[發明專利]一種可定位溫控的微區加熱陣列及其選擇性轉移半導體微納集成元件的使用方法

在審

• 申請號: 202010913805.0
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112047297A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 王立;趙婕;吳小明;李璠;劉虎;田婷芳;饒鄭剛;莫春蘭;江風益
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 許瑩瑩

本發明提供了一種可定位溫控的微區加熱陣列及其選擇性轉移半導體微納集成元件的使用方法，包括微區加熱陣列和程序控制系統，所述的微區加熱陣列包括：電極層I、電極層II、n個微區加熱單元，n≧64，其中，電極層I包括了n個電極I的陣列和引線I部分，電極層II包括了n個電極II的陣列和引線II部分。本發明提供的一種可定位溫控的微區加熱陣列，可以對陣列中指定位置進行溫度控制；所述的可定位溫控的微區加熱陣列同時具備獨立的溫控驅動功能和獨立的半導體微納集成元件驅動功能；可選擇性轉移半導體微納集成元件，解決了大批量、有選擇性的轉移、去除、焊接、和修補半導體元件的問題；有利于提高生產良率和后期維護的工作。

技術領域

本發明涉及一種微區加熱陣列技術，尤其涉及一種用于半導體微納集成元件的選擇性轉移的可定位溫控微區加熱陣列技術，可對微納集成陣列中指定位置的單個或多個位置上的元件進行轉移、移除、焊接和修補的操作。

背景技術

自20世紀60年代以來，大規模集成電路的元件集成度按照Moore定律以平均每18個月增加一倍的速度飛速發展，器件的小型化、高密度集成化漸成趨勢。然而，集成和封裝問題是諸如射頻微機電系統(MEMS)微開關、發光二極管顯示系統、MEMS或石英振蕩器等微型集成器件商業化的主要障礙之一。其中，單元的轉移以及良率對這種小尺寸、高密度的集成器件至關重要。傳統的轉移技術使用逐一固晶方法。這種逐一固晶的方法不僅在芯片的巨量轉移過程中非常受限，而且在集成單元的排列整齊度、高一致性、高重復性方面也有所欠缺，容易出現死點情況。針對芯片的巨量轉移，目前在LED領域有利用“靜電力”、“凡德瓦力”和“磁力”對巨量的Micro LED單元進行抓取，以及利用激光選擇性釋放、流體自組裝技術及轉印技術來實現大批量單元的轉移工作。然而，上述的集成技術只適用于一次性的轉移和組裝過程，單元集成后無法進行選擇性轉移。針對壞點，也無法做到定位移除、焊接和修補，難以保證芯片的良率和后期維護的工作。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可定位溫控的微區加熱陣列及其選擇性轉移半導體微納集成元件的使用方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種可定位溫控的微區加熱陣列，包括微區加熱陣列和程序控制系統，所述的微區加熱陣列包括：電極層I、電極層II、n個微區加熱單元，n≧64，其中，電極層I包括了n個電極I的陣列和引線I部分，電極層II包括了n個電極II的陣列和引線II部分；

所述的微區加熱單元的結構包括：襯底；設置于襯底上的電極I；設置于電極I上的加熱層I，所述的加熱層I為電致發熱材料；覆蓋于襯底、電極I、加熱層I的絕緣層I，絕緣層I的主要目的是隔離電極I和電極II，絕緣層I設有鏤空部分，鏤空部分露出部分或全部的加熱層I；設置于絕緣層I之上的電極II，電極II不覆蓋絕緣層I的鏤空部分；設置于電極II上的加熱層II，所述的加熱層II為電致發熱材料；設置于絕緣層I和電極II之上的絕緣層II，絕緣層II未覆蓋絕緣層I的鏤空部分，絕緣層II設有鏤空部分露出加熱層II；設置于絕緣層I的鏤空部分和絕緣層II的鏤空部分中的粘結層，所述的粘結層為熔點低于電極I和電極II的導電材料和熱塑性材料，所述的粘結層與加熱層I和加熱層II直接接觸，組成形成觸點；

所述的程序控制系統為程序編輯的電路控制系統，連通單個或多個微區加熱單元的電極I和電極II形成回路，對連通的微區加熱單元施加指定的電學信號，進行調控溫度，融化和凝固粘結層來選擇性轉移微區加熱單元上面對應的半導體微納集成元件。