級處可接近焊盤。
在一種情況下，若微裝置在頂側處具有一個以上觸點，則緩衝層可經圖案化以將微裝置中的至少一個的觸點連接至測試焊盤。
圖26示出根據本發明之一個實施例的鍵合至中間基板及背板的微裝置陣列的橫截面視圖。此處，可提供背板2630。在一種情況下，可利用TFT製程製造背板。在另一情況下，可利用以互補金屬氧化物半導體(CMOS)或其他製程製造的小晶片(chiplet)製造背板。
在一個實施例中，背板可具有電晶體及供像素電路驅動微裝置的其他元件。在另一實施例中，背板可為不具有元件的基板。一或多個焊盤2622可形成於背板2630上以將背板鍵合至微裝置陣列。在一種情況下，背板上的該一或多個焊盤可為導電的。
在一個實施例中，可移除緩衝層2606或使其變形以釋放微裝置。背板上的焊盤2622或微裝置上的焊盤2620可形成拉出選定微裝置2640的力。在另一實施例中，緩衝層2606或殼體可經蝕刻回去，減小或移除。殼體可自空LED點移除。
圖27A示出根據本發明之一個實施例的提取微裝置位置的過程步驟。在微裝置轉移至背板之後，可偵測背板上的微裝置位置，且若轉移期間存在未對齊，則可調整其他層的圖案化以與此轉移未對齊匹配。過程步驟包括：步驟2702，將微裝置放置在系統基板上；步驟2704，使用相機、表面輪廓儀(光學、超聲波、電)或其他構件提取系統基板上微裝置的位置；步驟2706，可能修改關於微裝置的圖案，其中該圖案可包含以下中之一者：將微裝置耦合至信號的電極、功能可調諧層(例如顏色轉換或彩色濾波器)、鈍化/平坦化層中打開的通孔，或背板層。系統基板上可存在某一參考結構以首先校準用於提取微裝置位置的工具，或該參考可用於找到微裝置的相對位置。
在一個實施例中，不同構件可偵測微裝置的位置。舉例而言，相機、探針尖端、表面輪廓儀(光學、超聲波、電)或其他構件可偵測/提取微裝置的位置/定位。在另一實施例中，轉移設置中的偏移可識別系統基板/背板上微裝置的位置的未對齊。
舉例而言，在一種情況下，金屬化圖案化可避免短路。在另一情況下，亦可基於微裝置的位置調整彩色濾波器或顏色轉換。此可減小放置微裝置所需的容差。亦可在微裝置位置中引發某一隨機偏移來減少光學偽影。
圖27B示出根據本發明之一個實施例的基於微裝置的位置修改電極的位置/形狀。一或多個微裝置2710、2712或2714可具有接觸焊盤2706。在一種情況下，電極2702、2704的位置/形狀可基於微裝置2710、2712、2714的位置來修改。在另一情況下，電極的位置/形狀可基於通孔的位置來修改。在另一情況下，可根據微裝置位置修改平面化/鈍化層中的通孔的位置。
圖27C示出根據本發明之一個實施例的提供至電極的延伸部。在一種情況下，可修改電極2702的位置。且對於各電極可存在某一延伸部2720，使得可基於微裝置2710、2712或2714的位置修改其位置或長度。此可用於共同電極或個別電極。
根據一個實施例，可提供一種鍵合結構。鍵合結構可包括供體基板上的多個微裝置，各微裝置包括形成於微裝置的表面上的一或多個導電焊盤；以及用以覆蓋各微裝置或該一或多個導電焊盤的至少一部分的臨時材料，其中該臨時材料耦合至電流/電壓源以重導向電流穿過該臨時材料至該一或多個導電焊盤。臨時材料包括導電材料或非導電材料，且其中臨時導電材料進一步完全或部分覆蓋該一或多個導電焊盤。
根據另一實施例，該方法可進一步包括供體基板處的導電層，用以將臨時導電材料耦合至電流/電壓源；殼體結構，用以覆蓋供體基板上的各微裝置的至少一部分，其中臨時材料充當將該多個微裝置固持在供體基板中的殼體結構內部的錨固件。
根據又一實施例，該方法可進一步包括殼體結構及各微裝置之間的至少一個犧牲層，其中臨時材料經圖案化以在供體基板的頂部表面上形成開口。供體基板的頂部表面處的開口用於藉由移除犧牲層而自殼體結構的側壁釋放微裝置。在移除犧牲層之後，臨時材料將各微裝置固持在適當位置，且藉由使用化學蝕刻製程或電磁信號移除犧牲層。
根據其他實施例，在藉由以下製程之一將各微裝置轉移至受體基板之後使臨時材料與殼體結構分離：機械製程、光學製程、熱製程及化學製程。供體基板的頂部表面上的導電跡線作為以下之一連接：網、列或行。
根據一些實施例，供體基板的頂部表面上的多個接入點用於經由導電跡線偏置臨時材料。臨時材料在朝向供體基板的表面及背對供體基板的表面之間形成通路。
根據一個實施例，提供一種將至少一個微裝置鍵合至受體基板的方法。該方法包括：在供體基板上在該至少一個微裝置下方形成包括電極及電活性聚合物層的堆疊； 將電壓施加至該堆疊以使至少一個微裝置處於受體基板的表面的接觸/近程範圍內。
根據一些實施例，該方法可進一步包括：在該至少一個微裝置周圍提供殼體結構；以及提供錨固件以將該至少一個微裝置固持在殼體結構內部。
根據另一實施例，錨固件藉由推力或拉力之一釋放受體基板的表面上的微裝置，該堆疊進一步包括將光轉換為熱改變的吸收層，且電活性聚合物層變為氣體，且由該改變產生的壓力將該至少一個微裝置推動至受體基板的表面。
根據一個實施例，可提供一種將微裝置整合在背板上的方法，包括：在基板上方延伸的該一或多個微裝置上或上方形成緩衝層；在緩衝層上形成平坦化層，該平坦化層包括聚合物，且其中該聚合物包括聚醯胺、SU8或BCB中之一者；以及在平坦化層及中間基板之間沈積鍵合層。
根據另一實施例，該方法可進一步包括在接觸平坦化層之後固化鍵合層，以及藉由雷射或化學剝離移除微裝置基板。藉由壓力、溫度或光固化鍵合層。
根據另一實施例，該方法可進一步包括藉由雷射或化學剝離中之一者移除微裝置基板，且其中將一組選擇性微裝置自基板鍵合至背板包括以下步驟：對齊微裝置及背板且使其接觸；移除緩衝層以釋放微裝置；形成拉出該組選定的微裝置的力；以及將該組選定的微裝置鍵合至背板。
根據另一實施例，該方法可進一步包括在緩衝層中提供開口以使微裝置連接至平坦化層。緩衝層為導電的，其中緩衝層將至少一個微裝置連接至測試焊盤。
根據另一實施例，該方法可進一步包括：在平坦化層的頂部或底部任一者上提供電極；經由緩衝層將至少一個微裝置耦合至該電極；提取背板上微裝置的位置；以及延伸電極的位置至背板上微裝置的提取位置，其中藉由相機、探針尖端或表面輪廓儀提取微裝置的位置。
綜上該，本發明提供轉移至系統基板以完成的微裝置整合過程，及電子控制整合。該轉移可藉由各種手段來促進，包含提供臨時材料、供體基板上的可斷裂錨固件，或臨時中間基板。
已經出於說明及描述的目的呈現本發明之一或多個實施例的前述描述。上述描述並不旨在是詳盡的或將本發明限制於所揭示的精確形式。鑒於以上教示，許多修改及變化是可能的。意圖是，本發明之範圍不受此詳細說明的限制，而是受其所附申請專利範圍的限制。
110:供體基板 112:底部平面或片狀導電層 114:功能層 116:頂部像素化導電層 118:電流分佈層 120:介電層 128:調平層 130:開口 132:焊盤 150:系統基板 152:其他層 154:焊盤 156:介電層 170:反射層或黑色矩陣 210:供體基板 212:第一頂部平面或片狀導電層 214:功能層 216:第二底部像素化導電層 218:電流分佈層 228:層 232:焊盤層 250:系統基板 252:其他層 254:基板焊盤 256:介電層 270:反射層或黑色矩陣 310:供體基板 312:第一底部導電層 314:功能層 316:第二頂部導電層 332:頂部觸點 372:層 372-2:犧牲層 374:填料層 376:盒式(臨時)基板 378:基板鍵合層 380:接觸鍵合層 382:焊盤 390:系統基板 412:第一底部導電層 414:功能層 416:第二頂部導電層 432:頂部觸點 472:MIS層 474:填充材料 476:臨時基板 476-1:錨固件 476-2:槽 478:基板鍵合層 480:下部接觸焊盤 490:系統(受體)基板 510:供體基板 512:第一底部導電層 514:功能層 516:第二頂部導電層 532:頂部接觸焊盤 572:MIS層 574:填料層 582:焊盤 590:受體基板 592:層 594:延伸部 596:空隙/間隙 598:橋 598-2:可能釋放點 6110:供體基板 6112:裝置層 6114:第一緩衝層 6116:分離層 6118:第二緩衝層 6150:基板 6262:間隙 6263:間隙 6212:島狀物 6210:供體基板 6220:填料層 1102:微裝置 1104:微裝置 1106:微裝置 1108:盒 1202:微裝置 1204:微裝置 1206:微裝置 1206-2:其他區域 1208:多類型微裝置盒 1302:微裝置 1304:供體基板 1306:支撐層 1308:支撐層 1480:供體基板 1482:塊 1483:塊 1484:交叉線 1580:塊 1582:塊 1590:受體基板 1680:塊 1682:塊 1684:塊 1690:盒 1790:盒 1802:供體基板 1804:供體力元件 1806:堆疊 1812:電壓/電流 1814:導電焊盤 1816:導電焊盤 1818:受體力元件 1902:供體基板 1904:導電/接觸焊盤 1906:導電/接觸焊盤 1908:受體基板 1910:電流/電壓 1912:電壓/電流 1914:電壓/電流 1918:受體力元件 2002a:臨時導電材料 2002c:臨時導電材料 2002d:臨時導電材料 2002e:臨時導電材料 2002f:導電層 2002g:臨時導電材料 2002h:導電層 2004a:導電焊盤 2004c:導電焊盤 2004d:導電焊盤 2004e:焊盤 2004h:導電材料 2006a:殼體結構 2006b:殼體 2006e:焊盤 2006c:導電焊盤 2006d:導電焊盤 2006h:導電層 2008a:犧牲層 2008b:犧牲層 2008c:犧牲層 2008e:犧牲層 2008f:導電焊盤 2008g:導電焊盤 2008h:導電焊盤 2010a:鍵合材料 2010e:焊盤 2010f:導電焊盤 2010g:導電焊盤 2010h:導電焊盤 2012g:導電焊盤 2012h:導電焊盤 2014a:錨固件 2014g:導電焊盤 2014h:導電焊盤 2016:微裝置 2102:微裝置 2104:供體基板 2106:導電焊盤 2106-1:導電焊盤 2106-2:導電焊盤 2106-3:導電焊盤 2106-4:導電焊盤 2108:臨時導電材料 2110:臨時導電材料 2204:電極 2206:電極 2208:電活性聚合物(EPE)層 2210:微裝置 2212:微裝置 2214:供體基板 2220:EPE 2222:EPE 2226:殼體結構 2234:錨固件 2302:電極 2304:堆疊層 2306:電極 2308:堆疊層 2310:堆疊層 2312:微裝置 2314:微裝置 2318:微裝置 2320:供體基板 2322:殼體 2326:錨固件 2332:錨固件 2404:堆疊層 2404-1:層 2410:微裝置 2414:微裝置 2418:微裝置 2422:殼體 2426:錨固件 2428:錨固件 2456:氣體 2458:吸收層 2502:微裝置基板 2504:微裝置陣列 2506:緩衝層 2508:平坦化層 2510:中間基板 2512:鍵合層 2520:焊盤 2606:緩衝層 2620:焊盤 2622:焊盤 2630:背板 2640:微裝置 2702:電極 2704:電極 2706:接觸焊盤 2710:微裝置 2712:微裝置 2714:微裝置 2720:延伸部
將參照表示本發明之較佳實施例的附圖更詳細地描述本發明，在附圖中：
圖1A展示根據本發明之實施例的處於供體基板上的側向功能結構的橫截面視圖；
圖1B展示根據本發明之實施例的具有沈積在其上的電流分佈層的圖1A的側向結構的橫截面視圖；
圖1C展示根據本發明之實施例的在圖案化頂部介電導電層及沈積第二介電層之後的圖1B的側向結構的橫截面視圖；
圖1D展示根據本發明之實施例的在圖案化第二介電層之後的側向結構的橫截面視圖；
圖1E展示根據本發明之實施例的在焊盤沈積及圖案化之後的側向結構的橫截面視圖；
圖1F展示根據本發明之實施例的在藉由鍵合區域鍵合至系統基板以形成整合結構之後的側向結構的橫截面視圖；
圖1G展示根據本發明之實施例的在移除供體基板及圖案化底部電極之後的整合結構的橫截面視圖；
圖1H展示根據本發明之實施例的在移除供體基板及圖案化底部電極之後的整合結構的橫截面視圖；
圖2A展示具有焊盤層的供體基板上的側向功能結構的另一個實施例的橫截面視圖；
圖2B展示根據本發明之實施例的在圖案化焊盤層及接觸層及電流分佈層之後的圖2A的側向結構的橫截面視圖；
圖2C展示根據本發明之實施例的在填充圖案化後焊盤之間的距離之後的圖2A的側向結構的橫截面視圖；
圖2D展示根據本發明之實施例的藉由圖案化焊盤對齊及鍵合至系統基板的圖2A的側向結構的橫截面視圖；
圖2E展示根據本發明之實施例的移除裝置基板的圖2A的側向結構的橫截面視圖；
圖3A展示根據本發明之實施例的裝置(供體)基板上的台面結構的橫截面視圖；
圖3B展示根據本發明之實施例的步驟的橫截面視圖，其中填充有圖3A的台面結構之間的空白空間；
圖3C展示根據本發明之實施例的步驟的橫截面視圖，其中將圖3B的裝置(台面結構)轉移至臨時基板；
圖3D展示根據本發明之實施例的步驟的橫截面視圖，其中將圖3C的裝置對齊及鍵合至系統基板；
圖3E展示根據本發明之實施例的步驟的橫截面視圖，其中將裝置轉移至系統基板；
圖3F展示根據本發明之實施例的熱轉移步驟的熱曲線；
圖4A展示根據本發明之實施例的具有槽及轉移至其上的裝置的臨時基板的橫截面視圖；
圖4B展示根據本發明之實施例的在裝置空間與槽之間清理填料之後的圖4A的臨時基板的橫截面視圖；
圖4C展示根據本發明之實施例的步驟的橫截面視圖，其中藉由破壞所釋放表面將裝置轉移至系統基板；
圖5A展示根據本發明之實施例的在填充層中具有不同錨固件的微裝置的橫截面視圖；
圖5B展示根據本發明之實施例的在對填充層進行後處理之後的微裝置的橫截面視圖；
圖5C展示根據本發明之實施例的圖5B的微裝置的俯視圖；
圖5D展示根據本發明之實施例的用於將微裝置轉移至另一基板的轉移步驟的橫截面視圖；
圖5E展示根據本發明之實施例的將微裝置轉移至基板的橫截面視圖；
圖6A展示根據本發明之另一實施例的裝置(供體)基板上的台面結構的橫截面視圖；
圖6B展示步驟的橫截面視圖，其中填充有圖6A的台面結構之間的空白空間；
圖6C展示根據本發明之實施例的步驟的橫截面視圖，其中將圖6B的裝置(台面結構)轉移至臨時基板；
圖6D展示根據本發明之實施例的步驟的橫截面視圖，其中移除圖6C的底部導電層的部分；
圖6E展示根據本發明之實施例的在填充層中具有錨固件的微裝置的橫截面視圖；
圖6F展示根據本發明之實施例的在填充層中具有錨固件的微裝置的橫截面視圖；
圖6G展示根據本發明之實施例的在填充層中具有錨固件的微裝置的橫截面視圖；
圖6H展示在本發明之另一個實施例中的預備步驟的橫截面視圖；
圖6I展示根據本發明之實施例的在圖6H的實施例中的蝕刻步驟的橫截面視圖；
圖6J展示根據本發明之實施例的在圖6H的實施例中的分離步驟的橫截面視圖；
圖6K展示根據本發明之實施例的本發明之另一個實施例的俯視圖；
圖6L展示根據本發明之實施例的圖6K的實施例的橫截面視圖；
圖6M展示根據本發明之實施例的具有填充材料的圖6K及6L的實施例的橫截面視圖；
圖7是本發明之實施例的過程之流程圖；
圖8是根據本發明之實施例的微裝置安裝過程之流程圖；
圖9是根據本發明之實施例的微裝置安裝過程之流程圖；
圖10是根據本發明之實施例的微裝置安裝過程之流程圖；
圖11展示根據本發明之實施例的具有不同類型的像素化微裝置的供體或臨時(盒)基板的實例；
圖12展示根據本發明之實施例的具有不同類型的像素化微裝置的供體或臨時(盒)基板的實例；
圖13展示根據本發明之實施例的用於同一類型的微裝置的但在微裝置組之間具有不同間距的供體基板的實例；
圖14A展示根據本發明之實施例的在微裝置塊上具有不均勻輸出的供體基板或臨時基板的實例；
圖14B展示根據本發明之實施例的在多個微裝置塊上具有不均勻輸出的受體基板或系統基板的實例；
圖14C展示根據本發明之實施例的具有偏斜微裝置塊的系統基板的實例；
圖14D展示根據本發明之實施例的具有翻轉微裝置塊的系統基板的實例；
圖14E展示根據本發明之實施例的具有翻轉且交替的微裝置塊的系統基板的實例；
圖15A展示根據本發明之實施例的具有兩個不同微裝置塊的供體基板的實例；
圖15B展示根據本發明之實施例的具有不同微裝置的偏斜塊的系統基板的實例；
圖16A展示根據本發明之實施例的具有三種不同類型的像素化微裝置塊的供體基板的實例；
圖16B展示根據本發明之實施例的具有來自每個塊的多種不同類型的單獨微裝置的系統基板的實例；
圖17A展示根據本發明之實施例的具有多種不同類型的像素化微裝置塊的盒式基板的實例；
圖17B展示根據本發明之實施例的具有多種不同類型的偏移像素化微裝置塊的盒式基板的實例；
圖18示出根據本發明之實施例的經由供體力元件固持微裝置的供體基板。
圖19示出根據本發明之實施例的一側上具有一個以上接觸焊盤的微裝置的實例。
圖20A1-20A2示出根據本發明之一些實施例的突顯臨時導電材料覆蓋微裝置的實例。
圖20B1-20B2示出根據本發明之一些實施例的突顯臨時導電材料覆蓋微裝置的另一實例。
圖20C1-20C2示出根據本發明之一些實施例的突顯臨時導電材料覆蓋微裝置的另一實例。
圖20D-20H示出根據本發明之一些實施例的突顯臨時導電材料覆蓋微裝置的另一實例。
圖20I1-20I2示出根據本發明之一些實施例的突顯臨時導電材料覆蓋微裝置的另一實例。
圖21A示出根據本發明之實施例的圖20A的示例性俯視圖表示。
圖21B1示出根據本發明之實施例的圖20B1的示例性俯視圖表示。
圖21B2示出根據本發明之實施例的圖20B2的另一示例性俯視圖表示。
圖21C示出根據本發明之實施例的圖20E的示例性俯視圖表示。
圖21D示出根據本發明之實施例的圖20F的示例性俯視圖表示。
圖22A-22C示出根據本發明之實施例的供體基板上的微裝置，其中微裝置可選擇性地朝向或遠離供體基板的表面移動。
圖23A-23B示出根據本發明之實施例的供體基板上的微裝置，其中微裝置可選擇性地朝向或遠離供體基板的表面移動。
圖24示出根據本發明之實施例的供體基板上的微裝置的另一實例，其中微裝置可選擇性地朝向或遠離供體基板的表面移動。
圖25A示出根據本發明之一個實施例的微裝置基板上的微裝置陣列的橫截面視圖。
圖25B示出根據本發明之一個實施例的具有圖案化緩衝層的微裝置陣列的橫截面視圖。
圖25C示出根據本發明之一個實施例的具有平坦化層的微裝置陣列的橫截面視圖。
圖25D示出根據本發明之一個實施例的鍵合至中間基板的微裝置陣列的橫截面視圖。
圖25E示出根據本發明之一個實施例的具有焊盤的微裝置陣列的橫截面視圖。
圖26示出根據本發明之一個實施例的鍵合至中間基板及背板的微裝置陣列的橫截面視圖。
圖27A示出根據本發明之一個實施例的提取微裝置位置的過程步驟。
圖27B示出根據本發明之一個實施例的基於微裝置的位置修改電極的位置/形狀。
圖27C示出根據本發明之一個實施例的提供至電極的延伸部。
若不同圖式中使用相同附圖標記，則指示類似或相同元件。
本發明容許各種修改及替代形式，且特定實施例或實施方案在圖式中示出為實例，且將在本文詳細地描述。然而，本發明不限於所揭示的特定形式。實際上，本發明涵蓋落入由所附申請專利範圍限定的本發明之精神及範圍內的所有的修改、等效物及替代方案。
110:供體基板
112:底部平面或片狀導電層
114:功能層
116:頂部像素化導電層

Claims (30)

  1. 一種鍵合結構，其包括： 位在供體基板上的複數個微裝置，各微裝置包括形成於該微裝置的表面上的一或多個導電焊盤；以及 臨時材料，其覆蓋各微裝置或該一或多個導電焊盤的至少一部分，其中該臨時材料耦合至電流/電壓源以重導向電流穿過該臨時材料至該一或多個導電焊盤。
  2. 如請求項1之鍵合結構，其中該臨時材料包括導電材料或非導電材料。
  3. 如請求項1之鍵合結構，其進一步包括： 位在該供體基板處的導電層，其將該臨時導電材料耦合至該電流/電壓源。
  4. 如請求項2之鍵合結構，其中該臨時導電材料進一步完全或部分覆蓋該一或多個導電焊盤。
  5. 如請求項1之鍵合結構，其進一步包括： 殼體結構，其覆蓋該供體基板上的各微裝置的至少一部分。
  6. 如請求項5之鍵合結構，其中該臨時材料充當將該複數個微裝置固持在該供體基板中的該殼體結構內部的錨固件。
  7. 如請求項1之鍵合結構，其進一步包括： 位在該殼體結構與各微裝置之間的至少一個犧牲層。
  8. 如請求項1之鍵合結構，其中該臨時材料經圖案化以在該供體基板的頂部表面上形成開口。
  9. 如請求項8之鍵合結構，其中在該供體基板的該頂部表面處的該開口係用於藉由移除該犧牲層而自該殼體結構的側壁釋放該微裝置。
  10. 如請求項9之鍵合結構，其中在移除該犧牲層之後該臨時材料將各微裝置固持在適當位置，且其中藉由使用化學蝕刻製程或電磁信號移除該犧牲層。
  11. 如請求項8之鍵合結構，其中在藉由以下製程之一將各微裝置轉移至受體基板之後使該臨時材料與該殼體結構分離：機械製程、光學製程、熱製程及化學製程。
  12. 如請求項11之鍵合結構，其中該供體基板的該頂部表面上的導電跡線係作為以下中之一者連接：網、列或行。
  13. 如請求項11之鍵合結構，其中使用該供體基板的該頂部表面上的複數個接入點來經由該導電跡線偏置該臨時材料。
  14. 如請求項1之鍵合結構，其中該臨時材料在朝向該供體基板的表面與背對該供體基板的表面之間形成通路。
  15. 一種將至少一個微裝置放置至受體基板的方法，該方法包括： 在供體基板上在該至少一個微裝置下方形成包括電極及電活性聚合物層的堆疊； 將電壓施加至該堆疊以使至少一個微裝置接觸/鄰近該受體基板的該表面。
  16. 如請求項15之方法，其進一步包括： 在該至少一個微裝置周圍提供殼體結構；以及 提供錨固件以將該至少一個微裝置固持在該殼體結構內部。
  17. 如請求項15之方法，其中該錨固件藉由推力或拉力之一釋放該受體基板的表面上的微裝置。
  18. 如請求項15之方法，其中該堆疊進一步包括將光轉換為熱改變的吸收層。
  19. 如請求項15之方法，其中該電活性聚合物層變為氣體，且由該改變產生的壓力將該至少一個微裝置推動至該受體基板的該表面。
  20. 一種將微裝置整合在背板上的方法，該方法包括： 提供包括一或多個微裝置的微裝置基板； 藉由連接該等微裝置上的接觸焊盤及該背板上的對應焊盤而將一組選擇性該等微裝置自該基板鍵合至該背板； 藉由分離該微裝置基板在該背板上留下鍵合的該組選擇性微裝置。
  21. 如請求項20之方法，其進一步包括： 在該基板上方延伸的該一或多個微裝置上或上方形成緩衝層； 在該緩衝層上形成平坦化層，該平坦化層包括聚合物，且其中該聚合物包括聚醯胺、SU8或BCB中之一者；以及 在該平坦化層及中間基板之間沈積鍵合層。
  22. 如請求項21之方法，其進一步包括 在接觸該平坦化層之後固化該鍵合層，其中藉由壓力、溫度或光中任一者固化該鍵合層。
  23. 如請求項20之方法，其進一步包括 藉由雷射或化學剝離中之一者移除該微裝置基板。
  24. 如請求項20之方法，其中該等微裝置上的焊盤及該背板上的對應焊盤為導電的。
  25. 如請求項20之方法，其中將該組選擇性的微裝置自該基板鍵合至該背板包括以下步驟： 使該等微裝置與該背板對準並接觸； 移除該緩衝層以釋放該等微裝置； 產生拉出該組選定的微裝置的力；以及 將該組選定的微裝置鍵合至該背板。
  26. 如請求項20之方法，其進一步包括 在該緩衝層中提供開口以允許該等微裝置連接至該平坦化層。
  27. 如請求項21之方法，其中該緩衝層為導電的。
  28. 如請求項21之方法，其中該緩衝層將至少一個微裝置連接至測試焊盤。
  29. 如請求項21之方法，其進一步包括 在該平坦化層的頂部或底部任一者上提供電極；以及 經由該緩衝層將至少一個微裝置耦合至該電極。
  30. 如請求項21之方法，其進一步包括 提取該背板上微裝置的位置；以及 延伸該電極的位置至該背板上微裝置的提取位置，其中藉由相機、探針尖端或表面輪廓儀中之一者提取微裝置的該位置。
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