使用变形膜的转印方法
技术领域
本发明涉及一种用于将对象转印到目标基板上的转印方法，尤其涉及一种使用变形膜的转印方法，其通过将对象集成在变形膜并转移至目标基板，将具有不同类型和功能的对象同时或选择性地转印到目标基板上。
背景技术
近年来，随着电子电气技术的飞速发展，为了满足新时代和消费者的各种需求，对具有不同技术特征的各种技术的融合技术的研究在不断增加。
类似于形成半导体器件的外延层，在原始基板(源基板，临时基板)上分别制备后无损伤地转移并集成到最终目标基板(目的基板)上的转印技术对于根据不同的技术制备的对象(元件、材料)在相应的技术中具备最佳特性是非常重要的。
作为迄今为止开发的多种转印技术中的典型示例是使用弹性体印章的图案转印技术(美国专利第7943491号)。
根据所述现有技术，在源基板(native substrate)上制备器件之后，通过诸如湿法刻蚀(wet etching)等的工艺降低源基板与器件之间的结合强度，然后利用弹性胶印章(elastomer stamp)和基于拾取速度(pick-up speed)的粘合力(adhesive force)差异来进行拾取和放置。
该技术将由各种尺寸、形状或材料(硅、GaN、石墨等)构成的不同器件集成到单个基板上。
另一种现有技术是Luxvue公司的静电头(electrostatic head)方法。所述方法为一种通过使用静电力(electrostatic force)来拾取和放置LED芯片的技术，所述静电力通过升高源基板的温度以削弱微型LED芯片与源基板之间的结合强度，然后向具有电极图案的硅头施加电压来形成。
为了具体描述现有的转印技术，将以基于微型LED的显示器制备技术为例进行描述。
微型LED是指尺寸为100μm×100μm以下的LED，并应用于背光源、显示光源、全色(full color)显示器和平板显示装置等。近来，应用于可穿戴设备、柔性设备、智能手表、智能纤维或诸如头戴式显示器(HMD)的下一代显示器、诸如生物、光通信领域等的各种电气、电子材料、器件等各种领域(以下称为“使用微型LED的对象”)。
例如，为了使用微型LED实现全色显示器，需要发射红色、绿色和蓝色的相互不同波长光的各个LED，并且由于发射光的波长根据半导体带隙而变化，因此应该使用具有不同带隙的微型LED器件。
通常，蓝色LED基于GaN，并且绿色LED基于GaN或通过使作为发光区域的量子阱结构的材料(InGaN)组成比不同于蓝色来调整带隙，而红色LED基于GaAs。
为了制备如此带隙不同的LED，首先，使用金属有机化学气象沉积(MOCVD)设备在每个波长的不同基板，例如蓝宝石基板或GaAs基板等上生长带隙不同的半导体外延，并制备红色、蓝色和绿色LED器件。
为了将微型LED应用于显示像素，需要一种将使用不同材料在不同基板上制备的红色、绿色和蓝色微型LED器件阵列高速大量地转印并集成到用于显示的目标基板的技术。
目前，使用微型LED实现全色显示器商业化的最大技术障碍为将微型LED芯片阵列快速准确地转印到目标基板的过程。
使用相对较大(～300μm×300μm)的现有LED芯片的公共显示器采用了拾取和放置(Pick&Place)方法，例如使用表面安装技术(SMT)装备转印或将LED转移到芯片键合机(diebonder)等，但这些现有的转印装置和技术不容易拾取小的微型LED芯片，并该装置的精度还不足以准确地转印到目标基板，由于这基本上是用于转印单个LED芯片的技术，因此不适合用于使用需要高速转印数十个至数百万个级别的大量微型LED芯片的微型LED来制备的显示器。
为了克服这些现有转印技术的局限性，上文介绍的Luxvue公司开发了一种利用静电力(static force)的转印技术，而X-Celeprint公司正在开发一种使用将弹性体印章使用的图案转印技术的微型LED显示器技术。
其中，对Luxvue公司的使用静电力的转印技术而言，首先在特定的初级基板上生长用于LED的半导体薄膜，将通过晶片键合工艺和LLO(Laser Lift-Off)工艺等来生长的半导体薄膜转移到次级基板上以制备微型LED器件，并通过升高次级基板的温度来削弱微型LED器件与次级基板之间结合材料的结合力，然后将电压施加到在微型LED器件上部具有通过MEMS工艺制备的电极被图案化的硅头并与其接触，并使用此时形成的静电力(electrostatic force)来拾取(pick-up)LED器件，以将其放置(place)在用于最终目标显示器的基板上。
该技术可以仅选择所选定的器件或阵列以转印到目标基板上，但需要两个转移步骤，即，在将用于微型LED的半导体薄膜转印到次级基板(临时基板)之后，需要制备微型LED器件并转移到目标基板，而且在LLO过程中可能会损坏微型LED器件。
另外，由于在拾取微型LED时使用静电力，因此有可能因静电电荷(electrostaticcharge)而损坏器件，并且存在需要单独制备用于使用MEMS工艺产生静电力的硅头的麻烦。
接下来，在X-Celeprintg公司的使用弹性体印章的图案转印技术中，首先对红色微型LED而言，在GaAs基板上生长包括下部牺牲层的外延，并通过半导体工艺制备微型LED器件，然后用锚固件将每个器件通过光刻工艺和光刻胶固定。当对固定后的微型LED器件的下部牺牲层进行湿蚀刻以将器件与基板分离时，微型LED器件尽管与基板分离，但仍固定在锚固件(anchor)上，然后使弹性体印章与微型LED器件上部接触并将其拾取(pick-up)，然后放置(place)在目标基板上。
对蓝色和绿色微型LED而言，首先在初级蓝宝石基板上制备基于GaN的LED器件，通过晶圆键合工艺和LLO工艺来将微型LED器件转移至次级基板，并通过湿蚀刻工艺来削弱微型LED器件与次级基板之间的结合力，然后使弹性体印章与微型LED器件上部接触并将其拾取(pick-up)，随后放置(place)在目标基板上。
由于该方法具有从初级基板转移到次级基板的麻烦，因此开发了一种改进的方法，即，使用GaN on Si外延生长技术在初级基板(Si)上制备基于GaN的LED器件，然后用由绝缘体制备的锚固件(anchor)固定微型LED器件，并通过湿蚀刻工艺来去除下部Si以保持基于上部GaN的微型LED器件与基板分离，然后使弹性体印章与微型LED器件上部接触并将其拾取(pick-up)，随后放置(place)在目标基板上。
该技术通过消除转移到次级基板的过程来减少了处理步骤，但由于基于GaN的LED主要在蓝宝石基板上制备，并基于GaN on Si的LED技术具有各种缺点，例如GaN和Si之间的晶格常数和热膨胀系数的差异等，因此用于LED的外延的性能仍然低于在蓝宝石上生长的LED外延的性能。
如此，X-Celeprint公司使用将弹性体印章使用的图案转印技术，将由不同材料制备的红色、绿色和蓝色微型LED器件集成在单个基板上，并实现和发布了显示器。
发明内容
技术问题
本发明是根据新型转印技术的需要而得出的，其目的在于提供一种使用变形膜的转印方法，其使用变形膜将基于不同类型或不同制备工艺的对象以阵列或单一形式转印至目标基板。
技术方案
为了实现所述目的，本发明提供一种使用变形膜的转印方法，其特征在于，包括：第一步骤，在源基板上形成对象；第二步骤，将变形膜安置在形成有所述对象的源基板上；第三步骤，将所述对象嵌入所述变形膜内部；第四步骤，在所述源基板中分离将待转印的对象(以下称为“转印对象”)以将所述转印对象集成在所述变形膜的内部或表面，并从所述源基板分离集成有所述转印对象的变形膜；以及第五步骤，将集成在所述变形膜的转印对象转移至目标基板。
另外，优选地，所述变形膜因光、热或压力而变形，并且由变形程度或变形次数可控的材料形成。
另外，优选地，在所述第三步骤中，在形成于所述源基板上的对象之中选择地指定所述转印对象。
另外，优选地，在将所述第一转印对象集成在所述变形膜之后，重复执行第二步骤至第四步骤，以将对象另外嵌入到集成有所述第一转印对象的变形膜上，使得将第二转印对象、第三转印对象，…，第n转印对象集成到彼此不同的位置(n＞2，n为自然数)。
其中，优选地，在所述另外嵌入的过程中，所述变形膜根据所述另外的嵌入对象或另外的集成对象的形状而变形。
另外，优选地，当由于所述未转印的对象而在所述变形膜上形成嵌入图案时，在形成有所述嵌入图案的位置或与其相邻的位置嵌入另外的嵌入对象或另外的集成对象。
另外，优选地，当由于所述未转印的对象而在所述变形膜上形成嵌入图案时，在所述另外嵌入的过程中，所述嵌入图案根据所述另外的嵌入对象或另外的集成对象的形状而变形。
另外，优选地，所述另外的集成对象属于同一种类，或者其大小、材料、功能和形状中的至少一个彼此不同，并且以单个或阵列形式集成到所述变形膜中。
另外，优选地，对所述源基板和所述变形膜的接触面进行防粘连(anti-stiction)处理。
另外，优选地，在所述第四步骤中，通过激光剥离(Laser-lift-off)或化学剥离(Chemical-lift-off)方法来从所述源基板分离对象。
其中，优选地，在激光剥离期间排除未从所述源基板转印到目标基板的对象，或者形成抗湿蚀刻的保护膜以围绕所述未转印的对象。
另外，优选地，在所述对象与源基板之间形成牺牲层。
另外，优选地，所述转印对象由能够从所述源基板分离的结构形成。
另外，优选地，在所述对象与源基板之间形成牺牲层，使用支撑结构物(锚固件)将所述对象中的转印对象的一部分区域固定到所述源基板上，并所述转印对象通过湿蚀刻相对于所述源基板形成自主直立结构或下部切割结构。
另外，优选地，所述对象包括由有机硅、单晶硅、多晶硅、掺杂硅、N型硅、P型硅、In-Ga-Al-N、In-Ga-Al-As(P，Sb)、SiC、Ga2O3、石墨、二氧化硅中的至少任何一个构成的结构体。
另外，优选地，所述对象为电子器件、光学器件、传感器器件、二极管、晶体管、光电器件、激光器、P-N结、纳米器件、MEMS器件、纳米材料、量子点和纳米线中的任何一个或两个以上的组合，或者以电子器件、光学器件、传感器器件、二极管、晶体管、光电器件、激光器、P-N结、纳米器件、MEMS器件、纳米材料、量子点和纳米线的阵列(array)形式提供所述对象。
另外，优选地，所述变形膜通过光、热或压力来控制固化程度或变形程度。
另外，优选地，在所述第三步骤中，当将所述对象嵌入时，可以通过调整压力来调整嵌入深度，并且根据所述嵌入深度来调整所述目标基板与转移到其上的对象之间的粘合力。
另外，优选地，所述变形膜形成在支撑基板上并安置在所述源基板上，或者通过层压或涂覆在所述源基板上来形成所述变形膜。
另外，优选地，所述目标基板由半导体基板、高分子基板、玻璃、金属、纸和绝缘体中的任何一个形成。
另外，优选地，所述第五步骤的目标基板涂覆或层压在所述变形膜上。
其中，优选地，在所述目标基板或所述对象的转移面上进一步形成粘合层。
另一方面，优选地，在所述第五步骤之后，在将所述对象转印到的目标基板上进一步形成钝化层或进一步执行电极形成工艺，其中，所述电极形成工艺用于驱动在所述目标基板上转印的对象或连接到外部电路。
有益效果
本发明提供一种以大量阵列形式或单一对象形式将具有单一或不同形状和不同材料且具有不同功能的各种尺寸的对象转印到目标基板上的技术，其有益于制备可以同时执行各种功能的融合器件。
尤其，由于本发明使用变形膜将对象嵌入变形膜内部并将转印对象集成且转移至目标基板，因此不需要对单独的临时基板执行结合工艺和分离工艺，从而具有可以通过简化工艺来节省工艺成本和时间的效果。
另外，容易将基于不同类型或不同工艺制备的对象转印至目标基板，并且容易选择特定对象或仅选择特定对象的阵列并将其转印至目标基板，从而具有可以应用于各个领域的效果。
尤其，由于可以通过集成到变形膜并转移至目标基板来将对象快速准确地以相同的空间布置转印至目标基板，并可以无损快速地转印对象，因此可以非常有效地应用于超小型半导体器件，例如微型LED阵列的大量转印，从而有望为其应用领域和商业化的扩展做出贡献。
附图说明
图1至图11为根据本发明的各种实施例的示意图。
具体实施方式
本发明涉及一种用于将对象转印到目标基板上的转印方法，其旨在通过将对象嵌入并集成在变形膜以转移至目标基板，并以大量阵列形式或单一对象形式将具有单一或不同形状和不同材料且具有不同功能的各种尺寸的对象转印到目标基板上。
由于这不需要对单独的临时基板执行结合工艺和分离工艺，因此可以通过简化工艺来节省工艺成本和时间，可以保持转印后对象的空间布置相同，并高效准确地转印诸如半导体器件的对象和对象阵列。
下面将参考附图详细描述本发明。图1至图5为根据本发明的各种实施例的一种使用变形膜的转印方法的示意图。
如图所示，根据本发明的特征在于，包括：第一步骤，在源基板100上形成对象；第二步骤，将所述变形膜300安置在形成有所述对象的源基板100上；第三步骤，将所述对象嵌入所述变形膜300内部；第四步骤，在所述源基板100中分离待转印的对象(以下称为“转印对象”)以将所述转印对象集成在所述变形膜300的内部或表面，并将集成有所述转印对象的变形膜300与所述源基板100分离；以及第五步骤，将集成在所述变形膜300的转印对象转移至目标基板400。
根据本发明的对象200表示源基板上100可以转印到目标基板400表面的所有结构物，是指这些结构物的图案或其阵列，并包括纳米结构图案或微结构图案，或同时包括微结构和纳米结构的图案。
例如，所述对象包括半导体，其中，所述半导体包括由有机硅、单晶硅、多晶硅、掺杂硅、N型硅、P型硅、In-Ga-Al-N、In-Ga-Al-As(P，Sb)、SiC、Ga2O3、石墨、二氧化硅中的至少任何一个构成的结构体。
具体地，所述对象为电子器件、光学器件、传感器器件、二极管、晶体管、光电器件、激光器、P-N结、纳米器件、MEMS器件、纳米材料、量子点和纳米线中的任何一个或两个以上的组合，或者这些电气、电子器件以一个或多个或其组合提供，或者以其阵列形式提供。另外，这些阵列器件可以为通过印刷电路以彼此电连接来进行操作的形式。
即，可以提供单一类型的多个对象，或者以组合形式提供基于不同类型或不同工艺制备的对象以发挥其各自的性能。
另外，在所述对象中，要从源基板100转印的对象(以下称为“转印对象”)形成为与实施源基板100可分离的结构。
即，所述转印对象形成为易于吸收在后述的分离过程(第四步骤)中用于从源基板100分离的能量的结构，或者所述转印对象与源基板100的结合或附着程度形成为比未转印对象弱，从而使得在后述的分离过程(第四步骤)中转印对象与源基板100的分离变得容易。
这些易于吸收用于与源基板100分离的能量的结构，例如通过用于诸如激光剥离的分离工艺的将激光能量集中到待分离的对象与源基板100之间的结构来形成。
另外，当与源基板100的结合或附着程度比未转印对象弱时，例如在对象和源基板之间形成牺牲层以进行诸如化学剥离的分离工艺，或者与此独立地，转印对象通过湿蚀刻形成自主直立结构或下部切割结构。
其中，为了实现自主直立结构或下部切割结构，在所述对象与源基板100之间形成牺牲层500，所述对象中转印对象的一部分用支撑结构物(锚固件)250固定到所述源基板100上，并所述转印对象通过湿蚀刻和支撑结构物来相对于所述源基板形成自主直立结构或下部切割结构。
即，在转印对象形成牺牲层500与支撑结构物250，并通过对其进行湿蚀刻来去除所述牺牲层，但所述转印对象通过所述支撑结构物250临时固定于源基板100。(参见图6)
临时固定是指结合或附着程度较弱或与源基板100物理分离，但通过支撑固定物250固定于源基板100的状态。
所述支撑固定物250通过抗湿蚀刻的光刻胶或树脂等将转印对象的一部分与源基板100彼此连接，转印对象在湿蚀刻或嵌入工艺中固定于源基板100，当施加足以分离变形膜300的力时，支撑固定物250破裂并且转印对象从源基板100分离。
由于这些支撑固定物具有物理支撑力，因此即使通过变形膜300进行嵌入也不会使转印对象的位置变形，从而防止在嵌入过程中转印对象的位置移位。
本发明涉及一种转印方法，其中，将这些对象200嵌入变形膜300中，然后从源基板100分离以同时或选择性、依次地集成到变形膜300的内部或表面，并转移至目标基板400，作为本发明一实施例，将针对所述对象为半导体或半导体器件的情况进行描述。
所述半导体包括诸如硅、锗和金刚石的器件半导体，例如，诸如SiC和SiGe的Ⅳ族化合物半导体(groupⅣcompound semiconductors)、诸如AlSb、AlAs、AlN、AlP、BN、GaSb、GaAs、GaN、GaP、InSb、InAs、InN和InP的Ⅲ-Ⅴ族半导体和其合金、诸如CsSe、CdS、CdTe、ZnO、ZnSe、ZnS和ZnTe的Ⅱ-Ⅵ族半导体、诸如CuCl的Ⅰ-Ⅶ族半导体、诸如PbS、PbTe和SnS的Ⅳ-Ⅵ族半导体、诸如PbI2、MoS2和GaSe的层半导体、诸如Ga2O3、CuO和Cu2O的氧化物半导体等的化合物半导体。
另外，为了提供对给定的应用或装置有益的电子特性，所述半导体包括本征半导体和杂质半导体，其掺杂有至少一种包括具有p型掺杂材料和n型掺杂材料的半导体的选定材料。
这些半导体包括Si、Ge、SiC、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InP、InAs、GaSb、InP、InAs、InSb、ZnO、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、PbS、PbSe、PbTe、AlGaAs、AlInAs、AlInP、GaAsP、GnInAs、GaInP、AlGaAsSb、AlGaInP和GaInAsP。
下面将主要描述在使用所述半导体的半导体器件中的微型LED。
首先，在源基板100上形成半导体器件200。(第一步骤)
本发明的源基板100可以是指用于以最好表现出半导体器件200的方式产生半导体器件200的产生基板。
例如，在蓝宝石基板上形成用于实现蓝色LED的缓冲层，生长用于发射蓝色光或绿色光的外延层(GaN基)，并在GaAs基板上形成用于实现红色LED的缓冲层，生长用于发射红色光的外延层(GaAs基)，其中，将用于生长外延层的诸如所述蓝宝石基板或GaAs基板的特定基板称为源基板100。
过去，将半导体器件形成在这些源基板上而使用，但由于源基板的类型有限，并其价格相对昂贵，因此在各个领域的商业化方面存在局限性。本发明在源基板100上形成半导体器件200以使该半导体器件200表现出最佳特性，然后将其转印到目标基板400上，从而可以应用于各种领域。
所述源基板100可以使用蓝宝石(Al2O3)、硅(Si)、砷化镓(GaAs)、镓磷(GaP)、砷化镓(GaAsP)、SiC、GaN、AlN、ZnO和MgO中的任何一个，所述半导体器件200可以包括基于氮化物的半导体层或基于GaAs的半导体层。
例如，对微型LED而言，基于氮化物的半导体层用于实现蓝色和绿色，而基于GaAs的半导体层用于实现红色。可以以印刷有电连接电路的状态提供所述微型LED。
另一方面，可以在所述源基板100和半导体器件200之间形成牺牲层500，以易于通过湿蚀刻将半导体器件200与所述源基板100分离。
接下来，将变形膜300安置在形成有所述半导体器件200的源基板100上。(第二步骤)
所述变形膜300由可以通过嵌入所述半导体器件200并将其固定到一定程度而集成的具有流动性的材料形成，由因光或热而变形的材料、因光和压力或热和压力而变形的材料、或仅因压力而变形的材料形成，并由可以控制变形程度或变形次数的材料形成。
即，根据本发明的变形膜300基本上是通过另外的嵌入过程和另外的集成过程也可以因光、热或压力而自由变形的材料，例如，优选地由热塑性或光塑性树脂形成，但如果需要，可以使用可部分固化的热固性或光固化性树脂。
另外，所述变形膜300可以以膜的形式形成，或者以流体状态提供，并安置在形成有所述半导体器件200的源基板100上，或者可以通过层压或涂覆来形成。
其中，将变形膜300安置在源基板100上的更准确的位置，并且为了易于分离变形膜300，首先在支撑基板310上形成变形膜300的状态下，可以将其安置在源基板100上。
这些变形膜300由于优选在其中稳定地嵌入半导体器件200，因此必须形成为比半导体器件200厚，优选具有至少100μm以上的厚度。然而，在某些情况下，由于可以在变形膜300的表面或表面的附近进行嵌入和集成，因此在工艺环境下适当地调整和施加变形膜的厚度。
具体地，所述变形膜300由因光、热或压力而变形的材料形成，并且可以使用在每个另外的嵌入过程中根据对象的形状而变形的材料、或者在每个另外的嵌入过程中进行部分固化的同时使用嵌入图案来进行嵌入处理的材料。
例如，可以使用热塑性、光塑性、热固性或光固化树脂，例如聚乙烯、聚丙烯、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺、干膜光刻胶(Dry film photoresist，DFR)、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯，聚酯丙烯酸酯等。
如上所述，根据本发明的变形膜300由因光或热而变形的材料、因光和压力或热和压力而变形的材料、或仅因压力而变形的材料形成，并可以调节与所嵌入的半导体器件200的粘合力，不管半导体器件200的形状或重量如何，都稳定地嵌入变形膜300中并集成以转移至目标基板。
其中，当变形膜300由因光或热而变形的材料、或因诸如压力的物理力而变形的热塑性或光塑性树脂形成时，其根据待嵌入对象或待集成对象的形状而变形，无论对象的类型如何，都可以提高另外的嵌入过程和集成过程的便利性。
另外，根据待转印的半导体器件200的类型，可以使用可进行第一固化和比所述第一固化更硬的第二固化的热固性或光固化性树脂，并且优选进行以下程度的固化：整体上将待嵌入的半导体器件200稳定地集成并易于实现半导体器件200向目标基板400的转移的程度，和易于从最终目标基板400剥离的程度。
即，当将半导体器件200转移到后述的目标基板400时，对根据本发明的变形膜300以保持比半导体器件200与目标基板400之间的粘合力更低的粘合力并可以稳定地固定待嵌入的半导体器件200的程度进行集成，同时，当完成半导体器件200向最终目标基板400的转移时，以可以容易剥离(peeling)变形膜300的程度进行固化或变形。
由于这些变形膜300基本上具有柔性,因此具有如下的优点:在将半导体器件200转移到目标基板400之后的玻璃过程中,只要目标基板400具有少量的粘合力,就可以在快速转移半导体器件200的同时容易地去除变形膜300。
接下来，将所述半导体器件(第一半导体器件210)200嵌入到所述变形膜300的内部。(第三步骤)
如上所述，将因光、热或压力而固化或变形的材料的变形膜300安置在形成有所述半导体器件200的源基板100上，并施加一定的压力以将所述半导体器件(第一半导体器件210)200嵌入所述变形膜300内部，然后施加光、热或压力以使变形膜300的形状变形并将半导体器件200固定于嵌入图案320内部。
如图1和图2所示，当所述半导体器件200为单一类型时，在将这些半导体器件200的阵列同时嵌入后，将其集成在变形膜300的内部或表面并转移到目标基板400上。
图3示出了半导体器件200为单一类型但将特定区域中的半导体器件(第一半导体器件)200选择性地指定并集成以转移的情况。
图4示出了在根据图3将特定区域的半导体器件200(转印对象)集成到变形膜300的内部并通过另一区域的半导体器件200(未转印对象)在变形膜300上形成嵌入图案320的状态下，将与已经嵌入在所述嵌入图案320所在的位置或与其相邻的位置中的半导体器件(第一半导体器件210)不同的半导体器件(第二半导体器件220)嵌入并集成的情况。
此时，根据变形膜的类型或半导体器件的类型，通过改变第一半导体器件210的嵌入过程和第二半导体器件220的嵌入过程中的变形程度或固化程度来顺利进行另外的嵌入过程和另外的集成过程。
此时，根据器件的形状、尺寸或类型，变形膜或嵌入图案在另外的嵌入工艺中根据另外的嵌入对象或另外的集成对象的形状而变形。
例如，当将热塑性树脂用作变形膜时，由于即使进行多次嵌入过程，其也根据半导体器件的形状而变形，而与半导体器件的类型无关，因此无论对象的类型、数量和阵列形状如何，都可以进行嵌入和另外的集成过程，从而当使用热塑性树脂时，可以不使用嵌入图案。
另外，当将热固性树脂用作可变形膜时，使得集成第二半导体器件220时的硬化程度比集成第一半导体器件210时的硬化程度硬，并在进行固化的同时实现第一半导体器件210与第二半导体器件220的集成过程，从而使其牢固地集成在所述变形膜300的内部。此时，第二半导体器件可以嵌入在嵌入图案所在的位置或与其相邻的位置，但根据最终要转移的半导体器件，也可以与嵌入图案无关地进行另外的嵌入过程。
如上所述，如图1和图2所示，可以将在源基板100上形成的整个半导体器件200集成在变形膜300内部，但如图3所示，如果需要，可以选择性地指定在所述源基板100上形成的半导体器件200中集成到所述变形膜内部的半导体器件(第一半导体器件)200。这可以为相同类型的半导体器件，但也可以为基于不同类型或不同工艺制备的半导体器件。
另外，根据图4，将基于不同类型或不同工艺制备的半导体器件(第二半导体元件220)200嵌入到嵌入图案320中，从而可以将第一半导体器件210与第二半导体器件200分别嵌入到特定区域中并集成到变形膜300中。
这些待集成的半导体器件200可以集成在变形膜300的整个区域或部分区域，或者以相同类型集成在其内部或表面，或者以不同类型嵌入，或者以基于不同工艺制备的半导体器件200集成。
例如，作为第一半导体器件210，绿色微型LED可以集成在变形膜300的特定区域，或者绿色微型LED、蓝色微型LED(第二半导体器件220)和红色微型LED(第三半导体器件)可以集成在变形膜300的另一区域。
另外，作为第一半导体器件210，除微型LED之外的基于不同工艺制备的半导体器件、晶体管、太阳能电池、传感器(第二半导体器件220)等可以集成在变形膜300的特定区域。
另外，当将所述半导体器件200嵌入时，可以通过根据半导体器件200的类型调节压力来调整嵌入深度，并且优选根据所述嵌入深度调整所述目标基板400与转移到其上的半导体器件200之间的粘合力。
即，嵌入深度越深，目标基板400与半导体器件200之间的粘合力越高，并且半导体器件200向目标基板400的转移越容易。
另外，在将所述转印对象嵌入所述变形膜300中的情况下，在源基板中分离待转印的半导体器件200并将所述半导体器件200集成在所述变形膜300的内部或表面，然后从所述源基板100分离集成有所述半导体器件200的变形膜300。(第四步骤)
在本发明中，术语“集成”是指将转印对象与源基板分离以将转印对象固定于变形膜的内部或表面的状态，并在该状态下，将转印对象转印至目标基板。
当所述变形膜300形成在所述支撑基板310上时，握住支撑基板310并将其与源基板100分离，或者当单独形成变形膜300时，将其从源基板100剥离以分离。为了方便剥离，可以设置诸如粘附辊的粘附件。
另外，为了容易地分离源基板100与变形膜300，优选对源基板100与变形膜300的接触面进行防粘连(anti-stiction)处理。即，对与变形膜接触的源基板的表面或与源基板接触的变形膜的表面进行防粘连处理。
所述防粘连处理通过涂覆用于防止附着的材料或通过物理和化学沉积方法来实现。例如，可以使用但不限于利用十八烷基三氯硅烷(OTS)和十三氟-1,1,2,2-四氢辛基三氯硅烷(CF3(CF2)5(CH2)2SiCl3、FOTS)等三氯氢硅的气相法、基于碳氢化合物或碳氟化合物的SAM、基于三氯氢硅的SAM(self-assembled monolayer，自组装单分子膜)涂覆方法、分子气相沉积(MVD)方法等。
另一方面，所述待转印的半导体器件200的指定可以通过在将半导体器件200与所述源基板100分离时仅分离指定的半导体器件200来实现。
即，当在半导体器件200集成在变形膜300内部的状态下分离变形膜300时，半导体器件200应该处于可与源基板100分离并在该状态下转移到目标基板400的状态。
即，在形成于所述源基板100的半导体器件200中，未集成到所述变形膜300内部的半导体器件200不与所述源基板100分离，或者形成围绕整个半导体器件的保护膜240以免在湿蚀刻期间去除牺牲层，从而使得不与源基板100分离。
结果，通过未转印的半导体器件200在变形膜300内部形成嵌入图案320，在该嵌入图案320位置或其附近嵌入另外的嵌入半导体器件和另外的集成半导体器件(第二半导体器件220)，并执行用于分离第二半导体器件220的第四步骤过程，由此转印对象(第一半导体器件，第二半导体器件)集成到变形基板。然后将集成在变形膜300的半导体器件200转移到目标基板400。
(第五步骤)
如上所述，当通过未集成在所述变形膜300内部的半导体器件200(未转印的半导体器件)来形成嵌入图案320时，执行第二步骤至第四步骤以在所述变形膜300的嵌入图案320位置或其附近集成第二半导体器件220，通过重复这些过程，将第二半导体器件、第三半导体器件、…、第n(n>2,n为自然数)半导体器件集成，并可以同时转移到目标基板400。
为了完成集成到这些变形膜300内部，通过激光剥离(Laser-lift-off)或化学剥离(Chemical-lift-off)方法来将半导体器件200与所述源基板100分离，并且为了易于进行分离，转印对象以与所述源基板100可分离的结构形成。
在所述激光剥离方法中，从源基板100的背面照射的激光在源基板100与半导体器件200之间提供能量，以使半导体器件200与源基板100分离。
即，使用以下现象：当源基板100是透明的蓝宝石基板时，源基板100相对于光是透明的(具有不吸收光的带隙)，而由氮化合物等构成的半导体器件200对光是不透明的，所以能量集中于半导体器件200的表面(在源基板100与半导体器件200之间)。
另外，通过使用化学剥离方法来将半导体器件200与源基板100分离，通过湿蚀刻来将源基板100与半导体器件200分离，以将半导体器件200与源基板100分离。
其中，当执行所述激光剥离或化学剥离工艺时，在源基板100与半导体器件200之间形成牺牲层500，从而可以容易地执行剥离工艺。
即，为了改善所述源基板100与半导体器件200之间的分离性，在所述源基板100与半导体器件200之间分别形成具有高激光能量吸收率的牺牲层500，或者为了改善所述源基板100与半导体器件200之间的分离性，在所述源基板100与半导体器件200之间分别形成比源基板100与半导体器件200具有更高的湿蚀刻选择比(Selectivity)的牺牲层500。
在根据一实施例的化学剥离工艺中，使用可以选择性地去除牺牲层的蚀刻液，并且将SiO2或AlAs用作牺牲层，将氢氟酸(hydrofluoric acid)或缓冲氧化物蚀刻剂(buffered oxide etchant，BOE)等用作蚀刻液。
另一方面，如上所述，当转印对象通过湿蚀刻和支撑结构物250来形成自主直立结构或下部切割结构时，通过将集成有转印对象的变形膜与源基板100物理分离来破裂支撑结构物并执行分离工艺。
即，在本发明的一实施例中，分离工艺通过激光或化学剥离工艺来实现，或者通过将物理上转印有对象的变形膜与源基板100分离以使支撑结构物破裂来实现。
如此，当将半导体器件200与源基板100分离时，所分离的半导体器件200集成并固定于变形膜300的内部或表面。
其中，对未集成的半导体器件200而言，不照射激光以在激光剥离期间将其排除在外(图1和图2)，或者用抗湿蚀刻的保护膜240围绕所述半导体器件200以在湿蚀刻期间将其排除在外(图5)。
并且，将所述集成有半导体器件200的变形膜300与源基板100分离并将其转移到目标基板400。(第五步骤)
根据半导体器件200的使用目的或用途，所述目标基板400由半导体基板、高分子基板、玻璃、金属、纸和绝缘体中的任何一个形成，其可以使用有机或无机基板、刚性或柔性基板等，或沉积在硬质基板上的薄膜，或通过合成和热处理固化的薄膜和液体试剂。也可以使用光或热进行中间固化，并在转印完成后进行完全固化。
在根据一实施例的所述目标基板400中，通过旋涂和热处理来直接将诸如聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)、聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)或聚酰亚胺(Polyimide，PI)的柔性基板的材料形成为目标基板400，或者当已经准备现有的薄膜形状或刚性的目标基板400时，为了在集成有对象的变形膜300上部形成粘合层410，在旋涂树脂等之后，也可以通过层压目标基板400以进行热处理来在目标基板400与对象之间形成粘合层和粘合力。
即，所述目标基板400根据类型通过涂覆或层压在集成有所述半导体器件200的变形膜300上而形成，并且如果需要，可以在所述目标基板400或所述对象200的转移面的整个区域(图2)或部分区域(图9)上进一步形成粘合层410。
所述粘合层410形成在目标基板400或对象的转移面的整个区域上，或者形成为在要转移的半导体器件200的区域中，即，在所述目标基板400的半导体器件200的转移面以及半导体器件200侧的转移面中具有与其对应的粘合力，或者可以进行粘合处理。
所形成的这些粘合层410或粘合处理的粘合力大于与集成在变形膜300内部的半导体器件200的粘合力，从而可以容易地进行集成在所述变形膜300内部的半导体器件200的转移。
所述粘合处理可以如下实现，即，当目标基板400为可以通过热或光而固化的材料时，保持比所述变形膜300的固化程度更硬的固化状态，使得具有比所述变形膜300与所集成的半导体器件200之间的粘合力更大的粘合力，或者在所述目标基板400上的半导体器件200的转移面形成单独的粘合层410。
所述粘合层410在所述半导体器件200的转移面涂覆粘合增进剂(Adhesionpromoter)树脂，例如聚酰亚胺或光刻胶(photo resist，PR)、SU-8的树脂，以有效地将所述集成的半导体器件200转移到目标基板400上。
如上所述，本发明将基于各种类型或各种工艺制备的半导体器件200嵌入变形膜300中，并且同时或选择性、依次地集成在所述变形膜300的内部或表面，并将其同时转移至目标基板400，从而可以大大简化该其工艺。
另一方面，在第五步骤之后，可以在转印有所述半导体器件200的目标基板400上进一步形成钝化层420。其可以由与所述目标基板400相同的材料形成，或者可以由用于半导体器件200的绝缘和保护(氧化物膜、绝缘膜或高分子膜)的材料形成，并且可以通过层压或涂覆其上层来形成。
当完成形成钝化层420时，进一步执行形成用于驱动转印到所述目标基板400上的半导体器件200或连接到外部电路的电极700的过程，从而完成适合最终用途或目的的电气、电子器件。
下面将描述本发明的另一实施例。
图6为根据本发明一实施例的仅将位于相同类型的半导体器件中的特定区域的半导体器件200转印到目标基板400的过程示意图。
在图6的第一块图像中，与作为分离半导体器件200的部分的源基板100之间形成牺牲层500，待转印的半导体器件200处于用支撑结构物250固定到源基板100的状态，并未转印的半导体器件处于被保护膜240围绕的状态(图5为在没有支撑结构物的结构下在未转印的半导体器件上形成保护膜240的情况)。
另外，当通过湿蚀刻去除牺牲层500时，被保护层240围绕的半导体器件保持其状态，并且用支撑结构物250固定的半导体器件200形成自主直立结构或下部切割结构，从而源基板100与待转印的半导体器件200处于物理上分离的状态，但其通过支撑结构物250保持临时固定的状态(第二块图像)。
然后，通过以一定的力将变形膜300与源基板100分离，将待转印的半导体器件200集成到变形膜300内部(第三块图像和第四块图像)。其中，在变形膜300上也形成由围绕有保护膜240的半导体器件形成的嵌入图案。
另外，通过层压(a)或涂覆(b)在目标基板400或所述半导体器件200的转移面上形成粘合层410，并将集成在变形膜300的半导体器件200转移并转印到目标基板400。(第五块图像至第七块图像)
作为后续工艺，在转印有半导体器件200的目标基板400上进一步形成钝化层420，并进一步执行形成用于驱动转印到所述目标基板400上的半导体器件200或连接到外部电路的电极700的过程，从而完成适合最终用途或目的的电气、电子器件。
图7为根据本发明一实施例的将另一类型的半导体器件200转印到目标基板400的过程示意图。
图7中第一块图像的状态如下：在源基板100上形成半导体器件(第一半导体器件210)，并将变形膜300安置在形成有所述半导体器件(第一半导体器件210)的源基板100上，然后在所述变形膜300内部的特定区域中的特定位置上集成半导体器件(第一半导体器件210)。
并且将第二半导体器件220和第三半导体器件230依此集成在变形膜的特定位置、嵌入图案位置或其相邻位置，以制备分别集成不同类型的三种半导体器件的变形膜300。(第二块图像和第三块图像)
在本实施例中，第一半导体器件210显示红色微型LED，第二半导体器件220显示绿色微型LED，并第三半导体器件230显示蓝色微型LED。
接下来，将在PET上集成有所述半导体器件200的变形膜300层压至目标基板400，然后将集成在所述变形膜300内部的半导体器件200转移至目标基板400，从而完成转印过程。(第四块图像和第五块图像)
所完成的结果物提供一种形成有多个R、G和B微型LED阵列的半导体器件装置。
图8为根据本发明一实施例的将基于不同工艺制备的半导体器件200转印到目标基板400的过程示意图。
将基于不同工艺制备(例如，材料、形状、尺寸和状态不同)的三种半导体器件(210、220、230)集成在变形膜300内部，并将其转移到目标基板400以完成转印过程。此时，将另外的半导体器件嵌入并集成到变形膜300的特定位置、嵌入图案位置或其相邻位置，并变形膜对应于另外的半导体器件的形状而变形，从而执行嵌入和集成工艺。
即，第二半导体器件和第三半导体器件不根据嵌入图案的位置集成，而当半导体器件的类型不同(例如，形状不同)时，可以使用热塑性变形膜将不同类型的半导体器件嵌入到嵌入图案内部或除嵌入图案外的其他区域中，从而实现其集成工艺。
所完成的结果物提供一种形成有多个微型LED和TFT阵列的半导体器件装置。
图9为根据本发明一实施例的将基于不同工艺制备的半导体器件200、210转印到目标基板400的过程示意图。
在TFT集成在变形膜300内部并微型LED形成在目标基板400上的状态下，为了转印所述变形膜300内部的TFT，在目标基板400的TFT转移面形成粘合层410，从而转印TFT。
所完成的结果提供一种形成有多个微型LED和TFT阵列的半导体器件装置。
图10和图11分别示出了在根据图3和图4的实施例中源基板100、变形膜300和目标基板400的图片。
如上所述，本发明涉及一种用于将形成于源基板的对象转印到目标基板的转印方法，其通过使用变形膜将对象嵌入在变形膜中，然后集成并转移到目标基板，由于这不需要对单独的临时基板执行结合工艺和分离工艺，因此可以通过简化工艺来节省工艺成本和时间。
另外，容易将基于不同类型或不同工艺制备的对象转印至目标基板，并且容易选择特定对象或仅选择特定对象的阵列并将其转印至目标基板，从而可以应用于各个领域。
尤其，由于可以通过集成到变形膜的内部并转移至目标基板来将对象快速准确地转印至目标基板，并可以无损快速地转印对象，因此可以非常有效地应用于超小型半导体器件，例如微型LED阵列的大量转印，从而有望为其应用领域和商业化的扩展做出贡献。
