本發(fā)明是有關于一種光電元件及其制造方法,且特別是有關于一種微型發(fā)光二極管單元的中介結構及其制造方法與微型發(fā)光二極管單元及其制造方法與微型發(fā)光二極管裝置。
背景技術:
現(xiàn)有的微型發(fā)光二極管中介結構制造的過程中,往往需要使用精密度極高且昂貴的轉置吸頭,造成量產(chǎn)不易且制作成本過高。而且一般的微型發(fā)光二極管中介結構制造方法更需要多次的轉置動作。多次轉置動作耗工耗時,且不利于微型發(fā)光二極管單元的制造良率。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供一種微型發(fā)光二極管裝置、微型發(fā)光二極管單元及其制造方法以及微型發(fā)光二極管單元的中介結構及其制造方法,其制程精簡。
本發(fā)明提供一種微型發(fā)光二極管單元及其制造方法以及微型發(fā)光二極管單元的中介結構及其制造方法,其良率高。
本發(fā)明的微型發(fā)光二極管的中介結構的制造方法,包括下列步驟。提供半導體結構,半導體結構包括依序堆疊于生長基板內(nèi)表面上的多層半導體層以及第一犧牲層,其中,多層半導體層包括第一型半導體層、與第一型半導體層極性相反的第二型半導體層。提供承載結構,承載結構包括傳遞基板以及覆蓋傳遞基板內(nèi)表面上的第二犧牲層。接合半導體結構的第一犧牲層與承載結構的第二犧牲層,其中,在第一犧牲層與第二犧牲層接合后,第一犧牲層位于多層半導體層與第二犧牲層之間。移除半導體結構的生長基板。分別圖案化第一型半導體層與第二型半導體層,以形成多個第一型半導體圖案與多個第二型半導體圖案。形成彼此分離的多個絕緣圖案,絕緣圖案覆蓋對應的第二型半導體圖案。形成多個第一電極以及多個第二電極,其中,第一電極位于對應的第一型半導體圖案上,第二電極位于對應的第二型半導體圖案上,第二型半導體圖案、對應的第一型半導體圖案、對應的第一電極以及對應的第二電極構成多個微型發(fā)光二極管。移除至少部份的第一犧牲層、至少部份的第二犧牲層或至少部份前述二者的堆疊層,以使每一微型發(fā)光二極管與傳遞基板之間存在間隙,而微型發(fā)光二極管通過絕緣圖案的多個連接部與傳遞基板連接。
本發(fā)明的微型發(fā)光二極管單元的中介結構包括傳遞基板、多個微型發(fā)光二極管及多個絕緣圖案。多個微型發(fā)光二極管陣列排列于傳遞基板的內(nèi)表面上。各微型發(fā)光二極管包括多層半導體圖案、第一電極以及第二電極。多層半導體圖案至少包含第一型半導體圖案以及與第一型半導圖案極性相反的第二型半導圖案,其中,第一型半導體圖案在傳遞基板上的垂直投影面積超出第二型半導體圖案在傳遞基板上的垂直投影面積。第一電極位于第一型半導體圖案上。第二電極位于第二型半導體圖案上。多個絕緣圖案覆蓋對應的微型發(fā)光二極管。絕緣圖案具有多個連接部。微型發(fā)光二極管通過連接部與傳遞基板連接。各微型發(fā)光二極管與傳遞基板之間存在間隙。多個絕緣圖案相互分隔。
本發(fā)明的微型發(fā)光二極管單元包括多層半導體圖案、絕緣圖案、第一電極與第二電極。多層半導體圖案至少包含第一型半導體圖案以及與第一型半導圖案極性相反的第二型半導體。第一型半導體圖案在第二型半導體圖案上的垂直投影面積超出第二型半導體圖案的面積。絕緣圖案覆蓋第一型半導體圖案以及第二型半導體圖案,且絕緣圖案具有多個開口。第一電極與一第二電極分別經(jīng)由開口與第一型半導體圖案及第二型半導體圖案連接。
本發(fā)明的微型發(fā)光二極管裝置包括陣列基板、黏著層以及前述至少一微型發(fā)光二極管單元。陣列基板包含接收基板以及配置于接收基板內(nèi)表面上的像素陣列層。像素陣列層包含至少一個子像素。黏著層設置于子像素上,且部份覆蓋位于子像素的像素陣列層。微型發(fā)光二極管單元設置于子像素的黏著層上。
一種微型發(fā)光二極管單元的中介結構的制造方法包括下列步驟。于生長基板上依序形成多層半導體層,且多層半導體層至少包含第一型半導體層以及與第一型半導層極性相反的第二型半導體。分別形成多個電極于第一型半導體層與第二型半導體層上。多個電極相互分隔。多層半導體層以及多個電極構成微型發(fā)光二極管。形成承載結構,承載結構包括傳遞基板、覆蓋傳遞基板的犧牲層以及位于犧牲層上的多個線路結構,且線路結構相互分隔。接合微型發(fā)光二極管的電極與承載結構的線路結構,使得生長基板上的微型發(fā)光二極管的電極朝向承載結構的線路結構。在微型發(fā)光二極管的電極與承載結構的線路結構接合后,移除生長基板。移除微型發(fā)光二極管正下方的部份犧牲層,并保留微型發(fā)光二極管遮蔽面積外的另一部份的犧牲層。
一種微型發(fā)光二極管單元的制造方法包括下列步驟。提供前述的微型發(fā)光二極管單元的中介結構。提供彈性轉置頭提取微型發(fā)光二極管、部分線路結構與部分支撐層。提供彈性轉置頭提取微型發(fā)光二極管、部分線路結構與部分支撐層。轉置微型發(fā)光二極管、部分線路結構與部分支撐層于接收基板上。
本發(fā)明的微型發(fā)光二極管裝置包括接收基板、像素陣列層、黏著層以及至少一微型發(fā)光二極管單元。像素陣列層配置于接收基板內(nèi)表面上像素陣列層包含至少一個子像素。黏著層設置于子像素上,且部份覆蓋位于子像素的像素陣列層。至少一微型發(fā)光二極管單元設置于子像素的黏著層上。微型發(fā)光二極管單元至少包含支撐層、多個線路結構以及微型發(fā)光二極管。支撐層的外表面與黏著層連接。多個線路結構配置于支撐層內(nèi)表面上。多個線路結構相互分隔。微型發(fā)光二極管配置于線路結構上。微型發(fā)光二極管包括多層半導體圖案以及多個電極。多層半導體圖案至少包含第一型半導體圖案以及與第一型半導圖案極性相反的第二型半導圖案。多個電極分別配置于第一型半導體圖案及第二型半導體圖案上。多個電極相互分隔,且各電極分別與所對應的各線路結構連接。
基于上述,本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管單元的中介結構的制造方法包括:提供半導體結構,半導體結構包括依序堆疊于生長基板內(nèi)表面上的多層半導體層以及第一犧牲層,其中,多層半導體層包括第一型半導體層、與第一型半導體層極性相反的第二型半導體層。提供承載結構,承載結構包括傳遞基板以及覆蓋傳遞基板內(nèi)表面上的第二犧牲層。接合半導體結構的第一犧牲層與承載結構的第二犧牲層,其中,在第一犧牲層與第二犧牲層接合后,第一犧牲層位于多層半導體層與第二犧牲層之間。移除半導體結構的生長基板。分別圖案化第一型半導體層與第二型半導體層,以形成多個第一型半導體圖案與多個第二型半導體圖案。形成彼此分離的多個絕緣圖案,絕緣圖案覆蓋對應的第二型半導體圖案。形成多個第一電極以及多個第二電極,其中,第一電極位于對應的第一型半導體圖案上,第二電極位于對應的第二型半導體圖案上,第二型半導體圖案、對應的第一型半導體圖案、對應的第一電極以及對應的第二電極構成多個微型發(fā)光二極管。移除至少部份的第一犧牲層、至少部份的第二犧牲層或至少部份前述二者的堆疊層,以使每一微型發(fā)光二極管與該傳遞基板之間存在間隙,而微型發(fā)光二極管通過絕緣圖案的多個連接部與傳遞基板連接。藉此,微型發(fā)光二極管單元的中介結構及微型發(fā)光二極管單元的制造方法可省略至少一次的轉置動作,進而達到簡化制程的效果。
此外,在本發(fā)明另一實施例的微型發(fā)光二極管單元的中介結構的制造方法中,微型發(fā)光二極管是以覆晶方式先固定在傳遞基板上的線路結構,因此當彈性轉置頭提取微型發(fā)光二極管時,彈性轉置頭是接觸平整的微型發(fā)光二極管表面。也就是說,在提取微型發(fā)光二極管的過程中,彈性轉置頭與微型發(fā)光二極管的接觸面積大,進而使彈性轉置頭提取微型發(fā)光二極管的成功率與效率大幅提升。
為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂,下文特舉實施例,并配合所附圖式作詳細說明如下。
附圖說明
圖1A至圖1J為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管制造方法的剖面示意圖。
圖2A至圖2B為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管中介結構的部分制造方法的剖面示意圖。
圖3A至圖3B為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管中介結構的部分制造方法的剖面示意圖。
圖4A至圖4H為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管中介結構的制造方法的剖面示意圖。
圖5A至圖5B為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管中介結構的部分制造方法的剖面示意圖。
圖6A至圖6B為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管中介結構的部分制造方法的剖面示意圖。
圖7A至圖7I為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管中介結構的制造方法的剖面示意圖。
圖8A至圖8B為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管中介結構的部分制造方法的剖面示意圖。
圖9A至圖9B為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管中介結構的部分制造方法的剖面示意圖。
圖10A至圖10G為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的剖面示意圖。
圖11為對應圖10B的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的上視示意圖。
圖12為對應圖10E的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的上視示意圖。
圖13為本發(fā)明另一實施例的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的上視示意圖。
圖14為本發(fā)明又一實施例的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的上視示意圖。
圖15為本發(fā)明再一實施例的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的上視示意圖。
圖16為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的上視示意圖。
圖17A至圖17G為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的剖面示意圖。
圖18為對應圖17B的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的上視示意圖。
圖19為對應圖17E的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的上視示意圖。
圖20A至圖20G為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的剖面示意圖。
圖21為對應圖20B的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的上視示意圖。
圖22為對應圖20E的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的上視示意圖。
其中,附圖標記:
10:半導體結構
20:承載結構
100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H:微型發(fā)光二極管單元
110:第二型半導體層
112:第二型半導體圖案
112a、112b、122a、122b、132a、132b、142c、634c:側壁
120、530:發(fā)光層
122:發(fā)光圖案
130:第一型半導體層
132、132C:第一型半導體圖案
140:第一犧牲層
142、142A、142B、142D、142E、142F:第一犧牲圖案
142a、142b、520a、634a、634b:表面
210:第二犧牲層
212、212A、212D、212F:第二犧牲圖案
310、310C、310F:絕緣圖案
312、312C、312F:第一絕緣圖案
314、314C、314F:第二絕緣圖案
312a、312aC、312aF:連接部
410:第一電極
420:第二電極
520:第一型半導體層
520a:表面
540:第二型半導體層
550:電極
600、600A、600B:承載結構
610:傳遞基板
620:犧牲層
622、624:區(qū)域
630、630A、630B:支撐層
632、632A、632B:第一支撐部
632a:開口
634、634A、634B:第二支撐部
636:第三支撐部
640、640A、640B:線路結構
642:主體部
644:窄部
710:接收基板
720:像素陣列層
730:黏著層
730a:開口
740:導電層
800:陣列基板
1000、1000A、1000B、1000C、1000D、1000E、1000F、1000G、1000H:微型發(fā)光二極管單元的中介結構
10000、2000、2000A、2000B:微型發(fā)光二極管裝置
A-A’:剖線
d、d1、d2:方向
g、G:間隙
LED:發(fā)光二極管
S:犧牲結構
S1、510:生長基板
s1:第一側邊
S2:傳遞基板
s2:第二側邊
P:彈性轉置頭
W1、W2:寬度
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述,但不作為對本發(fā)明的限定。
圖1A至圖1J為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管裝置的制造方法的剖面示意圖。圖1A至圖1H為微型發(fā)光二極管中介結構的制造方法的剖面示意圖。請參照圖1A,首先,提供半導體結構10。半導體結構10包括依序堆疊于生長基板S1內(nèi)表面上的多層半導體(未標注)以及第一犧牲層140。第一犧牲層140設置于多層半導體上。多層半導體包含第一型半導體層130、一與該第一型半導體層極性相反的第二型半導體層110。第一型與第二型半導體層130、110的極性可分別為N或P型半導體層。于本發(fā)明的實施例中,以第一型半導體層130為P型半導體層在生長基板S1內(nèi)表面上及以第二型半導體層110為N型半導體層在第一型半導體層與生長基板S1之間為范例,但不限于此。于其它實施例中,以第一型半導體層130為N型半導體層在生長基板S1內(nèi)表面上及第二型半導體層110為P型半導體層在第一型半導體層上。于本發(fā)明的實施例中,可選擇的于第一型與第二型半導體層的交界處作為發(fā)光處或者第一型與第二型半導體層的交界處可再插入一膜層當作發(fā)光層120。本發(fā)明的實施例,是以第一型與第二型半導體層的交界處可再插入一膜層當作發(fā)光層120為范例,但不限于此。于其它實施例中,第一型與第二型半導體層的交界處沒有插入膜層當作發(fā)光層亦可適用。請參照圖1B,接著,提供承載結構20。承載結構20包括傳遞基板S2以及覆蓋傳遞基板S2內(nèi)表面的第二犧牲層210。在本實施例中,第二犧牲層210例如為光阻層或金屬層,但本發(fā)明不以此為限。接著,接合半導體結構10的第一犧牲層140與承載結構20的第二犧牲層210,以使半導體結構10固定在承載結構20上。如圖1B所示,第一犧牲層140與第二犧牲層210接合后,第一犧牲層140位于多層半導體層(例如:第一型半導體層130)與第二犧牲層210之間。更進一步地說,于傳遞基板S2內(nèi)表面上依續(xù)堆疊的第二犧牲層210、第一犧牲層140、多層半導體層及生長基板S1,即第二犧牲層210與第一犧牲層140皆位在多層半導體層及生長基板S1之下。換言之,第二犧牲層210、第一犧牲層140、多層半導體層(例如:第一型半導體層130、第二型半導體層110)及生長基板S1沿著遠離傳遞基板S2的方向d依序堆疊。于其它實施例中,依前面所述,發(fā)光層120可選擇性的設置于第一型半導體層130與第二型半導體層110之間。
請參照圖1B及圖1C,接著,移除半導體結構10的生長基板S1。舉例而言,在本實施例中,可采用激光剝除技術(laser lift-off technology)移除第二型半導體層110上的生長基板S1,但本發(fā)明不以此為限,在其他實施例中,也可用其他適當方法移除生長基板S1。
請參照圖1C及圖1D,接著,圖案化第二型半導體層110與發(fā)光層120,以形成彼此分離的多個第二型半導體圖案112與彼此分離的多個發(fā)光圖案122。每一發(fā)光圖案122上配置有對應的一個第二型半導體圖案112。于其它實施例中,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層120,則就不會有圖案化發(fā)光層120。請參照圖1D及圖1E,接著,圖案化第一型半導體層130,以形成彼此分離的多個第一型半導體圖案132,第一犧牲層140可保護第一型半導體層130,避免蝕刻第一型半導體層130時破裂。每一第一型半導體圖案132上配置有對應的一個發(fā)光圖案122與對應的一個第二型半導體圖案112。于其它實施例中,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層120,則每一第一型半導體圖案132上配置有對應的一個第二型半導體圖案112。每一第一型半導體圖案132在傳遞基板S2上的垂直投影面積超出對應的第二型半導體圖案112在傳遞基板S2上的垂直投影面積以及對應的發(fā)光圖案122在傳遞基板S2上的垂直投影面積。第一型半導體圖案132、發(fā)光圖案122與第二型半導體圖案112在遠離傳遞基板S2的方向d上依序排列,即第一型半導體圖案132最靠近傳遞基板S2,第二型半導體圖案112離傳遞基板S2最遠。于其它實施例中,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層120,則第一型半導體圖案132與第二型半導體圖案112在遠離傳遞基板S2的方向d上依序排列,即第一型半導體圖案132最靠近傳遞基板S2,第二型半導體圖案112離傳遞基板S2最遠。
請參照圖1F,接著,形成彼此分離的多個絕緣圖案312。絕緣圖案312覆蓋對應的第二型半導體圖案112、發(fā)光圖案122以及第一型半導體圖案132。絕緣圖案312未覆蓋部份的第二型半導體圖案112。于其它實施例中,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層120,則絕緣圖案310覆蓋對應的第二型半導體圖案112以及第一型半導體圖案132。在本實施例中,絕緣圖案310具有連接部312a。舉例而言,絕緣圖案310的連接部312a由對應的第二型半導體圖案112的上表面延伸到第二型半導體圖案112的側面,并覆蓋發(fā)光圖案122與第一型半導體圖案132的側面。詳言之,在本實施例中,絕緣圖案310包括第一絕緣圖案312與第二絕緣圖案314。第一絕緣圖案312形成在第二型半導體層112上,且覆蓋第二型半導體圖案112的側壁112a、發(fā)光圖案122的側壁122a以及第一型半導體圖案132的側壁132a。第二絕緣圖案314形成在第二型半導體層112上,且覆蓋第二型半導體層112的另一側壁112b以及發(fā)光圖案122的另一側壁122b,并暴露出(或稱為未覆蓋)第一型半導體層132的另一側壁132b。第一絕緣圖案312具有延伸到第二型半導體圖案112、發(fā)光圖案122與第一型半導體圖案132外的連接部312a。連接部312a由第二型半導體層112、發(fā)光圖案122與第一型半導體圖案132上延伸到第一犧牲層140上。于其它實施例,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層120,則絕緣圖案310包含第一與第二絕緣圖案312、314的設計與其它元件的連接關系,就會加以改變,例如:第一絕緣圖案312形成在第二型半導體圖案112上,且覆蓋第二型半導體圖案112的側壁112a以及第一型半導體圖案132的側壁132a。第二絕緣圖案314形成在第二型半導體圖案112上,且覆蓋第二型半導體圖案112的另一側壁112b以及暴露出第一型半導體圖案132的另一側壁132b等等。第一絕緣圖案312的連接部312a通過第一犧牲層140連接至傳遞基板S2。
請參照圖1G,接著,形成第一電極410與第二電極420。第一電極410位于第一型半導體圖案132上且與第一型半導體圖案132電性連接。第二電極420位于第二型半導體圖案112上且與第二型半導體圖案112電性連接。第一型半導體圖案132、發(fā)光圖案122、第二型半導體圖案112、第一電極410與第二電極420可構成微型發(fā)光二極管LED。于其它實施例,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層120,則第一型半導體圖案132、第二型半導體圖案112、第一電極410與第二電極420可構成微型發(fā)光二極管LED。其中,微型發(fā)光二極管LED的尺寸大小為微米或納米等級。在本實施例中,可在同一道制程中,同時形成第一電極410與第二電極420,但本發(fā)明不以此為限。
請參照圖1G及圖1H,接著,移除至少部份的第一犧牲層140、至少部份的第二犧牲層210或至少部份前述二者的堆疊層,以使每一微型發(fā)光二極管LED與傳遞基板S2內(nèi)表面之間存在間隙g,于此便完成了微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000。舉例而言,在本實施例中,可移除被微型發(fā)光二極管LED以及絕緣圖案310(包含第一與第二絕緣圖案312、314)暴露出(或稱為未覆蓋)的部份第一犧牲層140,而保留位于微型發(fā)光二極管LED正下方以及連接部312a正下方的部份第一犧牲層(即第一犧牲圖案142);可移除被微型發(fā)光二極管LED與絕緣圖案310(包含第一與第二絕緣圖案312、314)暴露(或稱為未覆蓋)及位于微型發(fā)光二極管LED正下方的部份的第二犧牲層210,而保留位于連接部312a正下方的部份第二犧牲層(即第二犧牲圖案或稱為被保留的第二犧牲圖案212)。
如圖1H所示,第一犧牲圖案142堆疊于對應的一個第二犧牲圖案212上,相堆疊的部份第一犧牲圖案142與被保留的第二犧牲圖案212構成一個犧牲結構或稱為連接結構S。與微型發(fā)光二極管LED連接的連接部312a通過犧牲結構S暫時固定于傳遞基板S2內(nèi)表面上。犧牲結構S與傳遞基板S2內(nèi)表面之間存在間隙g。在本實施例中,第一犧牲圖案142覆蓋微型發(fā)光二極管LED的第一型半導體圖案132的底部,即第一型半導體圖案132位于第一犧牲圖案142的頂面,且第一犧牲圖案142位于第一型半導體圖案132下方,而第二犧牲圖案212暴露出(或稱為未覆蓋)第一犧牲圖案142的局部底表面(或稱為下表面)142b。于一個較佳實施例中,第一型半導體圖案132于方向d的厚度小于第二型半導體圖案112。然而,本發(fā)明不限于此,在其他實施例中,微型發(fā)光二極管LED也可利用其他型態(tài)的犧牲結構暫時固定在傳遞基板S2上。以下將于后續(xù)段落中配合其他圖式舉例說明之。
請參照圖1G,第一犧牲層140或第二犧牲層210其中至少一者為有機材料層,且第一犧牲層140或第二犧牲層210其中另一者為無機材料層。在本實施例中,第一犧牲層140可為無機材料層(例如:金屬或合金)且第一犧牲層140的材料與絕緣圖案310不相同,而第二犧牲層210可為有機材料層(例如:光阻)為范例,但不限于此。第二犧牲層210具有將微型發(fā)光二極管LED暫時黏著于傳遞基板的功能。請參照圖1G及圖1H,在本實施例中,可先去除相鄰兩個微型發(fā)光二極管LED之間的部份第一犧牲層140,以圖案化出多個第一犧牲圖案142。接著,可利用一干式蝕刻工序(例如:含氧電漿制程)去除第一犧牲圖案142正下方的部份第二犧牲層210并保留連接部312a正下方的部份第二犧牲層210,以形成第二犧牲圖案212。由于干式蝕刻工序不易蝕刻無機材料,例如絕緣圖案310(包含第一與第二絕緣圖案312、314)與第一犧牲圖案142,因此在形成第二犧牲圖案212的過程中,絕緣圖案310(包含第一與第二絕緣圖案312、314)與第一犧牲圖案142可被保留下,進而形成如圖1H所示的犧牲結構S。其中絕緣圖案310材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、其它合適的材料、或上述兩者的組合。然而,本發(fā)明不限于此,在其他實施例中,也可用其他適當方法形成用以暫時固定微型發(fā)光二極管LED的犧牲結構,例如控制蝕刻秒數(shù),所造成的蝕刻選擇性等。
請參照圖1I,接著,利用一彈性轉置頭P提取(pick-up)傳遞基板S2上的微型發(fā)光二極管LED,進而形成微型發(fā)光二極管單元100。當彈性轉置頭P提取微型發(fā)光二極管LED并朝遠離傳遞基板S2的方向d移動時,連接部312a一部份會斷裂,即連接部312a一部份會留在微型發(fā)光二極管LED上、連接部312a另一部份會留在犧牲結構S上,而使微型發(fā)光二極管LED與傳遞基板S2分離,進而形成微型發(fā)光二極管單元100。
請參照圖1J,接著,將微型發(fā)光二極管單元100放置于接收基板710上。圖1J與以下實施例僅繪示一個子像素具有一個驅動微型發(fā)光二極管LED的情形,但本發(fā)明并不以此為限,一個子像素也可具有一個以上的微型發(fā)光二極管LED。微型發(fā)光二極管裝置10000例如為顯示器或其他具有顯示器的電子裝備。微型發(fā)光二極管裝置10000至少包括接收基板710、像素陣列層720、黏著層730、導線500與微型發(fā)光二極管單元100。至少由接收基板710與像素陣列層720構成陣列基板800。其中像素陣列層720配置于接收基板710內(nèi)表面上。像素陣列層720具有多個子像素(圖未示)與多個驅動元件(圖未示),每個子像素具有至少一個驅動元件用以驅動微型發(fā)光二極管LED。通常,微型發(fā)光二極管LED所在的位置就是子像素。黏著層730至少部份覆蓋位于子像素的像素陣列層720。微型發(fā)光二極管LED設置于黏著層上730。詳細而言,微型發(fā)光二極管單元100包括第一型半導體圖案132、位于第一型半導體圖案132上的發(fā)光圖案122、位于發(fā)光圖案122上的第二型半導體圖案112、分別與第一型半導體圖案132以及第二型半導體圖案112電性連接的第一、二電極410、420以及絕緣圖案310(包含第一與第二絕緣圖案312、314)。第一型半導體圖案132在第二型半導體圖案112上的垂直投影面積超出第二型半導體圖案112的面積。絕緣圖案310(包含第一與第二絕緣圖案312、314)覆蓋第一型半導體圖案132以及第二型半導體圖案112且暴露(或稱為未覆蓋)第一、二電極410、420。第一、二電極410、420位于第一型半導體圖案132的同一側。換言之,微型發(fā)光二極管單元100的微型發(fā)光二極管LED較佳為水平式發(fā)光二極管晶片,但并非用以限制本發(fā)明,微型發(fā)光二極管LED也可為垂直式發(fā)光二極管晶片。在本實施例中,第一型半導體圖案132例如為P型半導體圖案,第二型半導體圖案112例如為N型半導體圖案,但本發(fā)明不以此為限。再者,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光圖案122,則第一型半導體圖案132、第二型半導體圖案112、第一電極410與第二電極420可構成微型發(fā)光二極管LED。
在本實施例中,絕緣圖案310(包含第一與第二絕緣圖案312、314)覆蓋微型發(fā)光二極管LED且絕緣圖案310(例如第一絕緣圖案312)具有延伸到微型發(fā)光二極管LED外的連接部312a。微型發(fā)光二極管單元100更包括第一犧牲圖案142。第一犧牲圖案142覆蓋第一型半導體圖案132的底部,即第一型半導體圖案132位于第一犧牲圖案142上。因此,第一型半導體圖案132位于第二型半導體圖112與第一犧牲圖案142之間。若有存在發(fā)光圖案122,則第一型半導體圖案132位于發(fā)光圖案122與第一犧牲圖案142之間。更進一步地說,第一犧牲圖案142具有與第一型半導體圖案132接觸的第一表面(或稱為上表面或內(nèi)表面)142a、相對于第一表面142a的第二表面(或稱為底表面或外表面)142b以及位于第一表面142a與第二表面142b之間的側壁142c,即連接第一表面142a與第二表面142b的側壁142c。絕緣圖案312覆蓋第一犧牲圖案142的第一表面142a而暴露(或稱為未覆蓋)第一犧牲圖案142的側壁142c與第二表面142b。但本發(fā)明不限于此,在其他實施例中,微型發(fā)光二極管單元也可不包括第一犧牲圖案142。以下將于后續(xù)段落中配合其他圖式舉例說明之。
在上述微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000及微型發(fā)光二極管單元100的制造方法中,較佳設計第一型半導體圖案132為P型半導體,第二型半導體圖案132為N型半導體,且第一型半導體圖案132于方向d上的厚度是小于第二型半導體圖案112于方向d上的厚度。然為了避免第一型半導體圖案132因厚度較薄而容易破裂,因此于微型發(fā)光二極管LED的下表面覆蓋有第一犧牲圖案142,相較于未覆蓋有第一犧牲圖案142的發(fā)光二極管,避免于沉積第一、二電極前須再次翻轉,使第一型半導體圖案132位于最上層。本實施例因具有第一犧牲圖案142可省略至少一次轉置動作,進而達到簡化制程的效果。此外,因犧牲結構S的第一犧牲圖案142下表面與傳遞基板S2上表面(或稱為內(nèi)表面)之間存在間隙g,形成暫時固定結構,而可使用彈性轉置頭P黏附或吸附微型發(fā)光二極管單元100,避免對位的動作費工費時,而使轉置微型發(fā)光二極管單元100的速度提升。
圖2A至圖2B為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管單元的中介結構的部分制造方法的剖面示意圖。圖2A至圖2B的微型發(fā)光二極管單元的中介結構的部分制造方法與圖1H至圖1I的微型發(fā)光二極管單元的中介結構的部分制造方法類似,因此相同或相對應的構件以相同或相對應的標號表示。兩者主要的差異在于:圖2A至圖2B的第一、二犧牲圖案142A、212A的結構及形成方法與圖1H至圖1I的第一、二犧牲圖案142、212的結構及形成方法不同。此外,在微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000A的制造過程中,在圖2A之前的制造流程與圖1A至圖1G所示的制造流程相同,因此關于圖2A以前的制造流程請參考圖1A至圖1G及前述說明,于此便不再重復繪示與說明。
請參照圖1G及圖2A,在形成如圖1G所示的結構后,接著,移除至少部份的第一犧牲層140、至少部份的第二犧牲層210或至少部份前述二者的堆疊層,以使每一微型發(fā)光二極管LED與傳遞基板S2內(nèi)表面之間存在間隙g,以完成微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000A。與圖1G的微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000不同的是,在圖2A的實施例中,第一犧牲層140與第二犧牲層210可皆為有機材料或無機材料,而可在同一道制程中同時圖案化出第一、二犧牲圖案142A、212A。詳言之,可同時移除被微型發(fā)光二極管LED與絕緣圖案310(包含第一與第二絕緣圖案312、134)暴露(或稱為未覆蓋)以及位于微型發(fā)光二極管LED正下方的部份第一犧牲層140與部份第二犧牲層210,而保留位于連接部312a正下方的部份第一犧牲層140(即第一犧牲圖案142A)與部份第二犧牲層210(即第二犧牲圖案212A)?;蛘?,第一犧牲層140可為無機材料層(例如:金屬或合金)且第一犧牲層140的材料與絕緣圖案312不相同,而第二犧牲層210可為有機材料層(例如:光阻),其中第一犧牲層140使用濕式蝕刻的方式移除,第二犧牲層210使用干式蝕刻工序(例如:含氧電漿制程)分次移除,然本發(fā)明并不以此為限。犧牲結構S的第一犧牲圖案142A及第二犧牲圖案212A共同暴露(或稱為未覆蓋)第一型半導體圖案132的底部。犧牲結構S與絕緣圖案310(例如第一絕緣圖案312)的連接部312a連接。
請參照圖2B,接著,利用一彈性轉置頭P提取傳遞基板S2上的微型發(fā)光二極管LED,進而形成微型發(fā)光二極管單元100A。當彈性轉置頭P提取微型發(fā)光二極管LED并朝遠離傳遞基板S2的方向d移動時,絕緣圖案310(例如第一絕緣圖案312)的連接部312a會斷裂,即連接部312a一部份會留在微型發(fā)光二極管LED上,連接部312a另一部份會留在犧牲結構S上,而使微型發(fā)光二極管LED與傳遞基板S2分離,進而形成微型發(fā)光二極管單元100A,但本發(fā)明并不以此為限定。
微型發(fā)光二極管單元100A包括第一型半導體圖案132、位于第一型半導體圖案132上的第二型半導體圖案112、分別與第一型半導體圖案132以及第二型半導體圖案112電性連接的第一、二電極410、420以及絕緣圖案310(包含第一與第二絕緣圖案312、314)。于其它實施例中,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間加以插入發(fā)光圖案122,則發(fā)光圖案122位于第一型半導體圖案132上,且第二型半導體圖案112位于發(fā)光圖案122上。第一型半導體圖案132在第二型半導體圖案上112的垂直投影面積超出第二型半導體圖案112的面積。絕緣圖案310(包含第一與第二絕緣圖案312、314)覆蓋第一型半導體圖案132以及第二型半導體圖案112且部份暴露(或稱為未覆蓋)第一、二電極410、420。第一、二電極410、420位于第一型半導體圖案132的同一側。換言之,微型發(fā)光二極管單元100A較佳為水平式發(fā)光二極管晶片。
與微型發(fā)光二極管單元100不同的是,微型發(fā)光二極管單元100A不包括覆蓋第一型半導體圖案132的犧牲結構S,而第一型半導體圖案132的底部可被暴露出來,即第一型半導體圖案132的底部(下表面)未被膜層所覆蓋。微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000A及微型發(fā)光二極管單元100A的制造方法具有與前述微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000及微型發(fā)光二極管單元100的制造方法類似的功效與優(yōu)點,于此便不再重述。
圖3A至圖3B為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管單元的中介結構的部分制造方法的剖面示意圖。圖3A至圖3B的微型發(fā)光二極管單元的中介結構的部分制造方法與圖1H至圖1I的微型發(fā)光二極管單元的中介結構的部分制造方法類似,因此相同或相對應的構件以相同或相對應的標號表示。兩者主要的差異在于:在圖3A至圖3B的實施例中,可不圖案化第二犧牲層210。此外,在微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000B的制造過程中,在圖3A之前的制造流程與圖1A至圖1G的制造流程相同,因此關于圖3A以前的制造流程請參考圖1A至圖1G及前述說明,于此便不再重復繪示與說明。
請參照圖1G及圖3A,在形成如圖1G所示的結構后,接著,移除至少部份的第一犧牲層140、至少部份的第二犧牲層210或其組合,以使每一微型發(fā)光二極管LED與傳遞基板S2之間存在間隙g,以完成微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000B。與微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000的制造方法不同的是,在圖3A的實施例中,除了移除被微型發(fā)光二極管LED及絕緣圖案310包含(第一與第二絕緣圖案312、314)暴露出(未被覆蓋)的部份第一犧牲層142外,更可移除位于微型發(fā)光二極管LED正下方的部份第一犧牲層142,而保留位于連接部312a正下方的部份第一犧牲層142(即第一犧牲圖案142B)以及完整的第二犧牲層210。第二犧牲層210覆蓋傳遞基板S2。第一犧牲圖案142B配置于第二犧牲層210上。絕緣圖案310(例如第一絕緣圖案312)的連接部312a通過第一犧牲圖案142B暫時固定在第二犧牲層210上。微型發(fā)光二極管LED、絕緣圖案310(例如第一絕緣圖案312)的連接部312a、第一犧牲圖案142B與第二犧牲層210上表面定義出間隙g。舉例而言,在圖3A的實施例中,第一犧牲層140可為無機材料層(例如:金屬),第二犧牲層210可為有機材料層(例如:光阻),而可利用濕式蝕刻去除部份第一犧牲層140,以圖案化出第一犧牲圖案142B,而保留第二犧牲層210。由于濕式蝕刻序可去除無機材料但不易去除有機材料(例如:第二犧牲層210),因此在圖案化出第一犧牲圖案142B的過程中,第二犧牲層210可被保留。
請參照圖3B,接著,利用一彈性轉置頭P提取傳遞基板S2上的微型發(fā)光二極管LED,進而形成微型發(fā)光二極管單元100B。當彈性轉置頭P提取微型發(fā)光二極管LED并朝遠離傳遞基板S2的方向d移動時,絕緣圖案310(例如第一絕緣圖案312)的連接部312a會斷裂,即連接部312a一部份會留在微型發(fā)光二極管LED上,連接部312a另一部份會留在犧牲結構S上,而使微型發(fā)光二極管LED與傳遞基板S2分離,進而形成微型發(fā)光二極管單元100B。
微型發(fā)光二極管單元100B包括第一型半導體圖案132、位于第一型半導體圖案132上的發(fā)光圖案122、位于發(fā)光圖案122上的第二型半導體圖案112、分別與第一型半導體圖案132以及第二型半導體圖案112電性連接的第一、二電極410、420以及絕緣圖案310(包含第一與第二絕緣圖案312、314)。于其它實施例,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層120,則第二型半導體圖案112位于第一型半導體圖案132上。第一型半導體圖案132在第二型半導體圖案上112的垂直投影面積超出第二型半導體圖案112的面積。絕緣圖案310(包含第一與第二絕緣圖案312、314)覆蓋第一型半導體圖案132以及第二型半導體圖案112且部份暴露(或稱為未覆蓋)第一、二電極410、420。第一、二電極410、420位于第一型半導體圖案132的同一側。換言之,微型發(fā)光二極管單元100B較佳為水平式發(fā)光二極管晶片。
與微型發(fā)光二極管單元100不同的是,微型發(fā)光二極管單元100B不包括覆蓋第一型半導體圖案132的犧牲圖案,而第一型半導體圖案132的底部(或稱為下表面)可被暴露(或稱為不被覆蓋)。微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000B及微型發(fā)光二極管單元100B的制造方法具有與前述微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000及微型發(fā)光二極管單元100的制造方法類似的功效與優(yōu)點,于此便不再重述。
圖4A至圖4H為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管單元的中介結構的制造方法的剖面示意圖。圖4A至圖4H的微型發(fā)光二極管單元的中介結構的制造方法與圖1A至圖1I的微型發(fā)光二極管單元的中介結構的制造方法類似,因此相同或相對應的構件以相同或相對應的標號表示。兩者主要的差異在于:在圖4A至圖4H的實施例中,是先形成絕緣圖案310C與第一、二電極410、420后,才形成第一型半導體圖案132C,而不像在圖1A至圖1I的實施例中,是先圖案化出第一型半導體圖案132后,才形成絕緣圖案310與第一、二電極410、420。以下主要就此差異處做說明,兩者相同處還請參照前述說明,于此便不再重述。
請參照圖4A,首先,提供半導體結構10。半導體結構10包括依序堆疊于生長基板S1內(nèi)表面上的多層半導體(未標注)以及第一犧牲層140。第一犧牲層140設置于多層半導體上。多層半導體包含第一型半導體層130、一與該第一型半導體層110極性相反的第二型半導體層。第一型與第二型半導體層130、110的極性可分別為N或P型半導體層。于本發(fā)明的實施例中,以第一型半導體層130為P型半導體層在生長基板S1內(nèi)表面上及以第二型半導體層110為N型半導體層在第一型半導體層與生長基板S1之間為范例,但不限于此。于其它實施例中,以第一型半導體層130為N型半導體層在生長基板S1內(nèi)表面上及第二型半導體層110為P型半導體層在第一型半導體層上。于本發(fā)明的實施例中,可選擇的于第一型與第二型半導體層的交界處作為發(fā)光處或者第一型與第二型半導體層的交界處可再插入一膜層當作發(fā)光層120。本發(fā)明的實施例,是以第一型與第二型半導體層的交界處可再插入一膜層當作發(fā)光層120為范例,但不限于此。于其它實施例中,第一型與第二型半導體層的交界處沒有插入膜層當作發(fā)光層亦可適用。請參照圖4B,接著,提供承載結構20。承載結構20包括傳遞基板S2以及覆蓋傳遞基板S2內(nèi)表面的第二犧牲層210。接著,如圖4B所示,接合半導體結構10的第一犧牲層140與承載結構20的第二犧牲層210,以使半導體結構10固定在承載結構20上。請參照圖4B及圖4C,接著,移除半導體結構10的生長基板S1。請參照圖4C及圖4D,接著,圖案化第二型半導體層110與發(fā)光層120,以形成彼此分離的多個第二型半導體圖案112與彼此分離的多個發(fā)光圖案122。每一發(fā)光圖案122上配置有對應的一個第二型半導體圖案112。于其它實施例中,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層120,就不會圖案化發(fā)光層120,則每一第一型半導體圖案132C上配置有對應的一個第二型半導體圖案112。
與圖1A至圖1I的實施例不同的是,如圖4D及圖4E所示,在本實施例中,是在圖案化出第二型半導體圖案112與發(fā)光圖案122之后、圖案化第一型半導體層130之前,于第二型半導體圖案112、發(fā)光圖案122及第一型半導體層130上形成絕緣圖案310C。于其它實施例中,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層120,則絕緣圖案310C覆蓋對應的第二型半導體圖案112以及第一型半導體圖案132C。絕緣圖案310C覆蓋第二型半導體圖案112的側壁112a、112b及發(fā)光圖案122的側壁122a、122b。絕緣圖案310C具有延伸至第二型半導體圖案112與發(fā)光圖案122外的連接部312aC。連接部312aC延伸并固定在第一型半導體層130上。接著,在于絕緣圖案310C上形成第一、二電極410、420。第一電極410與第一型半導體層130電性連接。第二電極420與第二型半導體圖案112電性連接。
請參照圖4E及圖4F,接著,移除被第二型半導體圖案112、絕緣圖案310C及第一、二電極410、420暴露出(或稱為未覆蓋)的部份第一型半導體層130,以形成多個第一型半導體圖案132C。每一第一型半導體圖案132C上配置有對應的一個發(fā)光圖案122與對應的一個第二型半導體圖案112。相對應的一個第一型半導體圖案132C、一個發(fā)光圖案122、一個第二型半導體圖案與第一、二電極410、420構成一個微型發(fā)光二極管LED。于其它實施例,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層120,則第一型半導體圖案132C、第二型半導體圖案112、第一電極410與第二電極420可構成微型發(fā)光二極管LED。其中,微型發(fā)光二極管LED的尺寸大小為微米或納米等級。多個微型發(fā)光二極管LED陣列排列在傳遞基板S2上。每一微型發(fā)光二極管LED的第一型半導體圖案132C在傳遞基板S2上的垂直投影面積較佳地超出對應的第二型半導體圖案112在傳遞基板S2上的垂直投影面積以及對應的發(fā)光圖案122在傳遞基板S2上的垂直投影面積。每一微型發(fā)光二極管LED的第一型半導體圖案132C、發(fā)光圖案122與第二型半導體圖案112在遠離傳遞基板S2的方向d上依序排列。與圖1A至圖1I的實施例不同的是,如圖4F所示,在本實施例中,絕緣圖案310C(例如第一絕緣圖案312C)未覆蓋第一型半導體圖案132C的側壁132a。
請參照圖4F及圖4G,接著,移除至少部份的第一犧牲層140、至少部份的第二犧牲層210或至少部份前述二者的堆疊層,以使每一微型發(fā)光二極管LED與傳遞基板S2內(nèi)表面之間存在間隙g,例如:每一微型發(fā)光二極管LED下方的第一第一犧牲層140的外表面(底表面)與傳遞基板S2內(nèi)表面之間存在間隙g,于此便完成了微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000C。舉例而言,在本實施例中,可移除被微型發(fā)光二極管LED以及絕緣圖案310C暴露出(或稱為未覆蓋)的部份第一犧牲層140,而保留位于微型發(fā)光二極管LED正下方以及位于連接部312aC正下方的部份第一犧牲層(即第一犧牲圖案142);可移除被微型發(fā)光二極管LED與絕緣圖案310C暴露(或稱為未覆蓋)及位于微型發(fā)光二極管LED正下方的部份的第二犧牲層210,而保留位于連接部312aC正下方的部份第二犧牲層(即第二犧牲圖案212)。如圖4G所示,部份第一犧牲圖案142堆疊于對應的一個第二犧牲圖案212上,相堆疊的一個第一犧牲圖案142與一個第二犧牲圖案212構成一個犧牲結構或稱為連接結構S。與微型發(fā)光二極管LED連接的連接部312aC通過犧牲結構S暫時固定于傳遞基板S2上。犧牲結構S與傳遞基板內(nèi)表面S2之間存在間隙g。在本實施例中,第一犧牲圖案142覆蓋微型發(fā)光二極管LED的第一型半導體圖案132C的底部,而第二犧牲圖案212暴露出(或稱為未覆蓋)第一犧牲圖案142與第一型半導體圖案132C重疊的一部份。
請參照圖4H,接著,利用彈性轉置頭P提取傳遞基板S2上的微型發(fā)光二極管LED。當彈性轉置頭P提取微型發(fā)光二極管LED并朝遠離傳遞基板S2的方向d移動時,至少部份的犧牲結構S與傳遞基板S2分離,進而使微型發(fā)光二極管LED離開傳遞基板S2,并形成微型發(fā)光二極管單元100C。詳言之,若第二犧牲圖案212的尺寸極小(例如:數(shù)個平方微米),在本實施例中,第二犧牲圖案212可從第一犧牲圖案142上剝離而留于傳遞基板S2。然而,本發(fā)明不限于此,在其他實施例中,當彈性轉置頭P提取微型發(fā)光二極管LED時,也有可能發(fā)生其他情況,例如:(1)第二犧牲圖案212可能部份殘留于第一犧牲圖案142、(2)第二犧牲圖案212可能部分殘留于傳遞基板S2或(3)第二犧牲圖案212可能從傳遞基板S2上剝離而離開。
請參照圖4H,微型發(fā)光二極管單元100C包括第一型半導體圖案132C、位于第一型半導體圖案132C上的發(fā)光圖案122、位于發(fā)光圖案122上的第二型半導體圖案112、分別與第一型半導體圖案132C以及第二型半導體圖案112電性連接的第一、二電極410、420以及絕緣圖案310C。第一型半導體圖案132C在第二型半導體圖案上112的垂直投影面積超出第二型半導體圖案112的面積。絕緣圖案310C覆蓋第一型半導體圖案132C以及第二型半導體圖案112且暴露第一、二電極410、420。
在本實施例中,絕緣圖案310C覆蓋微型發(fā)光二極管LED且具有延伸到發(fā)光圖案122與第二型半導體圖案112外側的連接部312aC。詳言之,絕緣圖案310C包括第一絕緣圖案312C與第二絕緣圖案314C。第一絕緣圖案312C形成在第二型半導體圖案112上,且覆蓋第二型半導體圖案112的側壁112a以及發(fā)光圖案122的側壁122a。第一絕緣圖案312C暴露出(或稱為未覆蓋)第一型半導體圖案132C的側壁132a。第二絕緣圖案314C形成在第二型半導體圖案112上,且覆蓋第二型半導體圖案112的側壁112b以及發(fā)光圖案122的側壁122b。第二絕緣圖案314C暴露出(或稱為未覆蓋)第一型半導體圖案132C的側壁132b。于其它實施例,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層120,則絕緣圖案310C包含第一與第二絕緣圖案312C、314C的設計與其它元件的連接關系,就會如前所述加以改變。絕緣圖案310C(包含第一與第二絕緣圖案312C、314C)未超出第一型半導體圖案132C。在本實施例中,微型發(fā)光二極管單元100C更包括第一犧牲圖案142。第一犧牲圖案142覆蓋第一型半導體圖案132的底部。第一型半導體圖案132C位于發(fā)光圖案122與第一犧牲圖案142之間。然而,本發(fā)明不限與此,在其他實施例中,微型發(fā)光二極管單元也可不包括第一犧牲圖案142。微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000C及微型發(fā)光二極管單元100C的制造方法具有與前述微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000及微型發(fā)光二極管單元100的制造方法類似的功效與優(yōu)點,于此便不再重述。
圖5A至圖5B為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管單元的中介結構的部分制造方法的剖面示意圖。圖5A至圖5B的微型發(fā)光二極管單元的中介結構的部分制造方法與圖4G至圖4H的微型發(fā)光二極管單元的中介結構的部分制造方法類似,因此相同或相對應的構件以相同或相對應的標號表示。兩者主要的差異在于:圖5A至圖5B的第一、二犧牲圖案142D、212D的結構及形成方法與圖4G至圖4H的第一、二犧牲圖案142、212的結構及形成方法不同。此外,在微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000D的制造過程中,在圖5A之前的制造流程與圖4A至圖4F所示的制造流程相同,因此關于圖5A以前的制造流程請參考圖4A至圖4F及前述說明,于此便不再重復繪示與說明。
請參照圖4F及圖5A,在形成如圖4F所示的結構后,接著,移除至少部份的第一犧牲層140、至少部份的第二犧牲層210或至少部份前述二者的堆疊層,以使每一微型發(fā)光二極管LED與傳遞基板S2之間存在間隙g,例如:每一微型發(fā)光二極管LED的第一型半導體圖案132C的外表面(底表面)與傳遞基板S2內(nèi)表面之間存在間隙g,進而完成微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000D。與微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000不同的是,在圖5A的實施例中,第一犧牲層140與第二犧牲層210可皆為有機材料或無機材料,而可在同一道制程中同時圖案化出第一、二犧牲圖案142D、212D。詳言之,可移除被微型發(fā)光二極管LED與絕緣圖案310C(包含第一與第二絕緣圖案312C、314C)暴露(或稱為未覆蓋)以及位于微型發(fā)光二極管LED正下方的部份第一犧牲層140與部份第二犧牲層210,而保留位于連接部312aC正下方的部份第一犧牲層140(即第一犧牲圖案142D)與部份第二犧牲層210(即第二犧牲圖案212D)。犧牲結構(或稱為連接結構)S的第一犧牲圖案142D及第二犧牲圖案212D共同暴露(或稱為未覆蓋)發(fā)第一型半導體圖案132C的底部。犧牲結構S與絕緣圖案310C(例如:第一絕緣圖案312C)的連接部312aC連接。
請參照圖5B,接著,利用彈性轉置頭P提取傳遞基板S2上的微型發(fā)光二極管LED,進而形成微型發(fā)光二極管單元100D。當彈性轉置頭P提取微型發(fā)光二極管LED并朝遠離傳遞基板S2的方向d移動時,第一型半導體圖案132C與犧牲結構S分離,例如犧牲結構S會留在傳遞基板S2內(nèi)表面上,進而形成微型發(fā)光二極管單元100D。
微型發(fā)光二極管單元100D包括第一型半導體圖案132C、位于第一型半導體圖案132C上的發(fā)光圖案122、位于發(fā)光圖案122上的第二型半導體圖案112、分別與第一型半導體圖案132C以及第二型半導體圖案112電性連接的第一、二電極410、420以及絕緣圖案310C(包含第一與第二絕緣圖案312C、314C)。于其它實施例,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層120,則第一型半導體圖案132C、第二型半導體圖案112、第一電極410與第二電極420可構成微型發(fā)光二極管單元LED。其中,微型發(fā)光二極管單元LED的尺寸大小為微米或納米等級。第一型半導體圖案132C在第二型半導體圖案上112的垂直投影面積超出第二型半導體圖案112的面積。絕緣圖案310C(包含第一與第二絕緣圖案312C、314C)覆蓋第一型半導體圖案132C以及第二型半導體圖案112且部份暴露(或稱為未覆蓋)第一、二電極410、420。第一、二電極410、420位于第一型半導體圖案132C的同一側。換言之,微型發(fā)光二極管單元100D為水平式發(fā)光二極管晶片。絕緣圖案310C(包含第一與第二絕緣圖案312C、314C)覆蓋微型發(fā)光二極管LED且絕緣圖案310C(例如第一絕緣圖案312C)具有延伸到發(fā)光圖案122與第二型半導體圖案112外的連接部312aC。
與微型發(fā)光二極管單元100C不同的是,微型發(fā)光二極管單元100D不包括覆蓋第一型半導體圖案132C的犧牲圖案,而第一型半導體圖案132C的底部可被暴露出(或稱為未被覆蓋)。微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000D及微型發(fā)光二極管單元100D的制造方法具有與前述微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000及微型發(fā)光二極管單元100的制造方法類似的功效與優(yōu)點,于此便不再重述。
圖6A至圖6B為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管單元的中介結構的部分制造方法的剖面示意圖。圖6A至圖6B的微型發(fā)光二極管單元的中介結構的部分制造方法與圖4G至圖4H的微型發(fā)光二極管單元的中介結構的部分制造方法類似,因此相同或相對應的構件以相同或相對應的標號表示。兩者主要的差異在于:在圖6A至圖6B的實施例中,第二犧牲層210可未被圖案化。此外,在微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000E的制造過程中,在圖6A之前的制造流程與圖4A至圖4F的制造流程相同,因此關于圖6A以前的制造流程請參考圖4A至圖4F及前述說明,于此便不再重復繪示與說明。
請參照圖4F及圖6A,在形成如圖4F所示的結構后,接著,移除至少部份的第一犧牲層140、至少部份的第二犧牲層210或至少部份前述二者的堆疊層,以使每一微型發(fā)光二極管LED與傳遞基板S2之間存在間隙g,進而完成微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000E。與微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000C不同的是,在圖6A的實施例中,除了移除被微型發(fā)光二極管LED及絕緣圖案310C(包含第一與第二絕緣圖案312C、314C)暴露出(或稱為未覆蓋)的部份第一犧牲層142外,更可移除位于微型發(fā)光二極管LED正下方的部份第一犧牲層142,而保留位于連接部312aC正下方的部份第一犧牲層142(即第一犧牲圖案142E)以及完整的第二犧牲層210。第二犧牲層210覆蓋傳遞基板S2內(nèi)表面。第一犧牲圖案142E配置于第二犧牲層210上。絕緣圖案310C(例如第一絕緣圖案312C)的連接部312aC通過第一犧牲圖案142E暫時固定在第二犧牲層210上。微型發(fā)光二極管LED底面(或稱為下表面或外表面),即第一型半導體圖案132C底面(或稱為下表面或外表面)、第一犧牲圖案142E與第二犧牲層210內(nèi)表面(或稱為上表面)定義出間隙g。
請參照圖6B,接著,利用彈性轉置頭P提取傳遞基板S2上的微型發(fā)光二極管LED,進而形成微型發(fā)光二極管單元100E。當彈性轉置頭P提取微型發(fā)光二極管LED并朝遠離傳遞基板S2的方向d移動時,第一型半導體圖案132C與第一犧牲圖案142E分離,例如第一犧牲圖案142E留在第二犧牲層210內(nèi)表面(或稱為上表面)上,進而形成微型發(fā)光二極管單元100E。
微型發(fā)光二極管單元100E包括第一型半導體圖案132C、位于第一型半導體圖案132C上的發(fā)光圖案122、位于發(fā)光圖案122上的第二型半導體圖案112、分別與第一型半導體圖案132C及第二型半導體圖案112電性連接的第一、二電極410、420以及絕緣圖案310C(包含第一與第二絕緣圖案312C、314C)。于其它實施例,如前所述,若于第一型與第二型半導體層132C、112之間不加以插入發(fā)光層120,則第一型半導體圖案132C、第二型半導體圖案112、第一電極410與第二電極420可構成微型發(fā)光二極管單元LED。其中,微型發(fā)光二極管單元LED的尺寸大小為微米或納米等級。第一型半導體圖案132C在第二型半導體圖案上112的垂直投影面積超出第二型半導體圖案112的面積。絕緣圖案310C(包含第一與第二絕緣圖案312C、314C)覆蓋第一型半導體圖案132C以及第二型半導體圖案112且暴露(或稱為未覆蓋)第一、二電極410、420。第一、二電極410、420位于第一型半導體圖案132C的同一側。換言之,微型發(fā)光二極管單元100E為水平式發(fā)光二極管晶片。絕緣圖案310C(包含第一與第二絕緣圖案312C、314C)覆蓋微型發(fā)光二極管LED且絕緣圖案310C(例如第一絕緣圖案312C)具有延伸到發(fā)光圖案122與第二型半導體圖案112外的連接部312aC。與微型發(fā)光二極管單元100C不同的是,微型發(fā)光二極管單元100E不包括覆蓋第一型半導體圖案132C的犧牲圖案,而第一型半導體圖案132C的底部可被暴露(或稱為未被覆蓋)。微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000E及微型發(fā)光二極管單元100E的制造方法具有與前述微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000及微型發(fā)光二極管單元100的制造方法類似的功效與優(yōu)點,于此便不再重述。
圖7A至圖7I為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管單元的中介結構的制造方法的剖面示意圖。圖7A至圖7I的發(fā)光二極管中介結構的制造方法與圖1A至圖1I的微型發(fā)光二極管的中介結構的制造方法類似,因此相同或相對應的構件以相同或相對應的標號表示。兩者主要的差異在于:在圖7A至圖7I的實施例中,是先形成第一、二犧牲圖案142F、212F后,才形成絕緣圖案310F(包含第一與第二絕緣圖案312F、314F),而不像在圖1A至圖1I的實施例中,是先形成絕緣圖案310(包含第一與第二絕緣圖案312、314)后,才形成第一、二犧牲圖案142、212。以下主要就此差異處做說明,兩者相同處還請參照前述說明,于此便不再重述。
請參照圖7A,首先,提供半導體結構10。半導體結構10包括依序堆疊于生長基板S1內(nèi)表面上的多層半導體(未標注)以及第一犧牲層140。第一犧牲層140設置于多層半導體上。多層半導體包含第一型半導體層130、一與該第一型半導體層極性相反的第二型半導體層110。第一型與第二型半導體層130、110的極性可分別為N或P型半導體層。于本發(fā)明的實施例中,以第一型半導體層130為P型半導體層在生長基板S1內(nèi)表面上及以第二型半導體層110為N型半導體層在第一型半導體層與生長基板S1之間為范例,但不限于此。于其它實施例中,以第一型半導體層130為N型半導體層在生長基板S1內(nèi)表面上及第二型半導體層110為P型半導體層在第一型半導體層上。于本發(fā)明的實施例中,可選擇的于第一型與第二型半導體層的交界處作為發(fā)光處或者第一型與第二型半導體層的交界處可再插入一膜層當作發(fā)光層120。本發(fā)明的實施例,是以第一型與第二型半導體層的交界處可再插入一膜層當作發(fā)光層120為范例,但不限于此。于其它實施例中,第一型與第二型半導體層的交界處沒有插入膜層當作發(fā)光層亦可適用。請參照圖7B,接著,提供承載結構20。承載結構20包括傳遞基板S2以及覆蓋傳遞基板S2內(nèi)表面的第二犧牲層210。接著,如圖7B所示,接合半導體結構10的第一犧牲層140與承載結構20的第二犧牲層210,以使半導體結構10固定在承載結構20上。請參照圖7B及圖7C,接著,移除半導體結構10的生長基板S1。請參照圖7C及圖7D,接著,圖案化第二型半導體層110、發(fā)光層120與第一型半導體層130,以形成彼此分離的多個第二型半導體圖案112、彼此分離的多個發(fā)光圖案122以及彼此分離的多個第一型半導體圖案132C。于其它實施例中,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層120,則每一第一型半導體圖案132C上配置有對應的一個第二型半導體圖案112。相對應的一個第一型半導體圖案132C、一個發(fā)光圖案122與一個第二型半導體圖案在遠離傳遞基板S2的方向d上依序堆疊,即第一型半導體圖案132C最靠近傳遞基板S2,第二型半導體圖案112離傳遞基板S2最遠。于其它實施例中,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層120,則第一型半導體圖案132C與第二型半導體圖案112在遠離傳遞基板S2的方向d上依序排列,即第一型半導體圖案132C最靠近傳遞基板S2,第二型半導體圖案112離傳遞基板S2最遠。
請參照圖7D及圖7E,接著,移除被第一型半導體圖案132C暴露(或稱為未覆蓋)的部份第一犧牲層140以及部份第二犧牲層210,以形成多個第一犧牲圖案142F與多個第二犧牲圖案212F。每一第一犧牲圖案142F與對應的一個第二犧牲圖案212F堆疊成一個犧牲結構或稱為連接結構S。第一型半導體圖案132C、發(fā)光圖案122與第二型半導體圖案配置在犧牲結構S上。于其它實施例中,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層120,則第一型半導體圖案132C與第二型半導體圖案112配置在犧牲結構S上。請參照圖7F,接著,形成絕緣圖案310F包含第一絕緣圖案312F以及第二絕緣圖案314F。第一絕緣圖案312F形成于第二型半導體圖案112上,并覆蓋第二型半導體圖案112的側壁112a、發(fā)光圖案122的側壁122a以及第一型半導體圖案132C的側壁132a。第一絕緣圖案312F更可覆蓋犧牲結構S的側壁。第二絕緣圖案314F形成于第二型半導體層112上,并覆蓋第二型半導體層112的另一側壁112b、發(fā)光圖案122的另一側壁122b且暴露出(或稱為未覆蓋)第一型半導體圖案132C的另一側壁132b。于其它實施例,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層120,則絕緣圖案310F包含第一與第二絕緣圖案312F、314F的設計與其它元件的連接關系,就會加以改變,例如:第一絕緣圖案312F形成在第二型半導體圖案112上,且覆蓋第二型半導體圖案112的側壁112a以及第一型半導體圖案132C的側壁132a。第二絕緣圖案314形成在第二型半導體圖案112上,且覆蓋第二型半導體圖案112的另一側壁112b以及暴露出(或稱為未覆蓋)第一型半導體圖案132C的另一側壁132b等等。第一絕緣圖案312F具有連接部312aF。連接部312aF延伸至微型發(fā)光二極管LED外且與犧牲結構S連接。更進一步地說,在本實施例中,連接部312aF可直接連接/直接接觸至傳遞基板S2內(nèi)表面,而與傳遞基板S2內(nèi)表面接觸。
請參照圖7G,接著,于微型發(fā)光二極管LED上形成第一電極410與第二電極420。第一電極410位于第一型半導體圖案132C上且與第一型半導體圖案132C電性連接。第二電極420位于第二型半導體圖案112上且與第二型半導體圖案112電性連接。請參照圖7G及圖7H,接著,移除第一犧牲圖案142F、第二犧牲圖案212F或至少部份前述二者的堆疊層,以使每一微型發(fā)光二極管LED底表面(例如:第一犧牲圖案142F底表面)、絕緣圖案310F(例如:第一絕緣圖案312F)的連接部312aF與傳遞基板S2內(nèi)表面之間存在間隙g,于此便完成了微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000F。舉例而言,在本實施例中,可移除位于微型發(fā)光二極管LED正下方的第二犧牲圖案212F,而保留位于微型發(fā)光二極管LED正下方的第一犧牲圖案142F。第一犧牲圖案142F位于微型發(fā)光二極管LED底表面(或稱為下表面或外表面)與傳遞基板S2內(nèi)表面之間。第一犧牲圖案142F覆蓋第一型半導體圖案132C的底部且與連接部312aF連接。連接部312aF、第一犧牲圖案142F底表面以及傳遞基板S內(nèi)表面定義出間隙g。
請參照圖7I,接著,利用彈性轉置頭P提取傳遞基板S2上的微型發(fā)光二極管LED,進而形成微型發(fā)光二極管單元100F。當彈性轉置頭P提取微型發(fā)光二極管LED并朝遠離傳遞基板S2的方向d移動時,連接部312aF一部份會斷開,即連接部312aF一部份會留在微型發(fā)光二極管LED上、連接部312aF另一部份會留在傳遞基板S2內(nèi)表面上,而使微型發(fā)光二極管LED與傳遞基板S2分離,進而形成微型發(fā)光二極管單元100F。
微型發(fā)光二極管單元100F包括第一型半導體圖案132C、位于第一型半導體圖案132C上的發(fā)光圖案122、位于發(fā)光圖案122上的第二型半導體圖案112、分別與第一型半導體圖案132C以及第二型半導體圖案112電性連接的第一、二電極410、420以及絕緣圖案310F(包含第一與第二絕緣圖案312F、314F)。于其它實施例,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層120,則第一型半導體圖案132C、第二型半導體圖案112、第一電極410與第二電極420可構成微型發(fā)光二極管單元LED。其中,微型發(fā)光二極管單元LED的尺寸大小為微米或納米等級。第一型半導體圖案132C在第二型半導體圖案上112的垂直投影面積較佳地超出第二型半導體圖案112的面積。絕緣圖案310F(包含第一與第二絕緣圖案312F、314F)覆蓋第一型半導體圖案132C以及第二型半導體圖案112且暴露(或稱為未覆蓋)第一電極410與第二電極420。第一電極410與第二電極420位于第一型半導體圖案132C的同一側。意即,微型發(fā)光二極管單元100F較佳地為水平式發(fā)光二極管晶片。
絕緣圖案310F(包含第一與第二絕緣圖案312F、314F)覆蓋微型發(fā)光二極管LED且絕緣圖案310F(例如第一絕緣圖案312F)具有延伸到微型發(fā)光二極管LED外的連接部312aF。在本實施例中,微型發(fā)光二極管單元100F更包括第一犧牲圖案142F。第一犧牲圖案142F覆蓋第一型半導體圖案132C的底部。第一型半導體圖案132C位于發(fā)光圖案122與第一犧牲圖案142F之間。與圖1I的微型發(fā)光二極管單元100不同的是,第一絕緣圖案312F除了覆蓋第二型半導體圖案112、發(fā)光層122及第一型半導體圖案132C的側壁112a、122a、132a外更覆蓋第一犧牲圖案142F的側壁142c。微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000F及微型發(fā)光二極管單元100F的制造方法具有與前述微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000及微型發(fā)光二極管單元100的制造方法類似的功效與優(yōu)點,于此便不再重述。
圖8A至圖8B為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管的中介結構的部分制造方法的剖面示意圖。圖8A至圖8B的微型發(fā)光二極管的中介結構的部分制造方法與圖7H至圖7I的微型發(fā)光二極管單元的中介結構的部分制造方法類似,因此相同或相對應的構件以相同或相對應的標號表示。兩者主要的差異在于:在圖8A至圖8B的實施例中,是移除第一犧牲圖案142F而保留第二犧牲圖案212F。此外,在微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000G的制造過程中,在圖8A之前的制造流程與圖7A至圖7G所示的制造流程相同,因此關于的圖8A以前的制造流程請參考圖7A至圖7G及前述說明,于此便不再重復繪示與說明。
請參照圖7G及圖8A,在形成如圖7G所示的結構后,接著,移除至少部份的第一犧牲層140、至少部份的第二犧牲層210或其組合,以使每一微型發(fā)光二極管LED底表面與傳遞基板S2內(nèi)表面之間存在間隙g,以完成微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000G。與微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000不同的是,在圖8A的實施例中,可移除第一犧牲圖案142F而保留第二犧牲圖案212F。第二犧牲圖案212F位于傳遞基板S內(nèi)表面上。連接部312aF連接到第二犧牲圖案212F上。每一絕緣圖案310F(例如:第一絕緣圖案312F)的連接部312aF、第二犧牲圖案212F內(nèi)表面(或稱為頂表面)以及第一型半導體層132C的底部定義出間隙g。
請參照圖8B,接著,利用彈性轉置頭P提取傳遞基板S2上的微型發(fā)光二極管LED,進而形成微型發(fā)光二極管單元100G。當彈性轉置頭P提取微型發(fā)光二極管LED并朝遠離傳遞基板S2的方向d移動時,絕緣圖案310F(例如:第一絕緣圖案312F)的連接部312aF一部份會斷開,即連接部312aF一部份會留在微型發(fā)光二極管LED上、連接部312aF另一部份會留在傳遞基板S2內(nèi)表面上,而使微型發(fā)光二極管LED與傳遞基板S2內(nèi)表面分離,進而形成微型發(fā)光二極管單元100G。
微型發(fā)光二極管單元100G包括第一型半導體圖案132C、位于第一型半導體圖案132C上的發(fā)光圖案122、位于發(fā)光圖案122上的第二型半導體圖案112、分別與第一型半導體圖案132C以及第二型半導體圖案112電性連接的第一、二電極410、420以及絕緣圖案310F(包含第一與第二絕緣圖案312F、314F)。于其它實施例,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層120,則第一型半導體圖案132C、第二型半導體圖案112、第一電極410與第二電極420可構成微型發(fā)光二極管單元LED。其中,微型發(fā)光二極管單元LED的尺寸大小為微米或納米等級。第一型半導體圖案132C在第二型半導體圖案上112的垂直投影面積超出第二型半導體圖案112的面積。絕緣圖案312F、314F覆蓋第一型半導體圖案132C以及第二型半導體圖案112且暴露(或稱為未覆蓋)第一、二電極410、420。第一、二電極410、420位于第一型半導體圖案132的同一側。換言之,微型發(fā)光二極管單元100G為水平式發(fā)光二極管晶片。與微型發(fā)光二極管單元100F不同的是,微型發(fā)光二極管單元100G不包括犧牲圖案,而第一型半導體層132的底部可被暴露(或稱為未被覆蓋)。微型發(fā)光二極管單元的中介結構100G及微型發(fā)光二極管單元100G的制造方法具有與前述微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000及微型發(fā)光二極管單元100的制造方法類似的功效與優(yōu)點,于此便不再重述。
圖9A至圖9B為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管單元的中介結構的部分制造方法的剖面示意圖。圖9A至圖9B的微型發(fā)光二極管單元的中介結構的部分制造方法與圖7H至圖7I的微型發(fā)光二極管單元的中介結構的部分制造方法類似,因此相同或相對應的構件以相同或相對應的標號表示。兩者主要的差異在于:在圖9A至圖9B的實施例中,第一犧牲圖案142F與第二犧牲圖案212F可皆被移除,移除的方法可參考第2A圖。此外,在微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000H的制造過程中,在圖9A之前的制造流程與圖7A至圖7G所示的制造流程相同,因此關于圖9A以前的制造流程請參考圖7A至圖7G及前述說明,于此便不再重復繪示與說明。
請參照圖7G及圖9A,在形成如圖7G所示的結構后,接著,移除至少部份的第一犧牲圖案142F、至少部份的第二犧牲圖案212F或其組合,以使微型發(fā)光二極管LED底面與傳遞基板S2內(nèi)表面之間存在間隙g,以完成微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000H。與微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000不同的是,在圖9A的實施例中,可移除第一犧牲圖案142F及第二犧牲圖案212F。絕緣圖案312F的連接部312aF、第一型半導體層132的底部(或稱為外表面)以及傳遞基板S2內(nèi)表面定義出間隙g。
請參照圖9B,接著,利用彈性轉置頭P提取傳遞基板S2上的微型發(fā)光二極管LED,進而形成微型發(fā)光二極管單元100H。當彈性轉置頭P提取微型發(fā)光二極管LED并朝遠離傳遞基板S2的方向d移動時,絕緣圖案310F(例如:第一絕緣圖案312F)的連接部312aF一部份會斷裂,即連接部312aF一部份會留在微型發(fā)光二極管LED上、連接部312aF另一部份會留在傳遞基板S2內(nèi)表面上,而使微型發(fā)光二極管LED與傳遞基板S2內(nèi)表面分離,進而形成微型發(fā)光二極管單元100H。
微型發(fā)光二極管單元100G包括第一型半導體圖案132C、位于第一型半導體圖案132C上的發(fā)光圖案122、位于發(fā)光圖案122上的第二型半導體圖案112、分別與第一型半導體圖案132C以及第二型半導體圖案112電性連接的第一、二電極410、420以及絕緣圖案310F(包含第一與第二絕緣圖案312F、314F)。于其它實施例,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層120,則第一型半導體圖案132C、第二型半導體圖案112、第一電極410與第二電極420可構成微型發(fā)光二極管單元LED。其中,微型發(fā)光二極管單元LED的尺寸大小為微米或納米等級。第一型半導體圖案132C在第二型半導體圖案上112的垂直投影面積超出第二型半導體圖案112的面積。絕緣圖案310F(包含第一與第二絕緣圖案312F、314F)覆蓋第一型半導體圖案132C以及第二型半導體圖案112且暴露(或稱為未覆蓋)第一、二電極410、420。第一、二電極410、420位于第一型半導體圖案132C的同一側。換言之,微型發(fā)光二極管單元100H為水平式發(fā)光二極管晶片。與微型發(fā)光二極管單元100F不同的是,微型發(fā)光二極管單元100H不包括犧牲圖案,而第一型半導體層132C的底部可被暴露(或稱為未被覆蓋)。微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000H及微型發(fā)光二極管單元100H的制造方法具有與前述微型發(fā)光二極管單元的中介結構1000及微型發(fā)光二極管單元100的制造方法類似的功效與優(yōu)點,于此便不再重述。
圖10A至圖10G為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的剖面示意圖。請參照圖10A,首先,依序于生長基板510內(nèi)表面上形成多層半導體(未標注)多層半導體包含第一型半導體層520、一與該第一型半導體層極性相反的第二型半導體層540。第一型與第二型半導體層520、540的極性可分別為N或P型半導體層。于本發(fā)明的實施例中,以第一型半導體層520為P型半導體層在生長基板S1內(nèi)表面上及以第二型半導體層540為N型半導體層在第一型半導體層與生長基板S1之間為范例,但不限于此。于其它實施例中,以第一型半導體層520為N型半導體層在生長基板S1內(nèi)表面上及第二型半導體層540為P型半導體層在第一型半導體層上。于本發(fā)明的實施例中,可選擇的于第一型與第二型半導體層的交界處作為發(fā)光處或者第一型與第二型半導體層的交界處可再插入一膜層當作發(fā)光層530。本發(fā)明的實施例,是以第一型與第二型半導體層的交界處可再插入一膜層當作發(fā)光層530為范例,但不限于此。于其它實施例中,第一型與第二型半導體層的交界處沒有插入膜層當作發(fā)光層亦可適用。并分別于第一型半導體層520及第二型半導體層540上形成多個電極550。第一型半導體層520、可選擇性的發(fā)光層530及第二型半導體層540朝遠離生長基板510的方向d1依序排列。多個電極550分別與第一型半導體層520及第二型半導體層540電性連接。第一型半導體層520、發(fā)光層530、第二型半導體層540以及多個電極550構成微型發(fā)光二極管LED。于其它實施例中,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層530,則第一型半導體圖案520、第二型半導體圖案540、多個電極550可構成微型發(fā)光二極管LED。其中,微型發(fā)光二極管LED的尺寸大小為微米或納米等級。微型發(fā)光二極管LED的多個電極550均位于第一型半導體層520的同一側。換言之,微型發(fā)光二極管LED較佳為為水平式發(fā)光二極管晶片。在本實施例中,生長基板510例如為藍寶石基板。但本發(fā)明不以此為限,在其他實施例中,生長基板510、第一型半導體層520及第二型半導體層540的材料也可為其他適合的材料。
圖11為對應圖10B的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的上視示意圖。請參照圖10B及圖11,接著,提供承載結構600。承載結構600包括傳遞基板610、覆蓋傳遞基板610內(nèi)表面的犧牲層620以及位于犧牲層620上的線路結構640。在本實施例中,承載結構600可選擇性地包括支撐層630,支撐層630包括第一支撐部632與第二支撐部634。支撐層630位于犧牲層620上。線路結構640位于支撐層630上。為使制程簡便,傳遞基板610、犧牲層620與支撐層630可取自于一種絕緣層覆硅晶圓(Silicon on insulator,SOI)。舉例而言,所述絕緣層覆硅晶圓可包括兩層硅與一層氧化硅,其中絕緣層(例如氧化硅)夾設在兩層硅之間。例如:傳遞基板610為硅晶圓所組成,犧牲層620為絕緣層所組成,支撐層630為硅晶圓所組成,其中本絕緣層為電性絕緣物質,電性絕緣物質例如為二氧化硅或藍寶石(Sapphire)所組成,但本發(fā)明并不以此為限。
支撐層630定義出二個開口632a,介于第一支撐部632與第二支撐部634之間。在本實施例中,第二支撐部634位于二個開口632a之間,而第一支撐部632位于二個開口632a之外,且不位于二個開口632a之間。在本實施例中,第一支撐部632與第二支撐部634可選擇性地斷開,也就是說支撐層630可以僅具有一個開口632a。線路結構640包括主體部642以及由主體部642向外延伸的窄部(或稱為連接部)644。主體部642的寬度W1大于窄部644的寬度W2。主體部642配置于第二支撐部634上。窄部644填入第一支撐部632與第二支撐部634之間的至少部份開口632a中,以跨接第一支撐部632與第二支撐部634。
請參照圖10C,接著,接合微型發(fā)光二極管LED的電極550與承載結構600的線路結構640,以使微型發(fā)光二極管LED的電極550朝向線路結構640并與線路結構640電性連接。簡言之,微型發(fā)光二極管LED是以覆晶(flip chip)的方式以焊料(solder,圖未示)接合固接在線路結構640上。舉例而言,于接合步驟前,焊料位于承載結構600上。在本實施例中,微型發(fā)光二極管LED在傳遞基板610上的垂直投影位于第一支撐部632的開口632a在傳遞基板610的垂直投影內(nèi)。第二支撐部634與微型發(fā)光二極管LED重疊。于本實施例中,對應于微型發(fā)光二極管LED其中一個電極550的主體部642部份,較佳地,會呈現(xiàn)一個突起部,來讓微型發(fā)光二極管LED與承載結構600接合后,第一型半導體圖案520表面能夠實質上呈現(xiàn)于一水平線上,以利于后序的吸取與轉移流程,并使得微型發(fā)光二極管LED與承載結構600接合良率增加,但本發(fā)明不以此為限,在其他實施例中,也可使用其他適當?shù)脑O計。請參照圖10C及圖10D,接著,移除微型發(fā)光二極管LED上的生長基板510。舉例而言,在本實施例中,可采用激光剝除技術(laser lift-off technology)移除生長基板510,但本發(fā)明不以此為限,在其他實施例中,也可使用其他適當方法移除生長基板510。
圖12為對應圖10E的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的上視示意圖。圖10E對應于圖12的剖線A-A’。請參照圖10D、圖10E及圖12,接著,移除微型發(fā)光二極管LED正下方的部份犧牲層620,如區(qū)域622,并保留微型發(fā)光二極管LED遮蔽面積外的另一部份的犧牲層620,如區(qū)域624,形成圖10E的間隙G。舉例而言,第二支撐部634底面(或稱為外表面)、位于各開口632a中的窄部(或稱為連接部)644底面(或稱為外表面)、另一部份的犧牲層620(例如區(qū)域624)與傳遞基板610內(nèi)表面之間存在間隙G。于其它實施例中,第二支撐部634底面(或稱為外表面)、位于各開口632a中的窄部(或稱為連接部)644底面(或稱為外表面)、其中至少一個第一支撐部632底面(或稱為外表面)、另一部份的犧牲層620(例如區(qū)域624)與傳遞基板610內(nèi)表面之間存在間隙G。詳言之,在本實施例中,可移除第二支撐部634正下方以及線路結構640的窄部644正下方的部份犧牲層620,如區(qū)域622,而保留第一支撐部632正下方的部份犧牲層620,如區(qū)域624。換言之,可將第一支撐部632的開口632a內(nèi)的部份犧牲層620,如區(qū)域622去除,而保留被第一支撐部632覆蓋的部份犧牲層620,如區(qū)域624。在線路結構640的窄部644及第二支撐部634下方的部份犧牲層620,如區(qū)域622被掏空后,微型發(fā)光二極管LED是通過線路結構640的窄部644與未被移除的第一支撐部632暫時固定在傳遞基板610上。換言之,在本實施例中,是以線路結構640的窄部644做為系鏈(tether)做為微型發(fā)光二極管LED的暫時固定結構,暫時固定結構具有足夠支撐微型發(fā)光二極管LED的功能,同時利于后續(xù)轉置頭P提取,而形成較移除第二支撐部634前較弱黏附傳遞基板610的接觸力。
請參照圖12,在本實施例中,系鏈(例如:窄部644)的數(shù)量可為多個,多個系鏈(例如:窄部644)可配置在微型發(fā)光二極管LED的左右兩側(投影于傳遞基板610上),且每一個系鏈(例如:窄部644)的寬度W2可一致。然而,本發(fā)明不限于此,系鏈的數(shù)量、系鏈的位置以及系鏈的寬度均可做其他適當設計,以下配合其他圖示舉例說明之。
圖13為本發(fā)明另一實施例的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的上視示意圖。在圖13的實施例中,系鏈(例如:窄部644)的數(shù)量也可僅為一個,系鏈(例如:窄部644)可配置在包括第一型半導體層520的微型發(fā)光二極管的單側,例如,左側、右側、上側或下側。圖14為本發(fā)明又一實施例的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的上視示意圖。在圖14的實施例中,系鏈(例如:窄部644)的數(shù)量可為多個,而多個系鏈(例如:窄部644)也可分別配置在包括第一型半導體層520的微型發(fā)光二極管的上下兩側。圖15為本發(fā)明再一實施例的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的上視示意圖。在圖15的實施例中,系鏈(例如:窄部644)的數(shù)量可為多個,而多個系鏈(例如:窄部644)也可皆配置在包括第一型半導體層520的微型發(fā)光二極管的同一側,例如:以上側為范例,但不限于此。于其它實施例中,多個系鏈(例如:窄部644)也可皆配置在包括第一型半導體層520的微型發(fā)光二極管的下側。圖16為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的上視示意圖。在圖16的實施例中,系鏈(例如:窄部644)的寬度W2可由第二支撐部634的邊緣向第一支撐部632的邊緣漸縮。漸縮寬度W2的設計可使在后續(xù)提取包括第一型半導體層520的微型發(fā)光二極管LED時,線路結構640的窄部644在距離微型發(fā)光二極管較遠處(即窄部644寬度W2最小處)斷開,而保留較長的部份窄部644與微型發(fā)光二極管的電極550連接。較長且超出微型發(fā)光二極管遮蔽面積外的窄部644有助于微型發(fā)光二極管在后續(xù)制程中與其他導電元件電性連接,增大接觸面積。
請再參照圖10E,在移除第二支撐部634正下方以及線路結構640的窄部644正下方的部份犧牲層620(如區(qū)域622)后,如圖10F所示,接著,令彈性轉置頭P提取微型發(fā)光二極管LED、與電極550接合的線路結構640以及第二支撐部634。當彈性轉置頭P提取微型發(fā)光二極管LED、與電極550接合的線路結構640以及第二支撐部634時,線路結構640的窄部644一部份會斷開,即窄部644一部份會留在微型發(fā)光二極管LED上、窄部644另一部份會留在犧牲結構S上,以使微型發(fā)光二極管LED與傳遞基板610內(nèi)表面分離。
值得一提的是,如圖10F所示,由于微型發(fā)光二極管LED是以覆晶方式先固定在傳遞基板610上的線路結構640,因此當彈性轉置頭P提取微型發(fā)光二極管LED時,彈性轉置頭P是接觸較平整的微型發(fā)光二極管LED外表面520a(即第一半導體層520的背向電極550的表面520a)。也就是說,在提取微型發(fā)光二極管LED的過程中,彈性轉置頭P與微型發(fā)光二極管LED的接觸面積大,進而使彈性轉置頭P提取微型發(fā)光二極管LED的成功率大幅提升。
請參照圖10G,接著,令彈性轉置頭P將微型發(fā)光二極管LED、部份線路結構640及第二支撐部634轉置于接收基板710上,進而形成微型發(fā)光二極管裝置2000。請參照圖10G,微型發(fā)光二極管裝置2000至少包括接收基板710、像素陣列層720、黏著層730、第二支撐部634、線路結構640以及微型發(fā)光二極管LED。至少由接收基板710與像素陣列層720構成陣列基板800。像素陣列層720配置于接收基板710內(nèi)表面上,像素陣列層720具有多個子像素(圖未示)與多個驅動元件(圖未示),每個子像素具有至少一個驅動元件用以驅動微型發(fā)光二極管LED。通常,微型發(fā)光二極管LED所在的位置就是子像素。黏著層730覆蓋像素陣列層720。第二支撐部634配置于黏著層730上。線路結構640配置于第二支撐部634上。第二支撐部634夾設于線路結構640與黏著層730之間。更進一步地說,第二支撐部634具有與黏著層730接觸的下表面634a、相對于下表面634a的上表面634b以及連接上表面634b與下表面634a的側壁634c。在本實施例中,線路結構640(例如:主體部642)可覆蓋第二支撐部634的部份上表面634b以及線路結構640(例如:窄部644)可覆蓋第二支撐部634的側壁634c,且延伸到黏著層730上。在本實施例中,支撐層632、634的材質可包括硅、氧化硅或上述兩種的組合。
微型發(fā)光二極管LED配置于線路結構640上。微型發(fā)光二極管LED包括第一型半導體層520、配置于第一型半導體層520上的發(fā)光層530,配置于發(fā)光層530上的第二型半導體層540以及多個電極550。多個電極550分別配置于第一型半導體層520及第二型半導體層540上且線路結構640電性連接。再者,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層530,則第一型半導體圖案520、第二型半導體圖案540與多個電極550可構成微型發(fā)光二極管LED。其中一個電極550、第二型半導體層540、發(fā)光層(可選擇性的)530以及第一型半導體層520沿著遠離接收基板710的方向d2依序排列。
線路結構640與像素陣列層720電性連接。詳言之,在彈性轉置頭P將微型發(fā)光二極管LED、第二支撐部634以及部份線路結構640轉置于接收基板710上后,可在線路結構640上形成導電結構740。導電結構740覆蓋線路結構640且填入黏著層730的開口730a,以與像素陣列層720電性連接。線路結構640可通過導電結構740與像素陣列層720電性連接。舉例而言,微型發(fā)光二極管LED的其中一個電極550經(jīng)由其對應的其中一個線路結構640、其對應的其中一個導電結構740與其中一個開口730a電性連接像素陣列層720,而微型發(fā)光二極管LED的其中另一個電極550經(jīng)由其對應的其中另一個線路結構640、其對應的其中另一個導電結構740與其中另一個開口730a電性連接像素陣列層720。值得一提的是,在本實施例中,由于線路結構640在接收基板710上的垂直投影超出第二支撐部634在接收基板710上的垂直投影以及微型發(fā)光二極管LED在接收基板710上的垂直投影。換言之,部份線路結構640延伸至第二支撐部634及微型發(fā)光二極管LED的遮蔽面積外。藉此,導電層740可容易地與線路結構640搭接,進而提升微型發(fā)光二極管LED與像素陣列層720電性連接的良率。
圖17A至圖17G為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的剖面示意圖。圖17A至圖17G的微型發(fā)光二極管裝置制造方法與圖10A至圖10G的微型發(fā)光二極管裝置制造方法類似,因此相同或相對應的構件以相同或相對應的標號表示。兩者主要的差異處在于:圖17A至圖17G的實施例的系鏈結構與圖10A至圖10G的實施例的系鏈結構不同。以下主要就此差異處做說明,兩者相同處還請參照前述說明,于此便不再重述。
請參照圖17A,首先,依序于生長基板510內(nèi)表面上形成多層半導體(未標注)包含第一型半導體層520、一與該第一型半導體層極性相反的第二型半導體層540。第一型與第二型半導體層520、540的極性可分別為N或P型半導體層。于本發(fā)明的實施例中,以第一型半導體層520為P型半導體層在生長基板S1內(nèi)表面上及以第二型半導體層540為N型半導體層在第一型半導體層與生長基板S1之間為范例,但不限于此。于其它實施例中,以第一型半導體層520為N型半導體層在生長基板S1內(nèi)表面上及第二型半導體層540為P型半導體層在第一型半導體層上。于本發(fā)明的實施例中,可選擇的于第一型與第二型半導體層的交界處作為發(fā)光處或者第一型與第二型半導體層的交界處可再插入一膜層當作發(fā)光層530。本發(fā)明的實施例,是以第一型與第二型半導體層的交界處可再插入一膜層當作發(fā)光層530為范例,但不限于此。于其它實施例中,第一型與第二型半導體層的交界處沒有插入膜層當作發(fā)光層亦可適用。并分別于第一型半導體層520及第二型半導體層540上形成多個電極550。第一型半導體層520、可選擇性的發(fā)光層530及第二型半導體層540朝遠離生長基板510的方向d1依序排列。多個電極550分別與第一型半導體層520及第二型半導體層540電性連接。第一型半導體層520、發(fā)光層530、第二型半導體層540以及多個電極550構成微型發(fā)光二極管LED。于其它實施例中,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層530,則第一型半導體圖案520、第二型半導體圖案540、多個電極550可構成微型發(fā)光二極管LED。其中,微型發(fā)光二極管LED的尺寸大小為微米或納米等級。
請參照圖17B及圖18。圖18為對應圖17B的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的上視示意圖。接著,提供承載結構600A。承載結構600A包括傳遞基板610、覆蓋傳遞基板610的犧牲層620以及位于犧牲層620上的線路結構640A。承載結構600A更包括支撐層630A。支撐層630A位于犧牲層620上。線路結構640A位于支撐層630A上。支撐層630A包括第一支撐部632與第二支撐部634。支撐層630A定義出開口632a。與圖10A至圖10G的實施例不同的是,支撐層630A更包括第三支撐部636。第三支撐部636連接在第一支撐部632A其中一側的第二支撐部634A之間。第三支撐部636呈細條狀,而暴露出(或稱為未覆蓋)第一支撐部632A與第二支撐部634A之間的部份開口632a。舉例而言,開口632a垂直投影于傳遞基板610上的投影形狀類似為C型,而可經(jīng)由開口632a見到犧牲層620。線路結構640A配置于第二支撐部634A上,而暴露出(或稱為未覆蓋)第一支撐部632A與第三支撐部636。其中,線路結構640A未延伸至開口632a中,則線路結構640A可視為僅有主體部。
請參照圖17C,接著,接合微型發(fā)光二極管LED的電極550與承載結構600A的線路結構640A,以使微型發(fā)光二極管LED的電極550朝向線路結構640并與線路結構640電性連接。換言之,微型發(fā)光二極管LED是以覆晶(flip chip)的方式固接在線路結構640A上。在本實施例中,微型發(fā)光二極管LED在傳遞基板610上的垂直投影位于第一支撐部632A的開口632a在傳遞基板610的垂直投影內(nèi)。第二支撐部634A與微型發(fā)光二極管LED重疊。于本實施例中,對應于微型發(fā)光二極管LED其中一個電極550的主體部642部份,較佳地,會呈現(xiàn)一個突起部,來讓微型發(fā)光二極管LED與承載結構600接合后,第一型半導體圖案520表面能夠實質上呈現(xiàn)于一水平線上,以利于后序的吸取與轉移流程,并使得微型發(fā)光二極管LED與承載結構600接合良率增加,但本發(fā)明不以此為限,在其他實施例中,也可使用其他適當?shù)脑O計。請參照圖17C及圖17D,接著,移除微型發(fā)光二極管LED上的生長基板510。舉例而言,在本實施例中,可采用激光剝除技術(laser lift-off technology)移除生長基板510,但本發(fā)明不以此為限,在其他實施例中,也可使用其他適當方法移除生長基板510。
圖19為對應圖17E的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的上視示意圖。特別是,圖17E對應于圖19的剖線A-A’。請參照圖17D、圖17E及圖19,接著,移除微型發(fā)光二極管LED正下方的部份犧牲層620,例如區(qū)域622,并保留微型發(fā)光二極管LED遮蔽面積外的另一部份的犧牲層620,例如區(qū)域624,形成圖17E的間隙G。舉例而言,第二支撐部634A底面(或稱為外表面)、其中一個第一支撐部632A部份底面(或稱為外表面)、第三支撐部636底面(或稱為外表面)、另一部份的犧牲層620(例如區(qū)域624)與傳遞基板610內(nèi)表面之間存在間隙G。于其它實施例中,第二支撐部634A底面(或稱為外表面)、第一支撐部632部份底面(或稱為外表面)、第三支撐部636底面(或稱為外表面)、另一部份的犧牲層620(例如區(qū)域624)與傳遞基板610內(nèi)表面之間存在間隙G。在本實施例中,可移除第二支撐部634A正下方以及第三支撐部636正下方的部份犧牲層620,例如區(qū)域622,而保留第一支撐部632A正下方的部份犧牲層620,例如區(qū)域624。換言之,可將第一支撐部632A的開口632a內(nèi)的部份犧牲層620,例如區(qū)域622去除,而保留被第一支撐部632A覆蓋的部份犧牲層620,例如區(qū)域624。在第二支撐部634A正下方以及第三支撐部636正下方的部份犧牲層620,例如區(qū)域622被掏空后,微型發(fā)光二極管LED是通過細條狀的第三支撐部636暫時固定在傳遞基板610上。換言之,在本實施例中,是以第三支撐部636做為系鏈(tether)。本實施例相較于圖10A至圖10G的實施例微型發(fā)光二極管LED僅具有一個為系鏈(tether)因此可提高微型發(fā)光二極管LED的移轉效率。
請參照圖19,在本實施例中,系鏈(例如:第三支撐部636)的數(shù)量可為一個,而位于包括第一型半導體層520的微型發(fā)光二極管的單側。然而,本發(fā)明不限于此,在其他實施例中,系鏈的數(shù)量、系鏈的位置以及系鏈的寬度均可做其他適當設計。舉例而言,與圖12的系鏈(例如:窄部644)類似,系鏈(例如:第三支撐部636)的數(shù)量也可為多個,而可配置在包括第一型半導體層520的微型發(fā)光二極管的左右兩側;與圖14的系鏈(例如:窄部644)類似,系鏈(例如:第三支撐部636)的數(shù)量也可為多個,而系鏈(例如:第三支撐部636)也可配置在包括第一型半導體層520的微型發(fā)光二極管的上下兩側;與圖15的系鏈(例如:窄部644)類似,系鏈(例如:第三支撐部636)的數(shù)量可為多個,而多個系鏈(例如:第三支撐部636)也可配置在包括第一型半導體層520的微型發(fā)光二極管的同一側;與圖16的系鏈(例如:窄部644)類似,系鏈(例如:第三支撐部636)也可具有寬度可由第二支撐部634A邊緣向第一支撐部632A邊緣漸縮的設計。
請再參照圖17E,在移除第二支撐部634A正下方以及第三支撐部636正下方的部份犧牲層622后,如圖17F所示,接著,令彈性轉置頭P提取微型發(fā)光二極管單元100,微型發(fā)光二極管單元100包括微型發(fā)光二極管LED、與電極550接合的線路結構640A以及第二支撐部634A。當彈性轉置頭P提取微型發(fā)光二極管LED、與電極550接合的線路結構640A以及第二支撐部634A時,細條狀的第三支撐部636一部份會斷開,即第三支撐部636一部份會留在微型發(fā)光二極管LED上、第三支撐部636另一部份會留在犧牲結構S上,以使微型發(fā)光二極管LED與傳遞基板610內(nèi)表面分離。請參照圖17G,接著,令彈性轉置頭P將微型發(fā)光二極管LED、線路結構640A及第二支撐部634A轉置于接收基板710上,進而形成微型發(fā)光二極管單元2000A。
微型發(fā)光二極管裝置2000A至少包括接收基板710、像素陣列層720、黏著層730、第二支撐部634A、線路結構640A以及微型發(fā)光二極管LED。至少由接收基板710與像素陣列層720構成陣列基板800。像素陣列層720配置于接收基板710內(nèi)表面上,像素陣列層720具有多個子像素(圖未示)與多個驅動元件(圖未示),每個子像素具有至少一個驅動元件用以驅動微型發(fā)光二極管LED。通常,微型發(fā)光二極管LED所在的位置就是子像素。黏著層730覆蓋像素陣列層720。第二支撐部634A配置于黏著層730上。線路結構640A配置于第二支撐部634A上。第二支撐部634A夾設于線路結構640與黏著層730之間。第二支撐部634A具有與黏著層730接觸的下表面634a、相對于下表面634a的上表面634b以及連接上表面634b與下表面634a的側壁634c。線路結構640A覆蓋第二支撐部634的部份上表面634b。與圖10G的微型發(fā)光二極管裝置2000不同的是,線路結構640A未覆蓋第二支撐部634A的側壁634c,線路結構640A也未與黏著層730接觸。在本實施例中,第二支撐部634A的材質可包括硅、氧化硅或其組合。舉例而言,第二支撐部634可包括兩層硅與一層氧化硅,其中氧化硅夾設在兩層硅之間。
線路結構640A與像素陣列層720電性連接。詳言之,在彈性轉置頭P將微型發(fā)光二極管LED、第二支撐部634A及線路結構640A轉置于接收基板710上后,可在線路結構640A上形成導電結構740。導電結構740覆蓋線路結構640A且填入黏著層730的開口730a,以與像素陣列層720電性連接。舉例而言,微型發(fā)光二極管LED的其中一個電極550經(jīng)由其對應的其中一個線路結構640A、其對應的其中一個導電結構740與其中一個開口730a電性連接像素陣列層720,而微型發(fā)光二極管LED的其中另一個電極550經(jīng)由其對應的其中另一個線路結構640A、其對應的其中另一個導電結構740與其中另一個開口730a電性連接像素陣列層720。微型發(fā)光二極管LED配置于線路結構640A上。微型發(fā)光二極管LED包括第一型半導體層520、配置于第一型半導體層520上的發(fā)光層530、配置于發(fā)光層530上的第二型半導體層540以及分別配置于第一型半導體層520及第二型半導體層540上且線路結構640A電性連接的多個電極550。再者,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層530,則第一型半導體圖案520、第二型半導體圖案540與多個電極550可構成微型發(fā)光二極管LED。其中一個電極550、第二型半導體層540、發(fā)光層(可選擇性的)530以及第一型半導體層520沿著遠離接收基板710的方向d2依序排列。圖17A至圖17G的微型發(fā)光二極管裝置的制造方法及其制得的微型發(fā)光二極管裝置2000A具有與圖10A至圖10G的微型發(fā)光二極管裝置的制造方法及其制得的微型發(fā)光二極管裝置2000類似的功效與優(yōu)點,于此便不再重述。
圖20A至圖20G為本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的剖面示意圖。圖20A至圖20G的微型發(fā)光二極管裝置制造方法與圖10A至圖10G的微型發(fā)光二極管裝置制造方法類似,因此相同或相對應的構件以相同或相對應的標號表示。兩者主要的差異處在于:圖20A至圖20G的實施例的系鏈結構與圖10A至圖10G的實施例的系鏈結構不同。以下主要就此差異處做說明,兩者相同處還請參照前述說明,于此便不再重述。
請參照圖20A,首先,依序于生長基板510內(nèi)表面上形成多層半導體(未標注)包含第一型半導體層520、一與該第一型半導體層極性相反的第二型半導體層540。第一型與第二型半導體層520、540的極性可分別為N或P型半導體層。于本發(fā)明的實施例中,以第一型半導體層520為P型半導體層在生長基板S1內(nèi)表面上及以第二型半導體層540為N型半導體層在第一型半導體層與生長基板S1之間為范例,但不限于此。于其它實施例中,以第一型半導體層520為N型半導體層在生長基板S1內(nèi)表面上及第二型半導體層540為P型半導體層在第一型半導體層上。于本發(fā)明的實施例中,可選擇的于第一型與第二型半導體層的交界處作為發(fā)光處或者第一型與第二型半導體層的交界處可再插入一膜層當作發(fā)光層530。本發(fā)明的實施例,是以第一型與第二型半導體層的交界處可再插入一膜層當作發(fā)光層530為范例,但不限于此。于其它實施例中,第一型與第二型半導體層的交界處沒有插入膜層當作發(fā)光層亦可適用。并分別于第一型半導體層520及第二型半導體層540上形成多個電極550。第一型半導體層520、可選擇性的發(fā)光層530及第二型半導體層540朝遠離生長基板510的方向d1依序排列。多個電極550分別與第一型半導體層520及第二型半導體層540電性連接。第一型半導體層520、發(fā)光層530、第二型半導體層540以及多個電極550構成微型發(fā)光二極管LED。于其它實施例中,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層530,則第一型半導體圖案520、第二型半導體圖案540、多個電極550可構成微型發(fā)光二極管LED。其中,微型發(fā)光二極管LED的尺寸大小為微米或納米等級。
圖21為對應圖20B的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的上視示意圖。請參照圖20B及圖21,接著,提供承載結構600B。承載結構600B包括傳遞基板610、覆蓋傳遞基板610的犧牲層620以及位于犧牲層620上的線路結構640B。承載結構600B更包括支撐層630B。支撐層630B位于犧牲層620上。線路結構640B位于支撐層630B上。支撐層630B包括第一支撐部632B與第二支撐部634B。第一支撐部632B定義出開口632a。第二支撐部634B位于開口632a內(nèi)。與圖10A至圖10G的實施例不同的是,支撐層630B更包括第三支撐部636。第二支撐部634B具有相對的第一側邊s1與第二側邊s2。第三支撐部636連接在第一支撐部632B與第二支撐部634B的第一側邊s1之間。第三支撐部636呈細條狀,而暴露出(或稱為未覆蓋)第一支撐部632B與第二支撐部634B之間的部份開口632a。舉例而言,開口632a垂直投影于傳遞基板610上的投影形狀類似為C型,而可經(jīng)由開口632a見到犧牲層620。線路結構640B配置于第二支撐部634B上,而暴露出(或稱為未覆蓋)第一支撐部632B與第三支撐部636。線路結構640B其中一個包括主體部642以及由主體部642向外延伸的窄部644。主體部642的寬度W1大于窄部644的寬度W2。主體部642配置于第二支撐部634B上。窄部644與主體部642連接并填入第一、二絕緣圖案632B、634B之間的部份開口632a,以跨接在第一支撐部632B與第二支撐部634B的第二側邊s2之間。其中,線路結構640A其中另一個配置于第二支撐部634B上,且不延伸至任何的開口,則線路結構640B可視為僅有主體部。
請參照圖20C,接著,接合微型發(fā)光二極管LED的電極550與承載結構600B的線路結構640B,以使微型發(fā)光二極管LED的電極550朝向線路結構640B并與線路結構640B電性連接。換言之,微型發(fā)光二極管LED是以覆晶(flip chip)的方式固接在線路結構640B上。在本實施例中,發(fā)光二極管LED在傳遞基板610上的垂直投影位于第一支撐部632B的開口632a在傳遞基板610的垂直投影內(nèi)。第二支撐部634B與微型發(fā)光二極管LED重疊。于本實施例中,對應于微型發(fā)光二極管LED其中一個電極550的主體部642部份(例如配置于第二支撐部634B上,且不延伸至任何的開口的線路結構640B),較佳地,會呈現(xiàn)一個突起部,來讓微型發(fā)光二極管LED與承載結構600B接合后,第一型半導體圖案520表面能夠實質上呈現(xiàn)于一水平線上,以利于后序的吸取與轉移流程,并使得微型發(fā)光二極管LED與承載結構600B接合良率增加,但本發(fā)明不以此為限,在其他實施例中,也可使用其他適當?shù)脑O計。請參照圖20C及圖20D,接著,移除微型發(fā)光二極管LED上的生長基板510。舉例而言,在本實施例中,可采用激光剝除技術(laser lift-off technology)移除生長基板510,但本發(fā)明不以此為限,在其他實施例中,也可使用其他適當方法移除生長基板510。
圖22為對應圖20E的微型發(fā)光二極管裝置制造方法的上視示意圖。特別是,圖20E對應于圖22的剖線A-A’。請參照圖20D、圖20E及圖22,接著,移除微型發(fā)光二極管LED正下方的部份犧牲層620,例如區(qū)域622,并保留微型發(fā)光二極管LED遮蔽面積外的另一部份的犧牲層620,例如區(qū)域624,形成圖20E的間隙G。舉例而言,第二支撐部634B底面(或稱為外表面)、其中一個第一支撐部632B部份底面(或稱為外表面)、位于開口632a中的窄部(或稱為連接部)644底面(或稱為外表面)、第三支撐部636底面(或稱為外表面)、另一部份的犧牲層620(例如區(qū)域624)與傳遞基板610內(nèi)表面之間存在間隙G。于其它實施例中,第二支撐部634B底面(或稱為外表面)、第一支撐部632B部份底面(或稱為外表面)、位于開口632a中的窄部(或稱為連接部)644底面(或稱為外表面)、第三支撐部636底面(或稱為外表面)、另一部份的犧牲層620(例如區(qū)域624)與傳遞基板610內(nèi)表面之間存在間隙G。在本實施例中,可移除第二支撐部634B正下方、線路結構640B的窄部644正下方以及第三支撐部636正下方的部份犧牲層620,例如區(qū)域622,而保留第一支撐部632B正下方的部份犧牲層620,例如區(qū)域624。換言之,可將第一支撐部632B的開口632a內(nèi)的部份犧牲層620,例如區(qū)域622去除,而保留被第一支撐部632B覆蓋的部份犧牲層620,例如區(qū)域624。在第二支撐部634B正下方、線路結構640B的窄部644正下方以及第三支撐部636正下方的部份犧牲層620,例如區(qū)域622被掏空后,而微型發(fā)光二極管LED是通過脆弱的線路結構640B的窄部644以及細條狀的第三支撐部636暫時固定在傳遞基板610上。換言之,在本實施例中,是以線路結構640B的窄部644以及細條狀的第三支撐部636做為系鏈(tether)。請參照圖22,在本實施例中,做為系鏈的窄部644與做為系鏈的第三支撐部636的數(shù)量可各為一個,窄部644與第三支撐部636可位于微型發(fā)光二極管LED的相對兩側,窄部644的寬度W2可一致,第三支撐部636的寬度可一致。然而,本發(fā)明不限于此,做為系鏈的窄部644與第三支撐部636的數(shù)量、做為系鏈的窄部644與第三支撐部636的位置以及做為系鏈的窄部644與第三支撐部636的寬度均可做其他適當設計。
如圖20F所示,接著,令彈性轉置頭P提取微型發(fā)光二極管LED、與電極550接合的線路結構640B以及第二支撐部634B。當彈性轉置頭P提取微型發(fā)光二極管LED、與電極550接合的線路結構640B以及第二支撐部634B時,脆弱的線路結構640B的窄部644一部份以及細條狀的第三支撐部636一部份會斷開,即第三支撐部636一部份與窄部644一部份皆會留在微型發(fā)光二極管LED上、第三支撐部636另一部份與窄部644另一部份皆會留在犧牲結構S上,以使微型發(fā)光二極管LED與傳遞基板610內(nèi)表面分離。請參照圖20G,接著,令彈性轉置頭P將微型發(fā)光二極管LED、部份線路結構640B及第二支撐部634B轉置于接收基板710上,進而形成發(fā)光二極管裝置2000B。
請參照圖20G,微型發(fā)光二極管裝置2000B至少包括接收基板710、像素陣列層720、黏著層730、第二支撐部634B、線路結構640B以及微型發(fā)光二極管LED。至少由接收基板710與像素陣列層720構成陣列基板800。像素陣列層720配置于接收基板710內(nèi)表面上,像素陣列層720具有多個子像素(圖未示)與多個驅動元件(圖未示),每個子像素具有至少一個驅動元件用以驅動微型發(fā)光二極管LED。通常,微型發(fā)光二極管LED所在的位置就是子像素。黏著層730覆蓋像素陣列層720。第二支撐部634B配置于黏著層730上。線路結構640B配置于第二支撐部634B上。第二支撐部634B夾設于線路結構640B與黏著層730之間。更進一步地說,第二支撐部634B具有與黏著層730接觸的下表面634a、相對于下表面634a的上表面634b以及連接上表面634b與下表面634a的側壁634c。線路結構640B其中一個的主體部642與窄部644分別覆蓋第二支撐部634的部份上表面634b以及第二支撐部634的部份側壁634c,且窄部644延伸到黏著層730上。線路結構640B其中另一個(例如:主體部642)僅位于第二支撐部634的部份上表面634b,而不延伸至第二支撐部634的側壁634c。在本實施例中,第二支撐部634B的材質可包括硅、氧化硅或其組合。舉例而言,第二支撐部634可包括兩層硅與一層氧化硅,其中氧化硅夾設在兩層硅之間。
線路結構640B與像素陣列層720電性連接。詳言之,在彈性轉置頭P將微型發(fā)光二極管LED、第二支撐部634B及部份線路結構640B轉置于接收基板710上后,可在線路結構640B上形成導電結構740。導電結構740覆蓋線路結構640B且填入黏著層730的開口730a,以與像素陣列層720電性連接。舉例而言,微型發(fā)光二極管LED的其中一個電極550經(jīng)由其對應的其中一個線路結構640B、其對應的其中一個導電結構740與其中一個開口730a電性連接像素陣列層720,而微型發(fā)光二極管LED的其中另一個電極550經(jīng)由其對應的其中另一個線路結構640B、其對應的其中另一個導電結構740與其中另一個開口730a電性連接像素陣列層720。微型發(fā)光二極管LED配置于線路結構640B上。微型發(fā)光二極管LED包括第一型半導體層520、配置于第一型半導體層520上的發(fā)光層530、配置于發(fā)光層530上的第二型半導體層540以及多個電極550。多個電極550分別配置于第一型半導體層520及第二型半導體層540上且與線路結構640B電性連接。再者,如前所述,若于第一型與第二型半導體層之間不加以插入發(fā)光層530,則第一型半導體圖案520、第二型半導體圖案540與多個電極550可構成微型發(fā)光二極管LED。其中一個電極550、第二型半導體層540、發(fā)光層530以及第一型半導體層520沿著遠離接收基板710的方向d2依序排列。圖20A至圖20G的微型發(fā)光二極管裝置的制造方法及其制得的微型發(fā)光二極管裝置2000B具有與圖10A至圖10G的發(fā)光二極管裝置的制造方法及其制得的發(fā)光二極管裝置2000類似的功效與優(yōu)點,于此便不再重述。
綜上所述,本發(fā)明一實施例的微型發(fā)光二極管單元的中介結構的制造方法包括:接合半導體結構的第一犧牲層與承載結構的第二犧牲層;圖案化半導體結構的第二型半導體層、發(fā)光層及第一型半導體層,以形成第二型半導體圖案、發(fā)光圖案及第一型半導體圖案;形成絕緣圖案;絕緣圖案覆蓋第二型半導體圖案與發(fā)光圖案;形成第一、二電極。第二型半導體圖案、發(fā)光圖案、第一型半導體圖案、第一電極與第二電極構成微型發(fā)光二極管;移除至少部份的第一犧牲層、至少部份的第二犧牲層或其組合,以使微型發(fā)光二極管與傳遞基板之間存在間隙。藉此,微型發(fā)光二極管單元的中介結構及微型發(fā)光二極管單元的制造方法可省略至少一次的轉置動作,進而達到簡化制程的效果。
此外,在本發(fā)明另一實施例的微型發(fā)光二極管單元的中介結構的制造方法中,微型發(fā)光二極管是以覆晶方式先固定在傳遞基板上的線路結構,因此當彈性轉置頭提取微型發(fā)光二極管時,彈性轉置頭是接觸平整的微型發(fā)光二極管表面。也就是說,在提取微型發(fā)光二極管的過程中,彈性轉置頭與微型發(fā)光二極管的接觸面積大,進而使彈性轉置頭提取微型發(fā)光二極管的成功率大幅。
雖然本發(fā)明已以實施例揭露如上,然其并非用以限定本發(fā)明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),當可作些許的更動與潤飾,故本發(fā)明的保護范圍當視后附的申請專利范圍所界定者為準。