半导体结构和相关联的制造方法技术

本发明专利技术实施例揭露一种半导体结构和相关联的制造方法。所述半导体结构包含：第一发光二极管LED层，其包含第一色彩类型的第一LED，所述第一LED层具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；第二LED层，其在所述第一LED层上方，所述第二LED层包含第二色彩类型的第二LED，且所述第二LED层具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；和第三LED层，其在所述第二LED层上方，所述第三LED层包含第三色彩类型的第三LED，且所述第三LED层具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；其中所述第一色彩类型、所述第二色彩类型和所述第三色彩类型彼此不同。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构和相关联的制造方法
本专利技术实施例涉及半导体结构和相关联的制造方法。
技术介绍
发光二极管(LED)装置近年来已经历快速成长。当施加电压时，LED装置发射光。归因于例如小装置大小、长寿命、高性能量消耗和良好持久性和可靠性的有利特性，LED装置已越来越受欢迎。LED装置的制造可涉及裸片到晶片接合工艺，其中多个LED裸片接合到晶片上的多个接垫。常规裸片到晶片接合工艺使用具有助焊剂回焊炉或共晶裸片到晶片接合器的自动裸片接合机器。在接合工艺期间，LED裸片相对于接垫在任何给定方向上偏移这些横向位置。在一些情况中，裸片偏移可超过+/-38微米。随着LED裸片大小继续减小，常规LED接合工艺的裸片偏移变为更大问题，这是因为较小LED装置的可靠性和性能的降低更大。因此，虽然常规LED裸片到晶片接合工艺通常已足以达到其预期目的，但这些并非在每一方面完全令人满意。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及一种半导体结构，其包括：第一发光二极管(LED)层，其包含第一色彩类型的第一LED，所述第一LED层具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；第二LED层，其在所述第一LED层上方，所述第二LED层包含第二色彩类型的第二LED，且所述第二LED层具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；第三LED层，其在所述第二LED层上方，所述第三LED层包含第三色彩类型的第三LED，且所述第三LED层具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；和透明填料，其在所述第一LED层、所述第二LED层和所述第三LED层上方，其中所述透明填料的顶表面与所述第一LED层的所述第二侧之间的距离大于所述透明填料的所述顶表面与所述第二LED层的所述第二侧之间的距离，且所述透明填料的所述顶表面与所述第二LED层的所述第二侧之间的所述距离大于所述透明填料的所述顶表面与所述第三LED层的所述第二侧之间的距离；其中所述第一色彩类型、所述第二色彩类型和所述第三色彩类型彼此不同，且所述第一LED、所述第二LED和所述第三LED彼此横向隔开，使得从俯视图，所述第一LED、所述第二LED和所述第三LED彼此不重叠。本专利技术的实施例涉及一种半导体结构，其包括：半导体芯片，其包含：衬底；和互连结构，其在所述衬底上方；和堆叠发光二极管(LED)结构，其在所述半导体芯片上方，所述堆叠LED结构包含：第一LED层，其包含：第一重布层(RDL)层，其包含具有金属区和介电区的混合接合界面；第一LED层，其在所述第一RDL层上方；和第一介电层，其在所述第一LED层上方；和第二LED层，其在所述第一LED层上方，所述第二LED层包含：第二RDL层；第二LED层，其在所述第二RDL层上方；和第二介电层，其在所述第二LED层上方；其中所述半导体芯片接合到所述堆叠LED结构的所述混合接合界面。本专利技术的实施例涉及一种制造半导体结构的方法，其包括：接纳半导体芯片、第一LED芯片和第二LED芯片，其中所述第一LED芯片具有衬底；将所述第一LED芯片混合接合到所述半导体芯片；去除所述第一LED芯片的所述衬底；和将所述第二LED芯片混合接合到所述第一LED芯片。附图说明当结合附图阅读时从以下详细描述最佳理解本揭露的方面。应注意，根据业界中的标准实践，各种构件未按比例绘制。事实上，为了清楚论述起见，可任意增大或减小各种构件的尺寸。图1是绘示根据本揭露的示范性实施例的包含CMOS(互补式金属氧化物半导体)芯片和接合在其上的堆叠发光二极管(LED)结构的半导体结构的剖面图的图式；图2到图11是绘示根据本揭露的优选实施例的处于制造的各个阶段的半导体结构的局部剖面图的图式。具体实施方式以下揭露内容提供用于实施本揭露的不同特征的许多不同实施例或实例。下文描述组件和布置的特定实例以简化本揭露。当然，这些仅为实例且不旨在限制。举例来说，在下列描述中的第一构件形成于第二构件上方或上可包含其中所述第一构件和所述第二构件经形成直接接触的实施例，且也可包含其中额外构件可形成在所述第一构件与所述第二构件之间，使得所述第一构件和所述第二构件可不直接接触的实施例。另外，本揭露可在各种实例中重复元件符号和/或字母。此重复出于简化和清楚的目的，且本身不指示所论述的各项实施例和/或配置之间的关系。此外，为便于描述，可在本文中使用例如“在…下面”、“在…下方”、“下”、“在…上方”、“上”等的空间相对术语来描述一个元件或构件与另一(些)元件或构件的关系，如图中绘示。空间相对术语旨在涵盖除在图中描绘的定向以外的使用或操作中的装置的不同定向。设备可以其它方式经定向(旋转90度或按其它定向)且本文中使用的空间相对描述符同样可相应地解释。尽管阐述本揭露的宽范围的数值范围和参数是近似值，但尽可能精确地报告在具体实例中阐述的数值。然而，任何数值本质上含有必然由各自测试测量中发现的标准偏差所引起的某些误差。又，如本文中使用，术语“约”通常意味着在给定值或范围的10％、5％、1％或0.5％内。替代地，术语“约”意味着在由一般技术者考量时在平均值的可接受标准误差内。除了在操作/工作实例中的外，或除非另外明确指定，否则全部数值范围、量、值和百分比(例如，针对材料数量、持续时间、温度、操作条件、量的比率和本文中揭示的其类似者的数值范围、量、值和百分比)应理解为在全部实例中由术语“约”修饰。因此，除非相反地指示，否则本揭露和随附专利技术权利要求书中阐述的数值参数是可视需要变动的近似值。至少，各数值参数应至少依据所报告有效数字的数目且通过应用普通舍入技术而理解。可在本文中将范围表达为从一个端点到另一端点或在两个端点之间。除非另外指定，否则本文中揭示的全部范围均包含端点。图1是绘示根据本揭露的示范性实施例的包含CMOS(互补式金属氧化物半导体)芯片103和接合在其上的堆叠发光二极管(LED)结构101的半导体结构100的剖面图的图式。半导体结构100包含如为了阐释性目的在图1中展示的LED单元101a、101b和101c的阵列。在许多实例中，半导体结构100可包含三个以上LED单元。CMOS芯片103包含放置于其中的多个主动装置105。在一些实施例中，CMOS芯片103包含放置于衬底206上方的互连结构212。在一些实施例中，互连结构212包含放置于层间介电质(ILD)层203内的多个金属构件201。主动装置105至少放置于衬底206中。在一些实施例中，主动装置105可包含控制电路以将流动通过LED单元101a、101b和101c的电流控制到给定所需值。主动装置105也可包含其它逻辑电路。举例来说，主动装置105可包含具有栅极结构202和源极/漏极区204的晶体管装置。LED单元101a到101c的各者包含放置于对应层内的LED结构。明确地说，LED单元101a的LED结构放置于第一LED层102中；LED单元101b的LED结构放置于第一LED层102上方的第二LED层104中；LED单元101c的LED结构放置于第二LED层104上方的第三LED层106中。示范性LED结构包含微LED(μLED)装置。为了避免光散射和串扰，每两个邻近LED单元分离大于0的距离D。以此方式，从俯视图，每两个邻近LED单元彼此不重叠。在许多实例中，距离D可大于1μm。在LED显示器中，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体结构，其包括：第一发光二极管LED层，其包含第一色彩类型的第一LED，所述第一LED层具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；第二LED层，其在所述第一LED层上方，所述第二LED层包含第二色彩类型的第二LED，且所述第二LED层具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；第三LED层，其在所述第二LED层上方，所述第三LED层包含第三色彩类型的第三LED，且所述第三LED层具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；以及透明填料，其在所述第一LED层、所述第二LED层和所述第三LED层上方，其中所述透明填料的顶表面与所述第一LED层的所述第二侧之间的距离大于所述透明填料的所述顶表面与所述第二LED层的所述第二侧之间的距离，且所述透明填料的所述顶表面与所述第二LED层的所述第二侧之间的所述距离大于所述透明填料的所述顶表面与所述第三LED层的所述第二侧之间的距离；其中所述第一色彩类型、所述第二色彩类型和所述第三色彩类型彼此不同，且所述第一LED、所述第二LED和所述第三LED彼此横向隔开，使得从俯视图观察，所述第一LED、所述第二LED和所述第三LED彼此不重叠。

【技术特征摘要】
2017.11.08 US 62/583,319;2018.06.12 US 16/006,8131.一种半导体结构，其包括：第一发光二极管LED层，其包含第一色彩类型的第一LED，所述第一LED层具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；第二LED层，其在所述第一LED层上方，所述第二LED层包含第二色彩类型的第二LED，且所述第二LED层具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；第三LED层，其在所述第二LED层上方，所述第三LED层包含第三色彩类型的第三LED，且所述第三LED层具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；以及透明填料，其在所述第一LED层、所述第二LED层和所述第三LED层上方，其中所述透明填料的顶表面与所述第一LED层的所述第二侧之间的距离大于所述透明填料的所述顶表面与所述第二LED层的所述第二侧之间的距离，且所述透明填料的所述顶表面与所述第二LED层的所述第二侧之间的所述距离大于所述透明填料的所述顶表面与所述第三LED层的所述第二侧之间的距离；其中所述第一色彩类型、所述第二色彩类型和所述第三色彩类型彼此不同，且所述第一LED、所述第二LED和所述第三LED彼此横向隔开，使得从俯视图观察，所述第一LED、所述第二LED和所述第三LED彼此不重叠。2.根据权利要求1所述的半导体结构，其中所述第一LED层进一步包含在所述第一LED层的所述第一侧处的第一重复层RDL，所述第二LED层进一步包含在所述第二LED层的所述第一侧处的第二RDL，且所述第三LED层进一步包含在所述第三LED层的所述第一侧处的第三RDL。3.根据权利要求2所述的半导体结构，其进一步包括接合到所述第一LED层的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丙寅，林勇志，陈祈铭，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71