CN119008786B - 巨量转移方法及微型发光二极管 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种巨量转移方法及微型发光二极管，属于半导体制备技术领域。该巨量转移方法，包括：在电路基板的一面制备导电膜层；在导电膜层的背向电路基板的一面涂设光敏胶层，光敏胶层具有光敏自热膨胀特性；通过黄光制程，将光敏胶层图案化，以得到辅助转移薄膜，辅助转移薄膜具有多个容置孔；将辅助转移薄膜与待转移晶圆相对位放置，使得待转移晶圆的晶粒位于对应的容置孔内；通过激光照射辅助转移薄膜，使得辅助转移薄膜受热膨胀，以将晶粒夹持在对应的容置孔内；将辅助转移薄膜与待转移晶圆分离，使得晶粒被剥离，并保留在容置孔内。本公开能够提高巨量转移的良率和效率。

Description

巨量转移方法及微型发光二极管

技术领域

本公开属于半导体制备技术领域，特别涉及一种巨量转移方法及微型发光二极管。

背景技术

Micro LED(Micro Light Emitting Diode，微型发光二极管)是一种新型的半导体显示器件。

在微型发光二极管的制备过程中，需要将晶圆的晶粒转移至承接基板上。由于晶粒的尺寸非常小，所以需要转移的晶粒数量巨大。这一转移晶粒的过程，被称为巨量转移。

由于晶粒的尺寸小、数量大，所以巨量转移的工作量非常的大，常规的发光二极管的晶粒转移方法，无法适用于微型发光二极管。

发明内容

本公开实施例提供了一种巨量转移方法及微型发光二极管，能够提高巨量转移的良率和效率。所述技术方案如下：

一方面，本公开实施例提供了一种巨量转移方法，包括：

在电路基板的一面制备导电膜层；

在所述导电膜层的背向所述电路基板的一面涂设光敏胶层，所述光敏胶层具有光敏自热膨胀特性；

通过黄光制程，将所述光敏胶层图案化，以得到辅助转移薄膜，所述辅助转移薄膜具有多个容置孔；

将所述辅助转移薄膜与待转移晶圆相对位放置，使得所述待转移晶圆的晶粒位于对应的所述容置孔内；

通过激光照射所述辅助转移薄膜，使得所述辅助转移薄膜受热膨胀，以将所述晶粒夹持在对应的所述容置孔内；

将所述辅助转移薄膜与所述待转移晶圆分离，使得所述晶粒被剥离，并保留在所述容置孔内。

在本公开的一种实现方式中，在所述导电膜层的背向所述电路基板的一面涂设光敏胶层，包括：

提供主胶材，所述主胶材为聚二甲基硅氧烷胶、环氧树脂胶、合成硅胶中的任一种；

在所述主胶材中掺杂黑胶；

将掺杂有黑胶的所述主胶材旋涂至所述导电膜层的背向所述电路基板的一面，以形成所述光敏胶层。

在本公开的一种实现方式中，在所述导电膜层的背向所述电路基板的一面涂设光敏胶层，还包括：

所述光敏胶层的厚度小于所述晶粒的厚度1～2μm。

在本公开的一种实现方式中，通过激光照射所述辅助转移薄膜，包括：

确定照射区域；

基于所述照射区域，通过激光照射所述辅助转移薄膜。

在本公开的一种实现方式中，确定照射区域，包括：

确定待照射容置孔，所述待照射容置孔为需要容置所述晶粒的容置孔；

根据所述待照射容置孔所处的区域，确定所述照射区域。

在本公开的一种实现方式中，将所述辅助转移薄膜与待转移晶圆分离，包括：

沿垂直于所述电路基板的方向，移动所述电路基板或者所述待转移晶圆，使得所述辅助转移薄膜与所述待转移晶圆之间产生3～4μm的间隙。

在本公开的一种实现方式中，在将所述辅助转移薄膜与所述待转移晶圆分离之后，还包括：

停止照射激光，待所述辅助转移薄膜降温后收缩恢复；

将所述导电膜层和保留在所述容置孔内的所述晶粒电导通。

在本公开的一种实现方式中，将所述导电膜层和保留在所述容置孔内的所述晶粒电导通，包括：

通过高温、高压、回流中的任一种方式，将所述导电膜层和保留在所述容置孔内的所述晶粒电导通。

在本公开的一种实现方式中，在电路基板的一面制备导电膜层，包括：

在所述电路基板的一面贴附各向异性导电胶膜；或者，

在所述电路基板的一面制备金属焊接焊点。

另一方面，本公开实施例提供了一种微型发光二极管，所述微型发光二极管通过前一方面所述的巨量转移方法制备。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

在电路基板的一面依次设置有导电膜层和辅助转移薄膜，辅助转移薄膜具有多个容置孔，通过容置孔能够容置待转移晶圆的晶粒。在巨量转移时，将辅助转移薄膜与待转移晶圆相对位放置，使得待转移晶圆的晶粒位于对应的容置孔内。然后通过激光照射辅助转移薄膜，由于辅助转移薄膜具有光敏自热膨胀特性，所以辅助转移薄膜在被激光照射后会受热膨胀，从而将晶粒夹持在对应的容置孔内。最后将辅助转移薄膜与待转移晶圆分离，由于晶粒被辅助转移薄膜夹持，在摩擦力的作用下，晶粒从晶圆上被剥离下来，并保留在容置孔内。在导电膜层的作用下，晶粒和电路基板电导通，完成巨量转移。

也就是说，通过辅助转移薄膜对晶粒的夹持，同时实现了晶粒的定位和剥离，能够将晶粒直接从晶圆转移至电路基板，不仅提高了巨量转移的良率，还提高了巨量转移的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开实施例提供的一种巨量转移方法的流程图；

图2是本公开实施例提供的另一种巨量转移方法的流程图；

图3是本公开实施例提供的巨量转移过程示意图；

图4是本公开实施例提供的巨量转移过程示意图；

图5是本公开实施例提供的巨量转移过程示意图；

图6是本公开实施例提供的巨量转移过程示意图；

图7是本公开实施例提供的巨量转移过程示意图；

图8是本公开实施例提供的巨量转移过程示意图；

图9是本公开实施例提供的巨量转移过程示意图。

图中各符号表示含义如下：

10、电路基板；

20、导电膜层；

30、光敏胶层；

40、辅助转移薄膜；410、容置孔；420、齿状结构；

100、待转移晶圆；

200、晶粒。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

为了更好的理解本公开实施例提供的巨量转移方法，下面先对相关技术中的几种巨量转移方法进行介绍。

在相关技术中，巨量转移的方式有以下几种。

第一种，先根据晶粒的尺寸、间距、排布方式等，制作一个带粘性的印章转移头。然后通过印章转移头拾取晶粒，并将晶粒放置在电路基板上。最后将晶粒与电路基板电导通。这种方式的转移效率较低，难以应用于大规模商用。

第二种，通过激光剥离晶粒。但为了避免被剥离的晶粒高速冲击电路基板，需要先将晶粒转移至一硬度、厚度均适中的胶体层上，然后再将晶粒转移至电路基板上。这种方式的转移效率相较于第一种来说要高，但是依然较低，难以应用于大规模商用。

由此可见，相关技术中的两种巨量转移方式，均效率较低，难以应用于大规模商用。

为了解决上述技术问题，本公开实施例提供了一种巨量转移方法，图1为该巨量转移方法的流程图，参见图1，在本实施例中，该巨量转移方法包括：

步骤101：在电路基板的一面制备导电膜层。

步骤102：在导电膜层的背向电路基板的一面涂设光敏胶层，光敏胶层具有光敏自热膨胀特性。

步骤103：通过黄光制程，将光敏胶层图案化，以得到辅助转移薄膜，辅助转移薄膜具有多个容置孔。

步骤104：将辅助转移薄膜与待转移晶圆相对位放置，使得待转移晶圆的晶粒位于对应的容置孔内。

步骤105：通过激光照射辅助转移薄膜，使得辅助转移薄膜受热膨胀，以将晶粒夹持在对应的容置孔内。

步骤106：将辅助转移薄膜与待转移晶圆分离，使得晶粒被剥离，并保留在容置孔内。

在电路基板的一面依次设置有导电膜层和辅助转移薄膜，辅助转移薄膜具有多个容置孔，通过容置孔能够容置待转移晶圆的晶粒。在巨量转移时，将辅助转移薄膜与待转移晶圆相对位放置，使得待转移晶圆的晶粒位于对应的容置孔内。然后通过激光照射辅助转移薄膜，由于辅助转移薄膜具有光敏自热膨胀特性，所以辅助转移薄膜在被激光照射后会受热膨胀，从而将晶粒夹持在对应的容置孔内。最后将辅助转移薄膜与待转移晶圆分离，由于晶粒被辅助转移薄膜夹持，在摩擦力的作用下，晶粒从晶圆上被剥离下来，并保留在容置孔内。在导电膜层的作用下，晶粒和电路基板电导通，完成巨量转移。

也就是说，通过辅助转移薄膜对晶粒的夹持，同时实现了晶粒的定位和剥离，能够将晶粒直接从晶圆转移至电路基板10，不仅提高了巨量转移的良率，还提高了巨量转移的效率。

图2为本公开实施例提供的另一种巨量转移方法的流程图，结合图2，在本实施例中，该巨量转移方法包括：

步骤201：在电路基板10的一面制备导电膜层20(参见图3)。

在一些示例中，步骤201通过以下方式执行。

在电路基板10的一面贴附各向异性导电胶膜(Anisotropic Conductive Film，ACF)。

在上述实现方式中，各向异性导电胶膜，主要包括粘接剂和导电粒子，粘接剂为环氧树脂，其作为主体，一方面起到粘接电路基板10和晶粒200的作用，另一方面起到承载导电粒子的作用。导电粒子掺杂在粘接剂内，起到导电的作用。将各向异性导电胶膜作为导电膜层20，由于各向异性导电胶膜能够直接贴附在电路基板上，所以使得导电膜层20的制备工艺较为简单，有效的提高了巨量转移的效率。

在另一些示例中，步骤201通过以下方式执行。

在电路基板10的一面制备金属焊接焊点。

在上述实现方式中，通过金属焊接焊点作为导电膜层20来实现电路基板10和晶粒200之间的电连接。值得说明的是，虽然金属焊接焊点的工艺流程，相较于各向异性导电胶膜来说更为复杂一些，但是金属焊接焊点相较于各向异性导电胶膜来说，也具备一些其他优势。例如，金属焊接焊点一方面连接牢固性更强，另一方面电连接的可靠性也更强。如此一来，有效的提高了巨量转移的良率。

当然，步骤201的执行方式，能够根据实际需求进行选择，例如若需要提高巨量转移的效率，那么选择将各向异性导电胶膜作为导电膜层20，若需要提高巨量转移的良率，那么选择将金属焊接焊点作为导电膜层20。本公开对此不作限制。

步骤202：在导电膜层20的背向电路基板10的一面涂设光敏胶层30，光敏胶层30具有光敏自热膨胀特性(参见图4)。

在本实施例中，步骤202通过以下方式执行。

步骤2021：提供主胶材，主胶材为聚二甲基硅氧烷胶(PDMS)、环氧树脂胶、合成硅胶中的任一种。

在上述实现方式中，聚二甲基硅氧烷胶、环氧树脂胶、合成硅胶均具有光敏自热膨胀特性，其在受到激光的照射后，自身温度快速升高，体积在受热后随之增大。

值得说明的是，主胶材的材质，能够根据实际需求进行选择，本公开对此不作限制。

示例性地，光敏胶层30的厚度小于晶粒200的厚度1～2μm。

光敏胶层30的厚度很大程度上决定了后续步骤中制备得到的辅助转移薄膜40的厚度。如此设计光敏胶层30的厚度，一方面能够避免因辅助转移薄膜40的厚度过大，而在后续步骤中与待转移晶圆100之间产生干涉碰撞，导致晶粒200无法与导电膜层20充分的接触。另一方面能够避免因辅助转移薄膜40的厚度过小，而在后续步骤中无法稳固的夹持晶粒200。

步骤2022：在主胶材中掺杂黑胶。

在上述实现方式中，在主胶材中掺杂了黑胶后，会使得光敏胶层30整体呈现黑色，从而使得后续制备得到的辅助转移薄膜40呈现黑色。通过黑色的辅助转移薄膜40，可以遮挡微型发光二极管的背板或衬底上的瑕疵或本身的颜色，让微型发光二极管的整体的墨色一致性更好。

需要说明的是，黑胶指的是黑色的胶材，黑胶的材质与主胶材的材质相同。例如，若主胶材为环氧树脂胶，那么黑胶即为黑色的环氧树脂胶。将黑胶掺杂进主胶材后，使得光敏胶层30能够整体为黑色。

步骤2023：将掺杂有黑胶的主胶材旋涂至导电膜层20的背向电路基板10的一面，以形成光敏胶层30。

步骤203：通过黄光制程，将光敏胶层30图案化，以得到辅助转移薄膜40，辅助转移薄膜40具有多个容置孔410(参见图5)。

在上述实现方式中，黄光制程包括曝光工序、显影工序、刻蚀工序(干法刻蚀)、去胶工序等。通过黄光制程能够将光敏胶层30图案化，以形成具有多个容置孔410的辅助转移薄膜40。

值得说明的是，容置孔410的布置方式与图案化的结果相关，其能够根据实际需求进行设计，例如呈矩阵型排布等，本公开对此不作限制。另外，容置孔410的形状也与图案化的结果相关，其能够根据实际需求进行设计，例如矩形、圆形等，本公开对此不作限制。

在其他实施例中，通过光敏胶层30的图案化，可以在容置孔410的内侧壁形成齿状结构420(参见图6)，通过齿状结构420，能够有利于辅助转移薄膜40稳固的夹持晶粒200。

步骤204：将辅助转移薄膜40与待转移晶圆100相对位放置，使得待转移晶圆100的晶粒200位于对应的容置孔410内(参见图7)。

在上述实现方式中，将辅助转移薄膜40与待转移晶圆100对位后，沿垂直于电路基板10的方向，移动电路基板10或者待转移晶圆100，使得电路基板10和待转移晶圆100相向移动，直至待转移晶圆100的晶粒200移动至对应的容置孔410内。

在其他实施例中，若容置孔410的内侧壁具有齿状结构420，那么当晶粒200位于容置孔410内之后，齿状结构420能够与晶粒200相对。

步骤205：通过激光照射辅助转移薄膜40，使得辅助转移薄膜40受热膨胀，以将晶粒200夹持在对应的容置孔410内(参见图8，图8中实心箭头为激光)。

在上述实现方式中，辅助转移薄膜40受热膨胀后，会挤压位于容置孔410内的晶粒200，从而增大辅助转移薄膜40和晶粒200之间的摩擦力，有利于在后续步骤中，带动晶粒200移动，从而实现晶粒200的剥离。

在其他实施例中，若容置孔410的内侧壁具有齿状结构420，那么在辅助转移薄膜40受热膨胀后，齿状结构420也随之膨胀，从而与晶粒200紧密的相抵，进一步地增大辅助转移薄膜40和晶粒200之间的摩擦力。另外，晶粒200的侧壁对应齿状结构420的位置，也能够具有凹陷结构，以使得齿状结构420在受热膨胀后，能够插入凹陷结构内，从而进一步地提高剥离晶粒200的可靠性。

在本实施例中，步骤205通过以下方式执行。

步骤2051：确定照射区域。

示例性的，在步骤2051中，首先确定待照射容置孔410，待照射容置孔410为需要容置晶粒200的容置孔410。然后根据待照射容置孔410所处的区域，确定照射区域。

在上述实现方式中，通过确定照射区域，能够提高后续激光照射时的准确性，从而保证了需要膨胀的部位膨胀，而不需要膨胀的部位则不膨胀。

步骤2052：基于照射区域，通过激光照射辅助转移薄膜40。

在上述实现方式中，由于激光照射是基于照射区域来进行的，所以激光照射的准确度非常高，从而提高了巨量转移的良率。

步骤206：将辅助转移薄膜40与待转移晶圆100分离，使得晶粒200被剥离，并保留在容置孔410内(参见图9，值得说明的是，虽然图9中仅示意有一个晶粒200被剥离，但晶粒200的剥离数量，是能够根据实际需求进行调整的，本公开对此不作限制)。

示例性地，沿垂直于电路基板10的方向，移动电路基板10或者待转移晶圆100，使得辅助转移薄膜40与待转移晶圆100之间产生3～4μm的间隙。

在上述实现方式中，辅助转移薄膜40与待转移晶圆100之间产生的间隙尺寸，由电路基板10或者待转移晶圆100的移动行程决定。将上述间隙设计为3～4μm，一方面能够避免因间隙过小而导致晶粒200剥离不完整，另一方面能够避免因间隙过大而导致产生多余的晃动。

步骤207：停止照射激光，待辅助转移薄膜40降温后收缩恢复。

在上述实现方式中，在激光停止照射辅助转移薄膜40后，辅助转移薄膜40停止升温，从而逐渐的收缩恢复到常规的体积。

步骤208：将导电膜层20和保留在容置孔410内的晶粒200电导通。

示例性地，在步骤208中，通过高温、高压、回流中的任一种方式，将导电膜层20和保留在容置孔410内的晶粒200电导通。

在上述实现方式中，由于光敏胶层30的厚度小于晶粒200的厚度1～2μm，所以晶粒200能够与导电膜层20充分的接触。在此基础上，通过匹配导电膜层，采用高温、高压、回流中的任一种对应方式，能够保证晶粒200和导电膜层20之间稳固的机械连接和电相连，以保证电连接的可靠性，从而有利于提高巨量转移的良率。

本公开实施例提供了一种微型发光二极管，该微型发光二极管通过图1或图2所示的巨量转移方法制备。

由于该微型发光二极管通过图1或图2所示的巨量转移方法制备，所以其在制备的过程中，尤其是在巨量转移的过程中，能够保证巨量转移的良率和效率，进而保证了微型发光二极管的质量。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则相对位置关系也可能相应地改变。

以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种巨量转移方法，其特征在于，包括：

在电路基板(10)的一面制备导电膜层(20)；

在所述导电膜层(20)的背向所述电路基板(10)的一面涂设光敏胶层(30)，所述光敏胶层(30)具有光敏自热膨胀特性；

通过黄光制程，将所述光敏胶层(30)图案化，以得到辅助转移薄膜(40)，所述辅助转移薄膜(40)具有多个容置孔(410)；

将所述辅助转移薄膜(40)与待转移晶圆(100)相对位放置，使得所述待转移晶圆(100)的晶粒(200)位于对应的所述容置孔(410)内；

通过激光照射所述辅助转移薄膜(40)，使得所述辅助转移薄膜(40)受热膨胀，以将所述晶粒(200)夹持在对应的所述容置孔(410)内；

将所述辅助转移薄膜(40)与所述待转移晶圆(100)分离，使得所述晶粒(200)被剥离，并保留在所述容置孔(410)内。

2.根据权利要求1所述的巨量转移方法，其特征在于，在所述导电膜层(20)的背向所述电路基板(10)的一面涂设光敏胶层(30)，包括：

提供主胶材，所述主胶材为聚二甲基硅氧烷胶、环氧树脂胶、合成硅胶中的任一种；

在所述主胶材中掺杂黑胶；

将掺杂有黑胶的所述主胶材旋涂至所述导电膜层(20)的背向所述电路基板(10)的一面，以形成所述光敏胶层(30)。

3.根据权利要求1所述的巨量转移方法，其特征在于，在所述导电膜层(20)的背向所述电路基板(10)的一面涂设光敏胶层(30)，还包括：

所述光敏胶层(30)的厚度小于所述晶粒(200)的厚度1～2μm。

4.根据权利要求1所述的巨量转移方法，其特征在于，通过激光照射所述辅助转移薄膜(40)，包括：

确定照射区域；

基于所述照射区域，通过激光照射所述辅助转移薄膜(40)。

5.根据权利要求4所述的巨量转移方法，其特征在于，确定照射区域，包括：

确定待照射容置孔(410)，所述待照射容置孔(410)为需要容置所述晶粒(200)的容置孔(410)；

根据所述待照射容置孔(410)所处的区域，确定所述照射区域。

6.根据权利要求1所述的巨量转移方法，其特征在于，将所述辅助转移薄膜(40)与待转移晶圆(100)分离，包括：

沿垂直于所述电路基板(10)的方向，移动所述电路基板(10)或者所述待转移晶圆(100)，使得所述辅助转移薄膜(40)与所述待转移晶圆(100)之间产生3～4μm的间隙。

7.根据权利要求1所述的巨量转移方法，其特征在于，在将所述辅助转移薄膜(40)与所述待转移晶圆(100)分离之后，还包括：

停止照射激光，待所述辅助转移薄膜(40)降温后收缩恢复；

将所述导电膜层(20)和保留在所述容置孔(410)内的所述晶粒(200)电导通。

8.根据权利要求7所述的巨量转移方法，其特征在于，将所述导电膜层(20)和保留在所述容置孔(410)内的所述晶粒(200)电导通，包括：

通过高温、高压、回流中的任一种方式，将所述导电膜层(20)和保留在所述容置孔(410)内的所述晶粒(200)电导通。

9.根据权利要求1所述的巨量转移方法，其特征在于，在电路基板(10)的一面制备导电膜层(20)，包括：

在所述电路基板(10)的一面贴附各向异性导电胶膜；或者，

在所述电路基板(10)的一面制备金属焊接焊点。

10.一种微型发光二极管，其特征在于，所述微型发光二极管通过权利要求1至9任一项所述的巨量转移方法制备。