半导体元件分离设备和使用该设备制造发光装置的方法与流程

1.公开涉及一种用于分离半导体元件的设备和使用该设备的用于制造发光元件的方法。公开涉及一种用于使用超声波将形成在基底上的半导体元件与基底分离的设备和一种用于制造发光元件的方法。


背景技术：

2.随着多媒体技术的发展，显示装置正变得越来越重要。因此，已经使用了诸如有机发光二极管(oled)显示装置、液晶显示(lcd)装置等的各种显示装置。
3.典型的显示装置包括诸如有机发光显示面板或液晶显示(lcd)面板的显示面板。发光显示面板可以包括发光元件。例如，发光二极管(led)包括使用有机材料作为荧光材料的有机发光二极管(oled)和使用无机材料作为荧光材料的无机led。


技术实现要素：

4.技术问题
5.无机发光元件可以通过其中半导体晶体在晶圆基底上生长的外延生长来制造。举例来说，多个半导体层可以在晶圆基底上生长，然后将它们与晶圆基底分离，以产生无机发光元件。在这样做时，生长在基底上的无机发光元件可以在施加机械力时与基底分离。
6.不幸的是，这种使用机械力的工艺由操作者手动地执行，因此该工艺会花费很长时间。此外，根据操作者的技术水平，工艺时间和分离的无机发光元件的切割表面会不一致，并且会损坏无机发光元件。
7.公开的方面提供了一种通过使用超声波用于分离形成在基底上的半导体元件的设备。
8.公开的方面还提供了一种通过使用用于分离半导体元件的设备来制造发光元件的方法，所述方法展现出发光元件的优异质量并减少了工艺时间。
9.应当注意的是，本公开的方面不限于上述方面，并且本领域技术人员将从下面的描述清楚地理解本公开的其它未提及的方面。
10.技术方案
11.根据公开的实施例，一种用于将形成在基底上的半导体元件与基底分离的设备，所述设备包括：基体，包括容纳部，其上设置有半导体元件的基底在容纳部中；以及至少一个超声波发生器，对放置在基体中的基底产生超声波。
12.至少一个超声波发生器可以包括设置在基体的底部处的第一超声波发生器，并且第一超声波发生器在与基体的容纳部的下表面垂直的方向上产生超声波。
13.基体可以包括围绕容纳部的侧壁，至少一个超声波发生器还可以包括设置在基体的在平面图中在第一方向上的侧壁上的第二超声波发生器和设置在基体的在平面图中在第二方向上的侧壁上的第三超声波发生器，并且第二超声波发生器和第三超声波发生器在与基体的下表面水平的方向上产生超声波。
14.基体的底部可以包括其上设置有第一超声波发生器的部分以及将其上设置有第一超声波发生器的部分与侧壁连接的倾斜部分，并且至少一个超声波发生器还可以包括设置在基体的倾斜部分上的第四超声波发生器。
15.至少一个超声波发生器还可以包括设置在基体的容纳部中的第五超声波发生器。
16.至少一个超声波发生器可以是选择性地向基底的多个区域产生超声波的探针超声波发生器，探针超声波发生器与基体分离，并且探针超声波发生器可以在与基底的其上形成有半导体元件的表面垂直的方向上产生超声波。
17.探针超声波发生器可以在基体上在至少一个方向上移动。
18.所述设备还可以包括工作台(stage)和设置在工作台上方的台架单元(gantry unit)，在工作台上设置有基体，在台架单元上设置有探针超声波发生器，其中，在基体在工作台上移动的同时，探针超声波发生器可以向基底产生超声波。
19.所述设备还可以包括连接到基体的容纳部的一侧的第一入口管以及连接到基体的容纳部的另一侧的第二入口管，其中，第一入口管可以将溶剂引入基体的容纳部中，并且第二入口管可以排出溶剂和半导体元件。
20.所述设备还可以包括连接到第一入口管和第二入口管的过滤器部、设置在过滤器部与第一入口管之间的第一过滤器以及设置在过滤器部与第二入口管之间的第二过滤器，其中，第一过滤器可以过滤出比第二过滤器过滤出的颗粒尺寸小的颗粒。
21.所述设备还可以包括连接到过滤器部以将引入到过滤器部中的溶剂和半导体元件排出的阀。
22.所述设备还可以包括：测量单元，测量半导体元件已经与基底分离的基底的分离度。
23.根据公开的实施例，一种用于制造发光元件的方法，所述方法包括以下步骤：准备至少一个基底，具有在一个方向上延伸的形状的发光元件形成在至少一个基底上；将至少一个基底板放置在包含溶剂的容纳部中；通过将超声波施加到至少一个基底将发光元件与至少一个基底分离；以及从容纳部去除至少一个基底并且将发光元件与溶剂分离。
24.至少一个基底可以包括放置在容纳部中的多个基底，并且在与至少一个基底的表面垂直或水平的方向上施加超声波。
25.多个基底可以布置为使得其上形成有发光元件的表面面对不同的方向。
26.多个基底可以放置在与容纳部的下表面垂直的方向上，并且将发光元件与至少一个基底的分离还可以包括相对于多个基底的中心轴旋转多个基底。
27.可以通过探针超声波发生器将超声波施加到多个基底中的至少一个基底上的多个区域，探针超声波发生器选择性地产生超声波，并且将发光元件与至少一个基底分离的步骤可以包括在探针超声波发生器在多个基底中的至少一个基底上方移动时施加超声波。
28.将发光元件与至少一个基底分离的步骤可以包括在多个基底中的至少一个基底在一个方向上移动的同时施加超声波。
29.区别于发光元件的缺陷元件可以进一步形成在多个基底中的至少一个基底上，并且在选择性地分离缺陷元件之后，执行发光元件与至少一个基底分离的步骤。
30.发光元件可以包括第一半导体层、第二半导体层和设置在第一半导体层与第二半导体层之间的发射层，并且第一半导体层、发射层和第二半导体层可以沿着一个方向布置。
31.其它实施例的细节包括在详细描述和附图中。
32.有益效果
33.根据实施例，可以通过使用超声波来分离形成在基底上的半导体元件，使得与使用机械力的分离表面相比，分离的半导体元件的分离表面可以是均匀的。因此，可以减小半导体元件的长度偏差。
34.此外，通过使用用于分离半导体元件的设备，可以制造均匀质量的发光元件，并且可以改善包括该发光元件的装置的可靠性。
35.根据实施例的效果不受上面例示的内容的限制，并且更多的各种效果包括在本公开中。
附图说明
36.图1是示出根据实施例的用于分离半导体元件的设备的示意图。
37.图2和图3是示出使用图1的用于分离半导体元件的设备从基底分离半导体元件的工艺的示意图。
38.图4是示出根据实施例的从基底分离半导体元件的示意图。
39.图5是示出根据实施例的用于制造半导体元件的方法的流程图。
40.图6至图9是示出根据实施例的顺序制造半导体元件的工艺步骤的示意图。
41.图10是示出根据实施例的分离半导体元件的工艺中的步骤的示意图。
42.图11至图13是示出根据实施例的分离半导体元件的工艺中的步骤的示意图。
43.图14至图17是示出根据实施例的用于分离半导体元件的设备的示意图。
44.图18至图20是示出根据实施例的用于分离半导体元件的设备的示意图。
45.图21是示出图18的用于分离半导体元件的设备的操作的示意图。
46.图22是示出根据实施例的用于分离半导体元件的设备的示意图。
47.图23是示出使用图22的用于分离半导体元件的设备的分离工艺的示意图。
48.图24至图26是示意性地示出了使用图22的设备来分离半导体元件的工艺的图。
49.图27至图28是示出根据实施例的用于分离半导体元件的设备的示意图。
50.图29至图31是示出根据实施例的用于分离半导体元件的设备的示意图。
51.图32是示出根据实施例的在其上形成有半导体元件的基底的平面图。
52.图33和图34是示出使用图32的基底来分离半导体元件的工艺的一部分的示意图。
53.图35是示出根据实施例的用于分离半导体元件的设备的示意图。
54.图36是示出根据实施例的发光元件的图。
55.图37和图38是示出制造图36的发光元件的方法的一些或多个处理步骤的示意性剖视图。
56.图39是示出根据实施例的发光元件的视图。
57.图40至图42是示出制造图39的发光元件或二极管的方法的一些或多个处理步骤的示意性剖视图。
具体实施方式
58.现在将在下文中参照附图更充分地描述本公开，在附图中示出了公开的优选实施
例。然而，本公开可以以不同的形式实施，并且不应被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达公开的范围。
59.还将理解的是，当层被称为“在”另一层或基底“上”时，它可以直接在另一层或基底上，或者也可以存在居间层。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的组件。
60.将理解的是，尽管这里可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。例如，在不脱离本公开的教导的情况下，下面所讨论的第一元件可以被称为第二元件。类似地，第二元件也可以被称为第一元件。
61.在下文中，将参照附图对实施例进行描述。
62.图1是示出根据实施例的用于制造半导体元件的设备的示意图。图2和图3是示出使用图1的用于分离半导体元件的设备从基底分离半导体元件的工艺的示意图。
63.如这里所使用的，术语“上方”、“顶部”和“上表面”是指用于分离半导体元件的设备10的上侧，例如，在第三方向dr3上由箭头指示的一侧，而术语“下方”、“底部”和“下表面”是指在第三方向dr3上的相对侧。如这里所使用的，术语“左侧”、“右侧”、“上侧”和“下侧”表示当从顶部观看用于分离半导体元件的设备10时的相对位置。例如，“左侧”是指第一方向dr1的相对侧，“右侧”是指由第一方向dr1的箭头指示的一侧，“上侧”是指由第二方向dr2的箭头指示的一侧，“下侧”是指第二方向dr2的相对侧。
64.参照图1至图3，设备10可以包括基体100和至少一个超声波发生器300。根据实施例，在具有形成在其上的半导体元件se的基底sub放置在基体100中的情况下，设备10可以在基体100中产生超声波sn以将半导体元件se与基底sub分离。
65.基体100可以提供在其中执行将半导体元件se与基底sub分离的工艺的空间。例如，基体100可以包括平坦的下表面并且可以包括具有预定高度的侧壁，使得形成用于其中放置有基底sub的容纳部的空间。然而，应当理解的是，公开不限于此。在一些实施方式中，基体100的形状可以根据执行分离半导体元件se的工艺的条件和方法而变化。基体100可以由刚性材料制成，使得外壳不会由于由超声波发生器300产生的超声波而变形。例如，基体100可以由金属材料制成，但不限于此。
66.可以在由基体100的侧壁围绕的内部空间或容纳部中制备溶剂s。为了防止从基底sub分离的半导体元件se下沉在基体100的容纳部的下表面上，可以在基体100的容纳部中制备溶剂s，并且可以在溶剂s中执行分离半导体元件se的工艺。从基底sub分离的半导体元件se可以分散在溶剂s中，并且可以在随后的工艺中与溶剂s分离。可以采用各种材料作为溶剂s，只要其既不与半导体元件se反应也不使半导体元件se变形即可。例如，溶剂s可以是但不限于丙酮、水、乙醇、甲苯、丙二醇(pg)或丙二醇乙酸甲酯(pgma)、三乙二醇单丁醚(tgpe)、二乙二醇单苯基醚(dgpe)、酰胺类溶剂、二羰基溶剂、二苯甲酸二乙二醇酯、三羰基溶剂、柠檬酸三乙酯、邻苯二甲酸酯溶剂、邻苯二甲酸苄基丁酯、邻苯二甲酸双(2-乙基己基)酯、间苯二甲酸双(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸乙酯(ethyl phthalyl ethyl glycolate)。溶剂s可以是不与半导体元件se反应的材料，或者可以是便于半导体元件se与基底sub分离的材料。
67.超声波发生器300可以在由基体100形成的空间中产生或施加超声波sn。超声波发
生器300可以设置在基体100上，或者可以实现为与基体100分离的元件。例如，类似于图1中所示的实施例，超声波发生器300可以直接设置在基体100的底部上，以通过基体100在空间中产生超声波sn。然而，应当理解的是，公开不限于此。超声波发生器300可以设置在基体100的侧壁上，或者可以设置在基体100的内部空间中。可选地，超声波发生器300可以作为单独元件与基体100分离。根据实施例，超声波发生器300可以是将电能转换成机械振动的超声换能器。尽管未在图中示出，但是设备10可以电连接到施加电压的装置。在可以施加电压的情况下，超声波发生器300可以将电压转换为超声波sn。
68.半导体元件se可以在基底sub上彼此间隔开。根据实施例，半导体元件se可以在基底sub的表面上在一方向上延伸。半导体元件se中的每个的一侧可以连接到基底sub。在连接到基底sub的半导体元件se设置在其中准备有溶剂s的基体100中的情况下，超声波发生器300将超声波sn施加到基体100的内部。基底sub可以定位为使得基底sub的其上形成有半导体元件se的表面面对超声波发生器300，但公开不限于此。基底sub可以定位在相反方向上，或者可以与容纳部的上表面垂直定位。超声波sn可以通过基体100和溶剂s传输到其上形成有半导体元件se的基底sub。半导体元件se可以与基底sub分离并且可以分散在溶剂s中。在超声波sn被施加到液体的溶剂s的情况下，产生空化能量(cavitation energy)，并且相应地诸如振动或冲击波的力可以施加到溶剂s。通过由超声波sn的空化能量产生的物理力，可以将形成在基底sub的表面上的半导体元件se与基底sub分离。
69.图4是示出根据实施例的与基底分离的半导体元件的示意图。
70.参照图4，由超声波发生器300产生的超声波sn可以被传输到基体100的内部，并且由超声波sn产生的振动或冲击波可以均匀地传输到其上形成有半导体元件se的基底sub。设置在基体100的底部处的超声波发生器300可以在第一方向dr1和第二方向dr2上具有预定的宽度。超声波sn可以至少在平面方向(例如，第一方向dr1和第二方向dr2)上均匀地产生。半导体元件se可以通过由超声波sn传输的物理力与基底sub分离。根据实施例，超声波发生器300可以产生超声波sn，使得它们可以面对与设置在基体100中的基底sub的表面垂直或水平的方向。可以限定由超声波发生器300产生的超声波sn传播所沿的方向。超声波sn的传播方向(下文中，超声波的方向)可以与基底sub的表面垂直或水平。应当注意的是，超声波sn的方向可以根据超声波发生器300的位置和放置在基体100中的基底sub的方位而变化。稍后将给出其更详细的描述。
71.在使用工具机械地分离形成在基底sub上的半导体元件se的情况下，半导体元件se的分离表面会是不均匀的，或者在分离的半导体元件se之中存在大的长度偏差。相反，在通过使用根据实施例的设备10分离半导体元件se的情况下，可以减少分离的半导体元件se之中的长度偏差并形成均匀的分离表面。例如，超声波发生器300可以具有足够的宽度以至少覆盖放置在基体100中的基底sub或与放置在基体100中的基底sub叠置。由超声波发生器300产生的超声波sn可以在溶剂s中在平面方向上均匀地传输到基底sub，并且无论基底sub的位置如何，均匀强度的力可以传输到基底sub。形成在基底sub上的多个半导体元件se可以以均匀的强度分离，并且可以减小分离的半导体元件se之中的长度偏差。然而，应当理解的是，公开不限于此。超声波发生器300可以不必具有比基底sub的宽度大的宽度，只要它能够与基底sub的尺寸无关地产生超声波sn，其形状和结构没有特别的限制。
72.如稍后将描述的，在实施例中，半导体元件se中的每个可以是包括多个半导体层
和发射层的发光元件ed(见图36)。这种发光元件ed可以使用用于分离半导体元件的设备10来制造。发光元件ed也可以形成在基底sub上，并且可以使用设备10以均匀的分离表面与基底sub分离。由于发光元件ed的分离表面是均匀的，因此与发光元件ed的分离表面接触的电极可以容易地接触它们，而不会发生接触故障或电极材料的损坏。例如，由于在发光元件ed之中存在较小的长度偏差，因此可以减小用于要求发光元件ed具有恒定长度的装置中的缺陷率。
73.在下文中，将参照其它附图更详细地描述使用用于分离半导体元件的设备10来分离半导体元件se的工艺。
74.图5是用于示出根据实施例的分离半导体元件的方法的流程图。
75.参照图5，用于分离半导体元件se的方法可以包括以下步骤：准备具有形成在其上的半导体元件se的基底sub(步骤s100)；将基底sub放置在包含溶剂s的基体100中(步骤s200)；通过将超声波sn施加到基底sub使半导体元件se与基底sub分离(步骤s300)；以及从基体100去除基底sub并且将半导体元件se与溶剂s分离(步骤s400)。用于分离半导体元件se的方法可以包括将超声波sn施加到在溶剂s中其上形成有半导体元件se的基底sub，以使半导体元件se与基底sub分离。可以以各种方式或在各种方向上施加超声波sn。半导体元件se可以通过由超声波sn产生的物理力与基底sub分离。通过使用设备10，可以使在基底sub上生长的半导体元件se分离，使得分离表面是均匀的并且可以减小长度偏差。
76.图6至图9是示出根据实施例的顺序制造半导体元件的工艺步骤的示意图。
77.图6是其上形成有半导体元件se的基底sub的侧视图。图7是从顶部观看时基底sub的平面图。首先，参照图6和图7，准备其上形成有半导体元件se的基底sub。可以在基底sub的表面上形成多个半导体元件se，使得它们可以在一个方向上延伸并且与其它相邻的半导体元件se间隔开。半导体元件se可以基本上具有棒状、线状、管状等的形状。在实施例中，半导体元件se可以基本上具有圆柱形或棒状的形状。应当理解的是，半导体元件se的形状不限于此。半导体元件se可以具有各种形状，所述形状包括诸如立方体、长方体和六角柱的大致多边形柱形状，或者可以在一个方向上延伸并且有部分倾斜的外表面的形状。
78.作为示例，可以通过外延生长在基底sub上形成半导体元件se。基底sub可以包括支撑基底和设置在支撑基底上的缓冲层。可以通过晶种在缓冲层上的晶体生长来形成半导体元件se。在实施例中，基底sub的支撑基底可以包括诸如蓝宝石基底(al2o3)和玻璃基底的透明基底。然而，应当理解的是，公开不限于此。支撑基底可以形成为诸如gan、sic、zno、si、gap和gaas的导电基底。基底sub的缓冲层可以设置为减小半导体元件se与支撑基底之间的晶格常数的差异，并且可以包括未掺杂的半导体。尽管在附图中半导体元件se可以形成为单层，但是公开不限于此。半导体元件se可以具有其中多个半导体层可以彼此顺序堆叠的结构。
79.通过外延生长形成的半导体元件se可以在它们与基底sub的接触部分处连接到基底sub。在将通过生长半导体晶体而形成的半导体元件se与基底sub的分离的工艺中，可以使用设备10使得均匀地形成半导体元件se的分离表面。
80.参照图8和图9，将其上形成有半导体元件se的基底sub放置在其中准备有溶剂s的基体100中，使用超声波发生器300将超声波sn施加到基底sub。
81.根据实施例，可以改变超声波发生器300和基底sub的位置，使得超声波sn可以在
竖直或水平方向上传输到基底sub的其上可以形成有半导体元件se的表面。例如，如图8中所示，当超声波发生器300设置在基体100的底部处时，基底sub可以与基体100的下表面平行放置，使得下表面面对基底sub。可以产生超声波sn使得它们可以面对与基底sub的表面垂直的方向，并且超声波sn的方向可以沿着半导体元件se延伸所沿的方向定向。例如，基底sub可以设置为使得其上形成有半导体元件se的表面面对附图中的下侧(例如，超声波发生器300)，并且半导体元件se可以设置在基底sub与超声波发生器300之间。半导体元件se可以从前侧接收由超声波发生器300产生的超声波sn，并且可以通过具有更强强度的超声波sn与基底sub分离。
82.随后，尽管未在附图中示出，但是一旦半导体元件se与基底sub完全分离，就可以从基体100去除基底sub，并且可以将分散在溶剂s中的半导体元件se彼此分离。将半导体元件se与溶剂s分离的工艺可以包括从基体100去除基底sub的工艺以及过滤溶剂s和半导体元件se的工艺。例如，可以将溶剂s和半导体元件se移动到另一容器，然后可以对半导体元件se进行清洗和过滤，使得可以仅分离半导体元件se。可选地，在一些情况下，在去除基底sub之后，半导体元件se可以在它们分散在溶剂s中时被储存。在这种情况下，溶剂s可以由具有物理性质的材料制成，使得其可以长时间存储半导体元件se。因此，可以省略将半导体元件se与设备10分离的分离工艺。
83.以这种方式，可以使用用于分离半导体元件的设备10来生产半导体元件se。由于使用超声波sn分离通过外延生长形成在基底sub上的半导体元件se，因此优点在于，可以减小长度偏差并且分离表面可以是均匀。
84.应当注意的是，在使用设备10的分离工艺中，基底sub的定位可以根据超声波sn的方向而进行各种改变。根据实施例，基底sub的表面可以面对超声波发生器300，但公开不限于此。基底sub的表面可以设置在与基体100的下表面垂直的方向上。
85.图10是示出在根据实施例的分离半导体元件的工艺中的步骤的示意图。
86.参照图10，在使用设备10分离半导体元件se的工艺中，可以在与基体100的下表面垂直的方向上放置基底sub。由超声波发生器300产生的超声波sn可以在与基底sub的表面平行的方向上定向，并且超声波sn可以在与半导体元件se和基底sub可以延伸所沿的方向垂直的方向上传输到半导体元件se与基底sub之间的接触部分。因此，超声波sn可以定向至半导体元件se的待分离的部分，因此可以更有效地将它们分离。
87.如上面描述的，设置在基体100的底部处的超声波发生器300可以在第一方向dr1和第二方向dr2(例如，平面方向)上产生均匀强度的超声波sn。然而，当基底sub放置在与基体100的下表面垂直的方向上时，超声波sn的强度可以在作为厚度方向的第三方向dr3上变得不同。例如，在基底sub的可以与基体100的下表面或超声波发生器300相邻的部分处的超声波sn的强度可以与在基底sub的相对部分处的超声波sn的强度不同。在基底sub的一些或多个部分处，半导体元件se与基底sub可以不完全地分离。根据实施例，为了对此进行补偿，在分离半导体元件se的工艺期间，可以进一步执行使可以与基体100的下表面垂直设置的基底sub相对于中心旋转的工艺。当基底sub旋转时，基底sub的可能远离超声波发生器300的部分可以更靠近超声波发生器300设置，因此形成在基底sub上的半导体元件se可以被均匀地分离。
88.设备10的超声波发生器300可以将超声波sn传输到基体100的内部，并且超声波sn
可以在溶剂s中均匀地传输振动或冲击波。即使基体100的尺寸根据超声波发生器300的输出而增大，基体100也可以传输基本上均匀强度的超声波sn，并且可以在分离半导体元件se的单个工艺中放置更多的基底sub。结果，存在可以进一步减少分离半导体元件se的工艺所需的时间的优点。
89.图11至图13是示出根据实施例的分离半导体元件的工艺中的步骤的示意图。
90.参照图11至图13，在分离半导体元件se的工艺期间，多个基底sub可以放置在基体100中。
91.根据图11的实施例，作为示例，三个基底sub放置在基体100中，然而，公开不限于此。多个基底sub可以放置为使得多个基底sub的其上形成有半导体元件se的表面可以面对基体100的下表面。由超声波发生器300产生的超声波sn可以在与基底sub的表面垂直的方向上行进。基底sub的表面可以全部面对相同的方向，但公开不限于此。根据图12的实施例，多个基底sub可以包括具有面对基体100的下表面的表面第一基底sub1和具有与基体100的下表面面对相同的方向的表面的第二基底sub2。第二基底sub2可以面对第一基底sub1中的一个，并且第一基底sub1中的另一个的表面可以面对朝向第二基底sub2的第一基底sub1的相对的表面。
92.根据图13的实施例，多个基底sub可以放置为使得其表面分别面对基体100的侧壁。基底sub可以包括具有面对与第一方向dr1相反的方向的表面的第三基底sub3和具有面对第一方向dr1的表面的第四基底sub4。第三基底sub3和第四基底sub4可以放置在与基体100的下表面垂直的方向上，并且超声波发生器300与形成在其上的半导体元件se之间的距离可以根据它们的位置而不同。如上面所描述的，在分离半导体元件se的工艺期间，可以执行使第三基底sub3和第四基底sub4相对于基底的中心旋转的工艺，使得半导体元件se可以与基底sub均匀地分离，而不管半导体元件se的位置如何。
93.在多个基底sub放置在基体100中的情况下，超声波发生器300与基底sub之间的距离会不同，并且当另一基底可以设置在一个基底与超声波发生器300之间时，超声波sn的强度会改变。在这方面，超声波sn可以通过溶剂s将诸如振动或冲击波的物理力传输到基底sub，因此即使在设置多个基底sub的情况下，也可以有效地分离半导体元件se。如果分离度(例如，与基底sub分离的半导体元件se的量)根据它们的位置而变化，则可以基于分离度的测量进一步执行改变基底sub的位置的工艺。将参照实施例给出对其的更详细描述。
94.在下文中，将参照其它附图描述根据各种实施例的用于分离半导体元件的设备。
95.图14至图17是示出根据实施例的用于分离半导体元件的设备的示意图。
96.参照图14至图17，用于分离半导体元件的设备10_1、10_2、10_3和10_4可以包括更多数量的超声波发生器300(310、320、330、340和350)。设置在基体100的底部处的超声波发生器300可以在基体100内部在平面方向上或在第一方向dr1和第二方向dr2上产生均匀的超声波sn。然而，超声波sn的强度可以从超声波发生器300沿着厚度方向或第三方向dr3变化。根据实施例的设备10_1、10_2、10_3和10_4中的每个可以包括更多数量的超声波发生器300，并且可以产生均匀强度的超声波sn，而不管放置在基体100的容纳部中的基底sub的位置如何，使得可以改善分离半导体元件se的效率。
97.首先，图14的用于分离半导体元件的设备10_1可以包括设置在基体100的底部处的第一超声波发生器310和设置在基体100的两个侧壁上的多个第二超声波发生器320。在
剖面中，第二超声波发生器320可以设置在基体100的在第一方向dr1上的一侧或侧边上以及在基体100的相对侧或另一侧上。由第一超声波发生器310产生的超声波sn可以在从基体100的下表面朝向第三方向dr3的方向上行进。可以由第二超声波发生器320产生的超声波sn可以分别从基体100的侧表面在第一方向dr1或相反的方向上行进。在基底sub放置在基体100的容纳部中的情况下，可以由第一超声波发生器310在平面方向上产生均匀的超声波sn，并且可以由第二超声波发生器320在高度方向上产生相似强度的超声波sn。如图14中所示，在基底sub放置在与基体100的下表面垂直的方向上的情况下，第二超声波发生器320可以朝向第三方向dr3产生相似强度的超声波sn。因此，可以在不旋转基底sub的情况下有效地分离半导体元件se，而不管位置如何。
98.图15是从上方观看的用于分离半导体元件的设备10_2的平面图。除了设置在基体100的两个侧壁上的多个第二超声波发生器320之外，图15的设备10_2还可以包括第三超声波发生器330。第二超声波发生器320可以在平面图中设置在基体100的在第一方向dr1和相反的方向上的两个侧壁上，第三超声波发生器330可以在平面图中设置在基体100的在第二方向dr2和相反的方向上的两个侧壁上。根据实施例的设备10_2可以包括在基体100的四个侧壁上的超声波发生器，因此，可以在基体100的容纳部内的整个区域产生均匀水平的超声波sn。
99.在剖面中，图16的设备10_3可以包括平坦的下侧、在第三方向dr3上具有高度的侧壁以及在下侧与侧壁之间连接的倾斜侧。基体100可以具有在第三方向dr3上延伸的侧壁之间的宽度基本上大于下侧的宽度的剖面形状。超声波发生器300可以包括设置在基体100的底部处的第一超声波发生器310、设置在沿着第三方向dr3具有高度的侧壁上的第二超声波发生器320以及设置在倾斜侧上的第四超声波发生器340。
100.由第一超声波发生器310产生的超声波sn可以在第三方向dr3上行进，由第二超声波发生器320产生的超声波sn可以在第一方向dr1上行进。由第四超声波发生器340产生的超声波sn可以分别在第一方向dr1与第三方向dr3之间的倾斜方向上行进，因此可以在基体100的容纳部中产生更高密度的超声波sn。根据实施例，随着基体100的形状的改变，可以包括相应地设置的超声波发生器300，并且可以在基体100的容纳部中产生均匀的超声波sn。
101.在采用包括具有较大体积的容纳部的基体100以便同时对更多基底sub执行分离工艺的情况下，在放置在容纳部的中心处的基底sub上会产生相对弱的强度的超声波sn。为了对此进行补偿，一些或多个超声波发生器可以设置在基体100的容纳部的内部。
102.图17是从上方观看的用于分离半导体元件的设备10_4的平面图。除了第二超声波发生器320和第三超声波发生器330之外，图17的用于分离半导体元件的设备10_4还可以包括设置在基体100的容纳部中的第五超声波发生器350。第五超声波发生器350可以设置在容纳部中以直接地对溶剂s产生超声波sn。设置在基体100的容纳部中的基底sub可以彼此间隔开，并且第五超声波发生器350可以设置在一些或多个基底sub之间。在基底sub放置在与基体100的下表面垂直的方向上的情况下，基底sub中的每个的其上产生半导体元件se的表面可以面对第一方向dr1，并且可以面对在第一方向dr1上产生超声波sn的第二超声波发生器320。由于基体100的内部空间具有大的体积，因此在第一方向dr1上的宽度可以是大的情况下，由第二超声波发生器320产生的超声波sn的强度会沿着第一方向dr1变化。如果沿着第一方向dr1布置的多个基底sub与第二超声波发生器320之间的距离会不同，则在中心
处半导体元件se不会有效地与基底sub分离。在这方面，根据实施例，由于设备10_4还可以包括设置在基体100的容纳部中的第五超声波发生器350，因此可以减小多个基底sub与第二超声波发生器320或第五超声波发生器350之间在第一方向dr1上的距离的偏差。即使基底sub可以在一个方向上顺序地布置，超声波发生器300也可以设置在它们之间，因此半导体元件se可以以均匀的效率与基底sub分离。
103.应当注意的是，在实施例中，超声波发生器300可以直接地设置在基体100上。然而，应当理解的是，公开不限于此。超声波发生器300可以作为单独的元件与基体100分离。在这种情况下，一个或多个超声波发生器300可以将超声波sn施加到基底sub上的特定位置或预定位置，并且可以选择性地将半导体元件se与期望的区域分离。
104.图18至图20是示出根据实施例的用于分离半导体元件的设备的示意图。
105.首先，参照图18和图19，在根据实施例的用于分离半导体元件的设备20中，超声波发生器400可以不直接地设置在基体100上，而是可以单独地设置。超声波发生器400可以具有基本上探针型或探针形状，并且可以电连接到外部装置以接收用于产生超声波sn的电压。探针型的超声波发生器(在下文中称为探针型超声波发生器或探针超声波发生器400)可以从基体100的外部在与基底sub的表面垂直的方向上施加超声波sn。根据图18的实施例，基体100的底部可以相对于地面水平地设置，并且基底sub也可以相对于基体100的下表面水平地设置。根据图19的实施例，基体100的底部可以相对于地面竖直地设置，并且基底sub可以相对于基体100的下表面水平地设置。探针型超声波发生器400可以设置在与基底sub垂直的方向上，以在与基底sub的表面垂直的方向上产生超声波sn。
106.根据实施例，探针型超声波发生器400可以形成为使得产生超声波sn的部分可以具有比基底sub的宽度小得多的宽度，并且可以选择性地仅在基底sub的表面的区域中产生超声波sn。与图1至图3的实施例不同，探针型超声波发生器400可以不在基底sub的整个表面上产生均匀的超声波sn。因此，仅在与探针型超声波发生器400相应的位置处的一些或多个半导体元件se可以被分离。根据实施例，与超声波发生器300可以直接地设置在基体100上的实施例相比，可以通过超声波sn将空化能量直接地传输到基底sub的表面。例如，在所述位置处分离半导体元件se所需的工艺时间可以减少。如果将超声波sn长时间地施加到半导体元件se，则半导体元件se本身会被损坏。通过使用探针型超声波发生器400，可以在不损坏半导体元件se的情况下有效地将半导体元件se与基底sub分离。
107.由于可以通过使用探针型超声波发生器400来分离半导体元件se，因此可以使用多个探针型超声波发生器400，其数量可以等于放置在基体100中的基底sub的数量。参照图20，多个基底sub可以设置在基体100中，并且多个探针型超声波发生器400可以分别将形成在基底sub上的半导体元件se分离。基底sub可以设置为使得表面可以面对不同的方向，使得由不同的探针超声产生器400产生的超声波sn可以分别在基底sub上产生。例如，多个基底sub可以放置为使得基体100的下表面可以与基体100的底部垂直，并且基底sub的下表面可以彼此面对。因此，基底sub的其上形成有半导体元件se的表面可以面对相反的方向，并且多个探针型超声波发生器400可以在基底sub上产生超声波sn而基本上不相互干扰。根据实施例，由于采用了多个探针型超声波发生器400，因此可以在多个基底sub上同时执行分离半导体元件se的工艺，从而在工艺中提供优点。
108.另一方面，通过使用探针型超声波发生器400可能不容易同时分离形成在基底sub
的整个表面上的半导体元件se。在这方面，在基体100与探针型超声波发生器400分离时，探针型超声波发生器400或基体100可以移动。根据实施例，在用于分离半导体元件的设备20中，探针型超声波发生器400可以在基底sub上方在一个方向上移动以分离半导体元件se，或者基体100可以一起移动以分离半导体元件se。
109.图21是示出图18的用于分离半导体元件的设备的操作的示意图。图21示出了当从上方观看基体100时探针型超声波发生器400的移动，以描述探针型超声波发生器400的操作。
110.参照图21，探针型超声波发生器400可以与基体100分离，并且其产生超声波sn的部分可以比基底sub的面积小得多。探针型超声波发生器400可以将半导体元件se与基底sub的一部分分离，然后可以在第一方向dr1或第二方向dr2上移动以将半导体元件se与基底sub的另一部分分离。探针型超声波发生器400可以移动以覆盖基底sub的整个表面，并且可以在移动的同时或在移动之后将超声波sn施加到基底sub的表面。
111.例如，在实施例中，探针型超声波发生器400可以在其沿着第一方向dr1移动时分离半导体元件se，同时基体100在第二方向dr2上移动。在探针型超声波发生器400仅在一个方向上移动并产生超声波sn的同时，基体100可以在探针型超声波发生器400下方移动以分离半导体元件se。设备10还可以包括用于移动基体100和探针型超声波发生器400的其它装置。
112.图22是示出了根据实施例的用于分离半导体元件的设备的示意图。
113.参照图22，除了基体100和探针型超声波发生器400之外，用于分离半导体元件se的设备20还可以包括用于移动基体100的工作台sta以及在其上可以设置和移动探针型超声波发生器400的台架单元gtr。图22是示出了当从上顶部观看时包括工作台sta和台架单元gtr的设备20的平面图。
114.工作台sta可以在第二方向dr2上延伸，并且基体100可以设置在工作台sta上。基体100可以在第二方向dr2上在工作台sta上移动，并且可以穿过其上可以设置有探针型超声波发生器400的台架单元gtr下方。虽然未在附图中示出，但是工作台sta还可以包括可以使设置在其上的基体100在第二方向dr2上移动的移动构件。
115.探针型超声波发生器400可以设置在台架单元gtr上，且设置在工作台sta上方。例如，探针型超声波发生器400可以通过移动构件安装在台架单元gtr上，并且可以与基体100不同地在第一方向dr1上移动。当基体100在工作台sta上在第二方向dr2上移动并穿过探针型超声波发生器400下方时，探针型超声波发生器400可以在第一方向dr1上移动。在探针型超声波发生器400在第一方向dr1上移动并将超声波sn施加到基底sub的情况下，可以首先分离在第一方向dr1上设置在基底sub上的半导体元件se。一个探针型超声波发生器400可以不覆盖整个基底sub。当基体100在第二方向dr2上移动时，可以分离形成在基底sub的其它区域中的半导体元件se。
116.例如，在基体100在工作台sta上在第二方向dr2移动的时，其它基体100可以连续地设置在工作台sta上。根据实施例的设备20可以包括多个基体100，以连续地执行分离半导体元件se的工艺。
117.图23是示出使用图22的用于分离半导体元件的设备的制造工艺的示意图。图23是示出图22的设备20的侧视图，示出了在使用设备20的分离工艺期间设置多个基体100。
118.参照图23，多个基体100可以一起设置在工作台sta上。分离半导体元件se的工艺可以包括以下步骤：将具有形成在其上的半导体元件se的基底sub设置在基体100中；使用探针型超声波发生器400分离半导体元件se；从基体100去除基底sub；以及将半导体元件se与其中可以分散有半导体元件se的溶剂s分离。可以在一个基体100在工作台sta上在第二方向dr2上移动的同时执行上述工艺。在已执行工艺中的一者之后基体100在第二方向dr2上移动的情况下，另一基体100可以随后在工作台sta上进行不同工艺。在工作台sta上，可以设置多个基体100，基体100中的每个可以进行分离工艺的不同步骤。可以通过使用多个基体100连续地执行分离半导体元件se的工艺。
119.在包括探针型超声波发生器400的设备20中，在探针型超声波发生器400或基体100移动时可以执行分离工艺以将半导体元件se与一个基底sub分离。同时，存在如下优点：多个基体100可以在工作台sta上连续地进行分离工艺，以及可以进一步减少分离半导体元件se的工艺所花费的时间。
120.探针型超声波发生器400可以以各种方式在基底sub之上产生超声波sn。探针型超声波发生器400可以将超声波sn施加到特定区域或预定区域，然后可以移动到另一位置或区域以再次施加超声波sn，或者可以在将超声波sn均匀地施加到基底sub的大面积的同时移动。
121.图24至图26是示意性地示出了使用图22的设备来分离半导体元件的工艺的图。
122.首先参照图24，探针型超声波发生器400可以将超声波sn施加到基底sub上的特定区域或预定区域，然后可以移动到不同的位置以再次施加超声波sn，使得半导体元件se可以被分离。根据实施例的探针型超声波发生器400可以以压印(stamp)的方式将超声波sn施加到基底sub。探针型超声波发生器400的尺寸或宽度可以比基底sub的尺寸或宽度小得多。为了使用一个探针型超声波发生器400在基底sub的整个区域中分离半导体元件se，探针型超声波发生器400可以在基底sub的平面方向和竖直方向(或第三方向dr3)上移动的同时将超声波sn选择性地施加到每个区域。基底sub的可以由探针型超声波发生器400施加超声波sn的区域可以成为半导体元件se可以与其分离的分离区域da，并且基底sub的其它区域可以成为非分离区域nda。探针型超声波发生器400可以在基底sub的平面方向上移动，以仅将超声波sn施加到每个区域，使得分离区域da可以彼此叠置。以这种方式，尽管探针型超声波发生器400可以不在其移动的同时施加超声波sn，但是所有半导体元件se可以在基底sub的整个表面上被分离。
123.参照图25和图26，探针型超声波发生器400可以在沿着基底sub的平面方向移动的同时施加超声波sn。根据图25的实施例，一个探针型超声波发生器400可以在沿着基底sub的平面方向(例如第一方向dr1和第二方向dr2)移动的同时施加超声波sn。根据图26的实施例，多个探针型超声波发生器400可以在它们在基底sub上方沿着一个方向(例如，第一方向dr1)移动的同时将超声波sn施加到更大的区域。根据图25和图26的实施例，与图24的实施例不同，探针型超声波发生器400在移动的同时施加超声波sn，存在执行连续的工艺的优点。例如，根据图26的实施例，在基底sub或基底sub下的基体100移动的同时，多个探针型超声波发生器400可以基本上固定，使得半导体元件se可以被分离。
124.另外，在设备10和设备20中，溶剂s可以设置在基体100中以将半导体元件se与基底sub分离。一旦半导体元件se分散在液体的溶剂s中，就可能需要通过将半导体元件se移
动到另一容器来仅重新分离半导体元件se的附加工艺。根据实施例，设备10和设备20还可以包括入口管，溶剂s通过入口管流入和流出基体100的容纳部。在将半导体元件se与基底sub分离之后，可以排出其中分散有半导体元件se的溶剂s。
125.图27至图28是示出根据实施例的用于分离半导体元件的设备的示意图。
126.参照图27和图28，用于分离半导体元件的设备30和设备30_1中的每个还可以包括第一入口管il1和第二入口管il2，第一入口管il1用于将溶剂s引入基体100的容纳部dp中，基底sub可以设置在基体100的容纳部dp中并且半导体元件se可以与其分离，第二入口管il2用于从容纳部dp排出溶剂s，半导体元件se可以分散在该溶剂s中。根据图27的实施例的设备30可以包括设置在容纳部dp的底部处的一个超声波发生器300，而根据图28的实施例的设备30_1可以包括多个超声波发生器300，使得可以同时处理更多的基底sub。在下文中，将详细描述图27的实施例。
127.基体100的容纳部dp可以与上面描述的实施例中的每个的容纳部dp基本上相同。用于分离工艺的溶剂s和基底sub可以设置在容纳部dp中。从设置在基体100的底部处的超声波发生器300产生的超声波sn可以施加到容纳部dp。
128.第一入口管il1和第二入口管il2可以连接到基体100的容纳部dp。第一入口管il1可以连接到容纳部dp的一侧，第二入口管il2可以连接到容纳部dp的另一侧。在剖面中第一入口管il1可以设置为比第二入口管il2高。第一阀va1可以设置在第一入口管il1与容纳部dp之间，第二阀va2可以设置在第二入口管il2与容纳部dp之间。可以调整溶剂s流入和流出容纳部dp的流速。在附图中，第一阀va1和第二阀va2可以分别阻挡溶剂s的流入和排出。
129.为了执行分离半导体元件se的工艺，通过第一入口管il1将溶剂s引入到容纳部dp中，并且准备其上形成有半导体元件se的基底sub。此时，第二阀va2是关闭的，因此溶剂s可以不从容纳部dp排出。超声波发生器300产生超声波sn以分离半导体元件se，然后去除基底sub。随后，其中可以分散有半导体元件se的溶剂s可以通过第二入口管il2排出。此时，第一阀va1是关闭的，因此溶剂s可以不被引入到容纳部dp中。在所有半导体元件se和溶剂s通过第二入口管il2排出的情况下，可以重复上面描述的步骤以执行分离半导体元件se的工艺。根据包括连接到容纳部dp的入口管il1和il2的实施例，可以连续地执行将半导体元件se与溶剂s分离的后续工艺。溶剂s可以重复地引入到容纳部dp中并从容纳部dp排出，并且在将分散在溶剂s中的半导体元件se与溶剂s分离的同时，半导体元件se可以与另一基底sub分离。结果，存在如下优点：可以缩短分离工艺之间所花费的时间并且可以减少整体工艺时间。
130.图29至图31是示出根据实施例的用于分离半导体元件的设备的示意图。
131.参照图29，根据实施例的用于分离半导体元件的设备40还可以包括连接在入口管il1与il2之间的过滤器部fp，入口管il1和il2连接到基体100的容纳部dp。第一入口管il1和第二入口管il2可以经由过滤器部fp彼此连接。设备40可以包括其中可以循环恒定量的溶剂s的系统。本实施例与图27的实施例的不同之处可以在于，设备40还可以包括过滤器部fp。在下面的描述中，描述将聚焦于不同之处并将省略重复的描述。
132.设备40可以包括连接到基体100的容纳部dp的入口管il1和il2以及溶剂s流过的过滤器部fp。第一入口管il1可以连接到容纳部dp的一侧，第二入口管il2可以连接到容纳部dp的另一侧。过滤器部fp可以连接在第一入口管il1与第二入口管il2之间。流入到容纳
部dp中的溶剂s可以从第一入口管il1引入并通过第二入口管il2排出，然后可以通过过滤器部fp流回到第一入口管il1。在附图中，第一阀va1和第二阀va2是打开的且溶剂s流动。在分离半导体元件se的工艺中，阀va1和va2可以是关闭的且溶剂s可以不流动。然而，应当理解的是，公开不限于此。无论分离工艺的步骤如何，阀va1和va2可以保持打开，并且在一些实施方式中可以被消除。
133.根据实施例，多个过滤器ft1和ft2可以设置在过滤器部fp的入口和出口处或者设置在连接到入口管il1和il2的部分处。第一过滤器ft1可以设置在过滤器部fp与第一入口管il1之间，第二过滤器ft2可以设置在过滤器部fp与第二入口管il2之间。与基底sub分离的半导体元件se和其它异物可以与溶剂s一起通过第二入口管il2排出。第一过滤器ft1和第二过滤器ft2可以过滤从第二入口管il2流动的溶剂s中包含的颗粒，并且可以仅将溶剂s引入到第一入口管il1中。因此，溶剂s可以再利用。
134.根据实施例，第一过滤器ft1可以过滤比由第二过滤器ft2过滤的颗粒小的颗粒。通过第二入口管il2引入到过滤器部fp中的溶剂s还可以包括多个半导体元件se和其它异物。第二过滤器ft2可以不过滤出半导体元件se，而是可以过滤出具有较大尺寸的异物。在将半导体元件se与基底sub分离的工艺期间产生的异物可以由第二过滤器ft2分离。包括半导体元件se的较小颗粒可以被引入到过滤器部fp中。
135.第一过滤器ft1可以过滤出具有与半导体元件se的尺寸相似的尺寸的颗粒，而比它们小的颗粒可以通过第一过滤器ft1。当溶剂s通过过滤器部fp并且流入到第一入口管il1中时，分散在溶剂s中的半导体元件se可以积聚在第一过滤器ft1中。在充分地执行分离半导体元件se的工艺之后，可以通过仅去除第一过滤器ft1来分离半导体元件se。根据实施例，设备40还可以包括过滤器部fp以及多个过滤器ft1和ft2，使得可以同时将半导体元件se与基底sub和溶剂s分离。
136.参照图30，根据实施例的用于分离半导体元件的设备40_1可以包括具有更大容量的过滤器部fp，并且还可以包括连接到过滤器部fp的第三阀va3。图30的实施例与图29的实施例的不同之处可以在于，过滤器部fp的尺寸可以不同，并且还可以包括第三阀va3。例如，可以去除第二过滤器ft2，使得半导体元件se和其它异物可以一起流入到过滤器部fp中。如果不容易从过滤器部fp去除第一过滤器ft1，则在半导体元件se可以积聚在过滤器部fp处的情况下，它们可以通过第三阀va3排出。在半导体元件se与溶剂s和异物一起排出的情况下，可以通过单独的工艺仅分离半导体元件se。根据实施例，设备40_1可以仅包括第一过滤器ft1，并且可以在单独的工艺期间分离半导体元件se，使得可以获得更高纯度的半导体元件se。
137.参照图31，根据实施例的用于分离半导体元件的设备50可以包括探针型超声波发生器400以形成溶剂s可以在其中循环的系统。本实施例与图29的实施例的不同之处可以在于，前者还可以包括超声波发生器400。在下面的描述中，将省略重复的描述。
138.如上面描述的，半导体元件se可以通过外延生长形成在基底sub上。半导体元件se中的一些或许多可能是不满足质量要求的缺陷元件。可选地，在形成半导体元件se的工艺期间，不必要的异物可以保留在基底sub上。如在图18的实施例中，在设备20可以包括探针型超声波发生器400的情况下，可以在分离半导体元件se的工艺之前执行去除缺陷元件和异物的工艺。
139.图32是示出根据实施例的其上形成有半导体元件的基底的平面图。图33和图34是示出使用图32的基底来分离半导体元件的工艺的一部分的示意图。
140.参照图32，除了多个半导体元件se之外，基底sub上可以存在一些或多个缺陷元件qc。与半导体元件se相比，缺陷元件qc会看起来是有缺陷的或者可能无法满足其它特性的要求，并且可以与其它半导体元件se区分开。例如，与其它半导体元件se相比，缺陷元件qc会不具有均匀的外观，或者会具有不同的尺寸。在实施例中，半导体元件se可以是发射光的发光元件，而缺陷元件qc可以不发射光或者可以具有与其它发光元件的波段不同的波段。如果这种缺陷元件qc与其它半导体元件se一起分离并混合，则不能容易地从分离的半导体元件se中仅提取缺陷元件qc。如果制造包括半导体元件se的装置，装置的可靠性会由于这种缺陷元件qc而劣化。根据实施例，在分离半导体元件se的工艺期间，可以预先执行检查基底sub上的半导体元件se以识别缺陷元件qc的工艺以及将它们分离的工艺。
141.参照图33，可以预先执行通过使用图18的设备20分离形成在基底sub上的缺陷元件qc的工艺。如上面描述的，探针型超声波发生器300可以选择性地将超声波sn施加到特定区域或预定区域。如图24中的实施例，在探针型超声波发生器300以压印方式施加超声波sn的情况下，可以选择性地仅去除缺陷元件qc而不分离其他相邻的半导体元件se。基底sub的可以由探针型超声波发生器300施加超声波sn以去除缺陷元件qc的区域可以成为分离区域da，并且基底sub的可以设置半导体元件se的其它区域可以成为非分离区域nda。
142.随后，参照图34，可以使用已经去除了缺陷元件qc的基底sub来执行分离半导体元件se的上述工艺。在该工艺中，在探针型超声波发生器300移动并分离形成在基底sub上的半导体元件se的情况下，可以仅分离满足物理性质要求的半导体元件se。因此，可以改善分离的半导体元件se的质量，并且可以改善使用分离的半导体元件se的装置的可靠性。
143.图35是示出根据实施例的用于分离半导体元件的设备的示意图。
144.参照图35，用于分离半导体元件的设备60还可以包括测量半导体元件se的分离度的测量单元500。测量单元500可以设置在基体100的侧壁中的一个上。然而，应当理解的是，公开不限于此。类似于图18的探针型超声波发生器400，测量单元500可以被实现为与基体100分离的构件。测量单元500可以测量基体100中经受了分离工艺的基底sub上的半导体元件se的分离度。
145.例如，测量单元500可以将光照射到正在对其执行分离工艺的基底sub上，并且可以基于光的透射率来测量未被分离而剩余的半导体元件se的数量。根据实施例，测量单元500可以拍摄正在对其执行分离工艺的基底sub，并且可以测量未被分离的剩余半导体元件se的数量。
146.测量单元500可以基于剩余在基底sub上的半导体元件se的数量来计算分离度，并且可以发送关于分离度的反馈信号以控制使用超声波发生器300的分离工艺。分离度可以表示为指示基于其上形成有半导体元件se的基底sub分离多少半导体元件se的数值。例如，测量单元500可以通过测量在分离工艺之后保留在基底sub上的半导体元件se的数量或透射率相对于在分离工艺之前形成在基底sub上的半导体元件se的数量或透射率来计算半导体元件se的分离度。设备60还可以包括测量单元500以灵活地改变半导体元件se的分离工艺的工艺条件，并且可以将大部分半导体元件se与每个基底sub分离，使得可以改善制造工艺的良率。
147.另外，上面描述的半导体元件se可以是均包括多个半导体层和发射层的无机发光元件。根据实施例，可以使用用于分离半导体元件的设备10来制造发光元件。
148.图36是示出根据实施例的发光元件的图。
149.发光元件ed可以是发光二极管。作为示例，发光元件ed可以具有从微米至纳米的尺寸，并且可以是由无机材料制成的无机发光二极管。由于通过在两个电极之间在特定方向上形成电场来产生极性，因此无机发光二极管可以在彼此面对的两个电极之间对准。发光元件ed可以通过在两个电极上形成的电场在两个电极之间对准。
150.根据实施例的发光元件ed可以具有在一个方向上延伸的形状。发光元件ed可以具有棒状、线状、管状等的形状。在实施例中，发光元件ed可以具有圆柱形形状或棒状形状。应当理解的是，发光元件ed的形状不限于此。发光元件ed可以具有包括诸如立方体、长方体和六角柱的多边形柱形状的各种形状，或者可以在一方向上延伸并且具有部分倾斜的外表面的形状。包括在稍后描述的发光元件ed中的多个半导体可以具有沿着一个方向顺序设置或堆叠的结构。
151.发光元件ed可以包括掺杂有导电类型(例如，p型或n型)的杂质的半导体层。半导体层可以通过传输从外部电源施加的电信号来发射特定波段的光。
152.如图36中所示，发光元件ed可以包括第一半导体层91、第二半导体层92、发射层96、电极层97和绝缘层98。
153.第一半导体层91可以是n型半导体。例如，在发光元件ed发射蓝色波段的光的情况下，第一半导体层91可以包括具有以下化学式的半导体材料：al
x
gayin
1-x-y
n(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x y≤1)。例如，它可以是n型掺杂的algainn、gan、algan、ingan、aln和inn中的至少一种。第一半导体层91可以掺杂有n型掺杂剂，并且n型掺杂剂可以是例如si、ge、sn等。根据实施例，第一半导体层91可以是掺杂有n型si的n-gan。第一半导体层91的长度可以但不限于在1.5μm至5μm的范围内。
154.第二半导体层92可以设置在稍后描述的发射层96上。第二半导体层92可以是p型半导体。例如，在发光二极管300发射蓝色或绿色波段的光的情况下，第二半导体层92可以包括具有以下化学式的半导体材料：al
x
gayin
1-x-y
n(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x y≤1)。例如，它可以是p型掺杂的algainn、gan、algan、ingan、aln和inn中的至少一种。第二半导体层92可以掺杂有p型掺杂剂，并且p型掺杂剂可以是例如mg、zn、ca、ba等。根据实施例，第二半导体层92可以是掺杂有p型mg的p-gan。第二半导体层92的长度可以但不限于在0.05μm至0.10μm的范围内。
155.尽管在附图中第一半导体层91和第二半导体层92中的每个被实现为单个层，但公开不限于此。根据实施例，根据发射层96的材料，第一半导体层91和第二半导体层92可以进一步包括更多数量的层，例如，包覆层或拉伸应变势垒减小(tsbr)层。
156.发射层96可以设置在第一半导体层91与第二半导体层92之间。发射层96可以包括具有单量子阱结构材料或多量子阱结构材料。在发射层96可以包括具有多量子阱结构的材料的情况下，该结构可以包括彼此交替堆叠的量子层和阱层。发射层96可以响应于通过第一半导体层91和第二半导体层92施加的电信号在电子-空穴对在其结合时发射光。例如，在发射层96发射蓝色波段的光的情况下，发射层96可以包括诸如algan和algainn的材料。例如，在发射层96具有其中量子层和阱层可以交替地彼此堆叠的多量子阱结构的情况下，量
子层可以包括algan或algainn，并且阱层可以包括诸如gan和algan的材料。根据实施例，发射层96可以包括algainn作为量子层和alinn作为阱层，并且发射层96可以发射具有450nm至495nm的中心波段的蓝光。
157.然而，应当理解的是，公开不限于此。发射层96可以具有其中具有大能带隙的半导体材料和具有小能带隙的半导体材料可以交替地彼此堆叠的结构，并且可以根据发射光的波长范围包括其它iii族至v族半导体材料。因此，从发射层96发射的光不限于蓝色波段的光。在一些实施方式中，发射层96可以发射红色或绿色波段的光。发射层96的长度可以但不限于在0.05μm至0.10μm的范围内。
158.从发射层96发射的光不仅可以通过发光元件ed在长度方向上的外表面射出，而且可以通过两个侧表面射出。从发射层96发射的光传播所沿的方向不限于一个方向。
159.电极层97可以是欧姆接触电极。然而，应当理解的是，公开不限于此。电极层97可以是肖特基接触电极。发光元件ed可以包括至少一个电极层97。尽管在图36中示出的示例中，发光元件ed可以包括一个电极层97，但公开不限于此。在一些实施方式中，发光元件ed可以包括较大数量的电极层97或者可以省略电极层。即使电极层97的数量可以不同或者其可以进一步包括其它结构，对发光元件ed的下面的描述也可以同样适用。
160.在发光元件ed可以电连接到电极的情况下，电极层97可以减小发光元件ed与电极之间的电阻。电极层97可以包括具有导电性的金属。例如，电极层97可以包括铝(al)、钛(ti)、铟(in)、金(au)、银(ag)、氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)和氧化铟锡锌(itzo)中的至少一种。例如，电极层97可以包括掺杂有n型或p型杂质的半导体材料。然而，应当理解的是，公开不限于此。
161.绝缘层98可以围绕多个半导体层以及电极层的外表面设置。根据实施例，绝缘层98可以设置为至少围绕发射层96的外表面，并且可以在发光元件ed可以延伸所沿的方向上延伸。绝缘层98可以用于保护上述元件。例如，绝缘层98可以形成以围绕元件的侧表面，但是可以使发光元件ed在长度方向上的两个端部暴露。
162.尽管在附图中所示的示例中，绝缘层98可以在发光元件ed的长度方向上延伸以从第一半导体层91覆盖到电极层97的侧表面，但公开不限于此。除了发射层96以外，绝缘层98也可以仅覆盖半导体层的一部分的外表面，也可以仅覆盖电极层97的外表面的一部分而使电极层97的外表面部分地暴露。例如，绝缘层98的可以与发光元件ed的至少一端相邻的上表面的一部分在剖面中可以是倒圆的。
163.绝缘层98的厚度可以但不限于在10nm至1.0μm的范围内。作为示例，绝缘层98的厚度可以是大约40nm。
164.绝缘层98可以包括具有绝缘性质的材料，诸如氧化硅(sio
x
)、氮化硅(sin
x
)、氮氧化硅(sio
x
ny)和氮化铝(aln)。因此，可以防止在发射层96电接触电极的情况下可能发生的电短路，电信号通过所述电极传输到发光元件ed。例如，由于绝缘层98可以包住发射层96以保护发光二极管ed的外表面，因此可以防止发光效率的降低。
165.在实施例中，绝缘层98的外表面可以经受表面处理。发光元件ed可以分散在墨中，并且可以将墨喷射到电极上。在这样做时，可以对绝缘层98施加表面处理，使得绝缘层98变得疏水或亲水，以防止分散在墨中的发光元件ed彼此聚集。
166.发光元件ed的长度h可以在1μm至10μm、2μm至6μm或者3μm至5μm的范围内。例如，发
光元件ed的直径可以在30nm至700nm的范围内，并且发光元件ed的长宽比可以在1.2至100的范围内。然而，应当理解的是，公开不限于此。对于发射层96的不同组成，多个发光元件ed可以具有不同的直径。优选地，发光元件ed的直径可以是大约500nm。
167.可以通过可以在基底sub上生长晶种的外延生长来制造包括多个半导体层的发光元件ed。
168.图37和图38是示出图36的发光元件的制造方法的一些或多个处理步骤的示意性剖视图。
169.参照图37和图38，可以通过以下步骤来形成多个发光元件ed：在基底sub上堆叠半导体层以形成半导体结构st；以及然后在与基底sub的表面垂直的方向上蚀刻半导体结构st。
170.首先，准备包括支撑基底1100和缓冲层1200的基底sub，并且在基底sub上形成其中多个半导体层可以彼此堆叠的半导体结构st。如上面描述的，支撑基底1100可以是蓝宝石基底(al2o3)和诸如玻璃的基底，或者可以由诸如gan、sic、zno、si、gap和gaas的导电基底形成。可以设置缓冲层1200以减小支撑基底1100与设置在支撑基底1100上的半导体层之间的晶格常数的差异。
171.半导体结构st可以包括由与发光元件ed的半导体层的材料基本上相同的材料制成的半导体材料层910、920、960和970。半导体结构st可以具有其中通过外延生长生长的半导体材料层910、920和960以及电极层970可以顺序地堆叠在缓冲层1200上的结构。
172.随后，可以在与基底sub的上表面垂直的方向上蚀刻半导体结构st，使得可以形成棒。然后，可以形成围绕棒的侧表面的绝缘层98，使得可以形成发光元件ed。可以在基底sub的表面上形成发光元件ed，发光二极管ed包括多个半导体层91、92和96、电极层97以及围绕其侧表面的绝缘层98。通过如上面描述的外延生长形成在基底sub上的发光元件ed可以经由使用图1的设备10将其与基底sub分离的工艺来制造。在发光元件ed中的每个的第一半导体层91与基底sub的缓冲层1200分离的情况下，可以通过使用超声波sn的分离均匀地形成分离表面，因此可以减小多个发光元件ed之间的长度偏差。
173.应当注意的是，发光元件ed的形状和材料不限于参照图36描述的形状和材料。在实施例中，发光元件ed可以具有不同的形状。
174.图39是示出根据实施例的发光元件的视图。
175.参照图39，发光元件ed可以具有在一个方向上延伸的形状，并具有部分倾斜的侧表面。根据实施例的发光元件ed可以具有局部圆锥形状。
176.发光元件ed可以形成有一个围绕另一个的多个层，而不是在一个方向上彼此堆叠的多个层。发光元件ed可以包括可以至少部分地在一个方向上延伸的半导体核和围绕半导体核设置的绝缘层98。半导体核可以包括第一半导体层91、发射层96、第二半导体层92和电极层97。
177.第一半导体层91可以沿一方向延伸，并且可以具有朝向中心倾斜的两端。第一半导体层91可以具有棒状或圆柱形主体以及分别在主体的顶部和底部上并具有倾斜的侧表面的上端和下端。主体的上端可以具有比下端陡的斜率。
178.发射层96可以设置为围绕第一半导体层91的主体的外表面。发射层96可以具有在一个方向上延伸的环形形状。发射层96可以不形成在第一半导体层91的上端和下端上。然
而，应当理解的是，公开不限于此。从发射层96发射的光不仅可以通过发光元件ed在长度方向上的两端射出，而且可以通过发光元件ed的两个侧表面射出。与图36的发光元件ed相比，图39的发光元件ed可以具有更大面积的发射层96，因此可以发射更大量的光。
179.第二半导体层92可以设置为围绕发射层96的外表面和第一半导体层91的上端。第二半导体层92可以包括在一个方向上延伸的环状主体和具有倾斜的侧表面的上端。第二半导体层92可以与发射层96的平行侧表面和第一半导体层91的倾斜上端直接接触。应当注意的是，第二半导体层92可以不形成在第一半导体层91的下端上。
180.电极层97可以设置为围绕第二半导体层92的外表面。电极层97可以具有与第二半导体层92的形状基本上相同的形状。电极层97可以与第二半导体层92的整个外表面接触。
181.绝缘层98可以设置为围绕电极层97和第一半导体层91的外表面。绝缘层98可以包括电极层97，并且可以与第一半导体层91的下端以及发射层96和第二半导体层92的暴露的下端直接接触。
182.与图36的实施例不同，图39的发光元件ed可以经由沉积一个半导体层以围绕另一半导体层的工艺形成。
183.图40至图42是示出制造图39的发光二极管的方法中的一些或多个处理步骤的示意性剖视图。
184.首先，参照图40，基底sub可以包括支撑基底1100、缓冲层1200和子半导体层1300。可以在子半导体层1300上设置包括蚀刻孔的掩模层1600。子半导体层1300可以提供在其上生长的第一半导体部910'的晶种。
185.掩模层1600可以包括第一掩模层1610、第二掩模层1620和第三掩模层1630。掩模层1600的蚀刻孔可以形成其中第一半导体部910'可以从子半导体层1300生长的空间。蚀刻孔可以具有宽度从第一掩模层1610至第三掩模层1630增加的形状。在蚀刻孔中生长的第一半导体部910'可以具有倾斜的侧表面。
186.随后，参照图41，可以去除掩模层1600的第三掩模层1630。可以使第一半导体部910'的侧表面垂直于基底sub的上表面平坦化，使得可以形成第一半导体层91，并且形成围绕第一半导体层91的外表面的发射层96、第二半导体层92和电极层97。发射层96、第二半导体层92和电极层97可以仅形成在第一半导体层91的在第二掩模层1620上方的暴露部分的外表面上。可以仅形成可以不被第一掩模层1610和第二掩模层1620暴露的第一半导体层91。
187.随后，参照图42，可以去除第一掩模层1610和第二掩模层1620，然后可以形成围绕第一半导体层91、发射层96、第二半导体层92和电极层97的外表面的绝缘层98。以这种方式，可以在基底sub上形成发光元件ed。在根据实施例的制造发光元件ed的方法中，可以在基底sub上顺序地形成半导体层，这与图36的可以通过形成半导体结构st然后对其进行蚀刻而形成的发光元件ed不同。
188.随后，尽管未在附图中示出，但是可以使用用于分离半导体元件的设备10来分离形成在基底sub上的发光元件ed。图38中示出的发光二极管ed中的每个的第一半导体层91可以与设置在基底sub上的子半导体层1300集成，并且其可以通过使用超声波sn均匀地分离。
189.在总结详细描述时，本领域技术人员将理解的是，在基本上不脱离公开的原理的
情况下，可以对实施例进行许多变化和修改。因此，所公开的实施例仅在一般性和描述性意义上使用，而不是为了限制的目的。