(57)【要約】      （修正有）【課題】配線用基板に一括転写することが可能な、基板のそりの少ないマイクロＬＥＤ及びその製造方法を提供する。【解決手段】半導体基板１の両面にエッチストップ用とＧａＮエピタキシャル層の結晶性を向上させるためのＳｉＣ層２と、ＧａＮエピタキシャル層の結晶性を向上させるためのＧａＮバッファ層３、およびＧａＮエピタキシャル層であるｐ型ＧａＮエピタキシャル層４と、量子井戸層５、およびｎ型ＧａＮエピタキシャル層６を形成する。【選択図】図８
2020013811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の両面にＳｉＣ層およびＧａＮバッファ層をこの順序で形成することにより、前記半導体基板の反りを少なくする工程、
前記半導体基板の表面にＧａＮエピタキシャル層を形成する工程、
前記半導体基板表面の前記ＳｉＣ層および前記ＧａＮバッファ層上に青色マイクロＬＥＤを形成する工程、
前記半導体基板裏面の前記ＧａＮバッファ層、前記ＳｉＣ層および前記半導体基板を研削する工程、
前記マイクロＬＥＤを半導体基板毎またはブロック毎に、表示用配線基板に転写する工程、
前記表示配線基板に転写した状態で前記半導体基板の残りの部分と、前記半導体基板表面の前記ＳｉＣ層およびＧａＮバッファ層と、を除去する工程、
前記青色マイクロＬＥＤパターン間に層間絶縁層を形成する工程、
露出した前記青色マイクロＬＥＤの裏面に透明導電層パターンを形成する工程、
前記透明導電層パターン上に赤色蛍光層パターンと、緑色蛍光層パターンおよび透明絶縁層パターンを形成する工程
を備えた、発光素子の製造方法。
【請求項２】
半導体基板の両面にＳｉＣ層とＧａＮバッファ層およびＧａＮエピタキシャル層をこの順序で形成することにより、前記半導体基板の反りを少なくする工程、
前記半導体基板表面の前記ＳｉＣ層および前記ＧａＮバッファ層上に青色マイクロＬＥＤを形成する工程、
前記半導体基板裏面の前記ＧａＮエピタキシャル層、前記ＧａＮバッファ層、前記ＳｉＣ層、および前記半導体基板を研削する工程、
前記マイクロＬＥＤを半導体基板毎またはブロック毎に、表示用配線基板に転写する工程、
前記表示用配線基板に転写した状態で前記半導体基板の残りの部分と、前記半導体基板表面の前記ＳｉＣ層および前記ＧａＮバッファ層と、を除去する工程、
前記青色マイクロＬＥＤパターン間に層間絶縁層を形成する工程、
露出した前記青色マイクロＬＥＤの裏面に透明導電層パターンを形成する工程、
前記透明導電層パターン上に赤色蛍光層パターンと、緑色蛍光層パターン、および透明絶縁層パターンを形成する工程
を備えた、発光素子の製造方法。
【請求項３】
半導体基板の両面にＧａＮ層バッファを形成することにより、前記半導体基板の反りを少なくする工程、
半導体基板の表面にＧａＮエピタキシャル層を形成する工程、
前記半導体基板表面の前記ＧａＮバッファ層上に青色マイクロＬＥＤを形成する工程、
前記半導体基板裏面の前記ＧａＮバッファ層および前記半導体基板を研削する工程、
前記青色マイクロＬＥＤを半導体基板毎またはブロック毎に、表示用配線基板に転写する工程、
前記表示配線基板に転写した状態で前記半導体基板の残りの部分と、前記半導体基板表面の前記ＧａＮ層とを、除去する工程、
前記青色マイクロＬＥＤパターン間に層間絶縁層を形成する工程、
前記透明導電層パターン上に赤色蛍光層パターンと、緑色蛍光層パターン、および透明絶縁層パターンを形成する工程
を備えた、発光素子の製造方法。
【請求項４】
半導体基板の両面にＧａＮ層バッファおよびＧａＮエピタキシャル層をこの順序で形成することにより、前記半導体基板の反りを少なくする工程、
前記半導体基板表面の前記ＧａＮバッファ層上に青色マイクロＬＥＤを形成する工程、
前記半導体基板裏面の前記ＧａＮエピタキシャル層と、前記ＧａＮバッファ層、および前記半導体基板を研削する工程、
前記青色マイクロＬＥＤを半導体基板毎またはブロック毎に、表示用配線基板に転写する工程、
前記表示配線基板に転写した状態で前記半導体基板の残りの部分と、前記半導体基板表面の前記ＧａＮバッファ層とを、除去する工程、
前記青色マイクロＬＥＤパターン間に層間絶縁層を形成する工程、
露出した前記青色マイクロＬＥＤの裏面に透明導電層パターンを形成する工程、
前記透明導電層パターン上に赤色蛍光層パターンと、緑色蛍光層パターン、および透明絶縁層パターンを形成する工程
を備えた発光素子の製造方法。
【請求項５】
前記半導体基板が、Ｓｉ基板である、請求項１から４の何れか１項に記載の発光素子の製造方法。
【請求項６】
前記半導体基板が、サファイヤ基板である、請求項１から４の何れか１項に記載の発光素子の製造方法。
【請求項７】
前記表示用配線基板が、赤色、緑色、および青色発光をそれぞれ独立に制御することを可能にする配線構造を備える、請求項１から４の何れか１項に記載の発光素子の製造方法。
【請求項８】
請求項1から４の何れか１項に記載の発光素子の製造方法により製造される発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子の製造方法および発光素子に関するものであり、そしてより具体的には発光素子の基板毎またはブロック毎の一括転写を使用した発光素子の製造方法およびそれにより製造される発光素子に関するものである。    
【背景技術】
【０００２】
現在、表示装置として液晶表示装置や有機発光ダイオードが使用されている。
【０００３】
表示装置としては、ＬＥＤが、現在照明分野に広く使用されているが、近年、マイクロＬＥＤが開発され、表示装置としてとして、利用され始めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８‐１０３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のマイクロＬＥＤにおいては、ＬＥＤの結晶性を良くする目的で、Ｓｉ基板の表面のみに、まずＧａＮバッファ層を５〜１０μと非常に厚く形成し、その上にＧａＮエピタキシャル層を形成し、マイクロＬＥＤを製造する方法を採用していた。このため表面に形成したＧａＮバッファ層およびＧａＮエピタキシャル層のストレスにより、ウェハが大きく反ってしまい、その結果、マイクロＬＥＤの寸法および位置の精度が均一なパターンを得ることができず、マイクロＬＥＤを配線用基板に一括転写することが困難であった。
【０００６】
さらに、特許文献１に示すように、従来の技術では、表示用基板には、マイクロＬＥＤチップが１チップずつ転写されるため、非常に多くの作業時間が必要であり、さらにチップの数が多いため、全てのチップの位置合わせを完全に正確に同一にすることは不可能であった。
【０００７】
従って、本発明が解決しようとする課題は、発光素子の製造方法において、発光素子のフォトリソグラフィー工程での半導体基板の反りを最小限に抑え、かつ半導体基板毎、またはブロック毎のマイクロＬＥＤチップの一括転写を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願請求項１に記載の発光素子の製造方法は、
半導体基板の両面にＳｉＣ層およびＧａＮバッファ層をこの順序で形成することにより、前記半導体基板の反りを少なくする工程、
前記半導体基板の表面にＧａＮエピタキシャル層を形成する工程、
前記半導体基板表面の前記ＳｉＣ層および前記ＧａＮバッファ層上に青色マイクロＬＥＤを形成する工程、
前記半導体基板裏面の前記ＧａＮバッファ層、前記ＳｉＣ層および前記半導体基板を研削する工程、
前記マイクロＬＥＤを半導体基板毎またはブロック毎に、表示用配線基板に転写する工程、
前記表示配線基板に転写した状態で前記半導体基板の残りの部分と、前記半導体基板表面の前記ＳｉＣ層およびＧａＮバッファ層と、を除去する工程、
前記青色マイクロＬＥＤパターン間に層間絶縁層を形成する工程、
露出した前記青色マイクロＬＥＤの裏面に透明導電層パターンを形成する工程、
前記透明導電層パターン上に赤色蛍光層パターンと、緑色蛍光層パターンおよび透明絶縁層パターンを形成する工程
を備えた、発光素子の製造方法を提供することにより、上記課題を解決している。
【０００９】
本願請求項１に記載の発光素子の製造方法は、半導体基板表面に青色マイクロＬＥＤのみを形成し、その後前記青色マイクロＬＥＤの上にそれぞれ赤色蛍光層パターンと、緑色蛍光層パターン、および透明絶縁層パターンを形成し、赤色発光素子と、緑色発光素子、および青色発光素子を形成し、前記赤色発光素子と、前記緑色発光素子、および前記青色発光素子を一組とした発光素子を完成させる。ここで発光素子とは、前記青色マイクロＬＥＤ上にそれぞれ前記赤色蛍光層パターンと、前記緑色蛍光層パターン、または前記絶縁層パターンを形成し、形成した前記赤色発光素子と、前記緑色発光素子、および前記青色発光素子を一組としたものである。そして図１に示すように半導体基板を準備し、図２に示すように、前記半導体基板の両面にエッチストップ用とＧａＮエピタキシャル層の結晶性を向上させるためのＳｉＣ層と、ＧａＮエピタキシャル層の結晶性を向上させるためのＧａＮバッファ層を形成する。前記半導体基板の両面に前記ＳｉＣ層と前記ＧａＮバッファ層を形成する理由は、前記半導体基板のそりを少なくするためである。図３に示すように前記半導体基板の表面にＧａＮエピタキシャル層であるｐ型ＧａＮ層と、量子井戸層、およびｎ型ＧａＮ層を形成し、図４に示すように前記青色マイクロＬＥＤを製造する場合に、裏面にも前記ＳｉＣ層および厚い前記ＧａＮバッファ層が存在するため、前記半導体基板のそりを少なくできる。このことにより、従来のようにマイクロＬＥＤパターンを形成するフォトグラフィー工程での半導体基板の大きなそりが原因で半導体基板を露光ステージへに完全に平坦に吸着できないという問題を解決でき、マイクロＬＥＤのパターンの寸法と位置精度を制御よく形成できる。従来は、半導体基板の表面のみにＧａＮバッファ層およびＧａＮエピタキシャル層を形成するために、ウェハが大きく反り、このため、露光ステージに強制的に吸着させても、半導体基板のそりは残り、マイクロＬＥＤのパターンおよび位置の精度が必ずしも均一にならないという欠点があった。以上の理由により、従来、半導体基板またはブロック毎の一括転写においては、マイクロＬＥＤの位置合わせが困難であった。本発明では、図５に示すように、前記青色マイクロＬＥＤパターンを形成した後は、表面のストレスは、解放されるが、裏面に形成した層によるストレスが残る。このため、図６、図７に示すように前記半導体基板の裏面の前記ＧａＮバッファ層と、前記ＳｉＣ層および前記半導体基板を研削し、裏面のストレスを開放する。さらに前記半導体基板を研削する理由は、前記青色マイクロＬＥＤを備えるブロックを切り出しやすくするためでもある。そして図２４に示すように前記青色マイクロＬＥＤを半導体基板のブロック毎に切り出す。その後、図２５に示すように、前記半導体基板のブロックを反転させ、図２７に示すように表示用配線基板を準備し、図２８に示すように前記表示用配線基板と位置合わせを行い、対向する電極同士が接合できるようにする。図２９には、前記青色マイクロＬＥＤを備えた前記半導体基板ブロックを表示配線用基板に転写した状態を示す。図３０に示すように前記半導体ブロック毎の前記青色マイクロＬＥＤを前記表示用配線基板に転写した工程後に、前記半導体基板の裏面を除いて、転写した構造全体をレジスト層または絶縁層で覆う。そして、図３１に示すように、表示装置に必要のない、前記半導体基板の残りの部分と、前記半導体基板の表面の前記ＳｉＣ層および前記ＧａＮバッファ層をプラズマエッチングおよびウェットエッチングにより除去する。その後、図３２に示すように、前記青色のマイクロＬＥＤパターンの間に、層間絶縁層を形成する。その後、図３３に示すように露出した前記青色のマイクロＬＥＤの裏面に透明導電体層パターンを形成し、図３４に示すように前記透明導電体層パターン上に赤色蛍光層パターンと、緑色蛍光層パターン、および透明絶縁層パターンを形成し、図３５に示すように引き出し電極上の前記層間絶縁膜を除去し、赤色発光素子と、緑色発光素子、および青色発光素子からなる発光素子を備えた表示装置を完成させることができる。
【００１０】
このようにして、そりの少ない基板を使用し、フォトリソグラフィー工程で精度よく青色マイクロＬＥＤを形成し、かつ、半導体基板毎またはブロック毎に表示用配線基板に一括転写することにより転写作業の効率を向上させたうえで、表示装置を完成できる。赤色発光素子と、緑色発光素子、および青色発光素子からなる発光素子の下部電極と、上部透明電極間に電圧を印加し、赤色発光素子と、緑色発光素子、および青色発光素子からなる発光素子青色の光強度を調整し、表示装置として望ましい色の光を発光させることができる。なお、蛍光層は、青色ＬＥＤ上に形成し、赤色および緑色を発光させるために広く使用され、赤色発光素子と、緑色発光素子、および青色発光素子からなる発光素子を容易に形成できる利点がある。
【００１１】
本願請求項２に記載の発光素子の製造方法は、
半導体基板の両面にＳｉＣ層とＧａＮバッファ層およびＧａＮエピタキシャル層をこの順序で形成することにより、前記半導体基板の反りを少なくする工程、
前記半導体基板表面の前記ＳｉＣ層および前記ＧａＮバッファ層上に青色マイクロＬＥＤを形成する工程、
前記半導体基板裏面の前記ＧａＮエピタキシャル層、前記ＧａＮバッファ層、前記ＳｉＣ層、および前記半導体基板を研削する工程、
前記マイクロＬＥＤを半導体基板毎またはブロック毎に、表示用配線基板に転写する工程、
前記表示用配線基板に転写した状態で前記半導体基板の残りの部分と、前記半導体基板表面の前記ＳｉＣ層および前記ＧａＮバッファ層と、を除去する工程、
前記青色マイクロＬＥＤパターン間に層間絶縁層を形成する工程、
露出した前記青色マイクロＬＥＤの裏面に透明導電層パターンを形成する工程、
前記透明導電層パターン上に赤色蛍光層パターンと、緑色蛍光層パターン、および透明絶縁層パターンを形成する工程
を備えた、発光素子の製造方法を提供することにより、上記課題を解決している。
【００１２】
本願請求項２に記載の発光素子の製造方法は、半導体基板表面に青色マイクロＬＥＤのみを形成し、その後前記青色マイクロＬＥＤの上にそれぞれ赤色蛍光層パターンと、緑色蛍光層パターン、および透明絶縁層パターンを形成し、赤色発光素子と、緑色発光素子、および青色発光素子を形成し、前記赤色発光素子と、前記緑色発光素子、および前記青色発光素子を一組とした発光素子を完成させる。ここで発光素子とは、青色マイクロＬＥＤ上にそれぞれ前記赤色蛍光層パターンと、前記緑色蛍光層パターン、または前記絶縁層パターンを形成し、形成した前記赤色発光素子と、前記緑色発光素子、および前記青色発光素子を一組としたものである。そして図１に示すように前記半導体基板を準備し、図８に示すように、前記半導体基板の両面にエッチストップ用とＧａＮエピタキシャル層の結晶性を向上させるためのＳｉＣ層と、ＧａＮエピタキシャル層の結晶性を向上させるためのＧａＮバッファ層、およびＧａＮエピタキシャル層であるｐ型ＧａＮ層と、量子井戸層、およびｎ型ＧａＮ層を形成する。前記半導体基板の両面に前記ＳｉＣ層と、前記ＧａＮバッファ層、および前記ＧａＮエピタキシャル層を形成する理由は、前記半導体基板のそりを少なくするためである。図９に示すように前記青色マイクロＬＥＤを製造する場合に、裏面にも前記ＳｉＣ層、厚い前記ＧａＮバッファ層、および前記ＧａＮエピタキシャル層が存在するため、前記半導体基板のそりを少なくできる。このことにより、従来のようにマイクロＬＥＤパターンを形成するフォトグラフィー工程での前記半導体基板の大きなそりが原因で前記半導体基板を露光ステージへに完全に平坦に吸着できないという問題を解決でき、マイクロＬＥＤのパターンの寸法と位置精度を制御よく形成できる。従来は、半導体基板の表面のみにＧａＮバッファ層およびＧａＮエピタキシャル層を形成するために、ウェハが大きく反り、このため、露光ステージに強制的に吸着させても、半導体基板のそりは残り、マイクロＬＥＤのパターンおよび位置の精度が必ずしも均一にならないという欠点があった。以上の理由により、従来、半導体基板またはブロック毎の一括転写においては、マイクロＬＥＤの位置合わせが困難であった。本発明では、図１０に示すように、前記青色のマイクロＬＥＤパターンを形成した後は、表面のストレスは、解放されるが、裏面に形成した層によるストレスが残る。このため、図１１、図１２に示すように前記半導体基板の裏面の前記ＧａＮエピタキシャル層と、前記ＧａＮバッファ層と、前記ＳｉＣ層および前記半導体基板を研削し、裏面のストレスを開放する。さらに前記半導体基板を研削する理由は、前記青色マイクロＬＥＤを備えるブロックを切り出しやすくするためでもある。そして図２４に示すように前記青色マイクロＬＥＤを半導体基板のブロック毎に切り出す。その後、図２５に示すように、前記半導体基板のブロックを反転させ、図２７に示すように表示用配線基板を準備し、図２８に示すように前記表示用配線基板と位置合わせを行い、対向する電極同士が接合できるようにする。図２９には、前記青色マイクロＬＥＤを備えた前記半導体基板ブロックを前記表示配線用基板に転写した状態を示す。図３０に示すように前記半導体ブロック毎の青色マイクロＬＥＤを前記表示用配線基板に転写した工程後に、前記半導体基板の裏面を除いて、転写した構造全体をレジスト層または絶縁層で覆う。そして、図３１に示すように、表示装置に必要のない、前記半導体基板の残りの部分と、前記半導体基板の表面の前記ＳｉＣ層および前記ＧａＮバッファ層をプラズマエッチングおよびウェットエッチングにより除去する。その後、図３２に示すように、前記青色のマイクロＬＥＤパターンの間に、層間絶縁層を形成する。その後、図３３に示すように露出した前記青色のマイクロＬＥＤの裏面に透明導電体層パターンを形成し、図３４に示すように前記透明導電体層パターン上に赤色蛍光層パターンと、緑色蛍光層パターン、および透明絶縁層パターンを形成し、図３５に示すように引き出し電極上の前記層間絶縁膜を除去し、赤色発光素子と、緑色発光素子、および青色発光素子からなる発光素子を備えた表示装置を完成させることができる。
【００１３】
このようにして、そりの少ない基板を使用し、フォトリソグラフィー工程で精度よく青色マイクロＬＥＤを形成し、かつ、半導体基板毎またはブロック毎に表示用配線基板に一括転写することにより転写作業の効率を向上させたうえで、表示装置を完成できる。赤色発光素子と、緑色発光素子、および青色発光素子からなる発光素子の下部電極と、上部透明電極間に電圧を印加し、赤色発光素子と、緑色発光素子、および青色発光素子からなる発光素子青色の光強度を調整し、表示装置として望ましい色の光を発光させることができる。なお、蛍光層は、青色ＬＥＤ上に形成し、赤色および緑色を発光させるために広く使用され、赤色発光素子と、緑色発光素子、および青色発光素子からなる発光素子を容易に形成できる利点がある。
【００１４】
本願請求項３に記載の発光素子の製造方法は、
半導体基板の両面にＧａＮ層バッファを形成することにより、前記半導体基板の反りを少なくする工程、
半導体基板の表面にＧａＮエピタキシャル層を形成する工程、
前記半導体基板表面の前記ＧａＮバッファ層上に青色マイクロＬＥＤを形成する工程、
前記半導体基板裏面の前記ＧａＮバッファ層および前記半導体基板を研削する工程、
前記青色マイクロＬＥＤを半導体基板毎またはブロック毎に、表示用配線基板に転写する工程、
前記表示配線基板に転写した状態で前記半導体基板の残りの部分と、前記半導体基板表面の前記ＧａＮ層とを、除去する工程、
前記青色マイクロＬＥＤパターン間に層間絶縁層を形成する工程、
前記透明導電層パターン上に赤色蛍光層パターンと、緑色蛍光層パターン、および透明絶縁層パターンを形成する工程
を備えた、発光素子の製造方法を提供することにより、上記課題を解決している。
【００１５】
本願請求項３に記載の発光素子の製造方法は、半導体基板表面に青色マイクロＬＥＤのみを形成し、その後前記青色マイクロＬＥＤの上にそれぞれ赤色蛍光層パターンと、緑色蛍光層パターン、および透明絶縁層パターンを形成し、赤色発光素子と、緑色発光素子、および青色発光素子を形成し、前記赤色発光素子と、前記緑色発光素子、および前記青色発光素子を一組とした発光素子を完成させる。ここで発光素子とは、前記青色マイクロＬＥＤ上にそれぞれ前記赤色蛍光層パターンと、前記緑色蛍光層パターン、および前記絶縁層パターンを形成し、形成した前記赤色発光素子と、前記緑色発光素子、および前記青色発光素子を一組としたものである。そして図１に示すように半導体基板を準備し、図１３に示すように、前記半導体基板の両面にＧａＮエピタキシャル層の結晶性を向上させるためのＧａＮバッファ層を形成する。前記半導体基板の両面に前記ＧａＮバッファ層を形成する理由は、前記半導体基板のそりを少なくするためである。図１４に示すように前記半導体基板の表面に前記ＧａＮエピタキシャル層であるｐ型ＧａＮ層と、量子井戸層、およびｎ型ＧａＮ層を形成し、図１５に示すように前記青色マイクロＬＥＤを製造する場合に、裏面にも厚い前記ＧａＮバッファ層が存在するため、前記半導体基板のそりを少なくできる。このことにより、従来のようにマイクロＬＥＤパターンを形成するフォトグラフィー工程での前記半導体基板の大きなそりが原因で前記半導体基板を露光ステージへに完全に平坦に吸着できないという問題を解決でき、マイクロＬＥＤのパターンの寸法と位置精度を制御よく形成できる。従来は、半導体基板の表面のみにＧａＮバッファ層およびＧａＮエピタキシャル層を形成するために、ウェハが大きく反り、このため、露光ステージに強制的に吸着させても、半導体基板のそりは残り、マイクロＬＥＤのパターンおよび位置の精度が必ずしも均一にならないという欠点があった。以上の理由により、従来、半導体基板またはブロック毎の一括転写においては、マイクロＬＥＤの位置合わせが困難であった。本発明では、図１６に示すように、前記青色のマイクロＬＥＤパターンを形成した後は、表面のストレスは、解放されるが、裏面に形成した層によるストレスが残る。このため、図１７、図１８に示すように前記半導体基板の裏面の前記ＧａＮバッファ層、および前記半導体基板を研削し、裏面のストレスを開放する。さらに前記半導体基板を研削する理由は、前記青色マイクロＬＥＤを備えるブロックを切り出しやすくするためでもある。そして図２４に示すように前記青色マイクロＬＥＤを半導体基板のブロック毎に切り出す。その後、図２６に示すように、前記半導体基板のブロックを反転させ、図２７に示すように表示用配線基板を準備し、図２８に示すように前記表示用配線基板と位置合わせを行い、対向する電極同士が接合できるようにする。図２９には、前記青色マイクロＬＥＤを備えた前記半導体基板ブロックを前記表示配線用基板に転写した状態を示す。図３０に示すように前記半導体ブロック毎の青色マイクロＬＥＤを表示用配線基板に転写した工程後に、半導体基板の裏面を除いて、転写した構造全体をレジスト層または絶縁層で覆う。そして、図３１に示すように、表示装置に必要のない、前記半導体基板の残りの部分と、前記半導体基板の表面の前記ＧａＮバッファ層をプラズマエッチングおよびウェットエッチングにより除去する。その後、図３２に示すように、前記青色マイクロＬＥＤパターンの間に、層間絶縁層を形成する。その後、図３３に示すように露出した前記青色マイクロＬＥＤの裏面に透明導電体層パターンを形成し、図３４に示すように前記透明導電体層パターン上に赤色蛍光層パターンと、緑色蛍光層パターン、および透明絶縁層パターンを形成し、図３５に示すように引き出し電極上の前記層間絶縁膜を除去し、赤色発光素子と、緑色発光素子、および青色発光素子からなる発光素子を備えた表示装置を完成させることができる。
【００１６】
このようにして、そりの少ない基板を使用し、フォトリソグラフィー工程で精度よく青色マイクロＬＥＤを形成し、かつ、半導体基板毎またはブロック毎に表示用配線基板に一括転写することにより転写作業の効率を向上させたうえで、表示装置を完成できる。赤色発光素子と、緑色発光素子、および青色発光素子からなる発光素子の下部電極と、上部透明電極間に電圧を印加し、赤色発光素子と、緑色発光素子、および青色発光素子からなる発光素子青色の光強度を調整し、表示装置として望ましい色の光を発光させることができる。なお、蛍光層は、青色ＬＥＤ上に形成し、赤色および緑色を発光させるために広く使用され、赤色発光素子と、緑色発光素子、および青色発光素子からなる発光素子を容易に形成できる利点がある。
【００１７】
本願請求項４に記載の発光素子の製造方法は、
半導体基板の両面にＧａＮ層バッファおよびＧａＮエピタキシャル層をこの順序で形成することにより、前記半導体基板の反りを少なくする工程、
前記半導体基板表面の前記ＧａＮバッファ層上に青色マイクロＬＥＤを形成する工程、
前記半導体基板裏面の前記ＧａＮエピタキシャル層と、ＧａＮバッファ層、および前記半導体基板を研削する工程、
前記青色マイクロＬＥＤを半導体基板毎またはブロック毎に、表示用配線基板に転写する工程、
前記表示配線基板に転写した状態で前記半導体基板の残りの部分と、前記半導体基板表面の前記ＧａＮバッファ層とを、除去する工程、
前記青色マイクロＬＥＤパターン間に層間絶縁層を形成する工程、
露出した前記青色マイクロＬＥＤの裏面に透明導電層パターンを形成する工程、
前記透明導電層パターン上に赤色蛍光層パターンと、緑色蛍光層パターン、および透明絶縁層パターンを形成する工程
を備えた発光素子の製造方法を提供することにより、上記課題を解決している。
【００１８】
本願請求項４に記載の発光素子の製造方法は、半導体基板表面に青色マイクロＬＥＤのみを形成し、その後前記青色マイクロＬＥＤの上にそれぞれ赤色蛍光層パターンと、緑色蛍光層パターン、および透明絶縁層パターンを形成し、赤色発光素子と、緑色発光素子、および青色発光素子を形成し、前記赤色発光素子と、前記緑色発光素子、および前記青色発光素子を一組とした発光素子を完成させる。ここで発光素子とは、前記青色マイクロＬＥＤ上にそれぞれ前記赤色蛍光層パターンと、前記緑色蛍光層パターン、または前記絶縁層パターンを形成し、形成した前記赤色発光素子と、前記緑色発光素子、および前記青色発光素子を一組としたものである。そして図１に示すように半導体基板を準備し、図１９に示すように、前記半導体基板の両面にＧａＮエピタキシャル層の結晶性を向上させるためのＧａＮバッファ層と、ＧａＮエピタキシャル層であるｐ型ＧａＮ層と、量子井戸層、およびｎ型ＧａＮ層を形成する。半導体基板の両面に前記ＧａＮバッファ層、および前記ＧａＮエピタキシャル層を形成する理由は、前記半導体基板のそりを少なくするためである。図２０に示すように前記青色マイクロＬＥＤを製造する場合に、裏面にも厚い前記ＧａＮバッファ層、および前記ＧａＮエピタキシャル層が存在するため、前記半導体基板のそりを少なくできる。このことにより、従来のようにマイクロＬＥＤパターンを形成するフォトグラフィー工程での前記半導体基板の大きなそりが原因で前記半導体基板を露光ステージへに完全に平坦に吸着できないという問題を解決でき、マイクロＬＥＤのパターンの寸法と位置精度を制御よく形成できる。従来は、半導体基板の表面のみにＧａＮバッファ層およびＧａＮエピタキシャル層を形成するために、ウェハが大きく反り、このため、露光ステージに強制的に吸着させても、半導体基板のそりは残り、マイクロＬＥＤのパターンおよび位置の精度が必ずしも均一にならないという欠点があった。以上の理由により、従来、半導体基板またはブロック毎の一括転写においては、マイクロＬＥＤの位置合わせが困難であった。本発明では、図２１に示すように、前記青色マイクロＬＥＤパターンを形成した後は、表面のストレスは、解放されるが、裏面に形成した層によるストレスが残る。このため、図２２、図２３に示すように前記半導体基板の裏面の前記ＧａＮエピタキシャル層と、前記ＧａＮバッファ層、および前記半導体基板を研削し、裏面のストレスを開放する。さらに前記半導体基板を研削する理由は、前記青色マイクロＬＥＤを備えるブロックを切り出しやすくするためでもある。そして図２４に示すように前記青色マイクロＬＥＤを前記半導体基板のブロック毎に切り出す。その後、図２６に示すように、前記半導体基板のブロックを反転させ、図２７に示すように表示用配線基板を準備し、図２８に示すように前記表示用配線基板と位置合わせを行い、対向する電極同士が接合できるようにする。図２９には、前記青色マイクロＬＥＤを備えた半導体基板ブロックを前記表示配線用基板を転写した状態を示す。図３０に示すように前記半導体ブロック毎の前記青色マイクロＬＥＤを前記表示用配線基板に転写した工程後に、前記半導体基板の裏面を除いて、転写した構造全体をレジスト層または絶縁層で覆う。そして、図３１に示すように、表示装置に必要のない、前記半導体基板の残りの部分と、前記半導体基板の表面の前記ＧａＮバッファ層をプラズマエッチングおよびウェットエッチングにより除去する。その後、図３２に示すように、前記青色マイクロＬＥＤパターンの間に、層間絶縁層を形成する。その後、図３３に示すように露出した前記青色マイクロＬＥＤの裏面に透明導電体層パターンを形成し、図３４に示すように前記透明導電体層パターン上に赤色蛍光層パターンと、緑色蛍光層パターン、および透明絶縁層パターンを形成し、図３５に示すように引き出し電極上の前記層間絶縁膜を除去し、赤色発光素子と、緑色発光素子、および青色発光素子からなる発光素子を備えた表示装置を完成させることができる。
【００１９】
このようにして、そりの少ない基板を使用し、フォトリソグラフィー工程で精度よく青色マイクロＬＥＤを形成し、かつ、半導体基板毎またはブロック毎に表示用配線基板に一括転写することにより転写作業の効率を向上させたうえで、表示装置を完成できる。赤色発光素子と、緑色発光素子、および青色発光素子からなる発光素子の下部電極と、上部透明電極間に電圧を印加し、赤色発光素子と、緑色発光素子、および青色発光素子からなる発光素子青色の光強度を調整し、表示装置として望ましい色の光を発光させることができる。なお、蛍光層は、青色ＬＥＤ上に形成し、赤色および緑色を発光させるために広く使用され、赤色発光素子と、緑色発光素子、および青色発光素子からなる発光素子を容易に形成できる利点がある。
【００２０】
本願請求項５に記載の発光素子の製造方法は、
前記半導体基板が、Ｓｉ基板である、請求項１から４に記載の発光素子の製造方法を
提供することにより、上記課題を解決している。
【００２１】
Ｓｉ基板は、半導体プロセスで広く使用されているため、発光素子のプロセスで用いる、フォトリソグラフィー工程、研削工程、転写工程、エッチング工程を容易に行うことができ、発光素子を容易に形成できる。
【００２２】
本願請求項６に記載の発光素子の製造方法は、
前記半導体基板が、サファイヤ基板である、請求項１から４に記載の発光素子の製造方法
を提供することにより、上記課題を解決している。
【００２３】
サファイヤ基板は、ＬＥＤプロセスで広く使用されているため、発光素子のプロセスで用いる、フォトリソグラフィー工程、研削工程、転写工程、エッチング工程を容易に行うことができ、発光素子を容易に形成できる。
【００２４】
本願請求項７に記載の発光素子の製造方法は、
前記表示用配線基板が、赤色と、緑色、および青色発光をそれぞれ独立に制御することを可能にする配線構造を備える、請求項１から４に記載の発光素子の製造方法
を提供することにより、上記課題を解決している。
【００２５】
この表示用配線基板は、赤色と、緑色、および青色発光素子をそれぞれ独立して制御できるため、カラーの表示用装置を動作させることができる。
【００２６】
本願請求項８に記載の発光素子は、
請求項1から４の何れか１項に記載の発光素子の製造方法により製造される発光素子
を提供することにより、上記課題を解決している。
【００２７】
本願請求項８に記載の発光素子は、請求項１から４何れか１項に記載の工程を行い、青色マイクロＬＥＤを使用した赤色と、緑色、および青色発光素子を一組とした発光素子の多数の組を備え、それらの発光強度を調整し、カラーの表示装置を動作させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によると、半導体基板の両面にそれぞれＳｉＣ層とＧａＮバッファ層、ＳｉＣ層とＧａＮバッファ層およびＧａＮエピタキシャル層、ＧａＮバッファ層、ＧａＮバッファ層およびＧａＮエピタキシャル層を形成し、堆積工程での半導体基板の反りを少なくできるために、発光素子の製造工程での吸着障害を無くし、フォトリソグラフィー処理工程における半導体基板内の発光素子の寸法および位置を精度よく形成できる。
【００２９】
次に、発光素子を有する半導体基板を正方形、および長方形ブロックに切り出し、発光素子の寸法および位置の精度がよいために、これらを備えるブロックと表示用配線基板の位置合わせが容易になり、このブロック毎に表示用配線基板に一括転写できることにより、マイクロＬＥＤを一つずつ転写する方式に比べ大幅に作業時間を短縮できる。
【００３０】
そして、青色マイクロＬＥＤを使用した赤色と、緑色、および青色発光素子を、表示用配線基板に転写するよって、任意の色を発光できる青色マイクロＬＥＤを使用した赤色、緑色、および青色発光素子を含む表示装置を実現できる。
【００３１】
さらに、赤色と、緑色、および青色発光素子からなる発光素子を有するブロックを何枚も組み合わせるだけで、大型基板の赤色と、緑色、および青色発光素子からなる発光素子を備えた表示装置を、容易に実現できる利点がある。そして本発光素子を備えた表示装置を自動車、航空機、ロボット、ＩＯＴ、通信機器、健康器具、セキュリティ機器などに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】Ｓｉ基板を準備する工程を示す。
【図２】青色マイクロＬＥＤを形成するため、Ｓｉ基板の両面にＳｉＣ層とＧａＮバッファ層を形成する工程後の状態を示す。
【図３】青色マイクロＬＥＤを形成するため、Ｓｉ基板の両面にＳｉＣ層とＧａＮバッファ層を形成した後、表面にのみＧａＮエピタキシャル層を形成する工程後の状態を示す。
【図４】Ｓｉ基板表面のＧａＮエピタキシャル層上にレジストパターンを形成し、青色マイクロＬＥＤを形成する工程を示す。点線は、青色マイクロＬＥＤを形成する領域を示す。
【図５】Ｓｉ基板表面に青色マイクロＬＥＤを形成する工程後の状態を示す。
【図６】Ｓｉ基板表面に青色マイクロＬＥＤを形成した工程後に裏面のＧａＮバッファ層、ＳｉＣ層、およびＳｉ基板を研削する工程を示す。点線で囲んだ領域が研削する領域である。
【図７】青色マイクロＬＥＤを形成するため、裏面のＧａＮバッファ層、ＳｉＣ層、およびＳｉを研削する工程後の状態を示す。
【図８】青色マイクロＬＥＤを形成するため、Ｓｉ基板の両面にＳｉＣ層と、ＧａＮバッファ層、およびＧａＮエピタキシャル層を形成する工程後の状態を示す。
【図９】Ｓｉ基板表面のＧａＮエピタキシャル層上にレジストパターンを形成し、青色マイクロＬＥＤを形成する工程を示す。点線は、青色マイクロＬＥＤを形成する領域を示す。
【図１０】Ｓｉ基板表面に青色マイクロＬＥＤを形成する工程後の状態を示す。
【図１１】Ｓｉ基板表面に青色マイクロＬＥＤを形成した工程後に、裏面のＧａＮエピタキシャル層、ＧａＮバッファ層、ＳｉＣ層、およびＳｉ基板を研削する工程を示す。点線で囲んだ領域が研削する領域である。
【図１２】裏面のＧａＮエピタキシャル層、ＧａＮバッファ層、ＳｉＣ層、およびＳｉを研削する工程後の状態を示す。
【図１３】青色マイクロＬＥＤを形成するため、Ｓｉ基板の両面にＧａＮバッファ層を形成する工程後の状態を示す。
【図１４】青色マイクロＬＥＤを形成するため、Ｓｉ基板の両面にＧａＮバッファ層を形成した後に、表面にのみＧａＮエピタキシャル層を形成する工程後の状態を示す。
【図１５】Ｓｉ基板表面のＧａＮエピタキシャル層上にレジストパターンを形成し、青色マイクロＬＥＤを形成する工程を示す。点線は、青色マイクロＬＥＤを形成する領域を示す。
【図１６】Ｓｉ基板表面に青色マイクロＬＥＤを形成する工程後の状態を示す。
【図１７】Ｓｉ基板表面に青色マイクロＬＥＤを形成した工程後に、裏面のＧａＮバッファ層、およびＳｉ基板を研削する工程を示す。点線で囲んだ領域が研削する領域である。
【図１８】裏面のＧａＮバッファ層、およびＳｉを研削する工程後の状態を示す。
【図１９】青色マイクロＬＥＤを形成するため、Ｓｉ基板の両面にＧａＮバッファ層およびＧａＮエピタキシャル層を形成する工程後の状態を示す。
【図２０】Ｓｉ基板表面のＧａＮエピタキシャル層上にレジストパターンを形成し、青色マイクロＬＥＤを形成する工程を示す。点線は、マイクロＬＥＤを形成する領域を示す。
【図２１】Ｓｉ基板表面に青色マイクロＬＥＤを形成する工程後の状態を示す。
【図２２】Ｓｉ基板表面に青色マイクロＬＥＤを形成した工程後に、裏面のＧａＮエピタキシャル層、ＧａＮバッファ層、およびＳｉ基板を研削する工程を示す。点線で囲んだ領域が研削する領域である。
【図２３】裏面のＧａＮエピタキシャル層、ＧａＮバッファ層、およびＳｉを研削する工程後の状態を示す。
【図２４】青色マイクロＬＥＤを形成したＳｉ基板を矩形ブロックに切断する工程を示す。
【図２５】ＳｉＣ層を備えＳｉ基板の表面に青色マイクロＬＥＤを形成したブロックを表示用配線基板に接合するために反転させる工程を示す。
【図２６】ＳｉＣ層を備えずＳｉ基板の表面に青色マイクロＬＥＤを形成したブロックを表示用配線基板に接合するために反転させる工程を示す。
【図２７】表示用配線基板を準備する工程を示す。
【図２８】Ｓｉ基板上の青色マイクロＬＥＤと表示用配線基板を位置合わせし、マイクロＬＥＤを備えるＳｉ基板ブロックを表示用配線基板に転写する工程を示す。
【図２９】青色マイクロＬＥＤを形成したＳｉ基板ブロックとマイクロＬＥＤの表示用配線基板を接合する工程後の状態を示す。
【図３０】赤色と、緑色、および青色表示用マイクロＬＥＤを形成したＳｉ基板ブロックとマイクロＬＥＤの表示用配線基板基板を接合した工程後に、Ｓｉ基板ブロックの裏面以外にレジスト膜等を形成する工程後の状態を示す。
【図３１】青色マイクロＬＥＤを形成したＳｉ基板ブロックとマイクロＬＥＤの表示用配線基板を接合した工程後に、Ｓｉ基板をドライエッチングおよびウェットエッチングし、さらにＳｉＣ層とＧａＮバッファ層またはＧａＮバッファ層をドライエッチングおよびウェットエッチングする工程後の状態を示す。
【図３２】青色マイクロＬＥＤを形成したＳｉ基板ブロックとマイクロＬＥＤの表示用配線基板用を接合した構造のマイクロＬＥＤ間に層間絶縁膜を形成する工程後の状態を示す。
【図３３】青色マイクロＬＥＤを形成したＳｉ基板ブロックとマイクロＬＥＤの表示用配線基板用を接合し、マイクロＬＥＤ間に層間絶縁膜を形成した工程後に、青色マイクロＬＥＤ上に透明電極および透明配線を形成する工程後の状態を示す。
【図３４】青色マイクロＬＥＤ上の透明電極および透明配線上に、赤色蛍光層パターンと、緑色蛍光層パターン、および透明絶縁層パターンを形成し、赤色発光素子と、緑色発光素子、および青色発光素子からなる発光素子を形成する工程後の状態を示す。
【図３５】赤色発光素子と、緑色発光素子、および青色発光素子からなる発光素子を形成した工程後に、引き出し電極上の層間絶縁膜を除去する工程後の状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において同一部分には、同一の符号を付している。
（実施形態１）
【００３４】
この実施形態は、赤色と、緑色、および青色ＬＥＤを形成する代わりに青色マイクロＬＥＤ１３を形成し、その上に透明電極配線４８を形成した後、その上に赤色蛍光層５１パターンと、緑色蛍光層５２パターン、および透明絶縁層パターン５３を形成し、それぞれ、赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子６３を形成するものであり、またこれら赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子６３を一組とした発光素子を基板１上に多数展開し、カラー表示装置として機能させるものである。
【００３５】
図１に示すように半導体基板１を準備し、図２に示すように、低圧ＣＶＤ法（図示せず）により半導体基板１の両面に５０〜２００ｎｍのＳｉＣ層２を形成し、その上に３〜１０μｍのＧａＮバファ層３を形成し、そして図３に示すように、半導体基板１の表面に０．３〜２μｍのｐ型ＧａＮ層４と、１０〜１００ｎｍの量子井戸層５、０．３〜２μｍのｎ型ＧａＮ層６をエピタキシャル成長し、青色マイクロＬＥＤの形成前に半導体基板１の反りを少なくした構造を形成する工程を示す。なお、半導体基板１の表面にエピタキシャル層を形成するのは、市販のエピタキシャル装置を利用することを考慮したものである。
【００３６】
図４は、さらにｎ型エピタキシャル層６上に電極層７を形成し、その上に青色マイクロＬＥＤを形成するためのレジストパターン８を形成する。図５は、半導体基板１の表面に青色マイクロＬＥＤ１３を形成する工程を示す。各マイクロＬＥＤは、０．３〜２μｍのｐ型ＧａＮ層４と、１０〜１００ｎｍの量子井戸層５、０．３〜２μｍのｎ型ＧａＮ層６および５００ｎｍ〜２μｍの電極層７を含んだ構造となっている。量子井戸層のＩｎ濃度の調整は、選択的なイオン注入によっても良いし、また選択的なエピタキシャル成長によっても良い。このようにして半導体基板１上には３個の青色マイクロＬＥＤを一組としたマイクロＬＥＤの多数の組を展開する。
【００３７】
図６は、裏面のＧａＮバッファ層３と、ＳｉＣ層２、および導体基板１の裏面をグラインダーによって研削し、半導体基板１の残りの厚さを５０〜３００μｍとする工程を示す。点線部分は研削する部分である。図７は、裏面のＧａＮバッファ層３と、ＳｉＣ層２、および導体基板１の裏面をグラインダーによって研削し、半導体基板１の残りの厚さを５０〜３００μｍの厚さになるまで研削する工程後の状態を示す。
【００３８】
図２４は、青色マイクロＬＥＤ１３を備えた半導体基板１を表示用配線基板４０に転写するために、ブロック３０に切り出す工程を示す。
【００３９】
図２５は、青色マイクロＬＥＤ１３を備えた半導体基板１を表示用配線基板４０に転写するために、反転させる工程を示す。
【００４０】
図２７は、青色マイクロＬＥＤ１３を駆動する配線を有する表示用配線基板４０を示し、表示用配線基板の中には、赤色発光素子用埋め込み配線４１と、緑色発光素子用埋め込み配線４２と、青色発光素子用埋め込み配線４３、さらに赤色発光素子用コンタクト電極４４と、緑色発光素子用コンタクト電極４５と、青色発光素子用コンタクト電極４６、および引出し電極４７を含む。
【００４１】
図２８は、青色マイクロＬＥＤ１３を備えた半導体基板１のブロック３０を、表示用配線基板４０に位置合わせし、両基板の対応する電極同士を接合させる転写工程を示す。表示配線基板４０の表面の電極表面には、導電性接着剤またははんだ（図示せず）を形成してある。ここでは、一点鎖線の矢印で示すように３個一組の青色マイクロＬＥＤ１３の一つと赤色発光素子用コンタクト電極４４、３個一組の青色マイクロＬＥＤ１３の他の一つと緑色発光素子コンタクト電極４５、３個一組の青色マイクロＬＥＤ１３の別の一つと青色発光素子用コンタクト電極４６をアライメントした上で接合する。
【００４２】
図２９は、半導体基板１のブロック３０と表示用配線基板４０を接合する工程後の状態を示す。
【００４３】
図３０は、接合した半導体基板１のブロック３０と表示用配線基板４０構造の半導体基板１のブロック３０以外をレジスト（または有機物、または絶縁層）２１で塗布する工程を示し、半導体基板１のブロック３０をエッチングする際に、他の部分を、ウェットエッチングチング液またはプラズマエッチング用イオンまたはラジカルが内部に侵入しないように保護する。ここで、半導体基板１のブロック３０を覆うレジスト２１を紫外線露光および現像し、露出させる。
プラズマエッチングを使用する場合には、半導体基板１のブロック以外を絶縁層、例えばＳＯＧ膜で覆う。
【００４４】
図３１は、半導体基板１をＴＭＡＨまたはＴＭＡＨ＋過硫酸アンモニウムで選択的にウェットエッチングし、表面側のＳｉＣ層２およびバッファ層３をプラズマエッチングにより除去し、またまた周辺のレジスト層２１も除去する工程後の状態を示す。ＳＦ６により選択ドライエッチングを行う場合には、エッチング後に、ＳＯＧ膜を除去する。
【００４５】
図３２は、青色マイクロＬＥＤ１３のパターン間に層間絶縁層２２を形成する工程後の状態を示す。
【００４６】
図３３は、青色マイクロＬＥＤ１３の表面に透明電極配線４８形成する工程後の状態を示す。透明電極配線４８は、図３２に示す青色マイクロＬＥＤ１３を備える表示装置に直接フォトリソグラフィーを使用して形成しても良いし、あらかじめ別な透明基板（図示せず）に電極配線構造４８を形成し、この透明基板を表示装置に接合しても良い。通常はこの電極配線構造４８をグランドとするが、それに限定するものではない。
【００４７】
図３４には、透明電極配線上に、赤色蛍光層パターンと、緑色蛍光層パターン、および青色をそのまま発光させる絶縁層パターンを形成し、赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子６３を形成する工程後の状態を示す。
【００４８】
図３５には、引き出し電極４７の上部の層間絶縁層を除去し、電源（図示せず）と接続させる工程後の状態を示す。
【００４９】
このようにして得られた赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子からなる発光素子を備える表示装置を、表示用配線基板４０の赤色発光素子用埋め込み配線４１と、緑色発光素子用埋め込み配線４２、および青色発光素子用埋め込み配線４３と、赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子からなる発光素子表面の透明電極４８間に電圧を印加し、電圧の大きさを組み合わせて、各種発光色を生成する表示装置として機能させる。
（実施形態２）
【００５０】
この実施形態は、赤色と、緑色、および青色ＬＥＤを形成する代わりに青色マイクロＬＥＤ１３を形成し、その上に透明電極配線４８を形成した後、その上に赤色蛍光層５１パターンと、緑色蛍光層５２パターン、および透明絶縁層パターン５３を形成し、それぞれ、赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子６３を形成するものであり、またこれら赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子６３を一組とした発光素子を基板１上に多数展開し、カラー表示装置として機能させるものである。
【００５１】
図１に示すように半導体基板１を準備し、図８に示すように、低圧ＣＶＤ法（図示せず）により半導体基板１の両面に５０〜２００ｎｍのＳｉＣ層２を形成し、その上に３〜１０μｍのＧａＮバファ層３を形成し、そして０．３〜２μｍのｐ型ＧａＮ層４と、１０〜１００ｎｍの量子井戸層５、０．３〜２μｍのｎ型ＧａＮ層６をエピタキシャル成長し、マイクロＬＥＤの形成前に半導体基板１の反りを少なくした構造を形成する工程を示す。
【００５２】
図９は、さらにｎ型エピタキシャル層６上に電極層７を形成し、その上にマイクロＬＥＤを形成するためのレジストパターン８を形成する。図１０は、半導体基板１の表面に青色マイクロＬＥＤ１３を形成する工程を示す。各マイクロＬＥＤは、０．３〜２μｍのｐ型ＧａＮ層４と、１０〜１００ｎｍの量子井戸層５、０．３〜２μｍのｎ型ＧａＮ層６および５００ｎｍ〜２μｍの電極層１1を含んだ構造となっている。量子井戸層のＩｎ濃度の調整は、選択的なイオン注入によりに形成しても良いし、また選択的なエピタキシャル成長によっても良い。このようにして半導体基板１上には３個の青色マイクロＬＥＤを一組としたマイクロＬＥＤの多数の組を展開する。
【００５３】
図１１は、裏面のｎ型ＧａＮ層６と、量子井戸層５と、ｐ型ＧａＮ層４と、ＧａＮバッファ層３と、ＳｉＣ層２、および半導体基板１の裏面をグラインダーによって研削し、半導体基板１基板の残りの厚さを５０〜３００μｍとする工程を示す。点線部分は研削する部分である。図１２は、裏面のｎ型ＧａＮ層６と、量子井戸層５と、ｐ型ＧａＮ層４と、ＧａＮバッファ層３と、ＳｉＣ層２、および半導体基板１の裏面をグラインダーによって研削し、半導体基板１を５０〜３００μｍの厚さになるまで研削する工程後の状態を示す。
【００５４】
図２４は、青色マイクロＬＥＤ１３を備えた半導体基板１を表示用配線基板４０に転写するために、ブロック３０に切り出す工程を示す。
【００５５】
図２５は、青色マイクロＬＥＤ１３を備えた半導体基板１を表示用配線基板４０に転写するために、反転させる工程を示す。
【００５６】
図２７は、青色マイクロＬＥＤを駆動する配線を有する表示用配線基板４０を示し、表示用配線基板の中には、赤色発光素子用埋め込み配線４１と、緑色発光素子用埋め込み配線４２、および青色発光素子用埋め込み配線４３、さらに赤色発光素子用コンタクト電極４４と、緑色発光素子用コンタクト電極４５と、青色発光素子用コンタクト電極４６、および引出し電極４７を含む。
【００５７】
図２８は、青色マイクロＬＥＤを備えた半導体基板１のブロック３０を、表示用配線基板４０に位置合わせし、両基板の対応する電極同士を接合させる転写工程を示す。表示配線基板４０の表面の電極表面には、導電性接着剤またははんだ（図示せず）を形成してある。ここでは、一点鎖線の矢印で示すように３個一組の青色マイクロＬＥＤ１３の一つと赤色発光素子用コンタクト電極４４、３個一組の青色マイクロＬＥＤ１３の他の一つと緑色発光素子コンタクト電極４５、３個一組の青色マイクロＬＥＤ１３の別の一つと青色発光素子用コンタクト電極４６をアライメントした上で接合する。
【００５８】
図２９は、半導体基板１のブロック３０と表示用配線基板４０を接合する工程後の状態を示す。
【００５９】
図３０は、接合した半導体基板１のブロック３０と表示用配線基板４０構造の半導体基板１のブロック３０以外をレジスト（または有機物、または絶縁層）２１で塗布する工程を示し、半導体基板１のブロック３０をエッチングする際に、他の部分を、ウェットエッチングチング液またはプラズマエッチング用イオンまたはラジカルが内部に侵入しないように保護する。ここで、半導体基板１のブロック３０を覆うレジスト２１を紫外線露光および現像し、露出させる。
プラズマエッチングを使用する場合には、半導体基板１のブロック以外を絶縁層、例えばＳＯＧ膜で覆う。
【００６０】
図３１は、半導体基板１をＴＭＡＨまたはＴＭＡＨ＋過硫酸アンモニウムで選択的にウェットエッチングし、表面側のＳｉＣ層２およびバッファ層３をプラズマエッチングにより除去し、またまた周辺のレジスト層２１も除去する工程後の状態を示す。ＳＦ６により選択ドライエッチングを行う場合には、エッチング後に、ＳＯＧ膜を除去する。
【００６１】
図３２は、青色マイクロＬＥＤ１３のパターン間に層間絶縁層２２を形成する工程後の状態を示す。
【００６２】
図３３は、青色マイクロＬＥＤ１３の表面に透明電極配線４８形成する工程後の状態を示す。透明電極配線４８は、図３２に示す青色マイクロＬＥＤ１３を備える表示装置に直接フォトリソグラフィーを使用して形成しても良いし、あらかじめ別な透明基板（図示せず）に電極配線構造４８を形成し、この透明基板を表示装置に接合しても良い。通常はこの電極配線構造４８をグランドとするが、それに限定するものではない。
【００６３】
図３４には、透明電極配線上に、赤色蛍光層パターンと、緑色蛍光層パターン、および青色をそのまま発光させる絶縁層パターンを形成し、赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子６３を形成する工程後の状態を示す。
【００６４】
図３５には、引き出し電極４７の上部の層間絶縁層を除去し、電源（図示せず）と接続させる工程後の状態を示す。
【００６５】
このようにして得られた赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子からなる発光素子を備えた表示装置を、表示用配線基板１２の赤色発光素子用埋め込み配線４１と、緑色発光素子用埋め込み配線４２、および青色発光素子用埋め込み配線４３と、赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子からなる発光素子表面の透明電極４８間に電圧を印加し、電圧の大きさを組み合わせて、各種発光色を生成する表示装置として機能させる。
（実施形態３）
【００６６】
この実施形態は、赤色と、緑色、および青色ＬＥＤを形成する代わりに青色マイクロＬＥＤ１３を形成し、その上に透明電極配線４８を形成した後、その上に赤色蛍光層５１パターンと、緑色蛍光層５２パターン、および透明絶縁層パターン５３を形成し、それぞれ、赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子６３を形成するものであり、またこれら赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子６３を一組とした発光素子を基板１上に多数展開し、カラー表示装置として機能させるものである。
【００６７】
図１に示すように半導体基板１を準備し、図１３に示すように、低圧ＣＶＤ法（図示せず）により半導体基板１の両面に３〜１０μｍのＧａＮバファ層３を形成し、そして図１４に示すように、半導体基板１の表面に０．３〜２μｍのｐ型ＧａＮ層４と、１０〜１００ｎｍの量子井戸層５、および０．３〜２μｍのｎ型ＧａＮ層６をエピタキシャル成長し、青色マイクロＬＥＤの形成前に半導体基板１の反りを少なくした構造を形成する工程を示す。なお、半導体基板１の表面にエピタキシャル層を形成するのは、市販のエピタキシャル装置を利用することを考慮したものである。
【００６８】
図１５は、さらにｎ型エピタキシャル層６上に電極層７を形成し、その上に青色マイクロＬＥＤを形成するためのレジストパターン８を形成する。図１６は、半導体基板１の表面に青色マイクロＬＥＤ１３を形成する工程を示す。青色マイクロＬＥＤは、０．３〜２μｍのｐ型ＧａＮ層４と、１０〜１００ｎｍの量子井戸層５、０．３〜２μｍのｎ型ＧａＮ層６および５００ｎｍ〜２μｍの電極層７を含んだ構造となっている。量子井戸層のＩｎ濃度の調整は、選択的なイオン注入によっても良いし、また選択的なエピタキシャル成長によっても良い。このようにして半導体基板１上には３個の青色マイクロＬＥＤを一組としたマイクロＬＥＤの多数の組を展開する。
【００６９】
図１７は、裏面のＧａＮバッファ層３および半導体基板１の裏面をグラインダーによって研削し、半導体基板１基板の残りの厚さを５０〜３００μｍとする工程を示す。点線部分は研削する部分である。図１８は、裏面のＧａＮバッファ層３および半導体基板１の裏面をグラインダーによって研削し、半導体基板１を５０〜３００μｍの厚さになるまで研削する工程後の状態を示す。
【００７０】
図２４は、青色マイクロＬＥＤ１３を備えた半導体基板１を表示用配線基板４０に転写するために、ブロック３０に切り出す工程を示す。
【００７１】
図２６は、青色マイクロＬＥＤ１３を備えた半導体基板１を表示用配線基板４０に転写するために、反転させる工程を示す。
【００７２】
図２７は、青色マイクロＬＥＤ１３を駆動する配線を有する表示用配線基板４０を示し、表示用配線基板の中には、赤色発光素子用埋め込み配線４１と、緑色発光素子用埋め込み配線４２と、青色発光素子用埋め込み配線４３、さらに赤色発光素子用コンタクト電極４４と、緑色発光素子用コンタクト電極４５と、青色発光素子用コンタクト電極４６、および引出し電極４７を含む。
【００７３】
図２８は、青色マイクロＬＥＤ１３を備えた半導体基板１のブロック３０を、表示用配線基板４０に位置合わせし、両基板の対応する電極同士を接合させる転写工程を示す。表示配線基板４０の表面の電極表面には、導電性接着剤またははんだ（図示せず）を形成してある。ここでは、一点鎖線の矢印で示すように３個一組の青色マイクロＬＥＤ１３の一つと赤色発光素子用コンタクト電極４４、３個一組の青色マイクロＬＥＤ１３の他の一つと緑色発光素子コンタクト電極４５、３個一組の青色マイクロＬＥＤ１３の別の一つと青色発光素子用コンタクト電極４６をアライメントした上で接合する。
【００７４】
図２９は、半導体基板１のブロック３０と表示用配線基板４０を接合する工程後の状態を示す。
【００７５】
図３０は、接合した半導体基板１のブロック３０と表示用配線基板４０構造の半導体基板１のブロック３０以外をレジスト（または有機物、または絶縁層）２１で塗布する工程を示し、半導体基板１のブロック３０をエッチングする際に、他の部分を、ウェットエッチングチング液またはプラズマエッチング用イオンまたはラジカルが内部に侵入しないように保護する。ここで、半導体基板１のブロック３０を覆うレジスト２１を紫外線露光および現像し、露出させる。
プラズマエッチングを使用する場合には、半導体基板１のブロック以外を絶縁層、例えばＳＯＧ膜で覆う。
【００７６】
図３１は、半導体基板１をＴＭＡＨまたはＴＭＡＨ＋過硫酸アンモニウムで選択的にウェットエッチングし、表面側のバッファ層３をプラズマエッチングにより除去し、またまた周辺のレジスト層２１も除去する工程後の状態を示す。
ＳＦ６により選択ドライエッチングを行う場合には、エッチング後に、ＳＯＧ膜を除去する。
【００７７】
図３２は、青色マイクロＬＥＤのパターン間に層間絶縁層２２を形成する工程後の状態を示す。
【００７８】
図３３は、青色マイクロＬＥＤ１３の表面に透明電極配線４８形成する工程後の状態を示す。透明電極配線４８は、図３２に示す青色マイクロＬＥＤを備える表示装置に直接フォトリソグラフィーを使用して形成しても良いし、あらかじめ別な透明基板（図示せず）に電極配線構造４８を形成し、この透明基板を表示装置に接合しても良い。通常はこの電極配線構造４８をグランドとするが、それに限定するものではない。
【００７９】
図３４には、透明電極配線上に、赤色蛍光層パターンと、緑色蛍光層パターン、および青色をそのまま発光させる絶縁層パターンを形成し、赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子６３を形成する工程後の状態を示す。
【００８０】
図３５には、引き出し電極４７の上部の層間絶縁層を除去し、電源（図示せず）と接続させる工程後の状態を示す。
【００８１】
このようにして得られた赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子を備える３色の発光素子を使用した表示装置を、表示用配線基板１２の赤色発光素子用埋め込み配線４１と、緑色発光素子用埋め込み配線４２、および青色発光素子用埋め込み配線４３と、赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子からなる発光素子表面の透明電極４８間に電圧を印加し、電圧の大きさを組み合わせて、各種発光色を生成する表示装置として機能させる。
（実施形態４）
【００８２】
この実施形態は、赤色と、緑色、および青色ＬＥＤを形成する代わりに青色マイクロＬＥＤ１３を形成し、その上に透明電極配線４８を形成した後、その上に赤色蛍光層５１パターンと、緑色蛍光層５２パターン、および透明絶縁層パターン５３を形成し、それぞれ、赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子６３を形成するものであり、またこれら赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子６３を一組とした発光素子を基板１上に多数展開し、カラー表示装置として機能させるものである。
【００８３】
図１に示すように半導体基板１を準備し、図１９に示すように、低圧ＣＶＤ法（図示せず）により半導体基板１の両面に３〜１０μｍのＧａＮバファ層３を形成し、そして０．３〜２μｍのｐ型ＧａＮ層４と、１０〜１００ｎｍの量子井戸層５、０．３〜２μｍのｎ型ＧａＮ層６をエピタキシャル成長し、マイクロＬＥＤの形成前に半導体基板１の反りを少なくした構造を形成する工程を示す。
【００８４】
図２０は、さらにｎ型エピタキシャル層６上に電極層７を形成し、その上に、青色マイクロＬＥＤを形成するための、レジストパターン８を形成する。図２１は、半導体基板１の表面に青色マイクロＬＥＤ１３を形成する工程を示す。青色マイクロＬＥＤは、０．３〜２μｍのｐ型ＧａＮ層４と、１０〜１００ｎｍの量子井戸層５、０．３〜２μｍのｎ型ＧａＮ層６および５００ｎｍ〜２μｍの電極層７を含んだ構造となっている。量子井戸層のＩｎ濃度の調整は、選択的なイオン注入によっても良いし、また選択的なエピタキシャル成長によっても良い。このようにして半導体基板１上には３個の青色マイクロＬＥＤを一組としたマイクロＬＥＤの多数の組を展開する。
【００８５】
図２２は、裏面のｎ型ＧａＮ層６と、量子井戸層５と、ｐ型ＧａＮ層４と、ＧａＮバッファ層３、および半導体基板１の裏面をグラインダーによって研削し、半導体基板１基板の残りの厚さを５０〜３００μｍとする工程を示す。点線部分は研削する部分である。図２３は、裏面のｎ型ＧａＮ層６と、量子井戸層５と、ｐ型ＧａＮ層４と、ＧａＮバッファ層３および半導体基板１の裏面をグラインダーによって研削し、半導体基板１を５０〜３００μｍの厚さになるまで研削する工程後の状態を示す。
【００８６】
図２４は、青色マイクロＬＥＤ１３を備えた半導体基板１を表示用配線基板４０に転写するために、ブロック３０に切り出す工程を示す。
【００８７】
図２６は、青色マイクロＬＥＤ１３を備えた半導体基板１を表示用配線基板４０に転写するために、反転させる工程を示す。
【００８８】
図２７は、青色マイクロＬＥＤ１３を駆動する配線を有する表示用配線基板４０を示し、表示用配線基板の中には、赤色発光素子用埋め込み配線４１と、緑色発光素子用埋め込み配線４２と、青色発光素子用埋め込み配線４３、さらに赤色発光素子用コンタクト電極４４と、緑色発光素子用コンタクト電極４５と、青色発光素子用コンタクト電極４６、および引出し電極４７を含む。
【００８９】
図２８は、青色マイクロＬＥＤ１３を備えた半導体基板１のブロック３０を、表示用配線基板４０に位置合わせし、両基板の対応する電極同士を接合させる転写工程を示す。表示配線基板４０の表面の電極表面には、導電性接着剤またははんだ（図示せず）を形成してある。ここでは、一点鎖線の矢印で示すように３個一組の青色マイクロＬＥＤ１３の一つと赤色発光素子用コンタクト電極４４、３個一組の青色マイクロＬＥＤ１３の他の一つと緑色発光素子コンタクト電極４５、３個一組の青色マイクロＬＥＤ１３の別の一つと青色発光素子用コンタクト電極４６をアライメントした上で接合する。
【００９０】
図２９は、半導体基板１のブロック３０と表示用配線基板４０を接合する工程後の状態を示す。
【００９１】
図３０は、接合した半導体基板１のブロック３０と表示用配線基板４０構造の半導体基板１のブロック３０以外をレジスト（または有機物、または絶縁層）２１で塗布する工程を示し、半導体基板１のブロック３０をエッチングする際に、他の部分を、ウェットエッチングチング液またはプラズマエッチング用イオンまたはラジカルが内部に侵入しないように保護する。ここで、半導体基板１のブロック３０を覆うレジスト２１を紫外線露光および現像し、露出させる。
プラズマエッチングを使用する場合には、半導体基板１のブロック以外を絶縁層、例えばＳＯＧ膜で覆う。
【００９２】
図３１は、半導体基板１をＴＭＡＨまたはＴＭＡＨ＋過硫酸アンモニウムで選択的にウェットエッチングし、表面側のバッファ層３をプラズマエッチングにより除去し、またまた周辺のレジスト層２１も除去する工程後の状態を示す。ＳＦ６により選択ドライエッチングを行う場合には、エッチング後に、ＳＯＧ膜を除去する。
【００９３】
図３２は、青色マイクロＬＥＤ１３のパターン間に層間絶縁層２２を形成する工程後の状態を示す。
【００９４】
図３３は、青色マイクロＬＥＤ１３の表面に透明電極配線４８形成する工程後の状態を示す。透明電極配線４８は、図３２に示す青色マイクロＬＥＤを備える表示装置に直接フォトリソグラフィーを使用して形成しても良いし、あらかじめ別な透明基板（図示せず）に電極配線構造４８を形成し、この透明基板を表示装置に接合しても良い。通常はこの電極配線構造４８をグランドとするが、それに限定するものではない。
【００９５】
図３４には、透明電極配線上に、赤色蛍光層パターンと、緑色蛍光層パターン、および青色をそのまま発光させる絶縁層パターンを形成し、赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子６３を形成する工程後の状態を示す。
【００９６】
図３５には、引き出し電極４７の上部の層間絶縁層を除去し、電源（図示せず）と接続させる工程後の状態を示す。
【００９７】
このようにして得られた赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子からなる発光素子を備えた表示装置を、表示用配線基板１２の赤色発光素子用埋め込み配線４１と、緑色発光素子用埋め込み配線４２、および青色発光素子用埋め込み配線４３と、色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子からなる発光素子表面の透明電極４８間に電圧を印加し、電圧の大きさを組み合わせて、各種発光色を生成する表示装置として機能させる。
（実施例１）
【００９８】
図１に示すように半導体基板１を準備し、図３に示すように、低圧ＣＶＤ法（図示せず）により半導体基板１の両面に１００ｎｍのＳｉＣ層２を形成し、その上に７μｍのＧａＮバファ層３を形成し、そして図４に示すように、半導体基板１の表面に０．７μｍのｐ型ＧａＮ層４と、５０ｎｍの量子井戸層５、および０．７μｍのｎ型ＧａＮ層６をエピタキシャル成長し、青色マイクロＬＥＤ１３の形成前にＳｉ基板１の反りを少なくした構造を形成した工程後の状態を示す。
【００９９】
図４は、さらにｎ型エピタキシャル層６上に電極層７を形成し、その上にマイクロＬＥＤを形成するためのレジストパターン８を形成した。図５は、半導体基板１の表面に青色マイクロＬＥＤ１３を形成した工程後の状態を示す。青色マイクロＬＥＤは、０．７μｍのｐ型ＧａＮ層４と、５０ｎｍの量子井戸層５と、０．７μｍのｎ型ＧａＮ層６および１μｍの電極層７を含んだ構造となっている。量子井戸層のＩｎ濃度の調整は、エピタキシャル成長によった。このようにしてＳｉ基板１上には３個の青色マイクロＬＥＤ１３を一組としたマイクロＬＥＤの多数の組を展開した。
【０１００】
図６は、裏面のＧａＮバッファ層３と、ＳｉＣ層２、および導体基板１の裏面をグラインダーによって研削し、基板の残りの厚さを２５０μｍとした工程を示す。点線部分は研削した部分である。図７は、裏面のＧａＮバッファ層３と、ＳｉＣ層２、およびＳｉ基板１の裏面をグラインダーによって研削し、Ｓｉ基板の残りの厚さを２５０μｍの厚さになるまで研削した工程後の状態を示す。
【０１０１】
図２４は、青色マイクロＬＥＤ１３を備えたＳｉ基板１を表示用配線基板４０に転写するために、ブロック３０に切り出した工程を示す。
【０１０２】
図２５は、青色マイクロＬＥＤ１３を備えたＳｉ基板１を表示用配線基板４０に転写するために、反転させた工程を示す。
【０１０３】
図２７は、青色マイクロＬＥＤ１３を駆動する配線を有する表示用配線基板４０を示し、表示用配線基板の中には、赤色発光素子用埋め込み配線４１と、緑色発光素子用埋め込み配線４２と、青色発光素子用埋め込み配線４３、さらに赤色発光素子用コンタクト電極４４と、緑色発光素子用コンタクト電極４５と、青色発光素子用コンタクト電極４６、および引出し電極４７を含む。
【０１０４】
図２８は、青色マイクロＬＥＤ１３を備えたＳｉ基板１のブロック３０を、表示用配線基板４０に位置合わせし、両基板の対応する電極同士を接合させた転写工程を示す。表示配線基板４０の表面の電極表面には、導電性接着剤（図示せず）を形成してある。ここでは、一点鎖線の矢印で示すように３個一組の青色マイクロＬＥＤ１３の一つと赤色発光素子用コンタクト電極４４、３個一組の青色マイクロＬＥＤ１３の他の一つと緑色発光素子コンタクト電極４５、３個一組の青色マイクロＬＥＤ１３の別の一つと青色発光素子用コンタクト電極４６をアライメントした上で接合した。
【０１０５】
図２９は、Ｓｉ基板１のブロック３０と表示用配線基板４０を接合した工程後の状態を示す。
【０１０６】
図３０は、接合したＳｉ基板１のブロック３０と表示用配線基板４０構造のＳｉ基板１のブロック３０以外をレジスト２１で塗布した工程を示し、半導体基板１のブロック３０をエッチングする際に、他の部分を、ウェットエッチングチング液またはプラズマエッチング用イオンまたはラジカルが内部に侵入しないように保護した。ここで、半導体基板１のブロック３０を覆うレジスト２１を紫外線露光および現像し、露出させた。
【０１０７】
図３１は、Ｓｉ基板１を２５重量％の水酸化テトラメチルアンモニウム液（ＴＭＡＨ）に２重量％の過硫酸アンモニウムを加えたエッチング液でウェットエッチングし、表面側のＳｉＣ層２およびバッファ層３をＣＦ４のプラズマエッチングにより除去し、またまた周辺のレジスト層２１も除去した工程後の状態を示す。
【０１０８】
図３２は、青色マイクロＬＥＤ１３のパターン間に層間絶縁層２２を形成した工程後の状態を示す。
【０１０９】
図３３は、青色マイクロＬＥＤ１３の表面に透明電極配線４８形成した工程後の状態を示す。透明電極配線４８は、図３２に示す青色マイクロＬＥＤ１３を備える表示装置に直接フォトリソグラフィーを使用した。この電極配線構造４８をグランドとした。
【０１１０】
図３４には、透明電極配線上に、赤色蛍光層５１パターンと、緑色蛍光層５２パターン、および青色をそのまま発光させる絶縁層５３パターンを形成し、赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子６３を形成した工程後の状態を示す。
【０１１１】
図３５には、引き出し電極４７の上部の層間絶縁層を除去し、電源（図示せず）と接続する準備を行った工程後の状態を示す。
【０１１２】
このようにして得られた赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子からなる発光素子を使用した表示装置の表示用配線基板１２の赤色発光素子用埋め込み配線４１と、緑色発光素子用埋め込み配線４２、および青色発光素子用埋め込み配線４３と、赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子からなる発光素子の表面の透明電極４８間に電圧を印加し、電圧の大きさを組み合わせて、各種発光色を生成する表示装置として機能させた。
（実施例２）
【０１１３】
図１に示すようにＳｉ基板１を準備し、図８に示すように、低圧ＣＶＤ法（図示せず）によりＳｉ基板１の両面に１００ｎｍのＳｉＣ層２を形成し、その上に７μｍのＧａＮバファ層３を形成し、そして０．７μｍのｐ型ＧａＮ層４と、５０ｎｍの量子井戸層５、０．７μｍのｎ型ＧａＮ層６をエピタキシャル成長し、青色マイクロＬＥＤの形成前にＳｉ基板１の反りを少なくした構造を形成した工程を示す。
【０１１４】
図９は、さらにｎ型エピタキシャル層６上に電極層７を形成し、その上に、青色マイクロＬＥＤを形成するためのにレジストパターン８を形成した。図１０は、Ｓｉ基板１の表面に青色マイクロＬＥＤ１３を形成した工程を示す。青色マイクロＬＥＤ１３は、０．７μｍのｐ型ＧａＮ層４と、５０ｎｍの量子井戸層５と、０．７μｍのｎ型ＧａＮ層６および１μｍの電極層１1を含んだ構造となっている。量子井戸層のＩｎ濃度の調整は、エピタキシャル成長によった。このようにしてＳｉ基板１上には３個の青色マイクロＬＥＤ１３を一組としたマイクロＬＥＤの多数の組を展開した。
【０１１５】
図１１は、裏面のｎ型ＧａＮ層６と、量子井戸層５と、ｐ型ＧａＮ層４と、ＧａＮバッファ層３と、ＳｉＣ層２、および導体基板１の裏面をグラインダーによって研削し、Ｓｉ基板１の残りの厚さを２５０μｍとした工程を示す。点線部分は研削した部分である。図１２は、裏面のｎ型ＧａＮ層６と、量子井戸層５と、ｐ型ＧａＮ層４と、ＧａＮバッファ層３と、ＳｉＣ層２、および導体基板１の裏面をグラインダーによって研削し、Ｓｉ基板１の残りの厚さを２５０μｍの厚さになるまで研削した工程後の状態を示す。
【０１１６】
図２４は、青色マイクロＬＥＤ１３を備えたＳｉ基板１を表示用配線基板４０に転写するために、ブロック３０に切り出した工程を示す。
【０１１７】
図２５は、青色マイクロＬＥＤ１３を備えたＳｉ基板１を表示用配線基板４０に転写するために、反転させた工程を示す。
【０１１８】
図２７は、青色マイクロＬＥＤ１３を駆動する配線を有する表示用配線基板４０を示し、表示用配線基板の中には、赤色発光素子用埋め込み配線４１と、緑色発光素子用埋め込み配線４２と、青色発光素子用埋め込み配線４３、さらに赤色発光素子用コンタクト電極４４と、緑色発光素子用コンタクト電極４５と、青色発光素子用コンタクト電極４６、および引出し電極４７を含む。
【０１１９】
図２８は、青色マイクロＬＥＤ１３を備えた半導体基板１のブロック３０を、表示用配線基板４０に位置合わせし、両基板の対応する電極同士を接合させた転写工程を示す。表示配線基板４０の表面の電極表面には、導電性接着剤（図示せず）を形成してある。ここでは、一点鎖線の矢印で示すように３個一組の青色マイクロＬＥＤ１３の一つと赤色発光素子用コンタクト電極４４、３個一組の青色マイクロＬＥＤ１３の他の一つと緑色発光素子コンタクト電極４５、３個一組の青色マイクロＬＥＤ１３の別の一つと青色発光素子用コンタクト電極４６をアライメントした上で接合した。
【０１２０】
図２９は、半導体基板１のブロック３０と表示用配線基板４０を接合した工程後の状態を示す。
【０１２１】
図３０は、接合したＳｉ基板１のブロック３０と表示用配線基板４０構造のＳｉ基板１のブロック３０以外をレジスト２１で塗布した工程を示し、半導体基板１のブロック３０をエッチングする際に、他の部分を、ウェットエッチングチング液またはプラズマエッチング用イオンまたはラジカルが内部に侵入しないように保護した。ここで、半導体基板１のブロック３０を覆うレジスト２１を紫外線露光および現像し、露出させた。
【０１２２】
図３１は、Ｓｉ基板１を２５重量％の水酸化テトラメチルアンモニウム液（ＴＭＡＨ）に２重量％の過硫酸アンモニウムを加えたエッチング液でウェットエッチングし、表面側のＳｉＣ層２およびバッファ層３をＣＦ４のプラズマエッチングにより除去し、またまた周辺のレジスト層２１も除去した工程後の状態を示す。
【０１２３】
図３２は、青色マイクロＬＥＤ１３のパターン間に層間絶縁層２２を形成した工程後の状態を示す。
【０１２４】
図３３は、青色マイクロＬＥＤ１３の表面に透明電極配線４８形成した工程後の状態を示す。透明電極配線４８は、図３２に示す青色マイクロＬＥＤを備える表示装置に直接フォトリソグラフィーを使用して形成した。この電極配線構造４８をグランドとした。
【０１２５】
図３４には、透明電極配線上に、赤色蛍光層５１パターンと、緑色蛍光層５２パターン、および青色をそのまま発光させる絶縁層５３パターンを形成し、赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子６３を形成した工程後の状態を示す。
【０１２６】
図３５には、引き出し電極４７の上部の層間絶縁層を除去し、電源（図示せず）と接続する準備を行った工程を示す。
【０１２７】
このようにして得られた赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子からなる発光素子を備えた表示装置の表示用配線基板１２の赤色発光素子用埋め込み配線４１と、緑色発光素子用埋め込み配線４２、および青色発光素子用埋め込み配線４３と、赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子からなる発光素子表面の透明電極４８間に電圧を印加し、電圧の大きさを組み合わせて、各種発光色を生成する表示装置として機能させた。
（実施例３）
【０１２８】
図１に示すようにＳｉ基板１を準備し、図１３に示すように、低圧ＣＶＤ法（図示せず）により半導体基板１の両面に７μｍのＧａＮバファ層３を形成し、そして図１４に示すように、Ｓｉ基板１の表面に０．７μｍのｐ型ＧａＮ層４と、５０ｎｍの量子井戸層５、および０．７μｍのｎ型ＧａＮ層６をエピタキシャル成長し、青色マイクロＬＥＤ１３の形成前に半導体基板１の反りを少なくした構造を形成した工程を示す。
【０１２９】
図１５は、さらにｎ型エピタキシャル層６上に電極層７を形成し、その上にマイクロＬＥＤを形成するためのレジストパターン８を形成した。図１６は、Ｓｉ基板１の表面に青色マイクロＬＥＤ１３を形成した工程を示す。青色マイクロＬＥＤは、０．７μｍのｐ型ＧａＮ層４と、５０ｎｍの量子井戸層５と、０．７μｍのｎ型ＧａＮ層６および１μｍの電極層１1を含んだ構造となっている。量子井戸層のＩｎ濃度の調整は、エピタキシャル成長によった。このようにして半導体基板１上には３個の青色マイクロＬＥＤを一組としたマイクロＬＥＤの多数の組を展開した。
【０１３０】
図１７は、裏面のＧａＮバッファ層３および導体基板１の裏面をグラインダーによって研削し、Ｓｉ基板１の残りの厚さを２５０μｍとした工程を示す。点線部分は研削した部分である。図１８は、裏面のＧａＮバッファ層３およびＳｉ基板１の裏面をグラインダーによって研削し、Ｓｉ基板１の残りの厚さを２５０μｍの厚さになるまで研削した工程後の状態を示す。
【０１３１】
図２４は、青色マイクロＬＥＤ１３を備えた半導体基板１を表示用配線基板４０に転写するために、ブロック３０に切り出した工程を示す。
【０１３２】
図２６は、青色マイクロＬＥＤ１３を備えた半導体基板１を表示用配線基板４０に転写するために、反転させた工程を示す。
【０１３３】
図２７は、青色マイクロＬＥＤ１３を駆動する配線を有する表示用配線基板４０を示し、表示用配線基板の中には、赤色発光素子用埋め込み配線４１と、緑色発光素子用埋め込み配線４２と、青色発光素子用埋め込み配線４３、さらに赤色発光素子用コンタクト電極４４と、緑色発光素子用コンタクト電極４５と、青色発光素子用コンタクト電極４６、および引出し電極４７を含む。
【０１３４】
図２８は、青色マイクロＬＥＤ１３を備えた半導体基板１のブロック３０を、表示用配線基板４０に位置合わせし、両基板の対応する電極同士を接合させた転写工程を示す。表示配線基板４０の表面の電極表面には、はんだ（図示せず）を形成してある。ここでは、一点鎖線の矢印で示すように３個一組の青色マイクロＬＥＤ１３の一つと赤色発光素子用コンタクト電極４４、３個一組の青色マイクロＬＥＤ１３の他の一つと緑色発光素子コンタクト電極４５、３個一組の青色マイクロＬＥＤ１３の別の一つと青色発光素子用コンタクト電極４６をアライメントした上で接合した。
【０１３５】
図２９は、半導体基板１のブロック３０と表示用配線基板４０を接合した工程後の状態を示す。
【０１３６】
図３０は、接合したＳｉ基板１のブロック３０と表示用配線基板４０構造のＳｉ基板１のブロック３０以外をレジスト２１で塗布した工程を示し、半導体基板１のブロック３０をエッチングする際に、他の部分を、ウェットエッチングチング液またはプラズマエッチング用イオンまたはラジカルが内部に侵入しないように保護した。ここで、半導体基板１のブロック３０を覆うレジスト２１を紫外線露光および現像し、露出させた。
【０１３７】
図３１は、Ｓｉ基板１を２５重量％の水酸化テトラメチルアンモニウム液（ＴＭＡＨ）に２重量％の過硫酸アンモニウムを加えたエッチング液でウェットエッチングし、表面側のバッファ層３をＣＦ４のプラズマエッチングにより除去し、またまた周辺のレジスト層２１も除去した工程後の状態を示す。
【０１３８】
図３２は、青色マイクロＬＥＤ１３のパターン間に層間絶縁層２２を形成した工程後の状態を示す。
【０１３９】
図３３は、青色マイクロＬＥＤ１３の表面に透明電極配線４８形成した工程後の状態を示す。透明電極配線４８は、図３２に示す青色マイクロＬＥＤを備える表示装置に直接フォトリソグラフィーを使用して形成した。この電極配線構造４８をグランドとした。
【０１４０】
図３４には、透明電極配線上に、赤色蛍光層パターン５１と、緑色蛍光層パターン５２、および青色をそのまま発光させる絶縁層パターン５３を形成し、赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子６３を形成した工程後の状態を示す。
【０１４１】
図３５には、引き出し電極４７の上部の層間絶縁層を除去し、電源（図示せず）と接続する準備を行った工程を示す。
【０１４２】
このようにして得られた赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子を備える３色の発光素子を使用した表示装置の表示用配線基板１２の赤色発光素子用埋め込み配線４１と、緑色発光素子用埋め込み配線４２、および青色発光素子用埋め込み配線４３と、赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子表面の透明電極４８間に電圧を印加し、電圧の大きさを組み合わせて、各種発光色を生成する表示装置として機能させた。
（実施例４）
【０１４３】
図１に示すようにＳｉ基板１を準備し、図１９に示すように、低圧ＣＶＤ法（図示せず）により半導体基板１の両面に７μｍのＧａＮバファ層３を形成し、そして０．７μｍのｐ型ＧａＮ層４と、５０ｎｍの量子井戸層５と、０．７μｍのｎ型ＧａＮ層６をエピタキシャル成長し、マイクロＬＥＤの形成前にＳｉ基板１の反りを少なくした構造を形成した工程を示す。
【０１４４】
図２０は、さらにｎ型エピタキシャル層６上に電極層７を形成し、その上にマイクロＬＥＤを形成するためのレジストパターン８を形成した。図２１は、Ｓｉ基板１の表面に青色マイクロＬＥＤ１３を形成した工程を示す。青色マイクロＬＥＤは、０．７μｍのｐ型ＧａＮ層４と、５０ｎｍの量子井戸層５と、０．７μｍのｎ型ＧａＮ層６および１μｍの電極層７を含んだ構造となっている。量子井戸層のＩｎ濃度の調整は、エピタキシャル成長によった。このようにして半導体基板１上には３個の青色マイクロＬＥＤを一組としたマイクロＬＥＤの多数の組を展開した。
【０１４５】
図２２は、裏面のｎ型ＧａＮ層６と、量子井戸層５と、ｐ型ＧａＮ層４と、ＧａＮバッファ層３および導体基板１の裏面をグラインダーによって研削し、基板の残りの厚さを２５０μｍとした工程を示す。点線部分は研削した部分である。図２３は、裏面のｎ型ＧａＮ層６と、量子井戸層５と、ｐ型ＧａＮ層４と、ＧａＮバッファ層３、およびＳｉ基板１の裏面をグラインダーによって研削し、Ｓｉ基板１の残りの厚さを２５０μｍの厚さになるまで研削した工程後の状態を示す。
【０１４６】
図２４は、青色マイクロＬＥＤ１３を備えた半導体基板１を表示用配線基板４０に転写するために、ブロック３０に切り出した工程を示す。
【０１４７】
図２６は、青色マイクロＬＥＤ１３を備えた半導体基板１を表示用配線基板４０に転写するために、反転させた工程を示す。
【０１４８】
図２７は、青色マイクロＬＥＤ１３を駆動する配線を有する表示用配線基板４０を示し、表示用配線基板の中には、赤色発光素子用埋め込み配線４１と、緑色発光素子用埋め込み配線４２と、青色発光素子用埋め込み配線４３、さらに赤色発光素子用コンタクト電極４４と、緑色発光素子用コンタクト電極４５と、青色発光素子用コンタクト電極４６、および引出し電極４７を含む。
【０１４９】
図２８は、青色マイクロＬＥＤ１３を備えた半導体基板１のブロック３０を、表示用配線基板４０に位置合わせし、両基板の対応する電極同士を接合させた転写工程を示す。表示配線基板４０の表面の電極表面には、はんだ（図示せず）を形成してある。ここでは、一点鎖線の矢印で示すように３個一組の青色マイクロＬＥＤ１３の一つと赤色発光素子用コンタクト電極４４、３個一組の青色マイクロＬＥＤ１３の他の一つと緑色発光素子コンタクト電極４５、３個一組の青色マイクロＬＥＤ１３の別の一つと青色発光素子用コンタクト電極４６をアライメントした上で接合した。
【０１５０】
図２９は、Ｓｉ基板１のブロック３０と表示用配線基板４０を接合した工程後の状態を示す。
【０１５１】
図３０は、接合したＳｉ基板１のブロック３０と表示用配線基板４０構造のＳｉ基板１のブロック３０以外をレジスト２１で塗布した工程を示し、半導体基板１のブロック３０をエッチングする際に、他の部分を、ウェットエッチングチング液またはプラズマエッチング用イオンまたはラジカルが内部に侵入しないように保護した。ここで、半導体基板１のブロック３０を覆うレジスト２１を紫外線露光および現像し、露出させた。
【０１５２】
図３１は、Ｓｉ基板１を２５重量％の水酸化テトラメチルアンモニウム液（ＴＭＡＨ）に２重量％の過硫酸アンモニウムを加えたエッチング液でウェットエッチングし、表面側のバッファ層３をＣＦ４のプラズマエッチングにより除去し、またまた周辺のレジスト層２１も除去した工程後の状態を示す。
【０１５３】
図３２は、青色マイクロＬＥＤ１３のパターン間に層間絶縁層２２を形成した工程後の状態を示す。
【０１５４】
図３３は、青色マイクロＬＥＤ１３の表面に透明電極配線４８形成した工程後の状態を示す。透明電極配線４８は、図３２に示す青色マイクロＬＥＤを備える表示装置に直接フォトリソグラフィーを使用して形成した。この電極配線構造４８をグランドとした。
【０１５５】
図３４には、透明電極配線上に、赤色蛍光層パターン５１と、緑色蛍光層パターン５２、および青色をそのまま発光させる絶縁層パターン５３を形成し、赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子６３を形成した工程後の状態を示す。
【０１５６】
図３５には、引き出し電極４７の上部の層間絶縁層を除去し、電源（図示せず）と接続する準備を行った工程を示す。
【０１５７】
このようにして得られた赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子からなる発光素子を備えた表示装置の表示用配線基板１２の赤色発光素子用埋め込み配線４１と、緑色発光素子用埋め込み配線４２、および青色発光素子用埋め込み配線４３と、赤色発光素子６１と、緑色発光素子６２、および青色発光素子表面の透明電極４８間に電圧を印加し、電圧の大きさを組み合わせて、各種発光色を生成する表示装置として機能させた。
【符号の説明】
【０１５８】
１  半導体基板（Ｓｉウェハ）または絶縁体基板（サファイヤウェハ）
２  ＳｉＣ層（またはＧａＮの格子定数に近い格子定数を有する結晶層）
３  ＧａＮバッファ層（または半導体バッファ層）
４  ｐ型ＧａＮエピタキシャル層
５  量子井戸層
６  ｎ型ＧａＮエピタキシャル層
７  電極層
８  レジストパターン    
１３  青色マイクロＬＥＤ
２１  レジスト層または絶縁層
２２  絶縁層
３０  半導体基板矩形ブロック（Ｓｉ矩形ブロック）またはサファイヤ矩形ブロック）
４０  表示用配線基板
４１  赤色発光素子用埋め込み配線
４２  緑色発光素子用埋め込み配線
４３  青色発光素子用埋め込み配線
４４  赤色発光素子用コンタクト電極
４５  緑色発光素子用コンタクト電極
４６  青色発光素子用コンタクト電極
４７  引出し電極
４８  透明電極配線
５１  赤色蛍光層パターン
５２  緑色蛍光層パターン
５３  透明絶縁層パターン
６１  赤色発光素子
６２  緑色発光素子
６３  青色発光素子
【図１】
2020013811.tif 000003
【図２】
2020013811.tif 000004
【図３】
2020013811.tif 000005
【図４】
2020013811.tif 000006
【図５】
2020013811.tif 000007
【図６】
2020013811.tif 000008
【図７】
2020013811.tif 000009
【図８】
2020013811.tif 000010
【図９】
2020013811.tif 000011
【図１０】
2020013811.tif 000012
【図１１】
2020013811.tif 000013
【図１２】
2020013811.tif 000014
【図１３】
2020013811.tif 000015
【図１４】
2020013811.tif 000016
【図１５】
2020013811.tif 000017
【図１６】
2020013811.tif 000018
【図１７】
2020013811.tif 000019
【図１８】
2020013811.tif 000020
【図１９】
2020013811.tif 000021
【図２０】
2020013811.tif 000022
【図２１】
2020013811.tif 000023
【図２２】
2020013811.tif 000024
【図２３】
2020013811.tif 000025
【図２４】
2020013811.tif 000026
【図２５】
2020013811.tif 000027
【図２６】
2020013811.tif 000028
【図２７】
2020013811.tif 000029
【図２８】
2020013811.tif 000030
【図２９】
2020013811.tif 000031
【図３０】
2020013811.tif 000032
【図３１】
2020013811.tif 000033
【図３２】
2020013811.tif 000034
【図３３】
2020013811.tif 000035
【図３４】
2020013811.tif 000036
【図３５】
2020013811.tif 000037