传送发光二极管的方法技术

描述一种微发光二极管(LED)和一种形成用于向接收衬底传送的微LED阵列的方法。微LED结构可以包括微p-n二极管和金属化层，而金属化层在微p-n二极管与键合层之间。保形电介质屏障层可以跨越微p-n二极管的侧壁。可以拾取并且向接收衬底传送微LED结构和微LED阵列。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】描述一种微发光二极管(LED)和一种形成用于向接收衬底传送的微LED阵列的方法。微LED结构可以包括微p-n二极管和金属化层，而金属化层在微p-n二极管与键合层之间。保形电介质屏障层可以跨越微p-n二极管的侧壁。可以拾取并且向接收衬底传送微LED结构和微LED阵列。【专利说明】 有关申请的夺叉引用 本申请要求对通过引用将全部公开内容结合于此、提交于2011年11月18日的第 61/561，706号美国临时专利申请和提交于2012年2月3日的第61/594, 919号美国临时专 利申请的优先权。
本专利技术涉及微半导体器件。更具体而言，本专利技术的实施例涉及一种形成用于向不 同衬底传送的微器件、比如发光二极管（LED)阵列的方法。
技术介绍
基于氮化锗（GaN)的发光二极管（LED)有望使用于将来的高效率照明应用中取代 白炽和荧光照明灯。通过异构外沿生长技术在外来衬底材料上制备当前基于GaN的LED器 件。典型晶片级LED器件结构可以包括在蓝宝石生长衬底、单量子井（SWQ)或者多量子井 (MWQ)和上p掺杂的GaN层之上形成下η掺杂的GaN层。 在一个实现中，通过蚀刻经过上p掺杂的GaN层、量子井层并且进入η掺杂的GaN 层在蓝宝石生长衬底上将晶片级LED器件结构图案化成台面阵列。上p电极被形成于台面 阵列的顶部P掺杂的GaN表面上，并且η电极被形成于η掺杂的GaN层的与台面阵列接触 的部分上。台面LED器件在最终产品中的蓝宝石生长衬底上保留。 在另一实现中，晶片级LED器件结构从成长衬底被传送到受体衬底、比如硅，这具 有比GaN/蓝宝石复合结构更易于被切分以形成个体芯片的优点。在这一实现中，晶片级 LED器件结构被用持久键合层持久地键合到受体（硅）。例如在台面阵列的p掺杂的GaN 表面上形成的P电极可以用持久键合层被键合到受体（硅）。蓝宝石生长衬底然后被去除 以暴露反转晶片级LED器件结构，该反转晶片级LED器件结构然后被打薄以暴露台面阵列。 然后与暴露的η掺杂的GaN产生N接触，并且在与p电极电接触的硅表面上产生p接触。台 面LED器件在最终产品中的受体衬底上保留。GaN/硅复合衬底也可以被切分以形成个体芯 片。
技术实现思路
描述一种微发光二极管（LED)和形成用于向接收衬底传送的微LED阵列的方法。 例如接收衬底可以是但不限于显示器衬底、照明衬底、具有功能器件、比如晶体管或者集成 电路（1C)的衬底或者具有金属重新分布线的衬底。在一个实施例中，一种微LED结构包括 微p-n二极管和金属化层，而金属化层在微p-n二极管与在衬底上形成的键合层之间。金 属化层可以包括一层或者多层。例如金属化层可以包括电极层和在电极层与键合层之间的 屏障层。微P-n二极管和金属化层可以各自具有顶表面、底表面和侧壁。在一个实施例中， 微P-n二极管的底表面比微p-n二极管的顶表面更宽，并且侧壁从顶部到底部向外变细。微 P-n二极管的顶表面也可以比p-n二极管的底表面更宽或者近似相同宽度。在一个实施例 中，微p-n二极管的底表面比金属化层的顶表面更宽。微p-n二极管的底表面也可以比金 属化层的顶表面更宽或者与金属化层的顶表面近似相同宽度。 保形电介质屏障层可以可选地被形成于微p-n二极管和其它暴露的表面之上。保 形电介质屏障层可以比微P-n二极管、金属化层更薄，并且可选地比键合层更薄，从而保形 电介质屏障层形成它被形成于其上的形貌的轮廓。在一个实施例中，保形电介质屏障层跨 越微P-n二极管的侧壁并且可以覆盖在微p-n二极管中的量子井层。保形电介质屏障层也 可以部分地跨越微P-n二极管的底表面以及跨越金属化层的侧壁。在一些实施例中，保形 电介质屏障层也跨越图案化的键合层的侧壁。接触开口可以被形成于保形电介质屏障层中 从而暴露微p-n二极管的顶表面。接触开口可以具有大于、小于或者与微p-n二极管的顶 表面近似相同宽度的宽度。在一个实施例中，接触开口具有比微P-n二极管的顶表面的宽 度更小的宽度，并且保形电介质屏障层在微P-n二极管的顶表面的边缘周围形成唇部。 在一些实施例中，键合层可以由具有在近似350°C以下或者更具体在近似200°C 以下的液相温度或者熔化温度的材料形成。例如键合层可以包括铟、锡或者热塑聚合物、t匕 如聚乙烯或者聚丙烯。键合层可以跨越衬底横向连续或者也可以被形成于横向分离位置 中。例如键合层的横向分离位置可以具有小于或者与微P-n二极管或者金属化层的底表面 近似相同的宽度。 在一个实施例中，一种微LED阵列包括在载体衬底上的键合层的多个位置和在键 合层的多个位置上的对应多个微LED结构。每个微LED结构包括微p-n二极管和金属化层 而金属化层在微P-n二极管与键合层的相应位置之间。保形电介质屏障层可以被沉积于在 衬底上的微LED阵列上而保形电介质屏障层跨越每个微p-n二极管的侧壁。保形电介质屏 障层也可以部分地跨越每个微P-n二极管的底表面和每个金属化层的侧壁。多个接触开口 可以被形成于保形电介质屏障层中从而暴露每个微P-n二极管的顶表面，其中每个接触开 口具有可以大于、小于或者与每个对应微P-n二极管的顶表面近似相同宽度的宽度。 键合层的多个位置可以或者可以未相互横向分离。在一些实施例中，键合层的多 个位置横向分离，并且保形电介质屏障层跨越键合层的多个横向分离位置中的每个横向分 离位置的侧壁。在一些实施例中，衬底包括键合层的多个位置被形成于其上的相应多个柱。 例如每个微P-n二极管可以包括与相应柱的顶表面近似相同、或者比相应柱的顶表面更宽 的底表面。柱也可以具有比相应层的位置的相应厚度更大的高度。在一个实施例中，相应 高度是相应厚度的至少两倍。 可以利用现有异构生长技术来形成微LED结构和微LED阵列。在一个实施例中， 从生长衬底向载体衬底传送p-n二极管层和金属化层。根据本专利技术的实施例，p-n二极管层 和金属化层可以在向载体衬底传送之前或者之后被图案化。向载体衬底传送P-n二极管层 和金属化层可以包括将金属化层键合到在载体衬底上的键合层。例如键合层可以具有在近 似350°C以下或者更具体在200°C以下的液相温度或者熔化温度。例如键合层可以由铟或 者铟合金形成。在图案化P-n二极管层和金属化层以形成多个分离微p-n二极管和金属化 层的多个分离位置之后，形成跨越多个分离微P-n二极管的侧壁的保形电介质屏障层。保 形电介质屏障层可以形成它被形成到其上的形貌的轮廓，并且可以比微P-n二极管和金属 化层更薄。例如保形电介质屏障层可以通过原子层沉积（ALD)来形成。保形电介质屏障层 也可以被形成于每个分离微P-n二极管的底表面的一部分上。 在一个实施例中，从生长衬底向载体衬底传送p-n二极管层和在p-n二极管层上 的图案化的金属化层，该金属化层包括金属化层的多个分离位置。p-n二极管层可以在从生 长衬底向载体衬底传送之前被部分地图案化以在P-n二极管层中形成被沟槽分离的微台 面。在一个实施例中，在向载体衬底传送P-n二极管层和图案化的金属化层之前在载体衬 底上形成多个柱。可以在向载体衬底传送P-n二极管层和图案化的金属化层之前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种向接收衬底传送微LED的方法，包括：将传送头置于载体衬底之上，所述载体衬底具有设置于其上的微LED结构阵列，每个微LED结构包括：微p‑n二极管；以及金属化层，其中所述金属化层在所述微p‑n二极管与在所述载体衬底上的键合层之间；执行操作以在所述键合层中创建针对所述微LED结构中的至少一个微LED结构的相变；用所述传送头拾取用于所述微LED结构之一的所述微p‑n二极管和所述金属化层；并且在接收衬底上放置用于所述微LED结构的所述微p‑n二极管和所述金属化层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·拜布尔，J·A·希金森，HF·S·劳，胡馨华，
申请(专利权)人：勒克斯维科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US