[发明专利]具有器件层竖直位置的精确控制的用于管芯到晶片器件层转移的方法

说明书

本公开涉及具有器件层竖直位置的精确控制的用于管芯到晶片器件层转移的方法。描述了便于具有受控竖直位置的器件层试样块的转移的方法和结构。在一个实施方案中，多个器件层试样块以粘合剂层键合到接收衬底，其中所述多个器件层试样块的前表面与接收衬底的本体层之间的距离由多个刚性机械间隔件控制。

相关专利申请

本申请要求于2021年3月3日提交的美国临时申请号63/156,140的优先权的权益，该申请以引用方式并入本文。

技术领域

本文描述的实施方案涉及管芯到晶片转移，并且更具体地涉及外延器件层的层转移。

背景技术

晶片到晶片(W2W)和管芯到晶片(D2W)是常常使用晶片或晶片上芯片之间的SiO₂-SiO₂融合键合的公认微电子制造技术。这可附加地与金属-金属键合组合以用于混合键合技术。混合键合是已经在大规模生产具有超小垫盘节距的高密度输入/输出(I/O)芯片中采用的一种合适的技术。一般来讲，混合键合处理流程可包括在室温的初始氧化物到氧化物键合，然后加热以闭合凹陷间隙，然后进一步加热以压缩金属。

通常，在使用混合键合用于不同材料的异构集成时，两个经键合的衬底应具有类似的热膨胀系数(CTE)。对于具有不同CTE的衬底，键合可能由于衬底之间的应变而在加热和冷却过程之间被损坏，从而导致层离或其它损坏。混合键合处理还必须具有严格的键合前清洁方案，以避免在键合界面处存在颗粒。

发明内容

描述了在器件层转移期间控制器件层试样块的竖直位置的方法和结构。具体地，该制造序列可用于制造微型发光二极管(LED)显示面板。在一个实施方案中，该制造序列包括形成多个器件层试样块的重构结构，然后将重构结构键合到接收衬底以将所述多个器件层试样块转移到接收衬底。更具体地，形成重构结构的方法可包括以粘合剂层在承载衬底上键合多个器件层试样块。可从多个不同的处理(例如，生长)衬底切割所述多个器件层试样块。在这样的过程中，所述多个刚性机械间隔件可用于控制所述多个器件层试样块的前表面与承载衬底的本体层之间的距离。所述多个刚性机械间隔件可用于控制竖直位置，同时还容许在键合界面处潜在颗粒的存在，而不影响器件层试样块的竖直位置。

附图说明

图1是根据实施方案的基线微型LED微显示器制造序列的示意性透视图图示，包括外延重构、微型LED前平面制造和晶片到晶片混合集成。

图2A是包括融合键合到承载衬底的多个器件层试样块的重构结构的示意性横截面侧视图图示。

图2B是图2A的所述多个器件层试样块在处理衬底移除之后的示意性横截面侧视图图示。

图3A是包括粘合键合到承载衬底的多个器件层试样块的重构结构的示意性横截面侧视图图示。

图3B是图3A的所述多个器件层试样块在处理衬底移除和平面化之后的示意性横截面侧视图图示。

图4A是根据一个实施方案的包括粘合键合到包括多个硬止动突起结构的承载衬底的多个器件层试样块的重构结构的示意性横截面侧视图图示。

图4B是根据一个实施方案的图4A的所述多个器件层试样块在处理衬底移除之后的示意性横截面侧视图图示。

图4C是根据一个实施方案的粘合键合到包括多个硬止动突起结构的承载衬底的外延器件层试样块的近距离示意性横截面侧视图图示。

图4D是根据一个实施方案的图4A的外延器件层试样块中形成的多个微型LED在处理衬底移除之后的近距离示意性横截面侧视图图示。

图5A至图5D是根据实施方案的形成图4B的重构结构的序列的示意性横截面侧视图图示。

图6是根据实施方案的包括胶态粘合剂层的键合操作的示意性横截面侧视图图示。