[0002] 本申请案主张标题为“用于制备用于微组装的GaN及相关材料的系统及方法”的2014年6月18日提出申请的第62/014,070号美国临时
专利申请案的优先权及权益，所述美国临时专利申请案的内容以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
[0003] 本
发明涉及用于提供可使用大规模并行微转印印刷方法来印刷的微尺度装置的结构及方法。
背景技术
[0004] 所揭示技术大体来说涉及可转印微型装置的形成。
半导体芯片或裸片自动化组装设备通常使用
真空操作放置头(例如真空抓持器或取放工具)以拾取并将装置应用于衬底。使用此技术来拾取及放置超薄及/或小装置通常是困难的。微转印印刷准许选择并应用这些超薄、易碎及/或小装置而不对所述装置本身造成损坏。
[0005] 微结构印模可用于拾取微型装置，将所述微型装置输送到目的地，及将所述微型装置印刷到目的地衬底上。表面粘附
力用于控制对这些装置的选择并将其印刷到目的地衬底上。此过程可大规模地并行执行。印模可经设计以在单个拾取及印刷操作中转印数百到数千个离散结构。
[0006] 微转印印刷还实现将高性能半导体装置并行组装到包含玻璃、塑料、金属或其它半导体的几乎任何衬底材料上。衬底可为柔性的，借此准许产生柔性
电子装置。柔性衬底可集成于大量配置中，包含在脆性基于
硅的电子装置的情况下不可能的配置。另外，举例来说，塑料衬底是机械强固的且可用于提供较不易于遭受由机械
应力引起的损坏及/或电子性能降级的电子装置。因此，这些材料可用于通过能够以低成本在大衬底区域上方产生电子装置的连续、高速印刷技术(例如，卷对卷制造)来制作电子装置。
[0007] 此外，这些微转印印刷技术可用于在与塑料
聚合物衬底上的组装兼容的
温度下印刷半导体装置。另外，半导体材料可印刷到大衬底区域上，借此实现复杂集成
电路在大衬底区域上方的连续、高速印刷。此外，在弯曲或
变形装置定向上具有良好电子性能的完全
柔性电子装置可经提供以实现广泛范围的柔性电子装置。
[0008] 电子有源组件可印刷于非同质衬底上方。举例来说，这些印刷技术可用于形成成像装置(例如平板
液晶、LED或OLED显示装置)，及/或用于数字射线照相板中。在每一实例中，必须将电子有源组件从同质衬底转印到目的地衬底(例如，有源组件的阵列分布于其上的非同质衬底)。使用弹性体印模从同质衬底拾取有源组件并将其转印到目的地衬底。有源组件的释放必须受控制且可预测。
[0009] 在微转印印刷中，小芯片通常形成在硅衬底及牺牲层上，所述牺牲层通过使用
光刻过程蚀刻来底切以形成系链。硅衬底促进在晶片与小芯片之间形成系链，所述系链在微转印印刷过程期间断开以释放小芯片。然而，形成GaN装置的常规方法并不会导致形成可使用微转印印刷技术组装的微尺度装置。另外，形成GaN装置的常规方法并不会在蓝
宝石上实现可印刷GaN装置。尽管与蓝宝石相比相对不昂贵，但硅比起蓝宝石与构成LED的GaN
晶体结构具有甚至更大的晶格不匹配，这进一步降低所得LED的性能。因此，在一些
实施例中，期望使用蓝宝石衬底形成可印刷结构，例如LED。然而，不存在用于底切形成于蓝宝石衬底上的小芯片以实现用于微转印印刷的小芯片释放的可用方法。
[0010] 因此，需要实现可经微转印印刷的形成于衬底(例如，硅或蓝宝石)上的微型LED小芯片的构造的结构及方法。还需要实现印刷于目的地衬底上的小芯片的电互连的简单且廉价的方法及结构。此外，需要允许使用比常规方法少的处理步骤来电连接印刷结构(例如，印刷LED)的
电触点的方法及结构。
[0011] 因此，需要用于在GaN及适于微转印印刷的相关材料中制备高性能、小型且密集的结构阵列的可预测且可控制的系统及方法。
发明内容
[0012] 在一个方面中，本发明是针对一种从硅同质衬底制备经释放或可释放结构的方法，所述方法包括：在包括Si(111)的衬底上沉积选自由以下各项组成的群组的一或多个成员：GaN、AlGaN、InGaN、InGaAlN及SiN，借此形成
外延材料；使用所述外延材料在所述衬底上形成装置；在所述外延材料中将包括所述装置的可释放结构划界，借此部分地暴露所述衬底；形成锚定结构及拴系结构，使得在所述衬底与蚀刻剂
接触之后所述可释放结构通过所述锚定结构及拴系结构将所述装置连接到所述衬底；用蚀刻剂将在所述可释放结构下方的硅材料移除，借此形成包括所述装置的可印刷结构，其中通过所述系链结构及锚结构维持所述可印刷结构的空间定向；及将所述衬底及通过锚定结构及/或拴系结构连接到所述衬底的所述可印刷结构暴露于一或多种化学
试剂以用于调节所述经释放结构的新暴露的表面。
[0013] 在某些实施例中，将所述衬底及所述可印刷结构暴露于一或多种化学试剂包括暴露于经加热的
磷酸。在某些实施例中，将所述衬底及所述可印刷结构暴露于一或多种化学试剂会将表面粗糙度赋予所述新暴露的表面。
[0014] 在某些实施例中，所述蚀刻剂是经加热的氢
氧化四
钾基铵、氢氧化钾、氢氧化钠或用于执行
各向异性硅蚀刻的
碱性溶液。
[0015] 在某些实施例中，形成装置包括沉积及/或
图案化电介质及/或导电
薄膜。
[0016] 在某些实施例中，在所述外延材料中形成所述锚定结构及拴系结构。
[0017] 在某些实施例中，由非外延材料形成所述锚定及拴系结构。
[0018] 在某些实施例中，所述非外延材料包括选自由以下各项组成的群组的一或多种外延材料：氮化硅、氧化硅。
[0019] 在某些实施例中，所述方法进一步包括：形成一或多个囊封结构以囊封所述可印刷结构的至少一部分。
[0020] 在某些实施例中，所述方法进一步包括：在移除在所述结构下方的硅材料之前，在经暴露硅中形成凹部。
[0021] 在某些实施例中，在所述经暴露硅中形成凹部包括蚀刻所述经暴露硅。
[0022] 在某些实施例中，所述方法进一步包括：微转印印刷所述可印刷结构中的一或多个可印刷子结构。
[0023] 在某些实施例中，所述微转印印刷包括：使所述可印刷结构中的一或多个可印刷结构与具有接触表面的保形转印装置接触，其中所述接触表面与所述一或多个可印刷结构之间的接触将所述一或多个可印刷结构粘附到所述接触表面；使安置在所述接触表面上的所述一或多个可印刷结构与目的地衬底的接纳表面接触；及使所述保形转印装置的所述接触表面与所述一或多个可印刷结构分离，其中将所述一或多个可印刷结构转印到所述接纳表面上，借此将所述一或多个可印刷结构组装在所述目的地衬底的所述接纳表面上。
[0024] 在某些实施例中，所述保形转印装置是弹性体印模。
[0025] 在另一方面中，本发明是针对一种使用具有受控胶粘性的中间衬底从同质装置衬底制备用于微组装的可印刷材料的方法，所述方法包括：在所述同质装置衬底上沉积一或多种材料，借此形成外延材料；用所述外延材料在所述衬底上形成装置；在所述外延材料中将包括所述装置的可释放结构划界，借此部分地暴露所述装置衬底；形成锚定结构及拴系结构使得在所述衬底与蚀刻剂接触之后所述可释放结构通过所述锚定结构及拴系结构连接到所述衬底；将所述外延材料暂时接合到所述中间衬底并执行激光剥离过程，借此使所述外延材料与所述装置衬底分离且借此反转用于微组装的所述外延材料，其中：所述中间衬底的所述受控胶粘性经配置使得转印元件可将所述材料从所述中间衬底移除以用于微组装，且所述同质衬底对激光照射是透明的，所述激光照射被所述同质衬底上的吸收层强烈吸收使得在暴露于所述激光照射时所述吸收层至少部分地分解或以其它方式形成可起始所述同质衬底与用于微组装的所述装置之间的分离的界面；至少部分地完成装置在所述中间衬底上的所述形成或划界；形成不溶于用于将所述外延材料从所述中间衬底释放的蚀刻剂的锚定、拴系或囊封结构；通过移除
定位于所述中间衬底的至少一部分与所述装置的至少一部分之间的可选择性移除层的至少一部分来将所述装置从所述中间衬底释放，借此经由所述中间衬底从所述同质衬底形成可印刷可微组装装置；及将所述中间衬底上的用于微组装的所述经释放材料转印到第二中间印模，借此以不同非反转配置呈现用于微组装的所述外延材料，所述第二中间印模也具有受控胶粘性使得所述第二中间印模可将用于微组装的所述材料从所述中间印模移除且转印元件可将用于微组装的所述外延材料从所述第二中间印模移除。
[0026] 在某些实施例中，所述装置衬底包括选自由以下各项组成的群组的成员：蓝宝石、砷化镓、磷化铟及绝缘体上硅。
[0027] 在某些实施例中，沉积于所述装置衬底上的所述一或多种材料包括选自由以下各项组成的群组的至少一个成员：GaN、AlGaN及SiN。
[0028] 在某些实施例中，所述中间衬底包括印模。在某些实施例中，所述中间衬底包括具有受控胶粘性的保形弹性体。
[0029] 在某些实施例中，在所述外延材料中形成所述锚定结构及拴系结构。在某些实施例中，由非外延材料形成所述锚定及拴系结构。
[0030] 在某些实施例中，所述非外延材料包括选自由以下各项组成的群组的一或多种外延材料：氮化硅、氧化硅。
[0031] 在某些实施例中，所述转印元件包括弹性体印模。
[0032] 在某些实施例中，所述方法进一步包括：执行
热处理以将所述外延材料(及/或其上/其中的装置)暂时接合到所述中间衬底以形成经接合衬底对。
[0033] 在某些实施例中，所述中间衬底的所述胶粘性是通过交联
密度、表面化学、表面纹理、表面组合物、弹性体层厚度及/或表面形貌来控制。在某些实施例中，所述中间衬底的所述胶粘性是通过压力或温度来控制。在某些实施例中，所述中间衬底的所述胶粘性是通过形貌特征的暂时崩陷或粘弹率相依粘附效应而形成，借此形成暂态胶粘性。
[0034] 在某些实施例中，用于微组装的所述外延材料包括选自由以下各项组成的群组的一或多个成员：GaN、AlGaN、InGaN、InGaAlN及SiN。
[0035] 在某些实施例中，所述同质衬底包括蓝宝石，且用于微组装的所述外延材料包括GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaN、SiN及非外延材料中的至少一者。在某些实施例中，所述同质衬底包括砷化镓，且用于微组装的所述外延材料包括GaAs、InGaAlP、InGaP、InAlP、AlGaAs、(In)GaNAs(Sb)、InGaAsP、(Si)Ge、SiGeSn及非外延材料中的至少一者。在某些实施例中，所述同质衬底包括磷化铟，且用于微组装的所述外延材料包括InGaAs、InAlGaAs、InAlAs、InGaAsP、InP、InGaAlAsP、GeSn、SiGeSn及非外延材料中的至少一者。在某些实施例中，所述同质衬底包括绝缘体上硅，且用于微组装的所述外延材料包括InGaAs、InAlGaAs、InAlAs、InGaAsP、InP、InGaAlAsP、GeSn、SiGeSn及非外延材料中的至少一者。
[0036] 在某些实施例中，用在所述衬底上的所述外延材料制成的所述装置包括选自由以下各项组成的群组的一或多个成员：集成电路、LED、HEMT、HBT、
激光器、VCSEL、
二极管、
光电二极管、
太阳能电池、
齐纳二极管、IGBT、
肖特基二极管、电容器及色彩转换器。
[0037] 在另一方面中，本发明是针对一种经由中间衬底从同质蓝宝石衬底制备用于微组装的经释放材料的方法，所述方法包括：在所述同质蓝宝石衬底上通过
外延生长制备用于微组装的材料以形成外延材料；将用于微组装的所述材料粘附到中间衬底以形成经接合衬底对；执行激光剥离过程，借此将用于微组装的所述材料与所述同质蓝宝石衬底分离并将所述经接合衬底对分离，其中：借此反转用于微组装的所述材料，且所述蓝宝石衬底对激光照射是透明的，所述激光照射被所述蓝宝石衬底上的吸收层强烈吸收使得在暴露于所述激光照射时所述吸收层至少部分地分解或以其它方式形成可起始所述蓝宝石衬底与用于微组装的所述材料之间的分离的界面；形成不溶于用于将用于微组装的所述材料从所述中间衬底释放的蚀刻剂的锚定、拴系及/或囊封结构；及通过移除定位于所述中间衬底的至少一部分与用于微组装的所述材料的至少一部分之间的可选择性移除层的至少一部分来将用于微组装的所述材料从所述中间衬底释放，借此将在可释放结构下方的硅移除并经由所述中间衬底从蓝宝石同质衬底形成经释放可微组装GaN材料或装置。
[0038] 在某些实施例中，所述方法进一步包括：将所述中间衬底上的用于微组装的所述经释放材料转印到中间印模，借此以用于微组装的不同非反转配置呈现用于微组装的所述材料。
[0039] 在某些实施例中，所述方法进一步包括：在形成锚定、拴系及/或囊封结构之前，至少部分地完成装置在所述中间衬底上的所述形成及/或划界。
[0040] 在某些实施例中，所述方法进一步包括：在通过外延生长制备用于微组装的材料之后，在用于微组装的材料中至少部分地形成装置。在某些实施例中，所述方法进一步包括：在通过外延生长制备用于微组装的材料之后，在外延材料中将可释放结构划界，从而部分地暴露所述蓝宝石衬底。在某些实施例中，所述方法进一步包括：在通过外延生长制备用于微组装的材料之后，在所述外延材料中形成锚定结构及/或拴系结构。
[0041] 在某些实施例中，所述方法进一步包括：在通过外延生长制备用于微组装的材料之后，从经设计以经受住所述释放过程的非外延材料(例如，氮化硅或氧化硅)形成锚定及/或拴系结构。
[0042] 在某些实施例中，所述方法进一步包括：在将用于微组装的所述材料粘附到所述中间衬底之后，执行热处理以将用于微组装的所述材料暂时接合到所述中间衬底，借此形成经接合衬底对。
[0043] 在某些实施例中，所述中间衬底是玻璃、陶瓷、硅、锗、蓝宝石或
碳化硅。在某些实施例中，所述中间衬底是光活性、可蚀刻及可溶解中的至少一者。
[0044] 在某些实施例中，用于微组装的所述材料包括GaN，且所述同质衬底是蓝宝石衬底。
[0045] 在某些实施例中，用于微组装的所述材料包括选自由以下各项组成的群组的一或多个成员：GaN、AlGaN、InGaN、InGaAIN、AlInGaN、SiN及非外延材料。
附图说明
[0046] 通过参考联合附图作出的以下描述，本发明的前述及其它目标、方面、特征及优点将变得更显而易见及更好理解，附图中：
[0047] 图1是用于从硅衬底制备经释放GaN的实例性方法的
流程图；
[0048] 图2是用于经由中间印模从蓝宝石衬底制备经释放GaN的实例性方法的流程图；
[0049] 图3是用于经由中间衬底从蓝宝石衬底制备经释放GaN的方法的流程图；
[0050] 图4是列举可用于本发明的各种实施例的用于微组装的材料及装置、其同质衬底及吸收层的实例的表；及
[0051] 图5A到5K图解说明用于从体
块晶片形成可印刷物件的一系列步骤。
[0052] 当联合图式一起时，依据下文所陈述的详细描述将更明了本发明的特征及优点，其中在通篇中相似参考符号识别对应元件。在图式中，相似参考编号通常指示相同、功能上类似及/或结构上类似的元件。
具体实施方式
[0053] 图1是用于从硅衬底制备可释放GaN装置的实例性方法100的流程图。在一些实施例中，在Si(111)衬底上通过外延生长制备GaN及相关(例如，AlGaN、InGaN、InGaAIN、SiN)材料(102)。可在GaN材料中至少部分地形成装置(104)，举例来说，通过额外图案化电介质或导电薄膜材料(104)。在外延材料中将可释放结构划界，从而部分地暴露Si(111)衬底(106)。可释放结构形成于源或同质晶片衬底中且可通过以下步骤而从所述晶片释放或移除：使结构与经图案化印模(举例来说，弹性体印模)物理接触，将所述结构粘附到所述印模，及将所述印模及所述结构从所述晶片移除。此过程是通过使可释放结构与晶片部分分离(通过将牺牲层从结构下方蚀除)来促进。在一些实施例中，所述可释放结构是可释放装置本身。在其它实施例中，所述可释放结构包含所述装置以及其它材料，举例来说，在于印刷操作期间断裂之后保持附接到装置的系链的部分。
[0054] 在一些实施例中，可在外延材料中形成锚定结构或拴系结构(108)。此些锚定或拴系结构可具有以微米为单位的尺寸且通常小于可释放装置。另外，如果期望，锚定及/或拴系结构可由例如氮化硅或氧化硅的非外延材料形成，且经设计以经受住释放蚀刻过程。这些结构可贯穿释放过程维持物件的空间配置。维持空间配置的结构(通常称作为锚、系链或其它稳定化结构)可包含光致抗蚀剂材料、环氧
树脂、聚酰亚胺、电介质、金属及/或半导体。此些结构贯穿释放过程维持到同质衬底或其它固定本体的接触。在某些实施例中，光可定义材料有利于此种类的锚定、拴系结构，提供形成的简易性及在许多情形中提供通过溶解于湿化学品、
有机溶剂或
水性混合物中或通过在氧或氟化合物中灰化的移除简易性。
[0055] 在一些实施例中，结构经形成以囊封可释放结构的至少一部分(110)，所述可释放结构包含在步骤104中至少部分地形成的装置。在一些实施例中，囊封经形成以
覆盖可释放结构。囊封材料从释放过程中所使用的化学反应囊封可释放装置的有源组件。
[0056] 在一些实施例中，举例来说，可通过蚀刻或剥蚀在经暴露硅中形成凹部(例如，沟槽)(112)使得能够形成可释放结构、锚、及/或系链。将同质衬底及其上所包含的可释放装置暴露于各向异性硅蚀刻，举例来说，经加热的氢氧化四钾基铵或氢氧化钾，或氢氧化钠或其它碱性溶液，借此执行释放蚀刻并将在可释放结构下方的硅移除(114)。在一些实施例中，将衬底及连接到其的所释放结构暴露于化学试剂以用于调节或处理可释放结构的新暴露的表面(116)。此可通过(举例来说)暴露于经加热的磷酸而完成以赋予表面粗糙度。此还可改善在将可释放装置释放并转印到目的地衬底时的印刷合格率。因此，方法100可用于从硅同质衬底形成经释放的可微组装GaN材料或装置。
[0057] 图2是用于经由中间印模从蓝宝石衬底制备可印刷GaN的实例性方法200的流程图。在一些实施例中，在蓝宝石衬底上通过外延生长制备GaN及相关(例如，AlGaN、InGaN、InGaAIN、SiN)材料(202)。
[0058] 在一些实施例中，可在GaN材料中至少部分地形成装置，举例来说，通过添加及图案化电介质或导电薄膜材料(204)。电介质材料可包含氧化物或氮化物，例如氧化硅或氮化硅。导电薄膜材料可包含经图案化金属(举例来说，通过
蒸发或溅
镀而沉积)或经掺杂半导体材料(例如，经掺杂硅)。可在外延材料中将可印刷结构划界(206)。上述情形可通过部分地暴露蓝宝石衬底来完成。另外，可形成锚定结构或拴系结构(208)。可在外延材料中或使用非外延材料(例如氮化硅或氧化硅)形成锚定或拴系结构。形成系链或锚的材料经挑选以经受住释放蚀刻过程使得锚/系链保持附接到衬底，借此保留结构的空间定向。
[0059] 抵靠第二衬底放置GaN材料(210)。第二衬底可为弹性体、聚二甲基硅氧烷、玻璃、金属、聚合物或塑料。可使用
粘合剂层来将第二衬底粘附到装置。
[0060] 在一些实施例中，可执行用以将GaN材料或装置暂时接合到第二衬底的热处理(212)。此形成经接合衬底对，具有作为同质蓝宝石衬底的一个衬底及充当包含保形弹性体且具有受控胶粘性的交递衬底的第二衬底。所述胶粘性可为通过交联密度、表面化学、表面纹理、表面组合物、弹性体层厚度及/或表面形貌来控制。胶粘性还可通过压力或温度来控制。此外，胶粘性可因形貌特征的暂时崩陷或粘弹率相依粘附效应而是暂态的。
[0061] 在一些实施例中，执行激光剥离过程(214)，借此使GaN材料或装置从其同质蓝宝石衬底分离并使经接合衬底对分离。在激光剥离过程之后，可将GaN装置反转并粘附到具有受控胶粘性的第二衬底。受控胶粘性经选择使得转印元件(例如，包含弹性体的转印元件，例如，PDMS)可将GaN从第二衬底移除以用于微组装。此外，可将中间印模上的经释放GaN转印到第二中间印模，借此以不同非反转配置呈现GaN。第二中间印模还可具有受控胶粘性(任选地，温度、压力及/或率相依受控胶粘性)使得第二中间印模可将GaN从中间印模移除且转印元件可将GaN从第二中间印模移除。
[0062] 在一些实施例中，方法200可包含：至少部分地完成装置在第二衬底上的形成或划界(216)。上述情形可(举例来说)通过添加金属(例如，Au、Cu、Ag、Al、Pd、Pt、Ni、Co、Pb、Ti、Fe、Cr、V、W等)或电介质膜(例如，SiO2、Si3N5、Al2O3、ZrO2、TiO2、Ta2O5、
钛酸钡锶(BST/BSTO)、氧化钛酸锶(STO)、锆钛酸铅(PZT)等)及/或蚀刻GaN材料的一部分来完成。因此，方法200可用于经由中间印模从蓝宝石同质衬底形成经释放的可微组装反转GaN材料或装置。
[0063] 图3是用于经由中间衬底从蓝宝石同质衬底制备经释放GaN的方法300的流程图。在一些实施例中，方法300包含：在蓝宝石衬底上通过外延生长制备GaN及相关(例如，AlGaN、InGaN、InGaAIN、SiN)材料(302)。在一些实施例中，可在GaN材料中至少部分地形成装置(304)，举例来说，通过添加及图案化电介质(例如，SiO2、Si3N5、Al2O3、ZrO2、TiO2、Ta2O5、钛酸钡锶(BST/BSTO)、氧化钛酸锶(STO)、锆钛酸铅(PZT)等)或导电(例如，包含Au、Cu、Ag、Al、Pd、Pt、Ni、Co、Pb、Ti、Fe、Cr、V、W等)薄膜材料。另外，可在外延材料中将可释放结构划界(306)。上述情形可通过部分地暴露蓝宝石衬底来完成。在一些实施例中，可形成锚定结构及/或拴系结构(308)。锚定及/或拴系结构可形成于外延材料中或由例如氮化硅或氧化硅的非外延材料形成，经设计以经受住释放蚀刻过程。
[0064] 抵靠第二衬底放置GaN材料(310)借此形成经接合衬底对，所述经接合衬底对具有用作同质蓝宝石衬底的一个衬底及用作包括保形弹性体且具有受控胶粘性的衬底的第二衬底。在一些实施例中，可执行用以将GaN材料或装置暂时接合到第二衬底的热处理(312)，借此形成经接合衬底对，所述经接合衬底对具有用作同质蓝宝石衬底的一个衬底。第二衬底可为(i)玻璃、陶瓷、硅、锗、蓝宝石、碳化硅或包含可在热及/或压力下流动或保形且是任选地光活性、可蚀刻或可溶解的聚合物的其它化合物半导体衬底，(ii)玻璃、陶瓷、硅、锗、蓝宝石、碳化硅或包含可在热及/或压力下流动或保形且是任选地可蚀刻或可溶解的金属的其它化合物半导体衬底，或(iii)玻璃、陶瓷、硅、锗、蓝宝石、碳化硅或包含可在热及/或压力下流动或保形的材料及可移除、可蚀刻或可溶解的另一下伏材料层的其它化合物半导体衬底，例如Si(111)、光致抗蚀剂、剥离抗蚀剂或金属。
[0065] 执行激光剥离过程(314)，以使GaN材料或装置从其同质蓝宝石衬底分离并使经接合衬底对分离。将GaN材料或装置反转并可将其粘附到第二衬底。在一些实施例中，至少部分地完成装置在第二衬底上的形成及/或划界(316)。上述情形可通过添加及图案化金属或
电解质膜，或蚀刻GaN材料的一部分来完成。可形成经设计以经受住将GaN材料从第二衬底释放的过程的锚定、拴系或囊封结构(318)。可通过将定位于第二衬底的至少一部分与GaN材料或装置的至少一部分之间的可选择性移除层的至少一部分移除来将GaN材料或装置从第二衬底释放(320)。在一些实施例中，可将中间衬底上的经释放可微组装GaN转印到中间印模，借此以用于微组装的不同非反转配置呈现GaN。因此，方法300可用于经由中间衬底从蓝宝石同质衬底形成经释放的可微组装GaN材料或装置。
[0066] 图4是列举可使用的用于微组装的材料及装置、其同质衬底及吸收层的实例的表。激光剥离促进用于微组装的半导体材料及装置的制备。根据描述从蓝宝石同质衬底制备GaN材料及装置的本
说明书的先前章节中所概述的过程将半导体材料及装置至少部分地形成在其同质衬底上并将其转印到中间衬底或印模。激光剥离的关键元件包含对激光照射透明的同质衬底，所述激光照射被同质衬底上的层强烈吸收使得在暴露时吸收层可至少部分地分解或以其它方式形成可起始同质衬底与用于微组装的半导体材料及装置之间的分离的界面。图4列举用于微组装的相关材料及装置、其同质衬底及吸收层。
[0067] 为形成例如蓝色微型LED的微型LED，可在蓝宝石衬底上生长GaN(氮化镓)半导体材料。蓝宝石通常是特选用于外延GaN层的生长衬底。然而，蓝宝石限制最终LED装置的构造及性能。举例来说，GaN/蓝宝石复合物无法如硅一般容易切割。此外，与金属相比，蓝宝石具有较差
导电性及导热性。
[0068] 在一些实施方案中，激光反应剥落层沉积在刚性衬底上且微型LED形成在剥落层上。为将半导体从蓝宝石移除或“剥离”，引导高强度激光光束穿过蓝宝石并对准GaN。此在界面处形成使GaN与蓝宝石取消关联的冲击波使得将GaN从蓝宝石衬底剥落。激光剥离背后的原理是GaN及蓝宝石对UV光的不同吸收。GaN强烈吸收激光
辐射，而蓝宝石由于其高带隙
能量而是不良UV吸收体。激光剥离可快速执行且仅GaN的界
面层(或剥落层)达到高温。
[0069] 然后将GaN晶片(及形成于GaN晶片上的随附微型LED)转印并接合到中间衬底。举例来说，Si(111)可用作中间衬底。然后将可印刷微型LED形成在中间衬底上。可蚀刻Si(111)或在将GaN晶片转印到Si(111)晶片之前形成于Si(111)上的牺牲层使得通过一或多个系链维持每一可印刷微型LED的
位置，所述系链在每一可印刷微型LED由微转印装置拾取时断裂。
[0070] 图5A到5K图解说明用于从体块晶片(例如适于使用
橡胶印模(例如，微转印印刷)组装的那些晶片)形成可印刷物件的步骤序列。如在图5A中所示，提供衬底500。此后，使用光刻方法且如在图5B中所示在衬底500上形成装置502。装置502通常为形成于衬底上的许多装置中的一者。装置可为微电子、
光电子或微机械装置。在一些实施例中，沟槽504形成在装置502周围，如在图5C中所示，借此在衬底500上形成凸出部505。
[0071] 如在图5D中所示，形成锚/系链结构506。锚/系链结构506接触装置502及衬底500。用于锚/系链结构506的材料经
选定使得其不溶于释放化学品中。在一些实施例中，锚/系链结构是经图案化材料。所要材料层可施加到系统并经图案化(例如，使用光刻)。在一些实施例中，每装置502存在多于一个锚/系链结构506。
[0072] 如在图5E中所示，沉积并图案化第二材料以形成牺牲层508。与锚/系链结构506不同，牺牲层508可溶于释放化学品中。因此，当举例来说借助适当溶剂蚀刻时，将牺牲层508移除且锚/系链结构506将保留。在一些实施例中，牺牲层508覆盖装置502的顶部表面但暴露锚定结构506的至少一部分的顶部表面。
[0073] 如在图5F中所示，使用不溶于释放化学品中的接合材料509(例如，树脂、聚酰亚胺、
环氧树脂、共晶金属、软金属)将第一衬底500的顶部表面接合到第二衬底510。
[0074] 如在图5G中所示，将第一衬底500移除(例如，通过激光剥离或背部
研磨)以暴露装置502的底部表面、锚定/拴系结构506的一部分、牺牲层508的一部分及接合材料509的一部分。使用释放化学品来蚀刻牺牲层508，借此形成由锚定/拴系结构通过接合材料514连接到第二衬底510的可释放且可印刷物件，如在图5H中所示。通过以下步骤而发生印刷：使装置502的底部侧与转印元件512接触(图5I)，及使转印元件512与第二衬底510分离，借此使系链断裂且使装置与第二衬底510分离，如在图5J中所示。
[0075] 此方法尤其很好地适于由外延生长于蓝宝石上的GaN形成可印刷装置(其中第一衬底通过激光剥离移除)，或适于从体块硅晶片形成可印刷装置，其中第一衬底通过背部研磨移除。
[0076] 如在图5K中所示，在一些实施例中，装置在其顶部表面上包含一或多个凸出部516。这些凸出部516可为导电凸出部。凸出部516可接触目的地衬底514上的接触垫518，借此在将装置502转印到目的地衬底514之后改善连接性。
[0077] 已描述方法及设备的特定实施方案，所属领域的技术人员现在将明了，可使用并入有本发明的概念的其它实施例。因此，本发明不应限于特定实施方案，而是应仅受所附
权利要求书的精神及范围限制。
[0078] 贯穿其中将设备及系统描述为具有、包含或包括特定组件或将过程及方法描述为具有、包含或包括特定步骤的描述，另外预期存在基本上由所叙述的组件组成或由所叙述的组件组成的所揭示技术的设备及系统，且存在基本上由所叙述的处理步骤组成或由所叙述的处理步骤组成的根据所揭示技术的过程及方法。
[0079] 应理解，只要所揭示技术保持可操作，步骤的次序或执行特定动作的次序并不重要。此外，可同时实行两个或多于两个步骤或动作。
