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TWI718343B - 發光二極體、顯示裝置及直視顯示裝置 - Google Patents

發光二極體、顯示裝置及直視顯示裝置 Download PDF

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TWI718343B
TWI718343B TW106135623A TW106135623A TWI718343B TW I718343 B TWI718343 B TW I718343B TW 106135623 A TW106135623 A TW 106135623A TW 106135623 A TW106135623 A TW 106135623A TW I718343 B TWI718343 B TW I718343B
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法瑞巴 丹尼斯
小里查 Ｐ 許奈德
任凡
麥可 詹森
奈森 高納
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瑞典商Ｇｌｏ公司
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Abstract

本發明揭示一種紅光發光二極體，其包含一n摻雜部分、一p摻雜部分及定位於該n摻雜部分與該p摻雜部分之間之一發光區域。該發光區域包含在跨彼處之電偏壓下發射介於600nm至750nm之間之一峰值波長之光之一發光氮化銦鎵層、定位於該發光氮化銦鎵層上之一氮化鋁鎵層及定位於該氮化鋁鎵層上之一GaN障壁層。

Description

發光二極體、顯示裝置及直視顯示裝置
本發明之實施例大體上係針對半導體發光裝置，且具體言之，本發明之實施例係針對一種包含氮化銦鎵之紅光發光二極體及其製造方法。
諸如發光裝置之發光裝置用於諸如膝上型電腦或LED電視中之液晶顯示器之電子顯示器中。發光裝置包含發光二極體(LED)及經組態以發射光之各種其他類型之電子裝置。
根據本發明之一態樣，一種紅光發光二極體包括一n摻雜部分、一p摻雜部分及定位於該n摻雜部分與該p摻雜部分之間之一發光區域。該發光區域包括在跨其之電偏壓下發射600nm至750nm之間之一峰值波長之光之一發光氮化銦鎵層、定位於該發光氮化銦鎵層上之一III族氮化物層及定位於該III族氮化物層上之一GaN障壁層。該發光二極體包括選自以下各者之至少一個特徵：(a)該發光二極體包括一奈米線裝置；或(b)該發光區域由一或兩個量子井組成；或(c)該III族氮化物層包括具有一AlyGa(1-y)N成分之氮化鋁鎵層，其中y係在自0.3至1.0之一範圍內；或(d)UV發光InGaN/GaN超晶格定位於該n摻雜部分與該發光區域之間。
根據本發明之另一態樣，一種奈米線紅光發光二極體包含一n摻雜奈米線核心部分、一p摻雜部分及定位於該p摻雜部分下方之該n摻雜奈米線核心上之一發光殼。該發光殼包括在跨其之電偏壓下發射600nm至750nm之間之一峰值波長之光之一發光氮化銦鎵殼、定位於該發光氮化銦鎵殼上之一III族氮化物殼及定位於該III族氮化物殼上之一GaN障壁殼。
根據本發明之另一態樣，一種製造一直視顯示裝置之方法包含：提供數個第一發光二極體，其中該等第一發光二極體之各者包括經組態以發射自600nm至750nm之一範圍內之一第一峰值波長之光的一磊晶材料層堆疊，其中該磊晶材料層堆疊自一側至另一側包括：一單晶n摻雜GaN部分；複數個應變調變層堆疊，其等定位於該單晶n摻雜GaN層上且包括一各自中介氮化銦鎵層及一各自中介GaN層；一發光氮化銦鎵層，其定位於該複數個應變調變層堆疊上且在跨其之電偏壓下發射該第一峰值波長之光；一GaN障壁層；及一p摻雜氮化鋁鎵層。該方法亦包含：提供經組態以發射自400nm至600nm之一範圍內之一第二峰值波長之光之數個第二發光二極體；及將該等第一發光二極體及該等第二發光二極體接合至一背板以形成一像素陣列。
根據本發明之另一態樣，提供一種直視顯示裝置，其包括定位於一背板上之一像素陣列。該等像素之各者包括經組態以發射自600nm至750nm之一範圍內之一第一峰值波長之光之一第一發光二極體及經組態以發射自400nm至600nm之一範圍內之一第二峰值波長之光之一第二發光二極體。各像素中之該第一發光二極體包含一磊晶材料層堆疊，其自一側至另一側包括：一單晶n摻雜GaN部分；複數個應變調變層堆疊，其等定位於該單晶n摻雜GaN層上且包括一各自中介氮化銦鎵層及一各自中介GaN 層；一發光氮化銦鎵層，其定位於該複數個應變調變層堆疊上且在跨其之電偏壓下發射該第一峰值波長之光；一GaN障壁層；及一p摻雜氮化鋁鎵層。
根據本發明之另一態樣，提供一種製造一直視顯示裝置之方法，其包括以下步驟：提供數個第一發光二極體，其中該等第一發光二極體之各者包括經組態以發射自600nm至750nm之一範圍內之一第一峰值波長之光的一磊晶材料層堆疊，其中該磊晶材料層堆疊自一側至另一側包括一單晶n摻雜GaN部分、定位於該單晶n摻雜GaN層上且包括一各自中介氮化銦鎵層及一各自中介GaN層之複數個應變調變層堆疊、定位於該複數個應變調變層堆疊上且在跨其之電偏壓下發射該第一峰值波長之光之一發光氮化銦鎵層、一GaN障壁層及一p摻雜氮化鋁鎵層；提供經組態以發射自400nm至600nm之一範圍內之一第二峰值波長之光之數個第二發光二極體；及將該等第一發光二極體及該等第二發光二極體接合至一背板以形成一像素陣列。
根據本發明之一態樣，提供一種直視顯示裝置，其包括定位於一背板上之一像素陣列。該等像素之各者包括經組態以發射自620nm至750nm之一範圍內之一峰值波長之光之一紅光發光二極體、經組態以發射自495nm至570nm之一範圍內之一峰值波長之光之一綠光發光二極體及經組態以發射自450nm至495nm之一範圍內之一峰值波長之光之一藍光發光二極體。各像素中之該紅光發光二極體包括：一第一單晶n摻雜氮化鎵層；一單晶n摻雜氮化銦鎵層，其與該單晶n摻雜氮化鎵層磊晶對準；一主動層，其包含氮化銦鎵層之至少一個例項及具有比該至少一個氮化銦鎵層大之一帶隙之一化合物半導體材料層之至少一個例項；及一第一p摻雜化 合物半導體材料層，其中該主動層經組態以在將電偏壓施加於該單晶n摻雜氮化銦鎵層與該p摻雜化合物半導體材料層之間之後發射自620nm至750nm之一範圍內之一峰值波長之光。
根據本發明之另一態樣，提供一種製造一直視顯示裝置之方法。提供數個紅光發光二極體，其中該等紅光發光二極體之各者包括：一第一單晶n摻雜氮化鎵層；一單晶n摻雜氮化銦鎵層，其與該單晶n摻雜氮化鎵層磊晶對準；一主動層，其包含氮化銦鎵層之至少一個例項及具有比該至少一個氮化銦鎵層大之一帶隙之一化合物半導體材料層之至少一個例項；及一第一p摻雜化合物半導體材料層，其中該主動層經組態以在將電偏壓施加於該單晶n摻雜氮化銦鎵層與該p摻雜化合物半導體材料層之間之後發射自620nm至750nm之一範圍內之一峰值波長之光。該方法包含以下步驟：提供經組態以發射自495nm至570nm之一範圍內之一峰值波長之光之數個綠光發光二極體；提供經組態以發射自450nm至495nm之一範圍內之一峰值波長之光之數個藍光發光二極體；及將該等紅光發光二極體、該等綠光發光二極體及該等藍光發光二極體接合至一背板以形成一像素陣列。
根據本發明之另一態樣，提供一種形成一裝置總成之方法。在一基板上形成多種類型之焊接材料部分。該多種類型之焊接材料部分包括包含一第一焊接材料之至少一個第一焊接材料部分及包含一第二焊接材料之至少一個第二焊接材料部分。提供多種類型之裝置。該多種類型之裝置包括包含至少一個第一接合墊之一第一類型裝置及包含至少一個第二接合墊之一第二類型裝置。該第一接合墊及該第二接合墊包括一共同接合材料。該第一焊接材料與該共同接合材料形成具有一第一共晶溫度之一第一共晶系 統。該第二焊接材料及該共同接合材料形成具有大於該第一共晶溫度之一第二共晶溫度之一第二共晶系統。藉由將各第一接合墊安置於一各自第一焊接材料部分上且將各第一接合墊加熱至高於該第一共晶溫度且低於該第二共晶溫度之一溫度來將該第一類型裝置接合至該基板。藉由將各第二接合墊安置於一各自第二焊接材料部分上且將各第二接合墊加熱至高於該第二共晶溫度之一溫度來將該第二類型裝置接合至該基板。
根據本發明之一態樣，提供一種形成至少一個積體發光裝置總成之方法。將包括一第一源基板及發射一第一波長之光之數個第一發光裝置之一第一總成安置於一背板上方。將數個第一導電接合結構安置於該背板與該第一總成之間。透過該等第一導電接合結構將該等第一發光裝置之一第一子集接合至該背板。藉由雷射燒蝕覆於該等第一發光裝置之該第一子集上之材料部分來使該等第一發光裝置之該第一子集脫離該第一源基板。使包括該第一源基板及該等第一發光裝置之一第二子集之一總成與該背板分離，而該等第一發光裝置之該第一子集保持接合至該背板。
根據本發明之另一態樣，提供一種積體發光裝置總成，其包括在一頂側處具有階梯式水平面之一背板。該等階梯式水平面包括定位於一第一水平面平面內之該等階梯式水平面之一第一子集及定位於一第二水平面平面內之該等階梯式水平面之一第二子集，該等階梯式水平面之該第二子集比該等階梯式水平面之該第一子集更接近該背板之一背側表面。該積體發光裝置總成包括定位於該背板之該等階梯式水平面上之數個導電接合結構。該等導電接合結構包括覆於該等階梯式水平面之該第一子集上之數個第一導電接合結構及覆於該等階梯式水平面之該第二子集上之數個第二導電接合結構。此外，該積體發光裝置總成包括接合至該等導電接合結構之 數個發光裝置。該等發光裝置包括：數個第一發光裝置，其等發射一第一波長之光且覆於該等階梯式水平面之該第一子集上；及數個第二發光裝置，其等發射一第二波長之光且覆於該等階梯式水平面之該第二子集上。
根據本發明之又一態樣，提供一種積體發光裝置總成，其包括接合至一背板之數個第一發光裝置及數個第二發光裝置。各第一發光裝置發射一第一波長之光。各第二發光裝置發射不同於該第一波長之一第二波長之光。透過包含一第一接合墊及一第一導電接合結構之一第一堆疊將各第一發光裝置接合至該背板。透過包含一第二接合墊及一第二導電接合結構之一第二堆疊將各第二發光裝置接合至該背板。包含該等第一接合墊與該等第一導電接合結構之間之第一界面之一第一平面自包含該等第二接合墊與該等第二導電接合結構之間之第二界面之一第二平面垂直偏移。
根據本發明之又一態樣，提供一種積體發光裝置總成，其包括接合至背板之數個第一發光裝置及數個第二發光裝置。各第一發光裝置發射一第一波長之光。各第二發光裝置發射不同於該第一波長之一第二波長之光。透過包含一第一接合墊及一第一導電接合結構之一第一堆疊將各第一發光裝置接合至該背板。透過包含一第二接合墊及一第二導電接合結構之一第二堆疊將各第二發光裝置接合至該背板。該等第一導電接合結構及該等第二導電接合結構具有一相同高度。該等第一導電接合結構之各者具有一第一體積。該等第二導電接合結構之各者具有小於該第一體積之一第二體積。
10B:第一發光裝置
10G:第二發光裝置
10R:第三發光裝置
10S:感測器裝置
11B:第一發光裝置之第一子集
12B:第一發光裝置之第二子集
15:第一接觸墊
16:第二接觸墊
17B:第一光學保護材料層
17G:第二光學保護材料層
17R:第三光學保護材料層
17S:第四光學保護材料層
20:釋放層
22:生長基板
24:緩衝半導體層
26:平坦單晶n摻雜GaN層
30:接合材料層
30A:第一接合材料層
30B:第二接合材料層
30F:剩餘部分
32:奈米線核心
34:殼層堆疊
42:生長遮罩
43:開口
100:生長基板
100B:第一類型生長基板
100G:第二類型生長基板
100R:第三類型生長基板
100S:第四類型生長基板
101B:初始生長基板
101G:初始生長基板
101R:初始生長基板
101S:初始生長基板
130:燒蝕材料層
200:第一載體基板
200B:第一類型第一載體基板
200G:第二類型第一載體基板
200R:第三類型第一載體基板
200S:第四類型第一載體基板
300:轉移基板
300B:第一轉移基板
300G:第二轉移基板
300R:第三轉移基板
300S:額外轉移基板
301B:第一轉移基板
301G:第二轉移基板
301R:第三轉移基板
301S:額外轉移基板
400:背板基板
401:背板
409:背側表面
410:介電材料層
411:下介電材料層
412:中間介電材料層
413:上介電材料層
420:接合墊
421:第一接合墊
422:第二接合墊
423:第三接合墊
430:導電接合結構
430B:第一導電接合結構
430G:第二導電接合結構
430R:第三導電接合結構
430S:額外導電接合結構
431:第一導電接合結構
432:第二導電接合結構
432L:下第二導電接合材料部分
432U:上第二導電接合材料部分
433:第三導電接合結構
433L:下第三導電接合材料部分
433U:上第三導電接合材料部分
440:金屬互連結構
467:加熱雷射
470:透明囊封介電層
477:雷射
480:導電互連結構
500:生長基板
500B:第一生長基板
500G:第二生長基板
500R:第三生長基板
500S:第四生長基板
520:內部釋放層
530:源基板
530F:剩餘部分
700:虛設基板
794:透明鈍化介電層
796:前側透明導電氧化物層
798:介電填充材料層
802:基板
804:單晶n摻雜氮化鎵層
808:單晶n摻雜氮化銦鎵層
810:主動層/主動區域
812:p摻雜化合物半導體材料層
964:透明導電氧化物層
966:反射器層
970:介電材料層
984:金屬障壁層/擴散障壁層
986:金屬障壁層/黏著促進劑層
1110:第一超晶格結構
1112:第一中介氮化銦鎵層
1114:第一中介GaN層
1118:平坦GaN間隔物層
1120:第二超晶格結構
1122:第二中介氮化銦鎵層
1124:第二中介GaN層
1130:發光區域
1132:平坦發光氮化銦鎵層
1133:平坦氮化鋁鎵層
1134:平坦GaN障壁層
1140:平坦p摻雜氮化鋁鎵層
1150:第一p摻雜化合物半導體材料層
1160:第二p摻雜化合物半導體材料層
1210:超晶格殼
1212:第一中介氮化銦鎵層
1214:第一中介GaN層
1218:殼GaN間隔物層
1220:第二應變調變層堆疊
1222:第二中介氮化銦鎵層
1224:第二中介GaN層
1225:第三應變調變層堆疊
1226:第三中介氮化銦鎵層
1228:第三中介GaN層
1230:發光區域殼
1232:殼發光氮化銦鎵層
1232A:奈米環區域
1233:殼氮化鋁鎵層
1234:殼GaN障壁層
1240:殼p摻雜氮化鋁鎵層
1250:第一p摻雜化合物半導體材料層
1260:第二p摻雜化合物半導體材料層
1300:半導體奈米線
5001:第一擬合曲線
5002:第二擬合曲線
B:第一源基板
BP1:背板
BP2:背板
BP3:背板
BP4:背板
G:第二源基板
HIP1:第一水平界面平面
HIP2:第二水平界面平面
HSP1:第一水平面平面
HSP2:第二水平面平面
HSP3:第三水平面平面
HSP4:額外水平面平面
HTP1:第一水平頂面
HTP2:第二水平頂面
HTP3:第三水平頂面
HTP4:第四水平頂面
R:第三源基板
R1:第一區域
R2:第二區域
R3:第三區域
R4:第四區域
S:第四源基板
圖1係根據本發明之一實施例之自初始生長基板產生生長基板與其上之各自裝置之總成之步驟之一示意說明圖。
圖2係根據本發明之一實施例之透過各自裝置將生長基板接合至各自第一載體基板之步驟之一示意說明圖。
圖3係根據本發明之一實施例之移除生長基板之步驟之一示意說明圖。
圖4係根據本發明之一實施例之在第一載體基板上形成一第一接合材料層、提供第二載體基板及形成一釋放層及一第二接合材料層之步驟之一示意說明圖。
圖5係根據本發明之一實施例之接合各對之一第一載體基板及一第二載體基板之步驟之一示意說明圖。
圖6係根據本發明之一實施例之其中自一經接合結構移除各第一載體基板之步驟之一示意說明圖。
圖7係根據本發明之一實施例之一第二載體基板、其上之一第一發光裝置陣列及填充第一發光裝置中之間隙之一選用光學保護材料層之一垂直橫截面圖。
圖8係根據本發明之一實施例之一背板基板之一垂直橫截面圖。
圖9係根據本發明之一實施例之藉由在一背板上形成各種介電材料層所形成之該背板之一垂直橫截面圖。
圖10係根據本發明之一實施例之形成及圖案化包含一光學保護材料之一選用保護層之後之背板之一垂直橫截面圖。
圖11係根據本發明之一實施例之階梯式水平面之一第一子集上形成第一導電接合結構之後之背板之一垂直橫截面圖。
圖12係根據本發明之一實施例之將一第一轉移基板上之第一發光裝置之一第一子集接合至背板之階梯式水平面之一第一子集上之第一導電接 合結構時之背板之一垂直橫截面圖。
圖13係根據本發明之一實施例之對第一轉移基板中之釋放層之一部分採用雷射輻射及燒蝕以脫離第一發光裝置之第一子集中之一發光裝置時之背板及第一轉移基板之一垂直橫截面圖。
圖14係根據本發明之一實施例之分離第一轉移基板之後之背板之一垂直橫截面圖。
圖15係根據本發明之一實施例之使一第二轉移基板與其上之第二發光裝置對準之後之背板之一垂直橫截面圖。
圖16係根據本發明之一實施例之對第二轉移基板中之釋放層之一部分採用雷射輻射及燒蝕以脫離第二發光裝置之一第一子集中之一發光裝置時之背板及第二轉移基板之一垂直橫截面圖。
圖17係根據本發明之一實施例之分離第二轉移基板之後之背板之一垂直橫截面圖。
圖18係根據本發明之一實施例之對第三轉移基板中之釋放層之一部分採用雷射輻射及燒蝕以脫離第三發光裝置之一第一子集中之一發光裝置時之背板及第三轉移基板之一垂直橫截面圖。
圖19係根據本發明之一實施例之分離第三轉移基板之後之背板之一垂直橫截面圖。
圖20係根據本發明之一實施例之對一第四轉移基板中之釋放層之一部分採用雷射輻射及燒蝕以脫離感測器裝置之一第一子集中之一感測器裝置時之背板及第四轉移基板之一垂直橫截面圖。
圖21係根據本發明之一實施例之分離第四轉移基板之後之背板之一垂直橫截面圖。
圖22係根據本發明之一實施例之形成一透明囊封介電層之後之一第一例示性發光裝置總成之一垂直橫截面圖。
圖23係根據本發明之一實施例之形成導電互連結構之後之第一例示性發光裝置總成之一替代實施例之一垂直橫截面圖。
圖24係根據本發明之一實施例之初始生長基板上之裝置之一替代實施例。
圖25係根據本發明之一實施例之第一例示性發光裝置總成之另一替代實施例之一垂直橫截面圖。
圖26係根據本發明之一實施例之第一例示性發光裝置總成之又一替代實施例之一垂直橫截面圖。
圖27繪示其中將一虛設基板安置於經接合發光裝置之頂面上方之本發明之一替代實施例中之一處理步驟。
圖28繪示其中虛設基板緊貼經接合發光二極體且將焊料球加熱至一回焊溫度之本發明之一替代實施例中之一處理步驟。
圖29繪示根據本發明之一實施例之第一例示性發光裝置總成之又一替代實施例。
圖30繪示用於將四種不同類型之裝置自四個轉移基板轉移至四個背板之一例示性轉移模式及一例示性轉移序列。
圖31A至圖31E係根據圖30中所繪示之例示性轉移模式之發光二極體之一示意性轉移序列。
圖32A至圖32N係繪示根據本發明之一實施例之用於形成一第二例示性發光裝置總成之一程序的循序垂直橫截面圖。
圖33A至圖33N係繪示根據本發明之一實施例之用於形成一第三例示 性發光裝置總成之一程序的循序垂直橫截面圖。
圖34A至圖34N係繪示根據本發明之一實施例之用於形成一第四例示性發光裝置總成之一程序的循序垂直橫截面圖。
圖35A至圖35N係繪示根據本發明之一實施例之用於形成一第五例示性發光裝置總成之一程序的循序垂直橫截面圖。
圖36係根據本發明之一實施例之用於在形成一介電材料層之後形成紅光發光二極體之一例示性結構。
圖37係根據本發明之一實施例之用於在形成導電接合結構之後形成紅光發光二極體之例示性結構。
圖38係根據本發明之一實施例之單粒化及移除一下伏基板之後之一隔離式紅光發光二極體子像素。
圖39係發光二極體之各者具有一單一導電接合結構時之一背板及包含該等發光二極體之一像素陣列之一總成。
圖40A係根據本發明之一實施例之施加一絕緣晶粒間填充材料層之後之背板及像素陣列之總成。
圖40B係根據本發明之一實施例之形成一前側透明導電氧化物層及一透明介電保護層之後之背板及像素陣列之總成。
圖41係根據本發明之一實施例之一第一例示性平坦材料層堆疊之一垂直橫截面圖，該第一例示性平坦材料層堆疊可形成於一基板上方以提供發射自600nm至750nm之一範圍內之一峰值波長之光之發光二極體。
圖42係根據本發明之一實施例之一第二例示性平坦材料層堆疊之一垂直橫截面圖，該第二例示性平坦材料層堆疊可形成於一基板上方以提供發射自600nm至750nm之一範圍內之一峰值波長之光之發光二極體。
圖43係根據本發明之一實施例之用於在形成一圖案化生長遮罩之後形成含奈米線發光二極體之一例示性裝置結構之一垂直橫截面圖。
圖44係根據本發明之一實施例之形成奈米線核心之後之例示性裝置結構之一垂直橫截面圖。
圖45係根據本發明之一實施例之形成殼結構之後之例示性裝置結構之一垂直橫截面圖。
圖46A係圖45之例示性結構之一放大區域M之一垂直橫截面圖。圖46B係圖45之例示性結構之一放大區域R之一穿透式電子顯微鏡(TEM)顯微圖。
圖47係根據本發明之一實施例之形成一p型外殼層之後之例示性裝置結構之一垂直橫截面圖。
圖48係根據本發明之一實施例之形成一連續p型半導體材料層之後之例示性裝置結構之一垂直橫截面圖。
圖49係根據本發明之一實施例之形成一透明導電氧化物層及一反射器層之後之例示性裝置結構之一垂直橫截面圖。
圖50係展示根據本發明之一實施例之採用圖41之第一例示性平坦材料層堆疊或圖42之第二例示性平坦材料層堆疊之樣本發光裝置之外部量子效率的曲線圖。
圖51係根據本發明之一實施例之圖42之第二例示性平坦材料堆疊之發射強度對波長之一曲線圖。
圖52展示根據本發明之一實施例之在各種操作電流密度條件下採用圖42之第二例示性平坦材料堆疊之一未經囊封樣本20微米微LED之裝置之一電流-電壓圖。
圖53係展示根據本發明之一實施例之採用圖49之例示性裝置結構之樣本發光裝置之外部量子效率的一曲線圖。
如上所述，本發明係針對一種包含具有氮化銦鎵之紅光發光子像素之發射顯示板及其製造方法，下文將描述其等之各種態樣。在所有圖式中，相同元件由相同元件符號標示。圖式未按比例繪製。除非明確地描述或另外清楚地指示不存在元件複製，否則可在繪示一元件之一單一例項時複製該元件之多個例項。除非另外明確陳述，則具有相同元件符號之元件被視為具有相同成分及/或組分。諸如「第一」、「第二」及「第三」之序數僅用於識別類似元件，且不同序數可用於本發明之說明書及申請專利範圍中。
如本文中所使用，「發光裝置」係指經組態以發射光之任何裝置且包含(但不限於)發光二極體(LED)、雷射(例如垂直共振腔面射型雷射(VCSEL))及經組態以在施加一適合電偏壓之後發射光之任何其他電子裝置。一發光裝置可為一垂直結構(例如一垂直LED)(其中p側及n側接觸件定位於該結構之對置側上)或一橫向結構(其中p側及n側接觸件定位於該結構之相同側上)。如本文中所使用，「發光裝置總成」係指其中至少一個發光裝置在結構上相對於一支撐結構固定之一總成，該支撐結構可包含(例如)一基板、一基體或經組態以對至少一個發光裝置提供穩定機械支撐之任何其他結構。
在本發明中，提供一種用於將一裝置陣列(例如一發光裝置陣列或一感測器裝置陣列)自一生長基板轉移至一目標基板之方法。目標基板可為期望多種類型之裝置依任何組態形成於其上之任何基板。在一繪示性實例 中，目標基板可為一背板基板，諸如用於驅動發光裝置之一主動或被動矩陣背板基板。如本文中所使用，「背板基板」係指經組態以在其上附裝多個裝置之任何基板。在一實施例中，背板基板上之相鄰發光裝置之中心至中心間隔可為生長基板上之相鄰發光裝置之中心至中心間隔之整數倍。發光裝置可包含複數個發光裝置，諸如一群組之兩個發光裝置：一者經組態以發射藍光且一者經組態以發射綠光。發光裝置可包含一群組之三個發光裝置：一者經組態以發射藍光，一者經組態以發射綠光，且一者經組態以發射紅光。如本文中所使用，「相鄰發光裝置」係指定位成比至少另一發光裝置更緊密接近之複數個兩個或兩個以上發光裝置。本發明之方法可提供發光裝置之一子集自一生長基板上之一發光裝置陣列至背板基板之選擇轉移。
參考圖1，可採用此項技術中已知之方法將裝置(10B、10G、10R、10S)製造於各自初始生長基板(101B、101G、101R、101S)上。如本文中所使用，「初始生長基板」係指經處理以在其上或其內形成裝置之一基板。裝置(10B、10G、10R、10S)可包含發光裝置(10B、10G、10R)及/或感測器裝置10S(例如光電偵測器)及/或任何其他電子裝置。發光裝置(10B、10G、10R)可為任何類型之發光裝置，即，垂直發光裝置、橫向發光裝置或其等之任何組合。相同類型之裝置可形成於各初始生長基板(101B、101G、101R、101S)上。裝置(10B、10G、10R、10S)可作為一陣列形成於各自初始生長基板(101B、101G、101R、101S)上。
在一實施例中，初始生長基板(101B、101G、101R、101S)可包含諸如矽基板之一吸收基板。如本文中所使用，「吸收基板」係指吸收包含紫外線範圍、可見光範圍及紅外線範圍之光譜範圍內之光能之50%以上的一 基板。如本文中所使用，「紫外線範圍」係指自10nm至400nm之波長範圍；「可見光範圍」係指自400nm至800nm之波長範圍；及「紅外線範圍」係指自800nm至1mm之波長範圍。
若初始生長基板(101B、101G、101R、101S)係吸收基板，則各裝置陣列(10B、10G、10R、10S)可藉由全晶圓轉移程序轉移至一各自透明載體基板或一「透明基板」，其中各裝置陣列(10B、10G、10R、10S)整體轉移至各自透明基板。如本文中所使用，「透明基板」係指透射包含紫外線範圍、可見光範圍及紅外線範圍之光譜範圍內之一波長之光能之50%以上的一基板。
在一實施例中，裝置(10B、10G、10R、10S)可包含發光裝置(10B、10G、10R)。在一實施例中，各發光裝置(10B、10G、10R)可經組態以發射一單一峰值波長之光。應瞭解，發光裝置通常發射以該處光強度最大之單一波長為中心之一窄波長帶之光，且一發光裝置之波長係指峰值波長。舉例而言，一第一發光裝置陣列10B可形成於一第一類型生長基板100B上，一第二發光裝置陣列10G可形成於一第二類型生長基板100G上，且一第三發光裝置陣列10R可形成於一第三類型生長基板100R上。另外，一感測器裝置陣列10S可形成於一第四類型生長基板100S上。替代地，一或多種類型之發光裝置(10B、10G、10R)可為經組態以發射至少兩種不同波長之光之積體發光裝置。在一實施例中，發光裝置(10B、10G、10R)可包括奈米線陣列或其他奈米結構陣列。
諸如接觸墊之接觸結構(圖中未明確展示)提供於各發光裝置(10B、10G、10R)上。各發光裝置(10B、10G、10R)之接觸結構可包含一陽極接觸結構及一陰極接觸結構。若發光裝置(10B、10G、10R)之一或多者係經 組態以發射至少兩種不同波長之光之一積體發光裝置，則可採用一共同接觸結構(諸如一共同陰極接觸結構)。舉例而言，體現為一單一積體發光裝置之藍光發光裝置、綠光發光裝置及紅光發光裝置之三元組可具有一單一陰極接觸件。
各初始生長基板(101B、101G、101R)上之發光裝置陣列(10B、10G、10R)經組態使得發光裝置隨後轉移至其之一背板基板上之發光裝置之中心至中心間隔係初始生長基板(101B、101G、101R)上之發光裝置(10B、10G、10R)之中心至中心間隔之整數倍。
各初始生長基板(101B、101G、101R、101S)及其上之裝置(10B、10G、10R、10S)可被切成適合大小。初始生長基板(101B、101G、101R、101S)之各切割部分在本文中指稱一生長基板(100B、100G、100R、100S)。因此，產生生長基板(100B、100G、100R、100S)與其上之各自裝置(10B、10G、10R、10S)之總成。換言之，生長基板(100B、100G、100R、100S)係初始生長基板(101B、101G、101R、101S)之整體或切割部分，且一裝置陣列(10B、10G、10R、10S)存在於各生長基板(100B、100G、100R、100S)上。各生長基板(100B、100G、100R、100S)上之裝置陣列(10B、10G、10R、10S)可為相同類型之一裝置陣列。
在將各初始生長基板(101B、101G、101R、101S)單粒化成對應生長基板(100B、100G、100R、100S)之前或其之後，各裝置(10B、10G、10R、10S)(例如一發光裝置、一發光裝置群組或一感測器裝置)可藉由在各對相鄰發光裝置之間形成溝渠來彼此機械隔離。在一繪示性實例中，若一發光裝置陣列或一感測器陣列安置於一初始生長基板(101B、101G、 101R、101S)上，則溝渠可自發光裝置陣列或感測器陣列之最終生長表面延伸至初始生長基板(101B、101G、101R、101S)之頂面。
可採用各種方案將各裝置陣列(10B、10G、10R、10S)轉移至一各自透明基板(其在本文中指稱一轉移基板)。圖2至圖6繪示可用於將各裝置陣列(10B、10G、10R、10S)轉移至一各自透明基板之一例示性方案。
參考圖2，若各裝置(10B、10G、10R、10S)上之接觸結構在將裝置(10B、10G、10R、10S)製造於生長基板(101B、101G、101R、101S)上期間形成於各裝置(10B、10G、10R、10S)之頂側上，則可視情況採用第一載體基板200。第一載體基板200可為可接合至裝置(10B、10G、10R、10S)且可對(10B、10G、10R、10S)提供結構支撐之任何適合基板。各原生裝置陣列(10B、10G、10R、10S)及一各自生長基板100接合至一第一載體基板200。因此，各生長基板100可透過各自裝置10接合至一各自第一載體基板200。換言之，在各經接合結構(100、10、200)內，裝置10存在於一生長基板100與一第一載體基板之間。在一繪示性實例中，一第一類型生長基板100B可透過第一發光裝置10B接合至一第一類型第一載體基板200B，一第二類型生長基板100G可透過第二發光裝置10G接合至一第二類型第一載體基板200G，一第三類型生長基板100R可透過第三發光裝置10R接合至一第三類型第一載體基板200R，且一第四類型生長基板100S可透過感測器裝置10S接合至一第四類型第一載體基板200S。
參考圖3，可自包含生長基板100、裝置陣列10及第一載體基板200之堆疊之暫時接合結構移除各生長基板100。舉例而言，若生長基板100係矽基板，則可藉由濕式化學蝕刻程序、研磨、拋光、分裂(例如，在氫植入層處)或其等之組合來移除生長基板100。舉例而言，可藉由植入形成一 弱區域之原子(例如植入至一半導體材料中之氫原子)且藉由施加一適合處理條件(例如高溫及/或機械力下之退火)以引起基板分裂成兩個部分來執行基板之分裂。
參考圖4，一第一接合材料層30A可形成於各第一載體基板200上。第一接合材料層30A包含可在適當處理(諸如，施加熱及/或壓力)之後接合至另一接合材料之任何接合材料。在一實施例中，第一接合材料層30A可包括一介電材料，諸如氧化矽、硼磷矽酸鹽玻璃(BPSG)、旋塗玻璃(SOG)材料及/或黏著材料(諸如SU-8或苯並環丁烯(BCB))。第一接合材料層30A之厚度可在自50nm至5微米之範圍內，但亦可採用更小及更大厚度。在一實施例中，第一接合材料層30A可為具有約1微米厚度之氧化矽層。可藉由諸如化學氣相沈積或旋塗之一適合沈積方法來形成第一接合材料層30A。
提供轉移基板300。如本文中所使用，「轉移基板」係指至少一個裝置自其轉移至一目標基板之一基板，該目標基板可包括一背板基板。在一實施例中，各轉移基板300可為一第二載體基板，其可用於自一各自第一載體基板200接收一裝置陣列且承載該裝置陣列，直至裝置之一子集在一後續程序中被轉移至目標基板。
在一些實施例中，轉移基板300可光學地透射一雷射波長。雷射波長係隨後用於將裝置自一各自轉移基板300個別地且選擇性地轉移至目標基板之雷射光束之波長，且可為一紫外線波長、一可見光波長或一紅外線波長。在一實施例中，透明基板300可包含藍寶石、玻璃(氧化矽)或此項技術中已知之其他光學透明材料。在一替代實施例中，轉移基板300可為透明生長基板或其切割部分。在其中使初始生長基板脫結(例如，在植入有 氫氣或惰性氣體之一層處)以提供一薄基板(在無需使用轉移基板之情況下將發光二極體自其轉移至一背板)之一些其他實施例中，初始生長基板可吸收雷射波長之雷射。
隨後，可將一釋放層20及一第二接合材料層30B沈積於各轉移基板300上。釋放層20包含可對轉移基板300提供足夠黏著性且吸收隨後用於一後續選擇性轉移程序期間之雷射光束之雷射波長的一材料。舉例而言，釋放層20可包含富含矽之氮化矽或半導體層，例如可藉由雷射輻射加熱之一GaN層。釋放層20之厚度可在自100nm至1微米之範圍內，但亦可採用更小及更大厚度。
第二接合材料層30B可包括諸如氧化矽之一介電材料。第二接合材料層30B之厚度可在自50nm至5微米之範圍內，但亦可採用更小及更大厚度。在一實施例中，第二接合材料層30B可為具有約1微米厚度之氧化矽層。可藉由諸如化學氣相沈積或旋塗之一適合沈積方法來形成第二接合材料層30B。
可對各第一載體基板200提供一轉移基板300。舉例而言，可對第一類型第一載體基板200B提供一第一轉移基板300B；可對第二類型第一載體基板200G提供一第二轉移基板300G；可對第三類型第一載體基板200R提供一第三轉移基板300R；且可對額外類型第一載體基板200S提供一額外轉移基板300S。可形成多個堆疊結構，其包含：一第一堆疊結構(300B、20、30B)，其包含第一轉移基板300B、釋放層20及第二接合材料層30B之一堆疊；一第二堆疊結構(300G、20、30B)，其包含第二轉移基板300G、釋放層20及第二接合材料層30B之一堆疊；一第三堆疊結構(300R、20、30B)，其包含第三轉移基板300R、釋放層20及第二接合材 料層30B之一堆疊；及一額外堆疊結構(300S、20、30B)，其包含額外轉移基板300S、釋放層20及第二接合材料層30B之一堆疊。
第一發光裝置陣列10B及第一轉移基板300B之組合在本文中指稱一第一轉移總成(300B、10B)，第二發光裝置10G及第二轉移基板300G之組合在本文中指稱一第二轉移總成(300G、10G)，且第三發光裝置10R及第三轉移基板300R之組合在本文中指稱一第三轉移總成(300R、10R)。另外，感測器裝置10S及第四轉移基板300S之組合在本文中指稱第四轉移總成(300S、10S)。
參考圖5，可接合各對之一第一載體基板200及一轉移基板300(其可為一第二載體基板)。舉例而言，第二接合材料層30B可與對應第一載體基板200上之各自第一接合材料層30A接合以形成一接合材料層30。各經接合總成包括一第一轉移基板300、一釋放層20、一接合材料層30及一裝置陣列10。
參考圖6，藉由(例如)拋光、研磨、脫結及/或化學蝕刻自各經接合總成(300、20、30、200)移除第一載體基板200。各裝置陣列10可安置於一轉移基板300上，轉移基板300係其上具有一釋放層20之一透明載體基板，即，釋放層20介於透明載體基板與裝置陣列10之間。
參考圖7，各自轉移基板300上之各裝置陣列10可經配置使得各裝置10藉由溝渠與相鄰裝置10橫向間隔開。舉例而言，第一轉移基板300B上之第一發光裝置陣列10B可藉由溝渠彼此橫向間隔開。可視情況施加一第一光學保護材料層17B以填充第一發光裝置10B中之間隙。類似地，可施加一光學保護材料層以填充其他轉移基板(300G、300R、300S)上之各裝置陣列10中之間隙。各光學保護材料層包括吸收或散射待隨後採用之雷射 光束之雷射波長之光的一材料。各光學保護材料層可包含(例如)富含矽之氮化矽、有機或無機抗反射塗層(ARC)材料或光阻材料。各光學保護材料層可經形成使得裝置10之外表面不被光學保護材料層覆蓋。可(例如)藉由旋塗或沈積及凹槽蝕刻之組合來形成光學保護材料層。
包括一轉移基板300及一裝置陣列10之各總成(300、20、30、10)可進一步包括：一釋放層20，其接觸各自轉移基板300且包括吸收選自紫外線範圍、可見光範圍及紅外線範圍之一波長之光的一材料；及一接合材料層30，其接觸釋放層20及各自裝置陣列10。
參考圖8，提供一背板基板400。背板基板400係各種裝置隨後可轉移至其上之一基板。在一實施例中，背板基板400可為以下各者之一基板：矽、玻璃、塑膠及/或可對隨後轉移至其上之裝置提供結構支撐之至少另一材料。在一實施例中，背板基板400可為一被動背板基板，其中存在包括金屬化線之金屬互連結構440(例如，呈一縱橫交錯格柵)且不存在主動裝置電路。在另一實施例中，背板基板400可為一主動背板基板，其包含金屬互連結構440作為導電線之一縱橫交錯格柵且在導電線之縱橫交錯格柵之一或多個相交點處進一步包含一裝置電路。該裝置電路可包括一或多個電晶體。
參考圖9，形成包含階梯式水平面之一背板401。如本文中所使用，「階梯式水平面」係指垂直間隔開且藉由階梯連接之一組水平面。在一實施例中，可藉由將各種介電材料層410及嵌入於額外介電材料層410中之額外金屬互連結構新增至背板基板400來形成階梯式水平面。在一實施例中，各種介電材料層410可包括覆於介電材料基體上之一上介電材料層413之複數個部分、插入於上介電材料層413與介電材料基體之間之一中 間介電材料層412之複數個部分及插入於中間介電材料層412與介電基體之間之一下介電材料層411之複數個部分。替代地，圖8之處理步驟中所提供之背板基板400之表面部分可凹進至不同深度以形成包含階梯式水平面之背板401。可在背板401之頂側處提供階梯式水平面。
階梯式水平面之一第一子集可定位於一第一水平面平面HSP1內，第一水平面平面HSP1係含有背板401之最上水平面之水平面。階梯式水平面之一第二子集可定位於一第二水平面平面HSP2內，第二水平面平面HSP2可比階梯式水平面之第一子集更接近背板401之一背側表面409。階梯式水平面之一第三子集可定位於一第三水平面平面HSP3內，第三水平面平面HSP3可比階梯式水平面之第二子集更接近背板401之背側表面409。階梯式水平面之一額外子集可定位於額外水平面平面HSP4內，額外水平面平面HSP4可比階梯式水平面之第三子集更接近背板401之背側表面409。階梯式水平面之第一子集可形成於一第一區域R1中，階梯式水平面之第二子集可形成於一第二區域R2中，階梯式水平面之第三子集可形成於一第三區域R3中，且階梯式水平面之額外子集可形成於一第四區域R4中。第一區域R1包含諸如第一發光裝置10B之第一類型裝置隨後將附接於該處之位置。第二區域R2包含諸如第二發光裝置10G之第二類型裝置隨後將附接於該處之位置。第三區域R3包含諸如第三發光裝置10R之第三類型裝置隨後將附接於該處之位置。第四區域R4包含諸如感測器裝置10S之第四類型裝置隨後將附接於該處之位置。
在一實施例中，上介電材料層413之水平頂面可構成階梯式水平面之第一子集，中間介電材料層412之水平頂面可構成階梯式水平面之第二子集，下介電材料層411之水平頂面可構成階梯式水平面之第三子集，且背 板基板400之實體暴露表面可構成階梯式水平面之第四子集。
一接合墊420可提供於一裝置隨後將接合該處之各位置處。舉例而言，接合墊420可形成於背板401中之金屬互連結構440之縱橫交錯線之各相交點處。接合墊420可包括金屬墊，其包含諸如Sn、AuSn、SAC或其他可焊接金屬之一金屬材料。另外或替代地，接合墊420可包括Cu或Au或可透過一熱壓程序與另一金屬形成一接觸件之其他金屬。接合墊420可作為金屬互連結構440之組件嵌入於背板401內，或可形成於背板401之介電表面之頂部上。
在一實施例中，背板401上之接合墊420之中心至中心間隔可為一各自生長基板100、一各自第一載體基板200或一各自轉移基板300上之裝置10之中心至中心間隔之整數倍。
在一實施例中，背板401可包括嵌入於一介電材料基體內之金屬互連結構440。接合墊420電連接至背板401內之一各自金屬互連結構440。如本文中所使用，若一第一元件電短接至一第二元件，則該第一元件「電連接至」該第二元件。
在一實施例中，背板401上之接合墊420可經組態以與裝置10(諸如紅色發光裝置)上之接觸墊對準。可在一群組中提供一或多個接合墊420。舉例而言，若待轉移至背板401之一裝置10包括複數個紅光、綠光及藍光發光二極體(LED)，則可存在配置成與LED上之接觸墊對準之一群組之四個接合墊420。舉例而言，接合墊410之群組可包含紅光LED之一陽極接觸件、藍光LED之一陽極接觸件、綠光LED之一陽極接觸件及一陰極接觸件。舉例而言，若待轉移至背板401之一裝置10包括一單一LED，則可存在配置成與LED上之接觸墊對準之一群組之兩個接合墊420。
參考圖10，包含一光學保護材料之一保護層422可視情況形成於背板401之側上。保護層422包含吸收或散射待隨後採用之雷射光束之雷射波長之光的一材料。在一實施例中，保護層422可包含諸如富含矽之氮化矽或抗反射塗層材料之一介電材料。保護層422之厚度可在自200nm至2微米之範圍內，但亦可採用更小及更大厚度。保護層422可經形成使得待隨後形成之導電接合結構(即，接觸結構)可接觸接合墊420。適合開口可形成於保護層422中。在一實施例中，可在相同圖案化步驟中形成保護層422中之所有開口。在另一實施例中，可(例如)在形成各組導電接合結構之前不久循序地形成保護層422中之開口。
參考圖11，導電接合結構(430B、430G、430R、430S)可形成於定位於背板401之頂側上之階梯式水平面上。導電接合結構430可包含形成於第一區域R1中之階梯式水平面之第一子集上之第一導電接合結構430B、形成於第二區域R2中之階梯式水平面之第二子集上之第二導電接合結構430G、形成於第三區域R3中之階梯式水平面之第三子集上之第三導電接合結構430R及形成於第四區域R4中之階梯式水平面之第四子集上之額外導電接合結構430S。
第一導電接合結構430B形成於期望在該處轉移第一發光裝置10B之位置處。第二導電接合結構430G形成於期望在該處轉移第二發光裝置10G之位置處。第三導電接合結構430R存在於期望在該處轉移第三發光裝置10R之位置處。額外導電接合結構430S存在於期望在該處轉移感測器裝置10S之位置處。
在一實施例中，導電接合結構430之各者可包括可與提供於背板401上之接合墊420接合之一金屬堆疊。在一實施例中，導電接合結構430可 包括銅及/或金，且接合墊可由Sn形成。在一實施例中，導電接合結構430可包括Au層，且接合墊420可由AuSn或Sn-Ag-Cu合金形成。在另一實施例中，導電接合結構430可由銅形成，且接合墊可由銅形成。導電接合結構430電連接至背板401內之一各自金屬互連結構440。一般而言，可為了本發明而採用之各種導電接合結構可包含(1)一下導電材料(例如電附接至背板之電路之銅或鋁)、(2)一或多個薄黏著層(其覆蓋該下導電材料且提供一擴散障壁(例如TiPt層))及(3)一可焊接材料(諸如純錫或銦或諸如AuSn或SAC之合金)。
在一實施例中，導電接合結構430可用於電及機械結合待轉移至背板401之各種裝置。各種裝置可包含發光二極體(LED)子像素、感測器像素及其他電子元件。可在此步驟中使額外接觸件形成於階梯式水平面組之其他水平面上，或可在後續處理步驟中形成額外接觸件。
各種導電接合結構(其包含導電接合結構430)可形成於垂直偏移之多個水平面上。舉例而言，對於包括感測器之三色RGB顯示板，可將各種導電接合結構配置於四個不同水平面中。在一繪示性實例中，顯示板中之藍色子像素之導電接合結構可定位於一第一平面(諸如含有階梯式水平面之第一子集之第一水平面平面HSP1)上。所有綠色子像素之各種導電接合結構可定位於一第二平面(諸如含有階梯式水平面之第二子集之第二水平面平面HSP2)上。第二平面可比第一平面低某一距離，例如2微米。所有紅色子像素之各種導電接合結構可定位於一第三平面(諸如含有階梯式水平面之第三子集之第三水平面平面HSP3)上。第三平面可比第一接觸平面低例如4微米。所有感測器子像素之導電接合結構可形成於一第四平面(諸如含有階梯式水平面之額外子集之額外水平面平面HSP4)上。第四平面可比 第一接觸平面低例如6微米。可以相同方式形成具有多於三種色彩之色彩數目之一顯示板，例如四色顯示板或五色顯示板。具有三種以上色彩之一顯示板之一優點係：此一顯示板可對不均勻像素或死像素更不敏感。
第二導電接合結構430G之各者可具有相同於第一導電接合結構430B之任何實施例之材料堆疊(或相同材料成分)。第二導電接合結構430G電連接至背板401內之一各自金屬互連結構440。在一實施例中，第二導電接合結構430G可用於電及機械結合待轉移至背板401之各種裝置。在一實施例中，第二導電接合結構430G可具有比第一導電接合結構430B大之一高度。換言之，第一導電接合結構430B可具有比第二導電接合結構430G小之一高度。
第三導電接合結構430R之各者可具有相同於第一導電接合結構430B或第二導電接合結構430G之任何實施例之材料堆疊(或相同材料成分)。第三導電接合結構430R電連接至背板401內之一各自金屬互連結構440。在一實施例中，第三導電接合結構430R可用於電及機械結合待轉移至背板401之各種裝置。在一實施例中，第三導電接合結構430R可具有比第二導電接合結構430G大之一高度。換言之，第二導電接合結構430G可具有比第三導電接合結構430R小之一高度。
額外導電接合結構430S之各者可具有相同於第一導電接合結構430B或第二導電接合結構430G或第三導電接合結構430R之任何實施例之材料堆疊(或相同材料成分)。額外導電接合結構430S電連接至背板401內之一各自金屬互連結構440。在一實施例中，額外導電接合結構430S可用於電及機械結合轉移至背板401之各種裝置。在一實施例中，額外導電接合結構430S可具有比第三導電接合結構430R大之一高度。換言之，第三導電 接合結構430R可具有比額外導電接合結構430S小之一高度。
參考圖12，包括一第一轉移基板301B及第一發光裝置10B(其發射一第一波長之光)之一總成安置於背板401上，使得第一發光裝置10B之一第一子集11B接觸第一導電接合結構430B且第一發光裝置10B之一第二子集12B不接觸任何導電接合結構。包括第一轉移基板301B及第一發光裝置10B之總成經對準至背板401，使得第一發光裝置10B之第一子集11B之接觸墊(圖中未展示)接觸各自第一導電接合結構430B。具體言之，第一發光裝置陣列10B可對準於背板401上，使得各接合墊420及一上覆第一發光裝置10B之一對應接觸墊接觸定位於其間之第一導電接合結構430B。
第一轉移基板301B上之第一發光裝置10B之第一子集11B接合至定位於背板401之階梯式水平面之第一子集上之第一導電接合結構430B。在一實施例中，接合墊420可為可焊接接合墊，且可對背板401及第一轉移基板301B施加一熱循環，使得一焊接材料回焊且接合墊420附接至第一導電接合結構430B。在一實施例中，接合墊420可為冷接合之接合墊，且第一導電接合結構430B可為諸如Cu柱形凸塊之金屬柱形凸塊。在此情況中，施加一機械力，使得各接合墊420及一對應第一導電接合結構430B彼此配合。第一轉移基板301B可在與背板401對準之前視情況薄化至小於100微米之一厚度。
參考圖13，接合至第一導電接合結構430B之各第一發光裝置10B可個別地與第一轉移基板301B分離，而未接合至第一導電接合結構430B之第一發光裝置10B保持原狀，即，不脫離。接合至第一導電接合結構430B之第一發光裝置組10B係第一發光裝置10B之第一子集11B，且未接合至第一導電接合結構430B之第一發光裝置組10B係第一發光裝置10B之第二 子集12B。可採用由一雷射477發射之目標雷射輻射來使第一發光裝置10B之第一子集11B中之各第一發光裝置10B脫離。釋放層20之材料經選擇使得雷射光束由釋放層20吸收。雷射光束之大小或雷射光束之光柵區域之大小(若雷射光束經光柵化)可經選擇以實質上匹配一單一第一發光裝置10B之面積。第一光學保護材料層17B(若存在)可吸收或反射並行照射於其上之雷射光束之部分。在一實施例中，可燒蝕釋放層20之經輻射部分。此外，可在雷射輻射期間並行燒蝕或結構性損害釋放層20之經燒蝕部分下方之接合材料層30之一部分。
覆於第一發光裝置10B之第一子集11B上之釋放層20之各部分由雷射光束循序輻射，即，一次一個。由雷射光束輻射之釋放層20之部分統稱為釋放層20之第一部分，而未由雷射光束輻射之釋放層20之部分統稱為釋放層20之第二部分。選擇性且循序地移除覆於第一發光裝置10B之第一子集11B上之釋放層20之第一部分，同時不移除覆於第一發光裝置10B之第二子集12B上之釋放層20之第二部分。第一轉移基板301B包括光學地透射雷射波長之一材料。
在一實施例中，釋放層20可包括氮化矽，雷射波長可為一紫外線波長(諸如248nm或193nm)，且使用雷射光束輻射釋放層20之第一部分會燒蝕釋放層20之第一部分。選擇性地移除釋放層20之第一部分且不移除釋放層20之第二部分之程序在本文中指稱一區域選擇性雷射剝離程序或一晶粒選擇性雷射剝離程序。雷射光束之雷射輻射之區域之大小(即，光點大小)可經選擇使得雷射輻射之面積略微大於各第一發光裝置10B(或同時轉移多個第一發光裝置10B時之複數個第一發光裝置)之面積。藉由選擇性雷射剝離程序處理第一發光裝置10B之僅第一子集11B，即，使其各自 導電接觸結構430B接合至下伏接合墊420之第一發光裝置10B之子集(或第一發光裝置10B之群組)。使雷射光束避開未接合至背板401之第一發光裝置10B之第二子集12B。
參考圖14，在移除覆於第一發光裝置10B之第一子集11B上之釋放層20之所有第一部分之後，可藉由將第一轉移基板301B及/或背板401彼此拉開來使第一轉移基板301B與背板401分離。在一實施例中，接合材料層30之一剩餘部分30F可在使用雷射光束輻射釋放層20之第一部分之後形成於第一發光裝置10B之第一子集11B之至少一者上。在另一實施例中，釋放層20之經輻射部分下方之接合材料層30之部分可被燒蝕或液化且例如沿一下伏第一發光裝置10B之側壁流出。若接合材料層30之任何部分保持於釋放層20之經輻射部分下方，則此一部分之周邊會斷裂，同時包括第一轉移基板301B及第一發光裝置10B之第二子集12B之總成與背板401分離。可執行使包括第一轉移基板301B及第一發光裝置10B之第二子集12B之總成與背板401分離，同時第一發光裝置10B之第一子集11B保持接合至第一導電接合結構430B。
第一發光裝置10B之第二子集12B可隨後用於將第一發光裝置10B之另一子集轉移至另一背板(圖中未展示)。類似地，第二轉移基板300G上之第二發光裝置10G(參閱圖6)可用於將第二發光裝置10G之一子集轉移至又一背板(圖中未展示)。類似地，第三轉移基板300R上之第三發光裝置10R(參閱圖6)可用於將第三發光裝置10R之一子集轉移至又一背板(圖中未展示)。類似地，額外轉移基板300S上之感測器裝置10S(參閱圖6)可用於將感測器裝置10S之一子集轉移至又一背板(圖中未展示)。
可視情況執行一濕式化學清潔程序以自背板401及其上之第一發光裝 置10B之第一子集11B移除殘留材料。舉例而言，可採用稀釋氫氟酸來自背板401及第一發光裝置10B之第一子集11B之表面移除殘留材料。
參考圖15，提供包括一第二轉移基板301G及第二發光裝置10G(其發射一第二波長之光)之一總成。第二波長不同於第一波長。舉例而言，第一波長可為藍光之一波長，且第二波長可為綠光之一波長。在其中第二發光裝置10G面向背板401之頂側的一組態中，第二發光裝置10G不存在於對應於其中存在第一發光裝置10B之第一子集之背板401上方之位置的位置中。換言之，在其中第二發光裝置10G面向下且背板401上之第一發光裝置10B之第一子集面向的一組態中，第二發光裝置10G不存在於與第一發光裝置10B之第一子集之區域重疊之區域中。在一實施例中，可在第二轉移基板301G與背板401對準以轉移第二發光裝置10G之一子集之前自第二轉移基板301G移除定位於將與背板401上之已存在第一裝置10B重疊之位置中之任何第二發光裝置10G。可在自重疊位置移除第二發光裝置10G之一子集之前視情況施加一第二光學保護材料層17G以填充第二發光裝置10G中之間隙。第二光學保護材料層17G可具有相同於第一光學保護材料層17B之成分。藉由確保第二發光裝置10G不存在於對應於其中存在第一發光裝置10B之第一子集之背板401上方之位置的位置中，可隨後在將第二轉移基板301G安置於背板401上以接合第二發光裝置10G之一子集時避免第二發光裝置10G與第一發光裝置10B之第一子集之間之潛在衝突。
在將第二轉移基板301G及第二發光裝置10G之總成對準至背板401之後，將第二轉移基板301G及第二發光裝置10G之總成安置於背板401上，使得第二發光裝置10G之一第一子集接觸第二導電接合結構430G且第二 發光裝置10G之一第二子集不接觸任何導電接合結構。第二發光裝置10G之第一子集之接觸墊(圖中未展示)接觸各自第二導電接合結構430G。具體言之，第二發光裝置陣列10G可對準於背板401上，使得各接合墊420及一上覆第二發光裝置10G之一對應接觸墊接觸定位於其間之第二導電接合結構430G。
第二導電接合結構430G存在於期望在該處轉移第二發光裝置10G之位置處。第二轉移基板301G上之第二發光裝置10G之第一子集接合至定位於背板401之階梯式水平面之第二子集上之第二導電接合結構430G。可採用上述接合方法之任何者(即，可用於透過一各自第一導電接合結構430B接合一接合墊420及第一發光裝置10B之第一子集上之一上覆接觸墊之對的接合方法)透過一各自第二導電接合結構430G來接合一接合墊420及第二發光裝置10G之第一子集上之一上覆接觸墊之各對。
隨後，可使接合至第二導電接合結構430G之各第二發光裝置10G與第二轉移基板301G個別地分離，而未接合至第二導電接合結構430G之第二發光裝置10G保持原狀，即，不脫離。接合至第二導電接合結構430G之第二發光裝置組10G係第二發光裝置10G之第一子集，且未接合至第二導電接合結構430G之第二發光裝置組10G係第二發光裝置10G之第二子集。可以用於在一先前處理步驟中使第一發光裝置10B之第一子集脫離之相同方式採用由一雷射477發射之目標雷射輻射來使第二發光裝置10G之第一子集中之各第二發光裝置10G脫離。因此，選擇性且循序地移除覆於第二發光裝置10G之第一子集上之釋放層20之第一部分，同時不移除覆於第二發光裝置10G之第二子集上之釋放層20之第二部分。第二轉移基板301G包括光學地透射雷射波長之一材料。在一實施例中，釋放層20可包 括氮化矽，雷射波長可為一紫外線波長(例如248nm或193nm)，且使用雷射光束輻射釋放層20之第一部分會燒蝕釋放層20之第一部分。
參考圖17，在移除覆於第二發光裝置10G之第一子集上之釋放層20之所有第一部分之後，可藉由將第二轉移基板301G及/或背板401彼此拉開來使第二轉移基板301G與背板401分離。在一實施例中，接合材料層30之一剩餘部分30F可在使用雷射光束輻射釋放層20之第一部分之後形成於第二發光裝置10G之第一子集之至少一者上。在另一實施例中，釋放層20之經輻射部分下方之接合材料層30之部分可被燒蝕或液化且例如沿一下伏第二發光裝置10G之側壁流出。若接合材料層30之任何部分保持於釋放層20之經輻射部分下方，則此一部分之周邊會斷裂，同時包括第二轉移基板301G及第二發光裝置10G之第二子集之總成與背板401分離。可執行使包括第二轉移基板301G及第二發光裝置10G之第二子集之總成與背板401分離，同時第二發光裝置10G之第一子集保持接合至第二導電接合結構430G。
第二發光裝置10G之第二子集可隨後用於將第二發光裝置10G之另一子集轉移至另一背板(圖中未展示)。可視情況執行一濕式化學清潔程序以自背板401及第一發光裝置10B之第一子集及第二發光裝置10G之第一子集移除殘留材料。舉例而言，可採用稀釋氫氟酸來自背板401、第一發光裝置10B之第一子集及第二發光裝置10G之第一子集之表面移除殘留材料。
參考圖18，提供包括一第三轉移基板301R及第三發光裝置10R(其發射一第三波長之光)之一總成。第三波長不同於第一波長及第二波長。舉例而言，第一波長可為藍光之一波長，第二波長可為綠光之一波長，且第 三波長可為紅光之一波長。在其中第三發光裝置10R面向背板401之頂側的一組態中，第三發光裝置10R不存在於對應於其中存在第一發光裝置10B之第一子集或第二發光裝置10G之第一子集之背板401上方之位置的位置中。換言之，在其中第三發光裝置10R面向下且背板401上之第一發光裝置10B之第一子集及第二發光裝置10G之第一子集面向上的一組態中，第三發光裝置10R不存在於與第一發光裝置10B之第一子集或第二發光裝置10G之第一子集之區域重疊之區域中。
在一實施例中，可在使第三轉移基板301R與背板401對準以轉移第三發光裝置10R之一子集之前自第三轉移基板301R移除定位於將與背板401上之已存在裝置(10B、10G)重疊之位置中之任何第三發光裝置10R。可在自重疊位置移除第三發光裝置10R之一子集之前視情況施加一第三光學保護材料層17R以填充第三發光裝置10R中之間隙。第三光學保護材料層17R可具有相同於第一光學保護材料層17B之成分。藉由確保第三發光裝置10R不存在於對應於其中存在第一發光裝置10B之第一子集及第二發光裝置10G之第一子集之背板401上方之位置的位置中，可在隨後將第三轉移基板301R安置於背板401上以接合第三發光裝置10R之一子集時避免第三發光裝置10R與第一發光裝置10B之第一子集之間或第三發光裝置10R與第二發光裝置10G之第一子集之間之潛在衝突。
在將第三轉移基板301R及第三發光裝置10R之總成對準至背板401之後，將第三轉移基板301R及第三發光裝置10R之總成安置於背板401上，使得第三發光裝置10R之一第一子集接觸第三導電接合結構430R且第三發光裝置10R之一第二子集不接觸任何導電接合結構。第三發光裝置10R之第一子集之接觸墊(圖中未展示)接觸各自第三導電接合結構430R。具體言 之，第三發光裝置陣列10R可對準於背板401上，使得各接合墊420及一上覆第三發光裝置10R之一對應接觸墊接觸定位於其間之第三導電接合結構430R。
第三導電接合結構430R僅存在於期望在該處轉移第三發光裝置10R之位置處。第三轉移基板301R上之第三發光裝置10R之第一子集接合至定位於背板401之階梯式水平面之第三子集上之第三導電接合結構430R。可採用上述接合方法中之任何者(即，可用於透過一各自第一導電接合結構430B接合第一發光裝置10B之第一子集上之一接合墊420及一上覆接觸墊之對的接合方法)透過一各自第三導電接合結構430R來接合一接合墊420及第一發光裝置10R之第一子集上之一上覆接觸墊之各對。
隨後，可使接合至第三導電接合結構430R之各第三發光裝置10R與第三轉移基板301R個別地分離，而未接合至第三導電接合結構430R之第三發光裝置10R保持原狀，即，不脫離。接合至第三導電接合結構430R之第三發光裝置組10R係第三發光裝置10R之第一子集，且未接合至第二導電接合結構430R之第三發光裝置組10R係第三發光裝置10R之第二子集。可以用於在一先前處理步驟中使第一發光裝置10B之第一子集脫離之相同方式採用由一雷射477發射之目標雷射輻射來使第三發光裝置10R之第一子集中之各第三發光裝置10R脫離。因此，選擇性且循序地移除覆於第三發光裝置10R之第一子集上之釋放層20之第一部分，同時不移除覆於第三發光裝置10R之第二子集上之釋放層20之第二部分。第三轉移基板301R包括光學地透射雷射波長之一材料。在一實施例中，釋放層20可包括氮化矽，雷射波長可為一紫外線波長(例如248nm或193nm)，且使用雷射光束輻射釋放層20之第一部分會燒蝕釋放層20之第一部分。
參考圖19，在移除覆於第三發光裝置10R之第一子集上之釋放層20之所有第一部分之後，可藉由將第三轉移基板301R及/或背板401彼此拉開來使第三轉移基板301R與背板401分離。在一實施例中，接合材料層30之一剩餘部分30F可在使用雷射光束輻射釋放層20之第一部分之後形成於第三發光裝置10R之第一子集之至少一者上。在另一實施例中，釋放層20之經輻射部分下方之接合材料層30之部分可被燒蝕或液化且例如沿一下伏第三發光裝置10R之側壁流出。若接合材料層30之任何部分保持於釋放層20之經輻射部分下方，則此一部分之周邊會斷裂，同時包括第三轉移基板301R及第三發光裝置10R之第二子集之總成與背板401分離。可執行使包括第三轉移基板301R及第三發光裝置10R之第二子集之總成與背板401分離，同時第三發光裝置10R之第一子集保持接合至第三導電接合結構430R。
第三發光裝置10R之第二子集可隨後用於將第三發光裝置10R之另一子集轉移至另一背板(圖中未展示)。可視情況執行一濕式化學清潔程序以自背板401、第一發光裝置10B之第一子集、第二發光裝置10G之第一子集及第三發光裝置10R之第一子集移除殘留材料。舉例而言，可採用稀釋氫氟酸來自背板401、第一發光裝置10B之第一子集、第二發光裝置10G之第一子集及第三發光裝置10R之第一子集之表面移除殘留材料。
應瞭解，接合各種裝置之順序可經排列以實現接合具有不同高度及相同水平節距(即，沿兩個水平方向之相同週期性)之多種類型之裝置。一般而言，接合不同裝置10之序列及各自導電接合結構之高度可經選擇以避免背板401上之已存在接合裝置與待接合新裝置之間之衝突。包含裝置與安置於背板401上方之轉移基板之接合材料層之間之界面的水平面定位於 背板401上之已存在裝置之最上表面上方。
參考圖20，提供包括額外轉移基板301S及感測至少一個參數之感測器裝置之一總成。至少一個參數可為亮度、壓力、溫度及/或另一物理參數。在其中感測器裝置10S面向背板401之頂側的一組態中，感測器裝置10S不存在於對應於其中存在第一發光裝置10B之第一子集、第二發光裝置10G之第一子集或第三發光裝置10R之第一子集之背板401上方之位置的位置中。換言之，在其中感測器裝置10S面向下且背板401上之第一發光裝置10B之第一子集、第二發光裝置10G之第一子集及第三發光裝置10R之第一子集面向上的一組態中，感測器裝置10S不存在於與第一發光裝置10B之第一子集、第二發光裝置10G之第一子集或第三發光裝置10R之第一子集之區域重疊之區域中。在一實施例中，可在使額外轉移基板301S與背板401對準以轉移感測器裝置10S之一子集之前自額外轉移基板301S移除定位於將與背板401上之已存在裝置(10B、10G、10R)重疊之位置中之任何感測器裝置10S。可在自重疊位置移除感測器裝置10S之一子集之前視情況施加一第四光學保護材料層17S以填充感測器裝置10S中之間隙。第四光學保護材料層17S可具有相同於第一光學保護材料層17B之成分。藉由確保感測器裝置10S不存在於對應於其中存在第一發光裝置10B之第一子集、第二發光裝置10G之第一子集及第三發光裝置10R之第一子集之背板401上方之位置的位置中，可在隨後將額外轉移基板301S安置於背板401上以接合感測器裝置10S之一子集時避免感測器裝置10S與發光裝置(10B、10G、10R)之間之潛在衝突。
在將額外轉移基板301R及感測器裝置10S之總成對準至背板401之後，將額外轉移基板301S及感測器裝置10S之總成安置於背板401上，使 得感測器裝置10S之一第一子集接觸額外導電接合結構430S且感測器裝置10S之一第二子集不接觸任何導電接合結構。感測器裝置10S之第一子集之接觸墊(圖中未展示)接觸各自額外導電接合結構430S。具體言之，感測器裝置陣列10S可對準於背板401上，使得各接合墊420及一上覆感測器裝置10S之一對應接觸墊接觸定位於其間之額外導電接合結構430S。
額外導電接合結構430S僅存在於期望在該處轉移感測器裝置10S之位置處。額外轉移基板301S上之感測器裝置10S之第一子集接合至定位於背板401之階梯式水平面之第四子集上之額外導電接合結構430S。可採用上述接合方法之任何者(即，可用於透過一各自第一導電接合結構430B接合一接合墊420及第一發光裝置10B之第一子集上之一上覆接觸墊之對的接合方法)透過一各自額外導電接合結構430S來接合一接合墊420及感測器裝置10S之第一子集上之一上覆接觸墊之各對。
隨後，可使接合至額外導電接合結構430S之各感測器裝置10S與額外轉移基板301G個別地分離，而未接合至額外導電接合結構430S之感測器裝置10S保持原狀，即，不脫離。接合至額外導電接合結構430S之感測器裝置組10S係感測器裝置10S之第一子集，且未接合至額外導電接合結構430S之感測器裝置組10S係感測器裝置10S之第二子集。可以用於在一先前處理步驟中使第一發光裝置10B之第一子集脫離之相同方式採用由一雷射477發射之目標雷射輻射來使感測器裝置10S之第一子集中之各感測器裝置10S脫離。因此，選擇性且循序地移除覆於感測器裝置10S之第一子集上之釋放層20之第一部分，同時不移除覆於感測器裝置10S之第二子集上之釋放層20之第二部分。額外轉移基板301S包括光學地透射雷射波長之一材料。在一實施例中，釋放層20可包括氮化矽，雷射波長可為一紫外 線波長(例如248nm或193nm)，且使用雷射光束輻射釋放層20之第一部分會燒蝕釋放層20之第一部分。
參考圖21，在移除覆於感測器裝置10S之第一子集上之釋放層20之所有第一部分之後，可藉由將額外轉移基板301S及/或背板401彼此拉開來使額外轉移基板301S與背板401分離。在一實施例中，接合材料層30之一剩餘部分30F可在使用雷射光束輻射釋放層20之第一部分之後形成於感測器裝置10S之第一子集之至少一者上。在另一實施例中，釋放層20之經輻射部分下方之接合材料層30之部分可被燒蝕或液化且例如沿一下伏感測器裝置10S之側壁流出。若接合材料層30之任何部分保持於釋放層20之經輻射部分下方，則此一部分之周邊會斷裂，同時包括額外轉移基板301S及感測器裝置10S之第二子集之總成與背板401分離。可執行使包括額外轉移基板301S及感測器裝置10S之第二子集之總成與背板401分離，同時感測器裝置10S之第一子集保持接合至額外導電接合結構430S。
感測器裝置10S之第二子集可隨後用於將感測器裝置10S之另一子集轉移至另一背板(圖中未展示)。可視情況執行一濕式化學清潔程序以自背板401、第一發光裝置10B之第一子集、第二發光裝置10G之第一子集、第三發光裝置10R之第一子集及感測器裝置10S之第一子集移除殘留材料。舉例而言，可採用稀釋氫氟酸來自背板401、第一發光裝置10B之第一子集、第二發光裝置10G之第一子集、第三發光裝置10R之第一子集及感測器裝置10S之第一子集之表面移除殘留材料。
參考圖22，電子組件(發光裝置子像素、感測器或其他組件)可由一透明囊封材料囊封。透明囊封材料增加自發光裝置子像素提取光以增加由顯示板發射之光量。透明囊封材料可提供具有較小峰谷高度變動之顯示板之 一頂面。一透明材料可沈積於背板401上方以形成一透明囊封介電層470。囊封劑可為一系列材料之任何者，例如介電樹脂(例如苯并環丁烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯并噁唑或聚醯亞胺)、聚矽氧、介電質(例如TiO2或SiO2)或低熔點玻璃或旋塗玻璃。
導電接合結構之厚度及/或電子組件(發光裝置、感測器或其他電子元件)之厚度可隨組件之各分組變動。在包括感測器之三色RGB顯示板之一繪示性實例中，第一發光裝置10B可為藍光發光裝置，第二發光裝置可為綠光發光裝置，且第三發光裝置可為紅光發光裝置。藍光發光裝置可具有6微米之一厚度且背板基板與藍光發光裝置之間之第一導電接合結構430B可為約2微米厚。綠光發光裝置可具有7微米之一厚度且背板基板與綠光發光裝置之間之第二導電接合結構430G可為4微米厚。紅光發光裝置可具有8微米之一厚度且背板基板與紅光發光裝置之間之第三導電接合結構430R可為5微米厚。感測器裝置10S可具有8微米之一厚度且背板基板與感測器之間之額外導電接合結構430S可為7微米厚。在此實例中，對於藍光發光裝置、綠光發光裝置、紅光發光裝置及感測器，背板基板之表面上方之電子組件之遠端表面(距背板401最遠之發光裝置或感測器之表面)之高度分別可為8微米、11微米、13微米及15微米。
在一顯示板中，電子組件(發光裝置、感測器等等)之導電接合結構之厚度可為不同的，或電子組件(發光裝置、感測器等等)之厚度可為不同的，或其等之一組合，如上述實例中所描述。
導電接合結構(430B、430G、430R、430S)可經組態以與附裝至背板401之各元件形成一或多個電接觸。在一實施例中，可透過兩個導電接合結構將一綠光發光裝置子像素附裝至背板基板。一第一導電接合結構將綠 光發光裝置之陰極連接至背板401中之電子電路，且一第二導電接合結構將發光裝置之陽極連接至背板401中之電子電路。在一實施例中，第一導電接合結構及第二導電接合結構可定位於不同水平面上。舉例而言，陽極接觸平面可比陰極接觸平面高0.5微米。在一實施例中，第一導電接合結構及第二導電接合結構可為不同厚度。舉例而言，陽極接合結構厚度可比陰極接合結構厚0.5um。
在另一實施例中，可藉由一個導電接合結構(其可為一陽極接合結構或一陰極接合結構)將一藍光發光裝置子像素附裝至背板401。在另一實施例中，可藉由兩個導電接合結構將矽光電偵測器裝置附裝至背板401。在另一實施例中，可藉由六個導電接合結構將一陣列之三個矽光電偵測器附裝至背板401。在另一實施例中，可藉由一個導電接合結構(其可為一陽極接合結構或一陰極接合結構)將矽光電偵測器裝置附裝至背板401。
在一實施例中，經組態以發射藍光之一發光裝置可形成為鄰近於經組態以發射綠光之一發光裝置及鄰近於經組態以發射紅光之一發光裝置。在一實施例中，至附裝至背板401之電子裝置之所有接觸可提供於背板401與電子組件之間，且透明囊封介電層470可具有一單一頂面(即，被平坦化)。在另一實施例中，透明囊封介電層470可形成為一微透鏡陣列，例如在各電子組件上方具有一圓頂表面。
電組件(發光裝置子像素、感測器或其他組件)與背板401之間之導電接合結構可包括Ag、Al、Au、In、Sn、Cu、Ni、Bi、Sb。導電接合結構可包括多個層，其等包括多種金屬或金屬合金。不同裝置分組之導電接合結構可包括不同金屬或金屬合金。舉例而言，將藍光發光裝置附裝至背板401之導電接合結構可包括AuSn，將綠光發光裝置附裝至背板401之導電 接合結構可包括NiSn，且將紅光發光裝置附裝至背板基板之導電接合結構可包括InSn。
圖22之例示性結構係一第一例示性發光裝置總成，其包括在一頂側處具有階梯式水平面之一背板401。階梯式水平面包括：階梯式水平面之一第一子集，其定位於一第一水平面平面HSP1內；階梯式水平面之一第二子集，其定位於比階梯式水平面之該第一子集更接近背板401之一背側表面409的一第二水平面平面HSP2內；階梯式水平面之一第三子集，其定位於比階梯式水平面之該第二子集更接近背板401之背側表面409的一第三水平面平面HSP3內；及階梯式水平面之一第四子集，其定位於比階梯式水平面之該第三子集更接近背板401之背側表面409的一第四水平面平面HSP4內。各連續平面之間之各階梯之高度可在自0微米至3微米之範圍內(例如，在自0.2微米至2微米之範圍內)。有限階梯高度之存在或不存在取決於用於選擇性地附接發光裝置(或感測器裝置)之方法，該等方法取決於用於實施本發明之方法之實施例。換言之，在一些實施例中可不存在階梯，且在此等情況中所有水平面平面(HSP1、HSP2、HSP3、HSP4)可定位於相同水平面內。存在階梯促進在形成各種電子組件(諸如發光裝置(10B、10G、10R)及感測器裝置10S)之最上表面時形成比以其他方式可能形成之高度差小之高度差。
積體發光裝置總成進一步包括定位於背板401之階梯式水平面上之導電接合結構(430B、430G、430R、430S)。導電接合結構(430B、430G、430R、430S)可包括接觸階梯式水平面之第一子集之第一導電接合結構430B、接觸階梯式水平面之第二子集之第二導電接合結構430G、接觸階梯式水平面之第三子集之第三導電接合結構430R及接觸階梯式水平面之 第四子集之額外導電接合結構430S。
積體發光裝置總成可進一步包括接合至各自導電接合結構(430B、430G、430R、430S)之發光裝置(10B、10G、10R)。發光裝置(10B、10G、10R)包括發射一第一波長之光且覆於階梯式水平面之第一子集上之第一發光裝置10B、發射一第二波長之光且覆於階梯式水平面之第二子集上之第二發光裝置10G及發射一第三波長之光且覆於階梯式水平面之第三子集上之第三發光裝置10R。
積體發光裝置總成可進一步包括透過第四導電接合結構430S接合至背板401之感測器裝置10S。感測器裝置10S可覆於階梯式水平面之第四子集上。
各種經接合元件(10B、10G、10R、10S)之位置、各種導電接合結構(430B、430G、430R、430S)之高度及各種階梯式水平面之高度可經組合使得接合至背板401之經接合組件(10B、10G、10R、10S)之最上表面之間之高度差可小於各種經接合元件(10B、10G、10R、10S)之間之高度差。在一實施例中，包含第一發光裝置10B與第一導電接合結構430B之間之界面之一第一水平界面平面HIP1可比第二發光裝置10G與第二導電接合結構430G之間之第二水平界面平面HIP2更遠離第二水平面平面HSP2(或諸如第四水平面平面HSP4或背側表面409之任何其他水平參考面)。
在一實施例中，各種導電接合結構(430B、430G、430R、430S)可具有不同高度以減小經接合組件(10B、10G、10R、10S)之最上表面之間之高度差。在一實施例中，第二導電接合結構430G可具有比第一導電接合結構430B大之一高度。第三導電接合結構430R可具有比第二導電接合結構430G大之一高度。額外導電接合結構430S可具有比第三導電接合結構 430R大之一高度。各種導電接合結構(430B、430G、430R、430S)之間之高度差可為選用的，只要各種經接合元件(10B、10G、10R、10S)之間之固有高度差、背板401之階梯式水平面之間之階梯高度差及各種經接合組件(10B、10G、10R、10S)之位置可經組合以防止各種轉移基板(300B、300G、300R、300S)之循序接合之間之衝突。
在一實施例中，包含第一發光裝置10B之頂面之一第一水平頂面HTP1可比包含第二發光裝置10G之頂面之一第二水平頂面HTP2更接近第二水平面平面HSP2(或諸如第四水平面平面HSP4或背側表面409之任何其他水平參考面)。包含第二發光裝置10G之頂面之第二水平頂面HTP2可比包含第三發光裝置10R之頂面之一第三水平頂面HTP3更接近第二水平面平面HSP2(或諸如第四水平面平面HSP4或背側表面409之任何其他水平參考面)。包含第三發光裝置10R之頂面之第三水平頂面HTP3可比包含感測器裝置10S之頂面之一第四水平頂面HTP4更接近第二水平面平面HSP2(或諸如第四水平面平面HSP4或背側表面409之任何其他水平參考面)。
在一實施例中，第二發光裝置10G可具有比第一發光裝置10B大之一高度，第三發光裝置10R可具有比第二發光裝置10G大之一高度，且感測器裝置10S可具有比第三發光裝置10R大之一高度。
在一實施例中，背板401包括嵌入於一介電材料基體內之金屬互連結構440。導電接合結構(430B、430G、430R、430S)電連接至背板401內之一各自金屬互連結構440。金屬互連結構440可包括定位於背板401上或嵌入於背板401內之接合墊420。接合墊420接觸導電接合結構(430B、430G、430R、430S)之一各自底面。在一實施例中，導電接合結構 (430B、430G、430R、430S)可包括接合至一各自接合墊420及一各自發光裝置(10B、10G、10R)或接合至一各自感測器裝置10S之焊料球。
在一實施例中，接合材料層之一剩餘部分30F可存在於經接合組件(10B、10G、10R、10S)之一或多者上方。舉例而言，氧化矽材料部分可接觸發光裝置(10B、10G、10S)之一各自頂面，且可彼此橫向間隔開。在一實施例中，透明囊封介電層470可覆於背板401上且可嵌入發光裝置(10B、10G、10R)及感測器裝置10S。
保護材料層422可視情況定位於背板401之階梯式水平面及側壁上。保護材料層422可包括吸收包含紫外光、可見光及紅外光之一波長範圍內之光的一材料。在一實施例中，發光裝置(10B、10G、10R)及/或感測器裝置10S可配置成一週期性陣列，其中相鄰發光裝置(10B、10G、10R)沿一水平方向之中心至中心距離係一單位距離之整數倍。在一實施例中，週期性陣列可為一矩形陣列，其中發光裝置(10B、10G、10R)及/或感測器裝置10S配置於一矩形晶格之晶格位點處。
參考圖23，其展示積體發光裝置總成之一替代實施例。可(例如)藉由通過微影圖案化及至少一蝕刻程序之一組合形成線腔及通孔腔且藉由使用至少一導電材料填充線腔及通孔腔來使導電互連結構480形成於透明囊封介電層470內。替代地或另外，可(例如)藉由通過微影圖案化及至少一蝕刻程序之一組合沈積一導電金屬層且圖案化導電金屬層來使導電互連結構480形成於透明囊封介電層470上方。導電互連結構480可電接觸經接合組件(10B、10G、10R、10S)之一或多者。舉例而言，導電互連結構480可嵌入於透明囊封介電層470內且可電接觸一各自發光裝置(10B、10G、10R)及/或一各自感測器裝置10S。在一實施例中，導電互連結構480之至 少一者可電連接至嵌入於背板401內之一金屬互連結構440。
在一實施例中，可由形成於組件(10B、10G、10R、10S)與背板401之間之導電接合結構(430B、430G、430R、430S)提供至電子組件(10B、10G、10R、10S)之電接觸件之僅一第一部分。可由導電互連結構480所體現之一頂部接觸層提供至電組件(10B、10G、10R、10S)之電接觸件之一第二部分。導電互連結構480形成於電子組件(10B、10G、10R、10S)上且可嵌入於透明囊封介電層470內，及/或可形成於透明囊封介電層470上。
在一實施例中，透明囊封介電層470可使併入本發明之積體發光裝置總成之一顯示板之頂面部分平坦化。通孔腔可提供於各電子組件(10B、10G、10S)之頂面正上方之透明囊封介電層470中，且依透明導電氧化物(諸如ITO或AZO)、銀奈米線網、銀網狀電極或其他透明或半透明接觸結構可提供於囊封劑及電子組件上，從而形成體現為導電互連結構480之頂部接觸結構。可(例如)藉由線接合或藉由延伸穿過透明囊封介電層470之接觸通孔結構來使頂部接觸結構在背板401之某一特定位點處電接合至背板401。該等頂部接觸結構可為覆蓋背板401上之每個電子組件(10B、10G、10R、10S)之一整片接觸件，或可經圖案化以將多個頂部接觸結構提供至特定組件或組件群組，在此情況中，頂部接觸結構可(例如)藉由線接合或與形成於背板401上之一金屬電極接觸來在若干特定位點處電接合至背板401。
參考圖24，其繪示生長基板500上之裝置(10B、10G、10R、10S)之一替代實施例。在此情況中，可採用此項技術中已知之裝置製造技術來自生長基板500生長或製造裝置(10B、10G、10R、10S)。舉例而言，生長 基板500可為包含一半導體材料之一半導體基板，其可為III-V族化合物半導體基板(例如GaAs或GaN基板)或絕緣基板(例如藍寶石)。各生長基板500可具有一內部釋放層520，其可為(例如)一植入材料層，諸如一植入氫層、一植入氧層、一植入氮層或藉由植入促進在由雷射輻射或藉由其他方法局部加熱之後脫結之任何其他原子物種所形成之一層。內部釋放層520執行上文所論述之釋放層20之功能。
各生長基板500可具有一源基板530，其可為生長基板500之一薄材料層且薄至足以在雷射輻射內部釋放層520之一鄰接部分之後被斷裂、燒蝕或以其他方式移除。源基板530之厚度可在自50nm至3微米之範圍內，但亦可採用更小及更大厚度。在一實施例中，第一發光裝置10B可製造於一第一生長基板500B上方，第二發光裝置10G可製造於一第二生長基板500G上方，第三發光裝置10R可製造於一第三生長基板500R上方，且感測器裝置10S可製造於一第四生長基板500S上方。
參考圖25，可採用上文所描述之相同處理序列來形成一積體發光裝置總成。在各雷射輻射程序期間燒蝕源基板530之一部分。因為一源基板530存在於各生長基板500上，所以源基板530之一剩餘部分530F可存在於經接合組件(10B、10G、10R、10S)上方及透明囊封介電層470內。
可採用本發明之方法來形成一發射顯示板。一發射顯示板係一直視顯示器，其中觀看者直接觀看由來自不同色彩發光子像素之不同色彩光發射形成之一影像。子像素可為諸如發光二極體之無機發光裝置。因此，直視顯示器不同於液晶顯示器(LCD)之背光，其中來自背光之不同色彩光經組合以形成用於照射LCD之液晶材料及彩色濾波器之光，且觀看者觀看透射通過彩色濾波器及液晶材料之不同色彩之光。背板401上之元件及發光 裝置可促成顯示板之組裝。發射顯示板可包含以一類似方法組裝至顯示板上之感測器或其他電子元件。感測器之元件及/或電子元件促成顯示板之組裝。
為了製造具有作為發射元件之無機發光二極體(LED)之一發射顯示板，必須將數百萬個LED附裝至一背板基板。背板401含有驅動電流通過個別LED子像素使得光被發射且一影像形成於顯示器上之電子器件。
在一實施例中，顯示器係三色顯示板，其中在顯示器之各像素內存在發射紅光、綠光及藍光之三個子像素。各子像素可為一無機LED。藍色及綠色子像素可由InGaN LED製成。紅色子像素可由InGaN或AlInGap或AlGaAs LED製成。顯示板可具有更多色彩。舉例而言，四色顯示器可每像素包含四個子像素。子像素可發射約470nm波長之藍光、約505nm波長之翠綠色光、約570nm波長之黃綠色光及約610nm波長之紅光。在一實施例中，子像素可全部由InGaN形成。
形成子像素之發光裝置可包括一奈米線陣列，使得各奈米線係一發光裝置。由於若干原因，奈米線發光二極體(LED)有利於形成子像素。首先，奈米線LED可具有小至1微米之橫向尺寸。此使必須用於形成各子像素之LED材料量最小化。此亦容許子像素依小節距放置以形成一高解析度顯示器。其次，奈米線LED在使用小功率驅動時具有極佳功效(每瓦特電輸入功率之流明)。
參考圖26，其展示本發明之結構之另一替代實施例。除包含具有階梯式水平面之一階梯式背板401之外，亦可採用階梯式發光裝置表面來形成一發光裝置總成。在一實施例中，可透過在接合至背板401之各發光裝置(10B、10G、10R)或各感測器結構10S之側上使用不同厚度或部分不使 用可焊接金屬化結構來提供階梯式發光裝置表面。在一實施例中，可焊接金屬化結構可為一組不同厚度接觸墊(15、16)，其包含具有一第一厚度之至少一第一接觸墊15及具有不同於第一厚度之一第二厚度之一第二接觸墊16。第一厚度及第二厚度之各組合可經選擇以實現將相同厚度之導電接合結構(430B、430G、430R、430S)用於各類型之經接合組件(10B、10G、10R、10S)。可(例如)藉由在切割初始生長基板(100B、100G、100R、100S)之前電鍍來形成諸如不同厚度接觸墊組(15、16)之可焊接金屬化結構。一或多種類型之經接合組件(10B、10G、10R、10S)可具有不同厚度接觸墊(15、16)。替代地，一或多種類型之經接合組件(10B、10G、10R、10S)可具有均勻厚度接觸墊(15、16)，其等具有相同厚度。
各種類型之裝置可接合至背板401。舉例而言，除接合一組感測器裝置10S之外，亦可將一探針或其他電子處理器積體晶片(IC)接合至背板401，或可將一探針或其他電子處理器積體晶片(IC)接合至背板401以代替接合一組感測器裝置10S。探針之一非限制性繪示實例係與一偵測器組合使用以提供手勢辨識之功能性之一高功率紅外光發光二極體(IR LED)或一垂直共振腔面射型雷射(VCSEL)。一電子IC之一非限制性繪示實例係一低密度高成本處理器晶片，其直接製造於一主動背板上係不經濟的，且自一生長基板轉移至一背板係更經濟的。
可採用多個接合步驟來將多個感測器、探針及/或電子IC整合至背板401上。在一實施例中，可採用複數個垂直共振腔面射型雷射(VCSEL)來形成一投影顯示器。
可根據需要在形成透明囊封介電層470之前之本發明之組裝程序之任何階段中執行測試及重新加工程序。一重新加工程序可包括高速取放操 作，其中可選擇性地拾取接合至背板401之一已知有缺陷電子組件(10B、10G、10R、10S)(例如，採用各自導電接合結構之局部加熱)且放置一功能替換取代電子組件(10B、10G、10R、10S)來將其替代。可在接合功能替換電子組件之前對一組新導電接合結構執行一適合清潔及放置。若在一稍後階段中執行重新加工程序，則替換電子組件可具有比背板401上之既有電子組件大之一高度(例如，藉由新增一較厚接合材料層或製造具有一較大高度之電子組件)，或可採用不干擾相鄰電子組件之一放置方法。
在一實施例中，本發明之導電接合結構(430B、430G、430R、430S)可為焊接材料部分，即，焊料「球」。應瞭解，焊料「球」可或可不具有一球形形狀，且亦可採用諸如一圓柱形形狀之其他形狀作為一焊料「球」。參考圖27，可修改本發明之處理序列以增強起於一背板401之經接合裝置之頂面之共面性。在將裝置(10B、10G、10R或10S)接合至一背板401且移除一轉移總成之一剩餘部分之各回合之後，例如，在圖14之處理步驟之後，在圖17之處理步驟之後，在圖19之處理步驟之後，及/或在圖21之處理步驟之後，可將具有一平坦底面之一虛設基板700安置於新接合裝置(10B、10G、10R或10S)之頂面上及背板401上方。
圖27繪示在使包括第一轉移基板301B及第一發光裝置10B之第二子集之總成與背板401分離之後將具有一平坦底面之一虛設基板700安置於第一發光裝置10B之頂面上之後之一例示性結構。可在分離轉移基板(301B、301G、301R、301S)之任何者之後應用相同方法。可重複使用虛設基板700，或可在每次使用時使用一新虛設基板替換虛設基板700。只要虛設基板700之底面包含一平坦剛性表面(即，實質上與一水平歐幾裡德(Euclidean)二維平面重合之一表面)，則虛設基板700可包括一絕緣體材 料、一導電材料、一半導體材料或其等之一組合。
參考圖28，可將一向下壓力施加至虛設基板700，同時將導電接合結構(430B、430G、430R、430S)(即，焊料球)加熱至一回焊溫度。在此處理步驟期間，虛設基板700朝向背板401擠壓新接合裝置(10B、10G、10R或10S)。在一些實施例中，可在一最後回焊步驟期間使用虛設基板700來向下擠壓經轉移裝置(10B、10G、10R及10S)之頂面以確保所有轉移晶粒之頂面定位於相同水平面中。在一些其他實施例中，先前接合裝置由於仔細選擇先前經接合裝置之頂面之高度(例如，由於針對多個背板401選擇接合墊420之階梯式表面之高度及導電接合結構430之高度，使得稍後接合裝置之頂面比先前接合裝置更遠離各背板401)而不會影響後續轉移。圖28繪示在虛設基板700朝向背板401擠壓經轉移第一發光裝置10B之同時回焊第一導電接合結構430B之步驟。
參考圖29，可採用上文所描述之實施例之任何者來執行後續處理步驟以囊封經接合裝置(10B、10G、10R、10S)。導電接合結構(430B、430G、430R、430S)可包含為經回焊焊接材料部分之特性的特徵，例如凸回焊表面。
可採用多個轉移總成及多個背板來將不同類型之裝置轉移至各背板且在各背板上形成一裝置組之一週期性陣列。各轉移總成中之裝置可在一系列裝置轉移之前具有相同二維週期性。一裝置組之週期性陣列可跨背板相同且可具有為轉移總成上之裝置之二維週期性之倍數的二維週期性。
參考圖30，其繪示用於將四種不同類型之裝置(10B、10G、10R、10S)(例如，分別為藍光發光LED、綠光發光LED及紅光發光LED及感測器)轉移至四個背板(BP1、BP2、BP3、BP4)之一例示性轉移模式及一例 示性轉移序列。四種不同類型之裝置(10B、10G、10R、10S)可提供於四個源基板(B、G、R、S)上，四個源基板(B、G、R、S)可包括四個轉移基板(301B、301G、301R、301S)或四個生長基板(100/500B、100/500G、100/500R、100/500S)或其等之組合。第一發光二極體10B可提供於第一源基板B上，第二發光二極體10G可提供於第二源基板G上，第三發光二極體10R可提供於第三源基板R上，且感測器裝置10S可提供於第四源基板S上。
可將標記為「1」之第一裝置10B之一子集自第一源基板B轉移至標記有「1」之第一背板BP1上之位置。隨後，可將標記為「2」之第二裝置10G之一子集自第二源基板G轉移至標記有「2」之第二基板BP2上之位置。使標記有遞增數標之各組裝置繼續循序轉移，直至標記有數標「16」之裝置組。
圖31A至圖31E中繪示轉移序列之各步驟中之源基板(B、G、R、S)及背板(BP1、BP2、BP3、BP4)上之各種裝置(10B、10G、10R、10S)之存在或不存在之變化。圖31A對應於裝置(10B、10G、10R、10S)之任何轉移之前之一組態，圖31B對應於執行轉移步驟1至4之後之組態，圖31C對應於執行步驟5至8之後之組態，圖31D對應於執行步驟9至12之後之組態，及圖31E對應於執行步驟13至16之後之組態。應注意：因為步驟1至4彼此獨立，所以可依任何順序置亂圖31B中所繪示之步驟1至4；因為步驟5至8彼此獨立，所以可依任何順序置亂圖31C中所繪示之步驟5至8；因為步驟9至12彼此獨立，所以可依任何順序置亂圖31D中所繪示之步驟9至12；及因為步驟13至16彼此獨立，所以可依任何順序置亂圖31E中所繪示之步驟13至16。
儘管已針對其中採用四個源基板(B、G、R、S)及四個背板(BP1、BP2、BP3、BP4)之情況繪示例示性轉移模式及例示性轉移序列，但本發明之方法可應用於其中採用m個轉移總成及n個背板之任何情況，其中m係大於1之整數，n係大於1之整數，且n不小於m。n個背板與來自m個轉移總成之裝置接合以形成n個積體發光裝置總成。在一實施例中，n可相同於或大於m。
提供複數個轉移總成，例如m個轉移總成。m個轉移總成之各者包括具有相同二維週期性之二維陣列內之一各自源基板(B、G、R、S)及各自裝置(10B、10G、10R、10S)。如本文中所使用，多個結構之相同二維週期性係指一組態，其中多個結構之各者具有一各自單元結構且各自單元結構之例項沿週期性之兩個獨立方向(例如一第一週期性方向及一第二週期性方向)重複，且對於所有多個結構，單元結構依一第一相同節距沿各自第一週期性方向重複且依一第二相同節距沿各自第二週期性方向重複，且對於所有多個結構，第一週期性方向與第二週期性方向之間之角度係相同的。n個背板之各者具有經組態以安裝m種類型之裝置之各自單元導電接合結構模式之一週期性重複。
m個類型之裝置之各者可為m個轉移總成中之一各自轉移總成內之裝置之一者。各單元導電接合結構模式沿n個背板之各者內之兩個獨立方向之節距可為m個轉移總成之各者內之裝置之二維週期性之一各自節距之倍數。在一繪示性實例中，裝置(10B、10G、10R、10S)之各者可在一各自轉移總成內依沿一第一方向之第一週期性a及沿一第二方向(其可垂直於第一方向)之第二週期性b週期性出現。背板之各者內之單元導電接合墊圖案可具有沿一第一方向之第一週期性2a(其係a之整數倍)及沿一第二方向(其 可垂直於第一方向)之第二週期性2b(其係b之整數倍)。
可藉由將各個轉移總成安置於n個背板中之一各自背板(BP1、BP2、BP3、BP4)上方之防止各自轉移總成上之既有裝置與先前接合至各自背板(BP1、BP2、BP3、BP4)之任何裝置(10B、10G、10R、10S)(若存在)衝突之位置處來將來自m個轉移總成之各者之裝置(10B、10G、10R、10S)之子集循序轉移至各自背板(BP1、BP2、BP3、BP4)。
參考圖32A，其繪示一處理中結構，其可用於形成根據其中使用不同高度接合墊之本發明之一實施例之一第二例示性發光裝置總成。如本文中所使用，「原型」結構或「處理中」結構係指隨後修改其內之至少一個組件之形狀或成分之一暫時結構。第二例示性發光裝置總成之處理中結構可包含其內包含金屬互連結構440之一背板基板400。第一發光二極體10B可經由一燒蝕材料層130(其可為上文所描述之一釋放層20或上文所描述之一源基板530之一部分)附接至源基板301B。在此實施例中，背板基板400可具有一實質上平坦(即，非階梯式)上表面或一階梯式上表面(如圖9中所繪示)。
接合墊(421、422、423)可形成於隨後將在該處接合各種裝置之位置處。各種裝置可包含上文所描述之第一發光裝置10B、第二發光裝置10G、第三發光裝置10R及/或感測器裝置10S。各種裝置(10B、10G、10R、10S)可提供於源基板(B、G、R、S；參考圖30)上，該等源基板可為轉移基板(301B、301G、301R、301S)、生長基板(100/500B、100/500G、100/500R、100/500S)或其等之組合。背板401包含背板基板400及接合墊(421、422、423)。
接合墊(421、422、423)可具有相同於上文所描述之接合墊420之成 分。接合墊(421、422、423)可包含具有不同厚度之多個類型。舉例而言，接合墊(421、422、423)可包含具有一第一厚度之第一接合墊421、具有一第二厚度之第二接合墊422及具有一第三厚度之第三接合墊423。亦可採用具有不同厚度之額外接合墊(圖中未展示)。在一實施例中，第一厚度可大於第二厚度，且第二厚度可大於第三厚度。第一厚度與第二厚度之間之差值可在自0.3微米至10微米(例如，自1微米至5微米)之範圍內，且第二厚度與第三厚度之間之差值可在自0.3微米至10微米(例如，自1微米至5微米)之範圍內。最薄接合墊之厚度可在自1微米至20微米(例如，自2微米至10微米)之範圍內，但亦可採用更小及更大厚度。
在一實施例中，導電接合結構(431、432、433)可形成於待轉移至背板401之裝置上。舉例而言，第一發光二極體10B可為係轉移至背板基板400之第一裝置。第一發光二極體10B可定位於第一源基板301B上，第一源基板301B可為一第一轉移基板300B或一第一類型生長基板100B或500B。導電接合結構(431、432、433)可為上文所論述之導電接合結構430之任何者。導電接合結構(431、432、433)可包含形成於隨後將轉移至背板基板400之第一發光二極體10B之一第一子集上之第一導電接合結構431、形成於隨後將轉移至另一背板基板(圖中未展示)之第一發光二極體10B之一第二子集上之第二導電接合結構432、形成於隨後將轉移至又一背板基板之第一發光二極體10B之一第三子集上之第三導電接合結構433及形成於隨後將轉移至又一背板基板之第一發光二極體10B之另一子集上之選用額外導電接合結構。導電接合結構(431、432、433)可同時形成於第一發光二極體10B上。
替代地，導電接合結構(431、432、433)可形成於背板401之接合墊 (421、422、423)上。在此情況中，導電接合結構(431、432、433)可同時形成於所有接合墊(421、422、423)上。
替代地，各導電接合結構(431、432、433)可形成為兩個實體分離部分，使得各導電接合結構(431、432或433)之一部分形成於一第一發光二極體10B上且對應導電接合結構(431、432或433)之另一部分形成於一匹配接合墊(421、422或423)之一表面上。在一實施例中，各導電接合結構(431、432、433)可形成為大致均勻地劃分於形成於一第一發光二極體10B上之一上部分與形成於一接合墊(421、422或423)上之一下部分之間之兩個分離部分。
在一實施例中，導電接合結構(431、432、433)之各者可具有相同高度(或總高度，若形成為兩個部分)。在一實施例中，導電接合結構(431、432、433)之各者可具有相同高度及相同體積(或總體積，若形成為兩個部分)。在一實施例中，導電接合結構(431、432、433)之各者可具有相同高度、相同體積及相同形狀(或兩種形狀之相同組，若形成為兩個部分)。導電接合結構(431、432、433)之高度可在自15微米至100微米(諸如，自20微米至60微米)之範圍內，但亦可採用更小及更大高度。在一實施例中，導電接合結構(431、432、433)可實質上呈球形、實質上呈橢圓形或實質上呈圓柱形。各導電接合結構(431、432、433)之最大水平尺寸(諸如一球形形狀或一圓柱形形狀之直徑)可在自15微米至100微米(諸如，自20微米至60微米)之範圍內，但亦可採用更小及更大最大水平尺寸。
參考圖32B，背板401及包含第一發光二極體10B之總成經定位使得各第一導電接合結構431附接至一第一發光裝置10B及一第一接合墊421之一者且接觸第一發光裝置10B及第一接合墊421之另一者。歸因於各種類 型之接合墊(421、422、423)之厚度差，第二導電接合結構432及第三導電接合結構433不接觸任何下伏接合墊(422、423)(若第二導電接合結構432及第三導電接合結構433附接至第一發光裝置10B)或不接觸上覆第一發光裝置10B(若第二導電接合結構432及第三導電接合結構433附接至第二接合墊422或第三接合墊423)。
隨後執行一回焊程序。可將周圍溫度升高至導電接合結構(431、432、433)之材料之一回焊溫度。僅第一導電接合結構431形成與下伏第一接合墊421之額外接合(若第一導電接合結構431已接合至第一發光裝置10B)或與上覆第一發光裝置10B之額外接合(若第一導電接合結構431已接合至第一接合墊421)。因此，各第一導電接合結構431變成接合至上覆第一發光裝置10B及下伏第一接合墊421，同時在回焊程序期間不針對第二及第三導電接合結構(432、433)形成額外接合。儘管採用其中使背板401及包含第一發光二極體10B之總成在回焊程序之前彼此接觸之一實施例來描述本發明，但本文明確涵蓋其中(例如)在回焊程序之溫度斜變步驟期間與回焊程序同時執行背板401及包含第一發光二極體10B之總成之機械移動的實施例。儘管為了方便繪示，上文將第一接合墊421描述為「下伏的」且將第一發光裝置描述為「上覆的」，但應瞭解，可在程序期間使組件顛倒配置(即，其中第一接合墊421係「上覆的」且第一發光裝置係「下伏的」)或配置成任何其他位置。
參考圖32C，執行一雷射輻射程序以使各經接合第一發光裝置10B與第一源基板分離。可如上文所描述般採用相同雷射輻射程序。覆於第一發光二極體10B之第一子集(其接合至背板401)上之燒蝕材料層130之部分由一雷射光束輻射且被燒蝕。可對第一子集內之各第一發光二極體10B循序 執行雷射燒蝕。
參考圖32D，第一源基板301B及經附接第一發光二極體10B(即，第一發光二極體10B之第一子集之補集)之總成與背板401及第一發光二極體10B之第一子集分離。第一發光二極體10B之第一子集透過第一導電接合結構431附接至背板401以形成處理中第二例示性發光裝置總成。
參考圖32E，採用任何適合壓力板(例如一虛設基板700)來推動第一導電接合結構431上之第一發光二極體10B朝向背板401。將處理中第二發光裝置總成之溫度升高至第一導電接合結構431之回焊溫度以在虛設基板700推動第一發光二極體10B朝向背板401時誘發第一導電接合結構431之回焊。推動距離經選擇使得第一接合墊421之底面與第一發光二極體10B之頂面之間之垂直距離小於最薄接合墊(例如第三接合墊423)之厚度、導電接合結構(431、432、433)之高度(其在導電接合結構中係相同的)及隨後將附接之裝置(10G、10R)之最小高度(若高度不同)或隨後將附接之裝置(10G、10R)之共同高度(若高度相同)之總和。
圖32A至圖32E之處理步驟可對應於圖31B中所繪示之步驟1，其中背板401對應於圖31B中之背板BP1。可執行等效處理步驟(其對應於圖31B中所繪示之步驟2)以採用圖31B中所展示之轉移模式(或任何其他模式)將第二發光裝置10G之一第一子集自一第二源基板G(其可為一第二轉移基板300G或一第二類型生長基板100/500G)轉移至第二背板BP2之第一接合墊421。此類處理步驟可提供一第二源基板G，在與背板401上之第一發光二極體10B之模式一致之一模式中自第二源基板G移除第二發光裝置10G之一第一子集。
參考圖32F，自其移除第二發光裝置10G之一第一子集之一第二源基 板(例如一第二轉移基板301G)定位於處理中第二例示性發光裝置總成上方，且經對準使得第二發光二極體10G之一第二子集覆於第二接合墊422上。
參考圖32G，背板401及包含第二發光二極體10G之總成經定位使得各第二導電接合結構432附接至一第二發光裝置10G及一第二接合墊422之一者且接觸第二發光裝置10G及第二接合墊422之另一者。歸因於第二及第三接合墊(422、423)之厚度差，第三導電接合結構433不接觸任何下伏接合墊423(若第二導電接合結構432及第三導電接合結構433附接至第二發光裝置10G)或不接觸上覆第二發光裝置10G(若第二導電接合結構432及第三導電接合結構433附接至第二接合墊422或第三接合墊423)。
隨後執行一回焊程序。可將周圍溫度升高至導電接合結構(431、432、433)之材料之一回焊溫度。第二導電接合結構432形成與下伏第二接合墊422之額外接合(若第二導電接合結構432已接合至第二發光裝置10G)或與上覆第二發光裝置10G之額外接合(若第二導電接合結構432已接合至第二接合墊422)。因此，各第二導電接合結構432變成接合至上覆第二發光裝置10G及下伏第二接合墊422，同時在回焊程序期間不針對第三導電接合結構433形成額外接合。
參考圖32H，執行一雷射輻射程序以使各經接合第二發光裝置10G與第二源基板分離。覆於第二發光二極體10G(其接合至背板401)之經接合子集(即，第二子集)上之燒蝕材料層130之部分由一雷射光束輻射且被燒蝕。可對接合至背板401之第二發光二極體10G之子集內之各第二發光二極體10G循序執行雷射燒蝕。
參考圖32I，第二源基板301G及經附接第二發光二極體10G(即，保 持於第二源基板上之第二發光二極體10G之一第三子集)之總成與背板401及現附接至背板401之第二發光二極體10G之第二子集分離。第二發光二極體10G之第二子集透過第二導電接合結構432附接至背板401以形成處理中第二例示性發光裝置總成。
參考圖32J，採用一虛設基板700來推動第二導電接合結構432上之第二發光二極體10G朝向背板401。將處理中第二發光裝置總成之溫度升高至第二導電接合結構432之回焊溫度以在虛設基板700推動第二發光二極體10G朝向背板401時誘發第二導電接合結構432之回焊。推動距離經選擇使得第二接合墊422之底面與第二發光二極體10G之頂面之間之垂直距離小於最薄接合墊(例如第三接合墊423)之厚度、最初所提供之導電接合結構(431、432、433)之高度(其在導電接合結構中係相同的)及隨後將附接之裝置(10R及視情況10S)之最小高度(若高度不同)或隨後將附接之裝置(10R及視情況10S)之共同高度(若高度相同)之總和。
圖32F至圖32J之處理步驟可對應於圖31C中所繪示之步驟6，其中背板401對應於圖31C中之背板BP1。可執行對應於圖31B中之步驟3及圖31C中之步驟7之處理步驟以採用圖31B及圖31C中所展示之轉移模式(或任何其他模式)將第三發光裝置10R之一第一子集及一第二子集自一第三源基板R(其可為一第三轉移基板300R或一第三類型生長基板100/500R)轉移至額外背板(例如圖31B中之BP3及圖31C中之BP4)之接合墊。此等處理步驟可提供一第三源基板R，在與背板401上之第一發光二極體10B及第二發光二極體10G之組合模式一致之一模式中自第三源基板R移除第三發光裝置10R之一第一子集及一第二子集。
參考圖32K，已在先前處理步驟中自其移除第三發光裝置10R之一第 一子集及一第二子集之一第三源基板(例如一第三轉移基板301R)定位於處理中第二例示性發光裝置總成上方，且經對準使得第三發光二極體10R之一第三子集覆於第三接合墊423上。
參考圖32L，背板401及包含第三發光二極體10R之總成經定位使得各第三導電接合結構433附接至一第三發光裝置10R及一第三接合墊423之一者且接觸第三發光裝置10R及第三接合墊423之另一者。若存在具有一更小厚度之任何額外接合墊(圖中未展示)，則覆於此等額外接合墊上之額外導電接合結構(圖中未展示)不接觸任何下伏額外接合墊(若額外導電接合結構附接至第三源基板)或不接觸上覆第三發光裝置10R(若額外導電接合結構附接至額外接合墊)。
隨後執行一回焊程序。可將周圍溫度升高至導電接合結構(431、432、433)之材料之一回焊溫度。第三導電接合結構433形成與下伏第三接合墊423之額外接合(若第三導電接合結構433已接合至第三發光裝置10R)或與覆於第三發光裝置10R之額外接合(若第三導電接合結構433已接合至第三接合墊423)。因此，各第三導電接合結構433變成接合至上覆第三發光裝置10R及下伏第三接合墊423，同時在回焊程序期間不針對額外導電接合結構(若存在)形成額外接合。
參考圖32M，執行一雷射輻射程序以使各經接合第三發光裝置10R與第三源基板分離。覆於第三發光二極體10R(其接合至背板401)之經接合子集(即，第三子集)上之燒蝕材料層130之部分由一雷射光束輻射且被燒蝕。可對接合至背板401之第三發光二極體10R之子集內之各第三發光二極體10R循序執行雷射燒蝕。
參考圖32N，第三源基板301R及任何剩餘第三發光二極體10R(若存 在)之總成與背板401及現附接至背板401之第三發光二極體10R之第三子集分離。第三發光二極體10R之第三子集透過第三導電接合結構433附接至背板401以形成第二例示性發光裝置總成。
可視情況採用一虛設基板700來推動第三導電接合結構433上之第三發光二極體10R朝向背板401。將第二發光裝置總成之溫度升高至第三導電接合結構433之回焊溫度以在虛設基板700推動第三發光二極體10R朝向背板401時誘發第三導電接合結構433之回焊。若隨後將使任何額外裝置(諸如感測器裝置10S)附接至背板401，則推動距離可經選擇使得第三接合墊423之底面與第三發光二極體10R之頂面之間之垂直距離小於額外接合墊之厚度、額外導電接合結構之高度(其可相同於最初所提供之其他導電接合墊(431、432、433)之高度)及隨後將附接之裝置(諸如感測器裝置10S)之最小高度之總和。
參考圖33A，其繪示一處理中結構，其可用於形成根據本發明之一實施例之一第三例示性發光裝置總成。可藉由採用相同厚度之接合墊(421、422、423)及不同高度之導電接合結構(431、432、433)來自圖32A之處理中第二例示性發光裝置總成得到處理中第三例示性發光裝置總成。接合墊(421、422、423)可具有相同於上文所描述之接合墊420之成分。在此實施例中，背板基板400可具有一實質上平坦(即，非階梯式)上表面或一階梯式上表面(如圖9中所繪示)，且接合墊(421、422、423)可具有相同高度或不同高度(如圖32A中所展示)。
導電接合結構(431、432、433)可包含具有不同高度之多個類型。舉例而言，導電接合結構(431、432、433)可包含具有一第一高度之第一導電接合結構431、具有一第二高度之第二導電接合結構432及具有一第三 高度之第三導電接合結構433。亦可採用具有不同高度之額外導電接合結構(圖中未展示)。在一實施例中，第一高度可大於第二高度，且第二高度可大於第三高度。第一高度與第二高度之間之差值可在自0.3微米至10微米(例如，自1微米至5微米)之範圍內，且第二高度與第三高度之間之差值可在自0.3微米至10微米(例如，自1微米至5微米)之範圍內。最短導電接合結構(例如433)之高度可在自10微米至80微米(例如，自15微米至50微米)之範圍內，但亦可採用更小及更大高度。
在一實施例中，導電接合結構(431、432、433)可形成於待轉移至背板401之裝置上。舉例而言，第一發光二極體10B可為待轉移至背板基板400之第一裝置。第一發光二極體10B可定位於第一源基板B(其可為一第一轉移基板300B或一第一類型生長基板100B)上。導電接合結構(431、432、433)可為上文所論述之導電接合結構430之任何者。導電接合結構431形成於隨後將轉移至背板基板400之第一發光二極體10B之一第一子集上。第二導電接合結構432形成於隨後將轉移至另一背板基板(圖中未展示)之第一發光二極體10B之一第二子集上。第三導電接合結構433形成於隨後將轉移至又一背板基板之第一發光二極體10B之一第三子集上。額外導電接合結構可視情況形成於隨後將轉移至又一背板基板之第一發光二極體10B之另一子集上。
替代地，導電接合結構(431、432、433)可形成於背板401之接合墊(421、422、423)上。在此情況中，導電接合結構(431、432、433)可同時形成於所有接合墊(421、422、423)上。
替代地，各導電接合結構(431、432、433)可形成為兩個實體分離部分，使得各導電接合結構(431、432或433)中之一部分形成於一第一發光 二極體10B上且對應導電接合結構(431、432或433)之另一部分形成於一匹配接合墊(421、422或423)之一表面上。在一實施例中，各導電接合結構(431、432、433)可形成為大致均勻地劃分於形成於一第一發光二極體10B上之上部分與形成於一接合墊(421、422或423)上之一下部分之間之兩個分離部分。
不同類型之導電接合結構(431、432、433)可循序地形成於第一發光二極體10B上。第一導電接合結構431可具有比第二導電接合結構432大之一體積，且第二導電接合結構432可具有比第三導電接合結構433大之一體積。在一實施例中，不同類型之導電接合結構(431、432、433)可具有實質上相同之最大橫向尺寸(例如一球形形狀或一圓柱形形狀之直徑)。
在一實施例中，導電接合結構(431、432、433)可實質上呈橢圓形或實質上呈圓柱形。各導電接合結構(431、432、433)之最大水平尺寸(諸如一球形形狀或一圓柱形形狀之直徑)可在自15微米至100微米(諸如，自20微米至60微米)之範圍內，但亦可採用更小及更大最大水平尺寸。
參考圖33B，背板401及包含第一發光二極體10B之總成經定位使得各第一導電接合結構431附接至一第一發光裝置10B及一第一接合墊421之一者且接觸第一發光裝置10B及第一接合墊421之另一者。歸因於各種類型之導電接合結構(431、432、433)之高度差，第二導電接合結構432及第三導電接合結構433不接觸任何下伏接合墊(422、423)(若第二導電接合結構432及第三導電接合結構433附接至第一發光裝置10B)或不接觸上覆第一發光裝置10B(若第二導電接合結構432及第三導電接合結構433附接至第二接合墊422或第三接合墊423)。
隨後，以相同於圖32B之處理步驟之方式執行一回焊程序。
參考圖33C，以相同於圖32C之處理步驟之方式執行一雷射輻射程序以使各經接合第一發光裝置10B與第一源基板分離。
參考圖33D，第一源基板301B及經附接第一發光二極體10B(即，第一發光二極體10B之第一子集之補集)之總成與背板401及第一發光二極體10B之第一子集分離。
參考圖33E，採用一虛設基板700來推動第一導電接合結構431上之第一發光二極體10B朝向背板401，同時以相同於圖32E之處理步驟之方式回焊第一導電接合結構431。
圖33A至圖33E之處理步驟可對應於圖31B中所繪示之步驟1，其中背板401對應於圖31B中之背板BP1。可執行等效處理步驟(其對應於圖31B中所繪示之步驟2)以採用圖31B中所展示之轉移模式(或任何其他模式)將第二發光裝置10G之一第一子集自一第二源基板G(其可為一第二轉移基板300G或一第二類型生長基板100/500G)轉移至第二背板BP2之第一接合墊421。此等處理步驟可提供一第二源基板G，在與背板401上之第一發光二極體10B之模式一致之一模式中自第二源基板G移除第二發光裝置10G之一第一子集。
參考圖33F，自其移除第二發光裝置10G之一第一子集之一第二源基板(諸如一第二轉移基板301G)定位於處理中第四例示性發光裝置總成上方，且經對準使得第二發光二極體10G之一第二子集覆於第二接合墊422上。
參考圖33G，背板401及包含第二發光二極體10G之總成經定位使得各第二導電接合結構432附接至一第二發光裝置10G及一第二接合墊422之一者且接觸第二發光裝置10G及第二接合墊422之另一者。歸因於第二及 第三導電接合結構(432、433)之高度差，第三導電接合結構433不接觸任何下伏接合墊423(若第二導電接合結構432及第三導電接合結構433附接至第二發光裝置10G)或不接觸上覆第二發光裝置10G(若第二導電接合結構432及第三導電接合結構433附接至第二接合墊422或第三接合墊423)。
隨後，以相同於圖32G之處理步驟之方式執行一回焊程序。各第二導電接合結構432變成接合至上覆第二發光裝置10G及下伏第二接合墊422，同時在回焊程序期間不針對第三導電接合結構433形成額外接合。
參考圖33H，執行一雷射輻射程序以使各經接合第二發光裝置10G與第二源基板分離。可如同圖32H之處理步驟般執行相同雷射輻射程序。
參考圖33I，第二源基板301G及經附接第二發光二極體10G(保持於第二源基板上之第二發光二極體10G之一第三子集)之總成與背板401及現附接至背板401之第二發光二極體10G之第二子集分離。
參考圖33J，以相同於圖32J之處理步驟之方式採用一虛設基板700來推動第二導電接合結構432上之第二發光二極體10G朝向背板401。
圖33F至圖33J之處理步驟可對應於圖31C中所繪示之步驟6，其中背板401對應於圖31C中之背板BP1。可執行對應於圖31B中之步驟3及圖31C中之步驟7之處理步驟以採用圖31B及圖31C中所展示之轉移模式(或任何其他模式)將第三發光裝置10R之一第一子集及一第二子集自一第三源基板R(其可為一第三轉移基板300R或一第三類型生長基板100/500R)轉移至額外背板(例如圖31B中之BP3及圖31C中之BP4)之接合墊。此等處理步驟可提供一第三源基板R，在與背板401上之第一發光二極體10B及第二發光二極體10G之組合模式一致之一模式中自第三源基板R移除第三發光裝置10R之一第一子集及一第二子集。
參考圖33K，已在先前處理步驟中自其移除第三發光裝置10R之一第一子集及一第二子集之一第三源基板(例如一第三轉移基板301R)定位於處理中第二例示性發光裝置總成上方，且經對準使得第三發光二極體10R之一第三子集覆於第三接合墊423上。
參考圖33L，背板401及包含第三發光二極體10R之總成經定位使得各第三導電接合結構433附接至一第三發光裝置10R及一第三接合墊423之一者且接觸第三發光裝置10R及第三接合墊423之另一者。若存在具有一更小高度之任何額外導電接合結構(圖中未展示)，則覆於此等額外接合墊上之額外導電接合結構(圖中未展示)不接觸任何下伏額外接合墊(若額外導電接合結構附接至第三源基板)或不接觸上覆第三發光裝置10R(若額外導電接合結構附接至額外接合墊)。
隨後，以相同於圖32L之處理步驟之方式執行一回焊程序。
參考圖33M，以相同於圖32M之處理步驟之方式執行一雷射輻射程序以使各經接合第三發光裝置10R與第三源基板分離。
參考圖33N，以相同於圖32N之處理步驟之方式使第三源基板301R及任何剩餘第三發光二極體10R(若存在)之總成與背板401及現附接至背板401之第三發光二極體10R之第三子集分離。
可視情況以相同於圖32N之處理步驟之方式採用一虛設基板700來推動第三導電接合結構433上之第三發光二極體10R朝向背板401。
參考圖34A，其繪示一處理中結構，其可用於形成根據其中使用選擇性雷射焊接來將裝置接合至背板之本發明之一實施例之一第四例示性發光裝置總成。可藉由採用相同厚度之接合墊(421、422、423)及相同高度之導電接合結構(431、432、433)來自圖32A之處理中第二例示性發光裝置 總成或圖33A之處理中第三例示性發光裝置總成得到處理中第四例示性發光裝置總成。接合墊(421、422、423)可具有相同於上文所描述之接合墊420之成分。導電接合結構(431、432、433)可具有相同於上文所描述之導電接合結構430之成分。在此實施例中，背板基板400可具有一實質上平坦(即，非階梯式)上表面或一階梯式上表面(如圖9中所繪示)。接合墊(421、422、423)可具有相同高度或不同高度(如圖32A中所展示)。導電接合結構(431、432、433)可具有相同高度或不同高度(如圖33A中所展示)。
在一實施例中，導電接合結構(431、432、433)可形成於待轉移至背板401之裝置上。舉例而言，第一發光二極體10B可為待轉移至背板基板400之第一裝置。第一發光二極體10B可定位於第一源基板301B(其可為一第一轉移基板300B或一第一類型生長基板100/500B)上。導電接合結構(431、432、433)可為上文所論述之導電接合結構430之任何者。導電接合結構431形成於隨後將轉移至背板基板400之第一發光二極體10B之一第一子集上。第二導電接合結構432形成於隨後將轉移至另一背板基板(圖中未展示)之第一發光二極體10B之一第二子集上。第三導電接合結構433形成於隨後將轉移至又一背板基板之第一發光二極體10B之一第三子集上。額外導電接合結構可視情況形成於隨後將轉移至又一背板基板之第一發光二極體10B之另一子集上。
替代地，導電接合結構(431、432、433)可形成於背板401之接合墊(421、422、423)上。在此情況中，導電接合結構(431、432、433)可同時形成於所有接合墊(421、422、423)上。
替代地，各導電接合結構(431、432、433)可形成為兩個實體分離部分，使得各導電接合結構(431、432或433)中之一部分形成於一第一發光 二極體10B上且對應導電接合結構(431、432或433)之另一部分形成於一匹配接合墊(421、422或423)之一表面上。在一實施例中，各導電接合結構(431、432、433)可形成為大致均勻地劃分於形成於一第一發光二極體10B上之一上部分與形成於一接合墊(421、422或423)上之一下部分之間之兩個分離部分。
在一實施例中，導電接合結構(431、432、433)可實質上呈球形、實質上呈橢圓形或實質上呈圓柱形。各導電接合結構(431、432、433)之最大水平尺寸(諸如一球形形狀或一圓柱形形狀之直徑)可在自15微米至100微米(諸如，自20微米至60微米)之範圍內，但亦可採用更小及更大最大水平尺寸。
參考圖34B，背板401及包含第一發光二極體10B之總成經定位使得各導電接合結構(431、432、433)附接至一第一發光裝置10B及一接合墊(421、422或423)之一者且接觸第一發光裝置10B及接合墊(421、422或423)之另一者。在一實施例中，各第一導電接合結構431可附接至一上覆第一發光裝置10B及一第一接合墊421之一者且接觸上覆第一發光裝置10B及第一接合墊421之另一者；各第二導電接合結構432可附接至一上覆第一發光裝置10B及一第二接合墊422之一者且接觸上覆第一發光裝置10B及第二接合墊422之另一者；及各第三導電接合結構433可附接至一上覆第一發光裝置10B及一第三接合墊423之一者且接觸上覆第一發光裝置10B及第三接合墊423之另一者。
可採用一加熱雷射467來回焊第一導電接合結構431。加熱雷射467可具有一波長，其在導電接合結構(431、432、433)之材料內誘發比在源基板301B之材料內或待轉移之裝置(例如第一發光裝置10B)之材料內大之能 量吸收。舉例而言，加熱雷射467可具有自0.8微米至20微米(諸如1微米至2微米)之範圍內之一波長以在將被回焊之導電接合結構431之材料與將不被回焊之導電接合結構432、433之材料之間提供一差溫加熱。亦在導電接合結構431與源基板301B之材料及待轉移之裝置之間提供差溫加熱。可藉由來自加熱層467之一雷射光束之循序輻射來選擇性地加熱第一導電接合結構431以回焊各第一導電接合結構431且將各第一導電接合結構431接合至一上覆第一發光裝置10B及一下伏第一接合墊421。較佳地，透過源基板301B提供雷射光束。雷射光束可透射穿過源基板301B及裝置而至導電接合結構431以進行選擇性加熱。替代地，雷射光束可由鄰近於導電接合結構431之源基板或裝置吸收以選擇性地加熱及回焊導電接合結構431且無需回焊剩餘導電接合結構(432、433)。
參考圖34C，以相同於圖32C之處理步驟之方式執行一雷射輻射程序以使各經接合第一發光裝置10B與第一源基板分離。雷射477(其在本文中指稱「燒蝕雷射」)之波長可不同於(例如，短於)加熱雷射467之波長，例如，在0.1微米至0.75微米之間，諸如0.25微米至0.5微米。雷射對燒蝕材料層130之材料提供比其對源基板301B之材料及經轉移裝置(例如第一發光二極體10B)所提供之加熱多之加熱。可藉由來自雷射477之一雷射光束來循序輻射覆於第一導電接合結構431上之燒蝕材料層130之各部分以使各下伏第一發光裝置10B分離。
參考圖34D，第一源基板301B及經附接第一發光二極體10B(即，第一發光二極體10B之第一子集之補集)之總成與背板401及第一發光二極體10B之第一子集分離。
參考圖34E，以相同於圖32E之處理步驟之方式採用一虛設基板700 來推動第一導電接合結構431上之第一發光二極體10B朝向背板401，同時回焊第一導電接合結構431。
圖34A至圖34E之處理步驟可對應於圖31B中繪示之步驟1，其中背板401對應於圖31B中之背板BP1。可執行等效處理步驟(其對應於圖31B中所繪示之步驟2)以採用圖31B中所展示之轉移模式(或任何其他模式)將第二發光裝置10G之一第一子集自一第二源基板G(其可為一第二轉移基板300G或一第二類型生長基板100/500G)轉移至第二背板BP2之第一接合墊421。此等處理步驟可提供一第二源基板G，在與背板401上之第一發光二極體10B之模式一致之一模式中自第二源基板G移除第二發光裝置10G之一第一子集。
參考圖34F，自其移除第二發光裝置10G之一第一子集之一第二源基板(諸如一第二轉移基板301G)定位於處理中第四例示性發光裝置總成上方，且經對準使得第二發光二極體10G之一第二子集覆於第二接合墊422上。
參考圖34G，背板401及包含第二發光二極體10G之總成經定位使得各第二導電接合結構432附接至一第二發光裝置10G及一第二接合墊422之一者且接觸第二發光裝置10G及第二接合墊422之另一者。
在一實施例中，各第二導電接合結構432可附接至一上覆第二發光裝置10G及一第二接合墊422之一者且接觸上覆第二發光裝置10G及第二接合墊422之另一者；及各第三導電接合結構433可附接至一上覆第二發光裝置10G及一第三接合墊423之一者且接觸上覆第二發光裝置10G及第三接合墊423之另一者。
採用一加熱雷射467來回焊第二導電接合結構432且無需回焊剩餘導 電接合結構(431、433)。加熱雷射467可具有一波長，其在導電接合結構(431、432、433)之材料內誘發比在源基板301G之材料內或待轉移之裝置(例如第二發光裝置10G)之材料內大之能量吸收。可採用相同於圖34B之處理步驟之加熱雷射。可藉由來自加熱層467之一雷射光束來循序輻射第二導電接合結構432以回焊使各第二導電接合結構432且將各第二導電接合結構432接合至一上覆第二發光裝置10G及一下伏第二接合墊422。
參考圖34H，以相同於圖32H之處理步驟之方式執行一雷射輻射程序以使各經接合第二發光裝置10G與第二源基板分離。雷射477之波長可不同於加熱雷射467之波長，且對燒蝕材料層130之材料提供比其對源基板301G之材料及經轉移裝置(例如第二發光二極體10G)所提供之加熱多之加熱。可藉由來自層477之一雷射光束來循序輻射覆於第二導電接合結構432上之燒蝕材料層130之各部分以使各第二下伏第二發光裝置10G分離。
參考圖34I，第二源基板301G及經附接第二發光二極體10G(保持於第二源基板上之第二發光二極體10G之一第三子集)之總成與背板401及現附接至背板401之第二發光二極體10G之第二子集分離。
參考圖34J，以相同於圖32J之處理步驟之方式採用一虛設基板700來推動第二導電接合結構432上之第二發光二極體10G朝向背板401。
圖34F至圖34J之處理步驟可對應於圖31C中所繪示之步驟6，其中背板401對應於圖31C中之背板BP1。可執行對應於圖31B中之步驟3及圖31C中之步驟7之處理步驟以採用圖31B及圖31C中所展示之轉移模式(或任何其他模式)將第三發光裝置10R之一第一子集及一第二子集自一第三源基板R(其可為一第三轉移基板300R或一第三類型生長基板100/500R)轉移至額外背板(例如圖31B中之BP3及圖31C中之BP4)之接合墊。此等處 理步驟可提供一第三源基板R，在與背板401上之第一發光二極體10B及第二發光二極體10G之組合模式一致之一模式中自第三源基板R移除第三發光裝置10R之一第一子集及一第二子集。
參考圖34K，已在先前處理步驟中自其移除第三發光裝置10R之一第一子集及一第二子集之一第三源基板(諸如一第三轉移基板301R)定位於處理中第四例示性發光裝置總成上方，且經對準使得第三發光二極體10R之一第三子集覆於第三接合墊423上。
參考圖34L，背板401及包含第三發光二極體10R之總成經定位使得各第三導電接合結構433附接至一第三發光裝置10R及一第三接合墊423之一者且接觸第三發光裝置10R及第三接合墊423之另一者。若存在任何額外導電接合結構(圖中未展示)，則覆於此等額外接合墊上之額外導電接合結構(圖中未展示)可接觸下伏額外接合墊及上覆第三發光裝置10R且可附接至下伏額外接合墊或上覆第三發光裝置10R。
採用一加熱雷射467來回焊第三導電接合結構433。加熱雷射467可具有一波長，其在第三導電接合結構433之材料內誘發比在源基板301R之材料內或待轉移之裝置(例如第三發光裝置10R)之材料內大之能量吸收。可採用相同於圖34B或圖34G之處理步驟之加熱雷射。可藉由來自加熱層467之一雷射光束來循序輻射第三導電接合結構433以回焊各第三導電接合結構433且將各第三導電接合結構433接合至一上覆第三發光裝置10R及一下伏第三接合墊423。
參考圖34M，以相同於圖32M之處理步驟之方式執行一雷射輻射程序以使各經接合第三發光裝置10R與第三源基板分離。
參考圖34N，以相同於圖32N之處理步驟之方式使第三源基板301R 及任何剩餘第三發光二極體10R(若存在)之總成與背板401及現附接至背板401之第三發光二極體10R之第三子集分離。
可視情況以相同於圖32N之處理步驟之方式採用一虛設基板700來推動第三導電接合結構433上之第三發光二極體10R朝向背板401。
參考圖35A，其繪示一處理中結構，其可用於形成根據其中藉由非選擇性加熱而非選擇性雷射加熱來同時接合組件之本發明之一實施例之一第五例示性發光裝置總成。處理中第五例示性發光裝置總成可相同於圖34A之處理中第四例示性發光裝置總成。在此實施例中，背板基板400可具有一實質上平坦(即，非階梯式)上表面或一階梯式上表面(如圖9中所繪示)。接合墊(421、422、423)可具有相同高度或不同高度(如圖32A中所展示)。導電接合結構(431、432、433)可具有相同高度或不同高度(如圖33A中所展示)。
在一實施例中，導電接合結構(431、432、433)可形成於待轉移至背板401之裝置上。舉例而言，第一發光二極體10B可為待轉移至背板基板400之第一裝置。第一發光二極體10B可定位於第一源基板B(其可為一第一轉移基板300B或一第一類型生長基板100/500B)上。導電接合結構(431、432、433)可為上文所論述之導電接合結構430之任何者。
替代地，導電接合結構(431、432、433)可形成於背板401之接合墊(421、422、423)上。在此情況中，導電接合結構(431、432、433)可同時形成於所有接合墊(421、422、423)上。
替代地，各導電接合結構(431、432、433)可形成為兩個實體分離部分，使得各導電接合結構(431、432或433)之一部分形成於一第一發光二極體10B上且對應導電接合結構(431、432或433)之另一部分形成於一匹 配接合墊(421、422或423)之一表面上。在一實施例中，各導電接合結構(431、432、433)可形成為大致均勻地劃分於形成於一第一發光二極體10B上之一上部分與形成於一接合墊(421、422或423)上之一下部分之間之兩個分離部分。
在一實施例中，導電接合結構(431、432、433)可實質上呈球形、實質上呈橢圓形或實質上呈圓柱形。各導電接合結構(431、432、433)之最大水平尺寸(諸如一球形形狀或一圓柱形形狀之直徑)可在自15微米至100微米(諸如，自20微米至60微米)之範圍內，但亦可採用更小及更大最大水平尺寸。
參考圖35B，背板401及包含第一發光二極體10B之總成經定位使得各導電接合結構(431、432、433)附接至一第一發光裝置10B及一接合墊(421、422或423)之一者且接觸第一發光裝置10B及接合墊(421、422或423)之另一者。在一實施例中，各第一導電接合結構431可附接至一上覆第一發光裝置10B及一第一接合墊421之一者且接觸上覆第一發光裝置10B及第一接合墊421之另一者；各第二導電接合結構432可附接至一上覆第一發光裝置10B及一第二接合墊422之一者且接觸上覆第一發光裝置10B及第二接合墊422之另一者；及各第三導電接合結構433可附接至一上覆第一發光裝置10B及一第三接合墊423之一者且接觸上覆第一發光裝置10B及第三接合墊423之另一者。
執行一回焊程序以回焊導電接合結構(431、432、433)。可藉由對導電接合結構(431、432、433)提供均勻加熱(例如，藉由將背板401及其上具有經附接結構之第一源基板301B之總成放入至一加熱爐或任何其他溫度受控環境中)來執行回焊程序。可將各導電接合結構(431、432、433)接 合至一上覆第一發光裝置10B及一下伏接合墊(421、422、423)。導電接合結構(431、432、433)之接合可同時發生。
參考圖35C，以相同於圖32C之處理步驟之方式執行一雷射輻射程序以使各經接合第一發光裝置10B與第一源基板分離。雷射477之波長對燒蝕材料層130之材料提供其比對源基板301B及經轉移裝置(例如第一發光二極體10B)之材料所提供之加熱多之加熱。可藉由來自層477之一雷射光束來循序輻射覆於第一導電接合結構431上之燒蝕材料層130之各部分以使各下伏第一發光裝置10B分離。在一實施例中，可在採用雷射輻射之分離程序期間使導電接合結構(431、432、433)之溫度維持低於回焊溫度。替代地，可在採用雷射輻射之分離程序期間使導電接合結構(431、432、433)之溫度維持接近回焊溫度。
參考圖35D，可藉由非選擇性加熱(諸如加熱爐加熱)來將導電接合結構(431、432、433)之溫度改變成一預設溫度(其在本文中指稱「分離溫度」)。分離溫度係第二及第三導電接合結構(432、433)之各者可在其處分裂成兩個部分且不會引起第二及第三接合結構(432、433)中之額外斷裂的一溫度。分離溫度可相同於回焊溫度，可低於回焊溫度(例如，低攝氏10度以內)，或可高於回焊溫度(例如，高攝氏20度以內)。在一實施例中，導電接合結構(431、432、433)之溫度可為圖35B之處理步驟中之回焊溫度，降低至低於圖35C之處理步驟中之回焊溫度的一處理溫度，及升高至圖35D之處理步驟中之分離溫度。
在圖35C之雷射燒蝕程序之後，第一導電接合結構431不附接至第一源基板301B。當在分離溫度處將第一源基板301B及經附接第一發光二極體10B(即，第一發光二極體10B之第一子集之補集)之總成與背板401及 第一發光二極體10B之第一子集拉開時，第二及第三導電接合結構(432、433)之各者可被劃分成兩個部分。舉例而言，各第二導電接合結構432可被劃分成附接至一第一發光裝置10B之一上第二導電接合材料部分432U及附接至背板401之一下第二導電接合材料部分432L，且各第三導電接合結構433可被劃分成附接至一第一發光裝置10B之一上第三導電接合材料部分433U及附接至背板401之一下第三導電接合材料部分433L。一上導電接合材料部分(432U或433U)中之導電接合材料之量與一下伏下導電接合材料部分(432L或433L)中之導電接合材料之量之比率可為約1或小於1，其取決於分離溫度之選擇。
參考圖35E，以相同於圖32E之處理步驟之方式採用一虛設基板700來推動第一導電接合結構431上之第一發光二極體10B朝向背板401，同時回焊第一導電接合結構431。
圖35A至圖35E之處理步驟可對應於圖31B中所繪示之步驟1，其中背板401對應於圖31B中之背板BP1。可執行等效處理步驟(其對應於圖31B中所繪示之步驟2)以採用圖31B中所展示之轉移模式(或任何其他模式)將第二發光裝置10G之一第一子集自一第二源基板G(其可為一第二轉移基板300G或一第二類型生長基板100/500G)轉移至第二背板BP2之第一接合墊421。此等處理步驟可提供一第二源基板G，在與背板401上之第一發光二極體10B之模式一致之一模式中自第二源基板G移除第二發光裝置10G之一第一子集。
參考圖35F，自其移除第二發光裝置10G之一第一子集之一第二源基板(諸如一第二轉移基板301G)定位於處理中第五例示性發光裝置總成上方，且經對準使得第二發光二極體10G之一第二子集覆於第二接合墊422 上。各上導電接合材料部分(432U或433U)可在對準程序之後對準至一下伏下導電接合材料部分(432L或433L)。
參考圖35G，使背板401及包含第二發光二極體10G之總成彼此接觸，同時將溫度升高至上導電接合材料部分(432U、433U)及下導電接合材料部分(432L、433L)之材料之回焊溫度。同時使溫度斜升及減小上導電接合材料部分(432U、433U)與下導電接合材料部分(432L、433L)之間之間隔距離可避免歸因於其形狀不規則性之上導電接合材料部分(432U、433U)及下導電接合材料部分(432L、433L)之破裂及/或上導電接合材料部分(432U、433U)與下導電接合材料部分(432L、433L)之間之未對準。
一上第二導電接合材料部分432U及一下第二導電接合材料部分432L之各垂直鄰接對合併以形成一第二導電接合結構432。一上第三導電接合材料部分433U及一下第三導電接合材料部分433L之各垂直鄰接對合併以形成一第三導電接合結構433。各第二導電接合結構432接合至一上覆第二發光裝置10G及一下伏第二接合墊422。各第三導電接合結構433接合至一上覆第二發光裝置10G及一下伏第三接合墊423。
參考圖35H，以相同於圖32H之處理步驟之方式執行一雷射輻射程序以使各經接合第二發光裝置10G與第二源基板分離。雷射477之波長對燒蝕材料層130之材料提供比其對源基板301G及經轉移裝置(例如第二發光二極體10G)之材料所提供之加熱多之加熱。可藉由來自層477之一雷射光束來循序輻射覆於第二導電接合結構432上之燒蝕材料層130之各部分以使各下伏第二發光裝置10G分離。
參考圖35I，在圖35C之雷射燒蝕程序之後，第二導電接合結構432不附接至第二源基板301B。可將導電接合結構(431、432、433)之溫度改變 成分離溫度，且在分離溫度處將第二源基板301G及經附接第二發光二極體10G之總成與背板401及第一發光二極體10B之第一子集拉開。第三導電接合結構433之各者可被劃分成兩個部分。具體言之，各第三導電接合結構433可被劃分成附接至第一發光裝置10B之一上第三導電接合材料部分433U及附接至背板401之一下第三導電接合材料部分433L。一上第三導電接合材料部分433U中之導電接合材料之量與一下伏下第三導電接合材料部分433L中之導電接合材料之量之比率可為約1或小於1，其取決於分離溫度之選擇。
參考圖35J，以相同於圖32J之處理步驟之方式採用一虛設基板700來推動第二導電接合結構432上之第二發光二極體10G朝向背板401。
圖35F至圖35J之處理步驟可對應於圖31C中所繪示之步驟6，其中背板401對應於圖31C中之背板BP1。可執行對應於圖31B中之步驟3及圖31C中之步驟7之處理步驟以採用圖31B及圖31C中所展示之轉移模式(或任何其他模式)將第三發光裝置10R之一第一子集及一第二子集自一第三源基板R(其可為一第三轉移基板300R或一第三類型生長基板100/500R)轉移至額外背板(例如圖31B中之BP3及圖31C中之BP4)之接合墊。此等處理步驟可提供一第三源基板R，在與背板401上之第一發光二極體10B及第二發光二極體10G之組合模式一致之一模式中自第三源基板R移除第三發光裝置10R之一第一子集及一第二子集。
參考圖35K，已在先前處理步驟中自其移除第三發光裝置10R之一第一子集及一第二子集之一第三源基板(諸如一第三轉移基板301R)定位於處理中第五例示性發光裝置總成上方，且經對準使得第三發光二極體10R之一第三子集覆於第三接合墊423上。各上第三導電接合材料部分433U可在 對準程序之後對準至一下伏下第三導電接合材料部分433L。
參考圖35L，使背板401及包含第二發光二極體10G之總成彼此接觸，同時將溫度升高至上第三導電接合材料部分433U及下第三導電接合材料部分433L之材料之回焊溫度。同時使溫度斜升及減小上第三導電接合材料部分433U與下第三導電接合材料部分433L之間之間隔距離可避免歸因於其形狀不規則性之上第三導電接合材料部分433U及下第三導電接合材料部分433L之破裂及/或上第三導電接合材料部分433U與下第三導電接合材料部分433L之間之未對準。
一上第三導電接合材料部分433U及一下第三導電接合材料部分433L之各垂直鄰接對合併以形成一第三導電接合結構433。各第三導電接合結構433接合至一上覆第二發光裝置10G及一下伏第三接合墊423。
參考圖35M，以相同於圖32M之處理步驟之方式執行一雷射輻射程序以使各經接合第三發光裝置10R與第三源基板分離。
參考圖35N，以相同於圖32N之處理步驟之方式使第三源基板301R及任何剩餘第三發光二極體10R(若存在)之總成與背板401及現附接至背板401之第三發光二極體10R之第三子集分離。
可視情況以相同於圖32N之處理步驟之方式採用一虛設基板700來推動第三導電接合結構433上之第三發光二極體10R朝向背板401。
根據本發明之各種實施例，提供形成至少一個積體發光裝置總成之一方法。將包括第一源基板301B及第一發光裝置10B(其發射一第一波長之光)之一第一總成安置於一背板401上方。將第一導電接合結構(430B或431)安置於背板401與第一總成之間。透過第一導電接合結構(430B或431)將第一發光裝置10B之一第一子集接合至背板401。藉由雷射燒蝕覆 於第一發光裝置10B之第一子集上之材料部分130來使第一發光裝置10B之第一子集脫離第一源基板301B。使包括第一源基板301B及第一發光裝置10B之一第二子集之一總成與背板401分離，同時第一發光裝置10B之第一子集保持接合至背板401，如圖14、圖32D、圖33D、圖34D及圖35D中所繪示。
在一實施例中，提供包括一第二源基板301G及第二發光裝置10G之一第二總成。第二發光裝置10G發射不同於第一波長之第一二波長之光。第二發光裝置10G不存在於形成一第一圖案(諸如圖31B中之第二源基板G中之圖案或空位)之空位位置中。將包括第二源基板301G及第二發光裝置10G之第二總成安置於背板401上方。將第二導電接合結構432安置於背板401與第二總成之間。當將第二總成安置於背板401上方時，第一圖案之空位位置覆於接合至背板401之第一發光裝置10B之所有區域上，如圖15、圖16、圖32F、圖32G、圖33F、圖33G、圖34F、圖34G、圖35F及圖35G中所繪示。
在一實施例中，透過第二導電接合結構(430G或432)將第二發光裝置10G之一第一子集接合至背板401。藉由雷射燒蝕覆於第二發光裝置10G之第一子集上之材料部分130來使第二發光裝置10G之第一子集脫離第二源基板301G。使包括第二源基板301G及第二發光裝置10G之一第二子集之一總成與背板401分離，同時第二發光裝置10G之第一子集保持接合至背板401，如圖17、圖32I、圖33I、圖34I及圖35I中所繪示。
在一實施例中，提供包括第三源基板301R及第三發光裝置10R之一第三總成。第三發光裝置10R發射不同於第一波長及第二波長之一第三波長之光。第三發光裝置10R不存在於形成一第二圖案(諸如圖31C中之第三 源基板R上方之空位位置之圖案)之空位位置中。將包括第三源基板301R及第三發光裝置10R之第三總成安置於背板401上方。將第三導電接合結構(430R或433)安置於背板401與第三總成之間。當將第三總成安置於背板401上方時，第二圖案中之空位位置覆於接合至背板401之第一及第二發光裝置(10B、10G)之所有區域上，如圖18、圖32K、圖32L、圖33K、圖33L、圖34K、圖34L、圖35K及圖35L中所繪示。
在一實施例中，透過第三導電接合結構(430R或433)將第三發光裝置10R之一第一子集接合至背板401。藉由雷射燒蝕覆於第三發光裝置10R之第一子集上之材料部分130來使第三發光裝置10R之第一子集脫離第三源基板301R。使包括第三源基板301R及第三發光裝置10R之一第二子集之一總成與背板401分離，同時第三發光裝置10R之第一子集保持接合至背板401，如圖19中所繪示或圖32M、圖33M、圖34M或圖35M之處理步驟之後之緊隨處理步驟中所繪示。
在背板401上提供第一接合墊(420或421)及第二接合墊(420或422)。當將第一總成安置於背板401上方時，第一導電接合結構(430B或431)覆於第一接合墊(420或421)上且第二導電接合結構(430G或432)覆於第二接合墊(420或422)上。當將第一發光裝置10B之第一子集接合至背板401時，將第一導電接合結構(430B或431)接合至第一發光裝置10B之第一子集及第一接合墊(420或421)，如圖12、圖32B、圖33B、圖34B及圖35B中所繪示。
在一些實施例中，當將第一發光裝置10B之第一子集接合至背板401時，選自第二接合墊(420或422)及第一發光裝置10B之第二子集的一組結構{(420或422)或10B}不實體接觸第二導電接合結構(430G或432)，如圖 13、圖32B及圖33B中所繪示。在一些實施例中，在將第一發光裝置10B之第一子集接合至背板401之前及在將第一發光裝置10B之第一子集接合至背板401時，將第一導電接合結構(430B或431)接合至第一接合墊(420或421)且將第二導電接合結構(430G或432)接合至第二接合墊(420或422)，如圖11及圖12中所繪示且如上文針對第二至第五例示性積體發光裝置總成所解釋。在一些實施例中，在將第一發光裝置10B之第一子集接合至背板401之前及在將第一發光裝置10B之第一子集接合至背板401時，將第一導電接合結構(430B或431)之各者接合至一各自第一發光裝置10B，如上文針對第一例示性積體發光裝置總成所解釋且如圖32A、圖32B、圖33A、圖33B、圖34A、圖34B、圖35A及圖35B中所繪示。
在一些實施例中，當將第一總成安置於背板上方時，第一發光二極體10B之近端表面(即，最接近背板401之表面，諸如第一發光二極體10B之底面)係在一水平面內，如圖12、圖32A、圖32B、圖33A、圖33B、圖34A、圖34B、圖35A及圖35B中所繪示。當將第一總成安置於背板401上方時，第一接合墊(420或421)比第二接合墊(420或422)更接近水平面，如圖12、圖32A及圖32B中所繪示。在一些實施例中，第一接合墊421具有比第二接合墊422大之一厚度，如圖32A至圖32N中所繪示。在一些實施例中，當將第一總成安置於背板401上方時，第一接合墊420之背側表面與水平面垂直間隔達比第二接合墊420之背側表面與水平面之間隔距離小之一間隔距離，如圖12中所繪示。在一些實施例中，背板401具有階梯式表面，其具有相距於背板401之一平坦背側表面409之一不同間隔距離，且第一接合墊420定位於不同於第二接合墊420之一階梯式表面上，如圖9至圖12中所繪示。
在一些實施例中，第一接合墊421及第二接合墊422具有一相同厚度，且第一導電接合結構431具有比形成於其上之第二導電接合結構432大之一高度，如圖33A中所繪示。
在一些實施例中，當將第一發光裝置10B之第一子集接合至背板401時，第二接合墊422及第一發光裝置10B之第二子集與第二導電接合結構432實體接觸，如圖34B及圖35B中所繪示。
在一些實施例中，藉由選擇性地加熱各第一導電接合結構10B之一雷射光束之輻射來將第一導電接合結構431接合至一下伏第一接合墊421及一上覆第一發光裝置10B，如圖34B中所繪示。在一些實施例中，當將第一發光裝置10B之第一子集接合至背板401時，選自第二接合墊422及第一發光裝置10B之第二子集的一組結構(422或10B)不接合至第二導電接合結構432。
在一些實施例中，藉由均勻地加熱第一導電接合結構(430B或431)來將第一導電接合結構(430B或431)接合至一下伏第一接合墊(420或421)及一上覆第一發光裝置10B，如圖12、圖32B、圖33B及圖35B中所繪示。
在一些實施例中，當將第一發光裝置10B之第一子集接合至背板401時，將第二導電接合結構432接合至第二接合墊422及第一發光裝置10B之第二子集，如圖35B中所繪示。在此情況中，可將第二導電接合結構432之各者分離成兩個部分(432U、432L)，同時使包括第一源基板301B及第一發光裝置10B之一第二子集之總成與背板401分離，如圖35D中所繪示。兩個部分(432U、432L)可包括接合至第二組內之一各自第一發光裝置10B之一上部分432U及接合至一各自第二接合墊422之一下部分432L。
在一些實施例中，在圖35B之處理步驟中之一回焊溫度處將第一發光 裝置10B之第一子集接合至第一接合墊421且同時將第一發光裝置10B之第二子集接合至第二接合墊422。可在比圖35C之處理步驟中之回焊溫度低之一溫度處執行雷射燒蝕。在圖35D之處理步驟中，使包括第一源基板301B及第一發光裝置10B之第二子集之總成在一分離溫度處與背板401分離，該分離溫度可經選擇以在一些情況中不小於回焊溫度。
在一些實施例中，在使包括第一源基板301B及第一發光裝置10B之第二子集之總成與背板401分離之後，推動第一發光裝置10B之第一子集靠近背板，同時回焊第一導電接合結構，如圖27、圖28、圖32E、圖33E、圖34E及圖35E中所繪示。在一些實施例中，第一發光裝置10B之第一子集之推動期間之一垂直推動距離可大於第二導電接合結構(430G或432)與選自上覆第一發光二極體10B及下伏第二接合墊(420或422)之結構之間之間隙中之一最大高度。間隙可存在於第二導電接合結構(430G或432)與上覆第一發光二極體10B之間(如圖12及圖13中所繪示)或可存在於第二導電接合結構(430G或432)與下伏第二接合墊(420或422)之間(如圖32B及圖33B中所繪示)。
在一些實施例中，可提供包括另一源基板(401S或101S)及感測器裝置10S之一額外總成。感測器裝置10S不存在於形成另一圖案之空位位置中，該圖案可為(例如)圖31D中之第四源基板S中之空位位置之圖案。可將包括額外源基板(401S或101S)及感測器裝置10S之額外總成安置於背板401上方。可將額外導電接合結構420安置於背板401與額外總成之間，且當將額外總成安置於背板401上方時，額外圖案中之空位位置覆於接合至背板401之第一發光裝置10B(及第二及第三發光裝置(10G、10R)，若存在)之所有區域上，如圖19中所繪示。儘管未針對第二至第五積體發光裝 置總成明確描述感測器裝置10S至背板401之轉移，但應瞭解，在具有相同於背板401上之經轉移離散裝置之節距的一陣列組態中，可反復採用相同裝置轉移方法來轉移任何數目個不同類型之離散裝置。
在一實施例中，可透過額外導電接合結構420將感測器裝置10S之一第一子集接合至背板401。可藉由雷射燒蝕覆於感測器裝置10S之第一子集上之材料部分20來使感測器裝置20S之第一子集脫離額外源基板(401S或101S)，如圖20中所繪示。可使包括額外源基板(401S或101S)及感測器裝置10S之一第二子集之一總成與背板401分離，同時感測器裝置10之第一子集保持接合至背板401，如圖21中所繪示。
在一些實施例中，藉由使雷射光束循序輻射第一子集中之各第一發光裝置10B來使第一發光裝置10B之第一子集一次一個地脫離第一源基板(401B或101B)，如圖13、圖32C、圖33C、圖34C及圖35C中所繪示。
在背板401上提供第一接合墊(420、421)，且當將第一發光裝置10B之第一子集接合至背板401時，將第一導電接合結構(430B或431)之各者接合至一各自第一接合墊(420、421)及第一子集中之一各自第一發光裝置10B。在一些實施例中，在將第一發光二極體之第一子集接合至背板401時，將第二導電接合結構(430G或432)安置於第一發光裝置10B之第二子集與定位於背板401上之第二接合墊(420、422)之間，且各第二導電接合結構(430G或432)接合至第二子集內之一上覆第一發光裝置10B及一下伏第二接合墊(420、422)之一者且不實體接觸第二子集內之上覆第一發光裝置10B及下伏第二接合墊(420、422)之另一者，如圖13、圖32B及圖33B中所繪示。
在一些實施例中，背板401在一頂側處具有階梯式水平面，如圖9至 圖23及圖25至圖29中所繪示。階梯式水平面可包括定位於一第一水平面平面HSP1內之階梯式水平面之一第一子集及定位於一第二水平面平面HSP2內之階梯式水平面之一第二子集，階梯式水平面之該第二子集比階梯式水平面之該第一子集更接近背板401之一平坦背側表面409，如圖9中所繪示。在此情況中，可在階梯式水平面之第一子集處形成第一導電接合結構420，且可在階梯式水平面之第二子集處形成第二導電接合結構420。階梯式水平面可包括定位於一第三水平面平面HSP3內之階梯式水平面之一第三子集，其比階梯式水平面之第二子集更接近背板401之背側表面409，且可在階梯式水平面之第三子集處形成第三導電接合結構420。
在一實施例中，包括第一源基板(401B、101B)及第一發光裝置10B之第一總成可進一步包括一釋放層20，其接觸第一源基板且包括吸收選自紫外線範圍、可見光範圍及紅外線範圍之一波長之光的一材料。一接合材料層30可接觸釋放層20及第一發光裝置10B。
可選擇性地移除覆於第一發光裝置10B之第一子集上之釋放層20(其係一燒蝕材料層130)之第一部分，同時不移除覆於第一發光裝置10B之第二子集上之釋放層20之第二部分。在一些實施例中，釋放層20包括氮化矽，雷射波長係一紫外線波長，且使用雷射光束輻射釋放層20之第一部分會燒蝕釋放層20之第一部分。
在一些實施例中，第一源基板可為其上製造第一發光裝置10B之一生長基板500B之一上部分530。可藉由使生長基板500B之上部分530與生長基板500B之一下部分分離來提供第一源基板101B。在一實施例中，生長基板500B可包括III-V族化合物半導體材料且可為III-V族化合物半導體基板。
根據本發明之一些實施例，提供一積體發光裝置總成，其包括在一頂側處具有階梯式水平面之一背板401。階梯式水平面包括定位於一第一水平面平面HSP1內之階梯式水平面之一第一子集及定位於一第二水平面平面HSP2內之階梯式水平面之一第二子集，階梯式水平面之該第二子集比階梯式水平面之該第一子集更接近背板401之一背側表面409，如圖9中所繪示。積體發光裝置總成可包括覆於背板401之階梯式水平面上之導電接合結構430。導電接合結構430包括覆於階梯式水平面之第一子集上之第一導電接合結構430B及覆於階梯式水平面之第二子集上之第二導電接合結構430G。積體發光裝置總成可包括接合至導電接合結構430之發光裝置(10B、10G、10R)。發光裝置(10B、10G、10R)可包括：第一發光裝置10B，其發射第一波長之光且覆於階梯式水平面之第一子集上；及第二發光裝置10G，其發射一第二波長之光且覆於階梯式水平面之第二子集上。
在一些實施例中，包含第一發光裝置10B與第一導電接合結構430B之間之界面之一第一水平界面平面比第二發光裝置10G與第二導電接合結構430G之間之一第二水平界面平面更遠離第二水平面平面，如圖22、圖23、圖24、圖25及圖29中所繪示。在一些實施例中，階梯式水平面進一步包括定位於一第三水平面平面HSP3內之階梯式水平面之一第三子集，其比階梯式水平面之第二子集更接近背板401之背側表面409，如圖9中所繪示。導電接合結構430可進一步包括覆於階梯式水平面之第三子集上之第三導電接合結構430R。
在一些實施例中，發光裝置(10B、10G、10R)進一步包括發射一第三波長之光且覆於階梯式水平面之第三子集上之第三發光裝置10R。包含 第三發光裝置10R與第三導電接合結構430R之間之界面之一第三水平界面平面可比第二水平界面平面更接近第二水平面平面HSP2，如圖22、圖23、圖24、圖25及圖29中所繪示。
在一些實施例中，第二導電接合結構430G具有比第一導電接合結構430B大之一高度，如圖22、圖23、圖24、圖25及圖29中所繪示。在一些實施例中，第三導電接合結構430R具有比第二導電接合結構430G大之一高度，如圖22、圖23、圖24、圖25及圖29中所繪示。在一些實施例中，積體發光裝置總成可包括透過第四導電接合結構430S接合至背板401之感測器裝置10S。
在一些實施例中，包含第一發光裝置10B之頂面之一第一水平頂面可比包含第二發光裝置10G之頂面之一第二水平頂面更接近第二水平面平面HSP2，如圖22、圖23、圖24、圖25及圖29中所繪示。
在一些實施例中，發光裝置(10B、10G、10R)進一步包括發射一第三波長之光且覆於階梯式水平面之第三子集上之第三發光裝置10R。包含第三發光裝置10R之頂面之一第三水平頂面可比第二水平頂面更遠離第二水平面平面，如圖22、圖23、圖24、圖25及圖29中所繪示。
在一些實施例中，第二發光裝置10G可具有比第一發光裝置10B大之一高度，如圖22、圖23、圖24、圖25及圖29中所繪示。在一些實施例中，第三發光裝置10R可具有比第二發光裝置10G大之一高度。
在一些實施例中，可將發光裝置(10B、10G、10R)配置成一週期性陣列，其中相鄰發光裝置沿一水平方向之中心至中心距離係一單位距離之整數倍。
根據本發明之一些實施例，提供包括接合至一背板401之第一發光裝 置10B及第二發光裝置10G之一積體發光裝置總成。各第一發光裝置10B以發射一第一波長之光，且各第二發光裝置10G發射不同於第一波長之一第二波長之光。各第一發光裝置10B透過包含一第一接合墊(420或421)及一第一導電接合結構(430B或431)之一第一堆疊接合至背板401。各第二發光裝置10G透過包含一第二接合墊(420或422)及一第二導電接合結構(430G或432)之一第二堆疊接合至背板401。包含第一接合墊(420或421)與第一導電接合結構(430B或431)之間之第一界面之一第一平面自包含第二接合墊(420或422)與第二導電接合結構(430G或432)之間之第二界面之一第二平面垂直偏移，如圖22、圖23、圖24、圖25、圖29及圖32中所繪示。
在一些實施例中，第一發光裝置10B及第二發光裝置10G之遠端表面(即，頂面)可在與第一平面及第二平面間隔開且平行於第一平面及第二平面之一相同平面內，如圖32N中所繪示。在一些實施例中，第一接合墊421可具有一第一厚度，且第二接合墊422可具有小於第一厚度之一第二厚度，如圖32N中所繪示。
在一些實施例中，第一接合墊420及第二接合墊420可具有一相同厚度且定位於階梯式表面上。第一接合墊420之底面定位於階梯式表面之一第一子集上，且第二接合墊420之底面定位於自階梯式表面之第一子集垂直偏移之階梯式表面之一第二子集上，如圖22、圖23、圖24、圖25及圖29中所繪示。
在一些實施例中，第一導電接合結構431具有一第一高度，且第二導電接合結構432具有小於第一高度之一第二高度，如圖32N中所繪示。導電接合結構(431、432、433)之各者可在形成之後(例如，在圖32A之處理 步驟處)形成有一相同體積，且第一導電接合結構431及第二導電接合結構432之各者可具有相同體積。第一導電接合結構431及第二導電接合結構432可具有相同材料成分。在一些實施例中，第一接合墊421可具有一第一厚度，第二接合墊422可具有一第二厚度，且第一厚度及第一導電接合結構431之第一高度之總和可相同於第二厚度及第二接合結構432之第二高度之總和，如圖32N中所繪示。
在一些實施例中，第三發光裝置10R可接合至背板401。各第三發光裝置10R發射不同於第一波長及第二波長之一第三波長之光。各第三發光裝置10R可透過包含一第三接合墊423及一第三導電接合結構433之一第三堆疊接合至背板401。包含第三接合墊423與第三導電接合結構433之間之第三界面之一第三平面可自第一平面及第二平面垂直偏移。
根據本發明之一些實施例，提供包括接合至一背板401之第一發光裝置10B及第二發光裝置10G之一積體發光裝置總成。各第一發光裝置10B發射一第一波長之光，且各第二發光裝置10G發射不同於第一波長之一第二波長之光。各第一發光裝置10B可透過包含一第一接合墊421及一第一導電接合結構431之一第一堆疊接合至背板401，且各第二發光裝置10G可透過包含一第二接合墊422及一第二導電接合結構432之一第二堆疊接合至背板401。第一導電接合結構431及第二導電接合結構432可具有一相同高度。第一導電接合結構431之各者可具有一第一體積，且第二導電接合結構432之各者可具有小於第一體積之一第二體積，如圖33N中所繪示。第一導電接合結構431、第二導電接合結構432及第三導電接合結構433可具有不同於圖33A之處理步驟中所形成之體積的體積。舉例而言，第一導電接合結構431之體積可大於第二導電接合結構432之體積，且第二導電 接合結構432之體積可大於第三導電接合結構433之體積。導電接合結構(431、432、433)可具有大致相同於圖33A之處理步驟中所形成之橫向範圍的橫向範圍及不同於圖33A之處理步驟中所形成之垂直範圍的垂直範圍。
在一些實施例中，第一發光裝置10B及第二發光裝置10G之遠端表面(即，頂面)可在一相同水平面內，該水平面與背板401之一頂面及背板401之一背側表面409間隔開且平行於背板401之該頂面及背板401之該背側表面。
在一些實施例中，第一接合墊421及第二接合墊422可具有相同厚度，如圖33N中所繪示。在一些實施例中，第一接合墊421及第二接合墊422之底面可定位於包含背板401之一頂面之一相同平面內。在一些實施例中，第一導電接合結構431及第二導電接合結構432可具有一相同材料成分。
在一些實施例中，第三發光裝置10R可接合至背板401。各第三發光裝置10R發射不同於第一波長及第二波長之一第三波長之光。各第三發光裝置10R可透過包含一第三接合墊423及一第三導電接合結構433之一第三堆疊接合至背板401。第一導電接合結構431、第二導電接合結構432及第三導電接合結構433可具有相同高度，且第三導電接合結構433之各者可具有小於第二體積之一第三體積。
根據本發明之一態樣，可圍繞低熔點金屬、共晶體及快速擴散反應來設計用於熱敏程序之超低溫度接合。組合起各分離接合墊組合導致稱為選擇性晶粒接合之一程序。儘管已描述採用包含銦(In)、錫(Sn)及碲(Te)之三種材料之一組合之本發明，但可結合對應接合墊冶金術來採用選自下 表1且具有不同熔融溫度之任何複數種材料之一組合作為一組焊接材料以實現在多個階段中循序接合晶粒(裝置)。
此外，可採用各種類型之接合材料來實施本發明之特徵。三個實施例包含完全可逆之純金屬接合、部分可逆之共晶反應及幾乎不可逆之低溫擴散反應。
與In(熔點156℃)、Sn(熔點232℃)及Te(熔點449℃)之完全可逆純金屬接合沈積於待接合之裝置之一或兩側上。可多次重新熔融及重新加工接合界面。各金屬必須沈積於與下伏裝置或基板一致之適當擴散障壁及黏著層之頂部上。舉例而言，Sn可用於Pt/Ti/Cr上。層之厚度可在自10nm至數微米之範圍內。熔融焊料之橫向流動由接合條件、接合墊幾何形狀、潤濕層設計及熱壓接合參數控制。
部分可逆之共晶反應係其中合金系統包含相圖(例如Cu-Sn)系統中之一系列連鎖共晶反應或具有一延伸二兩相液體+鄰接共晶點之固相區域的接合。當接合界面之成分經設計使得兩種合金組分之混合(擴散)使合金之溫度提高但仍含有純組分及具有一低熔點之固溶體時，此等接合係部分可逆的。反應係部分可逆的，此係因為經反應合金將形成在低溫處不重新熔融之金屬間化合物。此類型之晶粒接合方法亦可導致金屬層之厚度經設計以導致將較低熔點材料完全消耗成較高穩定性金屬間化合物時之永久接合。此等系統一般會允許至少一個重新熔融及重新接合序列及多達四個或四個以上(Au-Sn)。將在略微高於最低熔點組分之熔點時完成第一接合。重新加工溫度將比第一接合溫度高約10℃至15℃。隨著在合金形成中消耗越來越多較高溫組分，重新接合/重新加工溫度將升高。各金屬必須沈積於與下伏裝置或基板一致之適當擴散障壁及黏著層之頂部上。舉例而 言，Sn可用於Pt/Ti/Cr上。層之厚度可在自10nm至數微米之範圍內。熔融焊料之橫向流動由接合條件、接合墊幾何形狀、濕潤層設計及熱壓接合參數控制。
幾乎不可逆之低溫擴散反應係其中可因為快速擴散程序及穩定高溫化合物之形成而僅重新加工接合接點一次的系統。反應係快速的，但可與快速熱程序一起用於抑制化合物形成且容許剩餘較低溫固溶體熔融。各金屬必須沈積於與下伏裝置或基板一致之適當擴散障壁及黏著層之頂部上。舉例而言，Sn可用於Pt/Ti/Cr上。層之厚度可在自10nm至數微米之範圍內。熔融焊料之橫向流動由接合條件、接合墊幾何形狀、濕潤層設計及熱壓接合參數控制。
例示性系統包含(但不限於)具有低於450℃之反應溫度、已展示為部分或完全可逆之系統。純金屬完全可逆系統係In-In、Sn-Sn及Te-Te。完全及部分可逆之接合包含In、Sn或Te之一或多者。對於基於錫之接合，最主要實例係In-Sn、Cu-Sn、Au-Sn、Ag-Sn、Al-Sn、Pd-Sn、Ge-Sn、Ni-Sn。對於基於銦之接合，最主要系統係In-Sn、Ag-In、Au-In、Cu-In、In-Pt、In-Pd。所關注之碲系統係In-Te、Sn-Te、Ag、Te、Cu-Te及Ge-Te。
在一經接合系統之選擇性區域中組合此等基本低溫反應容許選擇性地轉移經混合技術或晶粒類型。基板可具有不同類型之焊接材料。在一實施例中，焊接材料可體現為上文所描述之導電接合結構(430、431、432、433)。替代地，若接合方案採用直接接合墊至接合墊接合，則上文所描述之接合墊(420、421、422、423)可包含焊接材料。
舉例而言，若一支撐基板由In、Sn及Te之接合墊組成且(若干)配合 部件具有銅接合墊，則可使用以下序列來僅在In、Sn或Te位置處選擇性地接合部件。
首先，第一材料(例如In)具有與Cu之一第一共晶點(其係三個共晶點中之最低共晶點)，基板可被加熱至恰好高於第一共晶點(例如，就In-Cu系統而言，為156℃)且由一第一含Cu墊晶粒(即，包含銅接合墊之一第一裝置10B)接觸。此將形成一共晶合金，且取決於時長及溫度，第一含Cu墊晶粒保持接觸，接合將形成不會在高於310℃之前之後續重新加熱程序期間重新熔融之一穩定金屬間化合物。具有Sn或Te之其他位置不會在此一低溫處與Cu材料明顯反應。
其次，可藉由放置一第二含Cu墊晶粒(即，包含銅接合墊之一第二裝置10G)且將經接觸部件之溫度升高至恰好高於第二材料(例如Sn)與Cu之第二共晶點來將第二含Cu墊晶粒接合至基板。第二共晶點高於第一共晶點，且低於第三材料與Cu之第三共晶點。若Sn係第二材料，則第二共晶溫度係186℃。基板可被加熱至恰好高於第二共晶點且由第二含Cu墊晶粒(即，第二裝置10G之(若干)銅接合墊)接觸。此將形成一共晶合金，且取決於時長及溫度，第二含Cu墊晶粒保持接觸，接合將形成不會在高於340℃之前之後續重新加熱程序期間重新熔融之一穩定金屬間化合物。金屬間化合物使接合穩定。
最後，可藉由放置一第三含Cu墊晶粒(即，包含銅接合墊之一第三裝置10R)且將經接觸部件之溫度升高至恰好高於第三材料(例如Te)與Cu之第三共晶點來將第三含Cu墊晶粒接合至基板。若第三材料係Te，則第三共晶溫度係約340℃。
提供額外接合方案，其中一基板(例如一背板401)及一晶粒(其可為裝 置之任何者)具有交錯反應溫度之多種組合冶金術。舉例而言，基板可含有具有In、Sn及Te接合墊之位點。可在144℃處將具有至少一個Au接合墊之一第一晶粒(諸如一第一發光裝置10B)結合至In位點，可在186℃至227℃處將具有至少一個Cu接合墊之一第二晶粒(諸如一第二發光裝置10G)結合至Sn位點，且可在295℃至353℃處將具有至少一個Ag接合墊之一第三晶粒(諸如第三發光裝置10R)結合至Te位點。諸多組合係可行的，且各種類型之接合墊之層之厚度可經調整使得在各選擇性晶粒附接階段中，存在足夠剩餘In、Sn或Te來實現個別接合之重新熔融及重新加工。
可結合上文所描述之晶粒(裝置)轉移方法之任何者來採用將具有不同共晶溫度之多種類型之焊接材料與一共同接合墊材料(諸如Cu、Au、Ag、Sn或In)一起使用之各種方法。
表1列舉了所關注之冶金系統及用於初始選擇性晶粒附接之最低接合溫度。
Figure 106135623-A0305-02-0096-1
Figure 106135623-A0305-02-0097-2
Figure 106135623-A0305-02-0098-3
參考圖36，其繪示包含一基板802及一單晶n摻雜氮化鎵層804之一例示性結構。在一實施例中，基板802可為其上可磊晶地沈積III-V族化合物半導體材料之一單晶基板。舉例而言，基板802可為具有一c面(0001面)作為頂面之晶面的藍寶石(氧化鋁)層。
單晶n摻雜氮化鎵層804包含與基板802之結晶結構磊晶對準之一單晶氮化鎵材料。單晶n摻雜氮化鎵層804可(例如)藉由諸如有機金屬化學氣相沈積(MOCVD)程序之一磊晶沈積程序來形成。單晶n摻雜氮化鎵層804之厚度可經選擇使得由基板802及氮化鎵之晶格參數之間之晶格失配引起之位錯缺陷被修復且缺陷密度減小至適合於單晶n摻雜氮化鎵層804之頂面處之裝置製造之一位準。舉例而言，單晶n摻雜氮化鎵層804之厚度可在自1.2微米至6微米之範圍內，但亦可採用更小及更大厚度。單晶n摻雜氮化鎵層804可摻雜有一第一導電類型之電摻雜物。舉例而言，單晶n摻雜氮化鎵層804可藉由在磊晶沈積程序期間引入矽作為n型雜摻物來經n摻雜。
一單晶n摻雜氮化銦鎵層808藉由一磊晶沈積方法來沈積於單晶n摻雜氮化鎵層804上。在一實施例中，單晶n摻雜氮化銦鎵層808可由一分級成分形成，使得銦濃度隨與單晶n摻雜氮化鎵層804之頂面之距離而逐漸增大。在一實施例中，在單晶n摻雜氮化銦鎵層808之下部分中，銦原子之原子濃度與銦原子之原子濃度及鎵原子之原子濃度之總和之比率(即，銦與III族之比率)可在自0.001至0.4之範圍內，諸如自0.01至0.2。在單晶n摻雜氮化銦鎵層808之上部分中，銦與III族之比率可在自0.1至0.7之範圍內 (諸如自0.3至0.6)，但亦可採用更小及更大比率。單晶n摻雜氮化銦鎵層808之厚度可在自1.5微米至10微米之範圍內(諸如自2微米至5微米)，但亦可採用更小及更大厚度。
一主動層810形成於單晶n摻雜氮化銦鎵層808上。主動層810包含在施加一適合電偏壓之後發射光之至少一個半導體材料。舉例而言，主動層810可包含有助於在跨其施加一電偏壓之後發射紅光之一多量子井(MQW)結構。舉例而言，主動層810可包含一多量子井，其包含具有一第一厚度(其可在自1nm至10nm之範圍內)之氮化銦鎵層及氮化鋁鎵層(其可在自0.5nm至5nm之範圍內)之一組合之多個重複。可採用一系列磊晶程序來生長主動層810。主動層810之厚度可在自20nm至1微米之範圍內，但亦可採用更小及更大厚度。主動層810可經組態以在跨其施加一電偏壓之後發射自620nm至750nm之範圍內之一峰值波長之紅光。在一實施例中，主動層810可包含氮化銦鎵層之至少一個例項及具有比該至少一個氮化銦鎵層大之一帶隙之化合物半導體材料層之至少一個例項。
在一實施例中，主動層810可為一平坦層，其在平行於單晶n摻雜氮化鎵層804之頂面之一頂面與一底面之間具有一均勻厚度。在一實施例中，主動層810可包含一多量子井結構，其包含氮化銦鎵層及化合物半導體材料層之多個例項。在一實施例中，化合物半導體材料層包括氮化鋁鎵。在一實施例中，主動層810中之氮化銦鎵層之銦與III族之比率(例如In/(In+Ga)比率)可在自0.25至0.5之範圍內，諸如自0.3至0.4。氮化鋁鎵之鋁與III族之比率(例如Al/(Al+Ga)比率)可為0.5至0.98，諸如0.85至0.95，例如0.9至0.94。
在一實施例中，主動層可包括由Hwang等人之Applied Physics Express 7,071003(2014)(其之全文以引用方式併入本文中)描述之基於InGaN之量子井。具體言之，Hwang等人描述一4週期InGaN量子井，其嵌入定位於一c面藍寶石基板上方之一AlGaN夾層且各夾層中具有90%之Al含量。3nm厚InGaN量子井中之銦含量係約35%且其在1nm厚AlGaN夾層中小於1%。
一p摻雜化合物半導體材料層812可形成於主動層810上。p摻雜化合物半導體材料層812可包含諸如氮化銦鎵之一單晶化合物半導體材料。在一實施例中，p摻雜化合物半導體材料層812之銦與III族之比率可相同於或可實質上相同於單晶n摻雜氮化銦鎵層808之銦與III族之比率以最小化由晶格失配引起之應變。p摻雜化合物半導體材料層812之厚度可在自300nm至3微米之範圍內，但亦可採用更小及更大厚度。
一透明導電電極(諸如一透明導電氧化物層964)可沈積於p摻雜化合物半導體材料層812上方。若自主動層810發射之光由隨後將形成於透明導電電極上方之一反射器層向下引導向單晶n摻雜氮化鎵層804，則透明導電氧化物層964在本文中指稱一背側透明導電氧化物層964。透明導電氧化物層964包含諸如氧化銦錫或摻鋁氧化鋅之一透明導電氧化物材料。透明導電氧化物層964可沈積為跨p摻雜化合物半導體材料層812之整個區域延伸之一連續材料層。透明導電氧化物層964之厚度可在自100nm至2微米之範圍內(諸如自200nm至1微米)，但亦可採用更小及更大厚度。
一反射器材料可視情況經沈積以形成在背側透明導電氧化物層964及主動層810上方連續延伸之一反射器層966。反射器層966透過背側透明導電氧化物層964電短接至p摻雜化合物半導體材料層812。在一實施例中，反射器層966包含選自銀、鋁、銅及金之至少一種材料。在一實施例中， 可藉由諸如物理氣相沈積(濺鍍)或真空蒸鍍之一定向沈積方法來沈積反射器材料。可採用反射器層966來使自主動層810發射之光向下反射。
一選用介電材料沈積於反射器層966上方以形成一介電材料層970。介電材料層970形成於反射器層966上方及其周圍。介電材料層970之介電材料可為一自平坦化介電材料，諸如可藉由旋涂來形成之旋涂玻璃(SOG)。替代地，介電材料層970之介電材料可為一非自平坦化材料。在此情況中，介電材料層970可或可不經隨後平坦化。若介電材料層970經平坦化，則可採用一化學機械平坦化(CMP)程序。在一實施例中，介電材料層970之介電材料可包含經摻雜矽酸鹽玻璃或未經摻雜矽酸鹽玻璃。介電材料層970之厚度可在自100nm至4微米之範圍內(諸如自200nm至2微米)，但亦可採用更小及更大厚度。
參考圖37，可形成穿過介電材料層970而至反射器層966之一頂面的開口。舉例而言，一光阻層(圖中未展示)可施加於介電材料層970上方且可經微影圖案化以在其內形成開口。可藉由一各向異性蝕刻或一各向同性蝕刻透過介電材料層970轉移光阻層中之開口之圖案以在介電材料層970中形成開口。舉例而言，可採用採用氫氟酸之一濕式蝕刻或採用氟碳蝕刻劑之一反應性離子蝕刻來形成穿過介電材料層970之開口。在一實施例中，每一晶粒區域(即，待用於一單一紅光發光子像素之主動層810之每一部分)可形成穿過介電材料層970之一個開口。
至少一個金屬障壁層(984、986)可形成為介電材料層970之頂面上方及穿過介電材料層970之開口中之至少一個連續材料層。至少一個金屬障壁層(984、986)可直接形成於反射器層966上。至少一個金屬障壁層(984、986)垂直延伸穿過穿過介電材料層970之開口且電短接至反射器層 966、透明導電氧化物層964及p摻雜化合物半導體材料層812。
至少一個金屬障壁層(984、986)包含可用於凸塊下冶金(UBM)之金屬材料層，即，一組金屬層提供於一焊料凸塊與一晶粒之間。在一實施例中，至少一個金屬障壁層(984、986)可包含一擴散障壁層984及一黏著促進劑層986。可用於擴散障壁層984之例示性材料包含鈦及鉭。可用於黏著促進劑層986之例示性材料自下至上包含銅及鎳、鎢、鉑之一堆疊及鎢及鉑之一堆疊。亦可採用此項技術中已知之任何其他凸塊下冶金。至少一個金屬障壁層(984、986)包含覆於介電材料層970上之一水平部分及鄰接該水平部分之一內周邊及介電材料層970及反射器層966之接觸側壁之一垂直突出部分。
一導電接合結構433(諸如一焊料凸塊)可形成於介電材料層970中之開口內之各空腔中及定位於介電材料層970中之開口周圍之至少一個金屬障壁層(984、986)之頂面之一部分上方。若導電接合結構433可為包含一焊接材料之一焊料凸塊，該焊接材料可包含錫且視情況包含銀、銅、鉍、銦、鋅及/或銻。定位於包含至少一個金屬障壁層(984、986)之頂面之水平面上方之導電接合結構433之上部分可具有一球體之一主要部分之一形狀。應瞭解，所繪示之導電接合結構433之形狀僅供示意且不可表示一導電接合結構433之一真實形狀。導電接合結構433之下部分填充介電材料層970中之開口。
若導電接合結構433具有一球體之一主要部分之一形狀，則球體之直徑可在自15微米至60微米之範圍內，但亦可採用更小及更大直徑。導電接合結構433之下部分可直接形成於穿過介電材料層970之開口內之至少一個金屬障壁層(984、986)之一側壁上且直接形成於至少一個金屬障壁層 (984、986)之一凹進部分之一頂面上。導電接合結構433電短接至反射器層966、透明導電氧化物層964及p摻雜化合物半導體材料層812。
參考圖38，可視情況移除基板802。舉例而言，雷射光束可穿過基板802(其包含諸如藍寶石之一材料)且燒蝕單晶n摻雜氮化鎵層804之底面區域，藉此使基板802脫離單晶n摻雜氮化鎵層804之剩餘部分及其上之結構。單晶n摻雜氮化鎵層804之實體暴露表面在本文中指稱一遠端表面，即，遠離主動區域810之一表面。例示性結構可隨後經單粒化及/或經轉移以形成包含紅光發光二極體之一顯示裝置。各經單粒化晶粒可為一紅光發光二極體，其可用作上文所描述之一第三發光裝置10R。
在一實施例中，各發光二極體之一電極可形成於一各自導電接合結構433上，且各發光二極體之另一電極可形成於單晶n摻雜氮化鎵層804之遠端表面之一各自部分上。
圖39繪示其中將一紅光發光裝置10R接合至一背板401之組裝程序，背板401可為上文所描述之背板之任一者。若每一裝置(10B、10G、10R)形成兩個導電接合結構(431、432或433)，則兩個導電接合結構(431、432或433)之各者可連接至一發光裝置之一各自節點。若每一裝置(10B、10G、10R)形成僅一個導電接合結構(431、432或433)，則導電接合結構(431、432或433)連接至各自裝置(10B、10G、10R)之一節點，且定位於導電接合結構(431、432或433)之對置側上之各裝置(10B、10G、10R)中之一材料部分連接至各自裝置(10B、10G、10R)之另一節點。
若圖38中所繪示之紅光發光二極體10R用於圖39之結構中，則p摻雜化合物半導體材料層812電連接至其上之導電接合結構433，且單晶n摻雜氮化鎵層804可為圖39中所展示之紅光發光二極體10R之最上表面。
參考圖40A，一介電填充材料層798可施加於接合至背板401之裝置(10B、10G、10R)之間之空間中。儘管圖40A僅繪示三個裝置(10B、10G、10R)，但應瞭解，一像素陣列形成於背板401上，且各像素包含一組發光裝置，諸如作為一第一發光裝置10B之一藍光發光二極體、作為一第二發光裝置10G之一綠光發光二極體及作為一第三發光裝置10R之一紅光發光二極體。介電填充材料層798可橫向環繞像素陣列內之紅光發光二極體、綠光發光二極體及藍光發光二極體之各者。介電填充材料層798可包含諸如旋涂玻璃(SOG)之一自平坦化介電材料，或可藉由一凹槽蝕刻或化學機構平坦化來平坦化。經平坦化之介電填充材料層798之頂面可在包含裝置(10B、10G、10R)之頂面之水平面內，或可垂直凹進至包含裝置(10B、10G、10R)之頂面之水平面下方。
參考圖40B，一前側透明導電氧化物層796可形成於介電填充材料層798上方且直接形成於定位於各裝置(10B、10G、10R)之頂部上之電節點上。舉例而言，各紅光發光二極體可包含一單晶n摻雜氮化鎵層804作為實體暴露節點。若綠光發光二極體及/或藍光發光二極體包含一單晶n摻雜氮化鎵層作為頂部處之實體暴露節點，則前側透明導電氧化物層796可直接沈積於此一單晶n摻雜氮化鎵層上。在此情況中，前側透明導電氧化物層796可為紅光發光二極體、綠光發光二極體及藍光發光二極體之各者之一共同接地電極。
一透明鈍化介電層794可形成於前側透明導電氧化物層796上方。透明鈍化介電層794可包含氮化矽或氧化矽。
圖38中所繪示之類型之紅光發光二極體可不與或可與上文所描述之類型之藍光發光二極體及/或綠光發光二極體一起用於圖40B之直視顯示裝 置中。此一直視顯示裝置包括定位於一背板401上之一像素陣列。各像素包括經組態以發射自620nm至750nm之範圍內之一峰值波長之光之一紅光發光二極體、經組態以發射自495nm至570nm之範圍內之一峰值波長之光之一綠光發光二極體及經組態以發射自450至495nm之範圍內之一峰值波長之光之一藍光發光二極體。各像素中之紅光發光二極體包括：一第一單晶n摻雜氮化鎵層804；一單晶n摻雜氮化銦鎵層808，其與單晶n摻雜氮化鎵層804磊晶對準；一主動層810，其包含氮化銦鎵層之至少一個例項及具有比至少一個氮化銦鎵層大之一帶隙之化合物半導體材料層之至少一個例項；及一第一p摻雜化合物半導體材料層812，其中主動層經組態以在將電偏壓施加於單晶n摻雜氮化銦鎵層808與p摻雜化合物半導體材料層812之間之後發射自620nm至750nm之範圍內之一峰值波長之光。
在一實施例中，主動層810係一平坦層，其具有平行於單晶n摻雜氮化鎵層804之一頂面之一頂面與一底面之間之一均勻厚度。在一實施例中，主動層810包含一多量子井結構，其包含氮化銦鎵層及化合物半導體材料層之多個例項。在一實施例中，化合物半導體材料層包括氮化鋁鎵。
紅光發光二極體10R、綠光發光二極體10G及藍光發光二極體10B之各者可為一平坦LED或一奈米線LED。
在一實施例中，各像素中之紅光發光二極體包括一第一導電接合結構433(諸如一焊料凸塊)，其電短接至第一p摻雜化合物半導體材料層812且接合至背板401上之一各自接合墊423；且各像素中之綠光發光二極體10G及藍光發光二極體10B之至少一者包括一第二導電接合結構(431或432)(諸如一焊料凸塊)，其電短接至第二p摻雜化合物半導體材料層且接合至背板401上之另一各自接合墊(421或422)。
在一實施例中，各像素中之紅光發光二極體10R包括一第一反射器層966，其定位於第一p摻雜化合物半導體材料層812與第一導電接合結構433之間且經組態以將光反射向第一單晶n摻雜氮化鎵層804。
在一實施例中，各像素中之紅光發光二極體10R包括一第一透明導電氧化物層964，其定位於第一p摻雜化合物半導體材料層812與第一導電接合結構433之間且電短接至第一p摻雜化合物半導體材料層812及第一導電接合結構433。
在一實施例中，直視顯示裝置可進一步包含：一介電填充材料層798，其橫向環繞像素陣列內之紅光發光二極體10R、綠光發光二極體10G及藍光發光二極體10B之各者；及一前側透明導電氧化物層796，其定位於介電填充材料層798上且電短接至像素陣列內之第一單晶n摻雜氮化鎵層804之各例項。
參考圖41，其展示根據本發明之一實施例之一第一例示性平坦材料層堆疊。可藉由提供一基板802來形成第一例示性平坦材料層堆疊，基板802可為其上可磊晶沈積一III-V族化合物半導體材料之一單晶基板。舉例而言，基板802可為藍寶石(氧化鋁)基板，其具有一c面(0001面)作為頂面之晶面。基板802可具有一平坦頂面。如本文中所使用，一「平坦」表面係指在由表面粗糙度引起之變動內實質上與一歐幾里德二維平面重合之一表面。
可藉由一磊晶沈積程序來生長一單晶氮化鎵(GaN)層804。氮化鎵層804可經無意或有意n摻雜。單晶n摻雜氮化鎵層804包含生長於基板802(諸如一單晶藍寶石基板)上之一單晶氮化鎵材料。在沈積時，單晶n摻雜氮化鎵層804係一平坦單晶n摻雜GaN層，其具有平行於基板802之平坦頂 面之一平坦頂面及一平坦底面。可(例如)藉由諸如有機金屬化學氣相沈積(MOCVD)程序之一磊晶沈積程序來形成單晶n摻雜氮化鎵層804。單晶n摻雜氮化鎵層804之厚度可經選擇使得由基板802及氮化鎵之晶格參數之間之晶格失配引起之位錯缺陷被修復且缺陷密度減小至適合於單晶n摻雜氮化鎵層804之頂面處之裝置製造之一位準。在一非限制性繪示實例中，單晶n摻雜氮化鎵層804之厚度可在自1.2微米至6微米之範圍內，但亦可採用更小及更大厚度。單晶n摻雜氮化鎵層804可摻雜有一第一導電類型之電摻雜物。舉例而言，單晶n摻雜氮化鎵層804可藉由在磊晶沈積程序期間引入矽作為n型摻雜物來經n摻雜。在一後續程序中單粒化第一例示性平坦材料層堆疊之後，單晶n摻雜氮化鎵層804之各離散部分變成一各自發光裝置(其可為一第一發光裝置10R)內之一單晶n摻雜GaN部分。
在一實施例中，一平坦層堆疊(1110、1118、1120、1130、1140、1150、1160)形成於單晶n摻雜氮化鎵層804上。平坦層堆疊(1110、1118、1120、1130、1140、1150、1160)可包含一磊晶材料層堆疊(即，彼此磊晶對準之一磊晶材料層堆疊)，其依序包含以下之一或多者：平坦超晶格結構(1110、1120)，其包括各自應變調變層堆疊(1112、1114)及/或(1122、1124)；一平坦發光量子井，其包含一平坦發光氮化銦鎵層1132及一平坦GaN障壁層1134；及一平坦p摻雜III族氮化物層1140，其較佳為一p摻雜氮化鋁鎵層。然而，p摻雜III族氮化物層1140可替代地包括具有低銦含量之氮化鎵或氮化銦鋁鎵。複數個平坦超晶格結構(1110、1120)可調變及減小平坦發光InGaN層1132之應變，藉此實現具有低缺陷形成之高銦併入且因此實現跨紅光波長範圍之高發射效率。平坦發光氮化銦鎵層1132經組態以在跨其之電偏壓下發射自600nm至750nm之範圍內 之一第一峰值波長之光。在一實施例中，第一峰值波長可在自610nm至680nm之範圍內。
在一繪示性實例中，複數個應變調變層堆疊可包含第一應變調變層堆疊(1112、1114)及第二應變調變層堆疊(1122、1124)。各第一應變調變層堆疊(1112、1114)可包含一第一中介氮化銦鎵層1112及一第一中介GaN層1114。各第二應變調變層堆疊(1122、1124)可包含一第二中介氮化銦鎵層1122及一第二中介GaN層1124。在一替代實施例中，第一中介GaN層1114及第二中介GaN層1124中之至少一個層可由具有不同於各自應變調變層堆疊內之第一中介氮化銦鎵層1112或第二中介氮化銦鎵層1122之銦濃度之一各自中介氮化鋁鎵層或氮化銦鎵層替換。
在一實施例中，第一中介氮化銦鎵層1112可具有比第二中介氮化銦鎵層1122低之銦濃度。舉例而言，第一中介氮化銦鎵層1112可具有一InpGa(1-p)N成分，其中p係在自0.04至0.08之範圍內，但亦可採用更小及更大p值。第二中介氮化銦鎵層1122可具有一InqGa(1-q)N成分，其中q係在自0.08至0.12之範圍內，儘管亦可採用更小及更大q值。
含有較低銦濃度之第一中介氮化銦鎵層1112之第一應變調變層堆疊(1112、1114)可被視為「UV」堆疊(例如，其將發射具有小於400nm之一峰值波長之UV輻射)。含有較高銦濃度之第二中介氮化銦鎵層1122之第二應變調變層堆疊(1122、1124)可被視為「藍光」堆疊(例如，其將發射具有400nm至495nm之間之一峰值波長之藍色可見光)。
各第一中介氮化銦鎵層1112之厚度可在自0.7nm至1.5nm之範圍內，但亦可採用更小及更大厚度。各第一中介GaN層1114之厚度可在自3nm至6nm之範圍內，但亦可採用更小及更大厚度。各第二中介氮化銦鎵 層1122之厚度可在自2nm至3nm之範圍內，但亦可採用更小及更大厚度。各第二中介GaN層1124之厚度可在自15nm至20nm之範圍內，儘管可採用更小及更大厚度。
第一及第二超晶格結構(1110、1120)之層可非有意地摻雜有p型或n型摻雜物。經非有意摻雜之此III族氮化物層通常具有n型導電率。
在不受任何特定理論約束之情況下，可認為，歸因於第二超晶格結構1120之第二應變調變層堆疊(1122、1124)中之第二中介氮化銦鎵層1122之銦含量高於第一超晶格結構1110之第一應變調變層堆疊(1112、1114)中之第一中介氮化銦鎵層1112之銦含量，第二超晶格結構1120之有效晶格常數大於第一超晶格結構1110之有效晶格常數。
第一超晶格結構1110可包含3個至30個(諸如10個至15個)第一應變調變層堆疊(1112、1114)，但亦可採用更少及更多數目個重複結構。第一多量子井結構1110之總厚度可在自20nm至150nm之範圍內，但亦可採用更小及更大厚度。
第二超晶格結構1120可包含2個至15個(諸如5個至10個)第二應變調變層堆疊(1122、1124)，但亦可採用更少及更多數目個重複結構。第二超晶格結構1120之總厚度可在自20nm至150nm之範圍內，但亦可採用更小及更大厚度。第二超晶格結構1120可包含比第一超晶格結構1110少之應變調變層堆疊數目(即，更少層數)。
各應變調變層堆疊(1112、1114)或(1122、1124)可用作緩衝層，其提供定位於各自超晶格結構(1110、1120)中之應變調變層堆疊之對置側上之兩個層之間之應變調適。舉例而言，單晶n摻雜氮化鎵層804及平坦發光氮化銦鎵層1132之晶格參數差可由應變調變層堆疊調適，該等應變調 變層堆疊提供單晶n摻雜氮化鎵層804與平坦發光氮化銦鎵層1132之間之晶格參數之逐漸轉變，使得平坦發光氮化銦鎵層1132可形成為一高品質磊晶膜。超晶格結構(1110、1120)防止晶格缺陷，諸如位錯及由自基板或下伏層804蔓延至含有平坦發光氮化銦鎵層1132之發光區域1130(即，主動區域)中所致之其他缺陷。
應注意，複數個應變調變層堆疊(1112、1114)或(1122、1124)中之氮化銦鎵及氮化鎵層具有各自纖鋅礦(Wurtzite)結構。如本文中所使用，具有纖鋅礦結構之一層堆疊之一「有效晶格常數」係層堆疊內之所有組件層之纖鋅礦結構之六角平面晶格常數「a」之加權平均數，其中各晶格常數「a」由各自組件層內之所有原子數除以層堆疊內之所有原子數所界定之分數加權。
在一實施例中，複數個應變調變層堆疊(1112、1114)或(1122、1124)之中介氮化銦鎵層(1112、1122)中之銦之有效晶格參數及原子濃度可隨各應變調變層堆疊(1112、1114)或(1122、1124)與單晶n摻雜GaN部分(即，單晶n摻雜氮化鎵層804)之實體距離單調增大。因此，第一超晶格1110中之底部第一中介氮化銦鎵層1112可具有比第一超晶格1110中之頂部第一中介氮化銦鎵層1112低之銦含量及晶格參數。替代地，第一超晶格1110中之所有第一中介氮化銦鎵層1112可具有大致相同銦含量及相同晶格參數。
同樣地，在一實施例中，第二超晶格1120中之底部第二中介氮化銦鎵層1122可具有比第二超晶格1120中之頂部第二中介氮化銦鎵層1122低之銦含量及晶格參數。替代地，第二超晶格1120中之所有第二中介氮化銦鎵層1122可具有大致相同銦含量及相同晶格參數。
一平坦GaN間隔物層1118可視情況提供於第一超晶格結構1110之第一應變調變層堆疊(1112、1114)之群組與第二超晶格結構1120之第二應變調變層堆疊(1122、1124)之群組之間以減小層之磊晶生長期間之總應變。舉例而言，平坦GaN間隔物層1118可具有自30nm至50nm之範圍內之一厚度，但亦可採用更小及更大厚度。平坦GaN間隔物層1118可非有意地摻雜有p型或n型摻雜物。經非有意摻雜之此GaN層通常具有n型導電率。
發光區域1130可包括一平坦發光量子井1130。平坦發光量子井1130可形成於最遠端應變調變層堆疊上，該最遠端應變調變層堆疊可為第二超晶格結構1120內之最遠端第二應變調變層堆疊(1122、1124)。平坦發光量子井1130依序包含一平坦發光氮化銦鎵層1132、一平坦氮化鋁鎵層1133及一平坦GaN障壁層1134。在一實施例中，此等層經非有意地摻雜。
平坦發光氮化銦鎵層1132包含一磊晶氮化銦鎵材料，其具有發射自600nm至750nm之範圍內且較佳地自610nm至680nm之範圍內之一峰值波長之光之一成分。在一實施例中，平坦發光氮化銦鎵層1132具有一InxGa(1-x)N成分，其中x係在自0.26至0.55之範圍內(即，銦含量高於下伏氮化銦鎵層1112及1122)。在一實施例中，平坦發光氮化銦鎵層1132可具有自2nm至5nm之範圍內之一厚度。
平坦氮化鋁鎵層1133可具有一AlyGa(1-y)N成分，其中y係在自0.3至1.0之範圍內(諸如自0.5至0.8)。在一實施例中，平坦氮化鋁鎵層可具有自0.5nm至5.0nm之範圍內之一厚度，諸如自0.5nm至1.0nm。在不受任何特定理論約束之情況下，可認為，平坦氮化鋁鎵層1133減小或防止銦在 沈積期間自下伏平坦發光氮化銦鎵層1132蒸鍍以在層1132中提供一足夠高銦含量以允許層1132發射具有紅色範圍內之一峰值波長之可見光(即，發射紅光)。另外或替代地，第二超晶格結構1120之能帶結構及壓電效應之修改可實現峰值波長自氮化鋁鎵層1133朝向一更長波長(即，朝向自610nm至680nm之紅光波長範圍)偏移。此外，平坦氮化鋁鎵層1133可與p側層1140及1150一起提供應變補償以提供較佳品質(即，較低缺陷)p側層及/或可緩和歸因於使電子及電洞分離之一非所要壓電效應之平坦氮化鋁鎵層1132中之量子井能帶結構。應變補償可發生於量子井(其發射紅光)與磊晶堆疊之剩餘部分之間以主要減少主動層本身(及p層)中之錯配缺陷形成。
平坦GaN障壁層1134可具有自15nm至20nm之範圍內之一厚度，但亦可採用更小及更大厚度。平坦GaN障壁層1134提供平坦發光氮化銦鎵層1132與隨後將形成之p型化合物半導體材料層(例如，用於形成用於光發射之一量子井)之間之一能量障壁。
第一超晶格結構1110、平坦GaN間隔物層1118、第二超晶格結構1120及平坦發光量子井1130內之各種材料層可「未經摻雜」(即，係純質的(即，無電摻雜物))或具有一低摻雜物濃度位準(其通常由在一反應器室中併入殘留摻雜物引起)。如本文中所使用，一「未經摻雜」半導體材料係指在製造期間未經受一有意摻雜程序之一半導體材料。如此項技術中所熟知，一未經摻雜半導體材料通常具有一自由電荷載子濃度，此不足以使半導體材料呈現導電性。通常，一未經摻雜半導體材料具有不大於1.0×1016/cm3之一自由電荷載子濃度。
一平坦p摻雜III族氮化物層(諸如p摻雜氮化鋁鎵層1140)可形成於平 坦發光量子井1130上。舉例而言，平坦p摻雜氮化鋁鎵層1140可直接形成於平坦GaN障壁層1134上。在一實施例中，平坦p摻雜氮化鋁鎵層1140可具有自10nm至20nm之範圍內之一厚度，但亦可採用更小及更大厚度。在一實施例中，平坦p摻雜氮化鋁鎵層1140可依一摻雜物濃度經p摻雜，其提供自1.0×1017/cm3至3.0×1020/cm3之範圍內(諸如自3.0×1017/cm3至1.0×1020/cm3)之一自由電荷載子濃度(即，電洞濃度)，但亦可採用更小及更大自由電荷載子濃度。平坦p摻雜氮化鋁鎵層1140可具有比氮化鋁鎵層1133低之鋁含量。舉例而言，平坦p摻雜氮化鋁鎵層1140可具有一AlzGa(1-z)N成分，其中z小於0.5，諸如在自0.2至0.3之範圍內。
一選用第一p摻雜化合物半導體材料層1150可形成於平坦p摻雜氮化鋁鎵層1140上。第一p摻雜化合物半導體材料層1150可包含諸如p摻雜氮化鎵之一p摻雜單晶化合物半導體材料。在一實施例中，第一p摻雜化合物半導體材料層1150可依一摻雜物濃度經p摻雜，其提供自1.0×1017/cm3至3.0×1020/cm3之範圍內(諸如自3.0×1017/cm3至1.0×1020/cm3)之一自由電荷載子濃度(即，電洞濃度)，但亦可採用更小及更大自由電荷載子濃度。
一第二p摻雜化合物半導體材料層1160可形成於第一p摻雜化合物半導體材料層1150上。第二p摻雜化合物半導體材料層1160可包含諸如p摻雜氮化鎵之一重p摻雜單晶化合物半導體材料。第二p摻雜化合物半導體材料層1160中之摻雜物濃度可大於第一p摻雜化合物半導體材料層1150中之摻雜物濃度。在一實施例中，第二p摻雜化合物半導體材料層1160可依一摻雜物濃度經重p摻雜，其提供自5.0×1019/cm3至3.0×1021/cm3之範圍內(諸如自1.0×1020/cm3至2.0×1021/cm3)之一自由電荷載子濃度(即，電洞濃度)，但亦可採用更小及更大自由電荷載子濃度。第一及第二p摻雜化合物 半導體材料層(1150、1160)之總厚度可在自90nm至200nm之範圍內，但亦可採用更小及更大厚度。
一透明導電電極(諸如一透明導電氧化物層964)可沈積於第一及第二p摻雜化合物半導體材料層(1150、1160)上方。若自發光氮化銦鎵層1132發射之光由隨後將形成於透明導電電極上方之一反射器層向下引導向單晶n摻雜氮化鎵層804，則透明導電氧化物層964在本文中指稱一背側透明導電氧化物層964。透明導電氧化物層964包含諸如氧化銦錫或摻鋁氧化鋅之一透明導電氧化物材料。透明導電氧化物層964可沈積為跨p摻雜化合物半導體材料層812之整個區域延伸之一連續材料層。透明導電氧化層964之厚度可在自100nm至2微米之範圍內(諸如自200nm至1微米)，但亦可採用更小及更大厚度。
一反射器材料可視情況經沈積以形成在背側透明導電氧化物層964上方連續延伸之一反射器層966。反射器層966透過背側透明導電氧化物層964電短接至p摻雜化合物半導體材料層1160。在一實施例中，反射器層966包含選自銀、鋁、銅及金之至少一種材料。在一實施例中，可藉由物理氣相沈積(濺鍍)或真空蒸鍍來沈積反射器材料。反射器層966可用於反射自主動區域1130發射之光穿過透明基板802。
隨後，可執行圖36之額外處理步驟以形成一介電材料層，且可執行圖37及圖38之處理步驟以提供複數個第一發光二極體10R。在單粒化成多個第一發光二極體10R之後，圖41之結構之各平坦材料層變成平行於一第一發光二極體10R內之單晶n摻雜GaN層之一各自部分的一層，其係具有一平坦頂面之一單晶n摻雜GaN部分。
各第一發光二極體10R包含圖41中所繪示之第一例示性平坦材料層堆 疊之一區段。各第一發光二極體10R包含一單晶n摻雜GaN部分，其係具有一平坦頂面之一單晶n摻雜GaN層。複數個應變調變層堆疊內之各層、發光氮化銦鎵層、GaN障壁層及p摻雜氮化鋁鎵層係具有平行於單晶n摻雜GaN層之平坦頂面之一各自頂面及一各自底面之平坦層。
參考圖42，其繪示一第二例示性平坦材料層堆疊，其可藉由將發光區域1130修改成包含兩個平坦發光量子井(即，包含一發光氮化銦鎵層1132、一平坦氮化鋁鎵層1133及一GaN障壁層1134之兩個重複結構)來自第一例示性平坦材料層堆疊得到。因此，第二例示性平坦材料層堆疊之發光區域1130包含自接近於平坦單晶n摻雜GaN層804之一側至遠離於平坦單晶n摻雜GaN層804之一側之一堆疊：一發光氮化銦鎵層1132、一平坦氮化鋁鎵層1133、一GaN障壁層1134、定位於GaN障壁層1134上之一額外發光氮化銦鎵層1132、一額外平坦氮化鋁鎵層1133及定位於額外發光氮化銦鎵層1133上之一額外GaN障壁層1134。p摻雜氮化鋁鎵層1140可直接形成於額外GaN障壁層1134上。
可如同對圖41之第一例示性平坦材料層堆疊般對第二例示性平坦材料層堆疊執行額外處理步驟以提供第一發光二極體10R。
若採用圖41及圖42之第一或第二例示性平坦材料層堆疊，則可藉由以下操作來提供第一發光二極體10R：在一基板802上形成一平坦層堆疊，使得平坦層堆疊具有相同於待提供於各第一發光二極體10R內之磊晶材料層堆疊之層序列；在平坦層堆疊上方形成導電接合結構(諸如圖37中所繪示之導電接合結構433)；及切割基板802及平坦層堆疊以提供第一發光二極體10R。
參考圖43，其繪示用於形成含奈米線發光二極體之一例示性裝置結 構。根據本發明之一實施例，採用一奈米線生長方法來提供發射紅色可見光之含奈米線發光二極體。
如本文中所使用，「p面」意指一「角錐面」，其係奈米線之尖端處之一對角面(例如{1
Figure 106135623-A0305-02-0116-4
01}面)，「c面」表示一(0001)底平面，且「m面」表示{10
Figure 106135623-A0305-02-0116-5
0}垂直側壁面之任何者。若無另外指定，則生長率意指沿垂直於一生長表面之方向之層生長率。
圖43中所繪示之例示性裝置結構係基板802上之含奈米線發光二極體之一處理中結構。如本文中所使用，「處理中」結構係指隨後經修改以成為一最終結構之一結構。基板802可包含一生長基板22(諸如一藍寶石基板)、一選用緩衝半導體層24及一平坦單晶n摻雜GaN層26。平坦單晶n摻雜GaN層26用作隨後將形成之各發光二極體之一節點。可藉由一磊晶沈積程序來形成選用緩衝半導體層24及平坦單晶n摻雜GaN層26，使得緩衝半導體層24及平坦單晶n摻雜GaN層26之各者包含磊晶對準至生長基板802(其可包含一單晶藍寶石(Al2O3)基板)之單晶結構之一單晶半導體材料。
一生長遮罩42隨後形成於平坦單晶n摻雜GaN層26之頂面上。生長遮罩42包含諸如氮化矽或氧化矽之一介電材料，且可(例如)藉由化學氣相沈積來形成。生長遮罩42之厚度可在自10nm至500nm之範圍內，但亦可採用更小及更大厚度。
例如，藉由施加及圖案化一光阻層(圖中未展示)且後續進行一蝕刻程序(其採用經圖案化光阻層作為一蝕刻遮罩以蝕刻生長遮罩42之實體暴露部分)來形成穿過生長遮罩42之開口43。隨後，可(例如)藉由灰化來移除光阻層。開口可呈圓形、橢圓形或多邊形。在一繪示性實例中，各開口43之最大橫向尺寸(諸如一直徑或一主軸)可在自50nm至500nm之範圍內， 但各者可採用更小及更大最大橫向尺寸。開口43可形成二維陣列，其可為(例如)一六角形陣列(其包含一等邊三角形陣列)、一矩形陣列或一平行四邊形陣列。一對相鄰開口43之間之中心至中心距離可在自150nm至5微米之範圍內，但亦可採用更小及更大間隔。
參考圖44，可藉由一限於V族方案中所執行之一選擇性磊晶程序來生長穿過經圖案化生長遮罩42中之開口43之奈米線核心32。替代地，一富矽生長CVD方法、一脈衝生長CVD方法或一MBE方法可用於形成奈米線核心32。各奈米線核心32沿實質上垂直於基板802之頂面之一方向延伸穿過經圖案化生長遮罩42中之一各自開口43。可在提供一單晶摻雜半導體材料(其具有第一導電類型之一摻雜(諸如n摻雜GaN))之磊晶生長之處理條件下藉由一選擇性磊晶程序來自平坦單晶n摻雜GaN層26之實體暴露表面沿垂直於c面之方向生長奈米線核心32。c面可平行於平坦單晶n摻雜GaN層26之頂面。可藉由一選擇性半導體沈積程序來執行奈米線核心32之生長，該選擇性半導體沈積程序主要沿c方向(即，垂直於c面之方向)自實體暴露半導體表面生長一單晶半導體材料，同時不自介電表面生長任何半導體材料。各奈米線核心32之整體可為單晶體且與平坦單晶n摻雜GaN層26磊晶對準。
如本文中所使用，各奈米線核心32之縱橫比經界定為奈米線核心之最終高度比奈米線核心之基底處之最大橫向尺寸(其係穿過生長遮罩42之各自開口之最大橫向尺寸)。奈米線核心32之縱橫比可在自2至40之範圍內，但亦可採用更小及更大縱橫比。
參考圖45、圖46A及圖46B，一殼層堆疊34形成於各奈米線核心32上，其係一單晶n摻雜GaN部分。圖46A係圖45之例示性裝置結構之一區 域M之一放大圖且圖46B係圖45之例示性裝置結構之一區域R之放大TEM顯微圖。生長模式可改變為一限於III族之生長模式，其亦指稱用於III-V族材料之習知生長中之一高V/III生長模式，其用於形成殼層堆疊34內之殼層。因此，殼層可在各自選擇性磊晶程序期間形成於所有實體暴露半導體表面上。
殼層堆疊34可包含一磊晶殼層堆疊(即，彼此磊晶對準之一磊晶殼層堆疊)，其依序包含：複數個選用殼應變調變層堆疊(1210、1220、1225)；一殼發光量子井，其包含一殼發光氮化銦鎵層1232、一殼氮化鋁鎵層1233、一殼GaN障壁層1234；及一殼p摻雜氮化鋁鎵層1240。殼發光氮化銦鎵層1232經組態以在跨其之電偏壓下發射自600nm至750nm之範圍內之一第一峰值波長之光。在一實施例中，第一峰值波長可在自610nm至680nm之範圍內。如本文中所使用，「殼層」係指橫向圍封且覆於一奈米線核心32之所有刻面上之一連續材料層。一殼層之厚度可跨奈米線核心32之刻面變動。舉例而言，一殼層之垂直部分可比該殼層之傾斜部分厚。
各應變調變層堆疊(1210、1220、1225)包含至少一對層，其包含一各自中介氮化銦鎵層(1212、1222、1226)及一各自中介GaN層(1214、1224、1228)。最內應變調變層堆疊可包括一超晶格殼1210，其含有層對1212及1214之複數個堆疊。各應變調變層堆疊(1210、1220、1225)可用作緩衝層，其提供定位於應變調變層堆疊(1210、1220、1225)之對置側上之兩個層之間之應變鬆弛。舉例而言，奈米線核心32之單晶n摻雜氮化鎵部分與殼發光氮化銦鎵層1232之晶格參數差可由應變調變層堆疊(1210、1220、1225)調節，應變調變層堆疊(1210、1220、1225)在奈米 線核心32與殼發光氮化銦鎵層1232之間提供晶格參數之逐漸轉變且捕獲晶格缺陷，使得殼發光氮化銦鎵層1232可形成為一高品質磊晶膜。
複數個殼應變調變層堆疊(1210、1220、1225)中之各種層具有各自纖鋅礦結構。在一繪示性實例中，複數個應變調變層堆疊(1210、1220、1225)可包含複數個(例如5個至10個)第一應變調變層堆疊(1212、1214)之一超晶格殼1210、一第二應變調變層堆疊1220及一第三應變調變層堆疊1225。各第一應變調變層堆疊(1214、1214)可包含一第一中介氮化銦鎵層1212及一第一中介GaN層1214。第二應變調變層堆疊1220可包含一第二中介氮化銦鎵層1222及一第二中介GaN層1224。第三應變調變層堆疊1225可包含一第三中介氮化銦鎵層1226及一第三中介GaN層1228。
第一應變調變層堆疊(1212、1214)之各者可具有一第一有效晶格常數，第二應變調變層堆疊1220可具有比第一有效六角平面晶格常數大之一第二有效六角平面晶格常數，且第三應變調變層堆疊1225可具有比第二有效六角平面晶格常數大之一第三有效六角平面晶格常數。
在一實施例中，複數個應變調變層堆疊(1210、1220、1225)之中介氮化銦鎵層(1212、1222、1226)中之銦之原子濃度可隨各應變調變層堆疊(1210、1220、1225)與單晶n摻雜GaN部分(即，奈米線核心32)之實體距離單調增大。
在一實施例中，第一中介氮化銦鎵層1212可具有比第二中介氮化銦鎵層1222低之銦濃度。舉例而言，第一中介氮化銦鎵層1212可具有一InpGa(1-p)N成分，其中p係在自0.04至0.08之範圍內，但p亦可採用更小及更大值。第二中介氮化銦鎵層1222可具有一InqGa(1-q)N成分，其中q係在自0.10至0.12之範圍內，儘管q亦可採用更小及更大值。第三中介氮化銦 鎵層1226可具有一InrGa(1-r)N成分，其中r係在自0.15至0.30之範圍內，儘管r亦可採用更小及更大值。各第一中介氮化銦鎵層1212之厚度可在自0.7nm至1.5nm之範圍內，但亦可採用更小及更大厚度。各第一中介GaN層1214之厚度可在自3nm至5nm之範圍內，但亦可採用更小及更大厚度。第二中介氮化銦鎵層1222之厚度可在自4nm至6nm之範圍內，但亦可採用更小及更大厚度。第二中介GaN層1224之厚度可在自2nm至4nm之範圍內，但亦可採用更小及更大厚度。第三中介氮化銦鎵層1226之厚度可在自2.5nm至8nm之範圍內，但亦可採用更小及更大厚度。第三中介GaN層1228之厚度可在自6nm至10nm之範圍內，但亦可採用更小及更大厚度。
一殼GaN間隔物層1218可視情況提供於第一應變調變層堆疊(1212、1214)之群組(即，超晶格殼1210)與第二應變調變層堆疊1220之間以減小殼層之磊晶生長期間之總應力。舉例而言，殼GaN間隔物層1218可具有自30nm至50nm之範圍內之一厚度，但亦可採用更小及更大厚度。
在一實施例中，第二應變調變層堆疊1220之有效六角平面晶格常數可大於第一超晶格殼1210之有效六角平面晶格常數，且第三應變調變層堆疊1225之有效六角平面晶格常數可大於第二應變調變層堆疊1220之有效六角平面晶格常數。此外，第二中介氮化銦鎵層1222中之銦之原子濃度可大於第一中介氮化銦鎵層1212中之銦之原子濃度，且第三中介氮化銦鎵層1226中之銦之原子濃度可大於第二中介氮化銦鎵層1222中之銦之原子濃度。第二應變調變層堆疊1220中之銦之原子百分比可大於超晶格殼1210中之銦之原子百分比，且第三應變調變層堆疊1225中之銦之原子百分比可大於第二應變調變層堆疊1220中之銦之原子百分比。
超晶格殼1210可發射UV輻射，第二應變調變層堆疊1220可發射藍色可見光，且第三應變調變層堆疊1225可發射綠色可見光。在一實施例中，第二應變調變層堆疊1220可包含具有至少3個波峰之一非均勻表面輪廓，其中至少3個波峰之各者與至少3個波峰之一相鄰者間隔一波谷，且至少3個波峰之各者沿一徑向方向遠離一相鄰波谷延伸至少2nm，如美國專利第9,281,442號中所描述，該專利之全文以引用方式併入本文中。具有非均勻表面輪廓之此第二應變調變層堆疊1220除用於應變管理之外，亦可用於具有富銦區域之發光區域殼1230之表面輪廓修改/準備。
發光區域殼1230可為形成於最遠端應變調變層堆疊(其可為第三應變調變層堆疊1225)上之一發光量子井。殼發光量子井1230包含一殼發光氮化銦鎵層1232、一殼氮化鋁鎵層1233及一殼GaN障壁層1234。
殼發光氮化銦鎵層1232包含一磊晶氮化銦鎵材料，其具有發射自600nm至750nm之範圍內且較佳地自610nm至680nm之範圍內之一峰值波長之光之一成分。在一實施例中，殼發光氮化銦鎵層1232可具有自3nm至7nm之範圍內之一厚度。
在一實施例中，殼發光氮化銦鎵層1232含有富銦區域，其具有比主動區域量子井殼中之貧銦區域高至少5原子%之銦含量，可認為此至少部分歸因於下伏第二應變調變層堆疊1220之非均勻表面輪廓，如美國專利第9,281,442號中所描述。
在一實施例中，殼發光氮化銦鎵層1232亦含有圖46B中所展示之富銦「奈米環」或「簷口(eave)」區域1232A。奈米環區域1232A包括自殼之上尖端部分中之p面至殼之下部分中之m平面的一結構不連續性，如PCT國際公開案第WO 2106/025325 A1號及2014年8月12日申請之其優先 US臨時申請案第62/036,363號中所描述，該兩個案之全文以引用方式併入本文中。區域1232A具有比具有傾斜p面側壁之層1232之上尖端部分及具有實質上垂直m面側之層1232之下部分高至少5原子%之銦含量。奈米環區域1232A係一環形區域，其環繞奈米線核心32之上尖端部分與下部分之間之奈米線核心32之一中間部分之整個周邊。奈米環區域1232A可含有銦與鎵之至少一3：7原子比，諸如銦與鎵之一更大3.5：6.5原子比。然而，亦可使用諸如小於3：7之其他比率。在一實施例中，殼發光氮化銦鎵層1232之至少一部分(諸如至少奈米環區域1232A)具有一InxGa(1-x)N成分，其中x係在自0.26至0.55之範圍內，諸如0.35至0.50。
殼氮化鋁鎵層1233包含一薄氮化鋁鎵材料，其可防止銦在製造期間自下伏殼發光氮化銦鎵層1232蒸鍍。殼氮化鋁鎵層1233可具有一AlyGa(1-y)N成分，其中y係在自0.3至1.0(諸如自0.5至0.8)之範圍內。在一實施例中，殼氮化鋁鎵層可具有自0.2nm至3.0nm(諸如0.5nm至1.5nm)之範圍內之一厚度，諸如自0.5nm至1.0nm。
殼GaN障壁層1234可具有自5nm至20nm之範圍內之一厚度。殼GaN障壁層1234提供殼發光氮化銦鎵層1232與隨後將形成之p型化合物半導體材料層之間之一能量障壁。可視情況省略上文所描述之各種應變修改層(1210、1218、1220、1225)之一或多者，且歸因於奈米線核心32之奈米柔度，殼發光量子井1230可直接形成於奈米線核心32、GaN或AlGaN障壁層及/或定位於奈米線核心32上之其他殼層之一者上。
超晶格殼1210內之各種材料層、殼GaN間隔物層1218、第二應變調變層堆疊1220、第三應變調變層堆疊1225及殼發光量子井1230可未經摻雜(例如，未經有意摻雜)，且可具有不大於1.0×1019/cm3之一自由電荷載 子濃度。
一殼p摻雜氮化鋁鎵層1240可形成於殼層堆疊34上，即，形成於殼發光量子井1230上。舉例而言，殼p摻雜氮化鋁鎵層1240可直接形成於殼GaN障壁層1234上。在一實施例中，殼p摻雜氮化鋁鎵層1240可具有自10nm至30nm之範圍內之一厚度，但亦可採用更小及更大厚度。在一實施例中，殼p摻雜氮化鋁鎵層1240可依一摻雜物濃度經p摻雜，其提供自1.0×1017/cm3至3.0×1020/cm3之範圍內(諸如自3.0×1017/cm3至1.0×1020/cm3)之一自由電荷載子濃度(即，電洞濃度)，但亦可採用更小及更大自由電荷載子濃度。殼p摻雜氮化鋁鎵層1240可具有比殼氮化鋁鎵層1233低之鋁含量且可具有一AlzGa(1-z)N成分，其中z小於0.5，諸如在自0.2至0.3之範圍內。
參考圖47，一第一p摻雜化合物半導體材料層1250可形成於殼堆疊34上(例如，形成於形成殼堆疊34之外表面之殼p摻雜氮化鋁鎵層1240上)。第一p摻雜化合物半導體材料層1250可包含諸如p摻雜氮化鎵之一p摻雜單晶化合物半導體材料。在一實施例中，第一p摻雜化合物半導體材料層1250可依一摻雜物濃度經p摻雜，其提供自1.0×1017/cm3至3.0×1020/cm3之範圍內(諸如自3.0×1017/cm3至1.0×1020/cm3)之一自由電荷載子濃度(即，電洞濃度)，但亦可採用更小及更大自由電荷載子濃度。經沈積之p摻雜化合物半導體材料在具有或無垂直接縫或空隙橫向環繞各奈米線之情況下聚結於奈米線之間以形成第一p摻雜化合物半導體材料層1250作為一連續材料層。
一奈米線核心32、一殼層堆疊34、一殼p摻雜氮化鋁鎵層1240及一第一p摻雜化合物半導體材料層1250之各組合構成一半導體奈米線1300。
參考圖48，一第二p摻雜化合物半導體材料層1260可形成於第一p摻雜化合物半導體材料層1250上。第二p摻雜化合物半導體材料層1260可包含諸如p摻雜氮化鎵之一p摻雜單晶化合物半導體材料。第二p摻雜化合物半導體材料層1260中之摻雜物濃度可大於第一p摻雜化合物半導體材料層1250中之摻雜物濃度。在一實施例中，第二p摻雜化合物半導體材料層1260可依一摻雜物濃度經p摻雜，其提供自5.0×1019/cm3至3.0×1021/cm3之範圍內(諸如自1.0×1020/cm3至2.0×1021/cm3)之一自由電荷載子濃度(即，電洞濃度)，但亦可採用更小及更大自由電荷載子濃度。第二p摻雜化合物半導體材料層1260之厚度經選擇使得第二p摻雜化合物半導體材料層1260形成為填充半導體奈米線1300之間之間隙且提供一連續頂面之一連續材料層或形成圍封半導體奈米線之間之氣隙之一空橋結構，如全文以引用方式併入本文中之美國專利第8,350,249號中所描述。
參考圖49，一透明導電電極(諸如一透明導電氧化物層964)可沈積於第一及第二p摻雜化合物半導體材料層(1250、1260)上方。若自發光氮化銦鎵層1232發射之光由隨後將形成於透明導電電極上方之一反射器層966向下引導向單晶n摻雜氮化鎵層26，則透明導電氧化物層964在本文中指稱一背側透明導電氧化物層964。透明導電氧化物層964包含諸如氧化銦錫或摻鋁氧化鋅之一透明導電氧化物材料。透明導電氧化物層964可沈積為跨第一及第二p摻雜化合物半導體材料層(1250、1260)之整個區域延伸之一連續材料層。透明導電氧化物層964可不連續地橫跨發光二極體之相鄰群組(例如，藉由圖案化)以實現發光二極體之各群組之獨立操作。透明導電氧化物層964之厚度可在自100nm至2微米之範圍內(諸如自200nm至1微米)，但亦可採用更小及更大厚度。
一反射器材料可視情況經沈積以形成在背側透明導電氧化物層964上方連續延伸之一反射器層966。反射器層966透過背側透明導電氧化物層964電短接至第一及第二p摻雜化合物半導體材料層(1250、1260)。在一實施例中，反射器層966包含選自銀、鋁、銅及金之至少一種材料。在一實施例中，可藉由諸如物理氣相沈積(濺鍍)或真空蒸鍍之一定向沈積方法來沈積反射器材料。反射器層966可用於使自發光區域1230發射之光向下反射。
隨後，可執行圖36之額外處理步驟以形成一介電材料層，且可執行圖37及圖38之處理步驟以提供複數個第一發光二極體10R。在單粒化成多個第一發光二極體10R之後，各第一發光二極體可包含複數個半導體奈米線1300。
各第一發光二極體10R包含一奈米線核心32作為一單晶n摻雜GaN部分，其自具有一平坦頂面之一單晶n摻雜GaN層26之一水平面垂直突出。包括複數個應變調變層堆疊(1210、1220、1225)內之各層、發光氮化銦鎵層1232、GaN障壁層1234及p摻雜氮化鋁鎵層1240之一選用殼層堆疊34橫向環繞奈米線核心32且包含沿一垂直方向且垂直於單晶n摻雜GaN層26之平坦頂面延伸之垂直部分。
在圖43至圖49所繪示之實施例中，具有一平坦頂面之一平坦單晶n摻雜GaN層26形成於一基板802上。包括n摻雜GaN之奈米線核心32可形成於平坦單晶n摻雜GaN層26上。一殼層堆疊34形成於奈米線核心32上。殼層堆疊包含殼應變調變層堆疊(1210、1220、1225)之一或多者、一殼發光氮化銦鎵層1232、一殼GaN障壁層1234及一殼p摻雜氮化鋁鎵層1240。殼應變調變層堆疊(1210、1220、1225)之厚度可較薄以適應殼發光氮化 銦鎵層1232上之應變。替代地，歸因於適應殼發光氮化銦鎵層1232上之應變之奈米線核心32之奈米柔度，可省略堆疊(1210、1220及/或1225)之一或多者。可形成電短接至第一及第二p摻雜化合物半導體材料層(1250、1260)之先前實施例中所描述之導電接合結構433。基板802及其上之材料結構可經切割以提供第一發光二極體10R。基板802之部分可經移除以實現在各第一發光二極體內形成至一單晶n摻雜GaN層之電接觸(其係平坦單晶n摻雜GaN層26之一剩餘部分)。
可採用上文所描述之方法之任何者來將第一發光二極體10R接合至一背板以形成一直視顯示裝置之一像素陣列。經組態以發射自400nm至600nm之範圍內之一第二峰值波長之光的第二發光二極體10G可接合至背板。額外發光二極體(諸如第三發光二極體10B)可視情況轉移至背板。舉例而言，第二發光二極體可為綠光發光二極體且第二峰值波長可在自495nm至570nm之範圍內，且第三發光二極體10B可為經組態以發射自400nm至495nm之範圍內之一第三峰值波長之光的藍光發光二極體。
在一非限制性實例中，第一發光二極體10R之各者可包括電連接至一各自p摻雜氮化鋁鎵層(1140、1240)且接合至背板401上之一各自接合墊423之一第一導電接合結構433，且第二發光二極體10G之各者可包括電短接至第二發光二極體10G內之一各自p摻雜化合物半導體材料層且接合至背板401上之另一各自接合墊422之一第二導電接合結構422，如圖40B中所繪示。
在一實施例中，第一發光二極體10R之各者可包括一第一反射器層966，其定位於各自p摻雜氮化鋁鎵層(1140、1240)與第一導電接合結構433之間且經組態以使光朝向p摻雜氮化鋁鎵層(1140、1240)反射。在一 實施例中，第一發光二極體10R之各者可包括一第一透明導電氧化物層964，其定位於p摻雜氮化鋁鎵層(1140、1240)與第一導電接合結構433之間且電短接至p摻雜氮化鋁鎵層(1140、1240)及第一導電接合結構433。
在一實施例中，可在接合發光二極體(10R、10G、10B)以形成一像素陣列之後執行圖40A及圖40B之方法。具體言之，可在將第一發光二極體10R及第二發光二極體10G接合至背板401之後形成橫向環繞像素陣列內之第一發光二極體10R及第二發光二極體10G之各者之一介電填充材料層798，如圖40A中所繪示。隨後，可使一前側透明導電氧化物層796形成於介電填充材料層798上方，使得前側透明導電氧化物層796短接至像素陣列內之第一發光二極體10R中之各單晶n摻雜GaN部分(804、32)。前側透明導電氧化物層796可為第一發光二極體10R及第二發光二極體10G之各者之一共同接地電極。
儘管上文將圖41至圖49之實施例之紅光發光二極體10R描述為用於一多色直視顯示器中，但應瞭解，此等紅光發光二極體可用於其中期望紅光發射之任何適合發光裝置(諸如針對一LCD顯示器之一背光)、一照明器具(例如燈具)、一車輛頭燈、一車輛尾燈、一交通信號燈、一眼內投影裝置等等中。
圖50係展示採用圖41之第一例示性平坦材料層堆疊及圖42之第二例示性平坦材料層堆疊之樣本發光裝置之外部量子效率的曲線圖。曲線圖中繪製1.2A/cm2電流密度處之峰值波長與外部量子效率之間之關係。實心圓對應於具有圖41之第一例示性平坦材料層堆疊之組態之樣本之資料點且使用一第一擬合曲線5001擬合。空心圓對應於具有圖42之第二例示性平坦材料層堆疊之組態之樣本之資料點且使用一第二擬合曲線5002擬合。 提供600nm至640nm之間之峰值發射波長之大於2%之外部量子效率，諸如2%至10%。在大於620nm之一峰值波長大於2%且提供脆紅色之外部量子效率已由實施本發明之結構之樣本證實。總所周知，發光二極體之外部量子效率隨波長增大至高於600nm而快速降低。可認為，在大於620nm之一峰值波長大於2%(諸如，在628nm處為3.9%)之外部量子效率(如由實施本發明之結構之樣本所提供)之效能高於任何已知先前技術之基於InGaN之紅光發光裝置。
所測試之層堆疊未經切割或囊封且不具有一反射器。此外，鎳點代替實際電極沈積於堆疊上且經受一高電壓尖峰以將鎳點擴散至堆疊中。接著，量測p側點與n側點之間之電壓。預期在一銀反射器頭座中且使用環氧樹脂之一完全囊封晶片(一燈具)相對於鎳點裝置傳送提高四倍之EQE。應注意，在發光區域中具有一個量子井之堆疊在一給定峰值發射波長展現比在發光區域中具有兩個量子井之一堆疊高之一外部量子效率。在不受一特定理論約束之情況下，可認為此效應歸因於單一量子井裝置之較低應變。因此，在本發明之一實施例中，發光區域含有一或兩個量子井或三個或三個以上量子井。
圖51係圖42之第二例示性平坦材料堆疊之發射強度對波長之一作圖。堆疊展現1.2A/cm2之一電流密度處之小於50nm(例如約45nm)之一半高全寬(FWHM)。
圖52展示根據本發明之一實施例之針對各種操作電流密度條件採用610nm峰值發射波長之圖42之第二例示性平坦材料堆疊之一未經囊封、未經切割20微米微LED之一電流-電壓圖。
參考圖53，其繪示採用圖49之例示性裝置結構之樣本發光裝置之光 譜分佈。峰值外部量子效率發生於低於1A/cm2之低電流密度處，此使基於奈米線之LED適合於在低於1A/cm2之低電流密度處操作之直視顯示器。
如上文所描述，圖41至圖53之實施例之平坦及奈米線LED展現在相對較低電流密度(例如1A/cm2至2A/cm2)及100nm或更小之FWHF(諸如50nm或更小，例如45nm至50nm)處具有高外部量子效率(例如2%至10%)之紅光發射(例如610nm至650nm，諸如615nm至630nm)。發光區域(1130、1230)中之氮化鋁鎵層(例如蓋層)(1133、1233)之III族成分可含有小於99%之鋁(例如50%至80%之Al)。裝置可在發光區域中含有少於五個量子井(例如一或兩個量子井)。裝置亦可在裝置之發光區域與n型側之間包含一超晶格(1110及1210)UV發射InGaN/GaN堆疊及至少一個藍光或綠光發光InGaN/GaN堆疊以減輕應變且提高發光區域品質。
本發明之紅光發光二極體可為具有自1微米至100微米之範圍內之一橫向尺寸(如針對圖40B中之紅光發光二極體10R自左至右所量測)之一微紅光LED。多個紅光發光二極體或一單一紅光發光二極體可構成一顯示裝置之一單一子像素。舉例而言，一眼內投影裝置可包含一單一紅光發光奈米線1300作為一單一紅光子像素。本發明之紅光顯示二極體可用於形成於一背板上之一單色顯示裝置或一RGB單片顯示裝置中。
儘管上文已參考特定較佳實施例，但應瞭解，本發明不受限此。一般技術者應想到，可對所揭示之實施例作出各種修改且此等修改意欲在本發明之範疇內。儘管本發明中繪示採用一特定結構及/或組態之一實施例，但應瞭解，可使用功能等效之任何其他相容結構及/或組態來實踐本發明，只要此等替代不被明確禁止或一般技術者不會無法以其他方式知 曉。
802:基板
804:單晶n摻雜氮化鎵層
964:透明導電氧化物層
966:反射器層
1110:第一超晶格結構
1112:第一中介氮化銦鎵層
1114:第一中介GaN層
1118:平坦GaN間隔物層
1120:第二超晶格結構
1122:第二中介氮化銦鎵層
1124:第二中介GaN層
1130:發光區域
1132:平坦發光氮化銦鎵層
1133:平坦氮化鋁鎵層
1134:平坦GaN障壁層
1140:平坦p摻雜氮化鋁鎵層
1150:第一p摻雜化合物半導體材料層
1160:第二p摻雜化合物半導體材料層

Claims (19)

  1. 一種發光二極體，其包括：一n摻雜部分；一p摻雜部分；及一發光區域，其定位於該n摻雜部分與該p摻雜部分之間，該發光區域包括一發光氮化銦鎵層(light-emitting indium gallium nitride layer)，其在跨彼處(thereacross)之電偏壓下發射介於610nm至650nm之間之一峰值波長之光；其中：該發光二極體包括具有100微米或更小之一橫向尺寸之一微發光二極體(micro-light emitting diode)；及該發光二極體在跨彼處之具有至少2%之一外部量子效率之電偏壓下發射介於610nm至650nm之間之該峰值波長之該光。
  2. 如請求項1之發光二極體，其中該發光區域進一步包括：一III族氮化物層，其定位於該發光氮化銦鎵層上；及一GaN障壁層，其定位於該III族氮化物層上。
  3. 如請求項1之發光二極體，其中該發光二極體在跨彼處之具有2%至10%之該外部量子效率之電偏壓下發射介於610nm至650nm之間之該峰值波長之該光。
  4. 如請求項1之發光二極體，其中該發光二極體在跨彼處之具有100nm或更少之半高全寬(full width half maximum)之電偏壓下發射介於610nm至650nm之間之該峰值波長之該光。
  5. 如請求項1之發光二極體，其中該發光二極體包括位於一顯示裝置中之一紅光發光二極體。
  6. 一種顯示裝置，其包括如請求項5之發光二極體，其進一步包括一背板。
  7. 如請求項6之顯示裝置，其中該紅光發光二極體位於該背板上。
  8. 如請求項7之顯示裝置，其進一步：位於該背板上之一綠光發光二極體；及位於該背板上之一藍光發光二極體。
  9. 一種顯示裝置，其包括如請求項5之發光二極體，其中該顯示裝置包括一眼內投影裝置(in-eye projection device)，該眼內投影裝置包括作為一單一紅光子像素之發光二極體。
  10. 一種顯示裝置，其包括如請求項5之發光二極體，其中該顯示裝置包括一單色顯示裝置(monocolor display device)。
  11. 一種顯示裝置，其包括如請求項5之發光二極體，其中該顯示裝置包括一RGB單片(monolithic)顯示裝置。
  12. 一種直視顯示裝置，其包括：一像素陣列，其位於一背板上，其中該直視顯示裝置之該等像素之各者包括一紅光發光二極體，該紅光發光二極體包括：一n摻雜部分；一p摻雜部分；及一發光區域，其定位於該n摻雜部分與該p摻雜部分之間，該發光區域包括一發光氮化銦鎵層，該發光氮化銦鎵層在跨彼處之電偏壓下發射介於610nm至650nm之間之一峰值波長之光，其中該紅光發光二極體包括具有100微米或更小之一橫向尺寸之一微發光二極體；其中該紅光發光二極體在跨彼處之具有至少2%之一外部量子效率之電偏壓下發射介於610nm至650nm之間之該峰值波長之該光。
  13. 如請求項12之直視顯示裝置，其進一步包括位於該背板上之一綠光發光二極體及位於該背板上之一藍光發光二極體。
  14. 如請求項13之直視顯示裝置，其中該直視顯示裝置包括一RGB單片顯示裝置。
  15. 如請求項12之直視顯示裝置，其中該直視顯示裝置包括一眼內投影裝置，該眼內投影裝置包括作為一單一紅光子像素之紅光發光二極體。
  16. 如請求項12之直視顯示裝置，其中該直視顯示裝置包括一單色顯示裝置。
  17. 如請求項12之直視顯示裝置，其中該發光區域進一步包括：一III族氮化物層，其定位於該發光氮化銦鎵層上；及一GaN障壁層，其定位於該III族氮化物層上。
  18. 如請求項12之直視顯示裝置，其中該紅光發光二極體在跨彼處之具有2%至10%之該外部量子效率之電偏壓下發射介於610nm至650nm之間之該峰值波長之該光。
  19. 如請求項12之直視顯示裝置，其中該紅光發光二極體在跨彼處之具有100nm或更少之半高全寬之電偏壓下發射介於610nm至650nm之間之該峰值波長之該光。
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Families Citing this family (80)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010014032A1 (en) 2008-07-07 2010-02-04 Glo Ab A nanostructured LED
EP3357097B1 (en) 2015-10-01 2020-12-16 Cree, Inc. Low optical loss flip chip solid state lighting device
US10418407B2 (en) 2015-11-06 2019-09-17 Artilux, Inc. High-speed light sensing apparatus III
CN105870265A (zh) 2016-04-19 2016-08-17 京东方科技集团股份有限公司 发光二极管基板及其制备方法、显示装置
WO2018070666A1 (ko) * 2016-10-11 2018-04-19 주식회사 루멘스 Led 디스플레이 모듈 및 그 제조방법
WO2018080860A1 (en) 2016-10-24 2018-05-03 Glo Ab Indium gallium nitride red light emitting diode and method of making thereof
US20240266330A1 (en) * 2016-11-25 2024-08-08 Vuereal Inc. Integration of microdevices into system substrate
US12464822B2 (en) 2016-11-25 2025-11-04 Vuereal Inc. Integration of microdevices into system substrate
DE102017107961B4 (de) * 2017-04-12 2022-10-13 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung einer Beleuchtungseinrichtung und Beleuchtungseinrichtung
US10361158B2 (en) * 2017-08-29 2019-07-23 Micron Technology, Inc. Integrated assemblies having structures along a first pitch coupled with structures along a second pitch different from the first pitch
US10964851B2 (en) * 2017-08-30 2021-03-30 SemiLEDs Optoelectronics Co., Ltd. Single light emitting diode (LED) structure
FR3076080B1 (fr) * 2017-12-27 2019-11-29 Aledia Pseudo-substrat pour dispositif optoelectronique et son procede de fabrication
US11031527B2 (en) 2018-01-29 2021-06-08 Creeled, Inc. Reflective layers for light-emitting diodes
US11923481B2 (en) 2018-01-29 2024-03-05 Creeled, Inc. Reflective layers for light-emitting diodes
US11387389B2 (en) 2018-01-29 2022-07-12 Creeled, Inc. Reflective layers for light-emitting diodes
US10998286B1 (en) * 2018-02-08 2021-05-04 Facebook Technologies, Llc Laser-induced selective heating for microLED placement and bonding
US10790261B2 (en) * 2018-03-12 2020-09-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Bonding through multi-shot laser reflow
US11257983B2 (en) 2018-04-11 2022-02-22 Nanosys, Inc. Light emitting diodes formed on nanodisk substrates and methods of making the same
US11069837B2 (en) 2018-04-20 2021-07-20 Glo Ab Sub pixel light emitting diodes for direct view display and methods of making the same
US11100844B2 (en) 2018-04-25 2021-08-24 Raxium, Inc. Architecture for light emitting elements in a light field display
US12394360B2 (en) * 2018-04-25 2025-08-19 Google Llc Architecture for light emitting elements in a light field display
TWI878222B (zh) * 2018-05-14 2025-04-01 晶元光電股份有限公司 一種發光裝置及其製造方法
US11637093B2 (en) * 2018-05-24 2023-04-25 Intel Corporation Micro light-emitting diode display fabrication and assembly
WO2019240894A1 (en) 2018-06-14 2019-12-19 Glo Ab Epitaxial gallium nitride based light emitting diode and method of making thereof
DE102018116224A1 (de) * 2018-07-04 2020-01-09 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauteilen und optoelektronisches Halbleiterbauteil
US10879419B2 (en) * 2018-08-17 2020-12-29 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting device
US20200119085A1 (en) 2018-10-10 2020-04-16 Glo Ab Vertical stacks of light emitting diodes and control transistors and method of making thereof
US11264539B2 (en) 2018-12-03 2022-03-01 Nanosys, Inc. Light emitting diodes containing deactivated regions and methods of making the same
TWI676286B (zh) * 2018-12-05 2019-11-01 英屬開曼群島商錼創科技股份有限公司 微型發光二極體顯示裝置及其製作方法
US10879441B2 (en) 2018-12-17 2020-12-29 Cree, Inc. Interconnects for light emitting diode chips
US11302248B2 (en) 2019-01-29 2022-04-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh U-led, u-led device, display and method for the same
KR102725008B1 (ko) 2019-01-15 2024-11-01 삼성디스플레이 주식회사 발광 소자 및 이를 포함하는 표시 장치
US11156759B2 (en) 2019-01-29 2021-10-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh μ-LED, μ-LED device, display and method for the same
US11271143B2 (en) 2019-01-29 2022-03-08 Osram Opto Semiconductors Gmbh μ-LED, μ-LED device, display and method for the same
US11610868B2 (en) 2019-01-29 2023-03-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh μ-LED, μ-LED device, display and method for the same
DE112020000561A5 (de) 2019-01-29 2021-12-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Videowand, treiberschaltung, ansteuerungen und verfahren derselben
CN111525013A (zh) 2019-02-01 2020-08-11 隆达电子股份有限公司 发光二极管及其制造方法
JP7642549B2 (ja) 2019-02-11 2025-03-10 エイエムエス－オスラム インターナショナル ゲーエムベーハー 光電子構造素子、光電子配置構造体および方法
FR3093862B1 (fr) 2019-03-11 2022-07-29 Soitec Silicon On Insulator Structure semi-conductrice optoélectronique comprenant une couche d’injection de type p à base d’InGaN
US11538786B2 (en) * 2019-03-19 2022-12-27 Ordos Yuansheng Optoelectronics Co., Ltd. Transfer printing method and transfer printing apparatus
US10985294B2 (en) * 2019-03-19 2021-04-20 Creeled, Inc. Contact structures for light emitting diode chips
US11610935B2 (en) * 2019-03-29 2023-03-21 Lumileds Llc Fan-out light-emitting diode (LED) device substrate with embedded backplane, lighting system and method of manufacture
CN113632246B (zh) * 2019-03-29 2024-09-17 株式会社日本显示器 无机发光体的制造方法
DE112020002077A5 (de) * 2019-04-23 2022-01-05 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Led modul, led displaymodul und verfahren zu dessen herstellung
US11538852B2 (en) 2019-04-23 2022-12-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh μ-LED, μ-LED device, display and method for the same
CN114303236A (zh) 2019-05-13 2022-04-08 奥斯兰姆奥普托半导体股份有限两合公司 多芯片承载结构
US12189280B2 (en) 2019-05-23 2025-01-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Lighting arrangement, light guide arrangement and method
US11444065B2 (en) 2019-05-30 2022-09-13 Nanosys, Inc. Light emitting diode device containing a positive photoresist insulating spacer and a conductive sidewall contact and method of making the same
US11575069B2 (en) * 2019-06-11 2023-02-07 Meta Platforms Technologies, Llc Employing deformable contacts and pre-applied underfill for bonding LED devices via lasers
US20210013099A1 (en) * 2019-07-10 2021-01-14 Facebook Technologies, Llc Reducing the planarity variation in a display device
US11094848B2 (en) 2019-08-16 2021-08-17 Creeled, Inc. Light-emitting diode chip structures
US12477856B2 (en) * 2019-08-28 2025-11-18 Artilux, Inc. Photo-detecting apparatus with low dark current
US12278252B2 (en) 2019-08-28 2025-04-15 Artilux, Inc. Photo-detecting apparatus with low dark current
JP7594578B2 (ja) 2019-09-20 2024-12-04 エイエムエス－オスラム インターナショナル ゲーエムベーハー 光電子構造素子、半導体構造およびそれらに関する方法
TWI779242B (zh) * 2019-10-28 2022-10-01 錼創顯示科技股份有限公司 微型發光二極體裝置
JP7728756B2 (ja) 2019-10-29 2025-08-25 エイエムエス－オスラム インターナショナル ゲーエムベーハー オプトエレクトロニクス装置
US12040317B2 (en) 2019-12-06 2024-07-16 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic device
US11475817B2 (en) * 2019-12-24 2022-10-18 Lumileds Llc MicroLED display
US11688840B2 (en) * 2019-12-28 2023-06-27 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting device and led display apparatus having the same
KR20220140890A (ko) * 2020-01-22 2022-10-18 포로 테크놀로지스 리미티드 반도체 구조체 및 제작 방법
CN113497011B (zh) * 2020-03-18 2025-06-17 重庆康佳光电科技有限公司 一种led显示器像素单元结构及巨量转移方法
CN113497016B (zh) * 2020-04-07 2025-06-20 重庆康佳光电科技有限公司 一种led显示装置及巨量转移方法
TWI726685B (zh) 2020-04-16 2021-05-01 錼創顯示科技股份有限公司 微型發光元件顯示裝置
US20230138761A1 (en) 2020-04-30 2023-05-04 Lumileds Llc Color LEDS With Integrated Optical Filtering Elements
US11876150B2 (en) 2020-05-19 2024-01-16 Google Llc Combination of strain management layers for light emitting elements
EP4170734A4 (en) 2020-06-18 2024-06-19 Nichia Corporation METHOD FOR PRODUCING AN IMAGE DISPLAY DEVICE AND IMAGE DISPLAY DEVICE
TWI736334B (zh) * 2020-06-23 2021-08-11 隆達電子股份有限公司 發光二極體
GB2596533B (en) * 2020-06-29 2023-02-15 Plessey Semiconductors Ltd Hybrid microdisplay
EP4002455B1 (en) * 2020-11-12 2022-10-12 Infineon Technologies AG Display device and electronic device comprising the same
EP4315398A4 (en) 2021-03-31 2025-03-05 Adeia Semiconductor Bonding Technologies Inc. DIRECT ADHESION AND REMOVING A CARRIER
US11901477B2 (en) * 2021-06-17 2024-02-13 Applied Materials, Inc. Light absorbing barrier for LED fabrication processes
US20230402566A1 (en) * 2021-11-19 2023-12-14 Seoul Viosys Co., Ltd. Di-chromatic device
KR20230114631A (ko) 2022-01-25 2023-08-01 삼성전자주식회사 나노 로드 발광 다이오드, 디스플레이 장치 및 제조 방법
WO2023228918A1 (ja) * 2022-05-27 2023-11-30 京セラ株式会社 発光装置および発光装置の製造方法
US12527127B2 (en) 2022-07-15 2026-01-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Nitride semiconductor light emitting device
KR20240027469A (ko) * 2022-08-23 2024-03-04 한국광기술원 초미세 수직형 led 디스플레이의 제조 방법
CN115274986B (zh) * 2022-09-29 2022-12-16 惠科股份有限公司 生长基板、显示面板及其制作方法
TWI811133B (zh) * 2022-10-12 2023-08-01 友達光電股份有限公司 顯示面板
DE112024000564T5 (de) * 2023-01-11 2025-11-06 Innovation Semiconductor Farbvariierbare led-elemente und anzeigesysteme sowie verfahren davon querverweis auf verwandte anmeldungen
US20240379905A1 (en) * 2023-05-12 2024-11-14 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting diode emitting light of multi peak wavelengths

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201541665A (zh) * 2012-12-27 2015-11-01 Genesis Photonics Inc 半導體堆疊結構
TW201603315A (zh) * 2014-07-14 2016-01-16 晶元光電股份有限公司 發光元件
TW201611326A (zh) * 2012-11-19 2016-03-16 新世紀光電股份有限公司 氮化物半導體結構及半導體發光元件

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08202288A (ja) * 1995-01-31 1996-08-09 Mitsubishi Cable Ind Ltd 半導体発光素子の配置構造とそれを用いてなる表示装置およびその製造方法
JP2002050795A (ja) * 2000-07-31 2002-02-15 Kansai Tlo Kk ＩｎＧａＮ系発光ダイオード
KR100720101B1 (ko) * 2005-08-09 2007-05-18 삼성전자주식회사 나노구조의 다기능성 오믹층을 사용한 탑에미트형 질화물계발광소자 및 그 제조방법
JP2011077351A (ja) 2009-09-30 2011-04-14 Sumitomo Electric Ind Ltd 発光素子
CN102782883B (zh) 2010-01-05 2015-07-29 首尔伟傲世有限公司 发光二极管及其制造方法
EP2556572A1 (en) * 2010-04-05 2013-02-13 The Regents of the University of California Aluminum gallium nitride barriers and separate confinement heterostructure (sch) layers for semipolar plane iii-nitride semiconductor-based light emitting diodes and laser diodes
KR101781505B1 (ko) 2010-10-15 2017-09-26 엘지디스플레이 주식회사 질화갈륨계 반도체 발광소자 및 그 제조방법
JP2013127389A (ja) 2011-12-19 2013-06-27 Ihi Corp 腐食試験装置及び腐食試験方法
CN103426373A (zh) * 2012-05-14 2013-12-04 果尚志 发光二极管显示器与其制造方法
JP5450847B2 (ja) * 2013-01-23 2014-03-26 シャープ株式会社 窒化物系半導体発光素子
WO2014181558A1 (ja) * 2013-05-09 2014-11-13 国立大学法人東京大学 発光ダイオード素子およびその製造方法
EP3084847B1 (en) 2013-12-17 2018-02-14 Glo Ab Iii-nitride nanowire led with strain modified surface active region and method of making thereof
JP6505208B2 (ja) 2014-08-12 2019-04-24 グロ アーベーＧｌｏ Ａｂ ひずみ改質された表面活性領域を有するｉｉｉ族窒化物ナノワイヤｌｅｄおよびその製造方法
KR102337405B1 (ko) * 2014-09-05 2021-12-13 삼성전자주식회사 나노구조 반도체 발광소자
TWI684048B (zh) 2014-10-07 2020-02-01 美商康寧公司 直視型顯示裝置及用於直視型顯示裝置的發光單元
EP3235347B1 (en) 2014-12-19 2020-05-13 Glo Ab Method of making a light emitting diode array on a backplane
US20180040665A1 (en) * 2015-03-20 2018-02-08 Sony Semiconductor Solutions Corporation Display apparatus and illumination apparatus, and light emitting element and semiconductor device
US9941330B2 (en) * 2016-05-18 2018-04-10 Globalfoundries Inc. LEDs with three color RGB pixels for displays
WO2018080860A1 (en) * 2016-10-24 2018-05-03 Glo Ab Indium gallium nitride red light emitting diode and method of making thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201611326A (zh) * 2012-11-19 2016-03-16 新世紀光電股份有限公司 氮化物半導體結構及半導體發光元件
TW201541665A (zh) * 2012-12-27 2015-11-01 Genesis Photonics Inc 半導體堆疊結構
TW201603315A (zh) * 2014-07-14 2016-01-16 晶元光電股份有限公司 發光元件

Also Published As

Publication number Publication date
US20180114878A1 (en) 2018-04-26
KR102335714B1 (ko) 2021-12-06
US11611018B2 (en) 2023-03-21
TW201828449A (zh) 2018-08-01
US20200403121A1 (en) 2020-12-24
US20230387350A1 (en) 2023-11-30
EP3529838A1 (en) 2019-08-28
JP2019534565A (ja) 2019-11-28
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