特表 2023-516852 制御回路と異なるウェハサイズを有する発光回路との統合

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-21

(54)【発明の名称】制御回路と異なるウェハサイズを有する発光回路との統合

(51)【国際特許分類】

   G09F 9/33 20060101AFI20230414BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20230414BHJP

   H01L 33/00 20100101ALI20230414BHJP

   H01L 33/62 20100101ALI20230414BHJP

   H01L 33/48 20100101ALI20230414BHJP

   G02B 27/02 20060101ALN20230414BHJP

【ＦＩ】

G09F9/33

G09F9/00 338

G09F9/00 361

H01L33/00 L

H01L33/62

H01L33/48

G02B27/02 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022541825

(86)(22)【出願日】2021-03-10

(85)【翻訳文提出日】2022-08-24

(86)【国際出願番号】 US2021021633

(87)【国際公開番号】W WO2021183603

(87)【国際公開日】2021-09-16

(31)【優先権主張番号】62/987,744

(32)【優先日】2020-03-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/021,441

(32)【優先日】2020-05-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/043,898

(32)【優先日】2020-06-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/193,855

(32)【優先日】2021-03-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】515046968

【氏名又は名称】メタ プラットフォームズ テクノロジーズ， リミテッド ライアビリティ カンパニー

【氏名又は名称原語表記】ＭＥＴＡ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ， ＬＬＣ

(74)【代理人】

【識別番号】110002974

【氏名又は名称】弁理士法人Ｗｏｒｌｄ ＩＰ

(72)【発明者】

【氏名】ペンゼ， ラジェンドラ ディー．

【テーマコード（参考）】

2H199

5C094

5F142

5G435

【Ｆターム（参考）】

2H199CA12

2H199CA23

2H199CA25

2H199CA30

2H199CA34

2H199CA50

2H199CA54

2H199CA67

2H199CA68

2H199CA92

2H199CA93

2H199CA94

2H199CA96

5C094AA43

5C094AA44

5C094AA46

5C094BA12

5C094BA23

5C094BA27

5C094BA43

5C094CA19

5C094CA24

5C094EB05

5C094FA01

5C094FA02

5C094FA03

5C094FB01

5C094FB02

5C094FB14

5C094FB16

5C094HA10

5F142BA32

5F142CB14

5F142CD02

5F142CG03

5F142CG07

5F142DB24

5F142FA42

5F142FA48

5F142GA01

5G435AA17

5G435BB04

5G435BB05

5G435BB12

5G435BB19

5G435CC09

5G435CC11

5G435HH13

5G435HH16

5G435KK05

5G435LL00

(57)【要約】

いくつかの例では、物品は、少なくとも１つの集積回路を含む半導体と、半導体の第１の表面に接合された無機半導体層を備えている。無機半導体層はμＬＥＤアレイを備え、半導体の第１の表面は無機半導体層の第１の縁部を越えて延びている。無機半導体層の第１の縁部は半導体の第１の表面と実質的に垂直に配向されている。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの集積回路を含む半導体と、
前記半導体の第１の表面に接合され、μＬＥＤアレイを含む無機半導体層であって、前記半導体の前記第１の表面は前記無機半導体層の第１の縁部を越えて延び、前記無機半導体層の前記第１の縁部は前記半導体の前記第１の表面と実質的に垂直に配向されている、無機半導体層とを備えた、物品。

【請求項2】

前記半導体の前記第１の表面上に配置され、前記無機半導体層の前記第１の縁部に接触している充填材料をさらに備えた、請求項１に記載の物品。

【請求項3】

充填材料は酸化物または誘電ポリマーを備えている、請求項１または請求項２に記載の物品。

【請求項4】

充填材料の表面は、前記半導体の前記第１の表面の反対側の前記無機半導体層の主表面と実質的に同一平面である、請求項１から３のいずれか一項に記載の物品。

【請求項5】

前記無機半導体層の前記第１の縁部は、前記無機半導体層の主表面および充填材料の表面と実質的に垂直に配向されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の物品。

【請求項6】

充填材料の表面は、前記無機半導体層の前記第１の縁部を越えて延びている、請求項１から５のいずれか一項に記載の物品。

【請求項7】

前記半導体は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）またはｂｉ－ＣＭＯＳを含み、かつ／または好ましくは、前記少なくとも１つの集積回路は、デジタル回路またはアナログ回路のうちの少なくとも１つを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の物品。

【請求項8】

前記μＬＥＤアレイは、赤色光、緑色光、または青色光のうちの少なくとも１つを発するように構成され、かつ／または好ましくは、前記少なくとも１つの集積回路は、前記μＬＥＤアレイの少なくとも１つの素子を駆動するように構成されている、請求項１から７のいずれか一項に記載の物品。

【請求項9】

複数の単体化されたダイにウェハを単体化することであって、前記ウェハは基板上に無機半導体層を含み、各単体化されたダイは、前記基板の一部分および前記無機半導体層の対応する部分を含む、ウェハを単体化することと、
複数の集積回路を含む半導体ウェハに前記複数の単体化されたダイを接合することと、
前記半導体ウェハに前記複数の単体化されたダイを接合した後に、前記複数の単体化されたダイの各々から実質的に基板部分の全体を除去することと、
前記無機半導体層の前記部分のうちの少なくとも１つにμＬＥＤアレイを形成することとを含む方法。

【請求項10】

前記μＬＥＤアレイを形成することは、前記無機半導体層の各対応する部分に前記μＬＥＤアレイを形成することを含み、かつ／または好ましくは、前記複数の集積回路を含む前記半導体ウェハに前記複数の単体化されたダイを接合することは、前記複数の集積回路の対応する集積回路に、単体化された集積回路を接合することを含む、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記無機半導体層は、窒化ガリウム、ヒ化ガリウム、窒化インジウムガリウム、またはヒ化インジウムガリウムのうちの少なくとも１つを含むエピタキシャル層を含む、請求項９または請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

複数の集積回路を含む前記半導体ウェハは、複数のデバイスドライバ集積回路を含む相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）ウェハ、または複数のデバイスドライバ集積回路を含むｂｉ－ＣＭＯＳウェハを含む、請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項13】

前記基板上に前記無機半導体層を含む前記ウェハは、前記複数の集積回路を含む前記半導体ウェハとは異なるサイズであり、かつ／または好ましくは、前記方法は、接合された前記複数の単体化されたダイの間の空間を充填材料で充填することをさらに含み、
前記複数の単体化されたダイの各々から実質的に基板部分の全体を除去することは、前記接合された複数の単体化されたダイおよび前記充填材料を薄肉化および平坦化することを含み、前記充填材料は酸化物を含む、請求項９から１２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

前記複数の集積回路を含む前記半導体ウェハに前記複数の単体化されたダイを接合することは、
キャリア基板に前記単体化されたダイの前記基板の前記部分を接合することと、
前記複数の単体化されたダイの間の空間を充填材料で充填することと、
前記無機半導体材料および前記充填材料の部分を含む実質的に平坦な表面を画定するために前記複数の単体化されたダイおよび前記充填材料を平坦化することと、
ウェハ対ウェハ接合を介して、前記複数の集積回路を含む前記半導体ウェハに、前記複数の単体化されたダイの各々の前記無機半導体層の前記部分を接合することとを含み、
好ましくは、前記複数の単体化されたダイの各々から実質的に前記基板部分の全体を除去することは、
前記半導体ウェハに前記複数の単体化されたダイの各々の前記無機半導体層の前記部分を接合した後に、前記複数の単体化されたダイの各々の前記無機半導体層の前記部分を露出させるようにキャリア基板、前記複数の単体化されたダイおよび前記充填材料を薄肉化および平坦化することをさらに含む、請求項９から１３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項15】

人工現実システムであって、
少なくとも１つの集積回路を含む半導体と、
前記半導体の第１の表面に接合され、μＬＥＤアレイを含む無機半導体層であって、前記半導体の前記第１の表面は前記無機半導体層の第１の縁部を越えて延び、前記無機半導体層の前記第１の縁部は前記半導体の前記第１の表面と実質的に垂直に配向されている、無機半導体層とを備えた、
ヘッドマウントディスプレイを備えた、
人工現実システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は一般に、半導体デバイスおよび半導体処理に関する。

【背景技術】

【0002】

光学ディスプレイなどの光学デバイスは、ユーザにコンテンツを提示する。たとえば、光学ディスプレイは発光し、典型的には空間的および一時的に光を変調して、画像および／またはビデオを形成する。いくつかの応用例では、ディスプレイは、１つまたは複数の光源から均一な光を空間的に発し、液晶（ＬＣ）パネルなどの空間的フィルタを使用して光を変調する。他の応用例では、光学ディスプレイの光源は、２Ｄアレイに配置し、光度の範囲を発することにより光を空間的に変調してもよい。いくつかの光源は、異なる光学特徴を達成するために、ドライブ回路および発光デバイス用の異なる基板材料を組み込んでもよい。

【0003】

発光ダイオード（ＬＥＤ）は、電気エネルギーを光エネルギーへと変換し、低減されたサイズ、改善された耐久性、および高められた効率など、その他の光源に勝る多くの利点を提供する。ＬＥＤは、テレビ、コンピュータモニタ、ラップトップコンピュータ、タブレット、スマートフォン、プロジェクションシステム、ウェアラブル電子機器など、多くのディスプレイシステムにおける光源として使用されることが可能である。ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＧａＩｎＰ、その他の四級リン化物組成物等の合金などのＩＩＩ族窒化物半導体に基づくマイクロＬＥＤ（「μＬＥＤ」）は、それらの小さなサイズ（たとえば、１００μｍ未満、５０μｍ未満、１０μｍ未満、または５μｍ未満の直線寸法を伴う）、高いパッキング密度（したがって、より高い解像度）、および高い輝度に起因して、さまざまなディスプレイ用途向けに開発され始めている。たとえば、別々の色（たとえば、赤、緑、および青）の光を放出するマイクロＬＥＤを使用して、テレビまたはニアアイディスプレイシステムなどのディスプレイシステムのサブピクセルを形成することが可能である。

【発明の概要】

【0004】

一般に、本開示は、マイクロ発光ダイオード（μＬＥＤ）をデジタルおよび／またはアナログ回路と統合されたμＬＥＤを含むデジタルおよび／またはアナログ回路およびデバイスと統合するための半導体ウェハ製造方法、システムおよび物品を記載している。技術は、μＬＥＤが形成されたまたは形成される層で、ＣＭＯＳデバイスドライバ集積回路（ＤＤＩＣ）ウェハなどの半導体ウェハを再構成することを含む。いくつかの例では、ウェハ再構成は、基板上に無機半導体層を形成した後に起こる。基板および無機半導体層は、基板の部分および無機半導体層の対応する部分をそれぞれ含む、複数のダイに単体化することができる。無機半導体層はその後、半導体ウェハ内で各対応する半導体ダイに接合され、処理され、μＬＥＤアレイは各無機半導体層に形成されている。結果は、複数の積み重ねられた集積回路であり、それぞれ半導体チップ上にμＬＥＤアレイを含む。これは、積み重ねられたμＬＥＤアレイ内での放出デバイスとのデバイスドライバ回路の統合を可能にしてもよい。

【0005】

いくつかの例では、ウェハ再構成は、半導体ウェハ上への半導体ウェハおよび埋め込みピクセルアレイ層を含む積み重ねられたウェハの形成後に起こってもよい。埋め込みピクセルアレイ層は、それぞれ対応する半導体ダイ上に複数のμＬＥＤアレイを含むことができる。本明細書に記載された技術は、積み重ねられたダイに積み重ねられたウェハを単体化することと、キャリアウェハに個別の積み重ねられたダイを一時的に取り付けることと、（スルーシリコンビア、スルーパッケージビアなどを含んでもよい）半導体ダイ上のスルー基板ビア（ＴＳＶ）処理を完了することとを含んでもよい。

【0006】

したがって、本明細書に記載した技術は、制御回路およびμＬＥＤ用の放出デバイスを組み合わせるためのウェハ再構成を行う。このように、開示された技術は、μＬＥＤディスプレイパッケージの製造の効率の増加、および費用および時間の減少を可能にしてもよい。

【0007】

一例では、この開示は、少なくとも１つの集積回路を含む半導体と、半導体の第１の表面に接合され、μＬＥＤアレイを含む無機半導体層であって、半導体の第１の表面は無機半導体層の第１の縁部を越えて延び、無機半導体層の第１の縁部は半導体の第１の表面と実質的に垂直に配向されている無機半導体層とを含む物品を記載している。

【0008】

いくつかの実施形態では、物品はさらに、半導体の第１の表面上に配置され、無機半導体層の第１の縁部に接触する充填材料を含んでもよい。

【0009】

いくつかの実施形態では、充填材料は酸化物または誘電ポリマーを含んでもよい。

【0010】

いくつかの実施形態では、充填材料の表面は、半導体の第１の表面の反対側の無機半導体層の主要表面と実質的に同一平面であってもよい。

【0011】

いくつかの実施形態では、無機半導体層の第１の縁部は、無機半導体層の主要表面および充填材料の表面と実質的に垂直に配向されていてもよい。

【0012】

いくつかの実施形態では、充填材料の表面は、無機半導体層の第１の縁部を越えて延びてもよい。

【0013】

いくつかの実施形態では、半導体は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）またはｂｉ－ＣＭＯＳを含んでもよい。

【0014】

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの集積回路は、デジタル回路またはアナログ回路のうちの少なくとも１つを備えてもよい。

【0015】

いくつかの実施形態では、μＬＥＤアレイは、赤色光、緑色光、または青色光のうちの少なくとも１つを発するように構成されてもよい。

【0016】

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの集積回路は、μＬＥＤアレイの少なくとも１つの素子を駆動するように構成されてもよい。

【0017】

別の例では、本開示は、複数の単体化されたダイにウェハを単体化することであって、ウェハは基板上に無機半導体層を含み、各単体化されたダイは基板の部分および無機半導体層の対応する部分を含む、単体化することと、複数の集積回路を含む半導体ウェハに複数の単体化されたダイを接合することと、半導体ウェハに複数の単体化されたダイを接合した後に、複数の単体化されたダイの各々から基板部分の全体を実質的に除去することと、無機半導体層の部分のうちの少なくとも１つにμＬＥＤアレイを形成することとを含む方法を記載している。

【0018】

いくつかの実施形態では、μＬＥＤアレイを形成することは、無機半導体層の各対応する部分にμＬＥＤアレイを形成することを含んでもよい。

【0019】

いくつかの実施形態では、複数の集積回路を含む半導体ウェハに複数の単体化されたダイを接合することは、複数の集積回路の対応する集積回路に単体化されたダイを接合することを含んでもよい。

【0020】

いくつかの実施形態では、無機半導体層は、窒化ガリウム、ヒ化ガリウム、窒化インジウムガリウム、またはヒ化インジウムガリウムのうちの少なくとも１つを含むエピタキシャル層を含んでもよい。

【0021】

いくつかの実施形態では、複数の集積回路を含む半導体ウェハは、複数のデバイスドライバ集積回路を含む相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）ウェハ、または複数のデバイスドライバ集積回路を含むｂｉ－ＣＭＯＳウェハを含んでもよい。

【0022】

いくつかの実施形態では、基板上に無機半導体層を含むウェハは、複数の集積回路を含む半導体ウェハとは異なるサイズであってもよい。

【0023】

いくつかの実施形態では、方法はさらに、充填材料で接合された複数の単体化されたダイの間の空間を充填することを含んでもよく、複数の単体化されたダイの各々から基板部分の全体を実質的に除去することは、接合された複数の単体化されたダイおよび充填材料を薄肉化および平坦化することを含み、充填材料は酸化物を含む。

【0024】

いくつかの実施形態では、複数の集積回路を含む半導体ウェハに複数の単体化されたダイを接合することは、キャリア基板に単体化されたダイの基板の部分を接合することと、複数の単体化されたダイの間の空間を充填材料で満たすことと、無機半導体材料および充填材料の部分を含む実質的に平面表面を画定するために複数の単体化されたダイおよび充填材料を平坦化することと、ウェハ対ウェハ接合を介して、複数の集積回路を含む半導体ウェハに複数の単体化されたダイの各々の無機半導体層の部分を接合することとを含んでもよい。

【0025】

いくつかの実施形態では、複数の単体化されたダイの各々から基板の部分全体を実質的に除去することはさらに、半導体ウェハに複数の単体化されたダイの各々の無機半導体層の部分を接合した後に、複数の単体化されたダイの各々の無機半導体層の部分を露出させるようにキャリア基板、複数の単体化されたダイおよび充填材料を薄肉化および平坦化することを含んでもよい。

【0026】

別の例では、本開示は、少なくとも１つの集積回路を含む半導体と、半導体の第１の表面に接合された無機半導体層であって、半導体の第１の表面は無機半導体層の第１の縁部を越えて延びる無機半導体層とを含む人工現実システムを記載している。

【0027】

別の例では、本開示は、少なくとも１つの集積回路を含む半導体と、半導体ダイの第１の表面上のμＬＥＤアレイと、半導体の第１の縁部上に配置された充填材料であって、少なくともμＬＥＤアレイの第１の縁部または半導体は半導体の第１の表面に対して実質的に垂直に配向された充填材料とを含む物品を記載している。

【0028】

別の例では、本開示は、少なくとも１つの集積回路およびμＬＥＤアレイを含む少なくとも１つの半導体をキャリアウェハに取り付けることであって、キャリアウェハが少なくとも１つの半導体の直径とは異なる直径を有する、半導体をキャリアウェハに取り付けることと、半導体内に少なくとも１つのスルー基板ビアを形成することとを含む方法を記載している。

【0029】

別の例では、本開示は、第１のウェハをキャリアウェハに取り付けることであって、第１のウェハは複数の対応する集積回路上に複数のμＬＥＤアレイを含み、キャリアウェハは第１のウェハの直径とは異なる直径を有する、第１のウェハをキャリアウェハに取り付けることと、複数の集積回路のうちの少なくとも１つの基板内に少なくとも１つのスルー基板ビアを形成することとを含む方法を記載している。

【0030】

したがって、開示された例は、μＬＥＤダイをデジタル／アナログ回路と統合するための方法および技術を提供する。１つまたは複数の例の詳細は、添付の図面および以下の説明に記載されている。他の特性、目的および利点が、記載、図面および特許請求の範囲から明らかだろう。

【0031】

この「発明の概要」は、特許請求される主題の鍵となる特徴または必要不可欠な特徴を識別することを意図されているものではなく、特許請求される主題の範囲を特定するために切り離して使用されることを意図されているものでもない。主題は、本開示の明細書全体のうちの適切な部分、いずれかのまたはすべての図面、およびそれぞれの特許請求の範囲を参照することによって理解されるべきである。上述のことは、その他の特徴および例とともに、以降の明細書、特許請求の範囲、および添付の図面において、さらに詳細に後述される。

【0032】

下記の図を参照しながら、例示的な実施形態が詳細に後述される。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本開示に記載された技術による、ニアアイディスプレイを含む人工現実システム環境の例の単純化されたブロック図である。

【図2A】本明細書において開示されている例のうちのいくつかを実施するためのヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）デバイスの形態のニアアイディスプレイの例の斜視図である。

【図2B】本明細書において開示されている例のうちのいくつかを実施するためのメガネの形態のニアアイディスプレイの例の斜視図である。

【図3】本開示に記載された技術による、導波管ディスプレイを含む光学シースルー拡張現実システムの例を示す図である。

【図4A】本開示に記載された技術による、導波管ディスプレイを含むニアアイディスプレイデバイスの例を示す図である。

【図4B】本開示に記載された技術による、導波管ディスプレイを含むニアアイディスプレイデバイスの例を示す図である。

【図5】本開示に記載された技術による、拡張現実システム内の画像ソースアセンブリの例を示す図である。

【図6】本開示に記載された技術による、ウェハを再構成するための例示的方法のフローチャートである。

【図7】本開示に記載された技術による、図６の方法ステップを示すウェハおよび無機半導体層の略図である。

【図8】本開示に記載された技術による、ウェハを再構成するための別の例示的方法のフローチャートである。

【図9】本開示に記載された技術による、図８の方法ステップを示すウェハおよび無機半導体層の略図である。

【図10】本開示に記載された技術による、ウェハを再構成するための別の例示的方法のフローチャートである。

【図11】本開示に記載された技術による、図１０の方法ステップを示すウェハおよび無機半導体層の略図である。

【図12】本開示に記載された技術による図６～図１１の例示的方法のいずれかによる、ウェハ再構成後の、集積回路上のμＬＥＤアレイを含む積み重ねられたダイの略図である。

【図13】本開示に記載された技術による、ウェハを再構成するための別の例示的方法のフローチャートである。

【図14】本開示に記載された技術による、図１３の方法ステップ中に処理されるような埋め込みピクセルアレイ層を有する例示的ウェハを示すプロセス図である。

【図15】本開示に記載された技術による、ウェハを再構成するための別の例示的方法のフローチャートである。

【図16】本開示に記載された技術による、図１５の方法ステップ中に処理されるような埋め込みピクセルアレイ層を有する例示的ウェハを示すプロセス図である。

【図17】本開示に記載された技術による図１３～図１６の例示的方法のいずれかによる、ウェハ再構成後のスルー基板ビアを含む集積回路上にμＬＥＤアレイを含む積み重ねられたダイの略図である。

【図18】本開示に記載された技術による、ウェハを再構成するための別の例示的方法のフローチャートである。

【図19】本開示に記載された技術による、図１８の方法ステップ中に処理されるような埋め込みピクセルアレイ層を有する例示的ウェハを示すプロセス図である。

【図20】本開示に記載された技術による、ウェハを再構成するための別の例示的方法のフローチャートである。

【図21】本開示に記載された技術による、図２０の方法ステップ中に処理されるような埋め込みピクセルアレイ層を有する例示的ウェハを示すプロセス図である。

【図22】本開示に記載された技術による、ウェハを再構成するための別の例示的方法のフローチャートである。

【図23】本開示に記載された技術による、図２２の方法ステップ中に処理されるような埋め込みピクセルアレイ層を有する例示的ウェハを示すプロセス図である。

【図24】本開示に記載された技術による図１８～図２３の例示的方法のいずれかによるウェハ再構成後のスルー基板ビアを含む複数の対応する集積回路上に複数のμＬＥＤアレイを含む積み重ねられたダイの略図である。

【図25A】特定の実施形態による垂直メサ構造を有する発光ダイオード（ＬＥＤ）の例を示す図である。

【図25B】特定の実施形態による放物線メサ構造を有するＬＥＤの例の断面図である。

【図26A】特定の実施形態によるＬＥＤのアレイのためのダイ対ウェハ接合の方法の例を示す図である。

【図26B】特定の実施形態による、ＬＥＤのアレイのためのウェハ対ウェハ接合の方法の例を示す図である。

【図27A】特定の実施形態による、ＬＥＤのアレイのためのハイブリッド接合の方法の例を示す図である。

【図27B】特定の実施形態による、ＬＥＤのアレイのためのハイブリッド接合の方法の例を示す図である。

【図27C】特定の実施形態による、ＬＥＤのアレイのためのハイブリッド接合の方法の例を示す図である。

【図27D】特定の実施形態による、ＬＥＤのアレイのためのハイブリッド接合の方法の例を示す図である。

【図28】特定の実施形態による、その上に製作された二次光学部品をもつＬＥＤアレイの例を示す図である。

【図29】特定の実施形態によるニアアイディスプレイの例の電子システムの簡略化されたブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

これらの図は、例示のみを目的として本開示の実施形態を示している。本開示の原理またはうたわれている利点から逸脱することなく、示されている構造および方法の代替実施形態が採用されることが可能であるということを当業者なら以降の記述から容易に認識するであろう。

【0035】

添付の図においては、同様の構成要素どうしおよび／または機能どうしが、同じ参照ラベルを有する場合がある。さらに、ダッシュと、同様の構成要素どうしの間を区別する第２のラベルとを参照ラベルの後に付けることによって、同じタイプのさまざまな構成要素が区別される場合がある。本明細書において第１の参照ラベルのみが使用されている場合には、その記述は、第２の参照ラベルとは関わりなく、同じ第１の参照ラベルを有する同様の構成要素のうちのいずれの構成要素にも適用可能である。

【0036】

本開示は一般に、発光ダイオード（ＬＥＤ）および／または半導体構成部品に関する。いくつかの例では、これに限らないが、本開示は、積み重ねられた構成で、μＬＥＤの制御またはドライバ回路などの、関連するデジタルおよび／またはアナログ回路にマイクロ発光ダイオード（μＬＥＤ）を統合するシステム、方法および物品を対象としている。デバイス、システム、方法、材料などを含む、さまざまな本発明の実施形態が、本明細書に記載されている。

【0037】

いくつかのデバイス、たとえば、（仮想現実、拡張現実、および複合現実を含む）人工現実デバイスでは、μＬＥＤおよび導波管を使用して、人工現実画像をレンダリングしてもよい。μＬＥＤは、１つまたは複数のデジタル／アナログダイの形のデジタルおよびアナログ回路と統合してもよく、小型ディスプレイパッケージ内でグラフィクスプロセッサなどの他の構成要素と統合してもよい。

【0038】

デジタル／アナログ回路とのμＬＥＤの統合はしばしば、既存のＣＭＯＳデジタル／アナログ回路で予め形成されたウェハの表面へのμＬＥＤの埋め込み、またはμＬＥＤがディスプレイパッケージ内への回路の統合を容易にするために埋め込まれた後のウェハ内のスルーシリコンビア（ＴＳＶ、またはビア）の形成などのウェハレベル製造動作を必要とする。しかし、これらの製造動作は、異なるウェハサイズの半導体製造ラインを利用してもよい。たとえば、ＣＭＯＳデジタル／アナログ回路を製造するためのプロセスは、３００ｍｍウェハを使用してもよく、３００ｍｍ製造ライン上で行われる。これに対して、μＬＥＤアレイを形成するプロセスは、異なる製造ラインを使用して、１００ｍｍまたは２００ｍｍウェハ製造を使用してもよい。たとえば、緑色、青色および赤色μＬＥＤ用のベースを形成する窒化ガリウム（ＧａＮ）および／またはヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）の下層エピタキシャルウェハは現在、しばしば、１００ｍｍまたは２００ｍｍの直径で生成され、１００ｍｍまたは２００ｍｍ製造ラインを使用して処理される。さらに、ビアの形成のためのプロセスは普通、３００ｍｍウェハを使用し、３００ｍｍ製造ライン上で行われる。

【0039】

ウェハ直径の不一致は、共通の半導体ウェハ内へのμＬＥＤおよびデジタルおよびアナログ回路の統合のための制限および技術的課題を示す。たとえば、より小さい直径のμＬＥＤウェハへの不一致のサイズのウェハ、たとえば３００ｍｍＣＭＯＳウェハのウェハ対ウェハ接合は、難しいまたは不可能である。このように、いくつかの技術では、デジタル／アナログ回路を備えた予め形成されたＣＭＯＳ３００ｍｍウェハは「芯」があってもよい、たとえば、μＬＥＤウェハの直径に一致する中心部分がＣＭＯＳウェハから切断され、より大きな直径の外側部分が廃棄される。これには、ＣＭＯＳウェハからの大容積の廃棄物につながる。さらに、スルー基板ビアの形成などの下流側動作では、ＣＭＯＳ集積回路および埋め込みピクセルアレイ層を含むより小さいウェハは、３００ｍｍプロセスおよび製造ラインを使用したウェハのさらなる処理を可能にするために、有効３００ｍｍ直径を有するアセンブリを形成するために、人工「ハンドル」ウェハを使用して収容することができる。これは、人工「ハンドル」ウェハを形成すること、およびＣＭＯＳ集積回路および埋め込みピクセルアレイ層を含むより小さいウェハと「ハンドル」ウェハを組み立てることにより、増大する費用、複雑性および処理時間につながる。

【0040】

本開示の例示的技術は、ウェハ再構成プロセスを通してこれらの問題の少なくともいくつかに対処する。いくつかの例では、３００ｍｍＣＭＯＳウェハは、基板および無機半導体層を含む１つまたは複数のウェハから複数の個別のダイで再構成されてもよい。無機半導体層は、μＬＥＤアレイが形成される材料を含んでもよい。再構成は、特定の直径、たとえば１００ｍｍ、２００ｍｍなどを有するウェハからそれぞれ基板および対応する無機半導体層を含むダイを単体化することを含んでもよい。ダイはその後、異なる直径、たとえば３００ｍｍを有するＣＭＯＳウェハ上に装着させて、３００ｍｍプロセスおよび製造ラインを使用して、対応するＣＭＯＳ集積回路と統合され、上に積み重ねられるμＬＥＤアレイを形成するためにシームレス処理されてもよいウェハを形成することができる。

【0041】

他の例では、より小さな（たとえば、１００ｍｍまたは２００ｍｍ）積み重ねられたμＬＥＤおよび集積回路ウェハを単体化して、それぞれ積み重ねられたμＬＥＤアレイおよび集積回路を含む複数のダイを形成してもよい。複数の積み重ねられたμＬＥＤおよび集積回路ダイは、より大きい（たとえば、３００ｍｍ）キャリアウェハに取り付け、その後、処理して、集積回路の基板内にスルー基板ビアを形成してもよい。これにより、３００ｍｍプロセスおよび製造ラインを使用して、スルー基板ビアを形成することを可能にしてもよい。

【0042】

本明細書に記載した例のいずれかでは、ウェハ再構成は、デジタルおよび／またはアナログ回路とμＬＥＤを統合する費用、複雑性、および／または処理時間を減少させてもよい。加えて、再構成は、そうでなければ、たとえばより大きなＣＭＯＳデジタル／アナログ回路ウェハから捨てられる予め処理された材料を保存してもよい。さらに、再構成は、上に記載した収納プロセスの必要性をなくすことがある。

【0043】

本明細書に記述されているマイクロＬＥＤは、人工現実システムなどのさまざまなテクノロジーとともに使用することが可能である。ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）またはヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）システムなどの人工現実システムは一般に、仮想環境内のオブジェクトを描写する人工画像を提示するように構成されているディスプレイを含む。そのディスプレイは、仮想現実（ＶＲ）、拡張現実（ＡＲ）、または複合現実（ＭＲ）アプリケーションにおけるのと同様に、仮想オブジェクトを提示すること、または現実のオブジェクトの画像を仮想オブジェクトと組み合わせることが可能である。たとえば、ＡＲシステムにおいては、ユーザは、たとえば、透明なディスプレイグラスもしくはレンズ（しばしば光学シースルーと呼ばれる）を通じて見ること、またはカメラによって取り込まれた周囲環境の表示された画像（しばしばビデオシースルーと呼ばれる）を閲覧することによって、仮想オブジェクトの表示された画像（たとえば、コンピュータ生成画像（ＣＧＩ））と、周囲環境との両方を閲覧することが可能である。いくつかのＡＲシステムにおいては、ＬＥＤベースのディスプレイサブシステムを使用して人工画像がユーザに提示されることが可能である。

【0044】

本明細書において使用される際には、「発光ダイオード（ＬＥＤ）」という用語は、少なくともｎ型半導体層、ｐ型半導体層、およびｎ型半導体層とｐ型半導体層との間における発光領域（すなわち、活性領域）を含む光源を指す。発光領域は、量子井戸などの１つまたは複数のヘテロ構造を形成する１つまたは複数の半導体層を含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、発光領域は、それぞれが複数の（たとえば、約２個から６個の）量子井戸を含む１つまたは複数の多重量子井戸（ＭＱＷ）を形成する複数の半導体層を含むことが可能である。

【0045】

本明細書において使用される際には、「マイクロＬＥＤ」または「μＬＥＤ」という用語は、チップの直線寸法が、１００μｍ未満、５０μｍ未満、２０μｍ未満、１０μｍ未満、またはそれ未満など、約２００μｍ未満であるチップを有するＬＥＤを指す。たとえば、マイクロＬＥＤの直線寸法は、６μｍ、５μｍ、４μｍ、２μｍ、またはそれ未満程度の小ささである場合がある。いくつかのマイクロＬＥＤは、少数キャリアの拡散長に匹敵する直線寸法（たとえば、長さまたは直径）を有する場合がある。しかしながら、本明細書における開示は、マイクロＬＥＤには限定されず、ミニＬＥＤおよび大型ＬＥＤに適用されることも可能である。

【0046】

本明細書において使用される際には、「接合」という用語は、接着接合、金属対金属接合、金属酸化物接合、ウェハ対ウェハ接合、ダイ対ウェハ接合、ハイブリッド接合、はんだ付け、アンダーバンプメタライゼーション等など、２つ以上のデバイスおよび／またはウェハを物理的におよび／または電気的に接続するためのさまざまな方法を指すことが可能である。たとえば、接着接合は、硬化型接着剤（たとえば、エポキシ）を使用して、接着を通じて２つ以上のデバイスおよび／またはウェハを物理的に接合することが可能である。金属対金属接合は、たとえば、はんだ付け界面（たとえば、パッドもしくはボール）、導電性接着剤、または金属どうしの間における溶接継手を使用するワイヤ接合またはフリップチップ接合を含むことが可能である。金属酸化物接合は、それぞれの表面上に金属および酸化物のパターンを形成し、酸化物セクションどうしをともに接合し、次いで金属セクションどうしをともに接合して、導電性経路を作成することが可能である。ウェハ対ウェハ接合は、いかなる中間層も伴わずに２つのウェハ（たとえば、シリコンウェハまたはその他の半導体ウェハ）を接合することが可能であり、それらの２つのウェハの表面どうしの間における化学接合に基づく。ウェハ対ウェハ接合は、ウェハ洗浄およびその他の前処理、室温での位置合わせおよび前接合、ならびに約２５０℃以上などの高温でのアニーリングを含む場合がある。ダイ対ウェハ接合は、１つのウェハ上のバンプを使用して、事前に形成されたチップの機能をウェハのドライバと位置合わせすることが可能である。ハイブリッド接合は、たとえば、ウェハ洗浄、あるウェハの接点と別のウェハの接点との高精度の位置合わせ、室温でのウェハ内の誘電材料どうしの誘電接合、および、たとえば２５０～３００℃以上での、アニーリングによる接点どうしの金属接合を含む場合がある。本明細書において使用される際には、「バンプ」という用語は、接合中に使用または形成される金属相互接続を総称的に指すことが可能である。

【0047】

以降の記述においては、説明の目的から、本開示の例の徹底的な理解を提供するために具体的な詳細が示されている。しかしながら、これらの具体的な詳細を伴わずにさまざまな例が実施されることが可能であるということは明らかであろう。たとえば、それらの例を不必要に詳細にわかりにくくしないために、デバイス、システム、構造、アセンブリ、方法、およびその他の構成要素が、ブロック図形式の構成要素として示される場合がある。その他の場合においては、それらの例をわかりにくくすることを回避するために、よく知られているデバイス、プロセス、システム、構造、および技術は、必要な詳細を伴わずに示されることがある。図および記述は、限定的であることを意図されているものではない。本開示において採用されている用語および表現は、限定のではなく、記述の用語として使用されており、そのような用語および表現の使用において、示され記述されている特徴またはそれらの部分のいかなる均等物も除外する意図はない。「例」という言葉は、本明細書においては、「例、実例、または例示としての役割を果たすこと」を意味するために使用されている。本明細書において「例」として記述されているいずれの実施形態または設計も、必ずしもその他の実施形態または設計よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。図１は、特定の実施形態によるニアアイディスプレイ１２０を含む人工現実システム環境１００の例の簡略化されたブロック図である。図１において示されている人工現実システム環境１００は、ニアアイディスプレイ１２０、任意選択の外部撮像デバイス１５０、および任意選択の入力／出力インターフェース１４０を含むことが可能であり、それらのそれぞれは、任意選択のコンソール１１０に結合されることが可能である。図１は、１つのニアアイディスプレイ１２０と、１つの外部撮像デバイス１５０と、１つの入力／出力インターフェース１４０とを含む人工現実システム環境１００の例を示しているが、任意の数のこれらのコンポーネントが人工現実システム環境１００に含まれることが可能であり、またはこれらのコンポーネントのうちのいずれかが省略されることが可能である。たとえば、コンソール１１０と通信状態にある１つまたは複数の外部撮像デバイス１５０によってモニタされる複数のニアアイディスプレイ１２０があることが可能である。いくつかの構成においては、人工現実システム環境１００は、外部撮像デバイス１５０、任意選択の入力／出力インターフェース１４０、および任意選択のコンソール１１０を含まないことが可能である。代替構成においては、異なるコンポーネントまたは追加のコンポーネントが人工現実システム環境１００に含まれることが可能である。

【0048】

ニアアイディスプレイ１２０は、コンテンツをユーザに提示するヘッドマウントディスプレイであることが可能である。ニアアイディスプレイ１２０によって提示されるコンテンツの例は、画像、ビデオ、オーディオ、またはそれらの任意の組合せのうちの１つまたは複数を含む。いくつかの実施形態においては、ニアアイディスプレイ１２０、コンソール１１０、または両方からオーディオ情報を受信し、そのオーディオ情報に基づいてオーディオデータを提示する外部デバイス（たとえば、スピーカーおよび／またはヘッドフォン）を介してオーディオが提示されることが可能である。ニアアイディスプレイ１２０は、１つまたは複数の剛体を含むことが可能であり、それらは、互いに堅固にまたは非堅固に結合されることが可能である。剛体どうしの間における堅固な結合は、結合されている剛体どうしを単一の剛体エンティティーとして機能させることが可能である。剛体どうしの間における非堅固な結合は、剛体どうしが互いに対して移動することを可能にすることができる。さまざまな実施形態においては、ニアアイディスプレイ１２０は、メガネを含む任意の適切なフォームファクタで実装されることが可能である。ニアアイディスプレイ１２０のいくつかの実施形態が、以降で図２および図３に関連してさらに記述されている。加えて、さまざまな実施形態においては、本明細書において記述されている機能性は、ニアアイディスプレイ１２０の外部の環境の画像と、人工現実コンテンツ（たとえば、コンピュータ生成画像）とを組み合わせるヘッドセットにおいて使用されることが可能である。したがって、ニアアイディスプレイ１２０は、生成されたコンテンツ（たとえば、画像、ビデオ、サウンドなど）を用いてニアアイディスプレイ１２０の外部の物理的な現実世界環境の画像を拡張して、拡張現実をユーザに提示することが可能である。

【0049】

さまざまな実施形態においては、ニアアイディスプレイ１２０は、ディスプレイエレクトロニクス１２２、ディスプレイオプティクス１２４、およびアイトラッキングユニット１３０のうちの１つまたは複数を含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、ニアアイディスプレイ１２０は、１つまたは複数のロケータ１２６、１つまたは複数の位置センサ１２８、および慣性測定ユニット（ＩＭＵ）１３２を含むことも可能である。ニアアイディスプレイ１２０は、さまざまな実施形態においては、アイトラッキングユニット１３０、ロケータ１２６、位置センサ１２８、およびＩＭＵ １３２のうちのいずれかを省略すること、または追加の要素を含むことが可能である。加えて、いくつかの実施形態においては、ニアアイディスプレイ１２０は、図１に関連して記述されているさまざまな要素の機能を組み合わせる要素を含むことが可能である。

【0050】

ディスプレイエレクトロニクス１２２は、たとえば、コンソール１１０から受信されたデータに従ってユーザに画像を表示すること、またはそれらの画像の表示を容易にすることが可能である。さまざまな実施形態においては、ディスプレイエレクトロニクス１２２は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、無機発光ダイオード（ＩＬＥＤ）ディスプレイ、マイクロ発光ダイオード（μＬＥＤ）ディスプレイ、能動マトリックスＯＬＥＤディスプレイ（ＡＭＯＬＥＤ）、透明ＯＬＥＤディスプレイ（ＴＯＬＥＤ）、またはその他の何らかのディスプレイなど、１つまたは複数のディスプレイパネルを含むことが可能である。たとえば、ニアアイディスプレイ１２０の一実施態様においては、ディスプレイエレクトロニクス１２２は、フロントＴＯＬＥＤパネル、リアディスプレイパネル、およびフロントディスプレイパネルとリアディスプレイパネルとの間における光学部品（たとえば、減衰器、ポラライザ、または回折フィルムもしくはスペクトルフィルム）を含むことが可能である。ディスプレイエレクトロニクス１２２は、赤、緑、青、白、または黄色などの主色の光を放出するためのピクセルを含むことが可能である。いくつかの実施態様においては、ディスプレイエレクトロニクス１２２は、画像の奥行きの主観的な知覚をもたらすために、２次元パネルどうしによって生成された立体感を通じて３次元（３Ｄ）画像を表示することが可能である。たとえば、ディスプレイエレクトロニクス１２２は、ユーザの左目および右目の前にそれぞれ配置されている左ディスプレイおよび右ディスプレイを含むことが可能である。左ディスプレイおよび右ディスプレイは、立体感（すなわち、画像を閲覧しているユーザによる画像の奥行きの知覚）をもたらすために、互いに対して水平にシフトされた画像のコピーどうしを提示することが可能である。

【0051】

特定の実施形態においては、ディスプレイオプティクス１２４は、画像コンテンツを光学的に（たとえば、光導波管およびカプラを使用して）表示するか、またはディスプレイエレクトロニクス１２２から受信された画像光を拡大し、その画像光に関連付けられている光学エラーを訂正し、訂正された画像光をニアアイディスプレイ１２０のユーザに提示することが可能である。さまざまな実施形態においては、ディスプレイオプティクス１２４は、たとえば、基板、光導波管、アパーチャ、フレネルレンズ、凸レンズ、凹レンズ、フィルタ、入力／出力カプラ、または、ディスプレイエレクトロニクス１２２から放出される画像光に影響を与えることが可能であるその他の任意の適切な光学要素など、１つまたは複数の光学要素を含むことが可能である。ディスプレイオプティクス１２４は、さまざまな光学要素の組合せ、ならびにその組合せにおける光学要素どうしの相対的な間隔および向きを保持するための機械的結合を含むことが可能である。ディスプレイオプティクス１２４内の１つまたは複数の光学要素は、反射防止コーティング、反射コーティング、フィルタリングコーティング、またはさまざまな光学コーティングの組合せなどの光学コーティングを有することが可能である。

【0052】

ディスプレイオプティクス１２４による画像光の拡大は、ディスプレイエレクトロニクス１２２が、より大きなディスプレイよりも物理的に小さいこと、軽量であること、およびより少ない電力を消費することを可能にすることができる。加えて、拡大は、表示されるコンテンツの視野を広げることが可能である。ディスプレイオプティクス１２４による画像光の拡大の量は、ディスプレイオプティクス１２４からの光学要素を調整すること、追加すること、または除去することによって変更されることが可能である。いくつかの実施形態においては、ディスプレイオプティクス１２４は、表示される画像を、ユーザの目からニアアイディスプレイ１２０よりもさらに遠く離れていることが可能である１つまたは複数の画像平面に投影することが可能である。

【0053】

ディスプレイオプティクス１２４は、２次元光学エラー、３次元光学エラー、またはそれらの任意の組合せなど、１つまたは複数のタイプの光学エラーを訂正するように設計されることも可能である。２次元エラーは、２次元で発生する光学収差を含む場合がある。２次元エラーの例示的なタイプは、たる形歪み、糸巻型歪み、縦色収差、および横色収差を含む場合がある。３次元エラーは、３次元で発生する光学エラーを含む場合がある。３次元エラーの例示的なタイプは、球面収差、コマ収差、像面湾曲、および非点収差を含む場合がある。

【0054】

ロケータ１２６どうしは、互いに対して、およびニアアイディスプレイ１２０上の基準点に対して、ニアアイディスプレイ１２０上の特定の位置に配置されたオブジェクトどうしであることが可能である。いくつかの実施態様においては、コンソール１１０は、外部撮像デバイス１５０によって取り込まれた画像内のロケータ１２６を識別して、人工現実ヘッドセットの位置、向き、または両方を特定することが可能である。ロケータ１２６は、ＬＥＤ、コーナーキューブリフレクタ、反射マーカ、ニアアイディスプレイ１２０が動作する環境と対照をなすタイプの光源、またはそれらの任意の組合せであることが可能である。ロケータ１２６がアクティブコンポーネント（たとえば、ＬＥＤまたはその他のタイプの発光デバイス）である実施形態においては、ロケータ１２６は、可視帯域（たとえば、約３８０ｎｍから７５０ｎｍ）における、赤外線（ＩＲ）帯域（たとえば、約７５０ｎｍから１ｍｍ）における、紫外線帯域（たとえば、約１０ｎｍから約３８０ｎｍ）における、電磁スペクトルの別の部分における、または電磁スペクトルの部分どうしの任意の組合せにおける光を放出することが可能である。

【0055】

外部撮像デバイス１５０は、１つもしくは複数のカメラ、１つもしくは複数のビデオカメラ、ロケータ１２６のうちの１つもしくは複数を含む画像を取り込むことが可能なその他の任意のデバイス、またはそれらの任意の組合せを含むことが可能である。加えて、外部撮像デバイス１５０は、（たとえば、信号対雑音比を高めるために）１つまたは複数のフィルタを含むことが可能である。外部撮像デバイス１５０は、外部撮像デバイス１５０の視野においてロケータ１２６から放出または反射された光を検知するように構成されることが可能である。ロケータ１２６が受動要素（たとえば、再帰反射器）を含む実施形態においては、外部撮像デバイス１５０は、外部撮像デバイス１５０内の光源に光を再帰反射することが可能であるロケータ１２６のうちのいくつかまたはすべてを照らす光源を含むことが可能である。低速較正データが、外部撮像デバイス１５０からコンソール１１０へ通信されることが可能であり、外部撮像デバイス１５０は、１つまたは複数の較正パラメータをコンソール１１０から受信して、１つまたは複数の撮像パラメータ（たとえば、焦点距離、ピント、フレームレート、センサ温度、シャッタースピード、アパーチャなど）を調整することが可能である。

【0056】

位置センサ１２８は、ニアアイディスプレイ１２０の動きに応答して１つまたは複数の測定信号を生成することが可能である。位置センサ１２８の例は、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、その他の動き検知もしくはエラー訂正センサ、またはそれらの任意の組合せを含むことが可能である。たとえば、いくつかの実施形態においては、位置センサ１２８は、並進運動（たとえば、前方／後方、上／下、または左／右）を測定するための複数の加速度計と、回転運動（たとえば、ピッチ、ヨー、またはロール）を測定するための複数のジャイロスコープとを含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、さまざまな位置センサは、互いに直交して配向されることが可能である。

【0057】

ＩＭＵ１３２は、位置センサ１２８のうちの１つまたは複数から受信された測定信号に基づいて高速較正データを生成する電子デバイスであることが可能である。位置センサ１２８は、ＩＭＵ１３２の外部、ＩＭＵ１３２の内部、またはそれらの任意の組合せに配置されることが可能である。１つまたは複数の位置センサ１２８からの１つまたは複数の測定信号に基づいて、ＩＭＵ１３２は、ニアアイディスプレイ１２０の初期位置に対するニアアイディスプレイ１２０の推定位置を示す高速較正データを生成することが可能である。たとえば、ＩＭＵ１３２は、経時的に加速度計から受信された測定信号どうしを統合して速度ベクトルを推定し、その速度ベクトルを経時的に統合してニアアイディスプレイ１２０上の基準点の推定位置を特定することが可能である。あるいは、ＩＭＵ１３２は、サンプリングされた測定信号をコンソール１１０に提供することが可能であり、コンソール１１０は、高速較正データを特定することが可能である。基準点は、一般には空間における点として定義されることが可能であるが、さまざまな実施形態においては、基準点は、ニアアイディスプレイ１２０内の点（たとえば、ＩＭＵ１３２の中心）として定義されることも可能である。

【0058】

アイトラッキングユニット１３０は、１つまたは複数のアイトラッキングシステムを含むことが可能である。アイトラッキングとは、ニアアイディスプレイ１２０に対する、目の向きおよび場所を含む、目の位置を特定することを指すことが可能である。アイトラッキングシステムは、１つまたは複数の目を撮像するための撮像システムを含むことが可能であり、また任意選択で発光体を含むことが可能であり、その発光体は、目に向けられる光を生成することが可能であり、それにより、目によって反射された光が撮像システムによって取り込まれることが可能である。たとえば、アイトラッキングユニット１３０は、可視スペクトルまたは赤外線スペクトルにおける光を放出する非コヒーレントまたはコヒーレント光源（たとえば、レーザーダイオード）と、ユーザの目によって反射された光を取り込むカメラとを含むことが可能である。別の例として、アイトラッキングユニット１３０は、小型レーダユニットによって放出された反射電波を取り込むことが可能である。アイトラッキングユニット１３０は、目を傷つけることのない、または身体的不快感を引き起こすことのない周波数および強度で光を放出する低電力発光体を使用することが可能である。アイトラッキングユニット１３０は、アイトラッキングユニット１３０によって消費される全体的な電力を低減しながら（たとえば、アイトラッキングユニット１３０に含まれている発光体および撮像システムによって消費される電力を低減しながら）、アイトラッキングユニット１３０によって取り込まれた目の画像におけるコントラストを高めるようにアレンジされることが可能である。たとえば、いくつかの実施態様においては、アイトラッキングユニット１３０は、１００ミリワット未満の電力を消費することが可能である。

【0059】

ニアアイディスプレイ１２０は、目の向きを使用して、たとえば、ユーザの瞳孔間距離（ＩＰＤ）を特定すること、視線方向を特定すること、奥行き手がかりを導入すること（たとえば、ユーザの主視線の外側の画像をぼかすこと）、ＶＲメディアにおけるユーザの対話についてのヒューリスティック（たとえば、露出されている刺激に応じた、いずれかの特定の被写体、オブジェクト、もしくはフレーム上で費やされた時間）を収集すること、ユーザの目のうちの少なくとも１つの向きに部分的に基づくその他のいくつかの機能、またはそれらの任意の組合せが可能である。向きは、ユーザの両方の目に関して特定されることが可能であるので、アイトラッキングユニット１３０は、どこをユーザが見ているかを特定することが可能であり得る。たとえば、ユーザの視線の方向を特定することは、ユーザの左目および右目の特定された向きに基づいて収束点を特定することを含むことが可能である。収束点は、ユーザの目の２つの中心窩軸が交差する点であることが可能である。ユーザの視線の方向は、収束点と、ユーザの両目の瞳孔どうしの間における中点とを通過する線の方向であることが可能である。

【0060】

入力／出力インターフェース１４０は、ユーザがアクション要求をコンソール１１０へ送信することを可能にするデバイスであることが可能である。アクション要求は、特定のアクションを実行するための要求であることが可能である。たとえば、アクション要求は、アプリケーションを開始することもしくは終了すること、またはアプリケーション内で特定のアクションを実行することであることが可能である。入力／出力インターフェース１４０は、１つまたは複数の入力デバイスを含むことが可能である。例示的な入力デバイスは、キーボード、マウス、ゲームコントローラ、グローブ、ボタン、タッチスクリーン、または、アクション要求を受信して、その受信されたアクション要求をコンソール１１０へ通信するためのその他の任意の適切なデバイスを含むことが可能である。入力／出力インターフェース１４０によって受信されたアクション要求は、コンソール１１０へ通信されることが可能であり、コンソール１１０は、要求されたアクションに対応するアクションを実行することが可能である。いくつかの実施形態においては、入力／出力インターフェース１４０は、コンソール１１０から受信された命令に従って触覚フィードバックをユーザに提供することが可能である。たとえば、入力／出力インターフェース１４０は、アクション要求が受信された場合に、または要求されているアクションをコンソール１１０が実行して入力／出力インターフェース１４０に命令を通信した場合に、触覚フィードバックを提供することが可能である。いくつかの実施形態においては、外部撮像デバイス１５０は、ユーザの動きを特定する目的で、コントローラ（たとえば、ＩＲ光源を含むことが可能である）またはユーザの手の場所または位置を追跡把握することなど、入力／出力インターフェース１４０を追跡把握するために使用されることが可能である。いくつかの実施形態においては、ニアアイディスプレイ１２０は、ユーザの動きを特定する目的で、コントローラまたはユーザの手の場所または位置を追跡把握することなど、入力／出力インターフェース１４０を追跡把握するための１つまたは複数の撮像デバイスを含むことが可能である。

【0061】

コンソール１１０は、外部撮像デバイス１５０、ニアアイディスプレイ１２０、および入力／出力インターフェース１４０のうちの１つまたは複数から受信された情報に従ってユーザに提示するためにニアアイディスプレイ１２０にコンテンツを提供することが可能である。図１において示されている例においては、コンソール１１０は、アプリケーションストア１１２、ヘッドセットトラッキングモジュール１１４、人工現実エンジン１１６、およびアイトラッキングモジュール１１８を含むことが可能である。コンソール１１０のいくつかの実施形態は、図１に関連して記述されているものとは異なるモジュールまたは追加のモジュールを含むことが可能である。以降でさらに記述されている機能は、ここで記述されているのとは異なる様式でコンソール１１０のコンポーネントどうしの間において分散されることが可能である。

【0062】

いくつかの実施形態においては、コンソール１１０は、プロセッサと、プロセッサによって実行可能な命令を格納している非一時的コンピュータ可読ストレージメディアとを含むことが可能である。プロセッサは、命令どうしを並行して実行する複数の処理ユニットを含むことが可能である。非一時的コンピュータ可読ストレージメディアは、ハードディスクドライブ、リムーバブルメモリ、またはソリッドステートドライブ（たとえば、フラッシュメモリまたはダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ））など、任意のメモリであることが可能である。さまざまな実施形態においては、図１に関連して記述されているコンソール１１０のモジュールは、プロセッサによって実行されたときに、以降でさらに記述されている機能をプロセッサに実行させる非一時的コンピュータ可読ストレージメディア内の命令としてエンコードされることが可能である。

【0063】

アプリケーションストア１１２は、コンソール１１０によって実行するための１つまたは複数のアプリケーションを格納することが可能である。アプリケーションは、プロセッサによって実行されたときに、ユーザに提示するためのコンテンツを生成する命令のグループを含むことが可能である。アプリケーションによって生成されるコンテンツは、ユーザの目の動きを介してユーザから受信された入力、または入力／出力インターフェース１４０から受信された入力に応答することが可能である。アプリケーションの例は、ゲーミングアプリケーション、会議アプリケーション、ビデオ再生アプリケーション、またはその他の適切なアプリケーションを含むことが可能である。

【0064】

ヘッドセットトラッキングモジュール１１４は、外部撮像デバイス１５０からの低速較正情報を使用してニアアイディスプレイ１２０の動きを追跡把握することが可能である。たとえば、ヘッドセットトラッキングモジュール１１４は、低速較正情報およびニアアイディスプレイ１２０のモデルから、観察されたロケータを使用してニアアイディスプレイ１２０の基準点の位置を特定することが可能である。ヘッドセットトラッキングモジュール１１４は、高速較正情報からの位置情報を使用してニアアイディスプレイ１２０の基準点の位置を特定することも可能である。加えて、いくつかの実施形態においては、ヘッドセットトラッキングモジュール１１４は、高速較正情報、低速較正情報、またはそれらの任意の組合せの部分を使用して、ニアアイディスプレイ１２０の今後の場所を予測することが可能である。ヘッドセットトラッキングモジュール１１４は、ニアアイディスプレイ１２０の推定されたまたは予測された今後の位置を人工現実エンジン１１６に提供することが可能である。

【0065】

人工現実エンジン１１６は、人工現実システム環境１００内でアプリケーションを実行し、ニアアイディスプレイ１２０の位置情報、ニアアイディスプレイ１２０の加速度情報、ニアアイディスプレイ１２０の速度情報、ニアアイディスプレイ１２０の予測される今後の位置、またはそれらの任意の組合せをヘッドセットトラッキングモジュール１１４から受信することが可能である。人工現実エンジン１１６は、推定された目の位置および向きの情報をアイトラッキングモジュール１１８から受信することも可能である。受信された情報に基づいて、人工現実エンジン１１６は、ユーザに提示するためにニアアイディスプレイ１２０に提供するためのコンテンツを特定することが可能である。たとえば、受信された情報が、ユーザが左を見たということを示している場合には、人工現実エンジン１１６は、仮想環境におけるユーザの目の動きを反映するニアアイディスプレイ１２０のためのコンテンツを生成することが可能である。加えて、人工現実エンジン１１６は、入力／出力インターフェース１４０から受信されたアクション要求に応答して、コンソール１１０上で実行しているアプリケーション内でアクションを実行し、そのアクションが実行されたということを示すフィードバックをユーザに提供することが可能である。そのフィードバックは、ニアアイディスプレイ１２０を介した視覚フィードバックもしくは可聴フィードバック、または入力／出力インターフェース１４０を介した触覚フィードバックであることが可能である。

【0066】

アイトラッキングモジュール１１８は、アイトラッキングユニット１３０からアイトラッキングデータを受信し、そのアイトラッキングデータに基づいてユーザの目の位置を特定することが可能である。目の位置は、ニアアイディスプレイ１２０またはそのいずれかの要素に対する目の向き、場所、または両方を含むことが可能である。目の回転軸は、そのソケット内の目の場所に応じて変化するので、そのソケット内の目の場所を特定することは、アイトラッキングモジュール１１８が目の向きをより正確に特定することを可能にすることができる。

【0067】

いくつかの例では、人工現実システム１００は、本明細書に記載したような１つまたは複数の再構成された半導体構成部品を含んでもよい、たとえば、ディスプレイエレクトロニクス１２２は、本明細書に記載したような１つまたは複数の再構成された半導体構成部品を含んでもよい。いくつかの例では、本明細書に記載したような１つまたは複数の再構成された半導体構成部品は、積み重ねた構成でディスプレイドライバ回路と統合してもよい、μＬＥＤおよび／またはμＬＥＤのアレイを備えてもよい。たとえば、μＬＥＤアレイはディスプレイドライバ回路上に積み重ねてもよく、ディスプレイドライバ回路は、μＬＥＤアレイを制御するためのデジタルおよびアナログ回路を含む集積回路を含んでもよい。これは、比較的小容積で、および／または効率的、費用効果のあるプロセスを使用して、μＬＥＤおよびディスプレイドライバ回路の梱包を容易にしてもよい。積み重ねられたμＬＥＤおよびディスプレイドライバ回路は、本明細書に記載した技術のいずれかを使用して形成してもよい。図２Ａは、本明細書において開示されている例のうちのいくつかを実施するためのＨＭＤデバイス２００の形態のニアアイディスプレイの例の斜視図である。ＨＭＤデバイス２００は、たとえば、ＶＲシステム、ＡＲシステム、ＭＲシステム、またはそれらの任意の組合せの一部であることが可能である。ＨＭＤデバイス２００は、本体２２０およびヘッドストラップ２３０を含むことが可能である。図２Ａは、本体２２０の下側２２３、前側２２５、および左側２２７を斜視図において示している。ヘッドストラップ２３０は、調整可能なまたは延長可能な長さを有することが可能である。ユーザがＨＭＤデバイス２００をユーザの頭に取り付けることを可能にするために、ＨＭＤデバイス２００の本体２２０とヘッドストラップ２３０との間には十分なスペースがあることが可能である。さまざまな実施形態においては、ＨＭＤデバイス２００は、追加の、より少ない、または異なるコンポーネントを含むことが可能である。たとえば、いくつかの実施形態においては、ＨＭＤデバイス２００は、ヘッドストラップ２３０ではなく、たとえば、以降の図２Ｂにおいて示されているようなメガネテンプルおよびテンプルチップを含むことが可能である。

【0068】

ＨＭＤデバイス２００は、コンピュータによって生成された要素を伴う、物理的な現実世界環境の仮想のおよび／または拡張されたビューを含むメディアをユーザに提示することが可能である。ＨＭＤデバイス２００によって提示されるメディアの例は、画像（たとえば、２次元（２Ｄ）もしくは３次元（３Ｄ）画像）、ビデオ（たとえば、２Ｄもしくは３Ｄビデオ）、オーディオ、またはそれらの任意の組合せを含むことが可能である。画像およびビデオは、ＨＭＤデバイス２００の本体２２０に含まれている１つまたは複数のディスプレイアセンブリ（図２においては示されていない）によってユーザのそれぞれの目に提示されることが可能である。さまざまな実施形態においては、１つまたは複数のディスプレイアセンブリは、単一の電子ディスプレイパネルまたは複数の電子ディスプレイパネル（たとえば、ユーザのそれぞれの目に対して１つのディスプレイパネル）を含むことが可能である。電子ディスプレイパネルの例は、たとえば、ＬＣＤ、ＯＬＥＤディスプレイ、ＩＬＥＤディスプレイ、μＬＥＤディスプレイ、ＡＭＯＬＥＤ、ＴＯＬＥＤ、その他の何らかのディスプレイ、またはそれらの任意の組合せを含むことが可能である。ＨＭＤデバイス２００は、２つのアイボックス領域を含むことが可能である。

【0069】

いくつかの実施態様においては、ＨＭＤデバイス２００は、奥行きセンサ、モーションセンサ、位置センサ、およびアイトラッキングセンサなど、さまざまなセンサ（図示せず）を含むことが可能である。これらのセンサのうちのいくつかは、感知のために、構造化された光パターンを使用することが可能である。いくつかの実施態様においては、ＨＭＤデバイス２００は、コンソールと通信するための入力／出力インターフェースを含むことが可能である。いくつかの実施態様においては、ＨＭＤデバイス２００は、仮想現実エンジン（図示せず）を含むことが可能であり、仮想現実エンジンは、ＨＭＤデバイス２００内でアプリケーションを実行し、さまざまなセンサからＨＭＤデバイス２００の奥行き情報、位置情報、加速度情報、速度情報、予測される今後の位置、またはそれらの任意の組合せを受信することが可能である。いくつかの実施態様においては、仮想現実エンジンによって受信された情報は、１つまたは複数のディスプレイアセンブリへの信号（たとえば、表示命令）を生成するために使用されることが可能である。いくつかの実施態様においては、ＨＭＤデバイス２００は、互いに対して、および基準点に対して、本体２２０上の固定された位置に配置されたロケータどうし（図示せず、ロケータ１２６どうしなど）を含むことが可能である。それらのロケータのそれぞれは、外部撮像デバイスによって検知可能である光を放出することが可能である。

【0070】

いくつかの例では、ＨＭＤデバイス２００は、本明細書に記載したような１つまたは複数の再構成された半導体構成部品を含んでもよい。

【0071】

図２Ｂは、本明細書において開示されている例のうちのいくつかを実施するためのメガネの形態のニアアイディスプレイ３００の例の斜視図である。ニアアイディスプレイ３００は、図１のニアアイディスプレイ１２０の特定の実施態様であることが可能であり、仮想現実ディスプレイ、拡張現実ディスプレイ、および／または複合現実ディスプレイとして動作するように構成されることが可能である。ニアアイディスプレイ３００は、フレーム３０５およびディスプレイ３１０を含むことが可能である。ディスプレイ３１０は、コンテンツをユーザに提示するように構成されることが可能である。いくつかの実施形態においては、ディスプレイ３１０は、ディスプレイエレクトロニクスおよび／またはディスプレイオプティクスを含むことが可能である。たとえば、図１のニアアイディスプレイ１２０に関して上述されているように、ディスプレイ３１０は、ＬＣＤディスプレイパネル、ＬＥＤディスプレイパネル、または光学ディスプレイパネル（たとえば、導波管ディスプレイアセンブリ）を含むことが可能である。

【0072】

ニアアイディスプレイ３００はさらに、フレーム３０５上にまたはフレーム３０５内にさまざまなセンサ３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ、３５０ｄ、および３５０ｅを含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、センサ３５０ａ～３５０ｅは、１つまたは複数の奥行きセンサ、モーションセンサ、位置センサ、慣性センサ、または環境光センサを含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、センサ３５０ａ～３５０ｅは、別々の方向における別々の視野を表す画像データを生成するように構成されている１つまたは複数の画像センサを含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、センサ３５０ａ～３５０ｅは、ニアアイディスプレイ３００の表示されるコンテンツを制御するための、もしくはそのコンテンツに影響を与えるための、および／またはニアアイディスプレイ３００のユーザにインタラクティブなＶＲ／ＡＲ／ＭＲ体験を提供するための入力デバイスとして使用されることが可能である。いくつかの実施形態においては、センサ３５０ａ～３５０ｅは、立体画像化のために使用されることも可能である。

【0073】

いくつかの実施形態においては、ニアアイディスプレイ３００はさらに、光を物理的環境へと投射するための１つまたは複数の照明器３３０を含むことが可能である。投射される光は、さまざまな周波数帯域（たとえば、可視光、赤外線、紫外線など）に関連付けられることが可能であり、さまざまな目的を果たすことが可能である。たとえば、照明器３３０は、暗い環境に（または低強度の赤外線、紫外線などを伴う環境に）光を投射して、センサ３５０ａ～３５０ｅがその暗い環境内のさまざまなオブジェクトの画像を取り込むのを支援することが可能である。いくつかの実施形態においては、照明器３３０は、環境内のオブジェクト上に特定の光パターンを投射するために使用されることが可能である。いくつかの実施形態においては、照明器３３０は、図１に関連して上述されているロケータ１２６などのロケータとして使用されることが可能である。

【0074】

いくつかの実施形態においては、ニアアイディスプレイ３００は、高解像度カメラ３４０を含むことも可能である。カメラ３４０は、視野内の物理的環境の画像を取り込むことが可能である。取り込まれた画像は、たとえば、仮想現実エンジン（たとえば、図１の人工現実エンジン１１６）によって処理されて、取り込まれた画像に仮想オブジェクトを付加すること、または取り込まれた画像内の物理オブジェクトを修正することが可能であり、処理された画像は、ＡＲまたはＭＲアプリケーションのためにディスプレイ３１０によってユーザに表示されることが可能である。

【0075】

いくつかの例では、ニアアイディスプレイ３００は、本明細書に記載したような１つまたは複数の再構成された半導体構成部品を含んでもよい。

【0076】

図３は、特定の実施形態による導波管ディスプレイを含む光学シースルー拡張現実システム４００の例を示している。拡張現実システム４００は、プロジェクタ４１０およびコンバイナ４１５を含むことが可能である。プロジェクタ４１０は、光源または画像ソース４１２およびプロジェクタオプティクス４１４を含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、光源または画像ソース４１２は、上述されている１つまたは複数のマイクロＬＥＤデバイスを含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、画像ソース４１２は、ＬＣＤディスプレイパネルまたはＬＥＤディスプレイパネルなど、仮想オブジェクトを表示する複数のピクセルを含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、画像ソース４１２は、コヒーレントなまたは部分的にコヒーレントな光を生成する光源を含むことが可能である。たとえば、画像ソース４１２は、レーザーダイオード、垂直キャビティ面発光レーザー、ＬＥＤ、および／または上述されているマイクロＬＥＤを含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、画像ソース４１２は、原色（たとえば、赤、緑、または青）に対応する単色画像光をそれぞれが放出する複数の光源（たとえば、上述されているマイクロＬＥＤのアレイ）を含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、画像ソース４１２は、マイクロＬＥＤの３つの２次元アレイを含むことが可能であり、マイクロＬＥＤのそれぞれの２次元アレイは、原色（たとえば、赤、緑、または青）の光を放出するように構成されているマイクロＬＥＤを含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、画像ソース４１２は、空間光変調器などの光学パターン生成器を含むことが可能である。プロジェクタオプティクス４１４は、画像ソース４１２からの光を拡大すること、コリメートすること、スキャンすること、またはコンバイナ４１５へ投射することなど、画像ソース４１２からの光を調整することが可能である１つまたは複数の光学部品を含むことが可能である。１つまたは複数の光学部品は、たとえば、１つまたは複数のレンズ、液体レンズ、ミラー、アパーチャ、および／または格子を含むことが可能である。たとえば、いくつかの実施形態においては、画像ソース４１２は、マイクロＬＥＤの１つまたは複数の１次元アレイまたは細長い２次元アレイを含むことが可能であり、プロジェクタオプティクス４１４は、マイクロＬＥＤの１次元アレイまたは細長い２次元アレイをスキャンして画像フレームを生成するように構成されている１つまたは複数の１次元スキャナ（たとえば、マイクロミラーまたはプリズム）を含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、プロジェクタオプティクス４１４は、画像ソース４１２からの光のスキャニングを可能にする複数の電極を備えた液体レンズ（たとえば、液晶レンズ）を含むことが可能である。

【0077】

コンバイナ４１５は、プロジェクタ４１０からの光をコンバイナ４１５の基板４２０へと結合するための入力カプラ４３０を含むことが可能である。コンバイナ４１５は、第１の波長範囲における光の少なくとも５０％を透過すること、および第２の波長範囲における光の少なくとも２５％を反射することが可能である。たとえば、第１の波長範囲は、約４００ｎｍから約６５０ｎｍまでの可視光であることが可能であり、第２の波長範囲は、たとえば、約８００ｎｍから約１０００ｎｍまでの赤外線帯域にあることが可能である。入力カプラ４３０は、体積ホログラフィック格子、回折光学要素（ＤＯＥ）（たとえば、表面レリーフ格子）、基板４２０の傾斜面、または屈折カプラ（たとえば、くさびまたはプリズム）を含むことが可能である。たとえば、入力カプラ４３０は、反射体積Ｂｒａｇｇ格子または透過体積Ｂｒａｇｇ格子を含むことが可能である。入力カプラ４３０は、可視光に対して３０％、５０％、７５％、９０％、またはそれ以上の結合効率を有することが可能である。基板４２０へと結合された光は、たとえば、全反射（ＴＩＲ）を通じて基板４２０内を伝搬することが可能である。基板４２０は、メガネのレンズの形態であることが可能である。基板４２０は、平面または曲面を有することが可能であり、ガラス、石英、プラスチック、ポリマー、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、水晶、またはセラミックなど、１つまたは複数のタイプの誘電材料を含むことが可能である。基板の厚さは、たとえば、約１ｍｍ未満から約１０ｍｍ以上に及ぶことが可能である。基板４２０は、可視光に対して透明であることが可能である。

【0078】

基板４２０は、複数の出力カプラ４４０を含むことが可能であり、または複数の出力カプラ４４０に結合されることが可能であり、それらの出力カプラ４４０はそれぞれが、基板４２０によって導かれて基板４２０内を伝搬する光の少なくとも一部分を基板４２０から抽出して、抽出された光４６０をアイボックス４９５に向けるように構成されており、拡張現実システム４００のユーザの目４９０は、拡張現実システム４００が使用中である場合には、そのアイボックスに配置されることが可能である。複数の出力カプラ４４０は、アイボックス４９５のサイズを増大させるように射出瞳を複製することが可能であり、それによって、表示される画像は、より大きなエリアで可視である。入力カプラ４３０のように、出力カプラ４４０は、格子カプラ（たとえば、体積ホログラフィック格子または表面レリーフ格子）、その他の回折光学要素（ＤＯＥ）、プリズムなどを含むことが可能である。たとえば、出力カプラ４４０は、反射体積Ｂｒａｇｇ格子または透過体積Ｂｒａｇｇ格子を含むことが可能である。出力カプラ４４０は、さまざまな場所においてさまざまな結合（たとえば、回折）効率を有することが可能である。基板４２０は、コンバイナ４１５の前の環境からの光４５０がほとんどまたはまったく損失なしに通過することを可能にすることもできる。出力カプラ４４０は、光４５０がほとんど損失なしに通過することを可能にすることもできる。たとえば、いくつかの実施態様においては、出力カプラ４４０は、光４５０に対して低い回折効率を有することが可能であり、それによって光４５０は、屈折するか、またはさもなければ、ほとんど損失なしに出力カプラ４４０を通過することが可能であり、ひいては、抽出された光４６０よりも高い強度を有することが可能である。いくつかの実施態様においては、出力カプラ４４０は、光４５０に対して高い回折効率を有することが可能であり、光４５０を特定の所望の方向（すなわち、回折角）においてほとんど損失なく回折することが可能である。結果として、ユーザは、コンバイナ４１５の前の環境と、プロジェクタ４１０によって投射された仮想オブジェクトの画像との組み合わされた画像を閲覧することが可能であり得る。

【0079】

いくつかの例では、拡張現実システム４００は、本明細書に記載したような１つまたは複数の再構成された半導体構成部品を含んでもよい、たとえば、画像ソース４１２は、本明細書に記載したような１つまたは複数の再構成された半導体構成部品を含んでもよい。

【0080】

図４Ａは、特定の実施形態による導波管ディスプレイ５３０を含むニアアイディスプレイ（ＮＥＤ）デバイス５００の例を示している。ＮＥＤデバイス５００は、ニアアイディスプレイ１２０、拡張現実システム４００、または別のタイプのディスプレイデバイスの例であることが可能である。ＮＥＤデバイス５００は、光源５１０、投射オプティクス５２０、および導波管ディスプレイ５３０を含むことが可能である。光源５１０は、赤色発光体５１２のパネル、緑色発光体５１４のパネル、および青色発光体５１６のパネルなど、別々の色の発光体の複数のパネルを含むことが可能である。赤色発光体５１２は、アレイへと編成されており、緑色発光体５１４は、アレイへと編成されており、青色発光体５１６は、アレイへと編成されている。光源５１０における発光体の寸法およびピッチは、小さくてもよい。たとえば、それぞれの発光体は、２μｍ未満（たとえば、約１．２μｍ）の直径を有することが可能であり、ピッチは、２μｍ未満（たとえば、約１．５μｍ）であることが可能である。したがって、それぞれの赤色発光体５１２、緑色発光体５１４、および青色発光体５１６における発光体の数は、９６０×７２０、１２８０×７２０、１４４０×１０８０、１９２０×１０８０、２１６０×１０８０、または２５６０×１０８０ピクセルなど、表示画像におけるピクセルの数以上であることが可能である。したがって、表示画像は、光源５１０によって同時に生成されることが可能である。スキャニング要素は、ＮＥＤデバイス５００において使用されないことが可能である。

【0081】

導波管ディスプレイ５３０に到達する前に、光源５１０によって放出された光は、投射オプティクス５２０によって調整されることが可能であり、投射オプティクス５２０は、レンズアレイを含むことが可能である。投射オプティクス５２０は、光源５１０によって放出された光を導波管ディスプレイ５３０へコリメートすることまたは集めることが可能であり、導波管ディスプレイ５３０は、光源５１０によって放出された光を導波管ディスプレイ５３０へと結合するためのカプラ５３２を含むことが可能である。導波管ディスプレイ５３０へと結合された光は、たとえば、図３に関連して上述されているような全反射を通じて、導波管ディスプレイ５３０内を伝搬することが可能である。カプラ５３２は、導波管ディスプレイ５３０内を伝搬する光の部分を、導波管ディスプレイ５３０からユーザの目５９０へ向けて結合することも可能である。

【0082】

いくつかの例では、ＮＥＤデバイス５００は、本明細書に記載したような１つまたは複数の再構成された半導体構成部品を含んでもよい、たとえば、光源５１０は、本明細書に記載したような１つまたは複数の再構成された半導体構成部品を含んでもよい。

【0083】

図４Ｂは、特定の実施形態による導波管ディスプレイ５８０を含むニアアイディスプレイ（ＮＥＤ）デバイス５５０の例を示している。いくつかの実施形態においては、ＮＥＤデバイス５５０は、スキャニングミラー５７０を使用して、光源５４０からの光を、ユーザの目５９０が位置していることが可能である鏡像力場へ投射することが可能である。ＮＥＤデバイス５５０は、ニアアイディスプレイ１２０、拡張現実システム４００、または別のタイプのディスプレイデバイスの例であることが可能である。光源５４０は、赤色発光体５４２の複数の行、緑色発光体５４４の複数の行、および青色発光体５４６の複数の行など、別々の色の発光体の１つもしくは複数の行または１つもしくは複数の列を含むことが可能である。たとえば、赤色発光体５４２、緑色発光体５４４、および青色発光体５４６は、それぞれＮ個の行を含むことが可能であり、それぞれの行は、たとえば、２５６０個の発光体（ピクセル）を含む。赤色発光体５４２は、アレイへと編成されており、緑色発光体５４４は、アレイへと編成されており、青色発光体５４６は、アレイへと編成されている。いくつかの実施形態においては、光源５４０は、それぞれの色に関して単一の列の発光体を含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、光源５４０は、赤色、緑色、および青色のそれぞれに関して複数の列の発光体を含むことが可能であり、この場合、それぞれの列は、たとえば１０８０個の発光体を含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、光源５４０における発光体の寸法および／またはピッチは、比較的大きい（たとえば、約３～５μｍである）ことが可能であり、ひいては光源５４０は、表示画像全体を同時に生成するための十分な発光体を含まない場合がある。たとえば、単一の色に関する発光体の数は、表示画像におけるピクセルの数（たとえば、２５６０×１０８０ピクセル）よりも少ない場合がある。光源５４０によって放出される光は、光のコリメートされたまたは発散するビームのセットであることが可能である。

【0084】

スキャニングミラー５７０に到達する前に、光源５４０によって放出された光は、コリメーティングレンズまたは自由形状光学要素５６０など、さまざまな光学デバイスによって調整されることが可能である。自由形状光学要素５６０は、たとえば、光源５４０によって放出された光の伝搬方向を、たとえば約９０°以上変更することなど、光源５４０によって放出された光をスキャニングミラー５７０へ向けることが可能である多面プリズムまたは別の光折り畳み要素を含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、自由形状光学要素５６０は、光をスキャンするために回転可能であり得る。スキャニングミラー５７０および／または自由形状光学要素５６０は、光源５４０によって放出された光を反射して導波管ディスプレイ５８０へ投射することが可能であり、導波管ディスプレイ５８０は、光源５４０によって放出された光を導波管ディスプレイ５８０へと結合するためのカプラ５８２を含むことが可能である。導波管ディスプレイ５８０へと結合された光は、たとえば、図３に関連して上述されているような全反射を通じて、導波管ディスプレイ５８０内を伝搬することが可能である。カプラ５８２は、導波管ディスプレイ５８０内を伝搬する光の部分を導波管ディスプレイ５８０からユーザの目５９０へ向けて結合することも可能である。

【0085】

スキャニングミラー５７０は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーまたはその他の任意の適切なミラーを含むことが可能である。スキャニングミラー５７０は、１次元または２次元でスキャンを行うために回転することが可能である。スキャニングミラー５７０が回転するにつれて、光源５４０によって放出された光は、導波管ディスプレイ５８０のさまざまなエリアに向けられることが可能であり、それによって、表示画像全体が、導波管ディスプレイ５８０上へ投射されて、それぞれのスキャニングサイクルにおいて導波管ディスプレイ５８０によってユーザの目５９０に向けられることが可能である。たとえば、光源５４０が、１つまたは複数の行または列におけるすべてのピクセルに関する発光体を含む実施形態においては、スキャニングミラー５７０は、画像をスキャンするために列方向または行方向（たとえば、ｘ方向またはｙ方向）に回転されることが可能である。光源５４０が、１つまたは複数の行または列におけるすべてではないがいくつかのピクセルに関する発光体を含む実施形態においては、スキャニングミラー５７０は、行方向および列方向の両方（たとえば、ｘ方向およびｙ方向の両方）に回転されて、（たとえば、ラスタタイプのスキャニングパターンを使用して）表示画像を投射することが可能である。

【0086】

ＮＥＤデバイス５５０は、事前に定義された表示期間で動作することが可能である。表示期間（たとえば、表示サイクル）は、画像全体がスキャンまたは投射される持続時間を指すことが可能である。たとえば、表示期間は、所望のフレームレートの逆数であることが可能である。スキャニングミラー５７０を含むＮＥＤデバイス５５０においては、表示期間は、スキャニング期間またはスキャニングサイクルと呼ばれる場合もある。光源５４０による光生成は、スキャニングミラー５７０の回転と同期化されることが可能である。たとえば、それぞれのスキャニングサイクルは、複数のスキャニングステップを含むことが可能であり、この場合、光源５４０は、それぞれの各スキャニングステップにおいて別々の光パターンを生成することが可能である。

【0087】

それぞれのスキャニングサイクルにおいて、スキャニングミラー５７０が回転するにつれて、表示画像が導波管ディスプレイ５８０およびユーザの目５９０上へ投射されることが可能である。表示画像の所与のピクセル場所の実際の色値および光強度（たとえば、輝度）は、スキャニング期間中にピクセル場所を照らす３つの色（たとえば、赤、緑、および青）の光ビームの平均であることが可能である。スキャニング期間が完了した後に、スキャニングミラー５７０は、次の表示画像の最初の数行のための光を投射するために初期位置へ戻ることが可能であり、または逆の方向もしくはスキャンパターンに回転して、次の表示画像のための光を投射することが可能であり、この場合、駆動信号の新たなセットが光源５４０に供給されることが可能である。それぞれのスキャニングサイクルにおいてスキャニングミラー５７０が回転するので、同じプロセスが繰り返されることが可能である。したがって、別々のスキャニングサイクルにおいて別々の画像がユーザの目５９０へ投射されることが可能である。

【0088】

いくつかの例では、ＮＥＤデバイス５５０は、本明細書に記載したような１つまたは複数の再構成された半導体構成部品を含んでもよい、たとえば、光源５４０は、本明細書に記載したような１つまたは複数の再構成された半導体構成部品を含んでもよい。

【0089】

図５は、特定の実施形態によるニアアイディスプレイシステム６００における画像ソースアセンブリ６１０の例を示している。画像ソースアセンブリ６１０は、たとえば、ユーザの目へ投射されることになる表示画像を生成することが可能であるディスプレイパネル６４０と、ディスプレイパネル６４０によって生成された表示画像を、図４～図５Ｂに関連して上述されている導波管ディスプレイへ投射することが可能であるプロジェクタ６５０とを含むことが可能である。ディスプレイパネル６４０は、光源６４２と、光源６４２のためのドライバ回路６４４とを含むことが可能である。光源６４２は、たとえば、光源５１０または５４０を含むことが可能である。プロジェクタ６５０は、たとえば、上述されている自由形状光学要素５６０、スキャニングミラー５７０、および／または投射オプティクス５２０を含むことが可能である。ニアアイディスプレイシステム６００は、光源６４２およびプロジェクタ６５０（たとえば、スキャニングミラー５７０）を同期的に制御するコントローラ６２０を含むことも可能である。画像ソースアセンブリ６１０は、画像光を生成して、導波管ディスプレイ５３０または５８０などの導波管ディスプレイ（図５においては示されていない）へ出力することが可能である。上述されているように、導波管ディスプレイは、１つまたは複数の入力結合要素において画像光を受け取ること、および受け取られた画像光を１つまたは複数の出力結合要素へ導くことが可能である。入力結合要素および出力結合要素は、たとえば、回折格子、ホログラフィック格子、プリズム、またはそれらの任意の組合せを含むことが可能である。入力結合要素は、導波管ディスプレイで全反射が発生するように選ばれることが可能である。出力結合要素は、導波管ディスプレイからの全反射された画像光の部分どうしを結合することが可能である。

【0090】

上述されているように、光源６４２は、アレイまたはマトリックスに配置された複数の発光体を含むことが可能である。それぞれの発光体は、赤色光、青色光、緑色光、赤外線等などの単色光を放出することが可能である。本開示においてはＲＧＢ色がしばしば論じられているが、本明細書において記述されている実施形態は、原色として赤、緑、および青を使用することに限定されない。その他の色がニアアイディスプレイシステム６００の原色として使用されることも可能である。いくつかの実施形態においては、一実施形態によるディスプレイパネルは、３つよりも多い原色を使用することが可能である。光源６４２におけるそれぞれのピクセルは、赤色マイクロＬＥＤ、緑色マイクロＬＥＤ、および青色マイクロＬＥＤを含む３つのサブピクセルを含むことが可能である。半導体ＬＥＤは一般に、半導体材料の複数の層内に活性発光層を含む。半導体材料の複数の層は、別々の化合物材料、または、別々のドーパントおよび／もしくは別々のドーピング密度を有する同じベース材料を含むことが可能である。たとえば、半導体材料の複数の層は、ｎ型材料層と、ヘテロ構造（たとえば、１つまたは複数の量子井戸）を含むことが可能である活性領域と、ｐ型材料層とを含むことが可能である。半導体材料の複数の層は、特定の向きを有している基板の表面上に成長させることが可能である。いくつかの実施形態においては、光抽出効率を高めるために、半導体材料の層のうちの少なくともいくつかを含むメサが形成されることが可能である。

【0091】

コントローラ６２０は、光源６４２および／またはプロジェクタ６５０のオペレーションなど、画像ソースアセンブリ６１０の画像レンダリングオペレーションを制御することが可能である。たとえば、コントローラ６２０は、画像ソースアセンブリ６１０が１つまたは複数の表示画像をレンダリングするための命令を特定することが可能である。それらの命令は、表示命令およびスキャニング命令を含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、表示命令は、画像ファイル（たとえば、ビットマップファイル）を含むことが可能である。表示命令は、たとえば、図１に関連して上述されているコンソール１１０などのコンソールから受信されることが可能である。スキャニング命令は、画像光を生成するために画像ソースアセンブリ６１０によって使用されることが可能である。スキャニング命令は、たとえば、画像光源のタイプ（たとえば、単色もしくは多色）、スキャニングレート、スキャニング装置の向き、１つもしくは複数の照明パラメータ、またはそれらの任意の組合せを指定することが可能である。コントローラ６２０は、本開示のその他の態様をわかりにくくしないためにここには示されていないハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアの組合せを含むことが可能である。

【0092】

いくつかの実施形態においては、コントローラ６２０は、ディスプレイデバイスのグラフィクスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）であることが可能である。その他の実施形態においては、コントローラ６２０は、その他の種類のプロセッサであることが可能である。コントローラ６２０によって実行されるオペレーションは、表示のためのコンテンツを取り込み、そのコンテンツを個別のセクションへと分割することを含むことが可能である。コントローラ６２０は、光源６４２の個々のソース要素に対応するアドレスおよび／または個々のソース要素に適用される電気的バイアスを含むスキャニング命令を光源６４２に提供することが可能である。コントローラ６２０は、最終的にユーザに表示される画像におけるピクセルの１つまたは複数の行に対応する発光体を使用して個別のセクションを順次提示するように光源６４２に指示することが可能である。コントローラ６２０は、光のさまざまな調整を実行するようにプロジェクタ６５０に指示することも可能である。たとえば、コントローラ６２０は、図４Ｂに関連して上述されている導波管ディスプレイ（たとえば、導波管ディスプレイ５８０）の結合要素のさまざまなエリアへの個別のセクションをスキャンするようにプロジェクタ６５０を制御することが可能である。したがって、導波管ディスプレイの射出瞳では、それぞれの個別の部分が、別々のそれぞれの場所において提示される。それぞれの個別のセクションは、別々のそれぞれの時点において提示されるが、それらの個別のセクションの提示およびスキャニングは、十分に高速に生じ、それによってユーザの目は、それらの別々のセクションを単一の画像または一連の画像へと統合することが可能である。

【0093】

画像プロセッサ６３０は、汎用プロセッサ、および／または、本明細書において記述されている機能を実行することに特化している１つもしくは複数の特定用途向け回路であることが可能である。一実施形態においては、汎用プロセッサがメモリに結合されて、本明細書において記述されている特定のプロセスをプロセッサに実行させるソフトウェア命令を実行することが可能である。別の実施形態においては、画像プロセッサ６３０は、特定の機能を実行することに特化している１つまたは複数の回路であることが可能である。図５における画像プロセッサ６３０は、コントローラ６２０およびドライバ回路６４４とは別個であるスタンドアロンのユニットとして示されているが、画像プロセッサ６３０は、その他の実施形態においてはコントローラ６２０またはドライバ回路６４４のサブユニットであることが可能である。言い換えれば、それらの実施形態においては、コントローラ６２０またはドライバ回路６４４は、画像プロセッサ６３０のさまざまな画像処理機能を実行することが可能である。画像プロセッサ６３０は、画像処理回路と呼ばれる場合もある。

【0094】

図５において示されている例においては、光源６４２は、コントローラ６２０または画像プロセッサ６３０から送信されたデータまたは命令（たとえば、表示およびスキャニング命令）に基づいて、ドライバ回路６４４によって駆動されることが可能である。一実施形態においては、ドライバ回路６４４は、回路パネルを含むことが可能であり、その回路パネルは、光源６４２のさまざまな発光体に接続し、それらの発光体を機械的に保持する。光源６４２は、１つまたは複数の照明パラメータに従って光を放出することが可能であり、それらの照明パラメータは、コントローラ６２０によって設定され、潜在的に画像プロセッサ６３０およびドライバ回路６４４によって調整される。照明パラメータは、光を生成するために光源６４２によって使用されることが可能である。照明パラメータは、たとえば、ソース波長、パルスレート、パルス振幅、ビームタイプ（連続もしくはパルス）、放出される光に影響を与えることが可能であるその他のパラメータ、またはそれらの任意の組合せを含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、光源６４２によって生成される光源光は、赤色光、緑色光、および青色光の複数のビーム、またはそれらの任意の組合せを含むことが可能である。

【0095】

プロジェクタ６５０は、光源６４２によって生成された画像光を集めること、組み合わせること、調整すること、またはスキャンすることなど、光学機能のセットを実行することが可能である。いくつかの実施形態においては、プロジェクタ６５０は、組合せアセンブリ、光調整アセンブリ、またはスキャニングミラーアセンブリを含むことが可能である。プロジェクタ６５０は、光源６４２からの光を光学的に調整して潜在的に向け直す１つまたは複数の光学部品を含むことが可能である。光の調整の一例は、拡大すること、コリメートすること、１つもしくは複数の光学エラー（たとえば、像面湾曲、色収差など）に関して訂正を行うこと、光のいくつかのその他の調整、またはそれらの任意の組合せなど、光を調整することを含むことが可能である。プロジェクタ６５０の光学部品は、たとえば、レンズ、ミラー、アパーチャ、格子、またはそれらの任意の組合せを含むことが可能である。

【0096】

プロジェクタ６５０は、画像光を、その１つまたは複数の反射部分および／または屈折部分を介して向け直すことが可能であり、それによって画像光は、導波管ディスプレイへ特定の向きで投射される。画像光が導波管ディスプレイへ向け直される場所は、１つまたは複数の反射部分および／または屈折部分の特定の向きに依存することが可能である。いくつかの実施形態においては、プロジェクタ６５０は、少なくとも２次元でスキャンする単一のスキャニングミラーを含む。その他の実施形態においては、プロジェクタ６５０は、互いに直交する方向にそれぞれがスキャンする複数のスキャニングミラーを含むことが可能である。プロジェクタ６５０は、ラスタスキャン（水平にまたは垂直に）、双共鳴スキャン、またはそれらの任意の組合せを実行することが可能である。いくつかの実施形態においては、プロジェクタ６５０は、特定の振動周波数で水平および／または垂直方向に沿って、制御された振動を実行して、２次元に沿ってスキャンし、ユーザの目に提示されるメディアの２次元投影画像を生成することが可能である。その他の実施形態においては、プロジェクタ６５０は、１つまたは複数のスキャニングミラーと同様のまたは同じ機能を果たすことが可能であるレンズまたはプリズムを含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、画像ソースアセンブリ６１０は、プロジェクタを含まないことが可能であり、この場合、光源６４２によって放出された光は、導波管ディスプレイ上に直接入射することが可能である。

【0097】

半導体ＬＥＤにおいては、光子は、普通、活性領域（たとえば、１つまたは複数の半導体層）内の電子および正孔の再結合を通じて、特定の内部量子効率において生成され、この場合、内部量子効率は、光子を放出する活性領域内の放射電子正孔再結合の割合である。生成される光は、次いで、特定の方向において、または特定の立体角内でＬＥＤから抽出されることが可能である。ＬＥＤから抽出される放出される光子の数と、ＬＥＤを通過する電子の数との間における比は、外部量子効率と呼ばれ、外部量子効率は、どれぐらい効率よくＬＥＤが、注入される電子をデバイスから抽出される光子に変換するかについて記述している。

【0098】

外部量子効率は、注入効率、内部量子効率、および抽出効率に比例する場合がある。注入効率は、活性領域へと注入される、デバイスを通過する電子の割合を指す。抽出効率は、デバイスから脱出する、活性領域内で生成される光子の割合である。ＬＥＤ、および特に、低減された物理的な寸法を伴うマイクロＬＥＤに対して、内部および外部量子効率を改善すること、ならびに／または放出スペクトルを制御することは困難であることがある。いくつかの実施形態においては、光抽出効率を高めるために、半導体材料の層のうちの少なくともいくつかを含むメサが形成されることが可能である。

【0099】

いくつかの例では、ニアアイディスプレイシステム６００は、本明細書に記載したような１つまたは複数の再構成された半導体構成部品を含んでもよい、たとえば、ディスプレイパネル６４０は、本明細書に記載したような１つまたは複数の再構成された半導体構成部品を含んでもよい。

【0100】

いくつかの例では、１つまたは複数の再構成された半導体構成部品は、μＬＥＤおよび／またはμＬＥＤアレイを含んでもよい。μＬＥＤおよび／またはμＬＥＤアレイは、ディスプレイドライバ回路上に積み重ねられた放出μＬＥＤ素子を含んでもよく、本明細書に記載した技術のいずれかを使用して形成してもよい。

【0101】

いくつかの例では、μＬＥＤアレイは、任意の適切なサブピクセル配置で配置された赤色、緑色および青色μＬＥＤのアレイを備えてもよい。他の例では、μＬＥＤアレイは、投射オプティクスおよび／または導波管を介した投影の前または後に組み合わせてもよい別個の赤色、緑色および青色μＬＥＤアレイを含んでもよい。いくつかの例では、μＬＥＤアレイは、図６～図２４を参照して以下にさらに記載するように、再構成技術および方法を介して形成してもよい。

【0102】

積み重ねられたμＬＥＤおよびディスプレイドライバ回路は、上に記載したように、ウェハ再構成技術を使用して形成されてもよい。いくつかの例では、積み重ねられたμＬＥＤおよびディスプレイドライバ回路は、μＬＥＤ放出素子を形成する前に、ウェハ上にダイを再構成することによって形成されてもよい。たとえば、図６および図７は、ウェハを再構成する、たとえば、ディスプレイドライバ回路にμＬＥＤダイを統合する例示的方法を示し、同時に記載される。図６は、本開示に記載された技術による、ウェハを再構成する例示的方法のフローチャートである。図７は、本開示に記載された技術による、図６の方法ステップを示す、半導体ウェハ７０８の略図である。

【0103】

図６の技術は、複数のダイ（６７２）を形成するためにウェハ７００を単体化することを含む。ウェハ７００は、基板７０４、および基板７０４上の無機半導体層７０２を含んでもよい。基板７０４は、基板７０４上の無機半導体層７０２の形成を支持および可能にするように構成された任意の適切な材料を含んでもよい。たとえば、基板７０４はシリコン、サファイアなどを含んでもよい。無機半導体層７０２は、エピタキシャルＧａＮ層、エピタキシャルＧａＡｓ層、エピタキシャルＩｎＧａＮ、またはエピタキシャルＩｎＧａＡｓ層などのエピタキシャル層であってもよい。無機半導体層７０２は、量子井戸、または多数の量子井戸を含み、たとえば、赤色、緑色、および／または青色などの所定のスペクトルを有する光子の生成のために半導体内にバンドギャップを形成してもよい。いくつかの例では、μＬＥＤウェハ８００は、７５ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、または同様の直径ウェハであってもよい。

【0104】

ウェハ７００を単体化することは、複数のダイにウェハ７００を切断してもよい。複数のダイの各ダイは、基板７０４の対応する部分上の無機半導体層７０２の部分を含んでもよい。単体化中に、フレーム層７０６は、単体化後にウェハ７００およびダイの支持のために使用してもよい。いくつかの例では、単体化されたダイは、約３ｍｍｘ４ｍｍの表面積、および約５μｍの厚さを有する。他の例では、単体化されたダイは、任意の他の適切なサイズおよび暑さであってよい。

【0105】

ウェハ７００が単体化されると（６７２）、個別のダイは、複数の集積回路（６７４）を含む半導体ウェハ７０８に接合させてもよい。複数のダイは、隣接するダイの間に空間を備えて半導体ウェハ７０８に接合させてもよい。特に、それぞれのダイの無機半導体層７０２の表面は、半導体ウェハ７０８に接合される。

【0106】

半導体ウェハ７０８は、集積回路、たとえば、複数の集積回路を含む。いくつかの例では、各集積回路は、無機半導体層７０２に形成されたμＬＥＤアレイの通信および制御のためにデバイスドライバ集積回路（ＤＤＩＣ）を構成する。いくつかの例では、集積回路はデジタルおよびアナログ回路を含む。いくつかの例では、ウェハ７０８は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）ウェハ、ｂｉ－ＣＭＯＳウェハ、またはμＬＥＤの通信および制御のためのデジタルおよび／またはアナログ回路を含む任意の他のアーキテクチャである。

【0107】

ダイは、無機半導体層７０２が（たとえば、半導体ウェハ７０８内の各集積回路用の）対応する集積回路に接合されるように、半導体ウェハ７０８に接合されてもよい。半導体ウェハ７０８の集積回路は、ダイより大きい表面積、たとえば、４ｍｍｘ５ｍｍ面積を有してもよい。いくつかの例では、半導体ウェハ７０８の集積回路は、（たとえば、μＬＥＤが無機半導体層７０２に形成されると）電気信号が集積回路と対応する無機半導体層７０２の間を通過することを可能にした、ダイが接合される半導体ウェハ８０８の表面上に１つまたは複数の電気接点を含む。

【0108】

いくつかの例では、半導体ウェハ７０８の表面およびダイの表面、たとえば、無機半導体層７０２の表面は、半導体ウェハ７０８にダイを接合する（６６４）前に化学的および／または機械的手段を使用して洗浄してもよい。ダイはその後、たとえば、さらなる下流側処理ステップでビアの形成によって、無機半導体層７０２と集積回路に埋め込まれるμＬＥＤの間の電気接続を形成するように、集積回路に（たとえば、集積回路の電気接点に）実質的に整列させてもよい。いくつかの例では、無機半導体層７０２と半導体ウェハ７０８の間の接合は、（たとえば、アニーリングを介した）金属対金属接合、（たとえば、半導体ウェハ７０８および無機半導体層７０２上の表面酸化物層のアニーリングを介した）酸化物間接合などを含んでもよい。

【0109】

複数のダイが半導体ウェハ７０８に接合されると、ＣＭＯＳウェハ７０８に接合されたダイの間の空間は充填材料７１０で充填されてもよく、得られた構造は平坦化される（６７６）。充填材料７１０は、有機材料または無機材料であってもよい。たとえば、充填材料７１０は、酸化物または誘電ポリマーであってもよい。充填材料は、ダイ間の容積内に堆積、回転、あるいは配置してもよい。基板７０４と充填材料７１０の組合せは、基板７０４の表面および充填材料７１０が表面７１２で実質的に平面であるように、その後、研ぎ、研磨、化学機械研磨などを使用して平坦化してもよい。

【0110】

表面７１２はその後、充填材料７１０を薄肉化し、基板７０４を実質的に除去するように加工（６７８）してもよい。たとえば、表面７１２は、研ぎ、研磨、化学機械研磨などを使用して薄肉化されてもよい。表面７１２は、無機半導体層７０２の表面が露出されるように薄肉化されてもよい。

【0111】

無機半導体層７０２の表面が露出されると、μＬＥＤは、無機半導体層７０２内に埋め込まれる（たとえば、パターン化される）（６８０）。μＬＥＤの埋め込みは、リソグラフィ、または任意の適切な方法を介して行ってもよく、図７で下流側ピクセル処理７１４と呼ばれる。埋め込むこと（６８０）は、各ダイ上のμＬＥＤのアレイにつながる。このように、図６および図７の技術は、デバイスドライバ回路などの下層集積回路上に積み重ねられ、統合されたμＬＥＤにつながってもよい。これは、放出μＬＥＤ素子および対応デバイスドライバ回路の空間効率包装を可能にし、ＨＭＤなどの厳しいサイズ要件を有する応用例に有益であってもよい。

【0112】

他の例では、ウェハを再構成するために半導体ウェハに個別のダイを直接接合するよりも、複数のダイは最初に、キャリアウェハに取り付けられ、その後、半導体ウェハに接合されてもよい。図８および図９は、ウェハを再構成する、たとえば、集積回路とμＬＥＤダイを統合するための例示的技術を示し、同時に記載される。図８は、本開示に記載した技術により、ウェハを再構成する例示的方法のフローチャートである。図９は、本開示に記載された技術により、図８の方法ステップを示す略図である。

【0113】

最初に、ウェハ７００は複数のダイに単体化されてもよい（８０２）。ウェハ７００、基板７０４、無機半導体層７０２、および単体化ステップ（８０２）は、図７に図示した対応する構造および図６に図示した対応するステップと同様、または実質的に同じであってもよい。

【0114】

ウェハ７００が複数のダイに単体化されると（８０２）、多数のダイは、キャリアウェハまたはダミーウェハ９０２に接合されてもよい（８０４）。特に、各ダイの基板７０４はキャリアウェハ９０２に接合される。キャリアウェハ９０２は、シリコンウェハ、またはダイの接合および後の処理ステップでのその後の薄肉化および除去のための任意の適切な材料であってもよい。いくつかの例では、ダイは、各無機半導体層７０２が半導体ウェハ７０８内で対応する集積回路と実質的に整列されるように、半導体ウェハ７０８に含まれる複数の集積回路の位置に対応する位置でキャリアウェハ９０２に位置決めおよび接合される。いくつかの例では、キャリアウェハ９０２は、約３００ｍｍなどの、半導体ウェハ７０８と実質的に同じ直径を画定する。

【0115】

いくつかの例では、キャリアウェハ９０２にダイを接合する（８０４）前に、基板７０４の表面およびキャリアウェハ９０２を洗浄してもよい。いくつかの例では、基板７０４とキャリアウェハ９０２の間の接合は、（たとえば、アニーリングを使用した）金属対金属接合、（たとえば、アニーリングを使用した）酸化物間接合、または両方であってもよい。

【0116】

隣接するダイ間の空間はその後、充填してもよく、充填材料７１０および無機半導体層７０２は平坦化される（８０６）。充填材料７１０は、たとえば、酸化物またはポリマーを含んでもよい。平坦化は、研ぎ、研磨、化学機械研磨などを使用して達成されてもよい。充填材料７１０は、その後の処理中にダイに対する機械的支持を提供してもよい。

【0117】

充填材料７１０および無機半導体層７０２が平坦化されると（８０６）、無機半導体層７０２を半導体ウェハ７０８に接合させてもよい（８０８）。いくつかの例では、ウェハ対ウェハ接合技術を使用してもよく、表面の洗浄は図６および図７の技術ほど重要ではない可能性がある。接合は、金属対金属接合、酸化物間接合などを使用してもよい。図６および図７を参照して上に記載するように、それぞれの無機半導体層７０２は、半導体ウェハ７０８の各対応する集積回路に接合してもよい。

【0118】

キャリアウェハ９０２、基板７０４、および充填材料７１０の一部はその後、薄肉化および除去されてもよい（８１０）。このステップは、図６のステップ（６７８）と同様、または実質的に同じであってもよい。

【0119】

無機半導体層７０２の表面が露出されると、μＬＥＤは、無機半導体層７０２内に埋め込まれる（たとえば、パターン化される）（８１２）。μＬＥＤの埋め込みは、リソグラフィ、または任意の適切な方法を介して行ってもよく、図９で下流側ピクセル処理７１４と呼ばれる。埋め込むこと（８１２）は、各ダイ上のμＬＥＤのアレイにつながる。このように、図８および図９の技術は、デバイスドライバ回路などの下層集積回路上に積み重ねられ、統合されたμＬＥＤにつながってもよい。これは、放出μＬＥＤ素子および対応するデバイスドライバ回路の空間効率包装を可能にし、ＨＭＤなどの厳しいサイズ要件を有する応用例に有益であってもよい。加えて、図６および図７の技術と比べて、半導体ウェハ７０８への無機半導体層７０２の接合を単純化してもよく、より少ない洗浄および準備を使用してもよい。

【0120】

いくつかの例では、無機半導体層７０２を半導体ウェハ７０８に接合した後に無機半導体層７０２内にμＬＥＤを埋め込むことよりも、無機半導体層７０２を半導体ウェハ７０８に接合する前にμＬＥＤを無機半導体層７０２に埋め込んでもよい。図１０および図１１は、ウェハを再構成する、たとえば、μＬＥＤダイを集積回路と統合するための例示的方法を示し、同時に記載される。図１０は、本開示に記載された技術により、ウェハを再構成するための例示的技術のフローチャートである。図１１は、本開示に記載された技術による、図１０の方法ステップを示す略図である。

【0121】

図１０および図１１の技術のステップは、図８および図９の技術のステップと実質的に同じであるが、異なる順序である。図１０および図１１の技術では、ウェハ７００は単体化されて、複数のダイを形成する（１００２）。多数のダイがキャリアウェハに接合される（１００４）。充填材料７１０はその後、ダイ周りで充填され、ダイおよび充填材料７１０は平坦化される（１００６）。

【0122】

これらのステップが完了すると、μＬＥＤは無機半導体層７０２に埋め込まれる（１００８）。半導体ウェハ７０８に接合される無機半導体層７０２の表面がμＬＥＤの埋め込み中に露出されると、処理は逆の順序で行われる、すなわち、半導体ウェハ７０８に隣接する構造（たとえば、導電性ビア）が最初に形成される。μＬＥＤが無機半導体層７０２に埋め込まれ（１００８）、たとえば、μＬＥＤ埋め込み無機半導体層１１０２を形成した後に、μＬＥＤ埋め込み無機半導体層１１０２は半導体ウェハ７０８に接合される（１０１０）。最後に、キャリアウェハ９０２、基板７０４、および充填材料７１０の一部を薄肉化して、μＬＥＤ埋め込み無機半導体層１１０２の表面を露出させてもよい（１０１２）。

【0123】

図１２は、本開示に記載された技術による、図６～図１１の例示的方法のいずれかによるウェハ再構成後の集積回路上のμＬＥＤアレイを含む積み重ねられたダイの略図である。図６～図１１の技術のいずれかでは、μＬＥＤが無機半導体層７０２に埋め込まれると、集積μＬＥＤアレイを含む半導体ウェハ７０８は単体化されて、デバイスドライバ回路などの集積回路上に、μＬＥＤアレイ、たとえばμＬＥＤ埋め込み無機半導体層１１０２を含む積み重ねられたダイ１１１０を形成してもよい。図示した例では、ステップ（６８０）または（８１２）でのμＬＥＤ埋め込み、またはステップ（１０１２）でのキャリアウェハおよびダイ基板の薄肉化および除去の後に、図６～図１１のウェハ再構成技術のいずれかは、μＬＥＤアレイを含む積み重ねられたダイ１１１０の形成につながってもよい。

【0124】

図示した例では、積み重ねられたダイ１１１０はそれぞれ、集積回路、たとえば、少なくとも１つの集積回路、μＬＥＤ埋め込み無機半導体層１１０２および充填材料７１０を含んでもよい半導体ウェハ７０８を含む。いくつかの例では、無機半導体層７０２（μＬＥＤ埋め込み前）および／またはμＬＥＤ埋め込み無機半導体層１１０２は、積み重ねられたダイ１１１０を形成するために単体化前に半導体ウェハ７０８に接合されるので、半導体層１１０２は、μＬＥＤ埋め込み無機半導体層１１０２を越えて、たとえば、図示するようなｘ－ｙ方向に延びる。たとえば、半導体ウェハ７０８の表面１１４０は、μＬＥＤ埋め込み無機半導体層１１０２の縁部１１４２を越えて、図示する例ではまた、μＬＥＤ埋め込み無機半導体層１１０２の縁部１１４４を越えて、たとえば、ｘ方向に延びる。いくつかの例では、半導体ウェハ７０８の表面１１４０は、ｙ方向にもμＬＥＤ埋め込み無機半導体層１１０２の縁部を越えて、たとえば、正のｙ方向にμＬＥＤ埋め込み無機半導体層１１０２の第１の縁部（図示せず）を越えて、および負のｙ方向にμＬＥＤ埋め込み無機半導体層１１０２を越えて延びてもよい。いくつかの例では、μＬＥＤ埋め込み無機半導体層１１０２の縁部１１４２、１１４４と、ｘ－ｚ平面のμＬＥＤ埋め込み無機半導体層１１０２の他の縁部（図１２の断面図には図示せず）は、半導体ウェハ７０８の表面１１４０と実質的に垂直であってもよい。

【0125】

いくつかの例では、充填材料７１０は、μＬＥＤ埋め込み無機半導体層１１０２の厚さまで延び、表面１１４０の幅まで縁部１１４２、１１４４（およびｘ－ｚ平面の他の縁部）から延びる表面１１４０上の容積（たとえば、表面１１４０から正のｚ方向）を充填してもよい。すなわち、積み重ねられたダイ１１１０はそれぞれ、半導体ウェハ７０８の表面１１４０上に配置され、縁部１１４２、１１４４のうちの少なくとも１つ、またはｘ－ｚ平面のμＬＥＤ埋め込み無機半導体層１１０２の他の縁部に接触し、これらを越えて延びる充填材料７１０を含んでもよい。いくつかの例では、充填材料７１０は、μＬＥＤ埋め込み無機半導体層１１０２の上部（たとえば、正のｚ方向）表面と実質的に同一平面であってもよい。すなわち、充填材料７１０の表面１１４８は、μＬＥＤ埋め込み無機半導体層１１０２の主表面１１４６と実質的に同一平面であってもよい。いくつかの例では、μＬＥＤ埋め込み無機半導体層１１０２の縁部１１４２、１１４４と、ｘ－ｚ平面のμＬＥＤ埋め込み無機半導体層１１０２の他の縁部（図１２の断面図には図示せず）は、μＬＥＤ埋め込み無機半導体層１１０２の主表面１１４４、および充填材料７１０の表面１１４８と実質的に垂直であってもよい。

【0126】

いくつかの例では、μＬＥＤアレイを形成する前にウェハを再構成するよりむしろ、ウェハは半導体ウェハ上にμＬＥＤアレイを形成した後に再構成されてもよい。図１３および図１４は、ウェハを再構成する、たとえばμＬＥＤダイをデジタル／アナログ回路と統合する例示的方法を示し、同時に記載される。図１３は、本開示に記載された技術による、ウェハを再構成するための例示的方法１２００のフローチャートである。図１４は、本開示に記載された技術による、図１３の処理ステップ全体を通したウェハ１３０２の略図である。

【0127】

図１３および図１４の技術は、複数の集積回路および複数のμＬＥＤアレイを含むウェハ１３０２を複数のダイ（１２０２）内に単体化することを含む。単体化プロセス中、ウェハ１３０２および単体化されたダイは、フレーム層７０６によって支持されてもよい。集積回路は、半導体ウェハ１３０３の一部であってもよい。半導体ウェハ１３０３は、図７を参照して上に記載した半導体ウェハ７０８と同様、または実質的に同じであってもよい。複数のμＬＥＤアレイは、埋め込みピクセルアレイ層１３０４の一部であってもよい。埋め込みピクセルアレイ層１３０４は、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＡｓなどの無機半導体層を含んでもよい。各単体化されたダイは、集積回路、および集積回路上に積み重ねられ、統合されたμＬＥＤアレイを含む。上に記載した集積回路と同様に、集積回路は、μＬＥＤアレイ用のデバイスドライバ回路などのアナログおよび／またはデジタル回路を含んでもよい。いくつかの例では、μＬＥＤアレイは対応する集積回路上にあってもよい。いくつかの例では、各単体化されたダイは、集積回路と統合され、１つまたは複数のＴＳＶに電気接続されるように構成されてもよい１つまたは複数のＩ／Ｏコンタクトを含む。

【0128】

ウェハ１３０２は、ウェハ１３０２が３００ｍｍ処理機器を使用して処理することができないように、３００ｍｍより小さい直径を画定してもよい。たとえば、ウェハ１３０２は、７５ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、または同様の直径ウェハであってもよい。いくつかの例では、ウェハ１３０２は、より大きい半導体層の外側環を除去するために、より大きい半導体ウェハをコアリングすることによって形成されてもよい。いくつかの例では、埋め込みピクセルアレイ層１３０４は約５μｍの公称厚さを有してもよく、半導体ウェハ１３０３は約７８０μｍの公称厚さを有してもよい。いくつかの例では、半導体ウェハ１３０３は、ウェハ１３０２の単体化前に薄肉化されてもよい。たとえば、半導体ウェハ１３０３は、機械研ぎ、機械研磨、化学機械研磨などを使用して薄肉化されてもよい。いくつかの例では、半導体ウェハ１３０３は、その公称厚さ、たとえば７８０μｍから約５００μｍの公称厚さまで薄肉化されてもよい。いくつかの例では、半導体ウェハ１３０３の薄肉化は、ウェハ再構成方法１２００中に弓形を少なくしてもよい。

【0129】

多数の単体化されたダイは、キャリアウェハ１３０６に取り付けられてもよい（１２０４）。図示した例では、μＬＥＤアレイは、たとえば、一時的接着剤１３０８を介してキャリアウェハ１３０６に取り付けられている。いくつかの例では、キャリアウェハ１３０６は、半導体処理技術に適合するような寸法であってもよい。たとえば、キャリアウェハ１３０６は３００ｍｍの直径を有してもよい。図６～図１１の半導体ウェハ７０８に関して上に記載したように、半導体１３０３は同様に、アナログおよび／またはデジタル回路などの複数の集積回路を同様に含んでもよい。いくつかの例では、キャリアウェハ１３０６はシリコンであってもよく、いくつかの例では、キャリアウェハ１３０６はガラスであってもよい。

【0130】

いくつかの例では、個別の単体化されたダイ１３０５は、単体化後に、たとえば、キャリアウェハ１３０６への取付後に薄肉化されてもよい。たとえば、半導体ウェハ１３０３が単体化、およびキャリアウェハ１３０６への単体化されたダイ１３０５の取付前に薄肉化されなかった場合、個別のダイ１３０５の半導体ウェハ材料は、上に記載したのと同様に、機械研ぎもしくは研磨、または化学機械研磨を介して、その公称厚さ、たとえば７８０μｍから約５００μｍの公称厚さまで薄肉化されてもよい。いくつかの例では、個別のダイの半導体ウェハ材料の薄肉化は、ウェハ再構成方法１２００中に弓形を少なくしてもよい。

【0131】

多数の単体化されたダイがキャリアウェハ１３０６に取り付けられると、充填材料１３１０は、隣接する単体化されたダイ間の容積を充填材料１３１０で充填するように、単体化されたダイ周りに堆積させてもよい（１２０６）。充填材料１３１０は、酸化物、ポリマーなどであってもよい。いくつかの例では、充填材料１３１０は、ダイを越えて延びる厚さを有してもよく、ダイを包んでもよい。

【0132】

充填材料１３１０および半導体ウェハ１３０３はその後、薄肉化および平坦化されてもよい（１２０８）。薄肉化および平坦化は、機械研ぎ、機械研磨、化学機械研磨などを含んでもよい。充填材料１３１０および半導体ダイ１３０５は、所定の厚さに薄肉化されてもよい（１２０８）。充填材料１３１０および半導体ダイ１３０５は、機械研ぎ、機械研磨、化学機械研磨などを使用して薄肉化されてもよい。所定の厚さは、たとえば、約１５０マイクロメートルであってもよい。半導体ダイ１３０５の表面は、薄肉化後に露出されてもよい。

【0133】

スルー基板ビア１３１４はその後、複数の半導体ダイ１３０５それぞれに形成されてもよい（１２１０）。たとえば、スルー基板ビア１３１４は、スルーシリコンビアを形成するための半導体処理技術を介して形成されてもよい。いくつかの例では、スルー基板ビアは、集積回路、および／またはμＬＥＤアレイ、および／または個別のμＬＥＤにＩ／Ｏ接続点を提供し、１つまたは複数のＩ／Ｏコンタクトに接続されてもよい。加えて、方法１２００は、方法１６００および図１８および図１９に関して以下にさらに図示および記載するように、ＴＳＶ形成中に露出されたダイ表面およびウェハの側壁上に薄い保護層をコーティングすることを含んでもよい。

【0134】

図１５および図１６は、ウェハを再構成する、たとえば、μＬＥＤダイをデジタル／アナログ回路と統合する別の例示的方法１４００を図示し、同時に記載される。図１５は、本開示に記載された技術により、ウェハを再構成するための例示的方法１４００のフローチャートである。図１６は、本開示に記載した技術による、図１５の処理ステップ全体を通してウェハ１５０２の略図である。

【0135】

図１５および図１６の技術は、複数の集積回路および複数のμＬＥＤアレイを含むウェハ１５０２を複数の単体化されたダイ１５０５に単体化することを含む（１４０２）。単体化プロセス中、ウェハ１５０２および単体化されたダイ１５０５は、フレーム層７０６によって支持されてもよい。集積回路は、半導体ウェハ１５０３の一部であってもよい。半導体ウェハ１５０３は、図７を参照して上に記載した半導体ウェハ７０８と同様、または実質的に同じであってもよい。複数のμＬＥＤアレイは、埋め込みピクセルアレイ層１５０４の一部であってもよい。埋め込みピクセルアレイ層１５０４は、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＡｓなどの無機半導体層を含んでもよい。各単体化されたダイ１５０５は、集積回路、および集積回路上に積み重ねられ、統合されたμＬＥＤアレイを含む。上に記載した集積回路と同様に、集積回路は、μＬＥＤアレイ用のデバイスドライバ回路などのアナログおよび／またはデジタル回路を含んでもよい。いくつかの例では、μＬＥＤアレイは対応する集積回路上にあってもよい。いくつかの例では、各単体化されたダイは、集積回路と統合され、１つまたは複数のＴＳＶに電気接続されるように構成されてもよい１つまたは複数のＩ／Ｏコンタクトを含む。

【0136】

ウェハ１５０２は、ウェハ１５０２が３００ｍｍ処理機器を使用して処理することができないように、３００ｍｍより小さい直径を画定してもよい。たとえば、ウェハ１５０２は、７５ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、または同様の直径ウェハであってもよい。いくつかの例では、ウェハ１５０２は、より大きい半導体ウェハの外側環を除去するために、より大きい半導体ウェハをコアリングすることによって形成されてもよい。いくつかの例では、埋め込みピクセルアレイ層１５０４は約５μｍの公称厚さを有してもよく、半導体ウェハ１５０３は約７８０μｍの公称厚さを有してもよい。いくつかの例では、半導体ウェハ１５０３は、ウェハ１５０２の単体化前に薄肉化されてもよい。たとえば、半導体ウェハ１５０３は、機械研ぎ、機械研磨、化学機械研磨などを使用して薄肉化されてもよい。いくつかの例では、半導体ウェハ１５０３は、その公称厚さ、たとえば７８０μｍから約５００μｍの公称厚さまで薄肉化されてもよい。いくつかの例では、半導体ウェハ１５０３の薄肉化は、ウェハ再構成方法１４００中に弓形を少なくしてもよい。

【0137】

多数の単体化されたダイ１５０５は、中間キャリア１５０７に取り付けられてもよい（１４０４）。図示した例では、埋め込みピクセルアレイ層１５０４は、たとえば、接着剤１５０９を介して中間キャリア１５０７に取り付けられている。いくつかの例では、中間キャリア１５０７は、半導体処理技術に適合するような寸法であってもよい、たとえば、中間キャリア１５０７は３００ｍｍの直径を有してもよい。いくつかの例では、中間キャリア１５０７はシリコンであってもよく、他の例では、中間キャリアは、シリコンと比べて、より硬く、大きな安定性、たとえば、寸法および／または温度安定性を有する材料であってもよい。たとえば、中間キャリア１５０７は銅などの金属であってもよい。

【0138】

いくつかの例では、接着剤１５０９は、比較的薄い層の接着剤、たとえば、約２００μｍ未満、または約１５０μｍ未満、または約１００μｍ未満、または約５０μｍ未満であってもよい。いくつかの例では、接着剤１５０９は、ダイ配置および処理中、たとえば、中間キャリア１５０７への単体化されたダイ１５０５の取付中、および／または充填および平坦化中に、単体化されたダイ１５０５の傾斜および／またはシフトなどの変形の減少を示すように構成されている（１４０６）。たとえば、接着剤１５０９は、たとえば、比較的柔らかい接着剤１５０９に対して、１０μｍ未満の厚さを有してもよい。他の例では、接着剤１５０９は、たとえば比較的剛性のある接着剤１５０９に対して、最大５０μｍの厚さを有してもよい。いくつかの例では、接着剤１５０９は、販売名称３Ｍ（商標）液体ＵＶ硬化性接着剤、たとえば３ＭウェハサポートシステムＬＣシリーズ接着剤で市販されるアクリル系接着剤などのアクリル系接着剤であってもよい。いくつかの例では、接着剤１５０９は、Ｓｅｋｉｓｕｉ ＳＥＬＦＡ ＨＳテープおよび／またはＳｅｋｉｓｕｉ ＳＥＬＦＡ ＳＥテープなどであってもよい。さらに他の例では、接着剤１５０９は、Ｌｏｃｔｉｔｅ（登録商標）Ａｂｌｅｓｔｉｋ ＡＴＢシリーズ接着フィルム、またはＢｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＢｒｅｗｅｒＢＯＮＤ（登録商標）シリーズ接着剤であってもよい。

【0139】

いくつかの例では、複数のダイは、隣接したダイ間の空間を備えて中間ウェハ１５０７に接合させることができる。いくつかの例では、埋め込みピクセルアレイ層１５０４は、裏向き展開プロセスを介して中間ウェハ１５０７に取り付けられてもよい。

【0140】

いくつかの例では、個別の単体化されたダイ１５０５は、単体化後、たとえば、中間ウェハ１５０７への取付後に薄肉化されてもよい。たとえば、半導体ウェハ１５０３が単体化、および中間ウェハ１５０７への単体化されたダイ１５０５の取付前に薄肉化されなかった場合、個別のダイ１５０５の半導体ウェハ材料は、上に記載したのと同様に、機械研ぎもしくは研磨、または化学機械研磨を介して、その公称厚さ、たとえば７８０μｍから、約５００μｍの公称厚さまで薄肉化されてもよい。いくつかの例では、個別のダイの半導体ウェハ材料の薄肉化は、ウェハ再構成方法１４００のその後のステップ中に弓形を少なくしてもよい。

【0141】

多数の単体化されたダイ１５０５が中間ウェハ１５０７に取り付けられると、充填材料１５１１は、隣接する単体化されたダイ１５０５間の容積を充填材料１５１１で充填するように、単体化されたダイ１５０５周りに堆積させてもよい（１４０６）。充填材料１５１１は、ポリマーなどであってもよい。いくつかの例では、充填材料１５１１は、ダイを越えて延びる厚さを有してもよく、ダイを包んでもよい。いくつかの例では、充填材料１５１１は金型プロセスを介して堆積させてもよく、型材であってもよい。たとえば、充填材料１５１１は、たとえば、ノズルおよび／または液体分配針を介して分配させてもよい。

【0142】

いくつかの例では、充填材料１５１１は、たとえば、ＴＳＶ形成のためのキャリアウェハへの単体化されたダイ１５０５のその後の一時的接着中に、単体化されたダイ１５０５の傾斜およびシフトを減少させるように構成されてもよい。充填材料１５１１は、上に記載したように、たとえば、機械研ぎおよび／または研磨、または化学機械研磨を介して、薄肉化および平坦化されてもよい。いくつかの例では、充填材料１５１１および単体化されたダイ１５０５は、充填および平坦化中に、所定の厚さ、たとえば約１５０μｍに平坦化および薄肉化されてもよい（１４０６）。他の例では、所定の厚さへの平坦化および薄肉化は、その後のステップ、たとえば、両方とも以下に記載する、（１４０８）での中間キャリア１５０７の除去後、または（１４１０）でのキャリアウェハ１５０６への取付後に起こってもよい。

【0143】

中間キャリア１５０７は、充填材料１５１１および単体化されたダイ１５０５から除去されてもよい（１４０８）。充填材料１５１１および単体化されたダイ１５０５は、キャリアウェハ１５０６に取り付けられてもよい（１４１０）。図示した例では、μＬＥＤアレイは、たとえば、一時的接着剤１５０８を介して、キャリアウェハ１５０６に取り付けられている。いくつかの例では、キャリアウェハ１５０６は、半導体処理技術と適合するようなサイズであってもよい。たとえば、キャリアウェハ１５０６は３００ｍｍの直径を有してもよい。いくつかの例では、キャリアウェハ１５０６はシリコンであってもよく、いくつかの例では、キャリアウェハ１５０６はガラスであってもよい。

【0144】

充填材料１５１１および単体化されたダイ１５０５はその後、薄肉化および平坦化されてもよい（１４１２）。充填材料１５１１および半導体ダイ１５０５は、所定の厚さに薄肉化されてもよい（１４１２）。充填材料１５１１および単体化されたダイ１５０５は、機械研ぎ、機械研磨、化学機械研磨などを使用して薄肉化されてもよい。所定の厚さは、たとえば、約１５０マイクロメートルであってもよい。半導体ダイ１５０５の表面は、薄肉化後に露出されてもよい。

【0145】

スルー基板ビア１５１４はその後、複数の半導体ダイ１５０５それぞれに形成されてもよい（１４１４）。たとえば、スルー基板ビア１４１５は、スルーシリコンビアを形成するための半導体処理技術を介して形成されてもよい。いくつかの例では、スルー基板ビアは、集積回路、および／またはμＬＥＤアレイ、および／または個別のμＬＥＤにＩ／Ｏ接続点を提供し、１つまたは複数のＩ／Ｏコンタクトに接続されてもよい。最初に単体化されたダイ１５０５を中間キャリア１５０７に取り付け（１４０４）、単体化されたダイ１５０５周りで充填および平坦化する（１４０６）ことによって、部分的に包まれた単体化されたダイ１５０５を含むポリマーウェハが形成され、一時的接着剤１５０８を使用したキャリアウェハ１５０６へのその後の取付により適合されてもよい。たとえば、部分的に包まれた単体化されたダイ１５０５を含むポリマーウェハは、図１３および図１４の技術で行われるのと同様に、キャリアウェハ１３０６に個別の単体化されたダイ１３０５を直接取り付けるより、キャリアウェハ１５０６に取り付けられた場合に単体化されたダイ１５０５の間により正確な空間的関係を可能にしてもよい。これにより、所望の位置でスルー基板ビア１５１４を形成することを容易にしてもよい。加えて、方法１４００は、方法１６００および図１８および図１９に関してさらに図示および以下に記載するように、ＴＳＶ形成中に露出されたダイ表面およびウェハの側壁上に薄い保護層をコーティングすることを含んでもよい。

【0146】

図１７は、本開示に記載された技術による図１３～図１６の例示的方法のいずれかによる、ウェハ再構成後のスルー基板ビアを含む集積回路上にμＬＥＤアレイを含む積み重ねられたダイの略図である。図１３～図１６の技術のいずれかでは、ＴＳＶが複数の半導体ダイそれぞれに形成されると、キャリアウェハを除去してもよく、統合されたμＬＥＤアレイを含む半導体を単体化させて、μＬＥＤアレイおよびＴＳＶを含む積み重ねられたダイを形成してもよい。図示した例では、ステップ（１２１０）で形成されたＴＳＶ１３１４またはステップ（１４１２）で形成されたＴＳＶ１５１４のいずれかであってもよいＴＳＶ１５３４の形成の後に、埋め込みピクセルアレイ層１５２４および充填材料１５２１の少なくとも一部分を含む単体化されたダイ１５３５（それぞれ、単体化されたダイ１３０５、１５０５、埋め込みピクセルアレイ層１３０４、１５０４、および充填材料１３１０、１５１１のいずれかに対応してもよい）を単体化させて、積み重ねられたダイ１５５０を形成してもよい。

【0147】

図示した例では、積み重ねられたダイ１５５０はそれぞれ、集積回路、たとえば、少なくとも１つの集積回路、複数のμＬＥＤアレイを含んでもよい埋め込みピクセルアレイ層１５２４、充填材料１５２１、およびＴＳＶ１５１４を含んでもよい単体化されたダイ１５３５を含む。いくつかの例では、単体化されたダイ１５３５および埋め込みピクセルアレイ層１５２４は、互いに単体化され、その後、ＴＳＶ処理用キャリア、たとえば、キャリア１３０６、１５０６に接合されるので、単体化されたダイ１５３５の表面１５４０は、埋め込みピクセルアレイ層１５２４を越えて、たとえば、図示するようなｘ－ｙ方向に延びないこともある。たとえば、埋め込みピクセルアレイ層１５２４の第１の縁部１５４２は、単体化されたダイ１５３５の第１の縁部１５４３と実質的に同一平面であってもよく、埋め込みピクセルアレイ層１５２４の第２の縁部１５４４は、単体化されたダイ１５３５の第２の縁部１５４５と実質的に同一平面であってもよく、埋め込みピクセルアレイ層１５２４の、１つまたは複数の他の縁部、たとえば、ｘ－ｚ平面内にあるが、図１７の断面図に示されていない縁部は、単体化されたダイ１５３５の対応する縁部と実質的に同一平面であってもよい。いくつかの例では、縁部１５４２～１５４５と、ｘ－ｚ平面（図示せず）内などの他の縁部のいずれかは、単体化されたダイ１５３５の表面１５４０に実質的に垂直であってもよい。

【0148】

いくつかの例では、充填材料１５２１は、埋め込みピクセルアレイ層１５２４の第１の縁部１５４２、単体化されたダイ１５３５の第１の縁部１５４３、埋め込みピクセルアレイ層１５２４の第２の縁部１５４４、単体化されたダイ１５３５の第２の縁部１５４５、またはｘ－ｚ平面（図示せず）などの任意の他の縁部のうちの１つまたは複数に配置されてもよい。すなわち、下流側ピクセル処理１５２６の後、積み重ねられたダイ１５５０それぞれは、１つまたは複数の縁部、たとえば、単体化されたダイ１５３５の表面１５４０および／または埋め込みピクセルアレイ層１５２４の主表面１５４６に実質的に垂直である縁部上に配置された充填材料１５２１を含んでもよい。

【0149】

図１８および図１９は、ウェハを再構成する、たとえば、μＬＥＤダイをデジタル／アナログ回路と統合する別の例示的方法１６００を示し、同時に記載する。図１８は、本開示に記載された技術による、ウェハを再構成するための例示的方法１６００のフローチャートである。図１９は、本開示に記載された技術による、図１８の処理ステップ全体を通した、ウェハ１７０２Ｂ、１７０２Ｒおよび１７０２Ｇの略図である。いくつかの例では、方法１６００は、最終パッケージ構成内で、複数の発光色、たとえば、赤色、緑色、および青色（ＲＧＢ）に対応する複数のダイの配置を再構成することを含み、それにより、各色用の再構成方法をそれぞれ繰り返し、最終色配置に再構成色を置く下流側処理ステップをなくす。方法１６００はまた、μＬＥＤアレイの発光表面が、「面参照」と呼ぶこともできる実質的に同一平面であるように、最終色配置で複数の色に対応する複数のダイを構成することを含む。加えて、方法１６００は、ＴＳＶ形成中に露出したダイ表面およびウェハの側壁上に薄い保護層をコーティングすることを含んでもよい。

【0150】

図１８および図１９の技術は、複数の単体化されたダイ１７０５Ｂ、１７０５Ｒ、および１７０５Ｇ内に、複数の集積回路および複数のμＬＥＤアレイを含むウェハ１７０２Ｂ、１７０２Ｒ、および１７０２Ｇそれぞれを単体化させること（１６０２）を含む。ウェハ１７０２Ｂ、１７０２Ｒ、および１７０２Ｇの複数のμＬＥＤアレイは、ウェハ１７０２Ｂ、１７０２Ｒ、および１７０２Ｇに対応する特定の色、たとえば、緑色、赤色、および青色の光を発光するように構成されてもよい。いくつかの例では、図１８および図１９の技術は加えて、他の色の光を発光する、および／または帯域幅、たとえば、白色光を発光するように構成された、複数の集積回路および複数のμＬＥＤアレイを含むウェハを単体化することを含んでもよい。たとえば、「白色」μＬＥＤアレイを含むウェハは、方法１６００の方法ステップに含めてもよく、埋め込みμＬＥＤアレイ１７０４Ｂ、１７０４Ｒ、および１７０４Ｇをそれぞれ含むウェハ１７０２Ｂ、１７０２Ｒ、および１７０２Ｇに加える、またはその代わりであってもよい。単体化プロセス中、ウェハ１７０２Ｂ、１７０２Ｒ、および１７０２Ｇ（集合的に、ウェハ１７０２と呼ばれる）、および単体化されたダイ１７０５Ｂ、１７０５Ｒ、および１７０５Ｇ（集合的に、単体化されたダイ１７０５と呼ばれる）は、フレーム層７０６によって支持されてもよい。複数の集積回路は、半導体ウェハ１７０３Ｇ、１７０３Ｒ、および１７０３Ｂ（集合的に、半導体ウェハ１７０３と呼ばれる）の一部であってもよい。半導体ウェハ１７０３は、図７を参照して上に記載した半導体ウェハ７０８と同様、または実質的に同じであってもよい。複数のμＬＥＤアレイは、埋め込みピクセルアレイ層１７０４Ｂ、１７０４Ｒ、および１７０４Ｇ（集合的に、埋め込みピクセルアレイ層１７０４と呼ばれる）の一部であってもよい。埋め込みピクセルアレイ層１７０４は、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＡｓなどの無機半導体層を含んでもよい。各単体化されたダイ１７０５は、集積回路、および集積回路上に積み重ねられ、統合されたμＬＥＤアレイを含む。上に記載した集積回路と同様に、集積回路は、μＬＥＤアレイ用のデバイスドライバ回路などのアナログおよび／またはデジタル回路を含んでもよい。いくつかの例では、μＬＥＤアレイは対応する集積回路上にあってもよい。いくつかの例では、各単体化されたダイは、集積回路と統合され、１つまたは複数のＴＳＶに電気接続されるように構成されてもよい１つまたは複数のＩ／Ｏコンタクト１７１０を含む。

【0151】

ウェハ１７０２は、ウェハ１７０２が３００ｍｍ処理機器を使用して処理することができないように、３００ｍｍより小さい直径を画定してもよい。たとえば、ウェハ１７０２は、７５ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、または同様の直径ウェハであってもよい。いくつかの例では、ウェハ１７０２は、より大きい半導体ウェハの外側環を除去するために、より大きい半導体ウェハをコアリングすることによって形成されてもよい。いくつかの例では、埋め込みピクセルアレイ層１７０４は約５μｍの公称厚さを有してもよく、半導体ウェハ１７０３は約７８０μｍの公称厚さを有してもよい。いくつかの例では、半導体ウェハ１７０３は、ウェハ１７０２の単体化前に薄肉化されてもよい。たとえば、半導体ウェハ１７０３は、機械研ぎ、機械研磨、化学機械研磨などを使用して薄肉化されてもよい。いくつかの例では、半導体ウェハ１７０３は、その公称厚さ、たとえば７８０μｍから約５００μｍの公称厚さまで薄肉化されてもよい。いくつかの例では、半導体ウェハ１７０３の薄肉化は、ウェハ再構成方法１６００中に弓形を少なくしてもよい。

【0152】

多数の単体化されたダイ１７０５は、中間キャリア１７０７に取り付けられ、最終ＲＧＢパッケージ構成および／または配置に置かれてもよい（１６０４）。図示した例では、埋め込みピクセルアレイ層１７０４は、たとえば、接着剤１７０９を介して中間キャリア１７０７に取り付けられている。いくつかの例では、中間キャリア１７０７は、半導体処理技術に適合するようなサイズであってもよい、たとえば、中間キャリア１７０７は３００ｍｍの直径を有してもよい。いくつかの例では、中間キャリア１７０７はシリコンであってもよく、他の例では、中間キャリアは、シリコンと比べて、より硬く、大きな安定性、たとえば、寸法および／または温度安定性を有する材料であってもよい。たとえば、中間キャリア１７０７は銅などの金属であってもよい。

【0153】

いくつかの例では、接着剤１７０９は、比較的薄い層の接着剤、たとえば、約２００μｍ未満、または約１５０μｍ未満、または約１００μｍ未満、または約５０μｍ未満であってもよい。いくつかの例では、接着剤１７０９は、ダイ配置および処理中、たとえば、中間キャリア１７０７への単体化されたダイ１７０５の取付中、および／または充填および平坦化中に、単体化されたダイ１７０５の傾斜および／またはシフトなどの変形の減少を示すように構成されている（１６０６）。たとえば、接着剤１７０９は、たとえば、比較的柔らかい接着剤１７０９に対して、１０μｍ未満の厚さを有してもよい。他の例では、接着剤１７０９は、たとえば比較的剛性のある接着剤１７０９に対して、最大５０μｍの厚さを有してもよい。いくつかの例では、接着剤１７０９は、販売名称３Ｍ（商標）液体ＵＶ硬化性接着剤、たとえば３ＭウェハサポートシステムＬＣシリーズ接着剤で市販されるアクリル系接着剤などのアクリル系接着剤であってもよい。いくつかの例では、接着剤１７０９は、Ｓｅｋｉｓｕｉ ＳＥＬＦＡ ＨＳテープおよび／またはＳｅｋｉｓｕｉ ＳＥＬＦＡ ＳＥテープなどであってもよい。さらに他の例では、接着剤１５０９は、Ｌｏｃｔｉｔｅ（登録商標）Ａｂｌｅｓｔｉｋ ＡＴＢシリーズ接着フィルム、またはＢｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＢｒｅｗｅｒＢＯＮＤ（登録商標）シリーズ接着剤であってもよい。

【0154】

いくつかの例では、複数の単体化されたダイ１７０５は、複数の最終ＲＧＢパッケージ構成および／または配置を含む中間ウェハ１７０７に接合させることができる。最終ＲＧＢ配置は、色、たとえば、ＲＧＢ、ＲＢＧ、ＧＲＢ、ＧＢＲ、ＢＲＧ、ＢＧＲに対応する単体化されたダイ１７０５の任意の配置、または配置内で多数回１つまたは複数の色を利用する他の配置、たとえば、ＲＢＧＢのことを言ってもよい。たとえば、図１９の例は、左右の両方のＧＲＢ配置において単体化されたダイ１７０５Ｇ、１７０５Ｒ、および１７０５Ｂそれぞれの間の所定の間隙、および各ＧＲＢ配置の間、たとえば、左側（たとえば、左ＧＲＧ配置の右側）の単体化されたダイ１７０５Ｂと右側（たとえば、右ＧＲＢ配置の左側）の単体化されたダイ１７０５Ｇの間の間隙を有する単体化されたダイ１７０５の２つのＧＲＢ配置を示す。いくつかの例では、単体化されたダイ１７０５は、たとえば、埋め込みピクセルアレイ層１５０４が裏向き展開プロセスを介して裏向きに中間ウェハ１５０７に取り付けられてもよいように、「裏向きに」中間ウェハ１７０７に接合されてもよい。いくつかの例では、中間ウェハ１７０７は、埋め込みピクセルアレイ層１５０４それぞれの表面が同一平面である、または中間ウェハ１７０７の実質的に平らな表面によって「面参照」されるように、単体化されたダイ１７０５が接合される実質的に平らな表面を有してもよい。

【0155】

いくつかの例では、個別の単体化されたダイ１７０５は、単体化後、たとえば、中間ウェハ１７０７への取付後に薄肉化されてもよい。たとえば、半導体ウェハ１７０３が単体化、および中間ウェハ１７０７への単体化されたダイ１７０５の取付前に薄肉化されなかった場合、個別のダイ１７０５の半導体ウェハ材料は、上に記載したのと同様に、機械研ぎもしくは研磨、または化学機械研磨を介して、その公称厚さ、たとえば７８０μｍから、約５００μｍの公称厚さまで薄肉化されてもよい。いくつかの例では、個別のダイの半導体ウェハ材料の薄肉化は、ウェハ再構成方法１６００のその後のステップ中に弓形を少なくしてもよい。

【0156】

多数の単体化されたダイ１７０５が中間ウェハ１７０７に配置され、取り付けられると、充填材料１７１１は、隣接する単体化されたダイ１７０５間の容積を充填材料１７１１で充填するように、単体化されたダイ１７０５周りに堆積させてもよい（１６０６）。充填材料１７１１は、ポリマーなどであってもよい。いくつかの例では、充填材料１７１１は、ダイを越えて延びる厚さを有してもよく、ダイを包んでもよい。いくつかの例では、充填材料１７１１は金型プロセスを介して堆積させてもよく、型材であってもよい。たとえば、充填材料１７１１は、たとえば、ノズルおよび／または液体分配針を介して分配させてもよい。

【0157】

いくつかの例では、充填材料１７１１は、たとえば、ＴＳＶ形成のためのキャリアウェハへの単体化されたダイ１７０５のその後の一時的接着中に、単体化されたダイ１７０５の傾斜およびシフトを減少させるように構成されてもよい。充填材料１７１１は、上に記載したように、機械研ぎおよび／または研磨、または化学機械研磨を介して、薄肉化および平坦化されてもよい。いくつかの例では、充填材料１７１１および単体化されたダイ１７０５は、充填および平坦化中に、所定の厚さ、たとえば約１７０μｍに平坦化および薄肉化されてもよい（１６０６）。他の例では、所定の厚さへの平坦化および薄肉化は、その後のステップ、たとえば、両方とも以下に記載する、（１６０８）での中間キャリア１７０７の除去後、または（１６１０）でのキャリアウェハ１７０６への取付後に起こってもよい。

【0158】

中間キャリア１７０７は、充填材料１７１１および単体化されたダイ１７０５から除去されてもよい（１６０８）。充填材料１７１１および単体化されたダイ１７０５は、キャリアウェハ１７０６に取り付けられてもよい（１６１０）。図示した例では、μＬＥＤアレイは、たとえば、一時的接着剤１７０８を介して、キャリアウェハ１７０６に取り付けられている。いくつかの例では、キャリアウェハ１７０６は、半導体処理技術と適合するようなサイズであってもよい。たとえば、キャリアウェハ１７０６は３００ｍｍの直径を有してもよい。いくつかの例では、キャリアウェハ１７０６はシリコンであってもよく、いくつかの例では、キャリアウェハ１７０６はガラスであってもよい。

【0159】

充填材料１７１１および単体化されたダイ１７０５はその後、薄肉化および平坦化されてもよい（１６１２）。充填材料１７１１および半導体ダイ１７０５は、所定の厚さに薄肉化されてもよい（１６１２）。充填材料１７１１および単体化されたダイ１７０５は、機械研ぎ、機械研磨、化学機械研磨などを使用して薄肉化されてもよい。所定の厚さは、たとえば、約１７０マイクロメートルであってもよい。半導体ダイ１７０５の表面は、薄肉化後に露出されてもよい。

【0160】

スルー基板ビア１７１４はその後、複数の半導体ダイ１７０５それぞれに形成されてもよい（１６１４）。たとえば、スルー基板ビア１７１４は、スルーシリコンビアを形成するための半導体処理技術を介して形成されてもよい。いくつかの例では、スルー基板ビアは、集積回路、および／またはμＬＥＤアレイ、および／または個別のμＬＥＤにＩ／Ｏ接続点を提供し、Ｉ／Ｏコンタクト１７１０に接続されてもよい。いくつかの例では、薄いコーティング１７１２は、ＴＳＶ１７１４の形成前に、半導体ダイ１７０５と充填材料１７１１の露出表面、および充填材料１７１１、半導体ダイ１７０５、一時的接着剤１７０８およびキャリアウェハ１７０６のいずれかの露出した側壁上にコーティングされてもよい。薄いコーティング１７１２は保護層であってもよく、薄い酸化物層であってもよい。たとえば、ＴＳＶ１７１４は、反応性イオンエッチ（ＲＩＥ）またはディープＲＩＥプロセスを使用して形成されてもよく、薄いコーティング１７１２は、ＴＳＶ形成プロセス、たとえば、ＲＩＥによる劣化から充填材料１７１１を保護してもよい。いくつかの例では、充填材料１７１１は有機ポリマーであってもよく、薄いコーティング１７１２は、ＴＳＶ形成中に、側壁を含む充填材料１７１１を保護してもよい。

【0161】

最初に単体化されたダイ１７０５を中間キャリア１７０７に取り付け（１６０４）、単体化されたダイ１７０５周りで充填および平坦化する（１６０６）ことによって、部分的に包まれた単体化されたダイ１７０５を含むポリマーウェハが形成され、一時的接着剤１７０８を使用したキャリアウェハ１７０６へのその後の取付により適合されてもよい。たとえば、部分的に包まれた単体化されたダイ１７０５を含むポリマーウェハは、図１３および図１４の技術で行われるのと同様に、キャリアウェハ１３０６に個別の単体化されたダイ１３０５を直接取り付けるより、キャリアウェハ１７０６に取り付けられた場合に単体化されたダイ１７０５の間により正確な空間的関係を可能にしてもよい。これにより、所望の位置でスルー基板ビア１７１４を形成することを容易にしてもよい。

【0162】

図２０および図２１は、ウェハを再構成する、たとえば、μＬＥＤダイをデジタル／アナログ回路と統合する別の例示的方法１８００を示し、同時に記載する。図２０は、本開示に記載された技術による、ウェハを再構成するための例示的方法１８００のフローチャートである。図２１は、本開示に記載された技術による、図２０の処理ステップ全体を通した、ウェハ１９０２の略図である。いくつかの例では、方法１８００は、１つまたは複数のμＬＥＤダイおよび／またはμＬＥＤアレイを含むフルウェハ１９０２を再構成することを含む。いくつかの例では、フルウェハを再構成する方法１８００は、μＬＥＤダイをデジタル／アナログ回路と統合するための処理ステップの複雑性および数を減らしてもよい。たとえば、フルウェハを再構成する方法１８００は、フルウェハから複数の個別のダイを単体化させること、およびその後、フレーム層７０６および／またはキャリアウェハなどの基板上にこれらの単体化されたダイを配置することに関連付けられたダイシフトを少なくする、またはなくしてもよい。

【0163】

いくつかの例では、ウェハ１９０２は、複数の集積回路および複数のμＬＥＤアレイを含んでもよい。複数の集積回路は、半導体ウェハ１９０３の一部であってもよい。半導体ウェハ１９０３は、図７を参照して上に記載した半導体ウェハ７０８と同様、または実質的に同じであってもよい。複数のμＬＥＤアレイは、埋め込みピクセルアレイ層１９０４の一部であってもよい。埋め込みピクセルアレイ層１９０４は、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＡｓなどの無機半導体層を含んでもよい。ウェハ１９０２は、１つまたは複数の集積回路、および集積回路上に積み重ねられ、統合されたμＬＥＤアレイを含んでもよい。上に記載した集積回路と同様に、集積回路は、μＬＥＤアレイ用のデバイスドライバ回路などのアナログおよび／またはデジタル回路を含んでもよい。いくつかの例では、μＬＥＤアレイは対応する集積回路上にあってもよい。いくつかの例では、各集積回路およびμＬＥＤアレイは、集積回路と統合され、１つまたは複数のＴＳＶに電気接続されるように構成されてもよい１つまたは複数のＩ／Ｏコンタクトを含んでもよい。

【0164】

ウェハ１９０２は、ウェハ１９０２が３００ｍｍ処理機器を使用して処理することができないように、３００ｍｍより小さい直径を画定してもよい。たとえば、ウェハ１９０２は、７５ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、または同様の直径ウェハであってもよい。いくつかの例では、ウェハ１９０２は、より大きい半導体ウェハの外側環を除去するために、より大きい半導体ウェハをコアリングすることによって形成されてもよい。いくつかの例では、埋め込みピクセルアレイ層１９０４は約５μｍの公称厚さを有してもよく、半導体ウェハ１９０３は約７８０μｍの公称厚さを有してもよい。いくつかの例では、半導体ウェハ１９０３は、キャリア基板および／またはウェハへの取付前に薄肉化されてもよい。たとえば、半導体ウェハ１９０３は、機械研ぎ、機械研磨、化学機械研磨などを使用して薄肉化されてもよい。いくつかの例では、半導体ウェハ１９０３は、その公称厚さ、たとえば７８０μｍから約５００μｍの公称厚さまで薄肉化されてもよい。いくつかの例では、半導体ウェハ１９０３の薄肉化は、ウェハ再構成方法１８００中に弓形を少なくしてもよい。

【0165】

図２０および図２１の技術は、ウェハ１９０２を中間キャリア１９０７に取り付けることを含む（１８０２）。図示した例では、埋め込みピクセルアレイ層１９０４は、たとえば、接着剤１９０９を介して中間キャリア１９０７に取り付けられている。いくつかの例では、中間キャリア１９０７は、半導体処理技術に適合するようなサイズであってもよい、たとえば、中間キャリア１９０７は３００ｍｍの直径を有してもよい。いくつかの例では、中間キャリア１９０７はシリコンであってもよく、他の例では、中間キャリアは、シリコンと比べて、より硬く、大きな安定性、たとえば、寸法および／または温度安定性を有する材料であってもよい。たとえば、中間キャリア１９０７は銅などの金属であってもよい。

【0166】

いくつかの例では、１つまたは複数のダミー材料要素１９０１は、中間キャリア１９０７に取り付けられてもよい。たとえば、ダミー材料要素１９０１は、同様の厚さであってもよく、半導体ウェハ１９０３と同じ材料で作られてもよいが、いずれかの集積回路を含んでも含んでいなくてもよい。ダミー材料要素１９０１はシリコンであってもよい、または銅などの金属であってもよい。ダミー材料要素１９０１は、その後の包み、薄肉化、ＴＳＶ形成、およびさらなる下流側処理中により大きい３００ｍｍ基板および／またはキャリアに取り付けられたウェハ１９０２の均衡、安定性、および構造的完全性を改善してもよい。

【0167】

いくつかの例では、接着剤１９０９は、比較的薄い層の接着剤、たとえば、約２００μｍ未満、または約１５０μｍ未満、または約１００μｍ未満、または約５０μｍ未満であってもよい。いくつかの例では、接着剤１９０９は、配置および処理中、たとえば、中間キャリア１９０７へのウェハ１９０２の取付中、および／または充填および平坦化中に、ウェハ１９０２の傾斜および／またはシフトなどの変形の減少を示すように構成されている（１８０４）。たとえば、接着剤１９０９は、たとえば、比較的柔らかい接着剤１９０９に対して、１０μｍ未満の厚さを有してもよい。他の例では、接着剤１９０９は、たとえば比較的剛性のある接着剤１９０９に対して、最大５０μｍの厚さを有してもよい。いくつかの例では、接着剤１９０９は、販売名称３Ｍ（商標）液体ＵＶ硬化性接着剤、たとえば３ＭウェハサポートシステムＬＣシリーズ接着剤で市販されるアクリル系接着剤などのアクリル系接着剤であってもよい。いくつかの例では、接着剤１９０９は、Ｓｅｋｉｓｕｉ ＳＥＬＦＡ ＨＳテープおよび／またはＳｅｋｉｓｕｉ ＳＥＬＦＡ ＳＥテープなどであってもよい。さらに他の例では、接着剤１５０９は、Ｌｏｃｔｉｔｅ（登録商標）Ａｂｌｅｓｔｉｋ ＡＴＢシリーズ接着フィルム、またはＢｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＢｒｅｗｅｒＢＯＮＤ（登録商標）シリーズ接着剤であってもよい。

【0168】

いくつかの例では、ウェハ１９０２は、中間ウェハ１９０７への取付後に薄肉化されてもよい。たとえば、半導体ウェハ１９０３が中間ウェハ１９０７への取付前に薄肉化されなかった場合、ウェハ１９０２の半導体ウェハ材料は、上に記載したのと同様に、機械研ぎもしくは研磨、または化学機械研磨を介して、その公称厚さ、たとえば７８０μｍから、約５００μｍの公称厚さまで薄肉化されてもよい。いくつかの例では、ウェハ１９０２の半導体ウェハ材料の薄肉化は、ウェハ再構成方法１８００のその後のステップ中に弓形を少なくしてもよい。

【0169】

ウェハ１９０２が中間ウェハ１９０７に取り付けられると、充填材料１９１１は、ウェハ１９０２と任意のダミー材料要素１９０１間の容積を充填材料１９１１で充填するように、ウェハ１９０２周りに堆積させてもよい（１８０４）。充填材料１９１１は、ポリマーなどであってもよい。いくつかの例では、充填材料１９１１は、ダイを越えて延びる厚さを有してもよく、ダイを包んでもよい。いくつかの例では、充填材料１９１１は金型プロセスを介して堆積させてもよく、型材であってもよい。たとえば、充填材料１９１１は、たとえば、ノズルおよび／または液体分配針を介して分配させてもよい。

【0170】

いくつかの例では、充填材料１９１１は、たとえば、ＴＳＶ形成のためのキャリアウェハへのウェハ１９０２のその後の一時的接着中に、ウェハ１９０２の傾斜およびシフトを減少させるように構成されてもよい。充填材料１９１１は、上に記載したように、機械研ぎおよび／または研磨、または化学機械研磨を介して、薄肉化および平坦化されてもよい。いくつかの例では、充填材料１９１１およびウェハ１９０２は、充填および平坦化中に、所定の厚さ、たとえば約１９０μｍに平坦化および薄肉化されてもよい（１８０４）。他の例では、所定の厚さへの平坦化および薄肉化は、その後のステップ、たとえば、両方とも以下に記載する、（１８０６）での中間キャリア１９０７の除去後、または（１８０８）でのキャリアウェハ１９０６への取付後に起こってもよい。

【0171】

中間キャリア１９０７は、充填材料１９１１およびウェハ１９０２およびダミー材料要素１９０１から除去されてもよい（１８０６）。充填材料１９１１およびウェハ１９０２およびダミー材料要素１９０１は、キャリアウェハ１９０６に取り付けられてもよい（１８０８）。図示した例では、μＬＥＤアレイは、たとえば、一時的接着剤１９０８を介して、キャリアウェハ１９０６に取り付けられている。いくつかの例では、キャリアウェハ１９０６は、半導体処理技術と適合するようなサイズであってもよい。たとえば、キャリアウェハ１９０６は３００ｍｍの直径を有してもよい。いくつかの例では、キャリアウェハ１９０６はシリコンであってもよく、いくつかの例では、キャリアウェハ１９０６はガラスであってもよい。

【0172】

充填材料１９１１およびウェハ１９０２およびダミー材料要素１９０１はその後、薄肉化および平坦化されてもよい（１８１０）。充填材料１９１１およびウェハ１９０２およびダミー材料要素１９０１は、所定の厚さに薄肉化されてもよい（１８１０）。充填材料１９１１およびウェハ１９０２およびダミー材料要素１９０１は、機械研ぎ、機械研磨、化学機械研磨などを使用して薄肉化されてもよい。所定の厚さは、たとえば、約１９０マイクロメートルであってもよい。ウェハ１９０２の表面は、薄肉化後に露出されてもよい。

【0173】

スルー基板ビア１９１４はその後、ウェハ１９０２に形成されてもよい（１８１２）。たとえば、スルー基板ビア１９１４は、スルーシリコンビアを形成するための半導体処理技術を介して形成されてもよい。いくつかの例では、スルー基板ビアは、集積回路、および／またはμＬＥＤアレイ、および／または個別のμＬＥＤにＩ／Ｏ接続点を提供し、Ｉ／Ｏコンタクトに接続されてもよい。いくつかの例では、薄いコーティング１９１２は、ＴＳＶ１９１４の形成前に、ウェハ１９０２と充填材料１９１１の露出表面、および充填材料１９１１、ウェハ１９０２、一時的接着剤１９０８およびキャリアウェハ１９０６のいずれかの露出した側壁上にコーティングされてもよい。薄いコーティング１９１２は保護層であってもよく、薄い酸化物層であってもよい。たとえば、ＴＳＶ１９１４は、反応性イオンエッチ（ＲＩＥ）またはディープＲＩＥプロセスを使用して形成されてもよく、薄いコーティング１９１２は、ＴＳＶ形成プロセス、たとえば、ＲＩＥによる劣化から充填材料１９１１を保護してもよい。いくつかの例では、充填材料１９１１は有機ポリマーであってもよく、薄いコーティング１９１２は、ＴＳＶ形成中に、側壁を含む充填材料１９１１を保護してもよい。

【0174】

図２２および図２３は、ウェハを再構成する、たとえば、μＬＥＤダイをデジタル／アナログ回路と統合する別の例示的方法２０００を示し、同時に記載する。図２２は、本開示に記載された技術による、ウェハを再構成するための例示的方法２０００のフローチャートである。図２３は、本開示に記載された技術による、図２２の処理ステップ全体を通した、ウェハ２１０２の略図である。いくつかの例では、方法２０００は、１つまたは複数のμＬＥＤダイおよび／またはμＬＥＤアレイを含むフルウェハ２１０２を再構成することを含む。いくつかの例では、フルウェハを再構成する方法２０００は、μＬＥＤダイをデジタル／アナログ回路と統合するための処理ステップの複雑性および数を減らしてもよい。たとえば、フルウェハを再構成する方法２０００は、フルウェハから複数の個別のダイを単体化させること、およびその後、フレーム層７０６および／またはキャリアウェハなどの基板上にこれらの単体化されたダイを配置することに関連付けられたダイシフトを少なくする、またはなくしてもよい。方法２０００が、中間キャリアおよび関連する方法ステップ、たとえば、中間キャリアにウェハ２１０２およびダミー材料要素２１０１を取り付け、充填材料での充填および平坦化後に、中間キャリアを除去するステップをなくすことを除いて、方法２０００は上に図示および記載した方法１８００と実質的に同様であってもよい。方法２０００は、たとえば、中間キャリアの除去、および中間キャリアへウェハ２１０２およびダミー材料要素２１０１を取り付け、充填材料での充填および平坦化後に、中間キャリアを除去する関連する処理ステップによって、ウェハを再構成する複雑性を減少させてもよい。

【0175】

いくつかの例では、ウェハ２１０２は、複数の集積回路および複数のμＬＥＤアレイを含んでもよい。複数の集積回路は、半導体ウェハ２１０３の一部であってもよい。半導体ウェハ２１０３は、図７を参照して上に記載した半導体ウェハ７０８と同様、または実質的に同じであってもよい。複数のμＬＥＤアレイは、埋め込みピクセルアレイ層２１０４の一部であってもよい。埋め込みピクセルアレイ層２１０４は、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＡｓなどの無機半導体層を含んでもよい。ウェハ２１０２は、１つまたは複数の集積回路、および集積回路上に積み重ねられ、統合されたμＬＥＤアレイを含んでもよい。上に記載した集積回路と同様に、集積回路は、μＬＥＤアレイ用のデバイスドライバ回路などのアナログおよび／またはデジタル回路を含んでもよい。いくつかの例では、μＬＥＤアレイは対応する集積回路上にあってもよい。いくつかの例では、各集積回路およびμＬＥＤアレイは、集積回路と統合され、１つまたは複数のＴＳＶに電気接続されるように構成されてもよい１つまたは複数のＩ／Ｏコンタクトを含んでもよい。

【0176】

ウェハ２１０２は、ウェハ２１０２が３００ｍｍ処理機器を使用して処理することができないように、３００ｍｍより小さい直径を画定してもよい。たとえば、ウェハ２１０２は、７５ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、または同様の直径ウェハであってもよい。いくつかの例では、ウェハ２１０２は、より大きい半導体ウェハの外側環を除去するために、より大きい半導体ウェハをコアリングすることによって形成されてもよい。いくつかの例では、埋め込みピクセルアレイ層２１０４は約５μｍの公称厚さを有してもよく、半導体ウェハ２１０３は約７８０μｍの公称厚さを有してもよい。いくつかの例では、半導体ウェハ２１０３は、キャリア基板および／またはウェハへの取付前に薄肉化されてもよい。たとえば、半導体ウェハ２１０３は、機械研ぎ、機械研磨、化学機械研磨などを使用して薄肉化されてもよい。いくつかの例では、半導体ウェハ２１０３は、その公称厚さ、たとえば７８０μｍから約５００μｍの公称厚さまで薄肉化されてもよい。いくつかの例では、半導体ウェハ２１０３の薄肉化は、ウェハ再構成方法２０００中に弓形を少なくしてもよい。

【0177】

図２２および図２３の技術は、ウェハ２１０２をキャリアウェハ２１０６に取り付けることを含む（２００２）。図示した例では、μＬＥＤアレイは、たとえば、一時的接着剤２１０８を介して、キャリアウェハ２１０６に取り付けられている。いくつかの例では、キャリアウェハ２１０６は、半導体処理技術と適合するようなサイズであってもよい。たとえば、キャリアウェハ２１０６は３００ｍｍの直径を有してもよい。いくつかの例では、キャリアウェハ２１０６はシリコンであってもよく、いくつかの例では、キャリアウェハ２１０６はガラスであってもよい。

【0178】

いくつかの例では、１つまたは複数のダミー材料要素２１０１は、キャリアウェハ２１０６に取り付けられてもよい。たとえば、ダミー材料要素２１０１は、同様の厚さであってもよく、半導体ウェハ２１０３と同じ材料で作られてもよいが、いずれかの集積回路を含んでも含んでいなくてもよい。ダミー材料要素２１０１はシリコンであってもよい、または銅などの金属であってもよい。ダミー材料要素２１０１は、その後の包み、薄肉化、ＴＳＶ形成、およびさらなる下流側処理中により大きい３００ｍｍキャリアウェハ２１０６に取り付けられたウェハ２１０２の均衡、安定性、および構造的完全性を改善してもよい。

【0179】

いくつかの例では、ウェハ２１０２は、キャリアウェハ２１０６への取付後に（２００２）であるが、充填および平坦化前に（２００４）薄肉化されてもよい。たとえば、半導体ウェハ２１０３がキャリアウェハ２１０６への取付前に薄肉化されなかった場合、ウェハ２１０２の半導体ウェハ材料は、上に記載したのと同様に、機械研ぎもしくは研磨、または化学機械研磨を介して、その公称厚さ、たとえば７８０μｍから、約５００μｍの公称厚さまで薄肉化されてもよい。いくつかの例では、ウェハ２１０２の半導体ウェハ材料の薄肉化は、ウェハ再構成方法２０００のその後のステップ中に弓形を少なくしてもよい。

【0180】

ウェハ２１０２がキャリアウェハ２１０６に取り付けられると、充填材料２１１１は、ウェハ２１０２と任意のダミー材料要素２１０１間の容積を充填材料２１１１で充填するように、ウェハ２１０２周りに堆積させてもよい（２００４）。充填材料２１１１は、ポリマーなどであってもよい。いくつかの例では、充填材料２１１１は、ダイを越えて延びる厚さを有してもよく、ダイを包んでもよい。いくつかの例では、充填材料２１１１は金型プロセスを介して堆積させてもよく、型材であってもよい。たとえば、充填材料２１１１は、たとえば、ノズルおよび／または液体分配針を介して分配させてもよい。いくつかの例では、充填材料２１１１は、たとえば、ＴＳＶ形成中に、ウェハ２１０２の傾斜およびシフトを減少させるように構成されてもよい。

【0181】

充填材料２１１１およびウェハ２１０２およびダミー材料要素２１０１はその後、薄肉化および平坦化されてもよい（２００６）。充填材料２１１１およびウェハ２１０２およびダミー材料要素２１０１は、所定の厚さに薄肉化されてもよい（２００６）。充填材料２１１１およびウェハ２１０２およびダミー材料要素２１０１は、機械研ぎ、機械研磨、化学機械研磨などを使用して、上に記載するように薄肉化されてもよい。所定の厚さは、たとえば、約１９０μｍであってもよい。ウェハ２１０２の表面は、薄肉化後に露出されてもよい。

【0182】

スルー基板ビア２１１４はその後、ウェハ２１０２に形成されてもよい（２００８）。たとえば、スルー基板ビア２１１４は、スルーシリコンビアを形成するための半導体処理技術を介して形成されてもよい。いくつかの例では、スルー基板ビアは、集積回路、および／またはμＬＥＤアレイ、および／または個別のμＬＥＤにＩ／Ｏ接続点を提供し、Ｉ／Ｏコンタクトに接続されてもよい。いくつかの例では、薄いコーティング２１１２は、ＴＳＶ２１１４の形成前に、ウェハ２１０２と充填材料２１１１の露出表面、および充填材料２１１１、ウェハ２１０２、一時的接着剤２１０８およびキャリアウェハ２１０６のいずれかの露出した側壁上にコーティングされてもよい。薄いコーティング２１１２は保護層であってもよく、薄い酸化物層であってもよい。たとえば、ＴＳＶ２１１４は、反応性イオンエッチ（ＲＩＥ）またはディープＲＩＥプロセスを使用して形成されてもよく、薄いコーティング２１１２は、ＴＳＶ形成プロセス、たとえば、ＲＩＥによる劣化から充填材料２１１１を保護してもよい。いくつかの例では、充填材料２１１１は有機ポリマーであってもよく、薄いコーティング２１１２は、ＴＳＶ形成中に、側壁を含む充填材料２１１１を保護してもよい。

【0183】

図２４は、本開示に記載された技術による図１８～図２３の例示的方法のいずれかによるウェハ再構成後のスルー基板ビアを含む複数の対応する集積回路上に複数のμＬＥＤアレイを含む積み重ねられたダイの略図である。図１８～図２３の技術のいずれかで、ＴＳＶが複数の半導体ダイそれぞれに形成されると、キャリアウェハは除去されてもよく、多数の統合されたμＬＥＤアレイを含む半導体を単体化させて、多数のμＬＥＤアレイおよびＴＳＶを含む積み重ねられたダイを形成してもよい。たとえば、下流側処理は、キャリアウェハ１７０６、１９０６、２１０６のいずれかを除去すること、薄いコーティング１７１２、１９１２、２１１２のいずれかを除去すること、および複数のμＬＥＤアレイを含む多数の積み重ねられたダイに単体化することを含んでもよい。図示した例および以下の下流側処理では、図１８～図２３の技術のいずれかが、それぞれ埋め込みピクセルアレイ層２２０４Ｂ、２２０４Ｒ、および２２０４Ｇ（埋め込みピクセルアレイ２２０４、別の方法では集合的にμＬＥＤアレイ２２０４と呼ぶ）、単体化されたダイ２２０５Ｂ、２２０５Ｒ、および２２０５Ｇ（集合的に、単体化されたダイ２２０５）、ＴＳＶ２２１４、および充填材料２２１１を含む積み重ねられたダイ２２０５につながってもよい。図示した例では、埋め込みピクセルアレイ層２２０４Ｂ、２２０４Ｒ、および２２０４Ｇは、埋め込みピクセルアレイ層１７０４Ｂ、１７０４Ｒ、１７０４Ｇ、１９０４、または２１０４のいずれかであってもよい。図示した例では、単体化されたダイ２２０５Ｂ、２２０５Ｒ、および２２０５Ｇは、単体化されたダイ１７０５Ｂ、１７０５Ｒ、および１７０５Ｇ、１９０５、または２１０５のいずれかであってもよい。図示した例では、ＴＳＶ２２１４は、ＴＳＶ１７１４、１９１４、または２１１４のいずれかであってもよく、充填材料２２１１は、充填材料１７１１、１９１１、または２１１１のいずれかであってもよい。いくつかの例では、埋め込みピクセルアレイ層２２０４Ｂ、２２０４Ｒ、および２２０４Ｇは、互いに隣接し、それぞれの埋め込みピクセル層の間に充填材料２２１１がなくてもよい。

【0184】

図示した例では、積み重ねられたダイ２２５０はそれぞれ、複数の単体化されたダイ２２０５を含み、それぞれ、集積回路、たとえば、少なくとも１つの集積回路、埋め込みピクセルアレイ２２０４、充填材料２２１１、およびＴＳＶ２２１４を含んでもよい。いくつかの例では、充填材料２２１１は、単体化されたダイ２２０５および埋め込みピクセルアレイ２２０４を結合してもよい。たとえば、単体化されたダイ２２０５Ｇ、２２０５Ｒ、および２２０５Ｂそれぞれと、μＬＥＤアレイ２２０４Ｇ、２２０４Ｒ、および２２０４Ｂそれぞれは、充填材料２１１１によって結合されてもよく、充填材料２２１１は、μＬＥＤアレイ２２０４および／または単体化されたダイ２２０５の縁部、たとえば、μＬＥＤアレイ２２０４のいずれかまたはすべての第１の縁部２２４２および第２の縁部２２４４のいずれかまたはすべて、および単体化されたダイ２２０５のいずれかまたはすべての第１の縁部２２４３および第２の縁部２２４５のいずれかまたはすべてに配置されてもよい。

【0185】

いくつかの例では、積み重ねられたダイ２２５０のμＬＥＤアレイ２２０４それぞれの発光表面、たとえば、表面２２４６Ｇ、２２４６Ｒ、および２２４６Ｂ（集合的に、発光表面２２４６）は、実質的に同一平面であってもよい、たとえば、図示した例ではｚ方向およびｘ－ｙ平面の実質的に同じ位置にあってもよい。

【0186】

いくつかの例では、μＬＥＤアレイ２２０４の第１の縁部２２４２は、対応する単体化されたダイ２２０５の第１の縁部２２４３と実質的に同一平面であってもよく、μＬＥＤアレイ２２０４の第２の縁部２２４４は、対応する単体化されたダイ２２０５の第２の縁部２２４５と実質的に同一平面であってもよく、μＬＥＤアレイ２２０４の１つまたは複数の他の縁部、たとえば、ｘ－ｚ平面にあるが図２４の断面図には図示しない縁部は、単体化されたダイ２２０５の対応する縁部と実質的に同一平面であってもよい。いくつかの例では、縁部２２４２～２２４５と、ｘ－ｚ平面（図示せず）内などの任意の他の縁部は、単体化されたダイ２２０５の表面２２４０Ｇ、２２４０Ｒ、２２４０Ｂ（集合的に、表面２２４０）、および／または発光表面２２４６と実質的に垂直であってもよい。

【0187】

いくつかの例では、充填材料２１１１は、μＬＥＤアレイ２２０４の第１の縁部２２４２、単体化されたダイ２２０５の第１の縁部２２４３、μＬＥＤアレイ２２０４の第２の縁部２２４４、単体化されたダイ２２０５の第２の縁部２２４５、またはｘ－ｚ平面（図示せず）内などの任意の他の縁部のうちの１つまたは複数に配置されてもよい。すなわち、下流側ピクセル処理の後、積み重ねられたダイ２２５０それぞれは、１つまたは複数の縁部、たとえば、単体化されたダイ２２０５の表面２２４０および／またはμＬＥＤアレイ２２０４の発光表面２２４６に実質的に垂直である縁部上に配置された充填材料２２２１を含んでもよい。

【0188】

図２５Ａは、垂直メサ構造を有するＬＥＤ２５００の例を示している。ＬＥＤ２５００は、光源５１０、５４０、または６４２内の発光体であってもよい。ＬＥＤ２５００は、半導体材料の多数の層などの無機材料でできたマイクロＬＥＤであってもよい。層状半導体発光デバイスは、ＩＩＩ－Ｖ半導体材料の複数の層を含むことが可能である。ＩＩＩ－Ｖ半導体材料は、窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、またはアンチモン（Ｓｂ）など、Ｖ族元素と組み合わせて、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、またはインジウム（Ｉｎ）など、１つまたは複数のＩＩＩ族元素を含むことが可能である。ＩＩＩ－Ｖ半導体材料のＶ族元素が窒素を含む場合には、ＩＩＩ－Ｖ半導体材料は、第ＩＩＩ族窒化物材料と呼ばれる。層状半導体発光デバイスは、気相エピタキシ（ＶＰＥ）、液相エピタキシ（ＬＰＥ）、分子線エピタキシ（ＭＢＥ）、または有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）などの技術を使用して基板上に複数のエピタキシャル層を成長させることによって製造されることが可能である。たとえば、半導体材料の層は、ＧａＮ、ＧａＡｓ、もしくはＧａＰ基板など、特定の結晶格子配向（たとえば、極性、非極性、もしくは半極性の配向）を有する基板、または、サファイア、炭化ケイ素、シリコン、酸化亜鉛、窒化ホウ素、アルミン酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ゲルマニウム、窒化アルミニウム、リチウムガレート、部分的に置換されたスピネル、もしくは、ベータＬｉＡｌＯ_２構造を共有する第４正方酸化物を含むがそれらに限定されない基板上に層ごとに成長させることが可能であり、この場合、基板を特定の方向に切断して、特定の面を成長表面として露出させることが可能である。

【0189】

図２５Ａにおいて示されている例においては、ＬＥＤ２５００は、基板２５１０を含むことが可能であり、基板２５１０は、たとえば、サファイア基板またはＧａＮ基板を含むことが可能である。半導体層２５２０を基板２５１０上に成長させることが可能である。半導体層２５２０は、ＧａＮなどのＩＩＩ－Ｖ材料を含むことが可能であり、（たとえば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎ、もしくはＢｅで）ｐドープされること、または（たとえば、ＳｉもしくはＧｅで）ｎドープされることが可能である。１つまたは複数の活性層２５３０を半導体層２５２０上に成長させて、活性領域を形成することが可能である。活性層２５３０は、１つまたは複数の量子井戸またはＭＱＷなど、１つまたは複数のヘテロ構造を形成することが可能である、１つもしくは複数のＩｎＧａＮ層、１つもしくは複数のＡｌＩｎＧａＰ層、および／または１つもしくは複数のＧａＮ層など、ＩＩＩ－Ｖ材料を含むことが可能である。半導体層２５４０を活性層２５３０上に成長させることが可能である。半導体層２５４０は、ＧａＮなどのＩＩＩ－Ｖ材料を含むことが可能であり、（たとえば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎ、もしくはＢｅで）ｐドープされること、または（たとえば、ＳｉもしくはＧｅで）ｎドープされることが可能である。半導体層２５２０および半導体層２５４０のうちの一方はｐ型層であることが可能であり、他方はｎ型層であることが可能である。半導体層２５２０および半導体層２５４０は、活性層２５３０を挟んで発光領域を形成する。たとえば、ＬＥＤ２５００は、マグネシウムでドープされたｐ型ＧａＮの層と、シリコンまたは酸素でドープされたｎ型ＧａＮの層との間に位置しているＩｎＧａＮの層を含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、ＬＥＤ２５００は、亜鉛またはマグネシウムでドープされたｐ型ＡｌＩｎＧａＰの層と、セレン、シリコン、またはテルルでドープされたｎ型ＡｌＩｎＧａＰの層との間に位置しているＡｌＩｎＧａＰの層を含むことが可能である。

【0190】

いくつかの実施形態においては、電子遮断層（ＥＢＬ）（図２５Ａにおいては示されていない）を成長させて、活性層２５３０と、半導体層２５２０または半導体層２５４０のうちの少なくとも１つとの間に層を形成することが可能である。ＥＢＬは、電子漏れ電流を低減すること、およびＬＥＤの効率を改善することが可能である。いくつかの実施形態においては、Ｐ^＋またはＰ^＋＋半導体層など、高濃度にドープされた半導体層２５５０が、半導体層２５４０上に形成されることが可能であり、オーミック接触を形成してデバイスの接触インピーダンスを低減するための接触層としての役割を果たすことが可能である。いくつかの実施形態においては、導電層２５６０が、高濃度にドープされた半導体層２５５０上に形成されることが可能である。導電層２５６０は、たとえば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）またはＡｌ／Ｎｉ／Ａｕ膜を含むことが可能である。一例においては、導電層２５６０は、透明なＩＴＯ層を含むことが可能である。

【0191】

半導体層２５２０（たとえば、ｎ－ＧａＮ層）と接触するために、およびＬＥＤ２５００から活性層２５３０によって放出された光をより効率よく抽出するために、半導体材料層（高濃度にドープされた半導体層２５５０、半導体層２５４０、活性層２５３０、および半導体層２５２０を含む）をエッチングして、半導体層２５２０を露出させること、および層２５２０～７６０を含むメサ構造を形成することが可能である。メサ構造は、キャリアをデバイス内に閉じ込めることが可能である。メサ構造をエッチングすることは、成長面に直交していることが可能であるメサ側壁２５３２の形成につながることが可能である。パッシベーション層２５７０が、メサ構造の側壁２５３２上に形成されることが可能である。パッシベーション層２５７０は、ＳｉＯ_２層などの酸化物層を含むことが可能であり、ＬＥＤ２５００からの放出された光を反射するための反射器としての役割を果たすことが可能である。Ａｌ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、またはそれらの任意の組合せなどの金属層を含むことが可能である接触層２５８０が、半導体層２５２０上に形成されることが可能であり、ＬＥＤ２５００の電極としての役割を果たすことが可能である。加えて、Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ金属層などの別の接触層２５９０が、導電層２５６０上に形成されることが可能であり、ＬＥＤ２５００の別の電極としての役割を果たすことが可能である。

【0192】

電圧信号が接触層２５８０および２５９０に印加された場合には、電子および正孔は、活性層２５３０において再結合することが可能であり、この場合、電子および正孔の再結合は、光子放出を引き起こすことが可能である。放出された光子の波長およびエネルギーは、活性層２５３０における価電子帯と伝導帯との間のエネルギーバンドギャップに依存することが可能である。たとえば、ＩｎＧａＮ活性層は、緑色または青色の光を放出することが可能であり、ＡｌＧａＮ活性層は、青色から紫外線を放出することが可能であり、その一方でＡｌＩｎＧａＰ活性層は、赤色、オレンジ、黄色、または緑色の光を放出することが可能である。放出された光子は、パッシベーション層２５７０によって反射されることが可能であり、上（たとえば、導電層２５６０および接触層２５９０）または下（たとえば、基板２５１０）からＬＥＤ２５００を出ることが可能である。

【0193】

いくつかの実施形態においては、ＬＥＤ２５００は、放出された光を集めるもしくはコリメートするか、または放出された光を導波管へと結合するために、基板２５１０などの発光表面上にレンズなどの１つまたは複数のその他のコンポーネントを含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、ＬＥＤは、平面、円錐、半放物線、または放物線などの別の形状のメサを含むことが可能であり、メサのベースエリアは、円形、長方形、六角形、または三角形であることが可能である。たとえば、ＬＥＤは、湾曲した形状（たとえば、放物面形状）および／または湾曲していない形状（たとえば、円錐形状）のメサを含むことが可能である。メサは、切り詰められること、または切り詰められないことが可能である。

【0194】

いくつかの例では、ＬＥＤ２５００は、本明細書に記載するような１つまたは複数の再構成された半導体構成部品の少なくとも一部を備えてもよい。

【0195】

図２５Ｂは、放物線メサ構造を有するＬＥＤ２５０５の例の断面図である。ＬＥＤ２５００と同様に、ＬＥＤ２５０５は、ＩＩＩ－Ｖ半導体材料の複数の層など、半導体材料の複数の層を含むことが可能である。半導体材料層は、ＧａＮ基板またはサファイア基板などの基板２５１５上にエピタキシャルに成長させることが可能である。たとえば、半導体層２５２５を基板２５１５上に成長させることが可能である。半導体層２５２５は、ＧａＮなどのＩＩＩ－Ｖ材料を含むことが可能であり、（たとえば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎ、もしくはＢｅで）ｐドープされること、または（たとえば、ＳｉもしくはＧｅで）ｎドープされることが可能である。１つまたは複数の活性層２５３５を半導体層２５２５上に成長させることが可能である。活性層２５３５は、１つまたは複数の量子井戸など、１つまたは複数のヘテロ構造を形成することが可能である、１つもしくは複数のＩｎＧａＮ層、１つもしくは複数のＡｌＩｎＧａＰ層、および／または１つもしくは複数のＧａＮ層など、ＩＩＩ－Ｖ材料を含むことが可能である。半導体層２５４５を活性層２５３５上に成長させることが可能である。半導体層２５４５は、ＧａＮなどのＩＩＩ－Ｖ材料を含むことが可能であり、（たとえば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎ、もしくはＢｅで）ｐドープされること、または（たとえば、ＳｉもしくはＧｅで）ｎドープされることが可能である。半導体層２５２５および半導体層２５４５のうちの一方はｐ型層であることが可能であり、他方はｎ型層であることが可能である。

【0196】

半導体層２５２５（たとえば、ｎ型ＧａＮ層）と接触するために、およびＬＥＤ２５０５から活性層２５３５によって放出された光をより効率よく抽出するために、半導体層をエッチングして、半導体層２５２５を露出させること、および層２５２５～７４５を含むメサ構造を形成することが可能である。メサ構造は、キャリアをデバイスの注入エリア内に閉じ込めることが可能である。メサ構造をエッチングすることは、層２５２５～７４５の結晶成長に関連付けられている成長面と非平行であること、またはいくつかのケースにおいては直交していることが可能であるメサ側壁（本明細書においてはファセットとも呼ばれる）の形成につながることが可能である。

【0197】

図２５Ｂにおいて示されているように、ＬＥＤ２５０５は、平らな上部を含むメサ構造を有することが可能である。誘電層２５７５（たとえば、ＳｉＯ_２またはＳｉＮｘ）がメサ構造のファセット上に形成されることが可能である。いくつかの実施形態においては、誘電層２５７５は、誘電材料の複数の層を含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、金属層２５９５が誘電層２５７５上に形成されることが可能である。金属層２５９５は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、またはそれらの任意の組合せなど、１つまたは複数の金属または金属合金材料を含むことが可能である。誘電層２５７５および金属層２５９５は、活性層２５３５によって放出された光を基板２５１５へ反射することが可能であるメサ反射器を形成することが可能である。いくつかの実施形態においては、メサ反射器は、放出された光を少なくとも部分的にコリメートすることが可能である放物面反射器としての役割を果たすように放物面形状であることが可能である。

【0198】

電気接点２５６５および電気接点２５８５は、半導体層２５４５および半導体層２５２５上にそれぞれ形成されて、電極としての役割を果たすことが可能である。電気接点２５６５および電気接点２５８５はそれぞれ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｕ、またはそれらの任意の組合せ（たとえば、Ａｇ／Ｐｔ／ＡｕまたはＡｌ／Ｎｉ／Ａｕ）などの導電性材料を含むことが可能であり、ＬＥＤ２５０５の電極としての役割を果たすことが可能である。図２５Ｂにおいて示されている例においては、電気接点２５８５は、ｎ接点であることが可能であり、電気接点２５６５は、ｐ接点であることが可能である。電気接点２５６５および半導体層２５４５（たとえば、ｐ型半導体層）は、活性層２５３５によって放出された光を基板２５１５へ反射するための後方反射器を形成することが可能である。いくつかの実施形態においては、電気接点２５６５および金属層２５９５は、同じ材料を含み、同じプロセスを使用して形成されることが可能である。いくつかの実施形態においては、追加の導電層（図示せず）が、電気接点２５６５および２５８５と半導体層との間における中間導電層として含まれることが可能である。

【0199】

電圧信号が接点２５６５および２５８５にわたって印加された場合には、電子および正孔は、活性層２５３５において再結合することが可能である。電子および正孔の再結合は、光子放出を引き起こし、したがって光を生成することが可能である。放出された光子の波長およびエネルギーは、活性層２５３５における価電子帯と伝導帯との間のエネルギーバンドギャップに依存することが可能である。たとえば、ＩｎＧａＮ活性層は、緑色または青色の光を放出することが可能であり、その一方でＡｌＩｎＧａＰ活性層は、赤色、オレンジ、黄色、または緑色の光を放出することが可能である。放出された光子は、多くの異なる方向において伝搬することが可能であり、メサ反射器および／または後方反射器によって反射されることが可能であり、たとえば、図２５Ｂにおいて示されている下側（たとえば、基板２５１５）からＬＥＤ２５０５を出ることが可能である。レンズまたは格子など、１つまたは複数のその他の二次光学部品が、基板２５１５などの発光表面上に形成されて、放出された光を集めるかもしくはコリメートすること、および／または放出された光を導波管へと結合することが可能である。

【0200】

上述されているＬＥＤの１次元または２次元アレイは、光源（たとえば、光源６４２）を形成するために、ウェハ上に製造されることが可能である。ドライバ回路（たとえば、ドライバ回路６４４）は、たとえば、ＣＭＯＳプロセスを使用してシリコンウェハ上に製作されることが可能である。ウェハ上のＬＥＤおよびドライバ回路は、ダイシングされ、次いで、ともに接合されることが可能であるか、またはウェハレベルで接合され、次いで、ダイシングされることが可能である。接着接合、金属対金属接合、金属酸化物接合、ウェハ対ウェハ接合、ダイ対ウェハ接合、ハイブリッド接合等など、さまざまな接合技術が、ＬＥＤおよびドライバ回路を接合するために使用することができる。

【0201】

いくつかの例では、ＬＥＤ２５０５は、本明細書に記載するような１つまたは複数の再構成された半導体構成部品の少なくとも一部を備えてもよい。

【0202】

図２６Ａは、特定の実施形態による、ＬＥＤのアレイのためのダイ対ウェハ接合の方法の例を示す。図２６Ａにおいて示されている例においては、ＬＥＤアレイ２６０１は、キャリア基板２６０５上に複数のＬＥＤ２６０７を含むことが可能である。キャリア基板２６０５は、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＡｌＮ、サファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ等など、さまざまな材料を含むことが可能である。ＬＥＤ２６０７は、たとえば、接合を実行する前に、さまざまなエピタキシャル層を成長させることと、メサ構造を形成することと、電気接点または電極を形成することとによって製作されることが可能である。エピタキシャル層は、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、（ＡｌＧａＩｎ）Ｐ、（ＡｌＧａＩｎ）ＡｓＰ、（ＡｌＧａＩｎ）ＡｓＮ、（ＡｌＧａＩｎ）Ｐａｓ、（Ｅｕ：ＩｎＧａ）Ｎ、（ＡｌＧａＩｎ）Ｎ等など、さまざまな材料を含むことが可能であり、ｎ型層と、ｐ型層と、１つまたは複数の量子井戸あるいはＭＱＷなど、１つまたは複数のヘテロ構造を含む活性層とを含むことが可能である。電気接点は、金属または金属合金など、さまざまな導電性材料を含むことが可能である。

【0203】

ウェハ２６０３は、その上に製作された受動または能動集積回路（たとえば、ドライバ回路２６１１）を有するベース層２６０９を含むことが可能である。ベース層２６０９は、たとえば、シリコンウェハを含むことが可能である。ドライバ回路２６１１は、ＬＥＤ２６０７の動作を制御するために使用されることが可能である。たとえば、各ＬＥＤ２６０７のためのドライバ回路は、２つのトランジスタおよび１つのコンデンサを有する２Ｔ１Ｃピクセル構造を含むことが可能である。ウェハ２６０３は、接合層２６１３をも含むことが可能である。接合層２６１３は、金属、酸化物、誘電体、ＣｕＳｎ、ＡｕＴｉ等など、さまざまな材料を含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、パターン化された層２６１５が、接合層２６１３の表面上に形成されることが可能であり、パターン化された層２６１５は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ等など、導電性材料で作られた金属グリッドを含むことが可能である。

【0204】

ＬＥＤアレイ２６０１は、接合層２６１３またはパターン化された層２６１５を介してウェハ２６０３に接合されることが可能である。たとえば、パターン化された層２６１５は、ＬＥＤアレイ２６０１のＬＥＤ２６０７をウェハ２６０３上の対応するドライバ回路２６１１と位置合わせするために使用されることが可能である、ＣｕＳｎ、ＡｕＳｎ、またはナノポーラスＡｕなど、さまざまな材料で作られた金属パッドまたはバンプを含むことが可能である。一例においては、ＬＥＤアレイ２６０１は、ＬＥＤ２６０７が、ドライバ回路２６１１に対応するそれぞれの金属パッドまたはバンプと接触するまで、ウェハ２６０３へ近づけられることが可能である。ＬＥＤ２６０７のうちのいくつかまたはすべては、ドライバ回路２６１１と位置合わせされることが可能であり、次いで、金属対金属接合など、さまざまな接合技術によって、パターン化された層２６１５を介してウェハ２６０３に接合されることが可能である。ＬＥＤ２６０７がウェハ２６０３に接合された後、キャリア基板２６０５は、ＬＥＤ２６０７から除去されることが可能である。

【0205】

図２６Ｂは、特定の実施形態による、ＬＥＤのアレイのためのウェハ対ウェハ接合の方法の例を示す。図２６Ｂにおいて示されているように、第１のウェハ２６０２は、基板２６０４、第１の半導体層２６０６、活性層２６０８、および第２の半導体層２６１０を含むことが可能である。基板２６０４は、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＡｌＮ、サファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ等など、さまざまな材料を含むことが可能である。第１の半導体層２６０６、活性層２６０８、および第２の半導体層２６１０は、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、（ＡｌＧａＩｎ）Ｐ、（ＡｌＧａＩｎ）ＡｓＰ、（ＡｌＧａＩｎ）ＡｓＮ、（ＡｌＧａＩｎ）Ｐａｓ、（Ｅｕ：ＩｎＧａ）Ｎ、（ＡｌＧａＩｎ）Ｎ等など、さまざまな半導体材料を含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、第１の半導体層２６０６はｎ型層であることが可能であり、第２の半導体層２６１０はｐ型層であることが可能である。たとえば、第１の半導体層２６０６は、（たとえば、ＳｉまたはＧｅでドープされた）ｎドープされたＧａＮ層であることが可能であり、第２の半導体層２６１０は、（たとえば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎ、またはＢｅでドープされた）ｐドープされたＧａＮ層であることが可能である。活性層２６０８は、たとえば、１つまたは複数の量子井戸またはＭＱＷなど、１つまたは複数のヘテロ構造を形成することが可能である、１つまたは複数のＧａＮ層、１つまたは複数のＩｎＧａＮ層、１つまたは複数のＡｌＩｎＧａＰ層等を含むことが可能である。

【0206】

いくつかの実施形態においては、第１のウェハ２６０２は、接合層をも含むことが可能である。接合層２６１２は、金属、酸化物、誘電体、ＣｕＳｎ、ＡｕＴｉ等など、さまざまな材料を含むことが可能である。一例においては、接合層２６１２は、ｐ接点および／またはｎ接点（図示せず）を含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、基板２６０４と第１の半導体層２６０６との間のバッファ層など、他の層が第１のウェハ２６０２上に含まれることも可能である。バッファ層は、多結晶ＧａＮまたはＡｌＮなど、さまざまな材料を含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、接触層が、第２の半導体層２６１０と接合層２６１２との間にあることが可能である。接触層は、第２の半導体層２６１０および／または第１の半導体層２６０６に電気接点を提供するための任意の好適な材料を含むことが可能である。

【0207】

第１のウェハ２６０２は、接合層２６１３および／または接合層２６１２を介して、上述されているようにドライバ回路２６１１および接合層２６１３を含むウェハ２６０３に接合されることが可能である。接合層２６１２および接合層２６１３は、同じ材料で作られることも、異なる材料で作られることも可能である。接合層２６１３および接合層２６１２は、実質的に平らであることが可能である。第１のウェハ２６０２は、金属対金属接合、共晶接合、金属酸化物接合、陽極接合、熱圧縮接合、紫外線（ＵＶ）接合、および／または融着接合など、さまざまな方法によってウェハ２６０３に接合されることが可能である。

【0208】

図２６Ｂにおいて示されているように、第１のウェハ２６０２は、第１のウェハ２６０２のｐ側（たとえば、第２の半導体層２６１０）が下に（すなわち、ウェハ２６０３の方へ）向いている状態でウェハ２６０３に接合されることが可能である。接合の後、基板２６０４は、第１のウェハ２６０２から除去されることが可能であり、次いで、第１のウェハ２６０２は、ｎ側から処理されることが可能である。処理は、たとえば、個々のＬＥＤのための特定のメサ形状の形成、ならびに個々のＬＥＤに対応する光学部品の形成を含むことが可能である。

【0209】

いくつかの例では、図２６Ａ～図２６Ｂは、本明細書に記載するような１つまたは複数の再構成された半導体構成部品の少なくとも一部を備えたアレイおよび／またはウェハを記載してもよい。

【0210】

図２７Ａ～図９Ｄは、特定の実施形態による、ＬＥＤのアレイのためのハイブリッド接合の方法の例を示す。ハイブリッド接合は、概して、ウェハ洗浄および活性化、あるウェハの接点の、別のウェハの接点との高精度の位置合わせ、室温でのウェハの表面における誘電材料の誘電接合、および高温でのアニーリングによる接点の金属接合を含むことが可能である。図２７Ａは、その上に製造された受動または能動回路２７２０をもつ基板２７１０を示す。図２６Ａ～図８Ｂに関連して上述されているように、基板２７１０は、たとえば、シリコンウェハを含むことが可能である。回路２７２０は、ＬＥＤのアレイのためのドライバ回路を含むことが可能である。接合層は、電気相互接続２７２２を通して回路２７２０に接続された誘電領域２７４０およびコンタクトパッド２７３０を含むことが可能である。コンタクトパッド２７３０は、たとえば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ等を含むことが可能である。誘電領域２７４０中の誘電材料は、ＳｉＣＮ、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５等を含むことが可能である。接合層は、たとえば、化学機械研磨を使用して平坦化され、研磨されることが可能であり、平坦化または研磨は、コンタクトパッドにおけるディッシング（ボウル状の外形）を引き起こすことがある。接合層の表面は、たとえば、イオン（たとえば、プラズマ）または高速原子（たとえば、Ａｒ）ビーム２７０５によって清浄および活性化されることが可能である。活性化された表面は、原子的にクリーンであることが可能であり、ウェハが、たとえば、室温において接触させられたとき、ウェハの間の直接結合の形成に対して反応性であることが可能である。

【0211】

図２７Ｂは、たとえば、図２５Ａ～図８Ｂに関連して上述されているようにその上に製作されたマイクロＬＥＤ２７７０のアレイを含むウェハ２７５０を示す。ウェハ２７５０は、キャリアウェハであることが可能であり、たとえば、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＡｌＮ、サファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ等を含むことが可能である。マイクロＬＥＤ２７７０は、ウェハ２７５０上にエピタキシャル成長された、ｎ型層、活性領域、およびｐ型層を含むことが可能である。エピタキシャル層は、上述されているさまざまなＩＩＩ－Ｖ半導体材料を含むことが可能であり、実質的に垂直な構造、放物線構造、円錐構造等など、エピタキシャル層中にメサ構造をエッチングするためにｐ型層側から処理されることが可能である。パッシベーション層および／または反射層が、メサ構造の側壁上に形成されることが可能である。ｐ接点２７８０およびｎ接点２７８２が、メサ構造上に堆積された誘電材料層２７６０中に形成されることが可能であり、それぞれ、ｐ型層およびｎ型層との電気接点を作製することが可能である。誘電材料層２７６０中の誘電材料は、たとえば、ＳｉＣＮ、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５等を含むことが可能である。ｐ接点２７８０およびｎ接点２７８２は、たとえば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ等を含むことが可能である。ｐ接点２７８０、ｎ接点２７８２、および誘電材料層２７６０の上部表面は、接合層を形成することが可能である。接合層は、たとえば、化学機械研磨を使用して平坦化され、研磨されることが可能であり、研磨は、ｐ接点２７８０およびｎ接点２７８２におけるディッシングを引き起こすことがある。接合層は、次いで、たとえば、イオン（たとえば、プラズマ）または高速原子（たとえば、Ａｒ）ビーム２７１５によって清浄および活性化されることが可能である。活性化された表面は、原子的にクリーンであり、ウェハが、たとえば、室温において接触させられたとき、ウェハの間の直接結合の形成に対して反応性であることが可能である。

【0212】

図２７Ｃは、接合層中の誘電材料を接合するための室温接合プロセスを示す。たとえば、誘電領域２７４０とコンタクトパッド２７３０とを含む接合層、およびｐ接点２７８０と、ｎ接点２７８２と、誘電材料層２７６０とを含む接合層が、表面活性化された後、ウェハ２７５０およびマイクロＬＥＤ２７７０は、逆さにされ、基板２７１０およびその上に形成された回路と接触させられることが可能である。いくつかの実施形態においては、接合層が互いに対して押圧されるように、圧縮圧力２７２５が、基板２７１０およびウェハ２７５０に加えられることが可能である。表面活性化および接点におけるディッシングにより、誘電領域２７４０および誘電材料層２７６０は、表面引力のために直接接触することが可能であり、表面原子が、ダングリングボンドを有することが可能であり、活性化の後に不安定なエネルギー状態にあることが可能であるので、反応し、誘電領域２７４０と誘電材料層２７６０との間で化学接合を形成することが可能である。したがって、誘電領域２７４０および誘電材料層２７６０中の誘電材料は、熱処理または圧力の有無にかかわらずともに接合されることが可能である。

【0213】

図２７Ｄは、接合層中の誘電材料を接合した後、接合層中の接点を接合するためのアニーリングプロセスを示す。たとえば、コンタクトパッド２７３０とｐ接点２７８０またはｎ接点２７８２とが、たとえば、約２００～４００℃以上でのアニーリングによってともに接合されることが可能である。アニーリングプロセス中に、熱２７３５は、接点が（異なる熱膨張係数により）誘電材料を超えて膨張することを引き起こすことが可能であり、ひいては、コンタクトパッド２７３０とｐ接点２７８０またはｎ接点２７８２とが、接触することが可能であり、活性化された表面において直接金属接合を形成することが可能であるように、接点の間のディッシング間隙を閉じることが可能である。

【0214】

２つの接合されたウェハが、異なる熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する材料を含むいくつかの実施形態においては、室温において接合される誘電材料は、異なる熱膨張によって引き起こされるコンタクトパッドの位置合わせ不良を低減または防止するのを助けることが可能である。いくつかの実施形態においては、アニーリング中の高温におけるコンタクトパッドの位置合わせ不良をさらに低減または回避するために、トレンチが、接合の前に、マイクロＬＥＤの間に、マイクロＬＥＤのグループの間に、基板の一部または全部を通じて等、形成されることが可能である。

【0215】

マイクロＬＥＤがドライバ回路に接合された後、マイクロＬＥＤがその上に製作された基板は、薄くされるかまたは除去されることが可能であり、たとえば、マイクロＬＥＤの活性領域から放出された光を抽出し、コリメートし、向け直すためのさまざまな二次光学部品が、マイクロＬＥＤの発光表面上に製作されることが可能である。一例においては、マイクロレンズが、マイクロＬＥＤ上に形成されることが可能であり、各マイクロレンズは、それぞれのマイクロＬＥＤに対応することが可能であり、光抽出効率を改善し、マイクロＬＥＤによって放出された光をコリメートするのを助けることが可能である。いくつかの実施形態においては、二次光学部品は、基板またはマイクロＬＥＤのｎ型層中に製作されることが可能である。いくつかの実施形態においては、二次光学部品は、マイクロＬＥＤのｎ型側に堆積された誘電層中に製作されることが可能である。二次光学部品の例は、レンズ、格子、反射防止（ＡＲ）コーティング、プリズム、フォトニック結晶等を含むことが可能である。

【0216】

いくつかの例では、図２７Ａ～図２７Ｄは、１つまたは複数の半導体構成部品の再構成を含んでもよい、または本明細書に記載したような１つまたは複数の再構成された半導体構成部品の少なくとも一部を含んでもよい方法を記載してもよい。

【0217】

図２８は、特定の実施形態による、その上に製作された二次光学部品をもつＬＥＤアレイ２８００の例を示す。ＬＥＤアレイ２８００は、たとえば、図２６Ａ～図９Ｄに関連して上述されている任意の好適な接合技術を使用して、ＬＥＤチップまたはウェハを、その上に製作された電気回路を含むシリコンウェハと接合することによって作製されることが可能である。図２８において示されている例においては、ＬＥＤアレイ２８００は、図２７Ａ～図９Ｄに関連して上述されているようにウェハ対ウェハハイブリッド接合技術を使用して接合されることが可能である。ＬＥＤアレイ２８００は、たとえば、シリコンウェハであることが可能である、基板２８１０を含むことが可能である。ＬＥＤドライバ回路など、集積回路２８２０が、基板２８１０上に製作されることが可能である。集積回路２８２０は、相互接続２８２２およびコンタクトパッド２８３０を通してマイクロＬＥＤ２８７０のｐ接点２８７４およびｎ接点２８７２に接続されることが可能であり、コンタクトパッド２８３０は、ｐ接点２８７４およびｎ接点２８７２との金属接合を形成することが可能である。基板２８１０上の誘電層２８４０は、融着接合を通して誘電層２８６０に接合されることが可能である。

【0218】

ＬＥＤチップまたはウェハの基板（図示せず）は、マイクロＬＥＤ２８７０のｎ型層２８５０を露出させるために、薄くされることが可能であるかまたは除去されることが可能である。球面マイクロレンズ２８８２、格子２８８４、マイクロレンズ２８８６、反射防止層２８８８等など、さまざまな二次光学部品が、ｎ型層２８５０中にまたはｎ型層２８５０の上に形成されることが可能である。たとえば、球面マイクロレンズアレイは、グレースケールマスクと、暴露光に対して線形応答をもつフォトレジストとを使用して、またはパターン化されたフォトレジスト層の熱リフローによって形成されたエッチマスクを使用して、マイクロＬＥＤ２８７０の半導体材料にエッチングされることが可能である。二次光学部品はまた、類似のフォトリソグラフ技術または他の技術を使用して、ｎ型層２８５０上に堆積された誘電層にエッチングされることが可能である。たとえば、マイクロレンズアレイは、バイナリマスクを使用してパターン化されたポリマー層の熱リフローを通してポリマー層中に形成されることが可能である。ポリマー層中のマイクロレンズアレイは、二次光学部品として使用されることが可能であるか、またはマイクロレンズアレイの外形を誘電層または半導体層の中に転写するためのエッチマスクとして使用されることが可能である。誘電層は、たとえば、ＳｉＣＮ、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５等を含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、マイクロＬＥＤ２８７０は、マイクロレンズおよび反射防止コーティング、半導体材料にエッチングされたマイクロレンズおよび誘電材料層にエッチングされたマイクロレンズ、マイクロレンズおよび格子、球面レンズおよび非球面レンズ等など、複数の対応する二次光学部品を有することが可能である。３つの異なる二次光学部品が、マイクロＬＥＤ２８７０上に形成することができる二次光学部品のいくつかの例を示すために、図２８において示されており、これは、異なる二次光学部品があらゆるＬＥＤアレイについて同時に使用されることを必ずしも意味しない。

【0219】

本明細書において開示されている実施形態は、人工現実システムの構成要素を実装するために使用されることが可能であるか、または人工現実システムとともに実装されることが可能である。人工現実は、ユーザへの提示の前に何らかの様式で調整された現実の形態であり、これは、たとえば、仮想現実、拡張現実、複合現実、ハイブリッド現実、あるいはそれらの何らかの組合せおよび／または派生物を含むことが可能である。人工現実コンテンツは、すべて生成されたコンテンツ、または取り込まれた（たとえば、現実世界の）コンテンツと組み合わせられた生成されたコンテンツを含むことが可能である。人工現実コンテンツは、ビデオ、オーディオ、触覚フィードバック、またはそれらの何らかの組合せを含むことが可能であり、これらのうちのいずれかが、単一チャネルで、または（閲覧者に対して３次元効果をもたらすステレオビデオなど）複数チャネルで提示されることが可能である。追加として、いくつかの実施形態においては、人工現実はまた、たとえば、人工現実中のコンテンツを作り出すために使用され、および／または場合によっては、人工現実中で（たとえば、アクティビティを実行するために）使用される、アプリケーション、製品、アクセサリ、サービス、またはそれらの何らかの組合せに関連することが可能である。人工現実コンテンツを提供する人工現実システムは、ホストコンピュータシステムに接続されたＨＭＤ、スタンドアロンＨＭＤ、モバイルデバイスまたはコンピューティングシステム、あるいは１人または複数の閲覧者に人工現実コンテンツを提供することが可能な任意の他のハードウェアプラットフォームを含む、さまざまなプラットフォーム上で実装されることが可能である。

【0220】

いくつかの例では、ＬＥＤアレイ２８００は、本明細書に記載するような１つまたは複数の再構成された半導体構成部品を含んでもよい。

【0221】

図２９は、本明細書において開示されている例のうちのいくつかを実施するための例示的なニアアイディスプレイ（たとえば、ＨＭＤデバイス）の例示的な電子システム２９００の簡略化されたブロック図である。電子システム２９００は、上述されているＨＭＤデバイスまたはその他のニアアイディスプレイの電子システムとして使用されることが可能である。この例においては、電子システム２９００は、１つまたは複数のプロセッサ２９１０と、メモリ２９２０とを含むことが可能である。プロセッサ２９１０は、複数のコンポーネントにおいてオペレーションを実行するための命令を実行するように構成されることが可能であり、たとえば、ポータブル電子デバイス内での実施に適した汎用プロセッサまたはマイクロプロセッサであることが可能である。プロセッサ２９１０は、電子システム２９００内の複数のコンポーネントと通信可能に結合されることが可能である。この通信可能な結合を実現するために、プロセッサ２９１０は、バス２９４０を介してその他の示されているコンポーネントと通信することが可能である。バス２９４０は、電子システム２９００内でデータを転送するように適合されている任意のサブシステムであることが可能である。バス２９４０は、データを転送するための複数のコンピュータバスおよび追加の回路を含むことが可能である。

【0222】

メモリ２９２０は、プロセッサ２９１０に結合されることが可能である。いくつかの実施形態においては、メモリ２９２０は、短期および長期の両方の格納を提供することが可能であり、いくつかのユニットへと分割されることが可能である。メモリ２９２０は、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）および／もしくはダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）など、揮発性であること、ならびに／または読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ等など、不揮発性であることが可能である。さらにメモリ２９２０は、セキュアデジタル（ＳＤ）カードなど、取り外し可能なストレージデバイスを含むことが可能である。メモリ２９２０は、電子システム２９００に関するコンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、およびその他のデータの格納を提供することが可能である。いくつかの実施形態においては、メモリ２９２０は、別々のハードウェアモジュールへと分散されることが可能である。命令のセットおよび／またはコードが、メモリ２９２０上に格納されることが可能である。命令は、電子システム２９００によって実行可能であり得る実行可能コードの形態を取ることが可能であり、ならびに／またはソースおよび／もしくはインストール可能コードの形態を取ることが可能であり、これは、（たとえば、さまざまな一般的に利用可能なコンパイラ、インストレーションプログラム、圧縮／解凍ユーティリティーなどのいずれかを使用した）電子システム２９００上でのコンパイルおよび／またはインストール時に、実行可能コードの形態を取ることが可能である。

【0223】

いくつかの実施形態においては、メモリ２９２０は、複数のアプリケーションモジュール２９２２～２９２４を格納することが可能であり、これらは、任意の数のアプリケーションを含むことが可能である。アプリケーションの例は、ゲーミングアプリケーション、会議アプリケーション、ビデオ再生アプリケーション、またはその他の適切なアプリケーションを含むことが可能である。アプリケーションは、奥行き感知機能またはアイトラッキング機能を含むことが可能である。アプリケーションモジュール２９２２～２９２４は、プロセッサ２９１０によって実行されることになる特定の命令を含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、アプリケーションモジュール２９２２～２９２４のうちの特定のアプリケーションまたは部分は、その他のハードウェアモジュール２９８０によって実行可能であり得る。特定の実施形態においては、メモリ２９２０は、セキュアなメモリを追加で含むことが可能であり、これは、セキュアな情報に対するコピーまたはその他の不正アクセスを防止するための追加のセキュリティー制御を含むことが可能である。

【0224】

いくつかの実施形態においては、メモリ２９２０は、その中にロードされているオペレーティングシステム２９２５を含むことが可能である。オペレーティングシステム２９２５は、アプリケーションモジュール２９２２～２９２４によって提供される命令の実行を開始するように、ならびに／またはその他のハードウェアモジュール２９８０と、１つまたは複数のワイヤレストランシーバを含むことが可能であるワイヤレス通信サブシステム２９３０とのインターフェースとを管理するように動作可能であり得る。オペレーティングシステム２９２５は、スレッド化、リソース管理、データストレージ制御、およびその他の同様の機能性を含めて、電子システム２９００のコンポーネントどうしにわたるその他のオペレーションを実行するように適合されることが可能である。

【0225】

ワイヤレス通信サブシステム２９３０は、たとえば、赤外線通信デバイス、ワイヤレス通信デバイスおよび／もしくはチップセット（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイス、ＩＥＥＥ２６０２．１１デバイス、Ｗｉ－Ｆｉデバイス、ＷｉＭＡＸデバイス、セルラー通信設備等など）、ならびに／または同様の通信インターフェースを含むことが可能である。電子システム２９００は、ワイヤレス通信のための１つまたは複数のアンテナ２９３４を、ワイヤレス通信サブシステム２９３０の一部として、またはシステムのいずれかの部分に結合されている別個のコンポーネントとして含むことが可能である。所望の機能性に応じて、ワイヤレス通信サブシステム２９３０は、ベーストランシーバステーションならびにその他のワイヤレスデバイスおよびアクセスポイントと通信するための別個のトランシーバを含むことが可能であり、その通信は、ワイヤレスワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、またはワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）など、さまざまなデータネットワークおよび／またはネットワークタイプと通信することを含むことが可能である。ＷＷＡＮは、たとえば、ＷｉＭａｘ（ＩＥＥＥ２６０２．１６）ネットワークであることが可能である。ＷＬＡＮは、たとえば、ＩＥＥＥ２６０２．１１ｘネットワークであることが可能である。ＷＰＡＮは、たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワーク、ＩＥＥＥ２６０２．１５ｘ、またはいくつかのその他のタイプのネットワークであることが可能である。本明細書において記述されている技術は、ＷＷＡＮ、ＷＬＡＮ、および／またはＷＰＡＮの任意の組合せのために使用されることも可能である。ワイヤレス通信サブシステム２９３０は、ネットワーク、その他のコンピュータシステム、および／または、本明細書において記述されているその他の任意のデバイスとの間でデータがやり取りされることを許可することが可能である。ワイヤレス通信サブシステム２９３０は、アンテナ２９３４およびワイヤレスリンク２９３２を使用して、ＨＭＤデバイスの識別子、位置データ、地理的マップ、ヒートマップ、写真、またはビデオなどのデータを送信または受信するための手段を含むことが可能である。ワイヤレス通信サブシステム２９３０、プロセッサ２９１０、およびメモリ２９２０はともに、本明細書において開示されているいくつかの機能を実行するための手段のうちの１つまたは複数の少なくとも一部を含むことが可能である。

【0226】

電子システム２９００の実施形態は、１つまたは複数のセンサ２９９０を含むことも可能である。センサ２９９０は、たとえば、画像センサ、加速度計、圧力センサ、温度センサ、近接センサ、磁力計、ジャイロスコープ、慣性センサ（たとえば、加速度計とジャイロスコープとを組み合わせるモジュール）、環境光センサ、または、奥行きセンサもしくは位置センサなど、感覚出力を提供するように、および／もしくは感覚入力を受信するように動作可能なその他の任意の同様のモジュールを含むことが可能である。たとえば、いくつかの実施態様においては、センサ２９９０は、１つもしくは複数の慣性測定ユニット（ＩＭＵ）および／または１つもしくは複数の位置センサを含むことが可能である。ＩＭＵは、位置センサのうちの１つまたは複数から受信された測定信号に基づいて、ＨＭＤデバイスの初期位置に対するＨＭＤデバイスの推定位置を示す較正データを生成することが可能である。位置センサは、ＨＭＤデバイスの動きに応答して１つまたは複数の測定信号を生成することが可能である。位置センサの例は、１つもしくは複数の加速度計、１つもしくは複数のジャイロスコープ、１つもしくは複数の磁力計、動きを検知する別の適切なタイプのセンサ、ＩＭＵのエラー訂正のために使用されるタイプのセンサ、またはそれらの任意の組合せを含むことが可能であるが、それらには限定されない。位置センサは、ＩＭＵの外部に、ＩＭＵの内部に、またはそれらの任意の組合せで配置されることが可能である。少なくともいくつかのセンサは、感知のために、構造化された光パターンを使用することが可能である。

【0227】

電子システム２９００は、ディスプレイモジュール２９６０を含むことが可能である。ディスプレイモジュール２９６０は、ニアアイディスプレイであることが可能であり、画像、ビデオ、およびさまざまな指示などの情報を電子システム２９００からユーザにグラフィカルに提示することが可能である。そのような情報は、１つもしくは複数のアプリケーションモジュール２９２２～２９２４、仮想現実エンジン２９２６、１つもしくは複数のその他のハードウェアモジュール２９８０、それらの組合せ、または、ユーザのためのグラフィカルコンテンツを解像するためのその他の任意の適切な手段（たとえば、オペレーティングシステム２９２５によって）から導出されることが可能である。ディスプレイモジュール２９６０は、ＬＣＤテクノロジー、ＬＥＤテクノロジー（たとえば、ＯＬＥＤ、ＩＬＥＤ、マイクロＬＥＤ、ＡＭＯＬＥＤ、ＴＯＬＥＤなどを含む）、発光ポリマーディスプレイ（ＬＰＤ）テクノロジー、またはその他の何らかのディスプレイテクノロジーを使用することが可能である。

【0228】

電子システム２９００は、ユーザ入力／出力モジュール２９７０を含むことが可能である。ユーザ入力／出力モジュール２９７０は、ユーザがアクション要求を電子システム２９００へ送信することを可能にすることができる。アクション要求は、特定のアクションを実行するための要求であることが可能である。たとえば、アクション要求は、アプリケーションを開始することもしくは終了すること、またはアプリケーション内で特定のアクションを実行することであることが可能である。ユーザ入力／出力モジュール２９７０は、１つまたは複数の入力デバイスを含むことが可能である。例示的な入力デバイスは、タッチスクリーン、タッチパッド、マイクロフォン、ボタン、ダイヤル、スイッチ、キーボード、マウス、ゲームコントローラ、または、アクション要求を受信して、その受信されたアクション要求を電子システム２９００へ通信するためのその他の任意の適切なデバイスを含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、ユーザ入力／出力モジュール２９７０は、電子システム２９００から受信された命令に従って触覚フィードバックをユーザに提供することが可能である。たとえば、触覚フィードバックは、アクション要求が受信されたときに、または実行されたときに提供されることが可能である。

【0229】

電子システム２９００は、たとえば、ユーザの目の位置を追跡把握する目的で、ユーザの写真またはビデオを撮影するために使用されることが可能であるカメラ２９５０を含むことが可能である。カメラ２９５０は、たとえば、ＶＲ、ＡＲ、またはＭＲアプリケーションのために、環境の写真またはビデオを撮影するために使用されることも可能である。カメラ２９５０は、たとえば、数百万または数千万ピクセルを伴う相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）画像センサを含むことが可能である。いくつかの実施態様においては、カメラ２９５０は、３Ｄ画像を取り込むために使用されることが可能である２つ以上のカメラを含むことが可能である。

【0230】

いくつかの実施形態においては、電子システム２９００は、複数のその他のハードウェアモジュール２９８０を含むことが可能である。その他のハードウェアモジュール２９８０のそれぞれは、電子システム２９００内の物理的なモジュールであることが可能である。その他のハードウェアモジュール２９８０のそれぞれは、構造として恒久的に構成されることが可能であるが、その他のハードウェアモジュール２９８０のうちのいくつかは、特定の機能を実行するように一時的に構成されること、または一時的にアクティブ化されることが可能である。その他のハードウェアモジュール２９８０の例は、たとえば、オーディオ出力および／または入力モジュール（たとえば、マイクロフォンまたはスピーカー）、近距離無線通信（ＮＦＣ）モジュール、充電式バッテリー、バッテリー管理システム、有線／ワイヤレスバッテリー充電システムなどを含むことが可能である。いくつかの実施形態においては、その他のハードウェアモジュール２９８０の１つまたは複数の機能は、ソフトウェアで実施されることが可能である。

【0231】

いくつかの実施形態においては、電子システム２９００のメモリ２９２０は、仮想現実エンジン２９２６を格納することも可能である。仮想現実エンジン２９２６は、電子システム２９００内のアプリケーションを実行すること、およびＨＭＤデバイスの位置情報、加速度情報、速度情報、予測される今後の位置、またはそれらの任意の組合せをさまざまなセンサから受信することが可能である。いくつかの実施形態においては、仮想現実エンジン２９２６によって受信された情報は、ディスプレイモジュール２９６０への信号（たとえば、表示命令）を生成するために使用されることが可能である。たとえば、受信された情報が、ユーザが左を見たことを示している場合には、仮想現実エンジン２９２６は、仮想環境におけるユーザの動きを反映するＨＭＤデバイスのためのコンテンツを生成することが可能である。加えて、仮想現実エンジン２９２６は、ユーザ入力／出力モジュール２９７０から受信されたアクション要求に応答してアプリケーション内でアクションを実行すること、およびフィードバックをユーザに提供することが可能である。提供されるフィードバックは、視覚、可聴、または触覚フィードバックであることが可能である。いくつかの実施態様においては、プロセッサ２９１０は、仮想現実エンジン２９２６を実行することが可能である１つまたは複数のＧＰＵを含むことが可能である。

【0232】

さまざまな実施態様においては、上述のハードウェアおよびモジュールは、単一のデバイス上に、または有線もしくはワイヤレス接続を使用して互いに通信することが可能である複数のデバイス上に実装されることが可能である。たとえば、いくつかの実施態様においては、ＧＰＵ、仮想現実エンジン２９２６、およびアプリケーション（たとえば、トラッキングアプリケーション）など、いくつかのコンポーネントまたはモジュールは、ヘッドマウントディスプレイデバイスとは別個のコンソール上に実装されることが可能である。いくつかの実施態様においては、１つのコンソールが、複数のＨＭＤに接続されること、または複数のＨＭＤをサポートすることが可能である。

【0233】

代替構成においては、異なるコンポーネントおよび／または追加のコンポーネントが電子システム２９００に含まれることが可能である。同様に、それらのコンポーネントのうちの１つまたは複数の機能性は、上述されている様式とは異なる様式でそれらのコンポーネントの間において分散されることが可能である。たとえば、いくつかの実施形態においては、電子システム２９００は、ＡＲシステム環境および／またはＭＲ環境など、その他のシステム環境を含むように修正されることが可能である。

【0234】

いくつかの例では、電子システム２９００は、本明細書に記載するような１つまたは複数の再構成された半導体構成部品を含んでもよい。

【0235】

本明細書にさまざまな例により記載するように、開示の技術は、人工現実システムを含む、またはこれと併せて実施されてもよい。記載するように、人工現実は、たとえば、仮想現実（ＶＲ）、拡張現実（ＡＲ）、複合現実（ＭＲ）、ハイブリッド現実、またはそのいくつかの組合せおよび／または派生物を含んでもよい、ユーザへの提示前にいくつかの方法で調節された現実の形である。人工現実コンテンツは、完全に生成されたコンテンツ、またはキャプチャされたコンテンツと組み合わされた生成されたコンテンツ（たとえば、現実世界写真またはビデオ）を含んでもよい。人工現実コンテンツは、ビデオ、音声、触覚フィードバック、またはそのいくつかの組合せを含んでもよく、そのいずれかは単一チャネルまたは多数のチャネル（視聴者に３次元エフェクトを生成するステレオビデオなど）で提示されてもよい。加えて、いくつかの例では、人工現実は、たとえば、人工現実でコンテンツを作り出すために使用される、および／または人工現実内で（たとえば、アクティビティを行うために）使用される、アプリケーション、製品、アクセサリ、サービス、またはそのいくつかの組合せに関連付けられてもよい。人工現実コンテンツを提供する人工現実システムは、ホストコンピュータシステムに接続されたＨＭＤ、独立型ＨＭＤ、モバイルデバイスまたはコンピューティングシステム、または１人または複数人の視聴者に人工現実コンテンツを提供することが可能な任意の他のハードウェアプラットフォームを含む、さまざまなプラットフォームで実施されてもよい。

【0236】

本開示に記載される技術は、少なくとも部分的に、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはその任意の組合せで実施されてもよい。たとえば、記載した技術のさまざまな態様は、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰ、アプリケーション特定集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または任意の他の同等の集積または個別論理回路と、このような構成要素の任意の組合せを含む、１つまたは複数のプロセッサ内で実施されてもよい。「プロセッサ」または「処理回路」という用語は一般に、単独でまたは他の論理回路と組み合わせた、前述の論理回路のいずれか、または任意の他の同等の回路のことを言ってもよい。ハードウェアを備えた制御ユニットはまた、本開示の技術のうちの１つまたは複数を行ってもよい。

【0237】

このようなハードウェア、ソフトウェア、およびファームウェアは、本開示に記載したさまざまな動作および機能を支持するために、同じデバイス内で、または別個のデバイス内で実施されてもよい。加えて、記載したユニット、モジュールまたは構成要素のいずれかは、別個であるが相互運用可能な論理デバイスとして共にまたは別個に実施されてもよい。モジュールまたはユニットとしての異なる機構の記述は、異なる機能態様を強調することを意図しているが、このようなモジュールまたはユニットを別個のハードウェアまたはソフトウェア構成部品によって実現しなければならないことを必ずしも暗示するものではない。むしろ、１つまたは複数のモジュールまたはユニットに関連付けられた機能性は、別個のハードウェアまたはソフトウェア構成部品によって実行されてもよい、または共通のもしくは別個のハードウェアまたはソフトウェア構成部品内で統合されてもよい。

【0238】

本開示に記載した技術はまた、命令を含む、コンピュータ可読ストレージメディアなどのコンピュータ可読メディア内で統合されるまたは符号化されてもよい。コンピュータ可読ストレージメディア内で統合または符号化された命令は、プログラマブルプロセッサ、または他のプロセッサに、たとえば、命令が実行された場合に方法を行わせてもよい。コンピュータ可読ストレージメディアは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能読み取り専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電子消去可能プログラム可能読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、フロッピーディスク、カセット、磁気メディア、光メディア、または他のコンピュータ可読メディアを含んでもよい。

【0239】

上で論じられている方法、システム、およびデバイスは、例である。さまざまな実施形態は、必要に応じて、さまざまな手順またはコンポーネントを省略すること、置換すること、または追加することが可能である。たとえば、代替構成においては、記述されている方法は、記述されているのとは異なる順序で実行されることが可能であり、ならびに／またはさまざまな段階が追加されること、省略されること、および／もしくは組み合わされることが可能である。また、特定の実施形態に関して記述されている特徴どうしは、さまざまなその他の実施形態において組み合わされることが可能である。実施形態の別々の態様および要素は、同様の様式で組み合わされることが可能である。また、テクノロジーは進化しており、したがって、要素のうちの多くは例であり、それらの例は、本開示の範囲をそれらの特定の例に限定するものではない。

【0240】

実施形態の徹底的な理解を提供するために、記述においては具体的な詳細が与えられている。しかしながら、実施形態は、これらの具体的な詳細を伴わずに実施されることが可能である。たとえば、よく知られている回路、プロセス、システム、構造、および技術は、実施形態をわかりにくくすることを回避するために、不必要な詳細を伴わずに示されている。この記述は、例示的な実施形態を提供しているだけであり、本発明の範囲、適用可能性、または構成を限定することを意図されているものではない。むしろ、実施形態についての前述の記述は、さまざまな実施形態を実施するための有効な記述を当業者に提供するであろう。特許請求の範囲から逸脱することなく、要素の機能および配置においてさまざまな変更が行われることが可能である。

【0241】

また、いくつかの実施形態は、流れ図またはブロック図として示されているプロセスとして記述された。それぞれが、オペレーションを順次プロセスとして記述している場合があるが、オペレーションのうちの多くは、並列にまたは同時に実行されることが可能である。加えて、オペレーションどうしの順序は、並べ替えられることが可能である。プロセスは、図に含まれていない追加のステップを有することが可能である。さらに、これらの方法の実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、またはそれらの任意の組合せによって実施されることが可能である。ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、またはマイクロコードで実施される場合には、関連付けられているタスクを実行するためのプログラムコードまたはコードセグメントは、ストレージメディアなどのコンピュータ可読メディアに格納されることが可能である。プロセッサは、関連付けられているタスクを実行することが可能である。

【0242】

具体的な要件に従って実質的な変更が行われることが可能であるということは当業者にとって明らかであろう。たとえば、カスタマイズされたもしくは専用のハードウェアが使用されることも可能であり、および／または特定の要素が、ハードウェア、ソフトウェア（アプレット等などのポータブルソフトウェアを含む）、もしくは両方で実装されることが可能である。さらに、ネットワーク入力／出力デバイスなどのその他のコンピューティングデバイスへの接続が採用されることが可能である。

【0243】

添付の図を参照すると、メモリを含むことが可能であるコンポーネントは、非一時的なマシン可読メディアを含むことが可能である。「マシン可読メディア」および「コンピュータ可読メディア」という用語は、マシンを特定の様式で動作させるデータを提供することに関与する任意のストレージメディアを指すことが可能である。上で提供されている実施形態においては、さまざまなマシン可読メディアが、実行のために処理ユニットおよび／またはその他のデバイスに命令／コードを提供することに関与することが可能である。追加として、または代替として、マシン可読メディアは、そのような命令／コードを格納および／または搬送するために使用されることが可能である。多くの実施態様においては、コンピュータ可読メディアは、物理的なおよび／または有形のストレージメディアである。そのようなメディアは、不揮発性メディア、揮発性メディア、および送信メディアを含むがそれらには限定されない多くの形態を取ることが可能である。コンピュータ可読メディアの一般的な形態は、たとえば、コンパクトディスク（ＣＤ）もしくはデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）などの磁気および／もしくは光メディア、パンチカード、紙テープ、穴のパターンを有するその他の物理的なメディア、ＲＡＭ、プログラム可能読み取り専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、フラッシュＥＰＲＯＭ、その他の任意のメモリチップもしくはカートリッジ、以降で記述されている搬送波、またはコンピュータが命令および／もしくはコードを読み出すことが可能であるその他の任意のメディアを含む。コンピュータプログラム製品は、プロシージャ、関数、サブプログラム、プログラム、ルーチン、アプリケーション（アプリ）、サブルーチン、モジュール、ソフトウェアパッケージ、クラスを表すことが可能であるコードおよび／もしくはマシン実行可能命令、または命令、データ構造、もしくはプログラムステートメントの任意の組合せを含むことが可能である。

【0244】

本明細書において記述されているメッセージを通信するために使用される情報および信号は、さまざまな異なるテクノロジーおよび技術のうちのいずれかを使用して表されることが可能であるということを当業者なら理解するであろう。たとえば、上の記述全体を通して参照されることが可能であるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは粒子、光場もしくは粒子、またはそれらの任意の組合せによって表されることが可能である。

【0245】

本明細書において使用される「および」および「または」という用語は、そのような用語が使用される文脈に少なくとも部分的に依存することも予想されるさまざまな意味を含むことが可能である。典型的には、「または」は、Ａ、Ｂ、またはＣなどのリストを関連付けるために使用される場合には、Ａ、Ｂ、およびＣ（ここでは包括的な意味で使用される）、ならびにＡ、Ｂ、またはＣ（ここでは排他的な意味で使用される）を意味することを意図されている。加えて、本明細書において使用される「１つまたは複数」という用語は、単数形の任意の機能、構造、もしくは特徴を記述するために使用されることが可能であり、または機能、構造、もしくは特徴の何らかの組合せを記述するために使用されることが可能である。しかしながら、これは単に説明例であり、特許請求されている主題は、この例に限定されるものではないということに留意されたい。さらに、「～の少なくとも１つ」という用語は、Ａ、Ｂ、またはＣなどのリストを関連付けるために使用される場合には、Ａ、ＡＢ、ＡＣ、ＢＣ、ＡＡ、ＡＢＣ、ＡＡＢ、ＡＡＢＢＣＣＣ等など、Ａ、Ｂ、および／またはＣの任意の組合せを意味すると解釈されることが可能である。

【0246】

さらに、特定の実施形態が、ハードウェアおよびソフトウェアの特定の組合せを使用して記述されてきたが、ハードウェアおよびソフトウェアのその他の組合せも可能であるということを認識されたい。特定の実施形態は、ハードウェアのみで、またはソフトウェアのみで、またはそれらの組合せを使用して実施されることが可能である。一例においては、ソフトウェアは、本開示において記述されているステップ、オペレーション、またはプロセスのいずれかまたはすべてを実行するために１つまたは複数のプロセッサによって実行可能なコンピュータプログラムコードまたは命令を含むコンピュータプログラム製品を用いて実装されることが可能であり、この場合、コンピュータプログラムは、非一時的コンピュータ可読メディア上に格納されることが可能である。本明細書において記述されているさまざまなプロセスは、同じプロセッサまたは別々のプロセッサ上で任意の組合せで実施されることが可能である。

【0247】

デバイス、システム、コンポーネント、またはモジュールが、特定のオペレーションまたは機能を実行するように構成されているものとして記述されている場合には、そのような構成は、たとえば、オペレーションを実行するための電子回路を設計することによって、プログラム可能な電子回路（マイクロプロセッサなど）を、オペレーションを実行するようにプログラムすることによって、たとえば、コンピュータ命令もしくはコード、または非一時的なメモリメディア上に格納されているコードもしくは命令を実行するようにプログラムされたプロセッサもしくはコア、またはそれらの任意の組合せを実行することによって達成されることが可能である。プロセスは、プロセス間通信のための従来の技術を含むがそれらには限定されないさまざまな技術を使用して通信することが可能であり、プロセスどうしの別々のペアが、別々の技術を使用することが可能であり、またはプロセスどうしの同じペアが、別々の時点で別々の技術を使用することが可能である。

【0248】

したがって、明細書および図面は、限定的な意味ではなく例示的な意味でみなされるべきである。しかしながら、特許請求の範囲に記載されているさらに広い範囲から逸脱することなく、追加、削減、削除、およびその他の修正および変更が行われることが可能であるということは明らかであろう。したがって、特定の実施形態が記述されているが、これらは、限定することを意図されているものではない。さまざまな修正および均等物は、添付の特許請求の範囲の範疇内にある。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25A】

【図25B】

【図26A】

【図26B】

【図27A】

【図27B】

【図27C】

【図27D】

【図28】

【図29】

【国際調査報告】