TWI590498B - 電子元件的轉移方法及電子元件陣列 - Google Patents

Description

電子元件的轉移方法及電子元件陣列

本申請案是有關於一種電子元件的轉移方法及電子元件陣列。

發光二極體顯示器具備主動發光、高亮度等特點，因此已經廣泛地被應用於照明、顯示器等技術領域中。但單片微顯示器(monolithic micro-displays)一直以來都面臨彩色化的技術瓶頸。目前，已有技術提出利用磊晶技術於單一發光二極體晶片中製作出多層能夠發出不同色光的發光層，以使單一發光二極體晶片即可提供不同色光。但由於能夠發出不同色光的發光層材質不盡相同，而各發光層的晶格常數亦有所差異，因此不容易成長具高品質之不同色光發光層在同一個基板上。此外，其他技術提出了利用發光二極體晶片搭配不同色轉換材質將原發光二極體晶片所發出光源轉換成其它顏色(亦即發光波長)的彩色化技術，但是此技術仍面臨色轉材質的轉換效率過低以及塗佈均勻性等問題而不 易獲得良好的彩色化特性表現。

除了上述兩種彩色化技術，現行技術亦提出了發光二極體的磊晶膜層轉移技術，其透過將不同色光的發光二極體自其成長基板轉移至相同目標基板上，藉此得到彩色化陣列結構。此磊晶膜層轉移技術亦可為將不同色光的發光二極體自其成長基板先轉移至不同轉移基板之上，於去除各自成長基板後，再將不同色光的發光二極體自不同轉移基板轉移至相同目標基板之上，此方式亦可得彩色化陣列結構。在此種方法下，由於能夠發出不同色光的發光二極體可分別在適當的成長基板上磊晶成長，故發光二極體能夠具備較佳的磊晶品質與發光效率。是以，發光二極體的磊晶膜層轉移技術較有機會使單片微顯示器的亮度以及顯示品質提升。

然而，現行技術於發光二極體進行磊晶膜層轉移時，仍會發生不欲自成長基板轉移的發光二極體與目標基板上相對應位置的導電凸塊碰觸及擠壓所造成導電凸塊變形的問題，以致於後續不同色光的發光二極體不易轉移至變形的導電凸塊上。此外，不同色光的發光二極體在轉移後，還會存在不同目標基板上的相同色光的發光二極體的高低位置無法一致的問題，或者是相同目標基板上的不同色光的發光二極體高低位置無法一致的問題，因此造成後續製程(例如平坦化製程、共電極製程、微透鏡製程等)及光學設計的困擾。

本申請案的一種電子元件的轉移方法，包括以下步驟。提供第一轉移基板以及第二轉移基板，其中第一轉移基板上具有多個第一電子元件以及第一犧牲層之陣列結構，且各第一電子元件藉由第一犧牲層與第一轉移基板連接，而第二轉移基板上具有多個第二電子元件以及第二犧牲層之陣列結構，且各第二電子元件藉由第二犧牲層與第二轉移基板連接。提供目標基板，於目標基板上形成至少一第一導電凸塊，且第一導電凸塊具有第一厚度。令第一導電凸塊與其相對應位置之第一電子元件接合，其中第一電子元件具有第一元件厚度。移除位於已接合至目標基板上第一導電凸塊之第一電子元件與第一轉移基板之間的第一犧牲層，以使第一電子元件轉移至目標基板上。於目標基板上形成至少一第二導電凸塊，且第二導電凸塊具有第二厚度，且第二厚度大於第一厚度與第一元件厚度的總和。令各第二導電凸塊與其相對應位置之第二電子元件接合。移除位於已接合至目標基板上第二導電凸塊之第二電子元件與第二轉移基板之間的第二犧牲層，以使第二電子元件轉移至目標基板上。

本申請案的一種電子元件的轉移方法及電子元件陣列，其中電子元件陣列包括線路基板、至少一第一電子元件、至少一第二電子元件、至少一第一導電凸塊以及至少一第二導電凸塊。第一電子元件以及第二電子元件配置於線路基板的同一表面上。第一導電凸塊配置於線路基板與第一電子元件之間。第二導電凸 塊配置於線路基板與第二電子元件之間，其中第二導電凸塊的體積以及橫向尺寸大於第一導電凸塊的體積以及橫向尺寸，且第一電子元件以及第二電子元件的頂表面位於相同的水平高度上。

為讓本申請案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。

100A、100B、100C‧‧‧電子元件陣列

110‧‧‧轉移基板

110A‧‧‧第一轉移基板

110B‧‧‧第二轉移基板

110C‧‧‧第三轉移基板

122‧‧‧電子元件

122A‧‧‧第一電子元件

122B‧‧‧第二電子元件

122C‧‧‧第三電子元件

124‧‧‧犧牲層

124A‧‧‧第一犧牲層

124B‧‧‧第二犧牲層

124C‧‧‧第三犧牲層

130A‧‧‧第一接墊

130B‧‧‧第二接墊

130C‧‧‧第三接墊

140‧‧‧目標基板

140A‧‧‧第一目標基板

140B‧‧‧第二目標基板

140C‧‧‧第三目標基板

150、150’‧‧‧第一導電凸塊

160、160’‧‧‧第二導電凸塊

170、170’‧‧‧第三導電凸塊

410‧‧‧成長基板

424A‧‧‧第一材料層

424B‧‧‧第一圖案

426A‧‧‧第二材料層

426B‧‧‧第二圖案

430、430’‧‧‧第一元件材料層

H1‧‧‧第一厚度

H2‧‧‧第二厚度

H3‧‧‧第三厚度

H122A‧‧‧第一元件厚度

H122B‧‧‧第二元件厚度

H122C‧‧‧第三元件厚度

H130A‧‧‧第一接墊厚度

H130B‧‧‧第二接墊厚度

H130C‧‧‧第三接墊厚度

H430‧‧‧原始厚度

H424B、H426B‧‧‧圖案厚度

L1、L2‧‧‧水平高度

S‧‧‧間隙保護壁

S1、S2、S3‧‧‧頂表面

S140A、S140B、S140C‧‧‧元件配置面

S100、S200、S300‧‧‧步驟

R1、R2、R3‧‧‧橫向尺寸

圖1A至圖1N是依照本申請案的一實施例的一種電子元件的轉移流程的剖面示意圖。

圖2A及圖2B是依照本申請案的一實施例的一種移除犧牲層的方法的剖面示意圖。

圖3A及圖3B是依照本申請案的另一實施例的一種移除犧牲層的方法的剖面示意圖。

圖4A至圖4I是圖1A中於第一轉移基板上形成第一電子元件的製作流程的剖面示意圖。

圖5A至圖5E是圖1A中電子元件之剖面示意圖。

電子元件的轉移方法

圖1A至圖1N是依照本申請案的一實施例的一種電子元件的轉移流程的剖面示意圖。請參照圖1A，提供第一轉移基板 110A以及第二轉移基板110B，其中第一轉移基板110A上具有多個第一電子元件122A以及第一犧牲層124A之陣列結構，且各第一電子元件122A藉由第一犧牲層124A與第一轉移基板110A連接，而第二轉移基板110B上具有多個第二電子元件122B以及第二犧牲層124B之陣列結構，且各第二電子元件122B藉由第二犧牲層124B與第二轉移基板110B連接。

在本實施例中，可進一步提供具有多個第三電子元件122C以及第三犧牲層124C之陣列結構的第三轉移基板110C，其中各第三電子元件122C藉由第三犧牲層124C與第三轉移基板110C連接。

在本實施例中，圖1A所示之第一電子元件122A之剖面結構可為如圖5A所示之方型結構、圖5B所示具斜面梯型之結構、圖5C所示具多個斜面梯型陣列之結構、圖5D所示具曲面弧型之結構及圖5E所示具多個曲面弧型陣列之結構等或上述結構之組合變化等結構。而第二電子元件122B及第三電子元件122C則亦可具如上述圖5A至圖5E所示之結構及其組合變化。

本實施例的第一電子元件122A、第二電子元件122B以及第三電子元件122C例如分別為具有主動發光層區域(未繪示)的發光元件，且第一電子元件122A、第二電子元件122B以及第三電子元件122C的剖面之斜面梯型、曲面弧型或其組合的結構含蓋主動發光層區域。在本實施例中，第一電子元件122A、第二電子元件122B以及第三電子元件122C例如發出不同的色光。具體地， 位於第一轉移基板110A上的第一電子元件122A適於發出第一色光，位於第二轉移基板110B上的第二電子元件122B適於發出第二色光，而位於第三轉移基板110C上的第三電子元件122C適於發出第三色光。舉例而言，第一電子元件122A例如為紅光發光二極體，第二電子元件122B例如為綠光發光二極體，而第三電子元件122C例如為藍光發光二極體。但本申請案並不限於此。在其他實施例中，第一電子元件122A、第二電子元件122B以及第三電子元件122C可以包括發光元件(如發光二極體、雷射二極體)、感測元件(如光感測器、熱感測器)、功率元件、光伏元件、積體電路元件、被動元件、主動元件等元件或其組合。

另外，位於第一轉移基板110A上的這些第一電子元件122A具有相同的第一元件厚度H122A，位於第二轉移基板110B上的這些第二電子元件122B具有相同的第二元件厚度H122B，而位於第三轉移基板110C上的這些第三電子元件122C具有相同的第三元件厚度H122C。在本實施例中，第一元件厚度H122A、第二元件厚度H122B以及第三元件厚度H122C彼此相同，但本申請案並不限於此。在其他實施例中，第一元件厚度H122A、第二元件厚度H122B以及第三元件厚度H122C也可以彼此不相同。

在本實施例中，第一犧牲層124A包括多個彼此獨立的第一犧牲圖案a1、a2、a3，其中第一犧牲圖案a1、a2、a3與其所對應的第一電子元件122A彼此重疊，且具有實質上相同的圖案。也就是說，第一犧牲圖案a1、a2、a3與其所對應的第一電子元件122A 在第一轉移基板110A上的正投影面積會彼此相同且重疊，且第一犧牲圖案a1、a2、a3與第一電子元件122A曝露出第一轉移基板110A的部分區域。

此外，第二犧牲層124B包括多個彼此獨立的第二犧牲圖案b1、b2、b3，其中第二犧牲圖案b1、b2、b3與其所對應的第二電子元件122B彼此重疊，且具有實質上相同的圖案。也就是說，第二犧牲圖案b1、b2、b3與其所對應的第二電子元件122B在第二轉移基板110B上的正投影面積會彼此相同且重疊，且第二犧牲圖案b1、b2、b3與第二電子元件122B曝露出第二轉移基板110B的部分區域。

另外，第三犧牲層124C包括多個彼此獨立的第三犧牲圖案c1、c2、c3，其中第三犧牲圖案c1、c2、c3與對應的第三電子元件122C彼此重疊，且具有實質上相同的輪廓。也就是說，第三犧牲圖案c1、c2、c3與其所對應的第三電子元件122C在第三轉移基板110C上的正投影面積會彼此相同且重疊，且第三犧牲圖案與第三電子元件122C曝露出第三轉移基板110C的部分區域。在其它實施例中，前述犧牲圖案c1、c2、c3之正投影面積亦可小於或大於電子元件之正投影面積。

本實施例的第一轉移基板110A上可進一步地具有多個第一接墊130A，其中各第一電子元件122A位於其中一個第一接墊130A與第一犧牲層124A之間，而第二轉移基板110B上可進一步地具有多個第二接墊130B，其中各第二電子元件122B位於 其中一個第二接墊130B與第二犧牲層之間124B。另一方面，第三轉移基板110C上可進一步地具有多個第三接墊130C，而各第三電子元件122C位於其中一個第三接墊130C與第三犧牲層之間124C。

第一接墊130A、第二接墊130B以及第三接墊130C例如是分別作為第一電子元件122A、第二電子元件122B以及第三電子元件122C的電極。舉例而言，第一接墊130A、第二接墊130B以及第三接墊130C的材質例如可以是鎳、金、鈦、銦、銅、錫或其合金。

此外，位於這些第一電子元件122A上的這些第一接墊130A具有相同的第一接墊厚度H130A，位於這些第二電子元件122B上的這些第二接墊130B具有相同的第二接墊厚度H130B，而位於這些第三電子元件122C上的這些第三接墊130C具有相同的第三接墊厚度H130C。在本實施例中，第一接墊厚度H130A、第二接墊厚度H130B以及第三接墊厚度H130C例如彼此相同。但本申請案並不限於此。在其他實施例中，第一接墊厚度H130A、第二接墊厚度H130B以及第三元件厚度H130C也可以彼此不相同。

請參照圖1B，於目標基板上分別形成至少一第一導電凸塊150。具體地，本實施例例如設置有第一目標基板140A、第二目標基板140B以及第三目標基板140C，且第一目標基板140A、第二目標基板140B以及第三目標基板140C上分別形成至少一第 一導電凸塊150。此外，本實施例的這些第一導電凸塊150具有相同的第一厚度H1。本實施例的第一導電凸塊150可以是錫凸塊、銅錫凸塊、銦凸塊等經過加熱能夠熔融的材質。另一方面，第一目標基板140A、第二目標基板140B以及第三目標基板140C可以是單片微顯示器(monolithic micro-displays)中的線路基板。舉例而言，第一目標基板140A、第二目標基板140B以及第三目標基板140C例如是具有多個接墊的互補金氧半導體晶片。需說明的是，本實施例雖以第一目標基板140A、第二目標基板140B以及第三目標基板140C為例進行說明，然，本實施例並不限定所使用的目標基板之數量。此外，各目標基板上所形成的第一導電凸塊150的數量及這些第一導電凸塊150的相對配置位置可視設計需求而定。

請參照圖1C，令第一導電凸塊150與其相對應位置之第一電子元件122A接合。在本實施例中，第一導電凸塊150例如透過其中一個接墊130A與其相對應位置之第一電子元件122A接合，其中所述接合的方法可以是透過導電膠黏貼、金屬鍵結、合金鍵結、回焊(reflow)或是其他接合製程來達成。

請參照圖1D及圖1E，移除位於已接合至目標基板上第一導電凸塊150之第一電子元件122A與第一轉移基板110A之間的第一犧牲層124A，以使第一電子元件122A轉移至第一目標基板140A上。所述移除第一犧牲層124A的方法可以是機械力剝離、化學性蝕刻、熱熔性處理、熱裂解處理、熱汽化處理或其組 合。

在本實施例中，第一犧牲層124A的材質例如是熱熔性膠材，且使第一電子元件122A轉移至目標基板140A上的方法例如是對第一目標基板140A加熱(步驟S100，如圖1D所示)，以藉由熱傳導的方式，將熱傳導至對應的第一犧牲圖案a1。如此一來，位於第一電子元件122A與第一轉移基板110A之間的第一犧牲圖案a1會因受熱而熔融，進而使第一電子元件122A自第一轉移基板110A分離並轉移至第一目標基板140A上(如圖1E所示)。接著，重複圖1C及圖1D的步驟以將第一轉移基板110A上其他的第一電子元件122A分別轉移至第二目標基板140B以及第三目標基板140C上。

請參照圖1F，於第一目標基板140A、第二目標基板140B以及第三目標基板140C上分別形成至少一第二導電凸塊160，其中第二導電凸塊160可以是錫凸塊、銅錫凸塊、銦凸塊等經過加熱能夠熔融的材質。此外，這些第二導電凸塊160具有相同的第二厚度H2，且第二厚度H2大於第一厚度H1與第一元件厚度H122A的總和。在本實施例中，第二厚度H2可進一步大於第一厚度H1、第一元件厚度H122A以及第一接墊厚度H130A的總和。

請參照圖1G，令第二導電凸塊160與其中一個第二電子元件122B接合。在本實施例中，第二導電凸塊160例如透過其中與其相對應位置之第二接墊130B與第二電子元件122B接合。由於本實施例的第二厚度H2大於第一厚度H1、第一元件厚度H122A 以及第一接墊厚度H130A的總和，因此在令第二導電凸塊160與其相對應位置之第二電子元件122B接合時，第二轉移基板110B上不欲轉移的第二電子元件122B及其上的第二接墊130B能夠與第二目標基板140B上已轉移的第一電子元件122A保持距離，從而避免元件間因彼此碰觸、擠壓而造成的變形。

請參照圖1H，移除位於已接合至目標基板上第二導電凸塊160之第二電子元件122B與第二轉移基板110B之間的第二犧牲層124B，以使第二電子元件122B轉移至第二目標基板140B上，其中移除第二犧牲層124B的方法可參照圖1D及其對應的描述，於此便不再贅述。接著，進行第二導電凸塊160A、160C與電子元件122B的接合製程以及電子元件122B與第二轉移基板110B的分離製程，且接合製程與分離製程採交替地進行，以將第二轉移基板110B上其他的第二電子元件122B分別轉移至第一目標基板140A以及第三目標基板140C上。

請參照圖1I至圖1L，重複導電凸塊製程(圖1I)、導電凸塊與電子元件的接合製程(圖1J)以及電子元件與轉移基板的分離製程(圖1K)，以將第三電子元件122C分別轉移至第一目標基板140A、第二目標基板140B以及第三目標基板140C上的這些第三導電凸塊170上(圖1L)，其中第三導電凸塊170製程、第三導電凸塊170與第三電子元件122C的接合製程以及第三電子元件122C與第三轉移基板110C的分離製程相似於圖1F至圖1H的製作流程，因此詳細的製作方法請參閱對應圖1F至圖1H的描述。

與圖1F至圖1H的差異在於，在圖1I步驟中所形成的這些第三導電凸塊170具有相同的第三厚度H3，且第三厚度H3大於第二厚度H2與第二元件厚度H122B的總和。在本實施例中，第三厚度H3可進一步地大於第二厚度H2、第二元件厚度H122B以及第二接墊厚度H130B的總和。如此一來，在圖1J所示的第三導電凸塊170與第三電子元件122C的接合製程中，第三轉移基板110C上不欲轉移的第三電子元件122C及其上的第三接墊130C能夠與第三目標基板140C上已轉移的第一電子元件122A以及第二電子元件122B保持距離，從而避免元件間因彼此碰觸、擠壓而造成的變形。

詳言之，在第一電子元件122A、第二電子元件122B以及第三電子元件122C的轉移流程中包括多次的導電凸塊製程(如圖1B、圖1F以及圖1I所示)、多次的導電凸塊與電子元件的接合製程(如圖1C、圖1G以及圖1J所示)以及多次的電子元件與轉移基板分離製程(如圖1D所示，在圖1F的步驟之後省略繪示分離製程)，且導電凸塊製程、接合製程以及分離製程採交替的進行，其中相同的電子元件於每次接合製程時，會配置在相同厚度的導電凸塊上。因此，本實施例可控制發出不同色光的電子元件的排列位置。具體地，本實施例的電子元件的轉移方法能夠使不同目標基板上相同的電子元件的高低位置維持一致或使相同目標基板上不同的電子元件的高低位置維持一致，並能於不同目標基板上形成具相同組合排列之不同電子元件陣列。但本申請案並不限於 此，在其它實施例中，不同目標基板上也可以形成具不同排列組合之不同電子元件陣列。

在本實施例中，第一電子元件122A、第二電子元件122B以及第三電子元件122C例如為發出不同色光的發光元件，也就是說，本實施例的電子元件的轉移方法能夠應用在發光元件的轉移上。並且，在發光元件轉移之後，本實施例的電子元件的轉移方法能夠使不同目標基板上發出相同色光的電子元件的高低位置維持一致或使相同目標基板上發出不同色光的電子元件的高低位置維持一致。

另一方面，本實施例的導電凸塊製程與接合製程採交替地進行，且後形成的導電凸塊的高度會高於目標基板上已接合之導電凸塊以及電子元件的高度的總和。因此，相較於習知技術於目標基板上一次性地形成等高的導電凸塊，再將不同的電子元件形成於等高的導電凸塊上，本實施例可改善習知不欲轉移的電子元件與目標基板上相對應位置的導電凸塊碰觸及擠壓而造成導電凸塊變形的問題，而使得不同的電子元件能夠順利地轉移至導電凸塊上。

請參照圖1M及圖1N，為了使後續製程(例如共電極製程、微透鏡製程等)的製作更為容易，本實施例可進一步地進行壓合製程(步驟S200)，以降低同一目標基板(包括第一目標基板140A、第二目標基板140B以及第三目標基板140C)上的不同水平高度的第一電子元件122A、第二電子元件122B以及第三電子元 件122C的高低落差。

舉例而言，壓合製程(步驟S200)可以是使厚度較大的導電凸塊具有較大的下壓深度，藉以降低第一電子元件122A、第二電子元件122B以及第三電子元件122C的頂表面S1、S2、S3的高低落差。具體地，本實施例的第三導電凸塊170的第三厚度H3例如是大於第二導電凸塊160的第二厚度H2，而第二導電凸塊160的第二厚度H2例如是大於第一導電凸塊150的第一厚度H1。因此，本實施例的第三導電凸塊170的下壓深度例如是大於第二導電凸塊160的下壓深度，而第二導電凸塊160的下壓深度例如是大於第一導電凸塊150的下壓深度，其中第一導電凸塊150的下壓深度可以大於或等於0。

在本實施例中，壓合製程(步驟S200)例如是，但不限於，將位於第一目標基板140A、第二目標基板140B以及第三目標基板140C上的不同水平高度的第一電子元件122A、第二電子元件122B以及第三電子元件122C下壓至同一水平高度L1上(如圖1N所示)。亦即是，於壓合製程(步驟S200)之後，本實施例的第一電子元件122A、第二電子元件122B以及第三電子元件122C的頂表面S1、S2、S3會與第一目標基板140A、第二目標基板140B以及第三目標基板140C的元件配置面S140A、S140B、S140C具有相同的距離。

具體地，本實施例是利用接墊與導電凸塊界面所生成的金屬間化合物(intermetallic compound)的熔點差異，並透過壓合製 程搭配升溫製程或回焊製程來將不同水平高度的第一電子元件122A、第二電子元件122B以及第三電子元件122C下壓至同一水平高度L1上。舉例而言，本實施例的第一接墊130A、第二接墊130B以及第三接墊130C的材質例如可以是鎳、金、鈦、銦、銅、錫或其合金，而第一導電凸塊150、第二導電凸塊160以及第三導電凸塊170例如為錫凸塊、銅錫凸塊或銦凸塊。

由於本實施例的第一元件厚度H122A、第二元件厚度H122B以及第三元件厚度H122C彼此相同(亦即是第一電子元件122A、第二電子元件122B以及第三電子元件122C為等高的結構)，因此，在壓合製程(步驟S200)之後，本實施例的第一導電凸塊150’、第二導電凸塊160’以及第三導電凸塊170’的頂表面(未標示)位於相同的水平高度L2上。

在其他實施例中，當第一元件厚度H122A、第二元件厚度H122B以及第三元件厚度H122C彼此不相同時，在壓合製程(步驟S200)之後，第一導電凸塊150’、第二導電凸塊160’以及第三導電凸塊170’的頂表面則不會位於相同的水平高度上。具體地，壓合之後的第一導電凸塊150’、第二導電凸塊160’以及第三導電凸塊170’的頂表面的高低落差端視與其接合的電子元件的厚度而定。舉例而言，當第三元件厚度H122C大於第二元件厚度H122B，且第二元件厚度H122B大於第一元件厚度H122A時，在壓合製程(步驟S200)之後，第三導電凸塊170’的頂表面會低於第二導電凸塊160’的頂表面，且第二導電凸塊160’的頂表面會低於第一導電 凸塊150’的頂表面。需說明的是，本實施例並不用以限定不同色光的電子元件的元件厚度，亦不用以限定此些不同色光的電子元件的形成順序，而是要說明藉由壓合製程(步驟S200)來降低不同色光的電子元件的高低落差，藉以使後續製程(例如共電極製程、微透鏡製程等)的製作更為容易。在一實施例中，元件厚度較大的電子元件亦可先轉移至目標基板上，而元件厚度較小的電子元件可後轉移至目標基板上。如此一來，元件厚度較大的電子元件將轉移至厚度較小的導電凸塊上，而元件厚度較小的電子元件將轉移至厚度較大的導電凸塊上(後形成的導電凸塊厚度較大)，從而可降低壓合製程(步驟S200)時導電凸塊所需的下壓深度。

在進行壓合製程(步驟S200)之後，本實施例的電子元件陣列100A、100B、100C即初步完成，其中電子元件陣列100A、100B、100C分別包括線路基板(指第一目標基板140A、第二目標基板140B以及第三目標基板140C)、至少一第一電子元件122A、至少一第二電子元件122B、至少一第一導電凸塊150’以及至少一第二導電凸塊160’。

此外，本實施例的電子元件陣列100A、100B、100C還進一步包括第三電子元件122C、第一接墊130A、第二接墊130B、第三接墊130C以及第三導電凸塊170’。

詳言之，本實施例的第一電子元件122A、第二電子元件122B以及第三電子元件122C配置於線路基板的同一表面(即元件配置面S140A、S140B、S140C)上。第一導電凸塊150’配置於線路 基板與第一電子元件122A之間，第二導電凸塊160’配置於線路基板與第二電子元件122B之間，而第三導電凸塊170’配置於線路基板與第三電子元件122C之間，其中第三導電凸塊170’的體積大於第二導電凸塊160’的體積，且第二導電凸塊160’的體積大於第一導電凸塊150’的體積，且第一電子元件122A、第二電子元件122B以及第三電子元件122C的頂表面位於相同的水平高度L1上。

具體地，本實施例藉由壓合製程來縮減如圖1M所示的第一導電凸塊150、第二導電凸塊160以及第三導電凸塊170的高低落差，以使第一電子元件122A、第二電子元件122B以及第三電子元件122C的頂表面S1、S2、S3位於相同的水平高度L1上。由於第一導電凸塊150、第二導電凸塊160以及第三導電凸塊170為底面積相同但厚度不同的導電凸塊，因此，壓合後的這些第一導電凸塊150’、第二導電凸塊160’以及第三導電凸塊170’實質上具有不同的體積。在本實施例中，第三導電凸塊170’的體積例如是大於第二導電凸塊160’的體積，且第二導電凸塊160’的體積例如是大於第一導電凸塊150’的體積。

進一步而言，本實施例的這些第一導電凸塊150’、第二導電凸塊160’以及第三導電凸塊170’是由第一導電凸塊150第二導電凸塊160以及第三導電凸塊170(參見圖1M)經受熱熔融以及壓合製程後所形成的。在受熱熔融以及壓合製程時，隨著製程參數的不同，壓合製程後的這些第一導電凸塊150’、第二導電凸塊160’以及第三導電凸塊170’可能呈現不規則的形狀(亦即是這些導 電凸塊的截面積可能不是圓形)，且這些導電凸塊會因壓合製程而產生不同的形變量，或者這些導電凸塊會改變其與第一目標基板140A、第二目標基板140B以及第三目標基板140C的接觸面積(圖1N相比於圖1M)。在本實施例中，壓合製程使得第三導電凸塊170’的橫向尺寸R3大於第二導電凸塊160’的橫向尺寸R2，且第二導電凸塊160’的橫向尺寸R2大於第一導電凸塊150’的橫向尺寸R1。所述橫向尺寸R1、R2、R3指的不是下壓後的導電凸塊的厚度，而是這些下壓後的導電凸塊在不同或相同的水平高度下挑選出的最大尺寸，其中橫向尺寸R1、R2、R3的大小與壓合製程時的下壓深度呈正相關。

本實施的第一電子元件122A、第二電子元件122B以及第三電子元件122C例如為發出不同色光的發光元件。由於本實施例發出不同色光的第一電子元件122A、第二電子元件122B以及第三電子元件122C的頂表面S1、S2、S3位於相同的水平高度L1上，因此，相較於習知的發光元件陣列將發出不同色光的發光元件設置於不同水平高度上，本實施例的電子元件陣列100A、100B、100C除了可簡化後續製程之外，還可降低製程的時間與成本。

再者，相較於習知的發光元件陣列因不同色光的發光元件的頂表面位於不同的水平高度而影響發光元件陣列的發光效率，本實施例的電子元件陣列100A、100B、100C可具有相對佳的發光效率。

移除犧牲層的方法

在上述實施例中，移除犧牲層(包括第一犧牲層124A、第二犧牲層124B以及第三犧牲層124C)的方法包含機械力剝離、化學性蝕刻、熱熔性處理、熱裂解處理及熱汽化處理或其組合。

舉例而言，在一實施例中，可藉由選擇與電子元件相接合之犧牲層材料與電子材料間之附著性差異進而將電子元件(包括第一電子元件122A、第二電子元件122B以及第三電子元件122C)自轉移基板(包括第一轉移基板110A、第二轉移基板110B以及第三轉移基板110C)分離並轉移至目標基板140A。具體而言，藉由控制電子元件之接墊層與目標基板之導電凸塊之接合強度，使其大於電子元件與犧牲層之附著性，進而以機械力剝離方式將電子元件自轉移基板上轉移至目標基板之上。

在另一實施例中，如圖1C至圖1E、圖1G至圖1H及圖1J至圖1L所示，藉由對目標基板(包括第一目標基板140A、第二目標基板140B以及第三目標基板140C)加熱使犧牲層(犧牲圖案)受熱而熔融，進而讓電子元件(包括第一電子元件122A、第二電子元件122B以及第三電子元件122C)自轉移基板(包括第一轉移基板110A、第二轉移基板110B以及第三轉移基板110C)分離並轉移至目標基板140A、140B、140C。

在另一實施例中，如圖2A及圖2B所示，在對目標基板140加熱之前(即進行步驟S100之前)，可進一步地於犧牲層124(犧牲圖案)的周圍形成間隙保護壁S，藉以在進行步驟S100時，避免 其他不欲轉移的電子元件122因對應的犧牲層124受熱熔融，而使不欲轉移的電子元件122自轉移基板110脫附。詳言之，在不欲轉移的電子元件122所對應的犧牲層124受熱熔融的狀態下，只要不施加外力破壞環繞於犧牲層124的周圍的間隙保護壁S，犧牲層124則不至於自轉移基板110脫附，且待溫度下降後，犧牲層124得以回復至固態。換言之，間隙保護壁S可保護犧牲層124，而使不欲轉移的電子元件122不至於自轉移基板110脫附。舉例而言，間隙保護壁S的材質例如是氧化矽、氮化矽或其他合適的材質。

需說明的是，移除犧牲層的方法也可以是以非接觸式的加熱機制藉由雷射或紅外線照射犧牲層，而使得所欲轉移的電子元件與轉移基板分離。圖3A及圖3B是依照本申請案的另一實施例的一種移除犧牲層的方法的剖面示意圖。請參照圖3A及圖3B，當犧牲層124是全面地覆蓋於轉移基板110上的熱熔性膠材時，這些電子元件122會曝露出犧牲層124的部分區域。透過非接觸式的加熱機制藉由雷射或紅外線照射犧牲層(步驟S300)，即可在不施加外力的情況下，使電子元件122與轉移基板110分離並轉移至目標基板140的導電凸塊150上。

在另一實施例中，移除犧性層的方法也可採用化學溶液浸泡移除方式進行。在對目標基板進行化學溶液浸泡之前，可進一步地於犧牲層(犧牲圖案)的周圍形成間隙保護壁，藉以在進行化學溶液浸泡時，避免其他不欲轉移的電子元件因對應的犧牲層被 該化學溶液蝕刻移除，而使不欲轉移的電子元件自轉移基板脫落。舉例而言，間隙保護壁的材質例如是氧化矽、氮化矽或其他不被化學溶液蝕刻移除之材質。

本申請案所述之犧牲層移除方式，如接觸式或非接觸式加熱等，其可針對整面區域犧牲層進行處理，亦可針對局部區域犧牲層進行處理。

於轉移基板上形成電子元件以及犧牲層的方法

以下將以圖4A至圖4I說明上述於轉移基板上形成電子元件以及犧牲層的方法，其中為簡化說明，圖4A至圖4I僅繪示於第一轉移基板110A上形成第一電子元件122A及第一犧牲層124A的製作流程，而於第二轉移基板110B上形成第二電子元件120B及第二犧牲層124B或者是於第三轉移基板110C上形成第三電子元件120C及第三犧牲層124C的製作流程亦可參照圖4A至圖4I。

請參照圖4A，於第一轉移基板110A上全面地形成第一材料層424A，其中形成第一材料層424A的方法包括塗佈、物理沈積、化學沈積或磊晶成長等。

請參照圖4B，圖案化第一材料層424A，以形成多個第一圖案424B(即圖1A中的第一犧牲圖案a1、a2、a3)，其中這些第一圖案424B曝露出第一轉移基板110A的部分區域。此外，圖案化第一材料層424A的方法包括壓印製程、黃光微影或蝕刻製程。

請參照圖4C，形成第二材料層426A，其中第二材料層426A覆蓋第一圖案424B以及第一圖案424B曝露出的第一轉移基板110A的部分區域。此外，形成第二材料層426A的方法包括塗佈、物理沈積、化學沈積或磊晶成長等。

請參照圖4D，進行平坦化製程，以形成多個第二圖案426B，其中第二圖案426B的圖案厚度H426B與第一圖案424B的圖案厚度H424B相同。此外，平坦化製程包括蝕刻或研磨。

請參照圖4E，於成長基板410上形成第一元件材料層430，其中第一元件材料層430可包括第一型摻雜半導體層(未繪示)、發光層(未繪示)及第二型摻雜半導體層(未繪示)。此領域具有通常知識者可根據實際設計需求而在此階段進行光子晶體、共振腔、歐姆接觸層等元件的製作，本實施例不再詳加說明。

請參照圖4F，使第一元件材料層430與第一圖案424B以及第二圖案426B接合。在接合之後，第一元件材料層430、第一圖案424B以及第二圖案426B位於成長基板410與第一轉移基板110A之間。

請參照圖4G，移除成長基板410，其中移除成長基板410的方法包括雷射剝離、乾蝕刻、濕蝕刻、自我分離或機械力剝離等。

請參照圖4H，本實施例可進一步地進行薄化製程，以形成第一元件材料層430’，其中薄化製程將圖4G中的第一元件材料層430的原始厚度H430縮減至第一厚度H1。

請參照圖4I，本實施例可進一步於第一元件材料層430上形成多個第一接墊130，接著，圖案化第一元件材料層430’，以形成如圖1A所示的第一電子元件122A。在本實施例中，可進一步移除第二圖案426B，其中移除第二圖案426B的方法例如是機械力剝離、化學濕蝕刻、乾蝕刻、熱熔性處理、熱裂解處理、熱汽化處理或其組合。本實施例以化學濕蝕刻進行說明，其中移除第二圖案426B的化學蝕刻劑不與第一材料層424A的材質反應。如此一來，則可完成如圖1A所示的架構(第一轉移基板110A上形成有第一電子元件122A以及第一犧牲層124，其中圖1A的第一犧牲層124對應圖4I的第一圖案424B)。

綜上所述，本申請案採用多次的導電凸塊製程(後形成的導電凸塊的高度會高於先形成的導電凸塊的高度)、多次的導電凸塊與電子元件的接合製程以及多次的電子元件與轉移基板分離製程，且上述的導電凸塊製程、接合製程以及分離製程採交替的進行。因此，本申請案可控制不同的電子元件的排列位置，並可使不同目標基板上相同的電子元件的高低位置維持一致或使相同目標基板上不同的電子元件的高低位置維持一致。此外，藉由使後形成的導電凸塊的厚度大於先形成的導電凸塊的厚度，可有效且直接地維持轉移基板上的電子元件與目標基板上已轉移的電子元件之間的距離，藉以在轉移時避免原件間彼此碰觸、擠壓所造成的變形。另外，由於本申請案的導電凸塊製程、接合製程以及分離製程採交替的進行，因此本申請案可改善習知不欲轉移的電子 元件與其對應的導電凸塊碰觸、擠壓而造成導電凸塊擠壓變形以致於後續電子元件不易轉移至變形的導電凸塊上的問題。再者，本申請案可透過壓合製程將位於不同水平高度的電子元件下壓至同一水平高度上，從而簡化後續製程，並降低製程時間及成本。由於本申請案能夠使電子元件陣列中不同的電子元件的頂表面位於相同的水平高度上，因此，本申請案的電子元件的轉移方法若應用在發光元件的轉移上，可避免因不同色光的發光元件的頂表面位於不同的水平高度而影響發光元件陣列的發光效率。

雖然本申請案已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本申請案，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本申請案的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本申請案的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100A、100B、100C‧‧‧電子元件陣列

122A‧‧‧第一電子元件

122B‧‧‧第二電子元件

122C‧‧‧第三電子元件

130A‧‧‧第一接墊

130B‧‧‧第二接墊

130C‧‧‧第三接墊

140A‧‧‧第一目標基板

140B‧‧‧第二目標基板

140C‧‧‧第三目標基板

150’‧‧‧第一導電凸塊

160’‧‧‧第二導電凸塊

170’‧‧‧第三導電凸塊

H122A‧‧‧第一元件厚度

H122B‧‧‧第二元件厚度

H122C‧‧‧第三元件厚度

H130A‧‧‧第一接墊厚度

H130B‧‧‧第二接墊厚度

H130C‧‧‧第三接墊厚度

L1、L2‧‧‧水平高度

S1、S2、S3‧‧‧頂表面

S140A、S140B、S140C‧‧‧元件配置面

R1、R2、R3‧‧‧橫向尺寸

Claims (9)

1. 一種電子元件陣列，包括：一線路基板；至少一第一電子元件，配置於該線路基板上；至少一第二電子元件，其中該第二電子元件與該第一電子元件配置於該線路基板的同一表面上；至少一第一導電凸塊，配置於該線路基板與該第一電子元件之間；以及至少一第二導電凸塊，配置於該線路基板與該第二電子元件之間，其中該第二導電凸塊的體積大於該第一導電凸塊的體積，該第二導電凸塊的橫向尺寸大於該第一導電凸塊的橫向尺寸，且該第一電子元件以及該第二電子元件的頂表面位於相同的水平高度上。
2. 如申請專利範圍第1項所述的電子元件陣列，其中該第一導電凸塊以及該第二導電凸塊的頂表面位於相同的水平高度上。
3. 如申請專利範圍第1項所述的電子元件陣列，其中該第二導電凸塊的頂表面低於該第一導電凸塊的頂表面。
4. 如申請專利範圍第1項所述的電子元件陣列，其中該第一電子元件和該第二電子元件為發光元件、感測元件、功率元件、光伏元件、積體電路元件、被動元件或主動元件。
5. 如申請專利範圍第1項所述的電子元件陣列，其中該第一 電子元件和該第二電子元件為發光元件，且該第一電子元件和該第二電子元件發出不同的色光。
6. 如申請專利範圍第1項所述的電子元件，其中各該第一電子元件以及各該第二電子元件的剖面結構分別為方形結構、具斜面梯型之結構、具多個斜面梯型陣列之結構、具曲面弧型之結構、具多個曲面弧型陣列之結構或上述結構之組合。
7. 如申請專利範圍第1項所述的電子元件，其中該第一電子元件和該第二電子元件分別為具有一主動發光層區域的發光元件，且該第一電子元件和該第二電子元件的剖面之斜面梯型、曲面弧型或其組合的結構含蓋該主動發光層區域。
8. 如申請專利範圍第1項所述的電子元件陣列，更包括：至少一第一接墊，配置於該第一電子元件與該第一導電凸塊之間；以及至少一第二接墊，配置於該第二電子元件與該第二導電凸塊之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述的電子元件陣列，其中各該第一接墊以及各該第二接墊的材質為鎳、金、鈦、銦、銅、錫或其合金，且各該第一導電凸塊及各該第二導電凸塊為錫凸塊、銅錫凸塊、銦凸塊。