[發明專利]具有硅電極的微型器件轉移頭部

有效

• 申請號: 201710308883.6
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN107265400B
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: D·格爾達;A·比布爾
• 申請（專利權）人: 蘋果公司
• 主分類號: B81C99/00
• 分類號: B81C99/00;H01L21/60;H01L21/67
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;張寧

本發明描述了微型器件轉移頭部陣列和從SOI襯底形成微型器件轉移頭部陣列的方法。在一個實施例中，微型器件轉移頭部陣列包括基礎襯底和位于基礎襯底上方的圖案化硅層。圖案化硅層可包括硅互連和與硅互連電連接的硅電極陣列。每個硅電極包括在硅互連上方突起的臺面結構。電介質層覆蓋每個臺面結構的頂表面。

分案說明

本申請是于2014年11月24日進入中國國家階段的、國家申請號為201380027204.8、名稱為“具有硅電極的微型器件轉移頭部”的PCT申請的分案申請，其國際申請日為2013年5月16日。

技術領域

本發明涉及微型器件。更具體地，本發明的實施例涉及微型轉移頭部以及用于將一個或多個微型器件轉移到接收襯底的方法。

背景技術

集成和封裝問題是對于諸如射頻(RF)微型機電系統(MEMS)微開關、發光二極管(LED)顯示系統、和MEMS振蕩器或基于石英的振蕩器的微型器件商業化的主要障礙之一。

用于轉移器件的傳統技術包括通過晶圓鍵合從轉移晶圓轉移到接收晶圓。一種此類實現方式是“直接印刷”，包含器件陣列從轉移晶圓到接收晶圓的一次鍵合步驟，隨后去除轉移晶圓。另一個此類實現方式是包含兩次鍵合/解除鍵合步驟的“轉印”。在轉印中，轉移晶圓可從施主晶圓拾取器件陣列，并且然后將器件陣列鍵合到接收晶圓，隨后去除轉移晶圓。

已開發一些印刷過程變型，其中在轉移過程中可選擇性地將器件鍵合和解除鍵合。在傳統方式以及直接印刷和轉印技術的變型兩者中，在將器件鍵合到接收晶圓之后將轉移晶圓從器件解除鍵合。此外，在該轉移過程中涉及具有器件陣列的整個轉移晶圓。

發明內容

本發明公開了微型器件轉移頭部和頭部陣列以及將一個或多個微型器件轉移到接收襯底的方法。例如，接收襯底可以是但不限于顯示襯底、發光襯底、具有諸如晶體管或集成電路(IC)的功能器件的襯底、或具有金屬重新分布線的襯底。

在一個實施例中，微型器件轉移頭部陣列包括基礎襯底和位于基礎襯底上方的圖案化硅層。圖案化硅層包括硅互聯結構和與硅互聯結構電連接的硅電極陣列。每個硅電極包括在硅互聯結構上方突起的臺面結構。諸如氧化硅、氧化鉿、氧化鋁或氧化鉭的電介質層覆蓋每個臺面結構的頂表面。每個硅電極可任選地包括電極引線。

圖案化硅層可以是絕緣體上硅(SOI)襯底中的頂部硅層，該絕緣體上硅襯底包括頂部硅層、氧化物埋層和基礎硅襯底。在一個實施例中，基礎硅襯底為(100)體硅襯底。頂部硅層例如可以摻雜諸如磷的n-摻雜物。

在一個實施例中，通孔從基礎襯底的背側穿過基礎襯底延伸到圖案化硅層，并且通孔與硅互聯結構和硅電極陣列電連接。在一個實施例中，通孔延伸穿過圖案化硅層與基礎襯底之間的氧化物埋層。通孔可具有直的或錐形側壁。鈍化層可覆蓋通孔在基礎襯底內的側表面。通孔可端接圖案化硅層的底表面處或者延伸穿過圖案化硅層。在通孔端接圖案化硅層的底表面處的情況下，導電層可形成在通孔中的鈍化層上，并與圖案化硅層的底表面電接觸。在通孔延伸穿過圖案化硅層的情況下，導電層可形成在通孔中的鈍化層上，并與圖案化硅層的內側表面電接觸。鈍化層還可部分地覆蓋圖案化硅層的頂表面。導電層的部分地覆蓋圖案化硅層的頂表面的部分可具有與鈍化層上的導電層的部分不同的厚度。無論通孔端接圖案化硅層的頂表面或者延伸穿過圖案化硅層，導電層可以不完全填充通孔。在一個實施例中，導電層部分地形成在通孔內。