本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制法,具體為一種pi輔助micro-led巨量轉(zhuǎn)移方法。
背景技術(shù):
1、micro-led顯示技術(shù)是最具潛力的下一代新型顯示技術(shù),相較于傳統(tǒng)的lcd和oled顯示,micro-led具有更高亮度、更低功耗、更高分辨率、更快響應(yīng)速度、更長壽命等獨特優(yōu)勢,其除了在傳統(tǒng)顯示如手機、電視、電腦等方面具有極大的應(yīng)用潛力,在虛擬現(xiàn)實(vr)、增強現(xiàn)實(ar)等新型顯示應(yīng)用中更具有絕對的優(yōu)勢。然而,micro-led顯示產(chǎn)品的價格一直高居不下,嚴(yán)重限制了其商業(yè)化發(fā)展,?micro-led顯示技術(shù)成本難以降低主要歸因于其較為復(fù)雜的加工技術(shù)環(huán)節(jié),而巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)是micro-led顯示降低成本面臨的最大挑戰(zhàn)之一。
2、現(xiàn)主流的micro-led巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)主要有pdms印章、流體自組裝、電磁轉(zhuǎn)移、激光輔助巨量轉(zhuǎn)移等,其中pdms印章轉(zhuǎn)移速度良率有限且價格昂貴,流體自組裝難以實現(xiàn)小尺寸芯片轉(zhuǎn)移,電磁轉(zhuǎn)移需要對micro-led芯片結(jié)構(gòu)進行特殊設(shè)計,激光輔助巨量轉(zhuǎn)移良率較低。公開號為cn115083990a的中國專利公開了一種micro-led巨量轉(zhuǎn)移方法,但是存在以下缺點:1、需要對熱釋放膠帶粘性的精確控制,轉(zhuǎn)移良率低;2?不同尺寸的芯片需要分別設(shè)置轉(zhuǎn)移探頭,成本高,不具備普適性;3?熱釋放膠帶在過高溫度的長時間高溫下面臨粘性恢復(fù)的問題,極大影響轉(zhuǎn)移良率,因此對鍵合溫度和鍵合時間提出很高的要求,難以平衡熱釋放膠帶加熱和鍵合的溫度和時間??偟膩碚f,現(xiàn)有的這些技術(shù)均很難滿足巨量轉(zhuǎn)移對大規(guī)模、高良率、低成本以及高速轉(zhuǎn)移的需求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足,本發(fā)明的目的是提供一種pi輔助micro-led巨量轉(zhuǎn)移方法。
2、技術(shù)方案:本發(fā)明所述的一種pi輔助micro-led巨量轉(zhuǎn)移方法,包括以下步驟:
3、步驟一,在襯底上制備micro-led芯片,micro-led芯片的同側(cè)表面設(shè)置n型電極和p型電極;
4、步驟二,在第一基板表面設(shè)置結(jié)合層、uv解膠層;
5、步驟三,將第一基板與micro-led芯片的n型電極和p型電極通過uv解膠層進行臨時鍵合;
6、步驟四,將micro-led芯片剝離至uv解膠層上,與襯底分離;
7、步驟五,將micro-led芯片遠(yuǎn)離uv解膠層的表面旋涂pi溶液,加熱固化,形成pi固化膜;
8、步驟六,在第二基板表面設(shè)置pi半固化膜,將pi固化膜與pi半固化膜鍵合,經(jīng)uv光照后粘性減弱的uv解膠層與micro-led芯片分離,將pi固化膜連接的micro-led芯片轉(zhuǎn)移到基于pi半固化膜的第二基板上;
9、步驟七,通過刻蝕選擇性去除第二基板上的pi固化膜和pi半固化膜,在電路板電極位置蒸鍍鍵合金屬,使第二基板上的micro-led芯片選擇性轉(zhuǎn)移到電路板上,鍵合金屬與n型電極、p型電極加熱鍵合;
10、步驟八,去除micro-led芯片的pi固化膜和pi半固化膜。
11、進一步地,步驟一中,micro-led芯片為藍(lán)光gan外延層、綠光gan外延層、紅光gan外延層中的一種或多種,厚度為3~8?μm。襯底為藍(lán)寶石、硅、碳化硅、石英中的任意一種。
12、優(yōu)選地,藍(lán)光gan外延層的量子阱in的組份為0.15~0.25,綠光gan外延層的量子阱in的組份為0.25~0.3,紅光gan外延層的量子阱in的組份為0.3~0.7。
13、進一步地,步驟二中,uv解膠層的粘度為2000~30000?mn/mm,在uv光照后粘度下降90%以上。第一基板為透明基板,藍(lán)寶石、石英、玻璃、pet、pc中的任意一種。
14、進一步地,步驟四中,剝離是通過248?nm的krf準(zhǔn)分子激光器進行激光剝離。
15、進一步地,步驟五中,加熱固化的溫度為80~150℃,時間為3~10min,pi固化膜的厚度為0.5~5?μm。剝離到第一基板上的micro-led向第二基板轉(zhuǎn)移之前,在micro-led背面旋涂一層pi固化膜,用于連接各個分立的micro-led芯片,由于當(dāng)micro-led尺寸微縮到50μm以下時,由于鍵合面積的減小,micro-led芯片的轉(zhuǎn)移良率將大大降低,這對第二基板上粘合部的粘性提出了更高的要求。采用pi固化膜,能夠顯著降低對第二基板上粘合部的粘性需求。
16、進一步地,步驟六中,pi半固化膜厚度為0.5~5?μm。?pi半固化膜厚度小于0.5μm,會導(dǎo)致其半固化膜粘性不夠,會增加mciro-led芯片向第二基板轉(zhuǎn)移的難度;pi半固化膜厚度大于5?μm,會增加去除難度。加入pi半固化膜的作用,pi固化之后粘性消失,半固化狀態(tài)下具有粘性,能夠?qū)崿F(xiàn)將帶有pi固化膜的micro-led轉(zhuǎn)移到半固化膜上。
17、進一步地,步驟七中,刻蝕為采用o2氛圍下的rie或icp刻蝕,鍵合金屬為in、sn、au中的一種或多種形成的合金,為低熔點鍵合金屬。
18、進一步地,制備方法還包括步驟八,重復(fù)步驟一~步驟七,將micro-led芯片替換為不同顏色的micro-led芯片,最終在電路板表面得到周期性設(shè)置的不同顏色的micro-led芯片。
19、進一步地,micro-led芯片替換為三色堆疊micro-led芯片。
20、有益效果:本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下顯著性特點:
21、1、能夠滿足巨量轉(zhuǎn)移的大規(guī)模、高良率、低成本以及高速轉(zhuǎn)移的需求,顯著提高了各個轉(zhuǎn)移步驟micro-led的轉(zhuǎn)移良率,成本低且兼容各尺寸micro-led芯片轉(zhuǎn)移;
22、2、插入pi固化層,能夠?qū)崿F(xiàn)兼容不同尺寸micro-led芯片由第一基板向第二基板的轉(zhuǎn)移,大大提高了轉(zhuǎn)移良率,降低了對第二基板上粘合部的粘性需求;
23、3、采用pi半固化膜作為第二基板粘合部,既可以滿足micro-led芯片向第二基板轉(zhuǎn)移的粘度需求,又可以借助其加熱后與第二基板易分離的特點,提高第二基板上micro-led芯片向電路板轉(zhuǎn)移的良率。
1.一種pi輔助micro-led巨量轉(zhuǎn)移方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種pi輔助micro-led巨量轉(zhuǎn)移方法,其特征在于:所述步驟一中,micro-led芯片(2)為藍(lán)光gan外延層、綠光gan外延層、紅光gan外延層中的一種或多種,厚度為3~8?μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種pi輔助micro-led巨量轉(zhuǎn)移方法,其特征在于:所述藍(lán)光gan外延層的量子阱in的組份為0.15~0.25,所述綠光gan外延層的量子阱in的組份為0.25~0.3,所述紅光gan外延層的量子阱in的組份為0.3~0.7。
4.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種pi輔助micro-led巨量轉(zhuǎn)移方法,其特征在于:所述步驟二中,uv解膠層(5)的粘度為2000~30000?mn/mm,在uv光照后粘度下降90%以上。
5.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種pi輔助micro-led巨量轉(zhuǎn)移方法,其特征在于:所述步驟四中,剝離是通過248?nm的krf準(zhǔn)分子激光器進行激光剝離。
6.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種pi輔助micro-led巨量轉(zhuǎn)移方法,其特征在于:所述步驟五中,加熱固化的溫度為80~150℃,時間為3~10min,所述pi固化膜(8)的厚度為0.5~5?μm。
7.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種pi輔助micro-led巨量轉(zhuǎn)移方法,其特征在于:所述步驟六中,pi半固化膜(9)厚度為0.5~5?μm。
8.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種pi輔助micro-led巨量轉(zhuǎn)移方法,其特征在于:所述步驟七中,刻蝕為采用o2氛圍下的rie或icp刻蝕,鍵合金屬(11)為in、sn、au?中的一種或多種形成的合金。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種pi輔助micro-led巨量轉(zhuǎn)移方法,其特征在于:還包括步驟八,重復(fù)步驟一~步驟七,將micro-led芯片(2)替換為不同顏色的micro-led芯片(2),最終在電路板(12)表面得到周期性設(shè)置的不同顏色的micro-led芯片(2)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種pi輔助micro-led巨量轉(zhuǎn)移方法,其特征在于:所述micro-led芯片(2)替換為三色堆疊micro-led芯片(13)。