使用变形膜的转印方法技术

本发明专利技术涉及一种用于将对象转印到目标基板的转印方法，尤其涉及一种使用变形膜的转印方法，其特征在于，包括：第一步骤，在源基板上形成对象；第二步骤，将变形膜安置在形成有对象的源基板上；第三步骤，将对象嵌入变形膜内部；第四步骤，在源基板中分离将待转印的对象以将转印对象集成在变形膜的内部或表面，并从源基板分离集成有转印对象的变形膜；以及第五步骤，将集成在变形膜的转印对象转移至目标基板。其优点在于，通过将对象集成在变形膜内部并转移至目标基板，可以将由单一或不同形状和不同材料制成且具有不同功能的各种尺寸的对象以大量阵列形式或单个对象形式转印至目标基板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用变形膜的转印方法
本专利技术涉及一种用于将对象转印到目标基板上的转印方法，尤其涉及一种使用变形膜的转印方法，其通过将对象集成在变形膜并转移至目标基板，将具有不同类型和功能的对象同时或选择性地转印到目标基板上。
技术介绍
近年来，随着电子电气技术的飞速发展，为了满足新时代和消费者的各种需求，对具有不同技术特征的各种技术的融合技术的研究在不断增加。类似于形成半导体器件的外延层，在原始基板(源基板，临时基板)上分别制备后无损伤地转移并集成到最终目标基板(目的基板)上的转印技术对于根据不同的技术制备的对象(元件、材料)在相应的技术中具备最佳特性是非常重要的。作为迄今为止开发的多种转印技术中的典型示例是使用弹性体印章的图案转印技术(美国专利第7943491号)。根据所述现有技术，在源基板(nativesubstrate)上制备器件之后，通过诸如湿法刻蚀(wetetching)等的工艺降低源基板与器件之间的结合强度，然后利用弹性胶印章(elastomerstamp)和基于拾取速度(pick-upspeed)的粘合力(adhesiveforce)差异来进行拾取和放置。该技术将由各种尺寸、形状或材料(硅、GaN、石墨等)构成的不同器件集成到单个基板上。另一种现有技术是Luxvue公司的静电头(electrostatichead)方法。所述方法为一种通过使用静电力(electrostaticforce)来拾取和放置LED芯片的技术，所述静电力通过升高源基板的温度以削弱微型LED芯片与源基板之间的结合强度，然后向具有电极图案的硅头施加电压来形成。为了具体描述现有的转印技术，将以基于微型LED的显示器制备技术为例进行描述。微型LED是指尺寸为100μm×100μm以下的LED，并应用于背光源、显示光源、全色(fullcolor)显示器和平板显示装置等。近来，应用于可穿戴设备、柔性设备、智能手表、智能纤维或诸如头戴式显示器(HMD)的下一代显示器、诸如生物、光通信领域等的各种电气、电子材料、器件等各种领域(以下称为“使用微型LED的对象”)。例如，为了使用微型LED实现全色显示器，需要发射红色、绿色和蓝色的相互不同波长光的各个LED，并且由于发射光的波长根据半导体带隙而变化，因此应该使用具有不同带隙的微型LED器件。通常，蓝色LED基于GaN，并且绿色LED基于GaN或通过使作为发光区域的量子阱结构的材料(InGaN)组成比不同于蓝色来调整带隙，而红色LED基于GaAs。为了制备如此带隙不同的LED，首先，使用金属有机化学气象沉积(MOCVD)设备在每个波长的不同基板，例如蓝宝石基板或GaAs基板等上生长带隙不同的半导体外延，并制备红色、蓝色和绿色LED器件。为了将微型LED应用于显示像素，需要一种将使用不同材料在不同基板上制备的红色、绿色和蓝色微型LED器件阵列高速大量地转印并集成到用于显示的目标基板的技术。目前，使用微型LED实现全色显示器商业化的最大技术障碍为将微型LED芯片阵列快速准确地转印到目标基板的过程。使用相对较大(～300μm×300μm)的现有LED芯片的公共显示器采用了拾取和放置(Pick&Place)方法，例如使用表面安装技术(SMT)装备转印或将LED转移到芯片键合机(diebonder)等，但这些现有的转印装置和技术不容易拾取小的微型LED芯片，并该装置的精度还不足以准确地转印到目标基板，由于这基本上是用于转印单个LED芯片的技术，因此不适合用于使用需要高速转印数十个至数百万个级别的大量微型LED芯片的微型LED来制备的显示器。为了克服这些现有转印技术的局限性，上文介绍的Luxvue公司开发了一种利用静电力(staticforce)的转印技术，而X-Celeprint公司正在开发一种使用将弹性体印章使用的图案转印技术的微型LED显示器技术。其中，对Luxvue公司的使用静电力的转印技术而言，首先在特定的初级基板上生长用于LED的半导体薄膜，将通过晶片键合工艺和LLO(LaserLift-Off)工艺等来生长的半导体薄膜转移到次级基板上以制备微型LED器件，并通过升高次级基板的温度来削弱微型LED器件与次级基板之间结合材料的结合力，然后将电压施加到在微型LED器件上部具有通过MEMS工艺制备的电极被图案化的硅头并与其接触，并使用此时形成的静电力(electrostaticforce)来拾取(pick-up)LED器件，以将其放置(place)在用于最终目标显示器的基板上。该技术可以仅选择所选定的器件或阵列以转印到目标基板上，但需要两个转移步骤，即，在将用于微型LED的半导体薄膜转印到次级基板(临时基板)之后，需要制备微型LED器件并转移到目标基板，而且在LLO过程中可能会损坏微型LED器件。另外，由于在拾取微型LED时使用静电力，因此有可能因静电电荷(electrostaticcharge)而损坏器件，并且存在需要单独制备用于使用MEMS工艺产生静电力的硅头的麻烦。接下来，在X-Celeprintg公司的使用弹性体印章的图案转印技术中，首先对红色微型LED而言，在GaAs基板上生长包括下部牺牲层的外延，并通过半导体工艺制备微型LED器件，然后用锚固件将每个器件通过光刻工艺和光刻胶固定。当对固定后的微型LED器件的下部牺牲层进行湿蚀刻以将器件与基板分离时，微型LED器件尽管与基板分离，但仍固定在锚固件(anchor)上，然后使弹性体印章与微型LED器件上部接触并将其拾取(pick-up)，然后放置(place)在目标基板上。对蓝色和绿色微型LED而言，首先在初级蓝宝石基板上制备基于GaN的LED器件，通过晶圆键合工艺和LLO工艺来将微型LED器件转移至次级基板，并通过湿蚀刻工艺来削弱微型LED器件与次级基板之间的结合力，然后使弹性体印章与微型LED器件上部接触并将其拾取(pick-up)，随后放置(place)在目标基板上。由于该方法具有从初级基板转移到次级基板的麻烦，因此开发了一种改进的方法，即，使用GaNonSi外延生长技术在初级基板(Si)上制备基于GaN的LED器件，然后用由绝缘体制备的锚固件(anchor)固定微型LED器件，并通过湿蚀刻工艺来去除下部Si以保持基于上部GaN的微型LED器件与基板分离，然后使弹性体印章与微型LED器件上部接触并将其拾取(pick-up)，随后放置(place)在目标基板上。该技术通过消除转移到次级基板的过程来减少了处理步骤，但由于基于GaN的LED主要在蓝宝石基板上制备，并基于GaNonSi的LED技术具有各种缺点，例如GaN和Si之间的晶格常数和热膨胀系数的差异等，因此用于LED的外延的性能仍然低于在蓝宝石上生长的LED外延的性能。如此，X-Celeprint公司使用将弹性体印章使用的图案转印技术，将由不同材料制备的红色、绿色和蓝色微型LED器件集成在单个基板上，并实现和发布了显示器。
技术实现思路
技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用变形膜的转印方法，其特征在于，包括：第一步骤，在源基板上形成对象；/n第二步骤，将变形膜安置在形成有所述对象的源基板上；/n第三步骤，将所述对象嵌入所述变形膜内部；/n第四步骤，在所述基板中分离将待转印的对象(以下称为“转印对象”)以将所述转印对象集成在所述变形膜的内部或表面，并从所述源基板分离集成有所述转印对象的变形膜；以及/n第五步骤，将集成到所述变形膜的转印对象转移至目标基板。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171222 KR 10-2017-01787011.一种使用变形膜的转印方法，其特征在于，包括：第一步骤，在源基板上形成对象；
第二步骤，将变形膜安置在形成有所述对象的源基板上；
第三步骤，将所述对象嵌入所述变形膜内部；
第四步骤，在所述基板中分离将待转印的对象(以下称为“转印对象”)以将所述转印对象集成在所述变形膜的内部或表面，并从所述源基板分离集成有所述转印对象的变形膜；以及
第五步骤，将集成到所述变形膜的转印对象转移至目标基板。


2.根据权利要求1所述的转印方法，其特征在于，
所述变形膜因光、热或压力而变形，
并且由变形程度或变形次数可控的材料形成。


3.根据权利要求1所述的转印方法，其特征在于，
在所述第三步骤中，从形成在所述源基板上的对象中选择性地指定所述转印对象。


4.根据权利要求3所述的转印方法，其特征在于，在将第一转印对象集成在所述变形膜之后，
重复执行第二步骤至第四步骤，以将对象另外嵌入到集成有所述第一转印对象的变形膜上，使得将第二转印对象、第三转印对象，…，第n转印对象另外集成到彼此不同的位置，其中，n＞2，n为自然数。


5.根据权利要求4所述的转印方法，其特征在于，
在所述另外嵌入的工艺中，所述变形膜根据所述另外的嵌入对象或另外的集成对象的形状而变形。


6.根据权利要求4所述的转印方法，其特征在于，
当由于所述未转印的对象而在所述变形膜上形成嵌入图案时，在形成有所述嵌入图案的位置或与其相邻的位置嵌入另外的嵌入对象或另外的集成对象。


7.根据权利要求4所述的转印方法，其特征在于，当由于所述未转印的对象而在所述变形膜上形成嵌入图案时，
在所述另外嵌入的工艺中，所述嵌入图案根据所述另外的嵌入对象或另外的集成对象的形状而变形。


8.根据权利要求3所述的转印方法，其特征在于，
所述另外的集成对象属于同一种类，
或者其大小、材料、功能和形状中的至少一个彼此不同，
并且以单个或阵列形式集成到所述变形膜中。


9.根据权利要求1所述的转印方法，其特征在于，对所述源基板和所述变形膜的接触面进行防粘连处理。


10.根据权利要求1所述的转印方法，其特征在于，
在所述第四步骤中，通过激光剥离或化学剥离方法来从所述源基板分离对象。


11.根据权利要求9所述的转印方法，其特征在于，
在激光剥离期间排除未从所述源基板转印到目标基板的对象，
或者形成抗湿蚀刻的保护膜以围绕所述未转印的对象。

【专利技术属性】
技术研发人员：崔在爀，金昌完，申澯秀，朴炯昊，金信槿，
申请(专利权)人：艾尔芯思科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR