專利名稱：功能區(qū)域的轉(zhuǎn)移方法及l(fā)ed陣列、打印機(jī)頭和打印機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造半導(dǎo)體部件、半導(dǎo)體產(chǎn)品、半導(dǎo)體器件等的功能區(qū)域的轉(zhuǎn)移 (transfer)方法。并且，本發(fā)明涉及通過(guò)轉(zhuǎn)移方法制造的發(fā)光二極管(LED)陣列、LED打印 機(jī)頭和LED打印機(jī)。
背景技術(shù)：
將經(jīng)由犧牲層在GaAs基板上形成的發(fā)光二極管的構(gòu)成層轉(zhuǎn)移到硅基板的技術(shù)是 已知的。美國(guó)專利No. 6913985公開了這種技術(shù)。更具體而言，經(jīng)由犧牲層沉積在GaAs基 板上的發(fā)光二極管的構(gòu)成層首先通過(guò)在其中形成溝槽而被分割成多個(gè)發(fā)光區(qū)域。犧牲層被 暴露于溝槽。然后，干膜抗蝕劑被附著于發(fā)光二極管的構(gòu)成層，并且，在干膜抗蝕劑上接合 (bond)網(wǎng)狀金屬線的支撐部件。 然后，網(wǎng)狀金屬線正下方的部分以外的抗蝕劑的部分被去除。通過(guò)網(wǎng)狀支撐部件 使?fàn)奚鼘优c蝕刻劑接觸以蝕刻犧牲層。因此，GaAs基板與復(fù)合結(jié)構(gòu)分開。并且，在GaAs基 板的分開之后，在具有構(gòu)成層的發(fā)光二極管上接合硅基板。具有構(gòu)成層的發(fā)光二極管被轉(zhuǎn) 移到硅基板。 日本專利公開No. 2003-174041公開了將選自在基板上形成的多個(gè)半導(dǎo)體芯片的 芯片部分放置到另一基板上的技術(shù)。更具體而言，制備在第一基板上形成的具有器件層的 第一疊層結(jié)構(gòu)，并且制備在第二基板上形成的具有分離層(release layer)的第二疊層結(jié) 構(gòu)。然后，通過(guò)使器件層和分離層相互面對(duì)，使第一疊層結(jié)構(gòu)和第二疊層結(jié)構(gòu)接合。包含器 件層和分離層的疊層結(jié)構(gòu)以預(yù)定的圖案被分割成多個(gè)部分。由此，在第二基板上形成包含 器件的多個(gè)芯片。選自所述多個(gè)芯片的預(yù)定芯片被接合到第三基板上的預(yù)定位置。然后， 第二基板在分離層處與所選芯片分開，并且，所選芯片由此被放置在第三基板上。
在通過(guò)使用GaAs基板上的諸如GaAs的化合物半導(dǎo)體制造LED陣列等的情況下， 由于與硅基板相比較而言GaAs基板是昂貴的，因此GaAs基板的有效使用是有益的。并且， 在GaAs基板的尺寸(例如，2英寸、4英寸、6英寸或8英寸基板)與硅基板的尺寸(例如， 4英寸、5英寸、6英寸、8英寸或12英寸基板)不同的情況下，當(dāng)每一基板單位集體地或一 起執(zhí)行轉(zhuǎn)移時(shí)，可轉(zhuǎn)移區(qū)域是較小基板的區(qū)域。因此，為了獲得有效的轉(zhuǎn)移，要使兩個(gè)基板 的尺寸符合較小基板的尺寸。 在以如美國(guó)專利No. 6913985中公開的方式執(zhí)行轉(zhuǎn)移時(shí)，可用的GaAs半導(dǎo)體層僅 是與硅基板上形成的器件對(duì)應(yīng)的部分。因此，與硅基板上的器件之間的部分對(duì)應(yīng)的GaAs半 導(dǎo)體被廢棄不用。 將參照?qǐng)D19A和圖19B描述上述情形。圖19A和圖19B分別示出在硅基板上形成 的電路器件和在GaAs基板上形成的發(fā)光器件層。附圖標(biāo)記11表示GaAs基板，附圖標(biāo)記12 表示GaAs的發(fā)光器件層，附圖標(biāo)記13表示硅基板，附圖標(biāo)記14表示在硅基板13上形成的 電路器件?？赏ㄟ^(guò)將發(fā)光器件層12轉(zhuǎn)移到電路器件14上來(lái)獲取發(fā)光器件。發(fā)光器件層12 被放置在電路器件14的一部分上或接近電路器件14的一部分。例如，發(fā)光器件層12的尺寸約為10mm * 50iim。與此相對(duì)照，例如，電路器件14的尺寸約為10mm * 0. 3mm。因此， 在發(fā)光器件層12被集體轉(zhuǎn)移到電路器件14上的情況下，發(fā)光器件層12的布置和可轉(zhuǎn)移數(shù) 量由于電路器件14的布置而受到限制。因此，每GaAs基板11單位面積的發(fā)光器件層12 的可用面積傾向于是小的。 另一方面，根據(jù)日本專利公開No. 2003-174041的技術(shù)，在第一基板上形成大量的 芯片，并且，芯片的一部分被選擇性轉(zhuǎn)移在第二基板上。因此，可在第一基板上形成與多個(gè) 第二基板上的轉(zhuǎn)移部分對(duì)應(yīng)的芯片。因此，可在一定程度上有效使用第一基板。但是，根 據(jù)這種技術(shù)，當(dāng)芯片被選擇性轉(zhuǎn)移時(shí)，粘合劑被沉積在用于轉(zhuǎn)移的芯片上。因此，存在出現(xiàn) 以下情形的可能性。當(dāng)芯片尺寸小(例如，寬度小于幾百微米)時(shí)，粘合劑可能從預(yù)計(jì)的 (intended)芯片突起。在這種情況下，非預(yù)計(jì)的芯片可能也被接合，并且，可出現(xiàn)不利的轉(zhuǎn) 移。結(jié)果，產(chǎn)量可能降低。 并且，隨著芯片尺寸減小，粘合劑的厚度要被設(shè)為是薄的，使得粘合劑不從預(yù)計(jì)的 芯片突起。如果在這種條件下執(zhí)行接合處理，那么可能使非預(yù)計(jì)的芯片與第二基板接觸，并 且因此可出現(xiàn)一些損傷。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種方法，該方法包括在第一基板上的接合在分離層
上的第一功能區(qū)域和第二功能區(qū)域以及第二基板上的要向其轉(zhuǎn)移第一功能區(qū)域的區(qū)域中
的至少一個(gè)上布置預(yù)定厚度的第一接合層；通過(guò)第一接合層使第一功能區(qū)域與第二基板接
合；在設(shè)置有遮光部件的狀態(tài)下用光照射所述分離層，以在所述分離層處使第一基板與第
一功能區(qū)域分開，所述遮光部件用于遮擋朝向第一基板上的除了其上存在第一功能區(qū)域的
區(qū)域以外的區(qū)域的光；在第一基板上的第二功能區(qū)域、和第二基板上的要向其轉(zhuǎn)移第二功
能區(qū)域的區(qū)域或第三基板上的要向其轉(zhuǎn)移第二功能區(qū)域的區(qū)域中的至少一個(gè)上布置預(yù)定
厚度的第二接合層；通過(guò)第二接合層使第二功能區(qū)域與第二基板或第三基板接合；以及使
所述分離層經(jīng)受光照射或溫度變化，以在所述分離層處使第一基板與第二功能區(qū)域分開。 從參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例和例子的以下描述，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征將變得明顯。


圖1A至圖1C是示出根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)移方法的實(shí)施例中制備第一基板的步驟的截 面圖。 圖2A和圖2B是示出根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)移方法的實(shí)施例中形成接合層的步驟的截面 圖。 圖3A和圖3B是示出根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)移方法的實(shí)施例中將第一基板上的第一功能 區(qū)域選擇性轉(zhuǎn)移到第二基板的步驟的截面圖。 圖4A和圖4B是示出根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)移方法的實(shí)施例中將第一基板上的第二功能 區(qū)域選擇性轉(zhuǎn)移到第三基板的步驟的截面圖。 圖5A和圖5B是示出根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)移方法的另一實(shí)施例中將第一基板上的第一 功能區(qū)域選擇性轉(zhuǎn)移到第二基板的步驟的截面圖。
圖6A和圖6B是示出根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)移方法的另一實(shí)施例中將第一基板上的第二 功能區(qū)域選擇性轉(zhuǎn)移到第三基板的步驟的截面圖。 圖7A和圖7B是示出根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)移方法的又一實(shí)施例中將第一基板上的第二 功能區(qū)域選擇性轉(zhuǎn)移到第三基板的步驟的截面圖。 圖8A是示出第二基板上的多個(gè)轉(zhuǎn)移預(yù)期(e鄧ected)區(qū)域的平面圖。 圖8B是示出第一基板上的多個(gè)功能區(qū)域的平面圖。 圖9是示出第一基板的表面上被構(gòu)圖的分離層的組合的截面圖。 圖IO是示出根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)移方法的第一例子中制備第一基板的步驟的截面圖。 圖11是通過(guò)從一側(cè)觀看圖10的al-bl截面獲得的平面圖。
圖12是通過(guò)從一側(cè)觀看圖10的a2-b2截面獲得的平面圖。 圖13是示出第一溝槽和半導(dǎo)體基板中的溝槽之間的位置關(guān)系以及在半導(dǎo)體基板 中的溝槽之間布置島狀化合物半導(dǎo)體疊層的方式的分解透視圖。 圖14A至圖14D是示出根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)移方法的第二例子中制備第一基板的步驟 的截面圖。 圖15是示出LED打印機(jī)頭的例子的透視圖。 圖16是示出直接在Si基板中形成的驅(qū)動(dòng)器電路與LED器件連接的方式的截面 圖。 圖17是示出能夠以分時(shí)方式被驅(qū)動(dòng)使得電極的數(shù)量可減少的發(fā)光器件陣列電路 的平面圖。 圖18A是示出LED打印機(jī)的例子的配置的示圖。 圖18B是示出LED彩色打印機(jī)的例子的配置的示圖。 圖19A是示出常規(guī)例子中基板上的多個(gè)轉(zhuǎn)移預(yù)期區(qū)域的平面圖。 圖19B是示出常規(guī)例子中籽基板(seed substrate)上的多個(gè)功能區(qū)域的平面圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。在本說(shuō)明書中，功能區(qū)域典型地是指包含半 導(dǎo)體結(jié)的區(qū)域。該區(qū)域可以為器件。并且，功能區(qū)域可以為具有壓電性能、絕緣性能、磁性 能等的區(qū)域，諸如可用作具有電或磁功能的功能器件的區(qū)域。無(wú)論如何，本發(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)在 于功能區(qū)域通過(guò)分離層與基板接合，所述分離層包含其接合強(qiáng)度被光照射降低的材料，并 且，通過(guò)在設(shè)置遮光部件的狀態(tài)下對(duì)分離層進(jìn)行光照射而在分離層處執(zhí)行分開?；谝陨?的發(fā)明概念，本發(fā)明的基本轉(zhuǎn)移方法包含上述的第一到第六步驟。 將詳細(xì)描述這些步驟。首先在第一步驟中制備第一基板。圖1A至圖1C示出制備 具有功能區(qū)域的第一基板100的步驟。在本實(shí)施例中，如圖1A至圖1C所示，要從籽基板的 化合物半導(dǎo)體基板103轉(zhuǎn)移到第一基板100的第一和第二功能區(qū)域101和102中的每一個(gè) 包含化合物半導(dǎo)體層106。并且，第一和第二功能區(qū)域101和102中的每一個(gè)包含依次在 化合物半導(dǎo)體基板103上形成的蝕刻犧牲層105和化合物半導(dǎo)體層106。這里，在基板103 上的化合物半導(dǎo)體層106上形成抗蝕劑層107并對(duì)其進(jìn)行構(gòu)圖，并且，使用被構(gòu)圖的抗蝕劑 層107蝕刻第一和第二功能區(qū)域101和102之間的部分，以形成第一溝槽110。由此，島狀的第一和第二功能區(qū)域101和102被相互分開。 并且，在第一基板100和化合物半導(dǎo)體基板103中的至少一個(gè)中形成第二溝槽 lll(這最終變成通孔)。第二溝槽111被形成為與第一溝槽110連接。在本實(shí)施例中，在 作為GaAs基板的化合物半導(dǎo)體基板103中形成第二溝槽111。通過(guò)朋40肝11202的蝕刻劑和 /或De印RIE(反應(yīng)離子蝕刻)執(zhí)行GaAs的蝕刻。第一基板100是玻璃等的透明基板。第 一和第二功能區(qū)域101和102中的化合物半導(dǎo)體層106可包含分布的布拉格反射(DBR)層 和LED層，并且，蝕刻犧牲層105可以為AlAs層等。 作為籽基板103，可以使用GaAs基板、p型GaAs基板、n型GaAs基板、InP基板、 SiC基板、GaN基板等。并且，代替以上的化合物半導(dǎo)體基板，還可以使用藍(lán)寶石基板、Ge基 板等。蝕刻犧牲層105是可以以比化合物半導(dǎo)體疊層快的蝕刻速度被蝕刻的層。如上所 述，本實(shí)施例中的蝕刻犧牲層105是AlAs層或AlGaAs層(例如，Al。.6Ga。.4As)。在AlGaAs 層為AlxGai—xAs層(x等于或小于一 (1)且等于或大于0. 6)的情況下，當(dāng)x等于或大于0. 6 時(shí)，蝕刻選擇性是顯著的。在蝕刻犧牲層是AlAs層的情況下，可以使用稀釋到百分之二 (2) 至百分之10的范圍的HF溶液作為蝕刻劑。 在籽基板103是藍(lán)寶石基板的情況下，可以使用諸如氮化鉻(CrN)的金屬氮化物 層作為蝕刻犧牲層。在這種情況下，可以在氮化鉻上外延生長(zhǎng)用于制造用于藍(lán)色或紫外輻 射的器件(像LED或激光器)的功能疊層。在疊層中，可以使用用作活性(active)層的 GalnN和用作間隔件(spacer)層的AlGaN或GaN。作為用于氮化鉻(CrN)等的犧牲層的蝕 刻劑，可以使用普通的Cr蝕刻劑(鉻蝕刻液等)。 如圖1B所示，化合物半導(dǎo)體基板103被從底表面研磨(lap)，使得第二溝槽111貫 穿(penetrate)基板103。并且，第一基板100通過(guò)分離層115與化合物半導(dǎo)體基板103上 的第一和第二功能區(qū)域101和102接合，所述分離層115包含其接合強(qiáng)度被光照射降低的 材料。這里，雖然在圖1A至圖1C中在化合物半導(dǎo)體基板103中形成第二溝槽111，但是，由 于GaAs基板與玻璃等的基板100相比非常脆并且物理強(qiáng)度相對(duì)弱，因此相反地在基板100 中可容易地形成第二溝槽。在圖1A中基板100中的第二溝槽由虛線表示。
在本實(shí)施例中，分離層115包含第一分離層115a和第二分離層115b。第一分離 層115a是附著于片狀(sheet)基材115c的一個(gè)表面上的UV可分離粘合層，由于UV光照 射而發(fā)生其分解或接合強(qiáng)度的降低。第二分離層115b是附著于片狀基材115c的另一表面 上的熱可分離粘合層，由于溫度變化而發(fā)生其分解或接合強(qiáng)度的降低。并且，遮光層117被 設(shè)置在第一基板100的與第二功能區(qū)域102的區(qū)域?qū)?yīng)的表面上?？赏ㄟ^(guò)真空蒸發(fā)等形成 遮光層117。代替遮光層117，也可使用能夠容易地放置和剝離的模版(stencil)掩模。并 且，在下面描述的以下步驟中，可以通過(guò)例如會(huì)聚和掃描UV波長(zhǎng)(300nm至400nm)的激光， 來(lái)對(duì)于UV可分離粘合層的希望區(qū)域選擇性地執(zhí)行UV照射。在這種情況下，不需要使用遮 光層。 在第二溝槽設(shè)置在第一基板100中的情況下，溝槽可如下形成。在第一基板是硅 基板的情況下，可在SF6等的氣氛中通過(guò)使用氟的RIE形成第二溝槽的貫穿溝槽。自由基 物種(radical species)不限于氟。在濕蝕刻的情況下，可以使用NaOH、 KOH、 TMAH等。更 具體而言，在分離層115被放置在硅基板100的一個(gè)表面上之后，在硅基板100的另一表面 上形成用于形成溝槽的抗蝕劑的掩模層，并且，使用該掩模在硅基板中形成溝槽。雖然可以
8使用像RIE的干蝕刻或濕蝕刻，但也可使用噴砂等。在噴砂中，石英等的微細(xì)粒子被噴吹到 露出位置上，以物理地破壞硅基板的一部分并形成溝槽。例如，可以在幾百微米的厚硅晶片 中形成這種貫穿溝槽。在貫穿溝槽的這種形成中，其側(cè)壁可被保護(hù)，使得不發(fā)生其縱橫比 (aspect ratio)的劣化。并且，該方法也可容易地應(yīng)用于玻璃基板等。因此，代替以上的化 學(xué)蝕刻，也可通過(guò)噴砂方法或噴吹流體能量的方法執(zhí)行貫穿溝槽的形成。也可使用激光鉆 或微鉆以形成溝槽。 如上所述，可以制備在化合物半導(dǎo)體層106中形成第一溝槽110的基板結(jié)構(gòu)，并 且，在基板100和籽基板103中的至少一個(gè)中形成與第一溝槽110連接的第二貫穿溝槽 111。圖IB表示該基板結(jié)構(gòu)。 然后，通過(guò)第一和第二溝槽110和111使蝕刻劑與蝕刻犧牲層105接觸，以對(duì)蝕刻 犧牲層105進(jìn)行蝕刻。化合物半導(dǎo)體基板103由此與功能區(qū)域101和102分開。如圖1C 所示的那樣制備具有第一和第二功能區(qū)域101和102的第一基板100。由此分開的化合物 半導(dǎo)體基板103可被再使用，以新形成上面具有化合物半導(dǎo)體層的功能區(qū)域。在第一溝槽 llO或溝槽lll深的情況下，存在在蝕刻AlAs等的蝕刻犧牲層時(shí)產(chǎn)生的氣體(氫)的氣泡 可堵塞(close)溝槽的出口的可能性。在這種情況下，可以連續(xù)或間歇地向蝕刻劑或化合 物半導(dǎo)體基板施加超聲波。并且，可以向蝕刻劑(例如，氫氟酸)添加用于減小潤(rùn)濕角的潤(rùn) 滑劑或醇，以抑制或去除蝕刻處理期間的氣泡。 如下面的例子中描述的那樣，制備其上經(jīng)由分離層設(shè)置有功能區(qū)域的第一基板的 方法不限于以上的方法。例如，可通過(guò)向基板結(jié)構(gòu)的界面分開層的側(cè)面或其附近噴吹流體 以使基板103從其分開的方法制備第一基板。 在下一步驟中，預(yù)定厚度的接合層205被附著到要被選擇性轉(zhuǎn)移的第一功能區(qū)域 101和第二基板200上的要向其轉(zhuǎn)移第一功能區(qū)域101的區(qū)域中的至少一個(gè)上。在本實(shí)施 例中，如圖2A和圖2B所示，接合層205被放置在具有驅(qū)動(dòng)器電路的硅基板的第二基板200 上。首先，如圖2A所示，在第二基板200上形成接合層205(例如，有機(jī)絕緣層)。然后，僅 對(duì)第二基板200上的第一功能區(qū)域101的轉(zhuǎn)移預(yù)期區(qū)域執(zhí)行利用抗蝕劑206的掩蔽。如圖 2B所示，通過(guò)化學(xué)蝕刻或RIE執(zhí)行蝕刻，以僅在第二基板200的轉(zhuǎn)移預(yù)期區(qū)域上形成接合 層205，并且，通過(guò)灰化劑(asher)等去除抗蝕劑206。這里，接合層205的厚度約為2. 0微 米，并且，其表面被充分平滑化。利用這種厚度，當(dāng)?shù)谝还δ軈^(qū)域101與接合層205接合時(shí)， 可以防止第二功能區(qū)域102對(duì)于第二基板200的表面的強(qiáng)大壓力。 在本實(shí)施例中，接合層205的厚度約在1. 0微米至10微米的范圍內(nèi)。對(duì)于1. 0微 米之下的厚度，接合效果降低。對(duì)于IO微米之上的厚度，存在如下可能性在功能區(qū)域被轉(zhuǎn) 移到第二基板之后，當(dāng)功能區(qū)域利用金屬布線與在第二基板上形成的驅(qū)動(dòng)器電路等電連接 時(shí)，發(fā)生臺(tái)階(st印)處的布線破壞的情形等。并且，根據(jù)需要，如圖2B所示，本實(shí)施例的轉(zhuǎn) 移方法可包含在第二基板200的除了要向其轉(zhuǎn)移第一功能區(qū)域101的區(qū)域以外的區(qū)域中的 表面上形成預(yù)定的凹凸(unevenness)208的步驟。 利用這種凹凸208，即使第二功能區(qū)域102由于接合時(shí)的應(yīng)力與第二基板200的表 面接觸，也可有效防止第二功能區(qū)域102和基板200之間的接合。例如，可通過(guò)在形成接合 層205時(shí)執(zhí)行的過(guò)度蝕刻來(lái)形成凹凸208。與接合層205的表面相比，凹凸208的表面足 夠粗糙。例如，接合層205的表面的平滑度IC(凹凸的峰谷差的最大值)在約2nm之下，并且，Ra(峰谷差的平均值)在約0.2nm之下。與此相對(duì)照，凹凸208的表面粗糙度Rpv可在約 2nm之上，并且，凹凸208的Ra可在約0. 2nm之上。 如上所述，在放置在第一基板100上的分離層115上設(shè)置多個(gè)島狀功能區(qū)域101 和102。在本例子中，在第二基板200上的上述區(qū)域的表面上形成凹凸208。
在本實(shí)施例中，接合層205由有機(jī)材料形成。作為有機(jī)材料，可以使用聚酰亞胺 等。也可使用環(huán)氧基接合層。代替上述的有機(jī)材料層，也可使用旋涂聚合物和有機(jī)旋涂玻 璃(SOG)。在這些材料中，向像氧化硅層的無(wú)機(jī)絕緣氧化層添加甲基自由基、乙基自由基、苯 基自由基等，并由此增加塑性(plasticity)。例如，在第二基板200的硅基板上和/或中形 成電路區(qū)域的情況下，可以執(zhí)行以下的處理。使用有機(jī)SOG，用于增加電路區(qū)域上的平坦性 的氧化硅絕緣層在第二基板200上被形成至預(yù)定的厚度，并且被構(gòu)圖。氧化硅絕緣層約在 IO(TC的預(yù)烘焙溫度下具有給定的粘性。 在本例子中，預(yù)烘焙處理之后的接合層205的表面的這種粘性有助于下面的接 合步驟中的接合。 一般地，粘著性(粘性)被認(rèn)為由于包含于有機(jī)絕緣材料(例如，旋涂 聚合物)中的水解自由基的硅烷醇基、有機(jī)組分的烷氧基等而出現(xiàn)。由于在處理溫度下進(jìn) 行脫水縮合反應(yīng)，因此這些成分可增強(qiáng)晶片或器件之間的結(jié)(junction)或接合強(qiáng)度。關(guān) 于塑性，有機(jī)成分之中的非水解自由基對(duì)高溫(> 400°C )下的材料的塑性的穩(wěn)定性有貢 獻(xiàn)。接合的關(guān)鍵因素被認(rèn)為是表面平坦性和粒子。與其相關(guān)，可通過(guò)具有塑性和粘著性 (tackiness)的有機(jī)絕緣層的存在來(lái)緩和用于具有器件結(jié)構(gòu)的下層(皿derlayer)和接合 表面的平坦性。 并且，關(guān)于粒子的影響，一些尺寸的粒子可由于有機(jī)絕緣層的塑性而被埋于有機(jī) 絕緣層中。因此，可基本上消除粒子的影響。當(dāng)增加層厚時(shí)，塑性也用于大大松馳存儲(chǔ)的應(yīng) 變。當(dāng)用于增加塑性的有機(jī)成分的量少并且形成相對(duì)厚的層(一 (1)微米之上)時(shí)，可能 出現(xiàn)像裂紋的缺陷。由于這些原因，當(dāng)包含于有機(jī)SOG中的水解和非水解自由基中的有機(jī) 成分的量被設(shè)為約l(一)wt. %之上時(shí)，可以獲得適當(dāng)?shù)恼承院退苄?。因此，即使具有微?量級(jí)的厚度的層也可以是穩(wěn)定的層。 如上所述，第二基板200例如是半導(dǎo)體基板、硅基板、在其表面上具有氧化層的硅 晶片、提供有電路(例如，驅(qū)動(dòng)器電路)的硅晶片等。在制造包含化合物半導(dǎo)體疊層的LED 的情況下，驅(qū)動(dòng)器電路例如是用于驅(qū)動(dòng)控制LED的電路。硅基板可以是在其表面上具有外 延硅層的基板以及所謂的CZ晶片。代替硅基板，也可使用絕緣體上硅(SOI)基板。
將描述第二步驟和第三步驟，在第二步驟中，第一功能區(qū)域101通過(guò)第一接合層 205與第二基板200接合，在第三步驟中，通過(guò)在設(shè)置有用于遮擋朝向第一基板上的除了向 其轉(zhuǎn)移第一功能區(qū)域的區(qū)域以外的區(qū)域的光的遮光部件117的狀態(tài)下對(duì)分離層的光照射， 在分離層115處使第一基板100與第一功能區(qū)域101分開。如圖3A所示，放置在第一基板 100上的分離層115上的第一功能區(qū)域101與接合層205對(duì)準(zhǔn)和接合。如圖3B所示，在第 三步驟中，第一基板100在分離層115的可分離粘合層115a處與第一功能區(qū)域101分開。 在本實(shí)施例中，可分離粘合層115a經(jīng)受給定的處理并變成可分離的。該給定的處理是用于 導(dǎo)致可分離粘合層的分解或接合強(qiáng)度的降低的處理。這里，從透明基板IOO側(cè)執(zhí)行UV光的 照射，以導(dǎo)致UV可分離粘合層115a的分解或接合強(qiáng)度的降低。因此，第一基板100與第一 功能區(qū)域101分開。由于遮光部件117的存在，因此不對(duì)可分離粘合層115a的與第二功能區(qū)域102對(duì)應(yīng)的部分執(zhí)行UV照射。因此，可分離粘合層115a的該部分保持不變，并且，如 圖3B所示，第二功能區(qū)域102保持在第一基板100上。在第三步驟中，UV激光可被會(huì)聚成 微細(xì)光斑(spot)并且被掃描。 分離部分115可具有另一配置。例如，如圖9所示，可分別與第一和第二功能區(qū)域 101和102對(duì)應(yīng)地在第一基板100上附著具有不同性能的分離層120和121。例如，一個(gè)是 第一輻射可分離粘合層，另一個(gè)是第二輻射可分離粘合層，其通過(guò)與第一輻射可分離粘合 層的不同波長(zhǎng)的光的照射而發(fā)生分解或接合強(qiáng)度的降低。并且，在這種情況下，可以在第一 基板100上布置遮光部件，使得當(dāng)用光照射一個(gè)輻射可分離粘合層時(shí)，可確保防止另一粘 合層的光照射。 代替使用片材，可通過(guò)真空蒸發(fā)等在第一基板100上形成具有第一和第二可分離 粘合層的分離層或部分115。更具體而言，分離層可由包含熱發(fā)泡囊體(thermal foaming capsule)的材料形成。UV可分離粘合材料可以是其交聯(lián)由于UV能量照射而破壞的材料、或 包含能夠通過(guò)吸收UV光而發(fā)泡的囊體的材料。熱可分離粘合材料可以是REVALPHA(NITTO DENKO的產(chǎn)品名稱)等。 將描述第四到第六步驟。在第四步驟中，在保持在第一基板100上的第二功能區(qū) 域102和第三基板300(這可以是第二基板200)上的要向其轉(zhuǎn)移第二功能區(qū)域的區(qū)域中的 至少一個(gè)上布置第二接合層305。在第五步驟中，第二功能區(qū)域102通過(guò)第二接合層305與 第三基板300接合。在第六步驟中，分離層經(jīng)受光照射或溫度變化，以使第一基板100在分 離層處與第二功能區(qū)域102分開。 當(dāng)?shù)诙δ軈^(qū)域102被轉(zhuǎn)移到第三基板300時(shí)，可以執(zhí)行與用于第一功能區(qū)域101 的轉(zhuǎn)移基本上相同的處理。換句話說(shuō)，如圖4A所示，在第三基板300上形成第二接合層 305(例如，有機(jī)絕緣層)，并且，僅對(duì)于第三基板300上的第二功能區(qū)域102的轉(zhuǎn)移預(yù)期區(qū) 域執(zhí)行利用抗蝕劑層的掩蔽。然后，通過(guò)化學(xué)蝕刻或RIE執(zhí)行蝕刻，以在希望的區(qū)域上形成 接合層305。 然后，如圖4A所示，第二功能區(qū)域102與第二接合層305對(duì)準(zhǔn)并接合。如圖4B所 示，第一基板100在可分離粘合層115b處與第二功能區(qū)域102分開。這里，分離層115的 熱可分離粘合層115b經(jīng)受約至17(TC的加熱，以導(dǎo)致熱可分離粘合層115b的分解或接合強(qiáng) 度的降低。然后，通過(guò)剝離去除抗蝕劑107。 在本實(shí)施例中，還可以省略遮光層117，并且執(zhí)行全面的光照射，使得第一基板 IOO可在可分離粘合層115a處與第二功能區(qū)域102分開。在這種情況下，分離層115可僅 包含可分離粘合層115a。或者，可分離粘合層115b也可由當(dāng)用光照射時(shí)發(fā)生分解或接合強(qiáng) 度的降低的材料形成。 如上所述，當(dāng)?shù)诙δ軈^(qū)域102被轉(zhuǎn)移到第三基板時(shí)，在保持在第一基板上的第 二功能區(qū)域和第三基板上的要向其轉(zhuǎn)移第二功能區(qū)域的區(qū)域中的至少一個(gè)上形成預(yù)定厚 度的第二接合層。然后，執(zhí)行利用第二接合層305使第二功能區(qū)域102和第三基板300接 合的步驟、和使第一基板100在分離層處與第二功能區(qū)域102分開的步驟。在這種情況下， 也可以在第三基板300上的除了要向其轉(zhuǎn)移第二功能區(qū)域的區(qū)域以外的區(qū)域上形成預(yù)定 的凹凸308(第七步驟)。 如上所述，第一可分離粘合層115a和第二可分離粘合層115b可包含當(dāng)經(jīng)受光照
11射和至給定溫度的加熱時(shí)發(fā)生分解或接合強(qiáng)度的降低的各自材料。在這種情況下，第三步 驟包含用光照射第一可分離粘合層預(yù)定時(shí)間的步驟，并且，第六步驟包含在給定溫度之上 的溫度下將第二可分離粘合層維持預(yù)定時(shí)間的步驟。 將描述使用遮光模版掩模217的轉(zhuǎn)移方法。在該方法中，可分離粘合層115a可包 含當(dāng)經(jīng)受光照射時(shí)發(fā)生分解或接合強(qiáng)度的降低的材料。可分離粘合層115b可包含當(dāng)經(jīng)受 光照射或至給定溫度的加熱時(shí)發(fā)生分解或接合強(qiáng)度的降低的材料。這里，如圖5B所示，在 第三步驟中，在模版掩模217被設(shè)置在第一基板100的給定表面上的狀態(tài)下，執(zhí)行光照射預(yù) 定的時(shí)間。由此，利用接合層205與第二基板200接合的第一功能區(qū)域101可與第一透明 基板100分開。然后，如圖6B所示，在第六步驟中，在另一模版掩模218被設(shè)置在給定表面 (與不從第一基板100轉(zhuǎn)移的第三功能區(qū)域103對(duì)應(yīng)的部分中的表面)上的狀態(tài)下，執(zhí)行光 照射預(yù)定的時(shí)間。由此，利用接合層305與第三基板300接合的第二功能區(qū)域102可與第 一基板100分開。 在第二可分離粘合層115b包含當(dāng)經(jīng)受給定溫度時(shí)發(fā)生分解或接合強(qiáng)度的降低的 材料并且在第一基板IOO上不再存在功能區(qū)域的情況下，可以執(zhí)行圖7A和圖7B所示的步 驟。換句話說(shuō)，在第六步驟中，在去除遮光部件的狀態(tài)下，將分離層115維持在給定溫度之 上的溫度預(yù)定的時(shí)間，以使第一基板100與利用接合層305與第三基板300接合的第二功 能區(qū)域102分開。在第六步驟中，還可以執(zhí)行全面的照射，以使第一基板100在可分離粘合 層115a處與利用接合層305與第三基板300接合的第二功能區(qū)域102分開。然后，通過(guò)剝 離去除抗蝕劑107。 可以以任何希望的島狀圖案在第一基板100上布置第一和第二功能區(qū)域101和 102。典型地，如圖8B所示的那樣，以預(yù)定的間距在基板100上布置島狀的第一和第二功能 區(qū)域101和102。在這種情況下，例如，如圖8A所示的那樣，要與第一功能區(qū)域101接合或 連接的區(qū)域405以預(yù)定的間距被布置在第二基板200上。 區(qū)域405是包含用于接合層205的間隔件和CMOS芯片區(qū)域的區(qū)域。在這種配置 中，當(dāng)只有第一基板100上的第一功能區(qū)域101被轉(zhuǎn)移到第二基板200上的用于接合層205 的間隔件時(shí)，如果滿足以下的關(guān)系1至3，那么可有效地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移。
1 <或=L (關(guān)系l)
W > w (關(guān)系2) W+S > w+s (關(guān)系3) 如圖8A和圖8B所示，w是第一基板上的第一和第二功能區(qū)域中的每一個(gè)的寬度， l是各功能區(qū)域的長(zhǎng)度，s是功能區(qū)域之間的距離，W是要與轉(zhuǎn)移到第二基板的第一功能區(qū) 域連接的區(qū)域的寬度，L是第二基板上的所述區(qū)域的長(zhǎng)度，S是第二基板上的所述區(qū)域之間 的距離。 此外，滿足以下的關(guān)系4至6也是有利的。
1 = L (關(guān)系4)
W = n * w (關(guān)系5)
W+S = n (w+s)(關(guān)系6) 這里，n是等于或大于2的整數(shù)。這里，可重復(fù)地(例如n次)將第一基板100上 致密形成的第一功能區(qū)域101選擇性地轉(zhuǎn)移到第二基板200上的接合層205的區(qū)域。在這種情況下，當(dāng)發(fā)光層等的功能區(qū)域被轉(zhuǎn)移到電路器件等時(shí)，功能區(qū)域的布置和可采用的數(shù) 量不那么被電路器件的布置所限制。因此，可用于形成發(fā)光層等的籽基板的面積比可被增 加。因此，可以有效使用化合物半導(dǎo)體晶片，所述化合物半導(dǎo)體晶片與硅晶片相比是昂貴 的?？梢栽谥圃鞆?fù)雜的多功能器件集成電路等時(shí)獲得有利的經(jīng)濟(jì)效果。這里，圖8A所示的 第二硅基板200包含具有CMOS芯片的第三功能區(qū)域405，并且，第一功能區(qū)域101通過(guò)接合 層205與第三功能區(qū)域接合或連接。類似地，第三基板包含第四功能區(qū)域，并且第二功能區(qū) 域102通過(guò)接合層與第四功能區(qū)域接合。 并且，在圖1A所示的籽基板103上，可重復(fù)地交替形成蝕刻犧牲層和化合物半導(dǎo) 體疊層。在這種情況下，可重復(fù)執(zhí)行化合物半導(dǎo)體疊層向第一基板的轉(zhuǎn)移。也可重復(fù)地交 替形成蝕刻停止層、蝕刻犧牲層和化合物半導(dǎo)體疊層。在這種情況下，用于籽基板上的外延 生長(zhǎng)的熱滯后(hysteresis)次數(shù)的數(shù)量不為多個(gè)。 并且，可以將轉(zhuǎn)移到第二基板或第三基板的功能區(qū)域完全轉(zhuǎn)移到最終的第四基 板。在這種情況下，第二基板或第三基板類似于第一基板是臨時(shí)的載體基板，而不是最終的 轉(zhuǎn)移基板。在這種轉(zhuǎn)移方法中，執(zhí)行以下的步驟。在第二步驟中，第一功能區(qū)域通過(guò)當(dāng)經(jīng)受 給定的處理時(shí)變成可分離的第二分離層的接合層與第二基板接合。例如，圖3A中的有機(jī)絕 緣層的接合層205被像圖1A中的分離層115的分離層代替。然后，執(zhí)行第八步驟到第十步 驟。在第八步驟中，預(yù)定厚度的接合層被放置在第四基板和利用第二分離層與第二基板接 合的第一功能區(qū)域中的至少一個(gè)上。接合層的形成與上述的接合層的形成大致類似。不執(zhí) 行構(gòu)圖。在第九步驟中，第二基板上的所有功能區(qū)域通過(guò)接合層與第四基板接合。在第十 步驟中，第二基板在第二分離層處與功能區(qū)域分開。所使用的第二分離層可以是或可以不 是選擇性可分離的，從而可使得第二分離層在結(jié)構(gòu)上比上述的分離層簡(jiǎn)單。并且，臨時(shí)的第 二基板可由與上述第一基板的材料類似的材料形成，并且，可以省略遮光層。
在該方法中，臨時(shí)的第一基板100上的多個(gè)功能區(qū)域分別被選擇性轉(zhuǎn)移到多個(gè)臨 時(shí)的第二基板。然后，各第二基板上的所有功能區(qū)域被完全轉(zhuǎn)移到各最終基板。雖然由于 臨時(shí)基板的數(shù)量增加該方法看起來(lái)是迂回的方式，但是在一些情形下，它可使得工作流順 暢并且可有效地推進(jìn)轉(zhuǎn)移。 將描述針對(duì)轉(zhuǎn)移方法、LED陣列、LED打印機(jī)頭和LED打印機(jī)的例子。
將參照?qǐng)D10至圖13描述包含制備具有功能區(qū)域的第一基板的步驟的第一例子。 在圖10中，附圖標(biāo)記1000表示基板(例如，化合物半導(dǎo)體基板或Ge的基板等)。附圖標(biāo)記 1009表示蝕刻停止層，附圖標(biāo)記1010表示蝕刻犧牲層，并且，附圖標(biāo)記1020表示化合物半 導(dǎo)體疊層。附圖標(biāo)記1025表示用于將化合物半導(dǎo)體基板1000上的化合物半導(dǎo)體疊層1020 分割成島狀區(qū)域的第一溝槽?？筛鶕?jù)需要設(shè)置蝕刻停止層1009。 并且，附圖標(biāo)記2000表示第一基板(例如，硅基板)，附圖標(biāo)記2005表示在第一基 板2000中形成的第二溝槽，并且，附圖標(biāo)記2010表示分離層。在分離層2010中形成第三 溝槽2006。第三溝槽2006與第二溝槽2005連接。在本例子中，雖然圖10所示的第一溝 槽1025的寬度和間距等于第二溝槽2005的寬度和間距，但可使得第一溝槽1025的寬度比 第二溝槽2005的寬度大。由于第一溝槽1025應(yīng)與溝槽2005連接，因此可使得化合物半導(dǎo) 體層的寬度比貫穿硅基板2000的溝槽2005之間的距離窄。第一基板2000不限于硅基板。 如上所述，它可以是玻璃基板等。
在圖10中，例如，第一溝槽1025的寬度是從幾微米到幾百微米。并且，例如，第二 溝槽2005的寬度是從幾微米到幾百微米。第二貫穿溝槽2005可以在50微米之上，或在 100微米之上，或在200微米之上，使得可以容易地引入蝕刻劑。但它依賴于第一基板2000 的厚度。確定貫穿溝槽2005的位置使得盡可能不減小器件區(qū)域是重要的。因此，貫穿溝槽 2005的位置可與具有芯片分開寬度的劃線對(duì)準(zhǔn)。存在硅電路上的布線接合焊盤(pad)(參 見(jiàn)圖16)占據(jù)比硅電路的器件大的面積的許多情況。在這種情況下，焊盤區(qū)域不能變成向 其轉(zhuǎn)移器件的區(qū)域。因此，當(dāng)焊盤區(qū)域被集中到硅電路芯片的端部時(shí)，與集中的焊盤區(qū)域?qū)?應(yīng)的第一基板的區(qū)域可用于形成貫穿溝槽。 圖11示出沿圖10中的線al-bl獲取的截面。如從圖11明顯可見(jiàn)的那樣，化合物 半導(dǎo)體疊層1020在化合物半導(dǎo)體基板1000上被分割成島區(qū)域。島區(qū)域從其周圍區(qū)域突 起?；衔锇雽?dǎo)體疊層1020要以希望的圖案被分割，由此其分割形狀可以是或可以不是如 圖11所示的矩形形狀。第一溝槽1025是化合物半導(dǎo)體疊層1020的島區(qū)域之間的空間。在 圖11至圖13中，與圖IO中類似的要素由與圖IO中類似的附圖標(biāo)記表示。
圖12示出沿圖10中的線a2-b2獲取的截面。如圖12中所示，在硅基板2000中 形成溝槽2005。以某些適當(dāng)?shù)拈g距在其間形成半導(dǎo)體基板溝槽2005。由于貫穿溝槽的這 種布置，例如，硅晶片的剛性并不如此地劣化。因此，在以下的處理中有利于操縱。圖13示 出第一溝槽1025和半導(dǎo)體基板中的溝槽2005之間的位置關(guān)系、以及在半導(dǎo)體基板2000中 的溝槽2005之間的部分中布置化合物半導(dǎo)體疊層1020的島區(qū)域的方式。在圖13中，分離 層2010、蝕刻停止層1009和蝕刻犧牲層1010被省略。如圖13中所示，當(dāng)圖11的部件和圖 12的部件被層疊時(shí)，突起的島1020到達(dá)貫穿溝槽2005之間的位置。 只要突起的島1020可被支撐，該布置就不限于圖12和圖13中所示的布置。例如， 可以以使貫穿溝槽2005與突起的島1020的縱向正交或使其與突起的島1020相交的方式 來(lái)布置貫穿溝槽2005。 在本例子中，如上所述，制備了包含籽基板1000、蝕刻犧牲層1010、化合物半導(dǎo)體
疊層1020、分離層2010和第一基板2000的基板結(jié)構(gòu)?？赏ㄟ^(guò)貫穿第一基板2000和分離
層2010的第二溝槽2005和第三溝槽2006將蝕刻劑引入該結(jié)構(gòu)中。由此使蝕刻劑與蝕刻
犧牲層1010接觸以執(zhí)行蝕刻處理，并使籽基板1000與基板結(jié)構(gòu)分開。 雖然在圖10中第一溝槽1025貫穿蝕刻犧牲層1010，但第一溝槽1025可被用于或
可不被用于貫穿蝕刻犧牲層1010。對(duì)于蝕刻劑露出蝕刻犧牲層1010是重要的。 僅根據(jù)需要使用蝕刻停止層1009。在要及時(shí)地精確管理蝕刻的進(jìn)行程度的情況
下，可以省略蝕刻停止層。 在上述的轉(zhuǎn)移方法中，例如，當(dāng)制造LED時(shí)，形成以下的化合物半導(dǎo)體疊層。在p型 GaAs基板(籽基板)上形成P-AlAs層(蝕刻犧牲層)，并且，以下的層在蝕刻犧牲層上被形 成為化合物半導(dǎo)體疊層。即，沉積P型GaAs接觸層、p型AlGaAs包層(cladding layer)、 p型AlGaAs活性層、n型AlGaAs包層和n型GaAs接觸層。在犧牲層和化合物半導(dǎo)體基板 之間，可以形成AlInGaP作為蝕刻停止層。 當(dāng)用硫酸蝕刻GaAs層和AlGaAs層時(shí)，蝕刻在AlInGaP層處停止。然后，通過(guò)鹽酸 去除AlInGaP層。當(dāng)用氨和過(guò)氧化氫蝕刻GaAs層和AlGaAs層時(shí)，可以使用AlAs作為停止 層。
作為化合物半導(dǎo)體疊層的材料，代替上述的GaAs系，可以使用例如AlGalnP系、 InGaAsP系、GaN系、AlGaN系或InAlGaN系。 并且，可以在化合物半導(dǎo)體疊層上設(shè)置金屬層和DBR鏡(mirror)中的至少一種。 金屬層可由例如Au、Ti或Al形成?？筛鶕?jù)LED的發(fā)光波長(zhǎng)來(lái)選擇金屬層的材料。當(dāng)制造 600nm至800nm的紅色系LED時(shí)，作為具有高反射率的材料，可以使用Au、 Ag等。在接近 360nm的藍(lán)色系LED的情況下，可以使用Al。 DBR鏡可以包含例如對(duì)于GaAs系化合物半導(dǎo)體材料多次交替形成Al As層和 AlGaAs層的結(jié)構(gòu)?；蛘?，交替形成Al氧化物層和Al。.^a。.8As層。由于難以通過(guò)外延生長(zhǎng) 來(lái)形成鋁氧化物，因此可通過(guò)在0. 2和0. 8之間交替改變AlxGai—xAs中的x的值來(lái)執(zhí)行折射 率的調(diào)節(jié)。 并且，當(dāng)使用化合物半導(dǎo)體疊層制造LED器件時(shí)，代替異質(zhì)結(jié)型LED,可以采用同 質(zhì)結(jié)型LED。在這種情況下，在通過(guò)外延生長(zhǎng)形成各自的層之后，通過(guò)固態(tài)擴(kuò)散方法執(zhí)行的 雜質(zhì)擴(kuò)散在活性層中形成pn結(jié)。為了在接觸層和p側(cè)或n側(cè)電極之間建立歐姆接觸，接觸 可具有比夾著活性層的包層高的雜質(zhì)濃度。 并且，在本第一例子中，由于存在分離層和遮光部件，如上面描述的那樣制備的第 一基板上的功能區(qū)域可以以高精度被選擇性轉(zhuǎn)移到另一基板。 將參照?qǐng)D14A至14D描述包含制備具有功能區(qū)域的第一基板的步驟的第二例子。 在圖14A的步驟(界面分開層形成步驟和半導(dǎo)體層形成步驟)中，通過(guò)異質(zhì)外延生長(zhǎng)在像 G e基板的籽基板504上形成半導(dǎo)體層(例如，InGaAs)的界面分開層505。該半導(dǎo)體層的 晶格常數(shù)和/或熱膨脹系數(shù)與基板504的不同。然后，在界面分開層505上形成GaAs等的 半導(dǎo)體層506。分開層505與上述的犧牲層對(duì)應(yīng)。 在圖14B所示的接合步驟中，籽基板504上的半導(dǎo)體層506與在Si等的第一基板 507上形成的分離層510接合，以獲得復(fù)合結(jié)構(gòu)508。分離層510可以是上述的分離層。
在圖14C的分開步驟中，在界面分開層505、和/或界面分開層505和半導(dǎo)體層506 之間的界面、和/或界面分開層505和籽基板504之間的界面中產(chǎn)生沿表面內(nèi)方向延伸的 裂紋。因此，半導(dǎo)體層506和第一基板507從復(fù)合結(jié)構(gòu)508分開。在上述的步驟中，半導(dǎo)體 層506從籽基板504被轉(zhuǎn)移到第一基板507。如圖14D所示，可以獲得包含其上具有分離層 510和半導(dǎo)體層506的第一基板507的基板結(jié)構(gòu)509。 在上述的步驟中，在界面分開層505、和/或界面分開層505和半導(dǎo)體層506之間 的界面、和/或界面分開層505和籽基板504之間的界面中以集中的方式產(chǎn)生由于晶格常 數(shù)和/或熱膨脹系數(shù)的不匹配所導(dǎo)致的應(yīng)變能。然后，對(duì)于整個(gè)復(fù)合結(jié)構(gòu)508或其一部分 (例如，界面分開層505、和/或界面分開層505和半導(dǎo)體層506之間的界面、和/或界面分 開層505和籽基板504之間的界面)施加分開誘發(fā)力。借助于在復(fù)合結(jié)構(gòu)508中產(chǎn)生的應(yīng) 變能，半導(dǎo)體層506和第一基板507可從復(fù)合結(jié)構(gòu)508分開。形成溝槽，以將半導(dǎo)體層506 分割成多個(gè)島狀功能區(qū)域。在圖14B的接合步驟之前，可以形成溝槽以將半導(dǎo)體層506分 割成島狀功能區(qū)域。 籽基板504可由單晶材料形成。代替Ge，籽基板504也可由例如Al203、SiC、GaAs、 InP或Si形成。具有上述的晶格常數(shù)和/或熱膨脹系數(shù)的界面分開層505可包含諸如 InGaAs、GaN、 InGaN、 AlGaN、 A1N、 AlAs、 AlGaAs、 InAlAs、 InGaAlP、 InGaAsP或InGaP的化合物半導(dǎo)體材料。 半導(dǎo)體層506可包含含有諸如GaAs、 GaN、 AlGaAs、 InP、 InGaN、 AlGaN、 A1N、 AlAs、 InGaAs、InAlAs、InGaAlP、InGaAsP或InGaP的材料的化合物半導(dǎo)體材料。第一基板507可 由Si等的半導(dǎo)體基板，Al、 Cu、 Cu-W等的金屬基板，玻璃等的絕緣基板，或塑料等的彈性基 板形成。 在使半導(dǎo)體層和第一基板從復(fù)合結(jié)構(gòu)508分開的步驟中，可向界面分開層505或 其附近噴吹流體W(液體或氣體)。向上述的位置注入流體W可以在復(fù)合結(jié)構(gòu)的注入部分中 產(chǎn)生裂紋，從而引起上述的分開。 并且，在第二例子中，由于存在分離層和遮光部件，如上面描述的那樣制備的第一 基板上的功能區(qū)域可以以高精度被選擇性轉(zhuǎn)移到另一基板。 將描述針對(duì)通過(guò)上述的轉(zhuǎn)移方法制造的LED陣列的第三例子?？赏ㄟ^(guò)使用上述的 轉(zhuǎn)移方法獲得圖15中所示的LED陣列。圖15示出驅(qū)動(dòng)電路和LED陣列4000被連接并被 布置在印刷電路板5000上的結(jié)構(gòu)?？梢砸韵旅娴姆绞将@得驅(qū)動(dòng)電路和LED陣列。在如圖 8A所示的硅基板上形成多個(gè)LED器件，并且，在印刷電路板5000上布置通過(guò)使用切割來(lái)分 割硅基板所獲取的多個(gè)部分。各LED器件和各驅(qū)動(dòng)電路的截面結(jié)構(gòu)與下面描述的圖15中 所示的包含LED發(fā)光區(qū)域的LED器件和驅(qū)動(dòng)器電路類似。 在圖15的結(jié)構(gòu)中，在印刷電路板5000上線狀地(linearly)布置多組的LED陣 列/驅(qū)動(dòng)電路4000。在LED陣列/驅(qū)動(dòng)電路4000中，LED器件和驅(qū)動(dòng)器IC的驅(qū)動(dòng)器器件 如圖16所示的那樣被電連接?？筛鶕?jù)需要面對(duì)LED陣列4000而放置棒狀(rod)透鏡陣列 3000(例如，SLA:Selfoc透鏡陣列)。因此，可以制造LED打印機(jī)頭。通過(guò)棒狀透鏡陣列 3000會(huì)聚從線狀布置的LED陣列4000發(fā)射的光，以通過(guò)LED陣列實(shí)現(xiàn)圖像形成。
在LED器件構(gòu)成層被形成在硅基板上而其間插入金屬層或DBR鏡的情況下，由于 指向性能的改善，因此可以獲得微細(xì)的光斑。在這種情況下，可以不使用棒狀透鏡陣列而構(gòu) 建LED打印機(jī)頭。 如圖16中所示，在驅(qū)動(dòng)器IC(驅(qū)動(dòng)器電路)和LED器件之間的連接配置中，驅(qū)動(dòng) 器IC可直接在硅基板中被構(gòu)建，并與LED器件連接。在圖16的配置中，在具有構(gòu)成驅(qū)動(dòng)器 IC的MOS晶體管7060的硅基板7000上，形成有機(jī)材料的絕緣層7010 (參見(jiàn)圖3A和圖3B 中的接合層205)。在絕緣層7010上設(shè)置包含化合物半導(dǎo)體疊層的LED發(fā)光區(qū)域7070。并 且，附圖標(biāo)記7080表示另一絕緣層，附圖標(biāo)記7050表示形成MOS晶體管7060的源極或漏 極區(qū)域的布線接合焊盤。例如，可從如圖3B所示的第二基板200的結(jié)構(gòu)制造這種配置。
圖17示出用于矩陣驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。為了減少電極的數(shù)量，可以以分時(shí)的方式驅(qū)動(dòng)圖 17中的發(fā)光器件陣列電路8500。在圖17中，附圖標(biāo)記8011表示n側(cè)電極，附圖標(biāo)記8017 表示P側(cè)電極，附圖標(biāo)記8021表示n型AlGaAs上的絕緣層，附圖標(biāo)記8022表示p型GaAs 接觸層上的絕緣層，附圖標(biāo)記8023表示發(fā)光區(qū)域。 可通過(guò)使用本發(fā)明的轉(zhuǎn)移方法來(lái)實(shí)現(xiàn)上述的低成本高性能LED陣列和LED打印機(jī)頭。 圖18A示出使用上述的LED打印機(jī)頭的LED打印機(jī)的例子。LED打印機(jī)包含LED 打印機(jī)頭、感光鼓和靜電充電器件。圖像形成單元通過(guò)使用來(lái)自LED打印機(jī)頭的光源的光 束，在感光鼓上形成靜電潛像。
16
在示出LED打印機(jī)的配置的示意性截面圖的圖18A中，在打印機(jī)本體(body)8100 中放置可沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的感光鼓8106。在感光鼓8106之上，布置LED打印機(jī)頭8104 用于曝光感光鼓。LED打印機(jī)頭8104包含具有各根據(jù)圖像信號(hào)發(fā)光的多個(gè)發(fā)光二極管的 LED陣列8105、和用于在感光鼓8106上形成各發(fā)光二極管的輻射圖案的圖像的棒狀透鏡陣 列8101。棒狀透鏡陣列8101具有上述的配置。通過(guò)棒狀透鏡陣列8101導(dǎo)致發(fā)光二極管的 成像平面與感光鼓8106的表面一致。換句話說(shuō)，通過(guò)棒狀透鏡陣列實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管的輻射 表面和感光鼓的感光表面之間的光學(xué)共軛關(guān)系。 在感光鼓8106的周圍，設(shè)置用于對(duì)感光鼓8106的表面均勻充電的靜電充電器件 8103、和用于根據(jù)打印機(jī)頭8104的曝光圖案使調(diào)色劑附著到感光鼓8106以形成調(diào)色劑圖 像的顯影器件8102。還布置有用于將調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到像復(fù)印片材的轉(zhuǎn)印材料的轉(zhuǎn)印靜 電充電器件8107、和用于收集在轉(zhuǎn)印之后保留于感光鼓8106上的廢棄調(diào)色劑的清潔部分 8108。 并且，在打印機(jī)本體8100中，布置有用于容納轉(zhuǎn)印材料的片材盒8109、和用于將 轉(zhuǎn)印材料饋送到感光鼓8106和靜電充電器件8107之間的位置的片材饋送部分8110。并 且，布置有用于在轉(zhuǎn)印材料上定影轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑圖像的定影器件8112、用于將轉(zhuǎn)印材料傳 輸?shù)蕉ㄓ捌骷?112的傳輸部分8111、和用于支撐在定影之后排出的轉(zhuǎn)印材料的片材排出 盤8113。 將描述LED彩色打印機(jī)的例子。LED彩色打印機(jī)包含多組的LED打印機(jī)頭、感光 鼓、靜電充電器件、和用于通過(guò)使用LED打印機(jī)頭作為光源而在感光鼓上形成靜電潛像的 圖像形成單元。圖18B示出LED彩色打印機(jī)的示意性配置。在圖18B中，附圖標(biāo)記9001、 9002、9003和9004分別表示品紅色(M)、青色(C)、黃色(Y)和黑色(K)的感光鼓。附圖標(biāo) 記9005、9006、9007和9008表示各自的LED打印機(jī)頭。附圖標(biāo)記9009表示用于傳輸轉(zhuǎn)印 材料并使轉(zhuǎn)印材料與各自的感光鼓9001 、9002、9003和9004接觸的傳輸帶。附圖標(biāo)記9010 表示用于饋送片材的對(duì)齊輥，附圖標(biāo)記9011表示定影輥。 并且，附圖標(biāo)記9012表示用于在傳輸帶9009上吸附支撐轉(zhuǎn)印材料的充電器 (charger)。附圖標(biāo)記9013表示電荷消除器件，附圖標(biāo)記9014表示用于檢測(cè)轉(zhuǎn)印材料的前 端(leader)的傳感器。 如前所述，由于本發(fā)明的轉(zhuǎn)移方法，可以有效使用并且再使用像GaAs基板的籽基 板。并且，可以以高可靠性選擇性轉(zhuǎn)移功能區(qū)域，并由此可提供低成本高性能的LED陣列、 LED打印機(jī)頭、LED打印機(jī)等。 本發(fā)明可被應(yīng)用于在半導(dǎo)體基板上以陣列布置半導(dǎo)體器件的陣列器件、使用在半 導(dǎo)體基板上形成的LED器件的LED打印機(jī)、使用在半導(dǎo)體基板上形成的LED器件的顯示裝 置、光學(xué)收發(fā)器器件和光學(xué)接收器器件的制造等。在光學(xué)接收器器件的情況下，可以提供可 靠的掃描器。 除了這里另外討論的以外，在附圖中以輪廓線或以框的形式示出的各種組件各是 眾所周知的，并且它們的內(nèi)部構(gòu)造和操作對(duì)于本發(fā)明的最佳方式的制造或使用、或者描述 不是關(guān)鍵的。 本申請(qǐng)要求在2008年11月4日提交的日本專利申請(qǐng)No. 2008-282681的權(quán)益，在 此通過(guò)參考加入其全部?jī)?nèi)容。
權(quán)利要求
一種方法，包括在第一基板上的接合在分離層上的第一功能區(qū)域和第二功能區(qū)域以及第二基板上的要向其轉(zhuǎn)移第一功能區(qū)域的區(qū)域中的至少一個(gè)上布置預(yù)定厚度的第一接合層，所述分離層包含當(dāng)用光照射時(shí)發(fā)生分解或接合強(qiáng)度的降低的材料；通過(guò)第一接合層使第一功能區(qū)域與第二基板接合；在設(shè)置有遮光部件的狀態(tài)下用光照射所述分離層，以在所述分離層處使第一基板與第一功能區(qū)域分開，所述遮光部件用于遮擋朝向第一基板上的除了其上存在第一功能區(qū)域的區(qū)域以外的區(qū)域的光；在第一基板上的第二功能區(qū)域、和第二基板上的要向其轉(zhuǎn)移第二功能區(qū)域的區(qū)域或第三基板上的要向其轉(zhuǎn)移第二功能區(qū)域的區(qū)域中的至少一個(gè)上布置預(yù)定厚度的第二接合層；通過(guò)第二接合層使第二功能區(qū)域與第二基板或第三基板接合；以及使所述分離層經(jīng)受光照射或溫度變化，以在所述分離層處使第一基板與第二功能區(qū)域分開。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，在所述遮光部件被去除或被改變位置的狀態(tài)下用光照射所述分離層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，所述遮光部件是模版掩模。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，所述分離層包含在預(yù)定溫度下發(fā)生分解或接合強(qiáng)度 的降低的材料的層，并且，在預(yù)定溫度以上的溫度將所述分離層維持預(yù)定時(shí)間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，還包括在第二基板上的除了要向其轉(zhuǎn)移第一功能區(qū)域的區(qū) 域以外的區(qū)域、或第三基板上的除了要向其轉(zhuǎn)移第二功能區(qū)域的區(qū)域以外的區(qū)域上形成預(yù) 定的凹凸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，第一功能區(qū)域和第二功能區(qū)域以預(yù)定的間距被布置 在第一基板上，各要與被轉(zhuǎn)移到第二基板的第一功能區(qū)域連接的區(qū)域以預(yù)定的間距被布置 在第二基板上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，滿足關(guān)系1至3 : K或二L (關(guān)系l) <formula>formula see original document page 2</formula>這里，w是第一基板上的第一功能區(qū)域和第二功能區(qū)域中的每一個(gè)的寬度，1是各功能 區(qū)域的長(zhǎng)度，s是功能區(qū)域之間的距離，W是要與被轉(zhuǎn)移到第二基板的第一功能區(qū)域連接的 區(qū)域的寬度，L是第二基板上的所述區(qū)域的長(zhǎng)度，S是第二基板上的所述區(qū)域之間的距離。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，第二基板或第三基板包含第三功能區(qū)域，并且，第一 功能區(qū)域通過(guò)第一接合層與第三功能區(qū)域連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，第二基板或第三基板包含第四功能區(qū)域，并且，第二 功能區(qū)域通過(guò)第二接合層與第四功能區(qū)域連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，第一功能區(qū)域通過(guò)第一接合層與第二基板接合，所 述第一接合層是當(dāng)經(jīng)受處理時(shí)能夠變成可分離狀態(tài)的分離層。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，還包括在第二基板上的第一功能區(qū)域和第四基板上的要向其轉(zhuǎn)移第一功能區(qū)域的區(qū)域中的 至少一個(gè)上布置預(yù)定厚度的第三接合層；通過(guò)第三接合層使第二基板上的第一功能區(qū)域與第四基板接合；禾口 在第一接合層處使第二基板與第一功能區(qū)域分開。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，第二功能區(qū)域通過(guò)第二接合層與第三基板接合，所 述第二接合層是當(dāng)經(jīng)受處理時(shí)能夠變成可分離狀態(tài)的分離層。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的方法，還包括在第三基板上的第二功能區(qū)域和第五基板上的要向其轉(zhuǎn)移第二功能區(qū)域的區(qū)域中的 至少一個(gè)上布置預(yù)定厚度的第四接合層；通過(guò)第四接合層使第三基板上的第二功能區(qū)域與第五基板接合；禾口 在第二接合層處使第三基板與第二功能區(qū)域分開。
14. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，第一基板上的第一功能區(qū)域或第二功能區(qū)域包含化 合物半導(dǎo)體層，并且，通過(guò)制備基板結(jié)構(gòu)來(lái)制備第一基板，在所述基板結(jié)構(gòu)中，通過(guò)依次在 化合物半導(dǎo)體基板上設(shè)置蝕刻犧牲層、所述化合物半導(dǎo)體層、所述分離層和第一基板來(lái)形 成第一功能區(qū)域或第二功能區(qū)域。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中，在所述化合物半導(dǎo)體層中形成第一溝槽，并且，在 第一基板和所述化合物半導(dǎo)體基板中的至少一個(gè)中形成第二貫穿溝槽，使得第二貫穿溝槽 與第一溝槽連接。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的方法，還包括通過(guò)第一溝槽和第二貫穿溝槽使蝕刻劑與所述 蝕刻犧牲層接觸以蝕刻所述蝕刻犧牲層，從而使所述化合物半導(dǎo)體基板與所述基板結(jié)構(gòu)分 開。
17. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，第一功能區(qū)域或第二功能區(qū)域包含化合物半導(dǎo)體層，并且，通過(guò)以下步驟制備第一基板 通過(guò)異質(zhì)外延生長(zhǎng)在籽基板上形成界面分開層； 在所述界面分開層上形成所述化合物半導(dǎo)體層；通過(guò)所述分離層使具有所述界面分開層和所述化合物半導(dǎo)體層的所述籽基板與第一 基板接合；以及利用所述界面分開層，使具有所述分離層的第一基板和所述化合物半導(dǎo)體層從通過(guò)所 述接合獲得的復(fù)合結(jié)構(gòu)分開，以獲得具有所述化合物半導(dǎo)體層的第一基板。
18. —種LED陣列，包含多個(gè)LED，各包含通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的方法制造的功能區(qū)域；禾口 驅(qū)動(dòng)器電路，用于驅(qū)動(dòng)所述LED。
19. 一種LED打印機(jī)頭，包含: 根據(jù)權(quán)利要求18的LED陣列；禾口 被布置為面對(duì)所述LED陣列的棒狀透鏡陣列。
20. —種LED打印機(jī)，包含:包含根據(jù)權(quán)利要求18的LED陣列的LED打印機(jī)頭； 感光部件；靜電充電器件；禾口圖像形成部分，被配置為用來(lái)自用作光源的所述LED打印機(jī)頭的光在所述感光部件上 形成靜電潛像。
21. —種LED彩色打印機(jī)，包含多個(gè)LED打印機(jī)頭，各包含根據(jù)權(quán)利要求18的LED陣列； 多個(gè)感光部件； 多個(gè)靜電充電器件；禾口多個(gè)圖像形成部分，各被配置為用來(lái)自用作光源的所述LED打印機(jī)頭的光在所述感光 部件上形成靜電潛像。
全文摘要
本發(fā)明公開一種功能區(qū)域的轉(zhuǎn)移方法及LED陣列、打印機(jī)頭和打印機(jī)。該方法包括在第一基板上的接合在具有光可分離粘合層的分離層上的第一功能區(qū)域和第二基板上的轉(zhuǎn)移區(qū)域中的至少一個(gè)上放置第一接合層；通過(guò)第一接合層使第一功能區(qū)域與第二基板接合；在設(shè)置有遮光部件的狀態(tài)下用光照射分離層，以在分離層處使第一基板與第一功能區(qū)域分開；在第一基板上的第二功能區(qū)域、和第一基板上的轉(zhuǎn)移區(qū)域或第三基板上的轉(zhuǎn)移區(qū)域中的至少一個(gè)上放置第二接合層；通過(guò)第二接合層使第二功能區(qū)域與第二基板或第三基板接合；和在分離層處使第一基板與第二功能區(qū)域分開。
文檔編號(hào)B41J2/45GK101740494SQ200910211
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日
發(fā)明者米原隆夫 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社