本發(fā)明涉及納米線器件。更具體地講，本發(fā)明的實(shí)施例涉及納米線LED器件。

背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)正越來越多地被視為現(xiàn)有光源的替代技術(shù)。例如，LED存在于標(biāo)牌、交通信號(hào)燈、汽車尾燈、移動(dòng)電子器件顯示器和電視中。LED與傳統(tǒng)光源相比的各種益處可包括提高效率、較長壽命、可變發(fā)射光譜以及與各種形狀因數(shù)集成的能力。常規(guī)的平面型基于半導(dǎo)體的LED大體上由跨越晶圓表面生長的層來圖案化。更具體地講，平面型基于半導(dǎo)體的LED包括一個(gè)或多個(gè)基于半導(dǎo)體的有源層，其夾在較厚的基于半導(dǎo)體的包覆層之間。最近，已經(jīng)使用自下而上方法來形成納米線LED結(jié)構(gòu)，這些納米線LED結(jié)構(gòu)可向平面型LED提供若干優(yōu)點(diǎn)，包括較低位錯(cuò)密度、較大光提取效率和相對于襯底表面積的較大有源區(qū)表面積。在圖1所示的一個(gè)具體實(shí)施中，塊狀LED襯底100包括在生長襯底102上生長的緩沖層110。接著在緩沖層110的表面上形成圖案化掩模層112(例如，氮化物層，諸如氮化硅掩模層)以限定底部界面區(qū)域用于使用合適的生長技術(shù)諸如化學(xué)束外延或氣相外延生長納米線芯114。因此，每個(gè)納米線芯114的自下而上的形成可使用基礎(chǔ)緩沖層110的晶體取向來實(shí)現(xiàn)而不需要使用顆?；虼呋瘎⑶壹{米線芯116的寬度和節(jié)距可由掩模層112的光刻圖案化來限定。可針對垂直生長方向控制納米線芯的外延生長條件。一旦實(shí)現(xiàn)所確定的高度，便改變外延生長條件以形成芯-殼結(jié)構(gòu)，其中有源層116和摻雜殼118圍繞納米線芯114?；蛘?，納米線可使用類似技術(shù)使用用于有源層和兩個(gè)包覆層的垂直生長條件形成，從而產(chǎn)生與平面型LED相似的夾層構(gòu)型而非芯-殼結(jié)構(gòu)。實(shí)施納米線陣列的器件通常以兩種方式進(jìn)行封裝。一種方式包括將納米線陣列留在原始生長襯底上，諸如美國專利7,396,696和美國專利公布2011/0240959中所描述。在此類具體實(shí)施中，緩沖層充當(dāng)電流輸送層，底部電極形成到該電流輸送層上，并且在納米線陣列上方形成共用頂部電極。另一個(gè)具體實(shí)施包括使用焊料凸塊將納米線陣列覆晶封裝到接收襯底上，接著移除生長襯底，如美國專利公布2011/0309382和2011/0254034中所描述。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明描述了納米線器件和形成準(zhǔn)備好拾取并轉(zhuǎn)移到接收襯底的納米線器件的方法。在實(shí)施例中，納米線器件包括基底層、多根納米線，所述多根納米線位于基底層的第一表面上并遠(yuǎn)離基底層的第一表面突出，其中每根納米線包括芯、殼以及位于芯與殼之間的有源層。圖案化掩模層可形成于基底層上，其中多根納米線的芯延伸穿過圖案化掩模層中的對應(yīng)開口。封裝材料側(cè)向圍繞所述多根納米線，使得所述多根納米線嵌入在封裝材料中。頂部電極層形成于基底層的與第一表面相對的第二表面上并與每根納米線的芯電接觸，并且底部電極層與每根納米線的殼電接觸。底部電極層和頂部電極層可由多種不同材料形成，這取決于應(yīng)用。例如，頂部電極層可對于可見波長光譜為透明或半透明的，而底部電極層包括鏡層。底部電極層可另外包括由貴金屬形成的鍵合層，例如用于控制與穩(wěn)定層的粘合或與接收襯底的鍵合。一個(gè)或多個(gè)底部導(dǎo)電觸點(diǎn)可形成于所述多根納米線的殼上并圍繞這些殼，其中底部電極層與該一個(gè)或多個(gè)底部導(dǎo)電觸點(diǎn)電接觸。在實(shí)施例中，底部電極層沿著封裝材料的底表面延伸。在實(shí)施例中，封裝材料由熱固性材料形成。封裝材料可另外對可見波長為透明的。在實(shí)施例中，納米線器件的陣列由穩(wěn)定層支撐在承載襯底上。另外，犧牲剝離層可在穩(wěn)定層與納米線器件的陣列之間延伸。在實(shí)施例中，穩(wěn)定層由熱固性材料形成。在實(shí)施例中，穩(wěn)定層包括分段腔的陣列，并且納米線器件的陣列位于分段腔的陣列內(nèi)。在實(shí)施例中，穩(wěn)定層包括穩(wěn)定柱的陣列，并且納米線器件的陣列由穩(wěn)定柱的陣列支撐。納米線器件的陣列可由穩(wěn)定柱的陣列支撐在分段腔的陣列內(nèi)。在每個(gè)納米線器件包括底部電極層的情況下，底部電極層可鍵合到對應(yīng)的穩(wěn)定柱。一種形成納米結(jié)構(gòu)的方法可包括側(cè)向地圍繞納米線陣列并且在處理襯底上形成封裝材料，使得納米線陣列嵌入在封裝材料內(nèi)。穿過封裝材料蝕刻臺(tái)面溝槽的陣列，其中每個(gè)臺(tái)面溝槽圍繞多根納米線。接著在封裝材料上并且在臺(tái)面溝槽的陣列內(nèi)沉積犧牲剝離層。接著利用穩(wěn)定層將處理襯底鍵合到承載襯底，其中犧牲剝離層位于納米線陣列與穩(wěn)定層之間。接著移除處理襯底。側(cè)向地圍繞納米線陣列并在處理襯底上形成封裝材料可另外包括在納米線陣列上涂覆第一熱固性材料層并且減小第一熱固性材料層的厚度以暴露每根納米線上的底部導(dǎo)電觸點(diǎn)。可接著在每根納米線的底部導(dǎo)電觸點(diǎn)上沉積底部電極。利用穩(wěn)定層將處理襯底鍵合到承載襯底可另外包括在犧牲剝離層上涂覆第二熱固性材料并且固化第二熱固性材料。在實(shí)施例中，犧牲剝離層可使用蒸汽或等離子體蝕刻技術(shù)進(jìn)行蝕刻以從納米線陣列與穩(wěn)定層之間移除犧牲剝離層，從而得到包括準(zhǔn)備好拾取并轉(zhuǎn)移到接收襯底的納米器件陣列的納米結(jié)構(gòu)。附圖說明圖1是包括形成于緩沖層上的納米線陣列的塊狀LED襯底的橫截面?zhèn)纫晥D圖示。圖2A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的形成于包括納米線陣列的塊狀LED襯底上的底部導(dǎo)電觸點(diǎn)陣列的橫截面?zhèn)纫晥D圖示。圖2B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的形成于包括納米線陣列的塊狀LED襯底上的底部導(dǎo)電觸點(diǎn)陣列的橫截面?zhèn)纫晥D圖示。圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在納米線陣列上涂覆封裝材料層的橫截面?zhèn)纫晥D圖示。圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的減小圖3的封裝材料層的厚度以暴露每根納米線上的底部導(dǎo)電觸點(diǎn)的橫截面?zhèn)纫晥D圖示。圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的形成于納米線陣列上的底部電極陣列的橫截面?zhèn)纫晥D圖示。圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的穿過封裝材料層形成的臺(tái)面溝槽的陣列的橫截面?zhèn)纫晥D圖示。圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在納米線陣列和底部電極陣列上并在臺(tái)面溝槽的陣列內(nèi)形成的犧牲剝離層的橫截面?zhèn)纫晥D圖示。圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的形成于犧牲剝離層中的開口陣列的橫截面?zhèn)纫晥D圖示。圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用穩(wěn)定層鍵合到承載襯底的處理襯底的橫截面?zhèn)纫晥D圖示。圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在移除處理襯底之后的納米線臺(tái)面結(jié)構(gòu)陣列的橫截面?zhèn)纫晥D圖示。圖11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的形成于納米線臺(tái)面結(jié)構(gòu)陣列上的頂部電極層的橫截面?zhèn)纫晥D圖示。圖12是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的形成于在納米線臺(tái)面結(jié)構(gòu)陣列上形成的頂部電極層上的圖案化層的橫截面?zhèn)纫晥D圖示。圖13是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在部分移除頂部電極層之后保留在穩(wěn)定層中的納米線器件的陣列的橫截面?zhèn)纫晥D圖示。圖14是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在移除犧牲剝離層之后位于穩(wěn)定層中的分段腔的陣列內(nèi)的納米線器件的陣列的橫截面?zhèn)纫晥D圖示。圖15是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在承載襯底上的納米線器件的陣列的示意性俯視圖圖示。圖16A-16E是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的將納米線器件從承載襯底轉(zhuǎn)移至接收襯底的靜電轉(zhuǎn)移頭部陣列的橫截面?zhèn)纫晥D圖示。圖17是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示系統(tǒng)的示意性圖示。圖18是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的照明系統(tǒng)的示意性圖示。具體實(shí)施方式本發(fā)明的實(shí)施例描述了納米線器件。例如，納米線陣列可在基底層上生長并且利用穩(wěn)定層鍵合到承載襯底，其中對鍵合結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步處理以形成準(zhǔn)備好拾取并轉(zhuǎn)移到接收襯底的納米線器件的陣列。每個(gè)納米線器件包括包封層材料，其側(cè)向圍繞納米線器件中的多根納米線，使得多根納米線嵌入在封裝材料內(nèi)。這樣，封裝材料可在轉(zhuǎn)移和鍵合操作期間分配施加在納米線器件中的各根納米線上的負(fù)荷，并且保留各根納米線的完整性。包封層材料可另外提供用于形成單個(gè)底部電極的表面，該底部電極與納米線器件中的多根納米線電連接。盡管具體參照納米線LED器件來描述本發(fā)明的一些實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例不限于此，并且某些實(shí)施例還可適用于其他基于納米線的半導(dǎo)體器件，諸如場效應(yīng)晶體管(FET)、二極管、太陽能電池和檢測器，其中基底層用作生長納米線的種子或可充當(dāng)電流輸送層。在各種實(shí)施例中，參照附圖進(jìn)行描述。然而，某些實(shí)施例可在不存在這些具體細(xì)節(jié)中的一個(gè)或多個(gè)或者與其他已知方法和構(gòu)型相結(jié)合的情況下實(shí)施。在以下的描述中，示出諸如特定構(gòu)型、尺寸和工藝等許多具體細(xì)節(jié)以提供對本發(fā)明的透徹理解。在其他情況下，未對眾所周知的半導(dǎo)體工藝和制造技術(shù)進(jìn)行特別詳細(xì)地描述，以免不必要地模糊本發(fā)明。整個(gè)說明書中所提到的“一個(gè)實(shí)施例”是指，結(jié)合實(shí)施例所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)、構(gòu)型或特性包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，整個(gè)說明書中多處出現(xiàn)短語“在一個(gè)實(shí)施例中”不一定是指本發(fā)明的相同實(shí)施例。此外，特定特征、結(jié)構(gòu)、構(gòu)型或特性可以任何適當(dāng)?shù)姆绞浇Y(jié)合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中。本文所使用的術(shù)語“跨越”、“在...上方”、“到”、“在...之間”和“在...上”可指一層相對于其他層的相對位置。一層“跨越”另一層、在另一層“上方”或“上”或者粘合“到”另一層或與另一層“接觸”可為直接與另一層接觸或可具有一個(gè)或多個(gè)居間層。一層在多層“之間”可為直接與該多層接觸或可具有一個(gè)或多個(gè)中間層。在一個(gè)方面，本發(fā)明的實(shí)施例描述了包括遠(yuǎn)離基底層突出的納米線的納米線器件。例如，納米線可包括芯-殼構(gòu)型。由于納米線的有效區(qū)域是由線的長度決定的，該線正交于其從中突出的基底層的表面，所以有效區(qū)域的量可相對于基底層的可用水平面積而增加，尤其是在多根納米線遠(yuǎn)離基底層突出時(shí)。此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的納米線器件構(gòu)型可用于實(shí)現(xiàn)通過納米線器件的具體有效電流密度，其中有效電流密度與從基底層突出的納米線的數(shù)目和用于納米線的LED結(jié)(例如，量子阱)表面積成比例。例如，最高有效電流密度可使用從基底層突出的單根納米線實(shí)現(xiàn)?？赏ㄟ^增加納米線器件中的納米線數(shù)目來減小有效電流密度。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可調(diào)整納米線器件中的納米線數(shù)目以實(shí)現(xiàn)與器件的具體效率相關(guān)的所需有效電流密度，尤其是在低于特征“效率下降”的納米線器件的低操作電流(例如，幾毫安和更低級(jí)別)和有效電流密度(例如，每平方厘米幾安和更低級(jí)別)下，其中有效電流密度的逐步增大可導(dǎo)致納米線器件的效率的顯著增大。在另一方面，本發(fā)明的實(shí)施例描述一種納米線器件集成設(shè)計(jì)，其中使用靜電轉(zhuǎn)移頭部組件從承載襯底轉(zhuǎn)移納米線器件并且將納米線器件鍵合到接收襯底。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，向靜電轉(zhuǎn)移頭部施加吸合電壓以便在納米線器件上生成夾持壓力并且拾取納米線器件。已經(jīng)觀測到，可能難以或不可能在器件尺寸減小到低于真空卡盤設(shè)備的特定臨界尺寸諸如大約300μm或更小或更具體地講大約100μm或更小時(shí)生成足以用真空卡盤設(shè)備拾取器件的夾持壓力。此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的靜電轉(zhuǎn)移頭部可用于形成與真空卡盤設(shè)備相關(guān)聯(lián)的比1個(gè)大氣壓壓力大得多的夾持壓力。例如，可根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例使用2個(gè)大氣壓或更大或者甚至20個(gè)大氣壓或更大的夾持壓力。因此，在一個(gè)方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供轉(zhuǎn)移納米線并將其集成到應(yīng)用中的能力，其中先前不能夠通過使用靜電轉(zhuǎn)移頭部組件轉(zhuǎn)移并集成納米線器件來進(jìn)行集成，這些納米線器件包括從構(gòu)造有較大尺寸諸如微米尺度的基底層突出的以納米尺度構(gòu)造的納米線。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，與納米線從中突出的基底層的底表面相背對的基底層的頂表面可用作供靜電轉(zhuǎn)移頭部組件的靜電轉(zhuǎn)移頭部接觸納米線器件的接觸區(qū)域。例如，每個(gè)靜電轉(zhuǎn)移頭部可按與用于對應(yīng)納米線器件的基底層的頂表面相似的尺度來構(gòu)造。在一些實(shí)施例中，本文所使用的術(shù)語“微米”結(jié)構(gòu)或尺度可以指某些器件或結(jié)構(gòu)的描述尺寸，例如，寬度。在一些實(shí)施例中，“微米”結(jié)構(gòu)或尺度可為1μm至大約300μm的尺度，或在許多應(yīng)用中為100μm或更小的尺度。例如，納米線器件或靜電轉(zhuǎn)移頭部的基底層可具有以微米尺度通過最大尺寸(例如，寬度)表征的接觸表面。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例未必受此限制，并且實(shí)施例的某些方面可以適用于更大的微米結(jié)構(gòu)或尺度和可能更小的尺寸尺度。在一些實(shí)施例中，本文所使用的術(shù)語“納米”結(jié)構(gòu)或尺度可以指某些器件或結(jié)構(gòu)的描述尺寸，例如，長度或?qū)挾取Ｔ谝恍?shí)施例中，“納米”結(jié)構(gòu)或尺度可在小于1μm的尺度上。例如，納米線的最大寬度可具有納米尺度。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例未必受此限制，并且實(shí)施例的某些方面可以適用于更大的納米結(jié)構(gòu)或尺度。在另一方面，本發(fā)明的實(shí)施例描述用于將納米線器件的陣列穩(wěn)定在承載襯底上以使得其準(zhǔn)備好拾取并轉(zhuǎn)移到接收襯底的結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，納米線器件的陣列粘合性地鍵合到穩(wěn)定層中的穩(wěn)定柱的陣列。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，從穩(wěn)定柱拾取納米線器件所需要的最小量拾取壓力可由形成穩(wěn)定層的粘合性鍵合材料與納米線器件之間的粘合強(qiáng)度決定。在一些實(shí)施例中，這可由每個(gè)納米線器件上的底部電極與對應(yīng)穩(wěn)定柱之間的接觸區(qū)域決定。例如，拾取納米線器件必須克服的粘合強(qiáng)度與由轉(zhuǎn)移頭部生成的最小拾取壓力相關(guān)，如公式(1)中提供：P1A1＝P2A2(1)其中P1是需要由轉(zhuǎn)移頭部生成的最小夾持壓力，A1是轉(zhuǎn)移頭部接觸表面與納米線器件接觸表面之間的接觸區(qū)域，A2是用于納米線器件的底部電極與穩(wěn)定柱之間的接觸區(qū)域，并且P2是穩(wěn)定柱與底部電極的粘合強(qiáng)度。在實(shí)施例中，轉(zhuǎn)移頭部生成大于1個(gè)大氣壓的夾持壓力。例如，每個(gè)轉(zhuǎn)移頭部可生成2個(gè)大氣壓或更大或者甚至20個(gè)大氣壓或更大的夾持壓力而不會(huì)由于轉(zhuǎn)移頭部的電介質(zhì)擊穿發(fā)生短路。在一些實(shí)施例中，由于較小面積，在每根納米線上的底部電極與穩(wěn)定柱之間的接觸區(qū)域處實(shí)現(xiàn)比轉(zhuǎn)移頭部所生成的夾持壓力高的壓力。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，納米線器件與穩(wěn)定柱之間的粘合由底部電極與穩(wěn)定柱的接觸區(qū)域以及用于將底部電極鍵合到穩(wěn)定柱的材料選擇控制。圖2A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的形成于包括納米線陣列的塊狀LED襯底上方的底部導(dǎo)電觸點(diǎn)陣列的橫截面?zhèn)纫晥D圖示。如圖所示，塊狀LED襯底200可包括處理襯底206、在處理襯底206上生長的基底層208以及納米線220陣列，所述納米線220陣列形成于基底層208的表面209上并且遠(yuǎn)離基底層208的表面209突出并穿過形成于在表面209上形成的掩模層212中的開口陣列。每根納米線220包括芯214、殼218和位于芯與殼之間的有源層216。在實(shí)施例中，掩模層212可由氮化物(例如，SiNx)材料形成，并且使用光刻技術(shù)來圖案化以形成供每個(gè)芯214突出穿過的開口。芯和殼可具有相反摻雜。例如，n摻雜型芯214可由p摻雜型殼218圍繞，或p摻雜型芯可由n摻雜型殼圍繞。有源層216可包括一個(gè)或多個(gè)層，例如，由阻擋層分開的一個(gè)或多個(gè)量子阱層。如圖2A所示，在殼218上形成底部導(dǎo)電觸點(diǎn)222。在實(shí)施例中，底部導(dǎo)電觸點(diǎn)222可在殼218周圍形成殼。例如，底部導(dǎo)電觸點(diǎn)222可形成于鄰近殼218的與有源層216相鄰的若干部分處。這可增大沿著納米線220的表面的發(fā)射均勻度。每根納米線220可由多種化合物半導(dǎo)體形成，這些化合物半導(dǎo)體具有與光譜中的特定區(qū)相對應(yīng)的帶隙。例如，圖2A所示的納米線可被設(shè)計(jì)用于發(fā)射紅光(例如，620至750nm波長)、綠光(例如，495至570nm波長)、藍(lán)光(例如，450至495nm波長)或其他波長諸如黃光、橙光或紅外光。在以下描述中，描述用于基于GaN材料形成具有芯-殼構(gòu)型的納米線LED器件陣列的示例性處理序列。盡管針對具體材料描述主要處理序列，但應(yīng)當(dāng)理解，這些示例性處理序列可用于構(gòu)造具有不同發(fā)射光譜的納米線，并且預(yù)期某些修改，尤其是在處理不同材料時(shí)。例如，預(yù)期芯214和殼218可包括基于II-VI族材料(例如，ZnSe)或包括III-V族氮化物材料(例如，GaN、AlN、InN、InGaN及它們的合金)和III-V族磷化物材料(例如，GaP、AlGaInP及它們的合金)的III-V族材料的一個(gè)或多個(gè)層。處理襯底206可包括由任何合適材料諸如但不限于硅、SiC、GaAs、GaN和藍(lán)寶石形成的生長襯底。參考圖2A-2B，在實(shí)施例中，塊狀LED襯底200包括處理襯底206，其包括由藍(lán)寶石形成的生長襯底202，并且可為大約200μm厚。在生長襯底202上使由GaN形成的緩沖層204生長到大約0.5μm至5μm的厚度。在形成緩沖層204之后，使基底層208在緩沖層204上生長。在實(shí)施例中，基底層208與芯214相似地?fù)诫s以在芯214的生長期間減少缺陷，并且提供電連接。例如，基底層208和芯214可為n摻雜型GaN材料。在實(shí)施例中，基底層208為大約1μm厚，并且芯214為大約1μm至5μm高并具有最多1μm諸如0.2μm至1μm的寬度。在實(shí)施例中，使芯214沿著基礎(chǔ)GaN基底層208的c平面生長在垂直方向上選擇性地生長。在實(shí)施例中，相鄰芯106之間的從中心到中心的節(jié)距足以分配足夠空間來執(zhí)行光刻圖案化技術(shù)諸如光致抗蝕劑提離技術(shù)以用于形成底部導(dǎo)電觸點(diǎn)222或形成臺(tái)面溝槽。在實(shí)施例中，節(jié)距為大約1μm或更多，例如，大約2.5μm。在形成芯214之后，修改生長條件以除了繼續(xù)垂直生長之外實(shí)現(xiàn)側(cè)向生長，諸如m平面生長，以形成有源層216和殼層218。有源層216可包括一個(gè)或多個(gè)量子阱和阻擋層。殼層218可具有與芯214相反的摻雜。例如，在芯214為n摻雜型的情況下，殼層218是p摻雜型。在實(shí)施例中，殼層218的厚度為0.1μm至0.5μm。在實(shí)施例中，兩者均由GaN形成。在實(shí)施例中，在從上方觀看時(shí)，每根納米線220可與六邊形構(gòu)型相符，其對應(yīng)于m平面生長。多種構(gòu)型能夠用于底部導(dǎo)電觸點(diǎn)222。在圖2A所示的實(shí)施例中，底部導(dǎo)電觸點(diǎn)222形成于每根納米線220上方。在這種實(shí)施例中，底部導(dǎo)電觸點(diǎn)222還可部分地形成于掩模層212上并且僅部分地在相鄰納米線220之間延伸。在圖2B所示的實(shí)施例中，多根納米線220可共享單個(gè)底部導(dǎo)電觸點(diǎn)222。在此類實(shí)施例中，底部導(dǎo)電觸點(diǎn)222還可形成于掩模層212上并且完全地在相鄰納米線220之間延伸。底部導(dǎo)電觸點(diǎn)222可使用多種沉積方法諸如蒸鍍或?yàn)R射形成。底部導(dǎo)電觸點(diǎn)222的圖案化可通過毯覆式沉積然后以光刻和蝕刻來形成，或底部導(dǎo)電觸點(diǎn)222可使用光致抗蝕劑提離技術(shù)來形成。在實(shí)施例中，維持相鄰納米線220之間的中心到中心間距以便實(shí)現(xiàn)足以針對光致抗蝕劑提離技術(shù)對光致抗蝕劑進(jìn)行圖案化的空間。底部導(dǎo)電觸點(diǎn)222可由包括金屬、導(dǎo)電氧化物和導(dǎo)電聚合物在內(nèi)的多種導(dǎo)電材料形成。在實(shí)施例中，底部導(dǎo)電觸點(diǎn)222由透明導(dǎo)電氧化物諸如ITO形成。在形成底部導(dǎo)電觸點(diǎn)222之后，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行退火以在底部導(dǎo)電觸點(diǎn)222與殼218之間形成歐姆接觸。現(xiàn)在參考圖3，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例在納米線陣列上方涂覆封裝材料層234。如圖所示，封裝材料層234側(cè)向圍繞多根納米線，使得納米線嵌入在封裝材料內(nèi)。封裝材料層234可由能夠向納米線提供結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的多種材料形成。在一些實(shí)施例中，封裝材料層234由對可見光譜透明的材料形成，并且允許從各根納米線220發(fā)射的光透射。在實(shí)施例中，封裝材料層234由熱固性材料形成，例如，與固化期間的10％或更少體積收縮率或更具體地講固化期間的約6％或更少體積收縮率相關(guān)聯(lián)的熱固性材料，以免剝離或在納米線上引起過多應(yīng)力。示例性熱固化材料包括苯并環(huán)丁烯(BCB)和環(huán)氧樹脂。在實(shí)施例中，封裝材料層234被旋涂或噴涂在納米線陣列上方。在施加封裝材料層234之后，其被部分固化，隨后如圖4所示進(jìn)行回蝕以針對待形成的每個(gè)納米線器件暴露多個(gè)納米線220上的一個(gè)或多個(gè)底部導(dǎo)電觸點(diǎn)222。例如，可在部分固化封裝材料層234之后使用干式蝕刻技術(shù)執(zhí)行回蝕。在圖示的特定實(shí)施例中，底部導(dǎo)電觸點(diǎn)222由多根納米線共享。在其他實(shí)施例中，單獨(dú)底部導(dǎo)電觸點(diǎn)222形成于每根納米線上方?；匚g可至少部分地腐蝕暴露的底部導(dǎo)電觸點(diǎn)222。在實(shí)施例中，在回蝕期間未完全蝕穿底部導(dǎo)電觸點(diǎn)222以便保留圍繞納米線220的歐姆接觸殼?，F(xiàn)在參考圖5，在納米線220陣列上方形成底部電極223陣列。如圖所示，底部電極223沿著封裝材料層234的底表面延伸，并且與一個(gè)或多個(gè)底部導(dǎo)電觸點(diǎn)222電接觸。底部電極223可由多種導(dǎo)電材料形成，包括金屬、導(dǎo)電氧化物和導(dǎo)電聚合物。底部電極223可由單個(gè)層或?qū)佣询B形成。底部電極223對于可見波長光譜可為透明的。底部電極223可包括對由納米線220發(fā)射的波長具有反射性的鏡層。在實(shí)施例中，底部電極223由透明導(dǎo)電氧化物諸如ITO形成。在實(shí)施例中，底部電極223由金屬材料諸如鈀或NiAu形成。在實(shí)施例中，底部電極223包括鏡層以反射從納米線發(fā)射的波長。例如，金、鋁或銀鏡層可適用于反射紅光波長光譜，而銀或鋁鏡層可適用于反射藍(lán)光或綠光波長光譜。在實(shí)施例中，底部電極包括鍵合層以控制與穩(wěn)定層的粘合強(qiáng)度。例如，在穩(wěn)定層由苯并環(huán)丁烯(BCB)形成的情況下，可使用貴金屬諸如金。多種構(gòu)型是可能的。因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，底部電極可為單個(gè)層或?qū)佣询B。穿過封裝材料層234形成臺(tái)面溝槽235陣列，使得每個(gè)臺(tái)面溝槽側(cè)向圍繞多根納米線，如圖6所示。如圖6所示，臺(tái)面溝槽235延伸穿過掩模層212并且進(jìn)入基底層208中以在處理襯底206上方形成由臺(tái)面溝槽235陣列分離的臺(tái)面結(jié)構(gòu)230陣列。在實(shí)施例中，在形成臺(tái)面溝槽235之后，可對襯底堆疊進(jìn)行退火以固化封裝材料層234。臺(tái)面溝槽235至少部分地延伸到基底層208中以限定臺(tái)面結(jié)構(gòu)230。例如，在實(shí)施例中，臺(tái)面溝槽235部分地延伸到n摻雜型GaN基底層208中，但不延伸到基礎(chǔ)GaN緩沖層204中。在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，臺(tái)面溝槽235完全延伸穿過n摻雜型GaN基底層208并且部分或完全延伸穿過基礎(chǔ)GaN緩沖層204。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，用于每個(gè)臺(tái)面結(jié)構(gòu)230的基底層208和待形成的對應(yīng)納米線器件250可按微米尺度形成。例如，參考圖15所示的納米線器件，每個(gè)基底層208可具有通過300μm或更小或更具體地講100μm或更小的最大長度或?qū)挾缺碚鞯捻敱砻?07。在實(shí)施例中，每個(gè)基底層208具有通過1至20μm的最大長度或?qū)挾葋肀碚鞯捻敱砻?07。對臺(tái)面溝槽235的蝕刻可采取濕法或干法，具體取決于臺(tái)面溝槽235側(cè)壁的期望角度。在實(shí)施例中，可以使用干法蝕刻技術(shù)，諸如反應(yīng)離子蝕刻(RIE)、電子回旋共振(ECR)、感應(yīng)耦合等離子體反應(yīng)離子蝕刻(ICP-RIE)和化學(xué)輔助的離子束蝕刻(CAIBE)。蝕刻化學(xué)物質(zhì)可以為鹵素類，包含諸如Cl2、BCl3或SiCl4的物質(zhì)。隨后可以在臺(tái)面結(jié)構(gòu)230陣列的上方形成犧牲剝離層232，如圖7所示。在實(shí)施例中，犧牲剝離層232由可易于和選擇性地用蒸氣(例如蒸氣HF)或等離子體蝕刻去除的材料形成。在實(shí)施例中，犧牲剝離層由氧化物(例如SiO2)或氮化物(例如SiNx)形成，其具有0.2μm至2μm的厚度。在實(shí)施例中，使用相對低質(zhì)量的成膜技術(shù)，諸如濺射、低溫等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)、或電子束蒸發(fā)來形成犧牲剝離層。在實(shí)施例中，掩模層212由氮化物(例如SiNx)形成，并且犧牲剝離層232由氧化物(例如SiO2)形成。如圖8所示，穿過犧牲剝離層232蝕刻出開口233陣列以暴露每個(gè)臺(tái)面結(jié)構(gòu)230的底部電極223。如將在以下描述中變得更加明顯的是，開口233的寬度和犧牲剝離層232的厚度可全部貢獻(xiàn)于穩(wěn)定層形成之后穩(wěn)定柱的尺寸。現(xiàn)在參考圖9，在實(shí)施例中，穩(wěn)定層236在犧牲剝離層232上方形成并且鍵合到承載襯底240。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，穩(wěn)定層236可由粘合性鍵合材料形成。在實(shí)施例中，粘合性鍵合材料為熱固性材料，諸如苯并環(huán)丁烯(BCB)或環(huán)氧樹脂。在實(shí)施例中，穩(wěn)定層236旋涂或噴涂在犧牲剝離層232上方，不過也可以使用其他涂覆技術(shù)。在涂覆穩(wěn)定層236后，可對該穩(wěn)定層進(jìn)行預(yù)烘烤以去除溶劑。在預(yù)烘烤穩(wěn)定層236后，處理襯底206鍵合到具有穩(wěn)定層236的承載襯底240。在實(shí)施例中，鍵合包括將穩(wěn)定層236固化。在穩(wěn)定層236由BCB形成的情況下，固化溫度應(yīng)不超過大約350℃，該溫度表示BCB開始降解時(shí)的溫度。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，不需要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定層100％的完全固化。在實(shí)施例中，穩(wěn)定層236被固化到某個(gè)足夠的百分比(例如對于BCB為70％或更大)，這時(shí)穩(wěn)定層236將不再回流。此外，已經(jīng)觀察到，部分固化的BCB可具有足夠的與承載襯底240和犧牲剝離層232的粘合強(qiáng)度。在實(shí)施例中，穩(wěn)定層可被充分固化以在犧牲剝離層的剝離操作期間充分抵抗蝕刻。如圖所示，穩(wěn)定層236填充臺(tái)面溝槽235以形成分段腔側(cè)壁272，并且填充犧牲剝離層232內(nèi)的開口233以形成穩(wěn)定柱252。穩(wěn)定柱252可具有小于對應(yīng)納米線器件250基底層208的最大寬度的最大寬度。例如，包括10μm×10μm寬基底層的示例性納米線器件250可由1μm×1μm寬的穩(wěn)定柱或2μm×2μm寬的穩(wěn)定柱支撐。然而，應(yīng)當(dāng)理解，這些尺寸是示例性的，并且可以有許多構(gòu)型。在將處理襯底206鍵合到承載襯底240后，移除處理襯底206，如圖10所示?？赏ㄟ^多種方法來實(shí)現(xiàn)處理襯底206的移除，這些方法包括激光剝離(LLO)、磨削、以及蝕刻，具體取決于生長襯底202以及可選的蝕刻停止層205或緩沖層204的材料選擇。在移除處理襯底206時(shí)，犧牲剝離層232的若干部分可在每個(gè)臺(tái)面結(jié)構(gòu)230的基底層208的暴露頂表面上方突出?；蛘?，可在移除處理襯底之后將基底層208減薄，使?fàn)奚鼊冸x層232的若干部分在減薄的基底層208的暴露頂表面上方突出。在處理襯底206包括由藍(lán)寶石形成的生長襯底202的實(shí)施例中，可使用LLO來實(shí)現(xiàn)移除，其中利用紫外激光器諸如Nd-YAG激光器或KrF準(zhǔn)分子激光器來輻照202/204界面。GaN緩沖層204在與透明生長襯底202的界面處的吸收導(dǎo)致局部加熱該界面，從而導(dǎo)致在界面GaN處發(fā)生到液體Ga金屬和氮?dú)獾姆纸?。一旦輻照了期望區(qū)域，就可以通過在電爐上重新熔融Ga來移除透明藍(lán)寶石生長襯底202。在移除生長襯底后，可移除GaN緩沖層204，從而得到基底層208的期望厚度?？墒褂蒙鲜鲫P(guān)于臺(tái)面溝槽235所述的任何合適的干法蝕刻技術(shù)、以及CMP或這兩者的組合來執(zhí)行緩沖層204的移除?，F(xiàn)在參考圖11，在移除處理襯底206后，可在基底層208的頂表面207上方形成頂部電極層242。在一些實(shí)施例中，在形成頂部電極層242之前，可任選地形成歐姆接觸層243以與基底層208形成歐姆接觸。在實(shí)施例中，歐姆接觸層243可以為金屬層。在實(shí)施例中，歐姆接觸層243為用于GaAs或AlGaInP系統(tǒng)的薄GeAu層。在實(shí)施例中，歐姆接觸層243為用于GaN系統(tǒng)的薄NiAu或NiAl層。例如，歐姆接觸層243的厚度可以為50埃。在圖示的特定實(shí)施例中，歐姆接觸層243不是直接形成于納米線220之上。例如，金屬歐姆接觸層可潛在地減少光發(fā)射。簡單地參考圖15的俯視示意圖圖示，在實(shí)施例中，歐姆接觸層243在納米線220周圍形成環(huán)，或以其他方式形成側(cè)向圍繞納米線220的柵格。頂部電極層242可以由多種導(dǎo)電材料形成，所述導(dǎo)電材料包括金屬、導(dǎo)電氧化物和導(dǎo)電聚合物。在實(shí)施例中，使用合適的技術(shù)諸如蒸鍍或?yàn)R射來形成電極層242。在實(shí)施例中，電極層242由透明電極材料形成。電極層242還可以為透明導(dǎo)電氧化物(TCO)，諸如銦錫氧化物(ITO)。電極層242還可以為一個(gè)或多個(gè)金屬層與導(dǎo)電氧化物的組合。在實(shí)施例中，電極層242為大約600埃厚的ITO。在實(shí)施例中，在形成電極層242之后，使襯底堆疊退火以在臺(tái)面結(jié)構(gòu)230陣列的電極層與頂表面207之間形成歐姆接觸。在封裝材料層234和穩(wěn)定層236由BCB形成的情況下，退火溫度可以低于大約350℃，在該溫度點(diǎn)BCB降解。在實(shí)施例中，在200℃與350℃之間，或更具體地講，在大約320℃退火大約10分鐘?，F(xiàn)在參考圖12，在實(shí)施例中，在頂部電極層242上方施加圖案化層諸如光刻膠。在實(shí)施例中，旋涂光刻膠層244使得光刻膠層244的頂表面完全覆蓋電極層242在填充的臺(tái)面溝槽235位置處的凸起部分?，F(xiàn)在參考圖13，在實(shí)施例中，使用合適的濕溶劑或等離子體灰化技術(shù)剝離光刻膠層244直至移除填充的臺(tái)面溝槽235位置上方的電極層242，從而使?fàn)奚鼊冸x層232暴露在臺(tái)面結(jié)構(gòu)之間，從而導(dǎo)致形成頂部電極246陣列。然后可以完全剝離任何殘余的光刻膠層244，從而形成嵌入犧牲剝離層232并由穩(wěn)定柱252陣列支撐的側(cè)向分離的納米線器件250陣列。此時(shí)，所得的結(jié)構(gòu)對于制備襯底以用于后續(xù)犧牲剝離層移除和靜電拾取的處理和清潔操作仍是牢固的。仍然參考圖13，每個(gè)納米線器件250上的頂部電極246基本上覆蓋每個(gè)納米線器件250的每個(gè)基底層208的整個(gè)頂表面207。在這種構(gòu)型中，頂部電極246基本上覆蓋最大有效表面積以提供大的平坦表面以用于與靜電轉(zhuǎn)移頭部接觸，如圖16A-16E中更詳細(xì)地描述。這可以允許靜電轉(zhuǎn)移頭部組件的一些對準(zhǔn)公差。在形成分立且側(cè)向分離的納米線器件250之后，可以移除犧牲剝離層232。圖14是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在移除犧牲剝離層之后位于穩(wěn)定層中的納米線器件250陣列的橫截面?zhèn)纫晥D圖示。合適的蝕刻化學(xué)物質(zhì)諸如HF蒸汽、或CF4或SF6等離子體可用于蝕刻SiO2或SiNx犧牲剝離層232。在圖示實(shí)施例中，犧牲剝離層232是完整地，從而導(dǎo)致各個(gè)納米線器件250通過穩(wěn)定柱252支撐在分段腔270內(nèi)。在這種實(shí)施例中，納米線器件和穩(wěn)定柱242之間的粘合可以由底部電極223與穩(wěn)定柱252的接觸區(qū)域，以及用于鍵合底部電極和穩(wěn)定層的材料選擇控制。例如，鍵合層諸如底部電極223層堆疊中的金可以與穩(wěn)定柱252直接接觸。這樣，底部電極223與穩(wěn)定柱252接觸的表面區(qū)域的表面積和輪廓是造成將納米線器件250保持在穩(wěn)定層中的適當(dāng)位置的部分原因，并且還有助于必須克服以從承載襯底拾取納米線器件250的附著力。分段腔側(cè)壁272可另外有助于將納米線器件250陣列保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，?yīng)破壞任何納米線器件250與穩(wěn)定柱252之間的粘合劑鍵合。圖15是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的承載在承載襯底240上的納米線器件250陣列的示意性俯視圖圖示。在圖示的示例性實(shí)施例中，每個(gè)納米線器件包括位于基底層208上的多根納米線220。分段腔側(cè)壁272可以側(cè)向圍繞各個(gè)納米線器件250的基底層208以及一根或多根納米線220。一個(gè)或多個(gè)穩(wěn)定柱252支撐各個(gè)納米線器件250。在實(shí)施例中，每個(gè)納米線器件包括可以具有通過300μm或更小，或更具體地講100μm或更小的最大長度或?qū)挾葋肀碚鞯捻敱砻?07的基底層208。在實(shí)施例中，每個(gè)基底層208具有通過1至20μm的最大長度或?qū)挾葋肀碚鞯捻敱砻?07。如圖所示，基底層的頂表面207近似為納米線器件250的最大寬度。圖16A-16E是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的將納米線器件250從承載襯底240轉(zhuǎn)移至接收襯底300的靜電轉(zhuǎn)移頭部304陣列的橫截面?zhèn)纫晥D圖示，所述納米線器件可以為納米線LED器件。圖16A是微型器件轉(zhuǎn)移頭部304陣列的橫截面?zhèn)纫晥D圖示，所述微型器件轉(zhuǎn)移頭部由襯底300支撐并定位在穩(wěn)定位于承載襯底240上的納米線器件250陣列的上方。然后，使納米線器件250陣列與轉(zhuǎn)移頭部304陣列接觸，如圖16B所示。如圖所示，轉(zhuǎn)移頭部304陣列的節(jié)距為納米線器件250陣列的節(jié)距的整數(shù)倍。將電壓施加于轉(zhuǎn)移頭部304陣列。電壓可從與轉(zhuǎn)移頭部貫通孔307陣列電連接的轉(zhuǎn)移頭部組件306內(nèi)的工作電路施加。然后，利用轉(zhuǎn)移頭部304陣列拾取納米線器件250陣列，如圖16C所示。然后，將納米線器件250陣列設(shè)置為與接收襯底400上的接觸墊402(例如，金、銦、錫等)接觸，如圖16D所示。然后，將納米線器件250陣列釋放到接收襯底400上的接觸墊402上，如圖16E所示。例如，接收襯底可為但不限于顯示襯底、照明襯底、具有諸如晶體管或IC的功能器件的襯底、或者具有金屬配電線路的襯底。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在拾取、轉(zhuǎn)移和鍵合操作期間可以對承載襯底、轉(zhuǎn)移頭部組件或接收襯底施加熱。例如，可以在拾取和轉(zhuǎn)移操作期間通過轉(zhuǎn)移頭部組件施加熱，在該操作期間熱可以使納米線器件鍵合層液化或不使其液化。轉(zhuǎn)移頭部組件可以在鍵合操作期間另外施加熱于接收襯底上，其可以使納米線器件上的鍵合層或接收襯底中的一者液化或不使其液化，從而在鍵合層之間擴(kuò)散。可以不同的次序執(zhí)行施加電壓以在納米線器件的陣列上產(chǎn)生握持力的操作。例如，可以在納米線器件的陣列與轉(zhuǎn)移頭部陣列接觸之前，在納米線器件與轉(zhuǎn)移頭部陣列接觸時(shí)，或者在納米線器件與轉(zhuǎn)移頭部陣列接觸之后施加電壓。還可以在向鍵合層施加熱之前、同時(shí)或之后施加電壓。在轉(zhuǎn)移頭部304包括雙極性電極的情況下，可在每個(gè)轉(zhuǎn)移頭部304中的電極對兩端施加交流電壓使得當(dāng)在負(fù)電壓施加于一個(gè)電極，正電壓施加于該對電極中的另一電極(并且反之亦然)的特定時(shí)間點(diǎn)創(chuàng)建拾取壓力。從轉(zhuǎn)移頭部304釋放納米線器件的陣列可借助各種方法實(shí)現(xiàn)，包括關(guān)閉電壓源，降低電極對兩端的電壓，改變交流電壓的波形以及將電壓源接地。圖17示出了根據(jù)實(shí)施例的顯示系統(tǒng)1700。顯示系統(tǒng)包括處理器1710、數(shù)據(jù)接收器1720、顯示器1730以及一個(gè)或多個(gè)可以掃描驅(qū)動(dòng)器IC和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器IC的顯示驅(qū)動(dòng)器IC1740。數(shù)據(jù)接收器1720可被配置為無線地或有線地接收數(shù)據(jù)?？梢远鄠€(gè)無線標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議中的任一個(gè)實(shí)現(xiàn)無線接收，所述無線標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議包括但不限于Wi-Fi(IEEE802.11系列)、WiMAX(IEEE802.16系列)、IEEE802.20、長期演進(jìn)(LTE)、Ev-DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、藍(lán)牙、其衍生物以及被稱為3G、4G、5G等等的任何其他無線協(xié)議。一個(gè)或多個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)器IC1740可以物理或電耦合至顯示器1730。在一些實(shí)施例中，顯示器1730包括一個(gè)或多個(gè)根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例制備的納米線器件250。根據(jù)其應(yīng)用，顯示系統(tǒng)1700可以包括其他部件。這些其他部件包括但不限于存儲(chǔ)器、觸摸屏控制器和電池。在各種具體實(shí)施中，顯示系統(tǒng)1700可以為電視、平板電腦、電話、膝上型電腦、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、信息亭、數(shù)碼相機(jī)、手持式游戲機(jī)、媒體顯示器、電子書顯示器或大面積標(biāo)牌顯示器。圖18示出了根據(jù)實(shí)施例的照明系統(tǒng)1800。照明系統(tǒng)包括電源1810，其可以包括用于接收功率的接收接口1820，以及用于控制待供應(yīng)給光源1840的功率的功率控制單元1830?？梢詮恼彰飨到y(tǒng)1800外部或從任選地包括在照明系統(tǒng)1800中的電池供應(yīng)功率。在一些實(shí)施例中，光源1840包括一個(gè)或多個(gè)根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例制備的納米線器件250。在各種具體實(shí)施中，照明系統(tǒng)1800可以為室內(nèi)或室外照明應(yīng)用，諸如廣告牌照明、建筑照明、街道照明、電燈泡和燈具。在利用本發(fā)明的各個(gè)方面時(shí)，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見的是，可以采用以上實(shí)施例的組合或變型來制造和轉(zhuǎn)移納米線器件。盡管以結(jié)構(gòu)特征和/或方法行為特定的語言描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，所附權(quán)利要求書中所限定的本發(fā)明不必限于所述的特定特征或行為。本發(fā)明所公開的特定特征和行為被理解為受權(quán)利要求書保護(hù)的本發(fā)明的特定適當(dāng)實(shí)施以用于對本發(fā)明進(jìn)行例示。