ホーム > 特許ランキング > インテル・コーポレーション
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6483246
(24)【登録日】2019年2月22日
(45)【発行日】2019年3月13日
(54)【発明の名称】微小持ち上げ・接合組立法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/52 20060101AFI20190304BHJP
H01L 33/62 20100101ALI20190304BHJP
G09F 9/00 20060101ALI20190304BHJP
G09F 9/33 20060101ALI20190304BHJP
【ＦＩ】
H01L21/52 F
H01L33/62
G09F9/00 342
G09F9/33
【請求項の数】20
【全頁数】31
(21)【出願番号】特願2017-513498(P2017-513498)
(86)(22)【出願日】2014年10月17日
(65)【公表番号】特表2017-533453(P2017-533453A)
(43)【公表日】2017年11月9日
(86)【国際出願番号】US2014061053
(87)【国際公開番号】WO2016060677
(87)【国際公開日】20160421
【審査請求日】2017年3月30日
(73)【特許権者】
【識別番号】591003943
【氏名又は名称】インテル・コーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】チャン、ピーター、エル．
(72)【発明者】
【氏名】パワシェ、シトラ
(72)【発明者】
【氏名】メイベリー、マイケル、シー．
(72)【発明者】
【氏名】ツェン、ジャ−フウン
【審査官】
安田 雅彦
(56)【参考文献】
【文献】
米国特許出願公開第２０１０／０３１７１３２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２０１４／０００８８１３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
特開２００５−０１２０３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２００４−５３７１５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１３／０７４３７３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開２０１４−０７２３５１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０１Ｌ ２１／５２
Ｈ０１Ｌ ２１／６０−６０７
Ｈ０１Ｌ ２１／０２
Ｈ０１Ｌ ２１／６７−６８７
Ｈ０１Ｌ ２５／００−１８
Ｈ０１Ｌ ３３／４８−６４
Ｇ０９Ｆ ９／００−３７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と
前記基板の上に配列された複数の屈曲部材と、
前記基板の上に配列された複数の台座とを備え、
各台座は、前記複数の屈曲部材の１つ以上を介して前記基板に機械的に接続された基部と、前記基板と反対側の台座の先端に感圧接着材料とを備え、
前記屈曲部材は、前記基板の表面に垂直な方向に弾性変形することができ、前記台座に移動性を与える、微小持ち上げ・接合組立ヘッド。
前記基板の上に配列された複数の屈曲部材と、
前記基板の上に配列された複数の台座とを備え、
各台座は、前記複数の屈曲部材の１つ以上を介して前記基板に機械的に接続された基部と、前記基板と反対側の台座の先端に感圧接着材料とを備え、
前記屈曲部材は、前記基板の表面に垂直な方向に弾性変形することができ、前記台座に移動性を与える、微小持ち上げ・接合組立ヘッド。
【請求項2】
前記台座の基部の最大横方向寸法は１０μｍ未満であり、
前記屈曲部材からの前記台座の高さは１０μｍ未満である、請求項１に記載の微小持ち上げ・接合組立ヘッド。
前記屈曲部材からの前記台座の高さは１０μｍ未満である、請求項１に記載の微小持ち上げ・接合組立ヘッド。
【請求項3】
前記基部は、前記感圧接着材料と前記屈曲部材の間に配置された誘電材料を備える、請求項２に記載の微小持ち上げ・接合組立ヘッド。
【請求項4】
前記感圧接着材料は傾斜した側壁を有し、前記感圧接着材料の前記先端の付近の横方向寸法は前記基板の付近の横方向寸法より小さい、あるいは
前記基部は、前記感圧接着材料と前記基板の間に配置された誘電材料を備え、誘電材料は根元が一部切り取られており、前記誘電材料と前記屈曲部材の接触部の面積は前記感圧接着材料の露出面の面積より狭い、
の少なくとも１つである、請求項２または３に記載の微小持ち上げ・接合組立ヘッド。
前記基部は、前記感圧接着材料と前記基板の間に配置された誘電材料を備え、誘電材料は根元が一部切り取られており、前記誘電材料と前記屈曲部材の接触部の面積は前記感圧接着材料の露出面の面積より狭い、
の少なくとも１つである、請求項２または３に記載の微小持ち上げ・接合組立ヘッド。
【請求項5】
各屈曲部材は前記基板の表面に垂直な方向に少なくとも０．１μｍだけ弾性変形することができる、請求項１から４のいずれか一項に記載の微小持ち上げ・接合組立ヘッド。
【請求項6】
各屈曲部材は１００〜６００Ｎ／ｍのばね定数を有し、
前記感圧接着材料は１．０Ｎ／ｃｍ以下の剥離強度を有する、請求項５に記載の微小持ち上げ・接合組立ヘッド。
前記感圧接着材料は１．０Ｎ／ｃｍ以下の剥離強度を有する、請求項５に記載の微小持ち上げ・接合組立ヘッド。
【請求項7】
各屈曲部材は前記基板の表面の凹みの上に広がり、
前記台座は、前記基板の表面に接触した複数の固定点の間の屈曲部材の領域に接続されており、
前記屈曲部材は、前記基板に誘電性薄膜材料で固定された少なくとも１つの金属薄膜または半導体薄膜を備える、
請求項６に記載の微小持ち上げ・接合組立ヘッド。
前記台座は、前記基板の表面に接触した複数の固定点の間の屈曲部材の領域に接続されており、
前記屈曲部材は、前記基板に誘電性薄膜材料で固定された少なくとも１つの金属薄膜または半導体薄膜を備える、
請求項６に記載の微小持ち上げ・接合組立ヘッド。
【請求項8】
前記基板はガラスまたは結晶性シリコンを含み、８×２５ｍｍあたり１μｍ未満の部分平坦度を有し、
前記屈曲部材は、前記基板から化学量論的ＳｉＯ２層で分離された前記基板の結晶性シリコン層または金属薄膜を備える、
請求項１から７のいずれか一項に記載の微小持ち上げ・接合組立ヘッド。
前記屈曲部材は、前記基板から化学量論的ＳｉＯ２層で分離された前記基板の結晶性シリコン層または金属薄膜を備える、
請求項１から７のいずれか一項に記載の微小持ち上げ・接合組立ヘッド。
【請求項9】
基板と、
前記基板の上に配列された複数の台座とを備え、
各台座は、前記基板に機械的に接続され、誘電材料を備える基部と、前記基板と反対側の台座の先端に感圧接着材料とを備える、微小持ち上げ・接合組立ヘッド。
前記基板の上に配列された複数の台座とを備え、
各台座は、前記基板に機械的に接続され、誘電材料を備える基部と、前記基板と反対側の台座の先端に感圧接着材料とを備える、微小持ち上げ・接合組立ヘッド。
【請求項10】
前記感圧接着材料はシリコン系感圧接着材料であり、
前記台座の基部は重合体誘電材料を含む、請求項３、４および９のいずれか一項に記載の微小持ち上げ・接合組立ヘッド。
前記台座の基部は重合体誘電材料を含む、請求項３、４および９のいずれか一項に記載の微小持ち上げ・接合組立ヘッド。
【請求項11】
前記感圧接着材料は少なくとも１６０℃まで安定である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の微小持ち上げ・接合組立ヘッド。
【請求項12】
前記感圧接着材料は少なくとも２５０℃まで安定であり、シロキサン重合体を含む、請求項１１に記載の微小持ち上げ・接合組立ヘッド。
【請求項13】
前記台座は直径が５μｍ未満の円形の上面を有する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の微小持ち上げ・接合組立ヘッド。
【請求項14】
基板に配置された低応力材料層の上に誘電体基層を積層することと、
前記誘電体基層の上に感圧接着材料層を積層することと、
前記感圧接着材料層と前記誘電体基層とをパターニングして前記基板の上に配列された複数の台座を形成することと、を含む、微小持ち上げ・接合組立ヘッドを作製する方法。
前記誘電体基層の上に感圧接着材料層を積層することと、
前記感圧接着材料層と前記誘電体基層とをパターニングして前記基板の上に配列された複数の台座を形成することと、を含む、微小持ち上げ・接合組立ヘッドを作製する方法。
【請求項15】
前記低応力材料層をパターニングして、それぞれが前記複数の台座の少なくとも１つを構造的に支持する複数の屈曲部材を形成することと、
前記低応力材料層の一部をエッチングしかつ前記基板に凹みを形成して、前記台座の下の前記屈曲部材の根元を切り取ることと、をさらに備える、請求項１４に記載の方法。
前記低応力材料層の一部をエッチングしかつ前記基板に凹みを形成して、前記台座の下の前記屈曲部材の根元を切り取ることと、をさらに備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記誘電体基層を積層することは、高温安定性高分子材料を含む混合物を前記低応力材料層の上にスピンコートすることと前記混合物を硬化あるいは乾燥させて前記誘電体基層を形成することをさらに含み、
前記感圧接着材料層を積層することは、シロキサン重合体を含む混合液をスピンコートすることと前記混合液を硬化あるいは乾燥させて前記感圧接着材料層を形成することをさらに含み、
前記感圧接着材料層と前記誘電体基層をパターニングして複数の台座を形成することは、
フォトレジストを前記感圧接着材料層の上に積層しパターニングすることと、前記感圧接着材料層と誘電体基層のうちのパターン形成された前記フォトレジストで保護されていない複数の部分をエッチングあるいは溶解することとをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
前記感圧接着材料層を積層することは、シロキサン重合体を含む混合液をスピンコートすることと前記混合液を硬化あるいは乾燥させて前記感圧接着材料層を形成することをさらに含み、
前記感圧接着材料層と前記誘電体基層をパターニングして複数の台座を形成することは、
フォトレジストを前記感圧接着材料層の上に積層しパターニングすることと、前記感圧接着材料層と誘電体基層のうちのパターン形成された前記フォトレジストで保護されていない複数の部分をエッチングあるいは溶解することとをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
誘電材料を備える基部と先端に感圧接着材料とを備える複数の微小持ち上げ・接合組立ヘッド台座を供給基板に固定された複数のダイと整合させることと、
前記複数のダイのそれぞれを微小持ち上げ・接合ヘッド台座の少なくとも１つの表面で押圧して、ダイを台座に感圧接着材料で接着することと、
前記ダイが前記台座に前記感圧接着材料で接着されている間に、前記微小持ち上げ・接合ヘッド台座を前記供給基板に対して相対的に変位させることによって、前記ダイと前記供給基板の間の固定部材を破壊することと、
前記微小持ち上げ・接合組立ヘッド台座に貼り付けられた前記複数のダイを接合対象基板上のランドと整合させることと、
前記複数のダイを前記接合対象基板の前記ランドに貼り付けることと、
前記ダイが前記ランドに貼り付けられている間に、前記ダイと前記台座の間の感圧接着剤接合を破壊することとを含む、微小持ち上げ・接合組立の方法。
前記複数のダイのそれぞれを微小持ち上げ・接合ヘッド台座の少なくとも１つの表面で押圧して、ダイを台座に感圧接着材料で接着することと、
前記ダイが前記台座に前記感圧接着材料で接着されている間に、前記微小持ち上げ・接合ヘッド台座を前記供給基板に対して相対的に変位させることによって、前記ダイと前記供給基板の間の固定部材を破壊することと、
前記微小持ち上げ・接合組立ヘッド台座に貼り付けられた前記複数のダイを接合対象基板上のランドと整合させることと、
前記複数のダイを前記接合対象基板の前記ランドに貼り付けることと、
前記ダイが前記ランドに貼り付けられている間に、前記ダイと前記台座の間の感圧接着剤接合を破壊することとを含む、微小持ち上げ・接合組立の方法。
【請求項18】
前記ダイと前記台座の間の前記感圧接着剤接合を破壊することは、前記微小持ち上げ・接合ヘッド台座を前記接合対象基板に対して相対的に変位させること、または、前記感圧接着材料と接している熱分解性材料を熱分解させることのうち少なくとも一方をさらに含む、請求項１７に記載の微小持ち上げ・接合組立の方法。
【請求項19】
前記ダイと前記台座の間の前記感圧接着剤接合を破壊することは、前記微小持ち上げ・接合ヘッド台座を縦横両方向に同時に変位させて、前記感圧接着材料を前記台座または前記ダイの片方の接続材料から剥離することをさらに含む、請求項１８に記載の微小持ち上げ・接合組立の方法。
【請求項20】
前記複数のダイを前記接合対象基板の前記ランドに貼り付けることは、前記ダイを半田付けすることをさらに含む、請求項１７から１９のいずれか一項に記載の微小持ち上げ・接合組立の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
横方向の寸法が数ミリメ−トルのＩＣチップまたはダイを複数個基板に組み込んだ従来のＩＣ組立体と異なり、微小デバイス組立体は、横寸法がマイクロメートル単位（例えば１〜１０μｍ）の電子デバイスおよび／または光デバイスを組み込んでいる。微小デバイス組立体にとって、ダイの分離、取り扱い、接合、および相互接続は全て、従来のＩＣ組立体よりもやりがいのある課題である。例えば、従来のピック＆プレース（持ち上げて置く）法は、横（ＸＹ）寸法が約２００μｍ、厚さ（Ｚ）が１００μｍのデバイスを取り扱うことができる。チップがこのように厚いため、互いに接続してパッケージを小さくすることは困難である。
【背景技術】
【0002】
開発途上の微小デバイス組立技術にはいわゆる転写法がある。この方法は、横方向寸法が数十マイクロメートル、Ｚ方向厚さが約１μｍの微小ダイ組立体に一体化可能なことが分かっている。一例示的な転写技術は静電気で数千点も固定する高度なＭＥＭＳ印刷ヘッドに依存している。別の例示的転写技術はポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）による低温度接合に依存しており、半田付けなどの高温度接合技術とは互換性がない。
【0003】
電子表示装置は最新の微小デバイス組立技術の恩恵が得られる一分野である。電子表示装置技術は電子器機の重要なユーザーインタフェースとして近年急速に進歩してきた。これまで液晶表示装置（ＬＣＤ）技術は大型構成（例えば、テレビ）および携帯機器の両方にとって主要な表示技術である。しかし、現在のＬＣＤ表示装置は背面光源（例えば、ＬＥＤまたはＣＦＬなど）の光を約５％しか透過せず、電力効率の低さ、日中の表示光量の不足、および視野角の狭さに繋がっている。
【0004】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示技術に関してかなりの研究開発行われている。ＬＣＤに比べＯＬＥＤ表示装置は、飛躍的とは言えないまでも表示電力の効率が向上している。現在、ＯＬＥＤ技術には退色の問題があり表示装置の耐性／寿命が短い。研究中の別の次世代表示技術は結晶性ＬＥＤであり、無機ＬＥＤ（ｉＬＥＤ）とも呼ばれる。結晶性ＬＥＤ表示装置は結晶性半導体ＬＥＤチップの配列に依存している。結晶性ＬＥＤ表示装置は、例えば１つのＬＥＤチップを１つの画素すなわちピクセルとして利用する場合がある。結晶性ＬＥＤの電力効率はＯＬＥＤより１桁大きいが、表示装置用途を対象とした大量生産過程は未だ実証されていない。結晶性ＬＥＤの技術的課題の１つは、大量の微小な結晶性ＬＥＤをモノリシックの成長／製造媒体から、制御発光が可能なように電気的に相互接続された空間的に大きな配列に移し替える必要があることである。現在の表示解像度（例えばＨＤ）は、１個がミクロン規模（例えば横寸法で５μｍ以下）の結晶性ＬＥＤ要素を１平方インチの表示領域に数十万個必要とする。
【0005】
したがって、結晶性ＬＥＤ表示装置を組み立てることができる微小接合技術は有益である。
【図面の簡単な説明】
【0006】
本明細書の添付図面に記載の題材は例示であって、これらに限定されない。説明を簡単、明確にするため、図に説明した要素は必ずしも正しい縮尺ではない。例えば一部の要素の寸法は他に対して実際より大きい場合がある。さらに、対応する要素あるいは類似の要素を示すのに適切と判断した場合、図中で同じ参照番号を用いる。以下に添付図を説明する。
【0007】
【図1】実施形態による、微小デバイス要素を一体化して組立体を形成するのに最適な微小持ち上げ・接合（μＰｎＢ）法を説明する流れ図である。
【図2A】実施形態によるμＰｎＢ供給基板内の例示的結晶性ＬＥＤ要素の断面図である。
【図2B】実施形態によるμＰｎＢ供給基板内の例示的結晶性ＬＥＤ要素の断面図である。
【図2C】実施形態によるμＰｎＢ供給基板内の例示的結晶性ＬＥＤ要素の断面図である。
【図3A】実施形態によるμＰｎＢ対象基板内の例示的構造の断面図である。
【図3B】実施形態によるμＰｎＢ対象基板内の例示的構造の断面図である。
【図3C】実施形態によるμＰｎＢ対象基板内の例示的構造の断面図である。
【図4A】実施形態によるμＰｎＢ法のピックアップ操作を実行するときの例示的操作の断面図である。
【図4B】実施形態によるμＰｎＢ法のピックアップ操作を実行するときの例示的操作の断面図である。
【図4C】実施形態によるμＰｎＢ法のピックアップ操作を実行するときの例示的操作の断面図である。
【図5A】実施形態によるμＰｎＢ法の接合操作を実行するときの例示的操作の断面図である。
【図5B】実施形態によるμＰｎＢ法の接合操作を実行するときの例示的操作の断面図である。
【図5C】実施形態によるμＰｎＢ法の接合操作を実行するときの例示的操作の断面図である。
【図6A】実施形態による、一例示的μＰｎＢ組立具の立体図である。
【図8A】別の実施形態による、選択された製造操作が実行されるときの一例示的μＰｎＢヘッドの断面図である。
【図8B】別の実施形態による、選択された製造操作が実行されるときの一例示的μＰｎＢヘッドの断面図である。
【図8C】別の実施形態による、選択された製造操作が実行されるときの一例示的μＰｎＢヘッドの断面図である。
【図8D】別の実施形態による、選択された製造操作が実行されるときの一例示的μＰｎＢヘッドの断面図である。
【図9】実施形態による、組み立てに適した結晶性ＬＥＤ要素を備えるμＰｎＢ供給基板を組み立てて表示装置を作製する方法を説明する流れ図である。
【図11】別の実施形態による、組み立てに適した結晶性ＬＥＤ要素を備えるμＰｎＢ供給基板を組み立てて表示装置を作製する方法を説明する流れ図である。
【図13】実施形態による、結晶性ＬＥＤ表示装置を組み込んだ携帯演算装置の正面および背面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
添付図面を参照して１つ以上の実施形態を記述する。具体的な構成および配置を示して詳細に議論するが、当然だがこれは単に説明を目的としている。当業者はわかっているが、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく他の構成および配置が可能である。当業者には明らかだが、本明細書に記載の技術および／または配置を、本明細書に詳細に記載された以外の様々な他の装置および用途に用いることができる。
【0009】
以下の詳細な説明の中で添付図面を参照し、説明の一部を形成し例示的実施形態を説明する。さらに当然のことだが、他の実施形態を利用しても、構造的および／または論理的な変更を加えても特許請求された発明の主題の範囲から逸脱しない。また、単に図面内の特徴の記述を容易にするために、例えば上、下、上部、下部などの方向および基準を用いる場合があることに注意されたい。したがって、以下の詳細な記述は意味を限定するものではなく、特許請求された主題の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその等価物によってのみ規定される。
【0010】
以下の記述では多くの細部を説明する。しかし当業者には明らかだが、これらの具体的な細部を用いずに本発明の実施形態を実践してもよい。場合によっては本発明の実施形態が不明確になることを避けるため、既知の方法および装置を詳細ではなくブロック図の形態で示す。本明細書で「ある実施形態」または「一実施形態」を参照することは、その実施形態都と関連して説明される具体的な特徴、構造、機能、または特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。したがって、本明細書のいろいろな箇所に「ある実施形態によっては」または「一実施形態によっては」という句が現れることは、必ずしも本発明の同じ実施形態を参照しているわけではない。さらに、具体的な特徴、構造、機能、または特性を、１つ以上の実施形態の中で任意の適切な方法で組み合わせてよい。例えば、第１の実施形態と第２の実施形態に関連する具体的な特徴、構造、機能、または特性が互いに排他的でなければ、２つの実施形態を組み合わせてもよい。
【0011】
本明細書および特許請求の範囲で用いるように、単数形の表記は、その文脈が明確にそうではないと示していない限り、複数形も含むものとする。当然のことだが、本明細書に用いる「および／または」は、１つ以上の関連する掲載事項の任意かつ全ての可能な組み合わせを指し、包含するものとする。
【0012】
本明細書では、「連結された」および「接続された」は、その派生語とともに部品間の機能的または構造的関係を説明するために用いられる場合がある。当然のことだが、これらの用語は互いに同義語を意図していない。むしろ、特定の実施形態によっては、「接続された」を、２つ以上の部品が物理的、光学的、あるいは電気的に互いに直接接続していることを示すために使用する場合がある。「連結された」は、２つ以上の部品を（それらの間に介在する他の部品で）物理的にまたは電気的に直接的または間接的のどちらかで互いに接続していることを示すために、および／あるいは２つ以上の部品が連携してあるいは相互に作用し合っている（例えば、因果関係にある）ことを示すために使用することがある。
【0013】
本明細書に使用されている「上方」、「下方」、「の間」、および「接して」は、そのような物理的関連が重要な場合に、１つの部品または材料の他の部品または材料に対する相対的な位置を指す。例えば材料の文脈の場合、他の材料の上または下に配置された材料は、直接接触していても、あるいは１つ以上の介在材料があってもよい。さらに、２つの材料または複数の材料の間に配置された１つの材料は２つの層で直接接触していても、あるいは１つ以上の介在層があってもよい。これに対して、第２の材料または材料に「接して」いる第１の材料または材料は、この第２の材料／材料と直接接触している。同様な区別が部品組立体の文脈で行われる。
【0014】
本明細書および特許請求の範囲に用いられているように、「少なくとも１つの」または「１つ以上の」で連結された一連の品物は、掲載された用語の任意の組合せを意味することができる。例えば、「Ａ、Ｂ、またはＣのうち少なくとも１つ」はＡ、Ｂ、Ｃ、ＡとＢ、ＡとＣ、ＢとＣ、またはＡとＢとＣを意味することができる。
【0015】
本明細書に記載されているのは微小持ち上げ・接合組立技術、微小持ち上げ・接合（μＰｎＢ）組立装置、および微小デバイス組立体である。既知の転写法と異なり、μＰｎＢ法は複雑な高電圧静電ヘッドがなくても微小デバイスを組み込むことができ、かつ高温の半田付けと互換性がある。複数の実施形態において、微小持ち上げ・接合ヘッドは微小デバイス要素、例えば（微小）ＬＥＤを供給基板から対象基板、例えばＬＥＤ表示装置基板に一挙大量に搬送する。供給基板上の固定・剥離構造でデバイス要素を供給基板から分離しながら、感圧接着剤（ＰＳＡ）でデバイス要素を微小持ち上げ・接合ヘッドの台座に一時的貼り付けることができる。デバイス要素を対象基板に永久的に貼り付けたら、剥離および／または接合材料の熱分解によりＰＳＡ接合部を破壊してもよい。本明細書に記載のμＰｎＢヘッドおよび組立技術は、μＬＥＤを表示装置に取り付けるなど、数十万から数百万個の微小デバイスを組立基板の上に組み付ける場合に特に有利である。
【0016】
さらに後述の特定の例示的実施形態によっては、μＰｎＢ組立ヘッドは完全に受動型で電極などの電気部品や回路を有しない。純粋に機械式のμＰｎＢ組立ヘッドには、例えば静電気力を用いて微小ダイを持ち上げるような電気的に制御するヘッドよりも単純であるという利点がある。静電ヘッドと比べ、本明細書に記載の１つ以上の実施形態による受動型μＰｎＢ組立ヘッドには静電気式の固定電極がない。したがって、積極的に高電圧を制御する必要性ならびに組み立て過程の途中に各ダイ内で画像電荷を増大・減少させる必要がない。
【0017】
多数のμＰｎＢ組立法の実施形態をμＬＥＤおよびμＬＥＤ表示装置と関連させて以下に詳述する。しかし注意すべきは、記述の一貫性および明確化のためにμＬＥＤの実施形態で例示するμＰｎＢの種々の特徴は、微小電子デバイス、光デバイス、その他（例えばＭＥＭＳ）のいずれにも容易に応用することができることである。
【0018】
図１は、実施形態による、微小デバイス要素（例えば、微小ダイ）を組立品にするのに適切な微小持ち上げ・接合（μＰｎＢ）法１０１を説明する流れ図である。一例示的実施形態によれば、デバイス要素は表示装置組立品に組み込まれるμＬＥＤダイである。方法１０１は操作１０５でダイ接合供給基板を受け取り、操作１０８でダイ接合対象基板を受けることから始まる。μＰｎＢ法１０１は１つ以上のダイを供給基板から対象基板に移送することである。ダイの横方向寸法はミクロン規模、例えば１０μｍ未満である。例示的μＬＥＤの実施形態によっては、μＬＥＤ（本明細書では単にＬＥＤとも呼ぶ）の横方向の最大寸法は５μｍ未満である。μＰｎＢ法１０１は、例えば１〜５μｍの範囲の複数のデバイス（（例えばＬＥＤ）に合わせて、非常にスケーラブルである。そのような実施形態では、方法１０１は例えば結晶性ＬＥＤ表示装置の組み立てに利用することができる。本明細書ではわかりやすさのためデバイスの数が数点または１個の文脈で記載したが、例示した供給基板の実施形態、対象基板の実施形態、およびμＰｎＢ組立技術は、多数のデバイスを同時に持ち上げ・接合／組み立てを行う場合にも応用することができる。
【0019】
一実施形態では、操作１０５で受け取った供給基板は複数のデバイスを含み、各デバイスが何らかの呼び供給基板デバイスピッチによりウエハーレベルで作られたデバイス積層体を備える。供給基板の１つ以上のデバイスをピックアップし、対象基板に例えばある対象基板デバイスピッチで接合する。供給基板上の領域を無駄にしないよう、対象基板デバイスピッチは供給基板デバイスピッチの整数倍でもよい。図２Ａは、実施形態によるμＰｎＢ供給基板２０１に組み込まれた例示的結晶性ＬＥＤ要素の断面図である。図２Ｂおよび２Ｃは、更なる実施形態によるμＰｎＢ供給基板２０１の２つの別の実施形態（２０１Ａおよび２０１Ｂ）の拡大断面図である。
【0020】
先ず図２Ｂを参照すると、供給基板２０１Ａは担体２２０を備え、担体２２０は任意の金属、半導体、または誘電材料でよく、適切な平坦性を備え、この平坦性によって担体２２０からまとまった量のＬＥＤ要素を連続的に移送することが容易になる。有利な一実施形態では、担体２２０は（単一）結晶性シリコン基板、例えばＩＣ製造に用いられる種類のウエハーである。別の有利な一実施形態では、担体２２０はガラス基板である。
【0021】
供給基板２０１Ａは担体２２０に固定された複数の結晶性ＬＥＤ要素２３０をさらに備える。ＬＥＤ要素２３０は四角形（例えば正方形）でもよく、あるいは別の形状に（例えば、接地面を丸く）パターン形成されてもよい。各部品２３０はＬＥＤ積層膜２０７を備える。一般に、任意の既知の半導体ＬＥＤ積層膜を用いることができる。複数の実施形態では、ＬＥＤ積層膜２０７は１つ以上の半導体ヘテロ接合を備え、例えば量子井戸などを形成している。半導体ＬＥＤ積層膜２０７は少なくとも２つの相互補完的ドープ半導体領域（層）を備える。ダイオード積層構造のｐ型ドープ層とｎ型ドープ層である。特定の実施形態では、半導体ＬＥＤ積層膜２０７はヘテロエピタキシャルＩＩＩ−Ｎ半導体積層膜であり、例えばＧａＮおよび／またはその合金、例えばＩｎＧａＮを含む。しかし、半導体ＬＥＤ積層膜２０７の組成は望ましい発光帯によって決まり、本明細書の実施形態はその点に関し限定しない。
【0022】
各ＬＥＤ要素２３０は、ＬＥＤ積層膜に接触した電極金属２１０をさらに備える。電極金属２１０の組成をＬＥＤ積層膜に応じて変化させて、例えば抵抗接点、トンネル効果接点などを得るのに適切な望ましい金属仕事関数を得てもよい。一例示的実施形態によっては、金属２１０はＬＥＤ積層膜のｐ型ドープ半導体層と接触するのに適切なｐ型金属である。各ＬＥＤ要素２３０は、ＬＥＤ積層膜と接触した第２の金属電極２２５をさらに備える。第２の電極金属２２５の組成をＬＥＤ積層膜に応じて変化させて、例えば抵抗接点、トンネル効果接点などを得るのに適切な望ましい金属仕事関数を得てもよい。一例示的実施形態によっては、金属２２５はＬＥＤ積層膜のｎ型ドープ半導体層と接触するのに適切なｎ型金属である。
【0023】
隣接する複数のＬＥＤ要素２３０は、ＬＥＤ半導体積層膜の中にエッチング形成された溝で分離されている。溝の寸法／ピッチは表示装置組立体に組み込まれるＬＥＤ要素の寸法を実質的に設定する。図２Ｂに説明するように、ＬＥＤ要素２３０の間の溝は金属電極２２５と２１０および半導体ＬＥＤ積層膜２０７全体を貫通して延び、各ＬＥＤ要素の側壁を規定している。ＬＥＤ要素側壁の上に誘電性の側壁スペーサー２３５が配置されている。側壁スペーサー誘電体２３５は任意の既知の誘電材料でよく、例えば、非結晶性Ｓｉ／Ｃ、ＳｉＯｘ、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＣＤＯ、およびＣＤＮなどがあるがこれらに限定されない。誘電性の側壁スペーサー２３５はＬＥＤ要素の上に等方的に配置され、異方的にエッチングされて少なくとも部分的に自己整合した側壁を形成し、これが各ＬＥＤ要素の金属側壁および半導体側壁の上を覆っている。
【0024】
例示的実施形態によっては、各ＬＥＤ要素２３０の部品横幅Ｗｅは５μｍ未満にパターン形成されている。有利な実施形態では、スペーサー形成に利用する誘電材料の厚さを選択して、誘電スペーサー２３５の横方向の厚さすなわち幅Ｗｓが操作９３５（図９）でＬＥＤ積層膜の中にエッチング形成された溝２３２の呼び横幅Ｗｔの半分未満に必ずなるようにする。スペーサーの幅の制限により、隣接するＬＥＤ要素に面した２つの誘電スペーサーによって基板材料の一部が確実に溝の底に露出し、離型剤（例えば基板エッチング剤）が接触することができる。例示的実施形態によっては、Ｗｓは０．１μｍ未満である。
【0025】
ＬＥＤ要素２３０は、ＬＥＤ要素２３０を担体２２０から制御された取り外しができるように担体２２０に固定されている。ＬＥＤ要素の固定部材は隣接する部品の間の溝の中に形成されており、ここは例えばＬＥＤ要素側壁の交差部であり、離型剤でＬＥＤ要素の下部を切り落とすことができるようにしている部分である。溝の中を固定材料で埋め戻す、例えば回転塗布（spin-on）処理でＬＥＤ要素２３０の上部表面と平坦にしてもよい。次に、平坦な固定材料をＬＥＤの上部表面より下に凹ませてもよく、および／または複数の別個の固定部材にパターニングしてもよい。凹んだ固定部材はピックアップ操作中のμＰｎＢヘッドの汚染を防ぎ、固定強度も下がるためピックアップ操作が容易になる。有利な一実施形態においては、固定材料は感光性の高分子材料（例えば、フォトレジスト）であり、これが溝の中にスピンコートされる。既知の技術、例えば、ブランケットアッシング（blanket ashing、正、負レジスト両方）、像反転（正レジスト）、またはブランケット現像（blanket development、負レジスト）でレジスト凹みを実現することができる。次に、図２Ｂに詳述のように、フォトレジストをリソグラフィーでパターニング（すなわち露光・現像）して、溝を埋め、隣接したＬＥＤ要素２３０間の分離を維持する別個のＬＥＤ要素固定部材２４５を形成する。ＬＥＤ要素２３０はまだ固定部材２４５だけで担体に貼り付いている。担体２２０に到達している固定部材２４５は空所２４９で囲まれており、この空所は各ＬＥＤ要素２３０の横方向全域すなわち設置面積にわたって広がっている。固定材料に感光性高分子材料を用いる例示的実施形態によっては、各固定部材２４５は高分子材料の柱であって、少なくとも２つの隣接したＬＥＤ要素２３０を覆う側壁誘電体（スペーサー２３５）と接触している（例えば各固定部材２４５で一番近い４つのＬＥＤ要素２３０を連結している）。図２Ｂに説明の形態では、ＬＥＤ要素２３０は、ピックアップしＬＥＤ表示装置組立体に接合する準備が整っている。
【0026】
図２Ｃに説明した別の実施形態によれば、供給基板２０１Ｂは担体２２０に固定された複数のＬＥＤ要素２３０も備える。各ＬＥＤ要素２３０もＬＥＤ積層膜を備えるが、誘電スペーサー２３５はＬＥＤ積層膜半導体２０８の側壁に沿って延び、ｐ型ドープ半導体２０９に到達している。誘電スペーサー２３５によってＬＥＤ積層膜半導体２０８は金属スペーサーから分離し、自己整合したｐ型金属電極２１０が得られる。一実施例として、Ａｌおよび／またはＡｕを塩素系の乾式エッチング処理で電極２１０を形成し、Ｃｕ電極２１０とＳｉＮスペーサー誘電体２３５はエッチングせずに残すことができる。自己整合した金属電極２１０はドープ半導体領域２０９との接触（例えばｐ接触）を維持する。金属電極２１０の横幅Ｗｍは、例えば０．１μｍ以下でもよく、数百ナノメートルが有利である。ＬＥＤ固定部材は部品２３０の間に配置され空所２４９で囲まれている。図２Ｃに説明の形態では、ＬＥＤ要素２３０は、ピックアップしＬＥＤ表示装置組立体に接合する準備が整っている。
【0027】
図１に戻ると、操作１０８で受け取った対象基板はその表面の上に配列された複数のランドを備える。この対象基板は例えば大判の基板でよく、基板のそれぞれのランドは対象基板デバイスのある公称ピッチでパターン形成および／またはメッキ形成されている。供給基板の１つ以上のデバイスをピックアップして、例えば供給基板デバイスピッチよりもずっと大きな対象基板デバイスピッチで対象基板のランドに接合する。
【0028】
図３Ａは、いくつかの実施形態によるμＰｎＢ対象基板３０１の例示的構造の断面図である。図３Ｂおよび３Ｃは、更なる実施形態によるμＰｎＢ対象基板３０１の２つの別の実施形態（３０１Ａと３０１Ｂ）の拡大断面図である。μＰｎＢ対象基板３０１Ａに、例えば供給基板２０１Ａ（図２Ｂ）からピックアップしたＬＥＤ要素を接合することができる。μＰｎＢ対象基板３０１Ｂに、例えば供給基板２０１Ｂ（図２Ｃ）からピックアップしたＬＥＤ要素を接合することができる。
【0029】
まず図３Ｂを参照すると、対象基板３０１Ａは担体３０５を備える。担体３０５は表示装置の背面でも、表示装置を作製するための一時的な基板でもよい。図３Ｂはさらに一時的な担体の実施形態を説明しており、担体３０５は剥離層３１４で覆われている。剥離層３１４は任意の犠牲材料でよく、一実施例ではＰＳＡ（後述の材料）である。また剥離層３１４は無機誘電層であり、例えば限定されないがＳｉＯｘでもよく、例えば担体３０５と圧縮接合してもよい。組み立て後、ＬＥＤ表示装置組立体を剥離層３１４において取り外し、剥離後は担体３０５を再利用してもよい。したがって担体３０５は組み立てに適した当技術分野で知られている任意の基板材料でよく、希望する表示装置面積を収容する十分な平坦性と広さがあればよい。図３Ａに説明した例示的実施形態はさらに誘電保護層３２７を備えて、組み立ておよび担体３０５から剥離後のＬＥＤ表示装置組立体を保護する。例示的保護層材料には、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、およびＣＤＮがある。別の実施形態では誘電保護層３２７はない。
【0030】
担体３０５の上に配置されているのは第１の金属製相互接点を有する表示装置背面接合部であり、この第１の金属製相互接点が、第１のＬＥＤ電極を表示装置背面（例えば、駆動回路、読み書き用トランジスター、および／または個別の電子素子など）に接続する。図３Ａに説明した例示的実施形態では、第１の金属製相互接点３４０は担体３０５の上に配列された複数のパッドである。ＬＥＤ表示装置が５×５μｍのＬＥＤ要素配列を備える一例示的実施形態では、第１の金属製相互接点３４０はピッチが約２５μｍの１０μｍの金属パッドでもよい。第２の金属製相互接点３４５も担体３０５の上に（例えば、類似のピッチで）配列された金属パッドでよい。第２の金属製相互接点３４５は第２のＬＥＤ電極に電気的に接続されるため、第１の金属製相互接点３４０と電気的に隔離するべきである。
【0031】
実施形態によっては、μＰｎＢ対象基板は複数のランドを有する。これには半田付け機構または導電性接着要素が含まれる。対象基板３０１Ａは、金属製相互接点３４０に塗布された導電性接着剤３５０を説明している。導電性接着剤３５０は、ＬＥＤ表示装置組立体がＬＥＤ要素の周りに組み立てられる間、ＬＥＤ要素を受け取り、接合対象基板に貼り付ける。例示的実施形態によっては、導電性接着剤３５０は金属製相互接点３４０の１つをＬＥＤ要素の第１の（背面）側の金属電極に電気的に接続する。有利な一実施形態によっては、導電性接着剤は感光性導電膜（例えば、導電フォトレジスト）などの構造的接着剤である。そのような材料の一実施例は導電性高分子材料（例えば、ポリアニリン）でドープされたフォトレジスト（例えば、ＳＵ−８ ２５）である。一部の導電フォトレジスト形成は技術文献に１オーム・ｃｍの抵抗率があると記述されている。この抵抗率で、本明細書の実施形態に従って用いる約０．５μｍ厚の導電性高分子材料に与え得る寄生的電気抵抗の範囲は、５×５μｍのＬＥＤ要素で〜２００オームが予測される。この抵抗値は、この寸法の部品の場合の一般的な（ｐ型）接点抵抗（例えば、＞２キロオーム）よりも十分に小さい。導電性高分子材料部品のパターニングと整合は重要ではない。例示的な１０μｍの金属製相互接続パッドの場合、導電性高分子材料部品の横方向寸法は１０〜１５μｍ、そのピッチは２５μｍでもよい。
【0032】
図３Ｂに説明した別の実施形態でも、対象基板にダイを永久に貼り付ける導電性接着剤３５０の代わりに半田機能３５１を採用している。半田機能３５１は半田材料の柱または他の構造あるいは半田材料の積層品でもよく、ミリメートル規模のピック＆プレース／圧縮接合技術に用いられる任意の高温（例えば１５０℃超）接合過程に耐えることが分かっているものでよい。一例示的実施形態では、半田機能３５１はインジウム（Ｉｎ）を含み、１６０〜１８０℃の範囲で溶解する。半田機能３５１はさらにＡｕ層を含んでもよい。Ａｕも類似の温度で溶解して、（再）溶解温度が著しく高いＡｕ−Ｉｎ合金を形成する。またＡｕ−Ｔｉの二重層で同様の性能を得てもよい。しかし半田材料が何であれ、比較的高温の半田付けは本明細書に記載のμＰｎＢ技術に追加の制約を与えることに注意が必要である。例えば、絶縁体３３３は（例えば少なくとも１９０℃まで）高温安定性があり、高温接合技術を利用することができることが好ましい。一実施例によれば、絶縁体３３３はＳＵ−８などのフォトレジストである。
【0033】
一実施形態では、μＰｎＢ対象基板はさらにダイランドの傍に少なくとも１つの機械的絶縁体を備える。そのような絶縁体は供給基板のダイランドごとにその傍にある必要はなく、例えばμＰｎＢヘッドと対象基板の平面的結合を確実にするだけの十分な密度で対象基板の上にまばらに分散していてもよい。図３Ｂは一例示的絶縁体３３３を説明しており、このｚ方向高さは、ダイ（ＬＥＤ）ランドのｚ方向高さに、μＰｎＢヘッドの面に相対的にランドに取り付けられるダイ（ＬＥＤ要素）のｚ方向高さを加えた向高さよりも大きい。この機械的絶縁体はダイとランドの間の最終的なｚ方向高さを決定せず、μＰｎＢヘッドの表面に機械的な停止位置を設け、後述のダイを提供するという点で、従来の破壊制御器と区別してもよい。ダイランドのｚ方向高さが数ミクロン以下（例えば、約１μｍ）の例示的実施形態では、絶縁体３３３はダイｚ方向高さが６μｍ以下で、μＰｎＢヘッド（例えば、図５ＢのＬＥＤ２３０）から５μｍ延びていてもよい。ある実施形態によっては、絶縁体３３３は犠牲材料であり、ダイ接合の後で除去される。そのような一実施形態では、絶縁体３３３は感光性（例えば、限定されないがＳＵ−８などのフォトレジスト）である。そのような実施形態では、絶縁体３３３をリソグラフィーでパターニングし、露光し、その後、既知の技術で除去してもよい。
【0034】
他の一実施形態によれば、光透過性接着剤を用いてダイを対象基板に取り付ける。図３Ｃを参照すると、接合対象基板３０１Ｂは同様に金属製相互接点３４０、３４５を備え、例えば担体３０５の表面の上に、実質的に対象基板３０１Ａで先に説明したピッチおよび寸法で配列されている。この例示的実施形態では、対象基板３０１Ｂは表示装置カバー３７５を備える。表示装置カバー３７５は表示装置カバー用途に適することが分かっている任意の材料でよく、例えば限定されないがガラスおよびサファイヤ（Ａｌ２Ｏ３）である。対象基板３０１Ｂはさらにタッチセンサー層３７０を備えてもよい。タッチセンサー層３７０には金属製相互接点３４０、３４５があり、表示装置カバー３７５の上に配置されている。各ダイランドは導電性接着剤または半田の代わりに光透過性接着剤３５２を備える。図２Ｃの基板２０１ＢのＬＥＤはそのような対象基板への接合に適したものである。有利な一実施形態では、ＬＥＤ発光は表示装置カバー３７５の方を向き、光透過性（例えば透明な）接着剤３５２を通過する。
【0035】
図１に戻ると、μＰｎＢ組立法１０１は操作１１０のダイピックアップで再開し、μＰｎＢヘッドの複数の台座が供給基板に固定された複数のダイまたはデバイス要素と整合する。図４Ａ、図４Ｂ、および図４Ｃは、例示的ＬＥＤ実施形態によるμＰｎＢ法１０１のピックアップ操作を実行するときの例示的操作の断面図である。図４Ａに示すように、μＰｎＢヘッド４０１はμＰｎＢヘッド基板４０７の上に配列された複数の一体型微小工具３８０を備える。微小工具３８０は対象ピッチＰｔで配置されており、このピッチは接合対象基板の特定のランドのピッチと一致または適合するように予め決定されている。さらにこの台座ピッチＰｔは供給基板の複数の供給デバイス（ＬＥＤ要素）のピッチであるため、複数の微小工具３８０は複数のＬＥＤ要素２３０と同時に整合することができる。
【0036】
図１に戻ると、μＰｎＢ組立法１０１は操作１１５で再開し、複数の供給ダイがμＰｎＢヘッド台座に接触し、感圧接着剤（ＰＳＡ）で接着される。本明細書で用いるように、ＰＳＡは圧力を加えると接着剤と被着材（例えば台座表面および／またはダイ表面）を接着する接着剤である。ＰＳＡは永久接着に用いる構造接着剤と異なる。構造接着剤は例えば溶剤の蒸発、ＵＶ放射による反応、成分間反応、または温度設定などの処理で硬化するが、ＰＳＡの活性化には、溶剤（例えば水）、熱、他の処置（例えば、ＵＶ）など一切不要である。ＰＳＡと被着材が近づくと分子間相互作用（例えば、ファンデルワ−ルス力）により接着が完結する。一般に感圧接着剤はその剪断抵抗力と剥離抵抗力ならびに初期接着力に特徴がある。接合強度はさらに、接合面の化学的性質、および複数のダイをμＰｎＢヘッド台座に押し付ける圧力の大きさに影響を受ける場合がある。有利な実施形態によれば、操作１１５で使用されるＰＳＡ材料は高温安定性があり、後でダイを対象基板に接合するのが容易になる。一例示的実施形態によっては、操作１１５で使用するＰＳＡ材料は少なくとも１８０℃まで、理想的には２５０℃以上（例えば、３００℃）の安定している。操作１１５で使用するＰＳＡ材料は、ダイと台座の接合を高いダイ接合温度に維持するのに十分な剪断強度がある。一例示的実施形態によれば、操作１１５で使用するＰＳＡ材料はシロキサン重合体（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を含むシリコン系材料である。さらに図４Ａに示すように、μＰｎＢヘッド４０１は、微小工具３８０の接合面をＬＥＤ要素２３０の接合面と接触させるためｚ方向に変位している。ＰＳＡ材料をこれらの接合面の少なくとも一方に予め塗布しておき、供給基板２０１とμＰｎＢヘッド基板４０７の間で押圧する。
【0037】
図１に戻ると、μＰｎＢ組立法１０１は操作１２０で再開し、ダイが台座にＰＳＡ材料で接着されている間にμＰｎＢヘッド台座を供給基板に対して相対的に変位させることによって、ダイと供給基板の間の固定部材を破壊する。ＰＳＡ材料の剥離強度は供給基板固定部材の接合強度と同程度であり、ＰＳＡ接合は供給基板固定部材を確実に破壊することができる。例示的μＬＥＤ実施形態によっては、適切に選択した固定材料および適切に設計した構造では、ＰＳＡ剥離強度は１Ｎ／ｃｍを越えないことが適切である場合がある。一例示的実施形態によっては、５μｍ×５μｍのＬＥＤの固定力は１０μＮ未満で、これに対して剥離力は１００μＮで０．２Ｎ／ｃｍの剥離強度がある。さらに図４Ｃに示すように、μＰｎＢヘッド４０１を供給基板２０１に対して相対的に少なくともｚ方向に変位させる。一部の実施形態によっては、固定部材剪断強度に打ち勝つため、μＰｎＢヘッド４０１を供給基板２０１に対して相対的に横方向にも変位させてよい。操作１２０が完了すると、ＰＳＡ接合によって複数のＬＥＤ要素２３０が複数のμＰｎＢヘッド微小工具３８０に貼り付いている。
【0038】
図１に戻ると、μＰｎＢ組立法１０１は接合工程で再開し、操作１２０でピックアップしたダイを次に対象基板に移送する。操作１２５では、μＰｎＢヘッド台座に貼り付いた複数のダイを接合対象基板のランドと整合させる。操作１３０では、複数のダイを接合対象基板のランドに貼り付ける。操作１３０はミリメートル規模のダイに適することが分かっている任意の半田接合処理／圧縮接合処理が必要な場合がある。図５Ａ、５Ｂ、および５Ｃは、例示的ＬＥＤの実施形態によるμＰｎＢ法１０１の接合操作を実行するときの例示的操作の断面図である。図５Ａに示すように、対象ピッチＰｔの微小工具３８０の複数の作用面が接合対象基板３０１の複数のランドと整合する。図５Ｂは、μＰｎＢヘッド４０１を対象基板３０１に押し付けるときの対象基板３０１に接続されているＬＥＤ要素２３０を説明している。一実施例によれば、対象基板３０１を半田リフロー温度／溶解温度より僅かに低温まで加熱し、μＰｎＢヘッド４０１を半田リフロー温度より高温に加熱する。μＰｎＢヘッド４０１と対象基板３０１を加圧してもよい。μＰｎＢヘッド４０１は半田機能を局部的に半田リフロー高温より高温に加熱して半田接続しその後冷却する。代わりに操作１３０で接着接合処理を実施してもよく、対象基板またはダイに予め塗布された構造接着剤のＵＶ硬化または熱硬化、および／または乾燥などを含み、この処理をダイが一時的にμＰｎＢヘッド４０１に貼り付いている間に実行する。有利な一実施形態によっては、室温圧縮接着を用いて複数のＬＥＤ要素２３０を対象基板３０１の導電性接着剤部品に貼り付ける。別の一実施形態によれば、最初の接合に室温接合を用い、次に導電性接着剤を高温（例えば、１４０〜１８０℃）硬化および／またはＵＶ硬化させる。
【0039】
図１に戻ると、操作１３５で、各微小ダイ／チップと各組立体ヘッド台座の間のＰＳＡ接合を破壊すなわち無効にして、ダイを対象基板に貼り付いたたまま残す。例示的一実施形態によれば、ダイがランドに貼り付いている間にμＰｎＢヘッド台座を対象基板に対して相対的に変位させることによってダイとμＰｎＢヘッド台座の間のＰＳＡ接合を離す。図５Ｃにさらに説明した一実施形態によれば、μＰｎＢヘッド４０１を対象基板３０１に対し相対的に横方向（例えば、ｙ次元）および縦方向（例えば、ｚ次元）に同時に変位させることによって、μＰｎＢヘッド台座をダイから剥離する。剥離力を複数の因子で精密に制御してもよい。そのような因子にはダイの設置面積があり、これは円形でもよく、剥離力は最初小さく、ダイの最大直径でのみ生じる最大力よりも常に小さいことが有利である。μＰｎＢ組立ヘッドを剥離したとき、一部のＰＳＡが微小ダイ上面５９９または台座３８０の表面に残留する場合がある。そのようなＰＳＡ残留物は、ＰＳＡが接合過程の間安定していれば溶剤で除去してもよい。除去しなければＰＳＡ残留物はダイ上面５９９の広範囲に残留する場合がある。したがってダイの少なくとも一部にそのような残留物が存在することは、本実施形態によるＰＳＡを用いた組立法を示すことになる。
【0040】
別の実施形態によれば、ＰＳＡ材料と接している犠牲材料を分解して、ダイとμＰｎＢヘッド台座の間のＰＳＡ接合を破壊する。有利な一実施形態によれば、この犠牲仲介材料はＰＳＡ材料のダイ側にある。このためＰＳＡ材料はμＰｎＢヘッド台座に残り、方法１０１をその後反復する間に再利用することができる。一実施例として、犠牲仲介材料は熱分解性材料で、ダイに予め塗布されている。熱分解性材料は操作１３５で熱分解してもよい。さらに後述するように、ポリカーボネートは熱分解性材料の一例であり、これを用いてμＰｎＢヘッド台座とダイを２５０℃以上の温度で効果的に分離してもよい。そのような一実施形態では、接合操作１３０に用いられる高温度（例えば＜２５０℃）は熱分解性材料を分解するには不十分だが、（再）溶解温度が熱分解性仲介材料の熱分解温度より高い（例えば＞３５０℃）半田合金の形成（例えば＞１６０℃）には十分である。操作１３０で（例えば１８０〜２００℃で）高い溶解温度の合金を形成すると、操作１３５では、より高温度（例えば２５０〜３００℃）まで加熱して犠牲材料を熱分解することが必要になる場合がある。
【0041】
その後、ダイ（例えば、ＬＥＤ要素）を対象基板の全てのランドに接合するまで、μＰｎＢ組立法１０１の上記のピックアップと接合の操作を繰り返してもよい。全ての供給ダイを対象基板に取り付けたら、対象基板をさらに処理して、そこに組み込まれた微小デバイスを完全に相互接続および／または封止してもよい。μＰｎＢ組み立てを容易にするために対象基板に作った任意の補助構造（例えば、絶縁体３３３）は取り外してもよい。
【0042】
特に、μＰｎＢ組立法１０１の成功には、供給基板および対象基板が十分な平坦度を有することかつ／あるいはμＰｎＢ組立ヘッドが十分な平坦度を有することが少なくとも一部寄与する。有利な実施形態によれば、μＰｎＢ組立ヘッドは微小工具を備え、この微小工具は、μＰｎＢ組立ヘッド台座と対象基板の間の閾値の非平坦性を許容することができる。図６Ａは、実施形態によるμＰｎＢ組立法１０１の実行に使用可能な一例示的μＰｎＢ組立具６０１の立体図である。図６Ｂは、ＰＳＡ材料をμＰｎＢ組立ヘッド台座に供給するためのある実施形態によるμＰｎＢ組立具６０１に組み込まれたμＰｎＢ組立ヘッド４０１を作製する方法６０２を説明する流れ図である。図７Ａ〜７Ｇは、第１の実施形態による方法６０２から選択した操作を実行するときの一例示的μＰｎＢ組立ヘッドの断面図である。図８Ａ〜８Ｄは、別の実施形態による方法６０２から選択した操作を実行するときの一例示的μＰｎＢヘッドの断面図である。
【0043】
まず図６Ａを参照すると、μＰｎＢ組立具６０１はμＰｎＢ組立ヘッド４０１に装着されたダイ圧縮接合器６５５を備える。図６Ａに説明した実施例によれば、圧縮接合器６５５は多関節ロボットアームまたはガントリー６８０を備える。代表的な熱圧縮接着工具の場合、ガントリー６８０は、この熱圧縮接着工具をＸＹＺ方向周りに移動させる機構および接合ヘッドの面を調整するジンバルを備える場合がある。ミリメートル規模の接合機接触面６７０は、例えば精密に平坦加工された真空ブロック６６０を介してμＰｎＢ組立ヘッド基板４０７の背面と一体になる。真空ブロック６６０は複数の気体通路６６５を備えており、接合機接触面６７０とμＰｎＢ組立ヘッド基板４０７の間の圧力／真空を制御する。これによりμＰｎＢ組立ヘッド基板４０７が接合器６５５に貼り付いている間、微小工具３８０が作用面を提供する。後述の例示的実施形態によれば、各微小工具３８０は微小ダイに接触する台座を備え、この台座は屈曲部材に連結されていて、完全な平坦ではない供給基盤および対象接合基盤に倣う。
【0044】
μＰｎＢ組立具６０１は、任意の既知のピックアップ・配置／圧縮ダイ接合器を操作して最初にμＰｎＢ組立ヘッド４０１を持ち上げることによって構成されてもよい。μＰｎＢ組立ヘッド４０１を連続的に接合供給基板と接合対象基板に置くことを繰り返し、そのたびに供給基板と対象基板の間で複数の微小ダイを移送する。μＰｎＢ組立ヘッド４０１を接合供給基板に置いたとき、ヘッド４０１の微小工具は一時的に供給ダイと（例えば、ＰＳＡ材料で）接合して供給基板の固定を破壊する。接合器６５５によりμＰｎＢ組立ヘッド４０１が接合対象基板に（再度）置かれると、ダイと対象の間で形成された永久接合のためにμＰｎＢ組立ヘッド４０１との一時的な接合が壊れる。その後、接合器６５５によりμＰｎＢ組立ヘッド４０１が接合供給基板に（再度）置かれ、別のμＰｎＢを繰り返す。μＰｎＢ組立ヘッド４０１が古くなると、（例えば、接合供給基板と対象基板の間の１回以上の配置の後）、接合器６５５は微小ダイμＰｎＢを繰り返す間に古いμＰｎＢ組立ヘッド４０１を落とし、交換用のμＰｎＢ組立ヘッド４０１をμＰｎＢヘッドトレイから受け取る。この方法では、μＰｎＢ組立ヘッド４０１は、ミリメートル規模の任意のダイの場合と同様、圧縮接合器６５５と相互作用を行う。しかし、接合器６５５に持ち上げられたμＰｎＢ組立ヘッド４０１はさらなる段取りで圧縮接合器６５５がμＰｎＢ組立法（例えば、μＰｎＢ組立法１０１）を実行できるようにする。
【0045】
図６Ｂはさらに、台座が屈曲部材に連結された微小工具をμＰｎＢ組立ヘッド基板に一体的に作製する、μＰｎＢ組立ヘッド製造法６０２を説明している。操作６０５で受け取るヘッド基板はＭＥＭＳ製造に適した任意の基板でよく、例えばいくつか上げれば、ガラス、シリコン、ゲルマニウム、ＳｉＧｅ、ＧａＡｓなどのＩＩＩ−Ｖ化合物、ＩｎＰ、ＧａＮなどのＩＩＩ−Ｎ化合物、３Ｃ−ＳｉＣ、およびサファイヤなどがあるがこれらに限定されない。図７Ａに説明した別の有利な一実施形態によれば、ヘッド基板４０７はガラスまたは結晶性シリコンを含み、その平坦度は８×２５ｍｍあたり０．１μｍ未満である。例示的実施形態によっては、ヘッド基板の平坦度は、シリコン基板表面を熱で酸化して化学量論的二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層７１８をヘッド基板４０７上に配置することによってさらに向上する。
【0046】
図６Ｂを再度参照すると、μＰｎＢ組立ヘッド製造法６０２は操作６１０で再開し、ヘッド基板に配置した低応力の材料層に誘電体基層を積層する。例示的実施形態は誘電体基層と低応力層の両方を説明しているが、別の実施形態（例えば、ＰＳＡ材料層の厚さがコンプライアンスを得るのに十分な厚さである実施形態）ではこれらの下地層はなく、次の材料層（例えばＰＳＡ）が基板に直接積層されている。低応力の材料およびその上の誘電体基層を方法６０２の一部として積層してもよく、あるいは操作６０５で受け取る基板が材料の片方または両方を含んでもよい。低応力の材料層は屈曲部材の形成に適した任意の成分でよく、任意の既知のＭＥＭＳ／ＩＣ製造技術を用いて制御することができるばね定数を有する成分であればよい。例示的一実施形態によれば、低応力の材料は厚さがほぼ１μｍのＡｌ／Ｃｕ合金膜である。低応力の材料層は必要なら焼き鈍ししてもよい。他の例示的一実施形態によれば、低応力の材料はＳＯＩ基板のシリコンデバイス層である。低応力の材料層の上に積層された誘電体基層は、１〜５μｍの厚さに被覆することができる高温安定性（例えば２５０℃を越える高温安定性）がありパターニングし易い材料であれば有利である。有利な実施形態によっては、誘電体基層材料は有機高分子材料であり、ヘッド基板にスピンコートすることができ、その後硬化および／または乾燥することができる材料である。例示的一有機高分子材料はポリミイド（ＰＩ）である。
【0047】
操作６１５では、基板の上に（例えばヘッド組立法材料積層の上に）ＰＳＡ材料を積層する。ＰＳＡ材料は、剥離力が用途に適した（例えば１Ｎ／ｍ未満の）任意の既知の材料でよい。ＰＳＡ材料が高温のダイ接合に耐える別の実施形態では、ＰＳＡ材料は高温で安定性がある。例えば、ＰＳＡ材料は上記のようにシリコン系材料でよい（例えば、シロキサン重合体）。有利な実施形態では、シリコン系高分子材料混合物をヘッド基板上にスピンコートすることによってＰＳＡ材料を塗布し、次にその混合物を硬化および／または乾燥してＰＳＡ材料層を形成する。
【0048】
図７Ｂは、操作６１０の後のヘッド基板をさらに説明しており、低応力の材料層７２１（例えば、ＡｌＣｕ）をシリコン基板４０７の化学量論的ＳｉＯ２層７１８の上に積層する。高温安定誘電体基層７２３を低応力の材料層７２１に積層し、キャッピング層７２７を誘電体基層７２３に積層する。必要ならキャッピング層７２７で誘電体基層７２３と上部ＰＳＡ層７３１（図７Ｃ）が分離されていれば有利である。誘電体基層７２３とＰＳＡ材料層７３１の組成に応じて、仲介材料（例えば限定されないがＳｉＯＮ）で接着を改善してもよく、および／またはＰＳＡ層７３１と誘電体基層７２３の両方またはその片方のパターニングを容易に実施できるようにしてもよい。ＰＳＡをμＰｎＢヘッドではなくＬＥＤに載せる一実施形態では、層７２７の材料を選択して接着性および剥離力を微調整してもよい。有利な実施形態によれば、層７２７の材料を選択して、誘電体基層７２３以外に作られた台座の面を光学的に計測して検出することができるようにすることができる。例えば、金属層７２７は鏡の働きをすることができ、近隣の層７２３と７３１と光学指数が異なる誘電層で屈折を強めて信号を改善することができる。
【0049】
図６Ｂに戻ると、μＰｎＢヘッド製造法６０２は操作６２０で再開し、少なくともＰＳＡ層さらに（存在するなら）その下の誘電材料層をエッチングして（存在するなら）低応力層を露出させることにより、複数のμＰｎＢヘッド台座をパターニングしてヘッド組立体を形成する。図７Ｄは低応力層７２１に接して配置された台座７４１を説明している。台座７４１は、対象の接合基板の用途に応じて他の台座（図示せず）と寸法が異なっていても他の台座から離れていてもよい。例えば、台座７４１が、横寸法が１〜５μｍのμＬＥＤをピックアップする実施形態では、台座７４１の横寸法（例えば、ｙ寸法）も１〜５μｍである。有利な一実施形態では、台座７４１の設置面積は円形で直径は約３μｍである。台座７４１をパターニングするために、フォトレジストを材料層７３１の上にスピンコートしてもよい。一部の実施形態によれば、薄い酸化層（図示せず）をＰＳＡ材料層７３１の上に配置してＰＳＡ材料と相性が悪いレジスト処理を容易にする。ＰＳＡ材料は乾式エッチングまたは溶剤のどちらで除去してもよい。ポリミイドの実施形態では、誘電体基層７２３は感光性ポリミイドである。ＰＳＡ材料のパターニングに用いたものと同じマスクおよび同じ露出でポジ型の感光性ＰＩをリソグラフィーでパターニングしてもよい。ポリミイドの実施形態（例えば、非感光性ＰＩの実施形態）によれば、このパターニングは、キャッピング層７２７とＰＳＡ層７３１を除去した後に、任意の既知の乾式エッチングを伴う場合がある。
【0050】
図示の例示的実施形態では、ＰＳＡ材料層７３１は誘電体基層７２３と実質的に同じ横方向寸法を有するが（すなわち台座側壁はほぼ垂直）、別の実施形態では、台座７４１を厚くし（例えば、１μｍではなく５μｍ）、その側壁をＰＳＡ材料層７３１の横方向寸法が誘電体基層７２３より小さい正勾配にパターニングして、台座のコンプライアンスを改善してもよい。さらに別の実施形態によれば、誘電材料７２３は二層構造で、その第１の層の下部は第２の層よりも横方向に切り取られている。例えば、二層の誘電材料の下側の層の下部を、二層の誘電材料の第２の層の横幅の少なくとも１０％〜３０％に等しい量だけ切り取ってもよい。台座の下部の切り取りの一例を図７Ｅに点線で説明する。台座の下部を切り取って誘電体基層と屈曲部材の接触部の面積をＰＳＡ材料の露出表面積より小さくして、台座の内部応力をさらに有利に低減してもよい。このよう応力を緩和することにより、剥離された屈曲部材の上で台座が安定し、複数のヘッド台座の間の十分な平坦度を維持して、供給基板／対象接合基板と確実に良好に接触するようにできる。台座の下部の切り取りは台座のコンプライアンスも改善することができる。台座の下部を切り取るのは低応力層に屈曲部材をパターン形成する前でも後でもよい。
【0051】
図６Ｂに戻ると、μＰｎＢ組立ヘッド製造法６０２は操作６３０で再開し、低応力層（もし在れば）をパターニングして複数の屈曲部材を形成する。各屈曲部材は少なくとも１つの台座に物理的に接続している。屈曲部材と台座は一緒に微小工具３８０（図４Ａ、６Ａ）を形成する。屈曲部材はμＰｎＢ組立操作中に組立ヘッド基板に対して相対的に弾性変形／屈曲する。この屈曲部材は、供給接合基板および／または対象接合基板の閾値内の平坦度を十分に許容するのに十分なコンプライアンスすなわち移動性を台座に与え、したがって各台座は、供給／対象基板上のデバイスおよび／またはランドパッドと接触することができる。例示的実施形態によれば、各屈曲部材は基板表面に垂直な方向に少なくとも０．１μｍだけ弾性変形することができる。各屈曲部材は、ダイのピックアップ、接合、ヘッド分離に望ましいばね定数と十分な強度を実現する低応力材料膜厚に適合した横方向寸法で作ってもよい。ＰＳＡ材料の剥離強度が１．０Ｎ／ｃｍ以下の例示的実施形態では、ばね定数が１００〜６００Ｎ／ｍになるように各屈曲部材の寸法を決める。屈曲部材の寸法は台座を支持する寸法である。言い換えれば、台座の基部は屈曲部材に接して完全に浮いており、組立ヘッド基板に屈曲部材だけで繋がっている。
【0052】
一実施形態では、操作６３０の各屈曲部材の作成は、低応力層の一部をエッチングしかつ基板に凹みをエッチング形成して、台座の下の屈曲部材の根元を切り取る。そのようにすると、屈曲部材は凹みの上に延びて基板の表面に対し垂直方向に撓むことができるようになる。図７Ｅおよび７Ｆは屈曲部材の区切りと取り外し後の例示的な微小工具３８０を説明している。図７Ｇは複数の微小工具３８０の平面図を説明している。図７Ｅに示すように、低応力層７２１に取り外し開口７８０を形成する。台座７４１の下に凹みすなわち空所７８５を形成する。これにより低応力層７２１は薄膜すなわち隔膜を形成し、これが凹み７８５の上に台座７４１を支持する。さらに図７Ｇの説明のように、低応力層７２１はパターニングされて離散した複数の薄膜部を形成する。有利な一実施形態によれば、凹み７８５だけを各台座７４１の周りに離散的に規定し、低応力層７２１と層７１８はμＰｎＢ組立ヘッドの上に連続していてもよい。層７２１と７１８を除去しないことによって、基板４０７の形状は減り、計測および機械的停止３３３（図５Ａ）の基準面として利用し易くなる。この例示的実施形態は円形の屈曲部材を説明しているが、屈曲部材は他の形状でもよく、基板の表面に接触している２つの固定点の間の屈曲部材領域に台座が繋がっていればよい。別の一実施形態によれば、この台座は固定点が１点（例えば、片持ち梁状の固定点）だけの屈曲部材でもよく、あるいは固定点が離散して（例えば、橋状に）２点ある屈曲部材で基板に繋がっていてもよい。
【0053】
図８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、および８Ｄは、別の実施形態による方法６０２（図６Ｂ）から選んだ製造操作を実行するときの例示的μＰｎＢヘッドの断面図である。図８Ａは、開始材料として受け取られる例示的なシリコン被覆絶縁体（ＳＯＩ：silicon-on-insulator）基板８０７を説明している。ＳＯＩ基板８０７は、（単）結晶性シリコン基板基部８０５から誘電層７１８（例えば、ＳｉＯ２）で分離された（単）結晶性シリコンデバイス層８２１を備える。台座材料膜すなわち積層膜を、実質的に上記のようにＳＯＩ基板８０７の上に積層する。例示的実施形態によっては、誘電材料７３１は感光性ＰＩである。障壁層７２７（例えば、ＴｉＮ）を誘電材料７２３に積層し、ＰＳＡ材料７３１を誘電障壁層７２７に積層する。台座材料積層膜の上にフォトレジストの目印を形成する。有利な一実施形態によれば、フォトレジスト積層の前に薄い誘電層（例えば、ＳｉＯｘ）をＰＳＡ７３１に積層することができる。この中間層はレジストとＰＳＡの間の化学的不適合をなくし、レジスト接着を改善し、さらにその後のパターニングのためのハードマスクとしても機能し得る。ＳｉＯｘ中間層は、埋め込んだ酸化物７１８の下部を切り取るエッチングの途中に容易に除去することができる。露出したままのＰＳＡ材料７３１および障壁層７２７を除去し、誘電材料７３１を液に浸して台座７４１のパターニングが完了する。
【0054】
パターニングの後、多数のポリミイド材料を高温で硬化させなければならない。ＰＳＡ７３１の硬化温度が高い一部の実施形態では、層７２７と７３１の積層前にＰＩを硬化させる。その後、層７２７と７３１の除去後に、硬化したＰＩを上記の液に浸漬せず乾式エッチングしてもよい。図８Ｃに説明した例示的実施形態では、誘電体基層とＰＳＡの両方あるいは片方を、側壁を正勾配にして印刷する。そのような実施形態では、台座基部の横方向寸法は台座上面のＰＳＡ材料より大きく、機械的安定性が改善する。さらに図８Ｄに説明するように、台座７４１の下に配置されたデバイス層８２１の一部をエッチングして誘電層７１８のアンダーカットエッチ用の穴を開けて、基部基板７０５から分離して屈曲部材を形成する。これで微小工具３８０がほぼ完成し、複数の一体型微小工具３８０を備える一体型の組立ヘッド基板はデバイスの分離とピックアップの準備が整う。
【0055】
上記のように、一部の実施形態によっては、ＰＳＡ層７３１が十分に厚いだけで十分に平坦な供給基板と対象基板に適切なコンプライアンスが得られ、屈曲部材の複雑さを避けることができる。そのような実施形態によれば、微小工具３８０は台座７４１だけを備え、下部の屈曲部材を持たない。そのような特定の実施形態では、基板８０５はデバイス層８２１も仲介誘電層７１８も持たない標準的な結晶性シリコンウエハーでよい。
【0056】
いくつかの実施形態では、μＰｎＢ供給基板はＰＳＡ材料を含む。ＰＳＡ材料をμＰｎＢ組立ヘッドに組み込むことに加えあるいはその代わりに、ＰＳＡ材料を供給基板に組み込んでもよい。図９は、組み立てに適した結晶性ＬＥＤ要素を備えるμＰｎＢ供給基板を組み立てて表示装置を作製する方法９０１を説明する流れ図である。図１０Ａ〜１０Ｋは、実施形態による方法９０１の操作を実行するときの例示的結晶性ＬＥＤ要素の断面図である。同じ技術を任意の微小デバイス・ダイ（例えば、任意の微小寸法のＩＣまたは光学チップなど）に応用してもよい。
【0057】
方法９０１は、操作９０５で受け取った半導体ＬＥＤ積層膜からＬＥＤ供給基板を生成するのに適したウエハー規模の処理を行う。半導体ＬＥＤ積層膜は、エピタキシャル基板を覆って一体構造体（例えばＬＥＤエピウエハー）を形成している連続膜でもよい。一般に、任意の既知の半導体ＬＥＤ積層膜を用いることができる。図１０Ａに説明した例示的実施形態によっては、エピウエハー１００１は、エピタキシャル基板１００５と、緩衝層１００６と、緩衝層１００６にエピタキシャル的に成長させた半導体ＬＥＤ積層膜２０７とを備える。複数の実施形態によれば、ＬＥＤ積層膜２０７は１つ以上の半導体ヘテロ接合を含み、例えば図２Ａの文脈で記述したように量子井戸を形成している。エピタキシャル基板１００５はＬＥＤ半導体積層膜を成長させるのに適することが分かっている任意の基板でよい。例えば、基板１００５は様々な材料でよく、例えばシリコン、ゲルマニウム、ＳｉＧｅ、ＧａＡｓなどのＩＩＩ−Ｖ化合物、ＩｎＰ、ＧａＮなどのＩＩＩ−Ｎ化合物、３Ｃ−Ｓｉ／Ｃ、およびサファイヤなどがあるがこれらに限定されない。緩衝層１００６は、エピタキシャル基板１００５の組成／微小構造からＬＥＤ積層膜２０７の組成／微小構造に遷移するのに適する任意の既知の構造でよい。
【0058】
図９に戻ると、方法９０１は操作９１０で再開し電極金属をＬＥＤ積層膜に積層する。電極金属の組成をＬＥＤ積層膜に応じて変化させて、例えば抵抗接点、トンネル効果接点などを得るのに適切な望ましい金属仕事関数を得てもよい。例示的一実施形態によれば、操作９１０で積層される金属はＬＥＤ積層膜のｐ型ドープ半導体層と接触するのに適したｐ型金属である。操作９１０で、任意の既知の積層技術、例えば限定されないがＰＶＤ、ＣＶＤ、電気分解、または化学めっきなどを用いてもよい。さらに図１０Ｂに説明するように、ＬＥＤ積層膜２０７のｐ型ドープ半導体層の上にｐ型金属膜２１０をブランケット積層する。
【0059】
図９に戻ると、方法９０１は操作９１５で再開しＬＥＤ膜と金属電極層を担体に結合する。操作９２０でＬＥＤと金属電極層をＬＥＤエピ基板から離す。操作９１５と９２０はウエハー規模の薄膜遷移を実行し、ＬＥＤ積層膜を２つの対向した金属電極の間に挟むことができるようにする。操作９１５では、当業者に知られている任意の技術を用いてＬＥＤ膜と電極層を担体に結合してよい。一実施形態では、担体にＬＥＤ膜と電極層を積層し、任意の（熱）圧縮接合技術で接続する。別の一実施形態では、ＬＥＤ膜／電極層と担体を静電気および／または接着により接続する。さらに図１０Ｃに説明したそのような一実施形態では、接合材料層１０１２は第２のＰＳＡ材料（例えば、耐熱性シリコン系ＰＳＡ）である。金属電極２１０または担体２２０の少なくとも一方のの上に接合材料層１０１２を塗布する。その後、接合材料層１０１２を担体２２０とデバイス材料積層体の間で圧縮する。圧縮は、接着接合の場合は室温でよく、無機（例えば、ＳｉＯｘ）接着の場合は温度が高くてもよい。接着接合の有利な実施形態によっては接着材料を静電担体で加える静電気固定力で圧縮してもよい。静電担体を使用して後続のエピタキシャル基板の取り外し時の十分な平坦度を確保してもよい。エピタキシャル基板を除去したら、接着剤固定に応じて、固定電圧を放電してもよい。任意の既知の静電担体、例えば電極を埋め込んだガラス担体を用いてもよい。当業分野で既知の任意の技術を用いてＬＥＤ膜／金属電極層をエピタキシャル基板から分離して、図１０Ｄに説明した構造に到達してもよい。例えば、レーザーリフトオフ（laser liftoff）またはＣＭＰ／研磨と洗浄を用いてエピタキシャル基板を除去して、ＬＥＤ積層膜２０７の第２のドープ半導体領域（例えば、ｎ型ドープ層）を露出させてもよい。
【0060】
図９に戻ると、方法９０１は操作９２５で再開し、操作９２０で露出させたＬＥＤ積層膜の表面の上に第２の金属電極膜を積層する。第２の電極金属の組成をＬＥＤ積層膜に応じて変化させて、例えば抵抗接点、トンネル効果接点などを得るのに適切な望ましい金属仕事関数を得てもよい。例示的一実施形態によれば、操作９２５で積層した金属はＬＥＤ積層膜のｎ型ドープ半導体層との接触に適したｎ型金属である。操作９２５で、任意の既知の積層技術、例えば限定されないがＰＶＤ、ＣＶＤ、電気分解、または化学めっきなどを用いてもよい。図１０Ｅにさらに説明するように、ＬＥＤ積層膜２０７のｎ型ドープ半導体層の上にｎ型金属膜２２５を積層する。
【0061】
図９に戻ると、方法９０１は操作９３０で再開し、ＰＳＡ材料を第２の金属電極膜の上に積層する。ＰＳＡ材料層の上に保護キャッピング材料をさらに積層してもよい。ＰＳＡ材料は上記のいずれでもよく、例えば限定されないが耐熱シリコン系ＰＳＡでもよい。例示的実施形態によっては、シロキサン重合体（またはその前駆体）を含む混合液を任意の回転被覆処理を用いて第２の金属電極膜の上に塗布する。その後ＰＳＡ混合液を硬化させ、および／または乾燥させてＰＳＡ材料層を形成する。特定の実施形態によっては、ＰＳＡ材料層を１〜５μｍの厚さまで積層する。キャッピング材料は任意だが、後のフォトリソグラフィーが可能で、かつ後続の処理中にＰＳＡ材料の腐食を防ぐことができれば有利である。キャッピング材料はこの目的に適することが当技術分野で知られている任意の材料でよい。任意の低温積層技術、例えば限定されないがＰＶＤおよびＣＶＤを用いてキャッピング材料をＰＳＡ材料の上に積層してもよい。図１０Ｆはさらに、ｎ型金属ＬＥＤ電極膜２２５の上にブランケット積層したＰＳＡ材料１０２７、およびＰＳＡ材料１０２７の上にブランケット積層した炭素ドープ窒化ケイ素（ＣＤＮ）膜１０３５を説明している。
【0062】
図９に戻ると、方法１０９は操作９３５で再開し、ここでは溝をエッチング形成してＬＥＤ半導体積層膜積層体に複数のＬＥＤ要素を形成する。操作９３５では、任意の既知のフォトリソグラフィーマスクのパターニングおよび薄膜エッチングを用いてもよい。操作９３５でのマスク形状の寸法によって、表示装置に組み込まれるＬＥＤ要素の寸法が実質的に決まる。ＰＳＡ材料のエッチングは乾式処理でも湿式処理でもよい。湿式化学エッチングには等方性のエッチング特性があり、この特性によってＬＥＤ要素間の溝の縦横比がＰＳＡ材料の厚さに応じて小さくなり、厚いＰＳＡ材料（例えば２μｍ〜５μｍの材料）を用いて台座のコンプライアンスを上げる場合に有利である。
【0063】
操作９４０では、ＬＥＤ要素側壁に誘電性側壁スペーサーを形成する。任意の既知の誘電材料、例えば限定されないが非結晶性Ｓｉまたは炭素、ＳｉＯｘ、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＣＤＯ、およびＣＤＮをＬＥＤ要素の上に共形的に積層してもよい。その後、選択した誘電材料に適することが当業分野で既知の任意の異方性エッチング処理を用いて異方性エッチングを実施して、各ＬＥＤ要素の金属および半導体側壁の上を覆う、少なくとも部分的に自己整合した側壁を形成する。
【0064】
図１０Ｇは、誘電スペーサーで区切りし密閉した後の結晶性ＬＥＤ要素２３０の断面図である。湿式エッチングした形状１０８２を点線で説明している。キャッピング層１０３５は除去されており、スペーサー２３５はＬＥＤ要素側壁だけを覆っている。そのような一実施形態では、ＰＳＡ１０８２はキャッピング層で保護されていないため、接合層１０１２の組成はＰＳＡ１０８２と異なるのが有利である。例えば、接合層１０１２を別組成の別のＰＳＡにして、ＰＳＡ１０８２を越える選択性がある溶剤で除去できるようにすることができる。あるは、接合層１０１２はＨＦで除去可能なＳｉＯｘでもよい。例示的実施形態においては、各ＬＥＤ要素２３０の部品横幅Ｗｅを５μｍ未満にパターン形成する。さらに図示のように、スペーサー誘電体２３５（例えば、ＣＤＮ）はＬＥＤ要素２３０上の自己整合した側壁誘電体被覆の役目をする。キャッピング層１０３５を備える実施形態では、ＬＥＤ要素２３０の６面のうち５面を１種以上の誘電材料（例えば、ＣＤＮ）で密閉してもよい。有利な実施形態では、スペーサー形成に用いる誘電材料の厚さを選択して、誘電スペーサー２３５の横方向の厚さすなわち幅ＷｓがＬＥＤ積層膜の中にエッチング形成された溝１０４０の呼び横幅Ｗｔの確実に半分未満になるようにする。スペーサー幅を制限することにより、隣接するＬＥＤ要素に接している２つの誘電スペーサーは、溝１０４０の底に露出した基板材料（例えば、接合／離型材料１０１２）の一部から確実に離れる。
【0065】
その後、接合材料１０１２を除去して、選択した固定点以外のＬＥＤ要素を剥離してもよい。あるいは、接合材料がＰＳＡ材料である場合は、部品を担体に接続している接合材料を単に破壊して、ＬＥＤ要素を供給基板から外してもよい。例えば、部品を担体に接続しているＰＳＡ材料を選択して、その剥離強度と剪断強度の両方あるいは片方が、操作９３０（図９）のＬＥＤ要素の上面のＰＳＡ材料よりも弱くなるようにしてもよい。例えば、低温性ＰＳＡ材料を接合材料層１０１２（図１０Ｇ）に用い、耐熱ＰＳＡ材料をＰＳＡ材料層１０２７に用いてもよい。ＰＳＡ材料１０２７を露出し、加熱した組立ヘッド台座に接触させて接触したＬＥＤ要素を局部加熱することにより、ＰＳＡ材料層１０２７の接合が接合材料層１０１２の接合より強いようにしてもよい。他の一実施形態によれば、ＬＥＤ要素２３０の外周から接合層１０１２を除去して、ＬＥＤの中央の十分に小さな接触領域だけを残してＰＳＡ１０２７でピックアップするようにしてもよい。
【0066】
あるいは、ＬＥＤ要素固定部材を隣接する部品間の溝の中でパターニングし、この固定部材の周りの接合材料層１０１２を除去してもよい。そのような実施形態の場合、接合材料層１０１２は接着剤でもそれ以外（ＳｉＯｘ）でもよい。さらに図１０Ｈに説明するように、１つ以上の接合材料層１０１２の少なくとも一部は凹んでいる。そのような一実施形態によれば、材料層１０１２は機能的に接着層でありかつ剥離層である。接合材料層１０１２の誘電スペーサー２３５の下を、ＰＳＡ材料１０２７を保護している誘電スペーサー２３５とキャッピング材料１０３５でマスクして、ブランケットエッチング処理で凹ませてもよい。次いで、隣接するＬＥＤ要素２３０間の凹んだ溝の中に固定材料を積層し、少なくとも凹んだ剥離層および誘電スペーサーで補強された溝の一部を埋める。溝を固定材料で埋め、ＬＥＤ要素２３０の上面を例えば回転塗布処理で平坦にしてもよい。次に、さらに図１０Ｉに説明するように、平坦な固定材料をパターニングして複数の別々の固定部材２４５を形成してもよい。有利な一実施形態によれば、固定材料は溝にスピンコートした感光性の高分子材料（例えば、フォトレジスト）である。次にこのフォトレジストをリソグラフィー技術でパターニング（すなわち露光・現像）することにより複数の別個のＬＥＤ要素固定部材２４５に形成し、溝を埋め、隣接するＬＥＤ要素２３０の間の分離を維持する。操作９５０で、固定部材は所定位置のままＬＥＤ要素を担体から取り外す。例えば、さらに図１０Ｊに説明するように、接合材料１０１２の側部を例えば任意の等方性の乾式または湿式化学エッチング剤でエッチングし、複数の結晶性ＬＥＤ要素２３０の下部を切り取り、固定部材２４５を囲む空所２４９を形成する。
【0067】
これにより、担体２２０に接地している固定部材２４５は空所２４９で囲まれる。空所２４９は各ＬＥＤ要素２３０の横方向領域すなわち設置面積全体に広がっている。固定材料に感光性高分子材料を用いている例示的実施形態では、各固定部材２４５は高分子材料の柱であり、少なくとも２つの隣接するＬＥＤ要素２３０を覆っている側壁誘電体（スペーサー２３５）と接触している（例えば、一番近い４つのＬＥＤ要素２３０はそれらの隅に配置された各固定部材２４５で接続され、あるいは固定部材２４５が隅ではなく稜に配置されている場合は一番近い２つのＬＥＤ要素が接続されている）。次に、キャッピング材料１０３５を除去してＰＳＡ材料１０２７を露出させる。これで、図１０Ｋと図１０Ｌに説明した供給基板１０５０は対象基板への移送／接合の準備が整う。これはＰＳＡ材料１０２７がない供給基板２０１Ａで上述したのと実質的に同じである。したがって別の実施形態によれば、組立ヘッドを頼りにして、方法９０１を修正してＰＳＡ材料１０２７を使用せずに微小ダイをピックアップする別の手段（例えば、ＰＳＡ材料）が得られる。
【0068】
図１１は、別の実施形態による組み立てに適した結晶性ＬＥＤ要素を備えるμＰｎＢ供給基板を組み立てて表示装置を作製する方法１１０１を説明する流れ図であって、この供給基板に犠牲層を組み込んで、微小ダイを対象基板に接合後の組立ヘッドからの分離を容易にしている。
【0069】
一般に、供給基板にＰＳＡ材料を組み込むのに加えてあるいは供給基板にＰＳＡ材料を組み込む代わりに、供給基板に犠牲層を組み込むことができる。図１２Ａ〜１２Ｃは、方法１１０１の説明的操作を一例示的実施形態に従って実施するときの例示的結晶性ＬＥＤ要素の断面図である。
【0070】
方法１１０１は、操作１１０５において担体基板の上に一体的に組み込まれた複数のＬＥＤ要素を受け取ることから始まる。例示的実施形態では、エピタキシャル基板の上にＬＥＤ要素が作製されており、この部品を実質的に操作９０５〜９２０（図９）の文脈で記述したように担体基板に移送する。方法１１０１は、実質的に方法９０１の文脈で記述したように、操作１１３０の誘電性キャッピング層を積層することから再開し、操作１１３５でＬＥＤ膜／電極層をエッチングして複数のＬＥＤ要素を形成し、操作１１４０でＬＥＤ要素側壁の上に誘電スペーサーを形成する。さらに図１２Ａに説明する例示的実施形態では、固定材料１０４５は誘電性キャッピング材料１０３５と平坦面を成す。方法１１０１は操作１１４２で再開し、複数のＬＥＤ要素の上に犠牲仲介材料を積層する。例示的実施形態によっては、この犠牲仲介材料は熱分解性である。その分解温度は２５０℃以上が有利である。図１２Ｂに説明した例示的一実施形態によれば、平坦になった複数のＬＥＤ要素の上に、犠牲仲介材料１２３５例えばポリカーボネートをスピンコートし、比較的低温（例えば１５０℃未満）で硬化させる。操作１１４５で、犠牲仲介材料１２３５を固定部材フォトレジストに沿ってリソグラフィーでパターニングする。図１２Ｃに示すように、平坦なフォトレジストを露光・現像して固定部材を形成したら、接合材料１０１２を除去してＬＥＤ要素を担体から剥離して、実質的に上記の空所２４９を形成する。誘電スペーサー２３５と犠牲仲介材料１２３５はＬＥＤ積層膜を保護している（キャッピング材料１０３５は除去してもよい）。これで図１２Ｃに説明した供給基板１２５０はピックアップおよび対象基板への接合の準備が整う。適切に選択した材料（例えばＩｎＡｕ）との熱接合操作（例えば、図１の操作１３０）の後、接合ヘッドをさらに高温まで加熱して犠牲仲介材料１２３５を分解してヘッド組立体を供給ダイから取り外すことができる。その後、全てのＬＥＤ要素を対象基板に組み付けて、キャッピング誘電体１０３５を除去して、ＬＥＤ積層膜と上部電極の両方あるいは片方を露出させる。
【0071】
本明細書の実施形態に従って組み立てたＬＥＤ表示装置は、様々な物理的形式すなわち形状因子で具体化された電子装置に組み込むことができる。図１３は実施形態による結晶性ＬＥＤ表示装置を組み込んだ手持ちの携帯演算装置１３００の正面図および背面図を説明している。実施形態によっては、例えば装置１３００は、無線通信機能を有する携帯演算装置として実装されてもよい。携帯演算装置は、処理装置および１つ以上の電池などの携帯電源を有する任意の装置を指してよい。携帯演算装置の実施例には、超小型ノート型コンピューター、タブレット端末、タッチパッド端末、携帯コンピューター、手持ちコンピューター、手のひらサイズのコンピューター、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、組み合わせ携帯電話／ＰＤＡ、テレビ、高性能装置（例えば、スマートフォン、タブレット端末、またはスマートテレビ）、携帯インターネット装置（ＭＩＤ）、伝言装置、データ通信装置などがある。携帯演算装置の実施例には、人が身につけるように構成されたコンピューターおよび／または媒体保存／送信装置があり、例えば、手首装着コンピューター、指装着コンピューター、指輪型コンピューター、眼鏡コンピューター、ベルト金具コンピューター、腕ベルトコンピューター、靴型コンピューター、衣類コンピューター、その他の身体装着型コンピューターなどがある。種々の実施形態によれば、例えば携帯演算装置は、コンピューターアプリケーションならびに通話および／またはデータ通信を実行することができるスマートフォンとして実装されてもよい。一部の実施形態は、例示的にスマートフォンとして実装した携帯演算装置で説明することができるが、別の無線式携帯演算装置を用いて他の実施形態を実装してもよいことが分かる。これらの実施形態はこの内容に限定されない。
【0072】
図１３に示すように、手持ち携帯装置１３００は前面１３０１と背面１３０２を有する筐体を備えてもよい。装置１３００は、例えば上記の例示的実施形態による結晶性ＬＥＤ表示装置組立体１３０４を備える。装置１３００はさらに入出力（Ｉ／Ｏ）装置１３０６および組み込みアンテナ１３０８を備える。また装置１３００は道案内機能１３１２を備えてもよい。Ｉ／Ｏ装置１３０６は、携帯演算装置への情報入力に適した任意のＩ／Ｏ装置を備えてもよい。Ｉ／Ｏ装置１３０６の実施例は、英数字キーボード、テンキー、タッチパッド端末、入力キー、ボタン、スイッチ、小型マイク、スピーカー、音声認識装置、およびスフトウェアなどを備えてもよい。情報は、小型マイク（図示せず）で装置１３００に入力してもよく、あるいは音声認識装置でデジタル化してもよい。実施形態はこの文脈に限定されない。少なくとも背面１３０２に組み込まれているのはカメラ１３０５（これに、例えばレンズ、絞り、および画像センサーが含まれる）および撮影用照明１３１０であり、両方とも画像データを生成するカメラモジュールの構成要素でよく、この画像データを装置１３００でストリーミング動画に加工して、結晶性ＬＥＤ表示装置組立体１３０４に表示したり装置１３００から遠隔地に送信したりする。
【0073】
本明細書に記載の特徴を種々の実装例を参照して説明してきたが、この記述は限定を意図しない。すなわち、本明細書に記載の実装例の様々な変更例ならびに他の実装例は本開示に関連する当業者には明らかであり、本開示の主旨および範囲内にある。
【0074】
当然のことだが、本発明の範囲は記載の実施形態に限定されず、変更および修正を伴う実施が可能であり、それでも添付の特許請求の範囲から逸脱することはない。例えば上記の実施形態は、さらに後述する特徴の特定の組み合わせを備えてもよい。
【0075】
１つ以上の第１の実施形態によれば、微小持ち上げ・接合（μＰｎＢ）組立ヘッドは基板および複数の台座を備える。各台座は、基板に機械的に接続された基部と、基板と反対側の先端に感圧接着（ＰＳＡ）材料を備える。
【0076】
さらに第１の実施形態によれば、組立ヘッドは基板の上に配列された複数の屈曲部材をさらに備え、各台座は屈曲部材の１つ以上を介して基板に接続されている。
【0077】
さらに第１の実施形態によれば、基部はＰＳＡ材料と屈曲部材の間に配置された誘電材料を備える。
【0078】
さらに第１の実施形態によれば、台座基部の最大横方向寸法は１０μｍ未満であり、屈曲部材からの台座の高さは１０μｍ未満である。
【0079】
さらに第１の実施形態によれば、ＰＳＡ材料は傾斜した側壁を有し、ＰＳＡ材料の先端付近の横方向寸法は基板付近の横方向寸法より小さく、かつ／あるいはこの基部はＰＳＡ材料と基板の間に配置された誘電材料を備え、誘電材料は根元が一部切り取られており、基板近くの誘電体基層の面積は接着材料の露出面の面積より小さい。
【0080】
さらに第１の実施形態によれば、ＰＳＡ材料はシリコン系ＰＳＡ材料であり、台座基部は重合体誘電材料を含む。
【0081】
さらに第１の実施形態によれば、ＰＳＡ材料は少なくとも１６０℃まで安定である。
【0082】
さらに上記の実施形態によれば、ＰＳＡ材料は少なくとも２５０℃まで安定であり、シロキサン重合体を含む。
【0083】
さらに第１の実施形態によれば、各屈曲部材は基板の表面に垂直方向に少なくとも０．１μｍだけ弾性変形することができる。
【0084】
さらに上記の実施形態によれば、各屈曲部材は１００〜６００Ｎ／ｍのばね定数を有し、ＰＳＡ材料は１０Ｎ／ｃｍ以下の剥離強度を有する。
【0085】
さらに上記の実施形態によれば、各屈曲部材は基板の表面の凹みの上に広がり、台座は基板表面に接触した複数の固定点の間の屈曲部材の領域に接続されている。
【0086】
さらに上記の実施形態によれば、屈曲部材は、基板に誘電性薄膜材料で固定された少なくとも１つの金属薄膜または半導体薄膜を備える。
【0087】
さらに第１の実施形態によれば、基板はガラスまたは結晶性シリコンを含み、８×２５ｍｍあたり１μｍ未満の部分平坦度を有し、屈曲部材は、基板から化学量論的ＳｉＯ２層で分離された基板の結晶性シリコン層または金属薄膜を備える。
【0088】
さらに第１の実施形態によれば、台座は直径が５μｍ未満の円形の上面を有する。
【0089】
１つ以上の第２の実施形態によれば、結晶性ＬＥＤ表示装置は、複数の金属製相互接点を備える表示装置接続部、および複数のＬＥＤ要素を備える。複数のＬＥＤ要素の各々は金属製相互接点の少なくとも１つに接続された第１の金属電極を備え、複数のＬＥＤ要素の少なくとも１つは、ＬＥＤ要素の第１の金属電極と反対側の表面全体に感圧接着剤（ＰＳＡ）をさらに備える。
【0090】
さらに第１の実施形態によれば、ＰＳＡはシロキサン重合体を含み、金属製相互接点は第１の電極に半田または導電性接着剤で接続されている。
【0091】
１つ以上の第３の実施形態によれば、微小持ち上げ・接合（μＰｎＢ）組立ヘッドを作製する方法は、感圧接着（ＰＳＡ）材料層を基板の上に積層することと、このＰＳＡ材料層をパターニングして基板の上に配列された複数の台座を形成することとを含む。
【0092】
さらに第３の実施形態によれば、本方法は基板に配置された低応力材料層の上に誘電体基層を積層することを含む。本方法はこの誘電体基層の上に感圧接着（ＰＳＡ）材料層を積層することを含む。本方法はＰＳＡ材料層と誘電体基層をパターニングして複数の台座を形成することを含む。本方法は低応力材料層をパターニングして、それぞれが少なくとも１つの台座を構造的に支持する複数の屈曲部材を形成することを含む。本方法は基板に台座の下側にある屈曲部材を切り取る凹みを形成することを含む。
【0093】
さらに第３の実施形態によれば、誘電体基層を積層することは、高温安定性高分子材料を含む混合物を低応力材料の上にスピンコートすることと、混合物を硬化あるいは乾燥させて誘電体基層を形成することをさらに含む。ＰＳＡ材料層を積層することは、シロキサン重合体を含む混合液をスピンコートすることと混合液を硬化あるいは乾燥させてＰＳＡ材料層を形成することをさらに含む。ＰＳＡ材料層と誘電体基層をパターニングして複数の台座を形成することは、フォトレジストをＰＳＡ材料層の上に積層しパターニングすることと、ＰＳＡ材料層と誘電体基層のうちのパターン形成されたフォトレジストで保護されていない複数の部分をエッチングまたは溶解することをさらに含む。
【0094】
さらに第３の実施形態によれば、本方法は、無機誘電材料を誘電体基層と感圧接着（ＰＳＡ）材料の間に積層することと、無機誘電材料をＰＳＡ材料および誘電体基層と共にパターニングして台座を形成することをさらに含む。本方法は、誘電体基層の下部を切り取ることによって、誘電体基層と屈曲部材の間の接続部分の面積をＰＳＡ材料の露出面積より小さくすることをさらに含む。
【0095】
１つ以上の第４の実施形態によれば、微小持ち上げ・接合（μＰｎＢ）組立法は、複数のμＰｎＢヘッド台座を供給基板に固定された複数のダイ体と整合させることを含む。本方法は、複数のダイのそれぞれをμＰｎＢヘッド台座の少なくとも１つの表面で押して、ダイを台座に感圧接着（ＰＳＡ）材料で接着することを含む。本方法は、ダイが台座にＰＳＡ材料で接着されている間に、μＰｎＢヘッド台座を供給基板に対して相対的に変位させることによってダイと供給基板の間の固定部材を破壊することを含む。本方法は、μＰｎＢ台座に貼り付けられた複数のダイを接合対象基板のランドと整合させることを含む。本方法は、複数のダイを接合対象基板のランドに貼り付けることを含む。本方法は、ダイがランドに貼り付けられている間に、ダイと台座の間のＰＳＡ接合を破壊することを含む。
【0096】
さらに上記の実施形態によれば、ダイと台座の間のＰＳＡ接合を破壊することは、μＰｎＢヘッド台座を対象基板に対して相対的に変位させること、およびＰＳＡ材料と接している熱分解性材料を熱分解させることのうち少なくとも１つをさらに含む。
【0097】
さらに上記の実施形態によれば、ダイと台座の間のＰＳＡ接合を破壊することは、μＰｎＢヘッド台座を縦横両方向に同時に変位させてＰＳＡ材料を台座またはダイの接続材料から剥離することをさらに含む。
【0098】
さらに第４の実施形態によれば、複数のダイを接合対象基板のランドに貼り付けることは、ダイを半田付けすることをさらに含む。
【0099】
さらに１つ以上の第５の実施形態によれば、微小持ち上げ・接合（μＰｎＢ）供給基板は、担体および担体の上に配置された複数のデバイス要素を備える。各デバイス要素は、デバイス材料積層体と、デバイス材料積層体と担体の間の電極と、電極から少なくともデバイス材料積層体で分離された感圧接着（ＰＳＡ）材料または熱分解性材料の少なくとも一方とをさらに備える。
【0100】
さらに第５の実施形態によれば、複数のデバイス要素は複数のＬＥＤ要素を備える。各ＬＥＤ要素はさらに、担体に面し担体からある空所で隔てられている第１の金属ＬＥＤ電極と第２の金属ＬＥＤ電極との間に配置された第１および第２のドープ半導体領域を少なくとも備える半導体ＬＥＤ積層膜を備える。各ＬＥＤ要素はさらに、ＬＥＤ積層膜と、第１の金属ＬＥＤ電極と、第２の金属ＬＥＤ電極の側壁の上に配置された側壁誘電体被覆を備える。供給基板は、各ＬＥＤ要素を隣接するＬＥＤ要素から分離している溝の中に配置された複数の固定部材をさらに備える。
【0101】
さらに第５の実施形態によれば、複数のデバイス要素は複数のＬＥＤ要素を含む。各ＬＥＤ要素は、少なくとも第１および第２のドープ半導体領域を備えるエピタキシャル半導体ＬＥＤ積層膜と、第１のドープ半導体領域と接触している第１の金属ＬＥＤ電極と、第１の金属ＬＥＤ電極および第１のドープ半導体領域の側壁の周りの誘電性側壁スペーサーとを備え、第２の金属ＬＥＤ電極は、誘電スペーサーに隣接し第２のドープ半導体領域と電気的に接触している金属スペーサーをさらに備える。供給基板は、各ＬＥＤ要素を隣接するＬＥＤ要素から分離している溝の中に配置された複数の固定部材をさらに備える。
【0102】
１つ以上の第６の実施形態によれば、微小持ち上げ・接合（μＰｎＢ）供給基板を作製する方法は、複数の微小電子デバイスまたは光デバイスを基板に一体的に作製することを含む。本方法は、一体の微小電子デバイスまたは光デバイスの上に感圧接着剤（ＰＳＡ）を塗布することを含む。本方法は、微小電子デバイスまたは光デバイスの間にＰＳＡを貫通する溝をパターン形成して、個々のダイを規定することを含む。本方法は、各ダイに接続された１つ以上の固定部材を囲んでいる１つ以上の材料をエッチングすることによって、個々のダイを基板から剥離することを含む。
【0103】
さらに第６の実施形態によれば、複数の微小電子デバイスまたは光デバイスを基板に一体的に作製することは、第１の基板の上にデバイス材料積層体を形成することと、デバイス材料積層体の第１の基板から担体基板への基板規模の移送を実施することと、デバイス材料積層体が担体基板に貼り付いている間に、デバイス材料積層体の上にＰＳＡを塗布こととをさらに含む。
【0104】
さらに上記の実施形態によれば、基板規模の移送を実行することは、担体とデバイス材料積層体の表面との少なくとも１つに第２のＰＳＡ材料を塗布することと、第２のＰＳＡ材料を担体とデバイス材料積層体の間で押圧することと、第１の基板を外してデバイス材料積層体を露出させることをさらに含む。各ダイに接続されている１つ以上の固定部材を取り囲んでいる１つ以上の材料をエッチングすることによって個々のダイを基板から開放することは、担体とデバイス材料積層体の間の第２のＰＳＡ材料を溶解することをさらに含む。
【0105】
さらに上記の実施形態によれば、担体は１つ以上の静電固定構造を備える静電担体を備える。ＰＳＡ材料を担体とデバイス材料積層体の間で押圧することは、静電担体に電圧を印加してＰＳＡ材料を横切る電界を発生させることを含む。
【0106】
さらに第６の実施形態によれば、複数の微小電子デバイスまたは光デバイスを基板に一体的に作製することは、エピタキシャル基板を覆う半導体ＬＥＤ積層膜の上に第１の金属電極膜を積層することをさらに含む。複数の微小電子デバイスまたは光デバイスを基板に一体的に作製することは、ＬＥＤ膜と電極層を、第１の金属電極膜と向き合った状態の担体に移送することをさらに含む。複数の微小電子デバイスまたは光デバイスを基板に一体的に作製することは、ＬＥＤ積層膜の上に第２の金属電極膜を積層することをさらに含む。複数の微小電子デバイスまたは光デバイスを基板に一体的に作製することは、ＬＥＤ積層膜と第１の金属電極膜と第２の金属電極膜の中に溝をエッチング形成することによって、この溝エッチングによって規定された側壁を有する複数のＬＥＤ要素を形成することをさらに含む。複数の微小電子デバイスまたは光デバイスを基板に一体的に作製することは、ＬＥＤ要素側壁の上に誘電スペーサーを形成することをさらに含む。複数の微小電子デバイスまたは光デバイスを基板に一体的に作製することは、ＬＥＤ要素側壁の一部と交差するＬＥＤ要素固定部材を溝の中に形成することをさらに含む。複数の微小電子デバイスまたは光デバイスを基板に一体的に作製することは、ＬＥＤ要素と担体の間の剥離層を横方向にエッチングすることによって、固定部材を除いてＬＥＤ要素を担体から取り外すことをさらに含む。
【0107】
１つ以上の７番目の実施形態によれば、微小持ち上げ・接合（μＰｎＢ）対象基板は、対象基板の上に配列され半田または接着剤をさらに備える複数のダイランド、およびこれらのダイランドの少なくとも１つに隣接し、ｚ方向高さが、ダイランドのｚ方向高さにランドに貼り付けられるダイのｚ方向高さを加えた高さよりも大きい少なくとも１つの機械的絶縁体をさらに備える。
【0108】
さらに７番目の実施形態によれば、絶縁体はフォトレジストを含む。
【0109】
さらに７番目の実施形態によれば、各ダイランドは光透過性接着剤または導電性接着剤を備える。
【0110】
しかし、これらの実施形態は上記の実施例に限定されず、種々の実装によって、上記実施形態はこのような特徴の一部だけを取り入れても、異なる順序で取り入れても、異なる組合せで取り入れてもよく、かつ／あるいはここに明示した以外の他の特徴を取り入れてもよい。したがって本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲ならびに本特許請求の範囲が当てはまる均等物の全範囲を参照して決定すべきである。