JP4082031B2

JP4082031B2 - Element arrangement method and display device

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Publication number: JP4082031B2
Application number: JP2002009265A
Authority: JP
Inventors: 友志菊谷
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-01-17
Filing date: 2002-01-17
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2022-01-17
Also published as: JP2003216052A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、素子の配列方法、表示装置の製造方法、及び表示装置に関し、特に、素子を自己整列して配列させる素子の配列方法、表示装置の製造方法、及び表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、発光素子をマトリクス状に配列して画像表示装置に組み上げる場合には、液晶表示装置（ＬＥＤ：ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）やプラズマディスプレイ（ＰＤＰ：ＰｌａｓｍａＤｉｓｐｌａｙＰａnｅｌ）のように基板上に素子を形成するか、あるいは発光ダイオードディスプレイ（ＬＥＤディスプレイ）のように単体のＬＥＤパッケージを配列することが行われている。
【０００３】
従来のＬＥＤ、ＰＤＰのごとき画像表示装置においては、素子や画素のピッチとその製造プロセスに関し、素子分離ができないために製造プロセスの当初から各素子はその画像表示装置の画素ピッチだけ間隔を空けて形成することが通常行われている。一方、ＬＥＤディスプレイの場合には通常、ＬＥＤチップをダイシング後に取り出し、個別にワイヤーボンド若しくはフリップチップによるバンプ接続により外部電極に接続し、パッケージ化されることが行われている。この場合、パッケージ化の前もしくは後に画像表示装置としての画素ピッチに配列される。
【０００４】
各素子を集積度高く形成し、各素子を広い領域に転写などによって離間させながら移動させ、画像表示装置などの比較的大きな表示装置を構成する技術があり、例えば米国特許Ｎｏ．５４３８２４１に記載される薄膜転写法や、特開平１１−１４２８７８号公報に記載される表示用トランジスタアレイパネルの形成方法などの技術が知られている。
【０００５】
このような転写技術に対して、転写によらずに自己整列（ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎ）して配置させる方法が開発されている。例えば、特開平９−１２０９４３号公報のように、窪みなどの接合部や受容部を有する基板上面に流体を介してスラリー（Ｓｌｕｒｙ）に含まれた状態で成形ブロックなどを搬送し、搬送時に成形ブロックがその形状のために窪みに自己整列して合体させる方法が開発されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、転写技術により素子を配列し画像表示装置を製造する場合、転写対象となる素子が選択的に、かつ確実に転写される必要があり、また効率の良い転写、精度の良い転写も要求される。そのため、素子を置くときには規則正しく１つずつ置いていく作業が必要になり、極めて煩雑であるだけでなく、基板の全面に熱可塑性樹脂を塗布した後に基板全面を加熱して素子や部品を転写する場合には全面加熱による他の素子や部品の位置ずれや剥離なども問題になる。
【０００７】
転写によらず素子を自己整列させる特開平９−１２０９４３号公報の方法では、成形ブロックを含むスラリーを循環装置で循環させて成形ブロックを窪みに自己整列して配列させるため、効率良く成形ブロックを配列させることができない。また、基板上の全ての窪みに成形ブロックが配列するまで成形ブロックを循環させるため、基板上の全ての窪みに成形ブロックを配列させるのに必要以上の成形ブロックが必要となり、生産コストが上昇する。
【０００８】
そこで、本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案されたものであり、基板上に素子を確実に自己整列して配列することができ、素子を効率良く且つ精度良く自己整列して配列させることができる素子の配列方法を提供することを目的とし、さらには素子の自己整列により配列する表示装置の製造方法及び表示装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【問題を解決するための手段】
本発明における素子の配列方法は、基板上に素子を配列する素子の配列方法において、前記基板上の前記素子の配列位置及び前記素子の底部に磁性体膜を形成し、前記基板上に前記素子を散乱して前記素子が配列することを特徴とする。
【００１０】
本発明の素子の配列方法は、基板上の素子の配列位置と素子の底部に磁性体膜を形成し、基板上に素子を散乱して素子を自己整列により配列させる。基板上の素子の配列位置及び素子の底部に磁性体膜を形成するため、磁性体膜の間の磁力を用いて素子を確実且つ精度良く配列することができ、素子を配列した後であっても素子の位置ずれを防止することができる。
【００１１】
さらに、基板上の素子の配列位置及び素子の底部に形成される磁性体膜の磁力を用いて素子が自己整列して配列することができるため、必要以上の素子を使うことなく効率良く配列させることができ、生産コストの上昇を回避することができる。また、基板上の素子の配列位置及び素子の底部に形成される磁性体膜の磁力を用いて素子が自己整列するため、基板上に素子を散乱させて容易且つ効率良く素子が自己整列して配列することができる。
【００１２】
本発明における表示装置の製造方法は、基板上に発光素子を配列して形成される表示装置の製造方法において、前記基板上の前記発光素子の配列位置及び前記発光素子の底部に磁性体膜を形成する工程と、前記基板上に前記発光素子を散乱する工程とを具備することを特徴とする。
【００１３】
本発明の表示装置の製造方法は、基板上の発光素子の配列位置と発光素子の底部に磁性体膜を形成し、基板上に発光素子を散乱して発光素子を自己整列により配列させる。基板上の発光素子の配列位置及び発光素子の底部に磁性体膜を形成するため、磁性体膜の間の磁力を用いて発光素子を確実且つ精度良く配列することができ、発光素子を配列した後であっても発光素子の位置ずれを防止することができる。
【００１４】
さらに、基板上の発光素子の配列位置及び発光素子の底部に形成される磁性体膜の磁力を用いて発光素子が自己整列して配列することができるため、必要以上の発光素子を使うことなく効率良く配列させることができ、生産コストの上昇を回避することができる。また、基板上の発光素子の配列位置及び発光素子の底部に形成される磁性体膜の磁力を用いて発光素子が自己整列するため、基板上に発光素子を散乱させて容易且つ効率良く発光素子が自己整列して配列することができる。
【００１５】
本発明における表示装置は、基板上に発光素子を配列して形成される表示装置において、前記基板上の前記発光素子の配列位置及び前記発光素子の底部に磁性体膜が形成され、前記基板上に前記発光素子が散乱されて前記発光素子が配列して形成されることを特徴とする。
【００１６】
本発明の表示装置は、基板上の発光素子の配列位置と発光素子の底部に磁性体膜が形成され、基板上に発光素子が散乱されて発光素子が自己整列して形成される。基板上の発光素子の配列位置及び発光素子の底部に磁性体膜が形成されるため、磁性体膜の間の磁力を用いて発光素子が確実且つ精度良く配列されて形成され、発光素子を配列した後であっても発光素子の位置ずれが生じることない。
【００１７】
さらに、基板上の発光素子の配列位置及び発光素子の底部に形成される磁性体膜の磁力を用いて発光素子が自己整列して形成されるため、必要以上の発光素子を使うことなく効率良く配列されて形成され、生産コストの上昇を回避された表示装置となる。また、基板上の発光素子の配列位置及び発光素子の底部に形成される磁性体膜の磁力を用いて発光素子が自己整列するため、基板上に発光素子を散乱させて容易且つ効率良く発光素子が自己整列して形成される表示装置を実現することができる。
【００１８】
本発明における素子の配列方法は、基板上に素子を配列する素子の配列方法において、底部の断面形状が略同一となるように前記素子を形成し、前記基板上に、前記素子の底部に嵌合する嵌合部を形成し、該嵌合部の断面積の大きな順に前記基板上に前記素子を散乱した後に前記基板に物理的外力を与え、該物理的外力により前記素子が配列することを特徴とする。
【００１９】
本発明の素子の配列方法は、素子の底部を断面形状が略同一となるように形成し、基板上に素子の底部に嵌合する嵌合部を形成し、基板上に嵌合部の断面積が大きな順に素子を散乱させた後に基板に振動を与え、素子を自己整列して配列させる。基板上に素子の底部に嵌合する嵌合部を形成し、嵌合部の断面積の大きな順に素子を散乱されて基板に振動を与えて素子が自己整列して配列させるため、底部の断面積が大きな素子から順に素子を確実且つ精度良く配列することができ、また素子が嵌合部に嵌合して配列されるため、素子を配列した後であっても素子の位置ずれを防止することができる。
【００２０】
さらに、基板上の嵌合部に素子が嵌合して自己整列して配列することができるため、必要以上の素子を使うことなく効率良く配列させることができ、生産コストの上昇を回避することができる。また、基板上の嵌合部に素子が嵌合して自己整列するため、基板上に素子を散乱させた後に基板に振動を与えて容易且つ効率良く素子が自己整列して配列することができる。
【００２１】
本発明における表示装置の製造方法は、基板上に発光素子を配列する表示装置の製造方法において、底部の断面形状が略同一となるように前記発光素子を形成する工程と、前記基板上に、前記発光素子の底部に勘合する嵌合部を形成する工程と、該嵌合部の断面積の大きな順に前記基板上に前記発光素子を散乱する工程と、前記基板に物理的外力を与える工程と、該物理的外力により前記発光素子が配列する工程とを具備することを特徴とする。
【００２２】
本発明の表示装置の製造方法は、発光素子の底部を断面形状が略同一となるように形成し、基板上に発光素子の底部に嵌合する嵌合部を形成し、基板上に嵌合部の断面積が大きな順に発光素子を散乱させた後に基板に振動を与え、発光素子を自己整列して配列させる。基板上に発光素子の底部に嵌合する嵌合部を形成し、嵌合部の断面積の大きな順に発光素子を散乱されて基板に振動を与えて発光素子が自己整列して配列させるため、底部の断面積が大きな発光素子から順に発光素子を確実且つ精度良く配列することができ、また発光素子が嵌合部に嵌合して配列されるため、発光素子を配列した後であっても発光素子の位置ずれを防止することができる。
【００２３】
さらに、基板上の嵌合部に発光素子が嵌合して自己整列して配列することができるため、必要以上の発光素子を使うことなく効率良く配列させることができ、生産コストの上昇を回避することができる。また、基板上の嵌合部に発光素子が嵌合して自己整列するため、基板上に発光素子を散乱させた後に基板に振動を与えて容易且つ効率良く発光素子が自己整列して配列することができる。
【００２４】
本発明における表示装置は、基板上に発光素子を配列して形成される表示装置において、底部の断面形状が略同一となるように前記発光素子が形成され、前記基板上に、前記発光素子の底部に勘合する嵌合部が形成され、該嵌合部の断面積の大きな順に前記基板上に前記発光素子が散乱された後に前記基板に物理的外力が与えられ、該物理的外力により前記発光素子が配列することを特徴とする。
【００２５】
本発明の表示装置は、発光素子の底部の断面形状が略同一となるように形成され、基板上に発光素子の底部に嵌合する嵌合部が形成され、基板上に嵌合部の断面積が大きな順に発光素子が散乱された後に基板に振動が与えられ、発光素子が自己整列して形成される。基板上に発光素子の底部に嵌合する嵌合部が形成され、嵌合部の断面積の大きな順に発光素子が散乱されて基板に振動が与えられて発光素子が自己整列して形成させるため、底部の断面積が大きな発光素子から順に発光素子が確実且つ精度良く配列されて形成され、また発光素子が嵌合部に嵌合して配列されるため、発光素子を配列した後であっても発光素子の位置ずれが生じることがない。
【００２６】
さらに、基板上の嵌合部に発光素子が嵌合して自己整列して形成されるため、必要以上の発光素子を使うことなく効率良く形成され、生産コストの上昇を回避された表示装置となる。また、基板上の嵌合部に発光素子が嵌合して自己整列するため、基板上に発光素子が散乱された後に基板に振動が与えられて容易且つ効率良く発光素子が自己整列して形成される表示装置を実現することができる。
【００２７】
本発明の素子の配列方法は、基板上に素子を配列する素子の配列方法において、底部の形状が異なるように前記素子を形成し、前記基板上に、前記素子の底部に嵌合する嵌合部を形成し、前記基板上に前記素子を同時に散乱した後に前記基板に物理的外力を与え、該物理的外力により前記素子が配列することを特徴とする。
【００２８】
本発明の素子の配列方法は、素子の底部を断面形状が異なるように形成し、基板上に素子の底部に嵌合する嵌合部を形成し、基板上に同時に素子を散乱させた後に基板に振動を与え、素子を自己整列して配列させる。基板上に素子の底部に嵌合する嵌合部を形成し、基板上に同時に素子を散乱されて基板に振動を与えて素子が自己整列して配列させるため、素子を確実且つ精度良く配列することができ、また素子が嵌合部に嵌合して配列されるため、素子を配列した後であっても素子の位置ずれを防止することができる。
【００２９】
さらに、基板上の嵌合部に素子が嵌合して自己整列して配列することができるため、必要以上の素子を使うことなく効率良く配列させることができ、生産コストの上昇を回避することができる。また、基板上に同時に素子が散乱され、基板上の嵌合部に素子が嵌合して自己整列するため、基板上に素子を散乱させた後に基板に振動を与えて容易且つ効率良く素子が自己整列して配列することができる。
【００３０】
本発明の表示装置の製造方法は、基板上に発光素子を配列する表示装置の製造方法において、底部の形状が異なるとなるように前記発光素子を形成する工程と、前記基板上に、前記発光素子の底部に勘合する嵌合部を形成する工程と、前記基板上に前記発光素子を同時に散乱する工程と、前記基板に物理的外力を与える工程と、該物理的外力により前記発光素子が配列する工程とを具備することを特徴とする。
【００３１】
本発明の表示装置の製造方法は、発光素子の底部を断面形状が異なるように形成し、基板上に発光素子の底部に嵌合する嵌合部を形成し、基板上に同時に発光素子を散乱させた後に基板に振動を与え、発光素子を自己整列して配列させる。基板上に発光素子の底部に嵌合する嵌合部を形成し、発光素子を散乱されて基板に振動を与えて発光素子が自己整列して配列させるため、発光素子を確実且つ精度良く配列することができ、また発光素子が嵌合部に嵌合して配列されるため、発光素子を配列した後であっても発光素子の位置ずれを防止することができる。
【００３２】
さらに、基板上の嵌合部に発光素子が嵌合して自己整列して配列することができるため、必要以上の発光素子を使うことなく効率良く配列させることができ、生産コストの上昇を回避することができる。また、基板上に同時に発光素子が散乱され、基板上の嵌合部に発光素子が嵌合して自己整列するため、基板上に発光素子を散乱させた後に基板に振動を与えて容易且つ効率良く発光素子が自己整列して配列することができる。
【００３３】
本発明の表示装置は、基板上に発光素子を配列して形成される表示装置において、底部の形状が異なるとなるように前期発光素子が形成され、前記基板上に、前記発光素子の底部に勘合する嵌合部が形成され、前記基板上に前記発光素子が同時に散乱された後に前記基板に物理的外力が与えられ、該物理的外力により前記発光素子が配列することを特徴とする。
【００３４】
本発明の表示装置は、発光素子の底部の断面形状が異なるように形成され、基板上に発光素子の底部に嵌合する嵌合部が形成され、基板上に嵌合部の断面積が大きな順に発光素子が散乱された後に基板に振動が与えられ、発光素子が自己整列して形成される。基板上に発光素子の底部に嵌合する嵌合部が形成され、基板上に同時に発光素子が散乱されて基板に振動が与えられて発光素子が自己整列して形成させるため、発光素子が確実且つ精度良く配列されて形成され、また発光素子が嵌合部に嵌合して配列されるため、発光素子を配列した後であっても発光素子の位置ずれが生じることがない。
【００３５】
さらに、基板上の嵌合部に発光素子が嵌合して自己整列して形成されるため、必要以上の発光素子を使うことなく効率良く形成され、生産コストの上昇を回避された表示装置となる。また、基板上に同時に発光素子がされ、基板上の嵌合部に発光素子が嵌合して自己整列するため、基板上に発光素子が散乱された後に基板に振動が与えられて容易且つ効率良く発光素子が自己整列して形成される表示装置を実現することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。
【００３７】
まず、本実施形態において用いられる半導体素子の一例について説明し、次に本実施形態におけるいくつかの素子の配列方法について説明する。
【００３８】
本実施形態で用いる半導体素子は、断面略三角形形状で六角錘形状の半導体素子であるが、基板主面に平行に積層して形成されるプレナー型の半導体素子であっても良い。また、本実施形態において用いる半導体素子では、不純物がドープされる下地成長層と不純物がドープされない下地成長層の二層が形成され、ドープされる下地成長層の裏面には電極の一方を形成されるが、下地成長層の全面に不純物をドープして下地成長層の裏面に電極の一方を形成しても良い。
【００３９】
図１（ａ）に示す成長基板１１は、窒化ガリウム（ＧａＮ）系化合物半導体の材料を成長させる場合に多く利用されているＣ面を主面としたサファイア基板などのウルツ鉱型化合物半導体成長層を形成し得る基板である。成長基板１１は、後述の工程において裏側からのレーザ光照射により半導体成長層を成長基板１１から分離するため、レーザ光に対して透過性を有する基板である。成長基板１１上に形成される下地成長層１２は、不純物のドープされないアンドープの下地成長層１２ａと、不純物がドープされたドープの下地成長層１２ｂからなる。下地成長層１２としては、後の工程で六角錘のピラミッド構造を形成することことから窒化ガリウム（ＧａＮ）系化合物半導体などのウルツ鉱型の化合物半導体を用いることができ、有機金属化合物気相成長法（ＭＯＶＰＥ）などにより形成される。また、下地成長層１２の底部側には所要のバッファ層を形成しても良い。
【００４０】
下地成長層１２上の全面にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの成長阻害膜１３をスパッタ法などにより形成し、マスクとして機能する成長阻害膜１３の一部を除去して開口部を形成する。一般に、選択成長する上で開口部の形状は、基板主面に対して傾斜した傾斜面を有するファセット構造に形成することができる形状であれば特に限定されず、一例としてストライプ状、円形状、多角形形状などとされる。成長阻害膜１３の下部に形成されているドープの下地成長層１２ｂは開口部の形状を反映してその表面が露出し、断面略三角形状で六角錐状の半導体成長層が形成される。また、断面略三角形状の六角錐形状に半導体成長層を選択成長させることができる形状としては、円形状や六角形状などがある。
【００４１】
第一導電層１４は下地成長層１２と同様に、ウルツ鉱型の化合物半導体層であって、例えばシリコンドープのＧａＮの如き材料から形成される。この第一導電層１４はｎ型クラッド層として機能する。この第一導電層１４は、例えば、成長基板１１がサファイア基板として、その主面がＣ面である場合には、選択成長によって断面略三角形状の六角錐形状に形成することができる。
【００４２】
活性層１５は、半導体発光素子の光を生成するための層であり、例えばＩｎＧａＮ層やＩｎＧａＮ層をＡｌＧａＮ層で挟む構造の層からなる。この活性層１５は、第一導電層１４の傾斜面からなるファセットに沿って延在され、発光するのに好適な膜厚を有する。また、活性層１５は単一のバルク活性層で構成することも可能であるが、単一量子井戸（ＳＱＷ）構造、二重量子井戸（ＤＱＷ）構造、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造などの量子井戸構造を形成したものであっても良い。量子井戸構造には必要に応じて量子井戸の分離のために障壁層が併用される。
【００４３】
第二導電層１６は、ウルツ鉱型の化合物半導体層であって、例えばマグネシウムドープのＧａＮの如き材料から形成される。この第二導電層１６はｐ型クラッド層として機能する。この第二導電層１６も第一導電層１４の傾斜面からなるファセットに沿って延在される。選択成長によって形成される六角錐形状の傾斜面は例えばＳ面、｛１１−２２｝面及びこれら各面に実質的に等価な面の中から選ばれる面とされる。
【００４４】
また、第一導電層１４及び第二導電層１６にドープする不純物が拡散して活性層１５の結晶品位が低下したり、活性層１５が劣化したりするのを防止するために、第一導電層１４や第二導電層１６と活性層１５との間に活性層１５に近接してアンドープの結晶層を形成しても良い。
【００４５】
六角錐形状の半導体成長層の最外部にある第二導電層１６の表面に、Ｎｉ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造またはＰｄ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造を有するｐ側電極１７を蒸着法などにより形成する（図１（ａ））。
【００４６】
断面略三角形状で六角錐形状の半導体成長層が形成された成長基板１１を一時保持用基板２０に対峙させ、半導体成長層を一時保持用基板２０に転写する。この際、一時保持用基板２０の成長基板１１に対峙する面には剥離層１８と接着層１９が形成されている。一時保持用基板２０は、ガラス基板やプラスチック基板などの基板であり、剥離層１８にはポリイミドなど、接着層１９には紫外線（ＵＶ）硬化型接着剤や熱硬化性接着剤などを用いることができる。
【００４７】
図１（ｂ）に示すように、成長基板１１の裏面からレーザ光を照射してアブレーションにより半導体成長層を成長基板１１から分離する。このとき、ＧａＮ系の半導体成長層は成長基板１１との界面でガリウムと窒素に分解して、半導体成長層は成長基板１１より比較的簡単に分離することができる。また、成長基板１１の裏面より照射するレーザ光としてはエキシマレーザ、高調波ＹＡＧレーザなどが用いられる。成長基板１１から分離した半導体成長層の裏面に露出するアンドープの下地成長層１２ａを水酸化ナトリウム溶液などにより等方性エッチングを施して除去し、ｎ側電極が形成されるドープの下地成長層１２ｂを露出する。
【００４８】
半導体成長層の分離により露出する下地成長層１２の裏面にニッケルなどを用いて素子分離溝を形成する際に保護膜となるマスク２１をスパッタ法などにより形成する。素子分離溝を形成するためにマスク２１をパターニングした後、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）などの異方性エッチングにより素子分離溝２２を形成し、半導体成長層を複数の半導体素子に分離する（図１（ｃ））。後述するように、この素子分離溝２２により複数の半導体素子に分離する際、ｎ側電極が形成されるドープの下地成長層１２ａの形状が種々の形状となるように素子分離溝２２を形成することができ、その形状に合わせて半導体素子を配列する基板上に凹部が形成される。
【００４９】
半導体成長層を複数の半導体素子に分離した後、マスク２１を除去し、半導体素子の裏面にｎ側電極２３を形成する。ｎ側電極２３は、一例として、Ｔｉ/Ａｌ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造であり、蒸着法などによって形成され（図２（ｄ））、図２（ｄ）に示すように、裏面にｎ側電極が形成される断面三角形状で六角錐形状である半導体素子が形成される。また、後述する素子の配列方法におけるように、基板上の凹部及びｎ側電極に磁性体を用いて形成する場合には、ｎ側電極２３はＦｅやＮｉなどの磁性体を用いて形成される。
【００５０】
このように、成長基板１１上に形成された半導体成長層を一時保持用基板２０に転写して半導体成長層の裏面から素子分離溝２２を形成する場合、半導体成長層の裏面が平面であるため、ドープの下地成長層１２ｂ上に形成するマスク２１のパターニングを所望の形状とすることができる。そのため、断面略円形形状で円柱状や断面略六角形状で六角柱状など、所望の形状に半導体素子の底部を容易に形成することができる。また、成長基板１１から半導体成長層を裏面から分離し、半導体成長層の裏面にｎ側電極２３を形成するため、磁性体膜を用いてｎ側電極２３を形成する場合に容易に且つ効率良くを形成することができる。
【００５１】
前述のように、断面略三角形状で六角錐形状である半導体素子を用いる場合、下地成長層１２上で半導体素子は素子毎に分離された状態であるため、従来例のようなプレナー型の半導体素子を用いる場合に比べて、底部の形状や大きさが所望の形状や大きさを有する半導体素子を形成することできる。
【００５２】
なお、本実施形態における半導体素子として発光素子を用いて説明したが、液晶制御素子、光電変換素子、圧電素子、薄膜トランジスタ素子、薄膜ダイオード素子、抵抗素子、スイッチング素子、微小磁気素子、微小光学素子などの素子であっても良い。
【００５３】
また、素子の底面を所望の形状に形成して基板上の位置決め手段に嵌合して自己整列するが、例えば、図１２及び図１３に示すような素子が樹脂に覆われて固められた樹脂形成チップとして、素子を自己整列して配列しても良い。素子を樹脂により覆って固めた樹脂形成チップとして自己整列して配列する場合には、樹脂が所望の形状に加工しやすいため、素子を覆う樹脂を所望の形状とすることにより基板上に形成される凹部の形状を容易変えることができる。また、樹脂形成チップには素子の電極を取り出す電極パッドを形成するのであるが、樹脂形成チップに電極パッドを形成することにより基板上に設けられた配線に確実に接続することができ、より容易且つ確実に素子を自己整列して配列することができる。
【００５４】
次に、素子の自己整列により基板上に素子を配列させる素子の配列方法について説明する。
【００５５】
［第一の素子の配列方法］
第一の素子の配列方法においては、基板上の素子の配列位置及び素子の底部に磁性体膜を形成し、液体中や真空中で基板上に素子を散乱させ、基板上の磁性体膜と素子の底部の磁性体膜との間の磁力により素子が自己整列して基板上に素子を配列される場合について説明する。
【００５６】
第一の素子の配列方法におけるように、磁力を利用して素子の自己整列により基板上に素子を配列させる場合、まず配列する半導体素子に磁性体膜を形成するのであるが、例えば、前述の半導体素子では裏面に露出するドープの下地成長層上にｎ側電極が形成され、このｎ側電極を磁性体膜により形成することができる。磁性体からなるｎ側電極は、磁性体材料、例えばＦｅ、Ｎｉ、ＦｅＮｉ合金などを蒸着させたりメッキ処理を施したりすることにより、容易に形成することができる。これに半導体素子の裏面に磁性体膜を形成するのに対して、半導体素子が配列される基板上の素子配列位置にも磁性体膜を形成する。
【００５７】
第一の素子の配列方法で磁力を用いて素子の自己整列により基板上に素子を配列させる方法において、磁場の印加方法としては、種々の方法が考えられる。一例として、外部磁場を利用する方法やｎ側電極の磁性体膜自体の磁化を利用する方法等がある。外部磁場を利用する方法では、例えば素子のｎ側電極及び基板上の磁性体膜をともに軟質磁性体膜（いわゆるソフト膜）とし、基板の裏面側から外部磁場を印加する方法がある。基板の裏面側から外部磁場を印加すると、基板上に形成された誘磁率の高い磁性体膜に磁束が収束し、これによって磁性体膜からなるｎ側電極が基板上の磁性体膜に引き寄せられる。ｎ側電極の磁性体膜自体の磁化を利用する方法では、基板上に形成された磁性体膜を硬質磁性体膜（いわゆるハード膜）とし、これを磁化する方法がある。この場合、基板上の磁性体膜から生ずる磁力によって、素子のｎ側電極が引き寄せられる。このとき、ｎ側電極に用いられる磁性体は、軟質磁性体膜であっても良いし、硬質磁性体膜であっても良い。ｎ側電極の磁性体膜を硬質磁性体膜とする場合には、これを基板側の磁性体膜と同様に磁化し、磁石同士が引き合うように素子が自己整列して基板上に素子を配列することができる。このように基板上の磁性体膜及びｎ側電極をともに硬質磁性体膜とする場合には、例えば断面略矩形形状で矩形柱状に形成することにより、形状磁気異方性によって磁化の向きを容易に制御することができ、配列する際の素子の向きを制御することができる。なお、ここで基板上に形成された磁性体膜を磁化する方法について説明したが、半導体素子のｎ側電極を硬質磁性体膜とし、これを磁化する方法も考えることができる。この場合には、半導体素子が互いに吸着する虞があるので注意を要する。
【００５８】
第一の素子の配列方法においては、基板上の素子の配列位置及び素子の底部に形成される磁性体膜の種類が二種類である場合について説明するが、二以上の種類の場合でも同様であり、例えば画素のＲＢＧのそれぞれに対応して複数の異なる種類の磁性体膜を基板上の凹部及び素子の底部に形成し、磁性体膜の飽和磁化の磁化依存性により区別して配列することができる。例えば、Ｆｅ、Ｆｅ／Ｎｉ、及びＮｉを用いて三種類の素子を区別して配列する際には、これらの飽和磁化はＦｅ、Ｆｅ／Ｎｉ、Ｎｉの順に大きいため、基板上に素子を散乱させて磁場を基板に掛けると、素子の底部がＮｉ、Ｆｅ／Ｎｉ、Ｆｅを用いて形成した素子の順に磁化し、これらの順に基板上に磁性体との間の磁力により各素子が自己整列して配列される。後述する第四の素子の配列方法に示すように、素子の底部及び素子の底部に嵌合する凹部の大きさや形状を異なるように形成して、一種類の磁性体膜を用いて素子の底部及び基板上の凹部の大きさや形状により区別して配列しても良い。また、基板上の磁性体若しくは素子のｎ側磁性体電極の一方のみを磁化させて基板上の素子を配列しても良い。
【００５９】
なお、第一の素子の配列方法においては、前述の断面略三角形状で六角錘形状の素子を用いて説明するが、液晶制御素子、光電変換素子、圧電素子、薄膜トランジスタ素子、薄膜ダイオード素子、抵抗素子、スイッチング素子、微小磁気素子、微小光学素子などの素子であっても良く、素子の底部には磁性体を形成させたり磁化した金属を形成させたりすれば良い。
【００６０】
図３は、複数の素子が配列される基板３１を示す。基板３１はガラス基板やプラスチック基板などであり、基板３１上には、底部に基板側磁性体３２ａを有する磁性体凹部３２が形成されている。基板３１上の磁性体凹部３２は、基板３１にガラス基板を用いて、レジストによりパターンニングをした後にフッ酸などのエッチング溶液を用いた等方性エッチングなどにより凹部を形成した後、ＮｉやＦｅを用いて底部に蒸着法やメッキ処理などを施して形成される。基板側磁性体膜３２ａは素子を散乱させる前に磁化させても良いし、素子を基板３１上に散乱させた後に基板３１の全体に磁場を掛けて磁化させても良い。磁性体凹部３２の形状は、前述の素子の底部に形成されるｎ側磁性体電極が嵌合する形状を有するのであるが、第一の素子の配列方法においては、長手方向に対する断面が略矩形形状である矩形柱状としている。
【００６１】
第一の素子の配列方法に示すような磁力を用いて素子の自己整列により基板上に素子を配列させる方法において、素子のｎ側磁性体電極自体の磁化を利用する方法や外部磁場を利用する方法等の磁場の印加方法が考えられる。素子のｎ側磁性体電極自体の磁化を利用する方法では、基板３１上に形成された基板側磁性体３２ａを硬質磁性体膜（いわゆるハード膜）とし、これを磁化する方法がある。この場合、基板３１上の基板側磁性体３２ａから生ずる磁力によって、素子のｎ側磁性体電極が引き寄せられる。このとき、ｎ側磁性体電極に用いられる磁性体は、軟質磁性体膜（いわゆるソフト膜）であっても良いし、硬質磁性体膜であっても良い。ｎ側磁性体電極の磁性体膜を硬質磁性体膜とする場合には、これを基板３１側の基板側磁性体３２ａと同様に磁化し、磁石同士が引き合うように素子が自己整列して基板３１上に素子を配列することができる。このように基板３１上の基板側磁性体３２ａ及び素子のｎ側磁性体電極をともに硬質磁性体膜とする場合には、第一の素子の配列方法に示すように断面略矩形形状で矩形柱状に形成することにより、形状磁気異方性によって磁化の向きを容易に制御することができ、配列する際の素子の向きを制御することができる。ここで基板３１上に形成された基板側磁性体３２ａを磁化する方法について説明したが、素子のｎ側磁性体電極を硬質磁性体膜とし、これを磁化する方法も考えることができるが、この場合には、素子が互いに吸着する虞があるので注意を要する。また、外部磁場を利用する方法では、例えば素子のｎ側磁性体電極及び基板３１上の基板側磁性体３２ａをともに軟質磁性体膜とし、基板３１の裏面側から外部磁場を印加する方法がある。基板３１の裏面側から外部磁場を印加すると、基板３１上に形成された誘磁率の高い基板側磁性体３２ａに磁束が収束し、これによって磁性体膜からなるｎ側磁性体電極が基板３１の基板側磁性体３２ａに引き寄せられる。なお、素子と相互に引き合って素子を固定する基板側磁性体３２ａは凹部の底部だけでなく、凹部の側面に蒸着したりしても良い。
【００６２】
図４に示すように、基板３１上に底部に基板側磁性体３２ａを有する磁性体凹部３２を形成した後にｎ側電極が磁性体を用いて形成される磁性体電極の素子３４を基板に散乱させ、基板に振動などの物理的外力を与える。基板３１上に磁性体電極の素子３４を散乱させる際、基板３１及び磁性体電極の素子３４は液体中や真空中で散乱させるのであるが、基板３１上に磁性体電極の素子３４が散乱されて落下する際の磁性体電極の素子３４へのダメージを考慮して液体中や真空中で散乱させるのが好ましい。磁性体電極の素子３４を基板３１上に散乱させると、散乱させてしばらくの間、個々の磁性体電極の素子３４はそれぞれ一定の向きの状態となることなく落下する。前述の半導体素子に示すように磁性体電極の素子３４の構造が断面略三角形状で六角錐形状であるために、また磁性体電極の素子３４の底部にそれぞれｎ側磁性体電極３４ａやドープの下地成長層が形成されるために、磁性体電極の素子３４の重心がｎ側磁性体電極３４ａの中心線上付近に位置する。そのため、時間の経過とともに底部にｎ側磁性体電極３４ａを有する磁性体電極の素子３４の個々は、ｎ側磁性体電極３４ａと基板３１とが対する状態で落下するようになり、多くの磁性体電極の素子３４は底部から基板上に落下する（図５）。
【００６３】
基板３１上に磁性体電極の素子３４が落下して基板３１上に磁性体電極の素子３４が散乱した後、基板３１に振動などの物理的外力を与えると、基板側磁性体膜３２ａと磁性体電極の素子３４のｎ側磁性体電極３４ａとの間の磁力により磁性体電極の素子３４は自己整列する（図６）。このとき、第一の素子の配列方法においては、基板３１上に磁性体凹部３２及び磁性体電極の素子３４のｎ側磁性体電極３４ａを二種類の磁性体膜を用いて形成するため、基板３１上に磁性体電極の素子３４を散乱させた後に基板３１に磁場を掛けて振動を与えると、磁性体の飽和磁化の磁化依存性により、飽和磁化の小さな磁性体膜を用いて形成した磁性体電極の素子３４から自己整列して、配列する磁性体電極の素子３４を区別して基板３１上に配列することができる。例えば、Ｆｅ及びＮｉの二種類の異なる種類の磁性体膜を基板３１上の基板側磁性体膜３２ａ及び磁性体電極の素子３４のｎ側磁性体電極３４ａに形成すると、Ｎｉの飽和磁化はＦｅの飽和磁化より小さいため、基板３１上に磁性体電極の素子３４を散乱させて磁場を基板３１上に掛けると、ｎ側磁性体電極３４ａがＮｉで形成した磁性体電極の素子３４が自己整列して配列された後、ｎ側磁性体電極３４ａがＦｅである磁性体電極の素子３４が自己整列して配列される。なお、磁性体電極の素子３４が散乱される前に基板３１上に形成される基板側磁性体膜３２ａを磁化し、基板３１上に磁性体電極の素子３４を散乱させて振動を与えるとともに磁性体電極の素子３４の自己整列により素子を配列しても良い。
【００６４】
基板３１上に磁性体電極の素子３４が自己整列する際、基板３１上の基板側磁性体膜３２ａと磁性体電極の素子３４のｎ側磁性体電極３４ａとが引き合い、磁性体電極の素子３４のｎ側磁性体電極３２ａは基板３１上の磁性体凹部３２に嵌合する。そのため、基板３１上の基板側磁性体膜３２ａと磁性体電極の素子３４のｎ側磁性体電極３４ａとの磁力によるだけでなく、磁性体電極の素子３４を確実且つ精度良く配列することができ、磁性体電極の素子３４を配列した後であっても磁性体電極の素子３４の位置ずれを防止することができる。また、基板側磁性体膜３２ａを磁性体凹部３２の底部に形成することにより、磁性体電極の素子３４のｎ側磁性体電極３４ａは磁性体凹部３２に確実に嵌め込むことができる。
【００６５】
このように、基板３１上に基板側磁性体膜３２ａを形成し、磁性体電極の素子３４の底部にｎ側磁性体電極３４ａを形成すると、基板３１上の基板側磁性体膜３２ａと磁性体電極の素子３４のｎ側磁性体電極３４ａとの間の磁力を用いて磁性体電極の素子３４は確実且つ精度良く自己整列することができ、また基板側磁性体膜３２ａとｎ側磁性体電極３４ａとの磁力により素子を配列した後であっても素子の位置ずれが生じることなく耐久性良く磁性体電極の素子３４を配列することができる。さらに、基板３１上に基板側磁性体膜３２ａを形成し、磁性体電極の素子３４の底部にｎ側磁性体電極３４ａを形成することにより、基板３１上の基板側磁性体膜３２ａと磁性体電極の素子３４のｎ側磁性体電極３４ａとの間の磁力により磁性体電極の素子３４が自己整列して磁性体電極の素子３４を配列することができるため、必要以上の磁性体電極の素子３４を使うことなく効率良く配列させることができ、生産コストの上昇を回避することができる。また、基板３１上の基板側磁性体膜３２ａと磁性体電極の素子３４の底部に形成されるｎ側磁性体電極３４ａとの磁力により磁性体電極の素子３４が自己整列するため、基板３１上に磁性体電極の素子３４を散乱させた後に基板３１に振動を与えることによって容易且つ効率良く磁性体電極の素子３４が自己整列して基板３１上に磁性体電極の素子３４を配列することができる。
【００６６】
基板３１上の基板側磁性体膜３２ａ及び磁性体電極の素子３４のｎ側磁性体電極３４ａは、種々の磁性体を用いることができ、また複数の種類の磁性体を用いる場合には、磁性体の飽和磁化の磁化依存性により基板３１上に配列する磁性体電極の素子３４を区別して基板３１上に配列することができる。そのため、基板３１上の基板側磁性体膜３２ａ及び磁性体電極の素子３４のｎ側磁性体電極３４ａを形成する磁性体膜の種類を変えることにより、容易に且つ効率良く磁性体電極の素子３４を区別して基板３１上に配列することができる。また、基板３１上の基板側磁性体３２ａと磁性体電極の素子３４のｎ側磁性体電極３４ａとの間の磁力による吸着だけでなく、基板３１上に磁性体電極の素子３４の底部やｎ側磁性体電極３４ａに嵌合する磁性体凹部３２を形成し、磁性体電極の素子３４を磁性体凹部３２に嵌め込んで配列することにより、より一層確実且つ精度良く素子の自己整列により磁性体電極の素子３４を配列すことができ、またより一層位置ずれが生じるとなく耐久性良く磁性体電極の素子３４を配列することができる。
【００６７】
［第二の素子の配列方法］
第二の素子の配列方法においては、素子の底部の大きさが異なり、この大きさの異なる底部に嵌合する凹部が基板上に形成され、液体中、大気中若しくは真空中で複数の素子を基板上に散乱させ、素子の底部を基板上の凹部に嵌合させて素子の自己整列により基板上に素子を配列する場合について説明する。
【００６８】
図７は底部の大きさが異なる素子の斜視図（（ａ）は底部が大きい素子、（ｂ）は底部が小さい素子）である。複数の素子はそれぞれ底部の大きさが異なるのであるが、第二の素子の配列方法においては素子の底部の大きさが二種類である場合の素子の配列方法ついて説明するが、素子の底部の大きさが二以上である場合ついても同様であり、この場合には素子の底部の大きさが大きい方から順に素子を基板上に散乱させて素子の自己整列により配列させる。
【００６９】
第二の素子の配列方法においては、素子の裏面のｎ側電極４３Ａ及びｎ側電極４３ａは素子の裏面の全面に形成されるが、第一の素子の配列方法に示すように素子の裏面の部分に形成したり、複数の部分に形成したりしても良い。また、第二の素子の配列方法においては、各素子の底部の形状は略同一であれば良く、矩形形状、多角形形状、楕円形状などの形状にとすることができ、それに応じて素子の底部に嵌合する基板上の凹部が形成される。また、素子の底部は形状が略同一であって大きさが異なる場合について説明するが、後述する第四の素子の配列方法において説明するように、素子の底部の形状が異なっても良い。
【００７０】
基板上に配列させる底部が大きい素子及び底部が小さい素子は、素子分離後の底部の大きさを考慮した間隔に半導体成長層を形成し、半導体成長層を素子毎に分離する際に用いられるマスクを所望の大きさにパターニングして、所望の大きさの底部を有する素子を形成することができる。
【００７１】
第二の素子の配列方法では素子の裏面の大きさを利用して素子が自己整列するのであるが、配列する半導体素子に磁性体膜を形成して、素子の裏面の大きさだけでなく磁性体膜の磁力をも利用して素子の自己整列により基板上に素子を配列させても良い。例えば、前述の半導体素子では裏面に露出するドープの下地成長層上にｎ側電極４３Ａやｎ側電極４３ａが形成され、このｎ側電極４３Ａやｎ側電極４３ａを磁性体膜により形成することができる。磁性体からなるｎ側電極４３Ａやｎ側電極４３ａは、磁性体材料、例えばＦｅ、Ｎｉ、ＦｅＮｉ合金などを蒸着させたりメッキ処理を施したりすることにより、容易に形成することができる。これに半導体素子の裏面に磁性体膜を形成するのに対して、半導体素子が配列される基板上の素子配列位置にも磁性体膜を形成する。
【００７２】
磁性体膜の磁力を用いる方法には種々の方法が考えられ、一例として、外部磁場を利用する方法やｎ側電極の磁性体膜自体の磁化を利用する方法等の磁場の印加方法がある。外部磁場を利用する方法では、例えば素子のｎ側電極４３Ａやｎ側電極４３ａと基板上の磁性体膜とをともに軟質磁性体膜（いわゆるソフト膜）とし、基板の裏面側から外部磁場を印加する方法がある。基板の裏面側から外部磁場を印加すると、基板上に形成された誘磁率の高い磁性体膜に磁束が収束し、これによって磁性体膜からなるｎ側電極４３Ａやｎ側電極４３ａが基板上の磁性体膜に引き寄せられる。ｎ側電極４３Ａやｎ側電極４３ａの磁性体膜自体の磁化を利用する方法では、基板上に形成された磁性体膜を硬質磁性体膜（いわゆるハード膜）とし、これを磁化する方法がある。この場合、基板上の磁性体膜から生ずる磁力によって、素子のｎ側電極４３Ａやｎ側電極４３ａが引き寄せられる。このとき、ｎ側電極４３Ａやｎ側電極４３ａに用いられる磁性体は、軟質磁性体膜であっても良いし、硬質磁性体膜であっても良い。ｎ側電極４３Ａやｎ側電極４３ａの磁性体膜を硬質磁性体膜とする場合には、これを基板側の磁性体膜と同様に磁化し、磁石同士が引き合うように素子が自己整列して基板上に素子を配列することができる。このように基板上の磁性体膜及びｎ側電極４３Ａやｎ側電極４３ａをともに硬質磁性体膜とする場合には、例えば断面略矩形形状で矩形柱状に形成することにより、形状磁気異方性によって磁化の向きを容易に制御することができ、配列する際の素子の向きを制御することができる。なお、ここで基板上に形成された磁性体膜を磁化する方法について説明したが、半導体素子のｎ側電極４３Ａやｎ側電極４３ａを硬質磁性体膜とし、これを磁化する方法も考えることができる。この場合には、半導体素子が互いに吸着する虞があるので注意を要する。
【００７３】
基板上の凹部及び素子のｎ側電極に磁性体膜を形成する場合、第一の素子の配列方法に示すように、基板上の素子の配列位置に配列する素子毎に対応させて、複数の異なる種類の磁性体膜を基板上の凹部及び素子の底部に形成しても良いし、一種類の磁性体膜を用いても良い。複数の磁性体を用いてそれぞれの素子毎に配列する場合には、磁性体膜の飽和磁化の磁化依存性により飽和磁化の小さい磁性体膜を用いて形成する素子の順に区別して配列することができる。例えば、Ｆｅ、Ｆｅ／Ｎｉ、及びＮｉを用いて三種類の素子を区別して配列する際には、これらの飽和磁化はＦｅ、Ｆｅ／Ｎｉ、Ｎｉの順に大きいため、基板上に素子を散乱させて磁場を基板上に掛けると、素子の底部がＮｉ、Ｆｅ／Ｎｉ、Ｆｅである順に磁化し、これらの順に基板上に磁性体との間の磁力により各素子が自己整列して配列されることができる。
【００７４】
なお、第二の素子の配列方法で配列させる素子は、前述の断面略三角形状で六角錘形状の素子であるが、液晶制御素子、光電変換素子、圧電素子、薄膜トランジスタ素子、薄膜ダイオード素子、抵抗素子、スイッチング素子、微小磁気素子、微小光学素子などの素子であっても良く、底部の大きさが異なる複数の素子であれば底部の大きさが大きい方から順に素子を基板上に散乱させて配列させることができる。
【００７５】
図８は、複数の素子が配列される基板４１を示す。基板４１はガラス基板やプラスチック基板などであり、基板上には、底部が大きい素子が配列される大側凹部４２Ａ及び底部が小さい素子が配列される小側凹部４２ａとが形成されている。この基板４１上に形成される大側凹部４２Ａ及び小側凹部４２ａは、基板４１にガラス基板を用いて、レジストによりパターンニングをした後にフッ酸などのエッチング溶液を用いた等方性エッチングを施すことにより形成することができる。また、基板４１上に形成される大側凹部４２Ａ及び小側凹部４２ａの深さは、配列させる素子の底部に嵌合する深さであれば良い。
【００７６】
前述のように、配列する半導体素子に磁性体膜を形成して、素子の裏面の大きさだけでなく磁性体膜の磁力をも利用して素子の自己整列により基板４１上に素子を配列させても良い。例えば、前述の半導体素子では裏面に露出するドープの下地成長層上にｎ側電極４３Ａやｎ側電極４３ａが形成され、このｎ側電極４３Ａやｎ側電極４３ａを磁性体膜により形成することができる。磁性体からなるｎ側電極４３Ａやｎ側電極４３ａは、磁性体材料、例えばＦｅ、Ｎｉ、ＦｅＮｉ合金などを蒸着させたりメッキ処理を施したりすることにより、種々の磁性体膜を容易に形成することができる。このように素子の裏面に磁性体膜を形成するのに対して、素子が配列される基板４１上の素子配列位置である大側凹部４２Ａ及び小側凹部４２ａにも磁性体膜を形成する。また、第一の素子の配列方法に示すようにｎ側電極の形状を、磁性体膜の形状磁気異方性により磁化し易い断面略矩形形状で矩形柱状に形成しても良い。基板４１上の素子の配列位置に配列する素子毎に対応させ、複数の異なる種類の磁性体膜を基板４１上の大側凹部及び小側凹部に形成することにより、磁性体膜の飽和磁化の磁化依存性により明確に区別して精度良く基板４１上に素子を配列することができる。
【００７７】
図９に示すように、基板４１上に大側凹部４２Ａ及び小側凹部４２ａを形成した後に、複数の素子を基板４１に散乱させる。このとき、底部が大きい素子を大側凹部４２Ａに、底部が小さい素子を小側凹部４２ａに配列するのであるが、まず底部が大きい素子である底部大の素子４４Ａを基板４１に散乱させる。後述するように、先に基板４１に底部が小さい素子を散乱させた場合には大側凹部４２Ａに底部が小さい素子は嵌まるため、先に基板４１に底部大の素子４４Ａを散乱させることにより、大側凹部４２Ａにのみ底部大の素子４４Ａを配列させることができる。なお、底部大の素子４４Ａは液体中、大気中、若しくは真空中で基板４１に散乱させるのであるが、基板４１上に底部大の素子４４Ａが散乱して落下する際の底部大の素子４４Ａへのダメージを考慮して液体中や真空中で散乱させるのが好ましい。
【００７８】
図９のように、基板４１に複数の底部大の素子４４Ａを散乱させると、散乱させてしばらくの間、個々の底部大の素子４４Ａはそれぞれ一定の向きの状態となることなく落下する。前述の半導体素子に示すように半導体素子の構造が断面略三角形状で六角錐形状であるために、また底部大の素子４４Ａの底部にｎ側電極４３Ａやドープの下地成長層が形成されるために、底部大の素子４４Ａの重心がｎ側電極４３Ａ側の中心線上付近に位置する。そのため、時間の経過とともに個々の底部大の素子４４Ａは、ｎ側電極４３Ａと基板４１とが対する状態で落下するようになり、多くの底部大の素子４４Ａは底部から基板４１上に落下する（図１０）。
【００７９】
基板４１上に底部大の素子４４Ａがｎ側電極４３Ａと基板４１とが対峙する状態で基板４１上に落下した後、例えば基板４１を振動させたりして基板４１に物理的外力を加えることによって、基板４１上の大側凹部４２Ａと底部大の素子４４Ａの底部とは嵌合する大きさであるため、複数の底部大の素子４４Ａは自己整列して基板４１上に配列される（図１１）。このとき、先に基板４１に底部大の素子４４Ａを散乱させることにより、大側凹部４２Ａにのみ底部大の素子４４Ａを配列させることができる。
【００８０】
図１２は複数の底部小の素子４４ａを基板上の散乱した工程図を示す。前述の底部大の素子４４Ａを基板４１上の大側凹部４２Ａに嵌合させて基板４１に配列するのと同様に、基板４１に複数の底部小の素子４４ａを散乱させる。基板４１に底部小の素子４４ａを散乱させてしばらくの間、個々の底部小の素子４４ａはそれぞれ一定の向きの状態となることなく落下するが、前述の半導体素子の構造やｎ側電極４３ａの位置から底部小の素子４４ａの重心がｎ側電極４３ａ側の中心線上付近となり、時間の経過とともに個々の底部小の素子４４ａは、ｎ側電極４３ａと基板４１とが対する状態で落下するようになり、多くの底部小の素子４４ａは底部から基板上に落下する（図１３）。なお、底部小の素子４４ａは液体中、大気中、若しくは真空中で基板４１に散乱させるのであるが、基板４１上に底部小の素子４４ａが散乱して落下する際の底部小の素子４４ａへのダメージを考慮して液体中や真空中で散乱させるのが好ましい。
【００８１】
基板４１上に底部小の素子４４ａがｎ側電極４３ａと基板４１とが対峙する状態で基板上に落下した後、例えば基板４１を振動させたりして基板４１に物理的外力を加えることによって、基板４１上の小側凹部４２ａと底部小の素子４４ａの底部とは嵌合する大きさであるため、複数の底部小の素子４４ａは基板４１上に配列する（図１４）。このとき、先に基板４１に底部大の素子４４Ａを散乱させて大側凹部４２Ａに底部大の素子４４Ａを配列するため、基板４１上の大側凹部４２Ａには底部大の素子４４Ａが嵌まっており、小側凹部４２ａにのみ底部小の素子４４ａが配列される。
【００８２】
このように、基板４１上に大側凹部４２Ａ及び小側凹部４２ａとを形成し、大側凹部４２Ａ及び小側凹部４２ａのそれぞれに底部大の素子４４Ａ及び底部小の素子４４ａの底部を嵌合させるため、底部の大きさの異なる底部大の素子４４Ａ及び底部小の素子４４ａを効率良くかつ精度良く素子の自己整列により基板４１上に確実に配列することができ、底部大の素子４４Ａ及び底部小の素子４４ａを配列した後であっても素子の位置ずれ防止することができる。さらに、基板４１上に大側凹部４２Ａ及び小側凹部４２ａとを形成し、大側凹部４２Ａ及び小側凹部４２ａのそれぞれに底部大の素子４４Ａ及び底部小の素子４４ａの底部を嵌合させることにより素子が自己整列して底部大の素子４４Ａ及び底部小の素子４４ａを配列することができるため、必要以上の素子を使うことなく効率良く配列させることができ、生産コストの上昇を回避することができる。また、基板４１上の大側凹部４２Ａ及び小側凹部４２ａのそれぞれと底部大の素子４４Ａ及び底部小の素子４４ａの底部とを嵌合させることにより底部大の素子４４Ａ及び底部小の素子４４ａが自己整列するため、基板４１上に素子を散乱させた後に基板４１に振動を与えることによって容易且つ効率良く素子が自己整列して底部大の素子４４Ａ及び底部小の素子４４ａを配列することができる。
【００８３】
底部大の素子４４Ａ及び底部小の素子４４ａの底部というように複数の大きさを有するように素子の底部を形成し、それぞれに嵌合する基板４１上の大側凹部４２Ａ及び小側凹部４２ａを形成し、素子の底部の大きさが大きな順に基板４１上に散乱させて素子の自己整列により配列するため、基板４１上に配列する素子を区別して基板４１上に配列することができる。
【００８４】
基板４１上の凹部に素子の底部を嵌合させるだけでなく、素子の凹部及び素子の底部のそれぞれに磁性体膜を形成し、それらの磁力により素子を基板４１上に吸着させて素子の自己整列により基板４１上に素子を配列させることにより、より一層確実且つ精度良く素子の自己整列により素子を配列すことができ、より一層位置ずれが生じることなく耐久性良く素子を配列することができる。また、素子の凹部及び素子の底部のそれぞれに磁性体膜を形成し、それらの磁力により素子を基板４１上に吸着させて素子の自己整列により基板４１上の素子を配列させる場合には、複数の種類の磁性体を用いて磁性体の飽和磁化の磁化依存性により基板４１上に配列する素子をより明確に区別して精度良く確実に所定の配列位置に配列することができる。
【００８５】
［第三の素子の配列方法］
第三の素子の配列方法においては、素子の底部の大きさは略同一で形状が異なり、この形状の異なる底部に嵌合する凹部が基板上に形成され、液体中、大気中若しくは真空中で複数の素子を基板上に散乱させ、素子の底部を基板上の凹部に嵌合させて素子の自己整列により基板上に素子を配列する場合について説明する。
【００８６】
図１５は底部の形状が異なる素子の斜視図（（ａ）は底部が円柱形状である素子、（ｂ）は底部が矩形柱状である素子、（ｃ）は底部が六角柱形状である素子）である。複数の素子はそれぞれ底部の形状が異なるのであるが、第三の素子の配列方法においては素子の底部の形状がと異なる三種類である場合の素子の配列方法ついて説明するが、素子の底部の形状が三以上の種類である場合ついても同様であり、同時に全ての素子を散乱させて素子の自己整列により素子を配列させる。
【００８７】
第三の素子の配列方法においては、三種類の形状が異なる素子の底部の形状を断面略円柱形状、断面略矩形柱形状、及び断面略六角柱形状としているが、断面略楕円柱形状や断面略多角柱形状としても良く、それに応じて素子の底部に嵌合する基板上の凹部の形状は変更される。また、複数の素子の底部は大きさが略同一であって形状が異なる場合について説明するが、第二の素子の配列方法に示すように、素子の底部の大きさが異なっても良い。
【００８８】
基板上に配列させる底部が円柱状の素子、底部が矩形柱状の素子及び底部が六角柱状の素子は、半導体成長層を素子分離後の底部の大きさを考慮した間隔に形成し、半導体成長層を素子毎に分離する際に用いられるマスクを所望の形状にパターニングして、所望の形状の底部を有する素子を形成することができる。
【００８９】
第三の素子の配列方法においては、素子の裏面のｎ側電極は素子の裏面の全面に形成されるが、第一の素子の配列方法に示すように素子の裏面の部分に形成したり、複数の部分に形成したりしても良い。また、第三の素子の配列方法においては、各素子の底部の形状は略同一であれば良く、矩形形状、多角形形状、楕円形状などの形状にとすることができ、それに応じて素子の底部に嵌合する基板上の凹部の形状は変更される。
【００９０】
第三の素子の配列方法では素子の裏面の形状を利用して素子が自己整列するのであるが、配列する半導体素子に磁性体膜を形成して、素子の裏面の形状だけでなく磁性体膜の磁力をも利用して素子の自己整列により基板上に素子を配列させても良い。例えば、前述の半導体素子では裏面に露出するドープの下地成長層上にｎ側電極５３ａ、ｎ側電極５３ｂ、及びｎ側電極５３ｃが形成され、このｎ側電極５３ａ、ｎ側電極５３ｂ、及びｎ側電極５３ｃを磁性体膜により形成することができる。磁性体からなるｎ側電極５３ａ、ｎ側電極５３ｂ、及びｎ側電極５３ｃは、磁性体材料、例えばＦｅ、Ｎｉ、ＦｅＮｉ合金などを蒸着させたりメッキ処理を施したりすることにより、容易に形成することができる。これに半導体素子の裏面に磁性体膜を形成するのに対して、半導体素子が配列される基板上の素子配列位置にも磁性体膜を形成する。
【００９１】
磁性体膜の磁力を用いる方法には種々の方法が考えられ、一例として、外部磁場を利用する方法やｎ側電極の磁性体膜自体の磁化を利用する方法等の磁場の印加方法がある。外部磁場を利用する方法では、例えば素子のｎ側電極５３ａ、ｎ側電極５３ｂ、及びｎ側電極５３ｃと基板上の磁性体膜とをともに軟質磁性体膜（いわゆるソフト膜）とし、基板の裏面側から外部磁場を印加する方法がある。基板の裏面側から外部磁場を印加すると、基板上に形成された誘磁率の高い磁性体膜に磁束が収束し、これによって磁性体膜からなるｎ側電極５３ａ、ｎ側電極５３ｂ、及びｎ側電極５３ｃが基板上の磁性体膜に引き寄せられる。ｎ側電極５３ａ、ｎ側電極５３ｂ、及びｎ側電極５３ｃの磁性体膜自体の磁化を利用する方法では、基板上に形成された磁性体膜を硬質磁性体膜（いわゆるハード膜）とし、これを磁化する方法がある。この場合、基板上の磁性体膜から生ずる磁力によって、素子のｎ側電極５３ａ、ｎ側電極５３ｂ、及びｎ側電極５３ｃが引き寄せられる。このとき、ｎ側電極５３ａ、ｎ側電極５３ｂ、及びｎ側電極５３ｃに用いられる磁性体は、軟質磁性体膜であっても良いし、硬質磁性体膜であっても良い。ｎ側電極５３ａ、ｎ側電極５３ｂ、及びｎ側電極５３ｃの磁性体膜を硬質磁性体膜とする場合には、これを基板側の磁性体膜と同様に磁化し、磁石同士が引き合うように素子が自己整列して基板上に素子を配列することができる。このように基板上の磁性体膜及び、ｎ側電極５３ａ、ｎ側電極５３ｂ、及びｎ側電極５３ｃをともに硬質磁性体膜とする場合には、例えば断面略矩形形状で矩形柱状に形成することにより、形状磁気異方性によって磁化の向きを容易に制御することができ、配列する際の素子の向きを制御することができる。なお、ここで基板上に形成された磁性体膜を磁化する方法について説明したが、半導体素子のｎ側電極４３Ａやｎ側電極４３ａを硬質磁性体膜とし、これを磁化する方法も考えることができる。この場合には、半導体素子が互いに吸着する虞があるので注意を要する。
【００９２】
基板上の凹部及び素子のｎ側電極に磁性体膜を形成する場合、第一の素子の配列方法に示すように、基板上の素子の配列位置に配列する素子毎に対応させて、複数の異なる種類の磁性体膜を基板上の凹部及び素子の底部に形成しても良いし、一種類の磁性体膜を用いても良い。複数の磁性体を用いてそれぞれの素子毎に配列する場合には、磁性体膜の飽和磁化の磁化依存性により飽和磁化の小さい磁性体膜を用いて形成する素子の順に区別して配列することができる。例えば、Ｆｅ、Ｆｅ／Ｎｉ、及びＮｉを用いて三種類の素子を区別して配列する際には、これらの飽和磁化はＦｅ、Ｆｅ／Ｎｉ、Ｎｉの順に大きいため、基板上に素子を散乱させて磁場を基板上に掛けると、素子の底部がＮｉ、Ｆｅ／Ｎｉ、Ｆｅである順に磁化し、これらの順に基板上に磁性体との間の磁力により各素子が自己整列して配列されることができる。
【００９３】
なお、第三の素子の配列方法においては、前述の断面略三角形状で六角錘形状の素子を用いて説明するが、液晶制御素子、光電変換素子、圧電素子、薄膜トランジスタ素子、薄膜ダイオード素子、抵抗素子、スイッチング素子、微小磁気素子、微小光学素子などの素子であっても良く、素子の底部の形状が異なる素子であれば良い。
【００９４】
図１６は、複数の素子が配列される基板５１を示す。基板５１はガラス基板やプラスチック基板などであり、基板５１には、底部が円柱状の素子が配列される円形状凹部５２ａ、底部が矩形柱状の素子が配列される矩形状凹部５２ｂ、及び底部が六角柱状の素子が配列される六角形状凹部５２ｃが形成されている。この基板５１上に形成される円形状凹部５２ａ、矩形状凹部５２ｂ、及び六角形状凹部５２ｃは、基板５１にガラス基板を用いて、レジストによりパターンニングをした後にフッ酸などのエッチング溶液を用いた等方性エッチングを施すことにより形成することができる。
【００９５】
前述のように、配列する半導体素子に磁性体膜を形成して、素子の裏面の形状だけでなく磁性体膜の磁力をも利用して素子の自己整列により基板５１上に素子を配列させても良い。例えば、前述の半導体素子では裏面に露出するドープの下地成長層上にｎ側電極が形成され、このｎ側電極を磁性体膜により形成することができる。磁性体からなるｎ側電極は、磁性体材料、例えばＦｅ、Ｎｉ、ＦｅＮｉ合金などを蒸着させたりメッキ処理を施したりすることにより、種々の磁性体膜を容易に形成することができる。このように素子の裏面に磁性体膜を形成するのに対して、素子が配列される基板５１上の素子配列位置である円形状凹部５２ａ、矩形状凹部５２ｂ、及び六角形状凹部５２ｃの底部や側面にも磁性体膜を形成する。また、第一の素子の配列方法に示すようにｎ側電極の形状を、磁性体膜の形状磁気異方性により磁化し易い断面略矩形形状で矩形柱状に形成しても良い。基板５１上の素子の配列位置に配列する素子毎に対応させ、複数の異なる種類の磁性体膜を基板５１上の凹部及び素子の底部に形成することにより、磁性体膜の飽和磁化の磁化依存性により明確に区別して精度良く基板５１上に素子を配列することができる。
【００９６】
図１７に示すように、基板５１上に円形状凹部５２ａ、矩形状凹部５２ｂ、及び六角形状凹部５２ｃを形成した後に、複数の素子を基板に散乱させる。このとき、底部円柱形状の素子５４ａ、底部矩形柱状の素子５４ｂ、及び底部六角柱形状の素子５４ｃからなる複数の素子を散乱させるのであるが、これらの素子は三種類の形状の異なる底部を有する素子であるため、これら三種類の底部の形状が異なる素子は底部の大きさが略同一である凹部に嵌合されて配列される。ここで、例えば、円柱状凹部５２ａの大きさ及び形状が矩形状凹部５２ｂの外周円となるような場合、底部矩形柱状の素子５４ｂは底部円柱形状の素子５４ａが配列される円形状凹部５２ａに嵌合して配列されるのであるが、基板５１上の凹部の形状を楕円形状や多角形状としたり、あるいは後述するように各形状の凹部の大きさを変えたりすることにより、三種類の底部の形状を有する素子を各底部の嵌合する凹部に配列することができる。なお、底部円柱形状の素子５４ａ、底部矩形柱状の素子５４ｂ、及び底部六角柱形状の素子５４ｃは液体中、大気中、若しくは真空中で基板に散乱させるのであるが、基板５１上に素子が散乱して落下する際の素子へのダメージを考慮して液体中や真空中で散乱させるのが好ましい。
【００９７】
図１７のように、底部円柱形状の素子５４ａ、底部矩形柱状の素子５４ｂ、及び底部六角柱形状の素子５４ｃからなる複数の素子を基板に散乱させると、散乱させてしばらくの間、個々の素子はそれぞれ一定の向きの状態となることなく落下する。前述の半導体素子に示すように半導体素子の構造が断面略三角形状で六角錐形状であるために、また素子の底部にｎ側電極やドープの下地成長層が形成されるために、各素子の重心がｎ側電極側の中心線上付近に位置する。そのため、時間の経過とともに底部円柱形状の素子５４ａ、底部矩形柱状の素子５４ｂ、及び底部六角柱形状の素子５４ｃからなる複数の素子の個々は、ｎ側電極と基板５１とが対する状態で落下するようになり、多くの素子は底部から基板上に落下する（図１８）。
【００９８】
基板上に、底部円柱形状の素子５４ａ、底部矩形柱状の素子５４ｂ、及び底部六角柱形状の素子５４ｃからなる複数の素子がｎ側電極と基板５１とが対峙する状態で落下した後、例えば基板５１を振動させたりして基板５１に物理的外力を加えることによって、底部円柱形状の素子５４ａは円形状凹部５２ａに、底部矩形柱状の素子５４ｂは矩形状凹部５２ｂに、及び底部六角柱形状の素子５４ｃは六角形状凹部５２ｃに嵌合して基板５１上に配列する（図１９）。このとき、底部円柱形状の素子５４ａ、底部矩形柱状の素子５４ｂ、及び底部六角柱形状の素子５４ｃからなる底部の形状の異なる三種類の素子は、基板５１上の凹部の形状を異なるようにしたり、あるいは後述するように各形状の凹部の大きさを変えたりすることにより、三種類の底部の形状を有する素子をそれぞれの形状の凹部に配列させることができる。
【００９９】
このように、基板５１上に円形状凹部５２ａ、矩形状凹部５２ｂ、及び六角形状凹部５２ｃを形成し、これらのそれぞれに底部円柱形状の素子５４ａ、底部矩形柱状の素子５４ｂ、及び底部六角柱形状の素子５４ｃの底部を嵌合させるため、素子を効率良くかつ精度良く素子の自己整列により基板５１上に素子を確実に配列することができ、素子の底部を基板上の円形状凹部５２ａ、矩形状凹部５２ｂ、及び六角形状凹部５２ｃに嵌合させるため、底部円柱形状の素子５４ａ、底部矩形柱状の素子５４ｂ、及び底部六角柱形状の素子５４ｃを配列した後であっても素子の位置ずれ防止することができる。さらに、基板５１上に円形状凹部５２ａ、矩形状凹部５２ｂ、及び六角形状凹部５２ｃを形成し、円形状凹部５２ａ、矩形状凹部５２ｂ、及び六角形状凹部５２ｃのそれぞれに底部円柱形状の素子５４ａ、底部矩形柱状の素子５４ｂ、及び底部六角柱形状の素子５４ｃを嵌合させることにより素子が自己整列して素子を配列することができるため、必要以上の素子を使うことなく効率良く配列させることができ、生産コストの上昇を回避することができる。また、基板５１上の凹部と素子の底部とを嵌合させることにより素子が自己整列するため、基板５１上に素子を散乱させた後に基板５１に振動を与えることによって容易且つ効率良く素子が自己整列して素子を配列することができる。
【０１００】
底部円柱形状の素子５４ａ、底部矩形柱状の素子５４ｂ、及び底部六角柱形状の素子５４ｃの底部というように複数の形状を有するように素子の底部を形成し、それぞれに嵌合する基板上の円形状凹部５２ａ、矩形状凹部５２ｂ、及び六角形状凹部５２ｃを形成し、底部円柱形状の素子５４ａ、底部矩形柱状の素子５４ｂ、及び底部六角柱形状の素子５４ｃを同時に基板上に散乱させて素子の自己整列により配列するため、基板５１上に配列する素子を区別して基板５１上に効率良く配列することができる。
【０１０１】
基板５１上の凹部に素子の底部を嵌合させるだけでなく、素子の凹部及び素子の底部のそれぞれに磁性体膜を形成し、それらの磁力により素子を基板５１上に吸着させて素子の自己整列により基板５１上の素子を配列させることにより、より一層確実且つ精度良く素子の自己整列により素子を配列すことができ、より一層位置ずれが生じることなく耐久性良く素子を配列することができる。また、素子の凹部及び素子の底部のそれぞれに磁性体膜を形成し、それらの磁力により素子を基板５１上に吸着させて素子の自己整列により基板５１上の素子を配列させる場合には、複数の種類の磁性体を用いて磁性体の飽和磁化の磁化依存性により基板上に配列する素子をより明確に区別して精度良く確実に所定の配列位置に配列することができる。
【０１０２】
以上のように、素子の底部を様々な大きさや形状としたり、素子の裏面に形成するｎ側電極を磁性体電極としたり、このような素子の底部やｎ側電極に対応して基板側に素子の底部に嵌合する凹部を形成したり、その凹部の底部や側面に磁性体膜を形成したりして、これらを組み合わせて種々の大きさ、形状、磁性体膜を用いることにより、素子の底部及び基板上の凹部の大きさや形状、あるいは双方の磁性体の磁力によって素子は確実且つ精度良く基板上の所望の配置位置に自己整列することができる。また、素子の底部及び基板上の凹部に形成される磁性体膜の磁力により素子を配列した後であっても素子の位置ずれが生じることなく耐久性良く素子を配列することができる。
【０１０３】
さらに、素子の底部に嵌合する基板上の凹部や双方に形成する磁性体膜を用いることにより素子は自己整列して基板上に素子を配列させることができるため、必要以上の素子を使うことなく効率良く素子を基板上に配列させることができ、生産コストの上昇を回避することができる。また、素子の底部に嵌合する基板上の凹部や双方に形成する磁性体膜を用いることにより素子は自己整列して基板上に素子を配列させることができるため、基板上に素子を散乱させた後に基板に振動を与えることによって容易且つ効率良く素子が自己整列して素子を配列することができる。
【０１０４】
【発明の効果】
本発明によれば、素子の底部及び素子の底部に嵌合する基板上の凹部の大きさや形状を変え、さらにはその双方に磁性体膜を形成することにより、素子は確実且つ精度良く基板上の所望の配置位置に自己整列することができる。また、素子の底部及び基板上の凹部に磁性体膜を形成することにより、磁性体膜の磁力により素子を配列した後であっても素子の位置ずれが生じることなく耐久性良く素子を配列することができる。
【０１０５】
さらに、素子の底部に嵌合する基板上の凹部や双方に形成する磁性体膜を用いることにより素子は自己整列して基板上に素子が配列されるため、必要以上の素子を使うことなく効率良く素子を基板上に配列させることができ、生産コストの上昇を回避することができる。また、素子の底部に嵌合する基板上の凹部や双方に形成する磁性体膜を用いることにより素子は自己整列して基板上に素子が配列されるため、基板上に素子を散乱させた後に基板に振動を与えることによって容易且つ効率良く素子が自己整列して素子を配列することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の半導体体素子の製造方法における半導体成長層形成、半導体成長分離、及び素子分離溝形成の工程を示し、（ａ）は半導体成長層形成の工程断面図であり、（ｂ）は半導体成長層分離の工程断面図であり、（ｃ）は素子分離溝形成の工程断面図である。
【図２】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法におけるｎ側電極形成の工程及び半導体素子を示し、（ｄ）はｎ側電極形成の工程断面図であり、（ｅ）は半導体素子の斜視図である。
【図３】本発明の実施形態の第一の素子の配列方法における基板を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態の第一の素子の配列方法における底部が大きい素子を散乱した工程を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態の第一の素子の配列方法における底部が大きい素子を散乱した工程を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態の第一の素子の配列方法における底部が大きい素子を配列した工程を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施形態の第一の素子の配列方法における底部が小さい素子を散乱した工程を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施形態の第一の素子の配列方法における底部が小さい素子を散乱した工程を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施形態の第一の素子の配列方法における底部が小さい素子を配列した工程を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態の第二の素子の配列方法における素子を示し、（ａ）は底部が円柱状の素子であり、（ｂ）は底部が矩形柱上の素子であり、（ｃ）は底部が六角柱状の素子である。
【図１１】本発明の実施形態の第二の素子の配列方法における基板を示す斜視図である。
【図１２】本発明の実施形態の第二の素子の配列方法における底部が円柱状の素子、底部が矩形柱上の素子、及び底部が六角柱状の素子を散乱した工程を示す斜視図である。
【図１３】本発明の実施形態の第二の素子の配列方法における底部が円柱状の素子、底部が矩形柱上の素子、及び底部が六角柱状の素子を散乱した工程を示す斜視図である。
【図１４】本発明の実施形態の第二の素子の配列方法における底部が円柱状の素子、底部が矩形柱上の素子、及び底部が六角柱状の素子を配列した工程を示す斜視図である。
【図１５】本発明の実施形態の第二の素子の配列方法における素子を示し、（ａ）は素子のｎ側電極形成の工程断面図であり、（ｂ）は素子の斜視図である。
【図１６】本発明の実施形態の第三の素子の配列方法における基板を示す斜視図である。
【図１７】本発明の実施形態の第三の素子の配列方法における磁性体電極の素子を散乱した工程を示す斜視図である。
【図１８】本発明の実施形態の第三の素子の配列方法における磁性体電極の素子を散乱した工程を示す斜視図である。
【図１９】本発明の実施形態の第三の素子の配列方法における磁性体電極の素子を配列した工程を示す斜視図である。
【符号の説明】
１１成長基板
１２下地成長層
１２ａアンドープの下地成長層
１２ｂドープの下地成長層
１３成長阻害膜
１４第一導電層
１５活性層
１６第二導電層
１７ｐ側電極
１８剥離層
１９接着層
２０一時保持用基板
２１マスク
２２素子分離溝
２３，４３Ａ，４３ａ，５３ａ，５３ｂ，５３ｃｎ側電極
３１，４１，５１基板
３２磁性体凹部
３２ａ，基板側磁性体
３４磁性体電極の素子
３４ａｎ側磁性体電極
４２Ａ大側凹部
４２ａ小側凹部
４４Ａ底部大の素子
４４ａ底部小の素子
５２ａ円形状凹部
５２ｂ矩形状凹部
５２ｃ六角形状凹部
５４ａ底部円柱状の素子
５４ｂ底部矩形柱状の素子
５４ｃ底部六角柱状の素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an element arranging method, a display device manufacturing method, and a display device, and more particularly, to an element arranging method, a display device manufacturing method, and a display device in which elements are arranged in a self-aligned manner.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the case where light emitting elements are arranged in a matrix and assembled in an image display device, the elements are formed on a substrate like a liquid crystal display device (LED: Liquid Crystal Display) or a plasma display (PDP: Plasma Display Panel). Alternatively, a single LED package is arranged like a light emitting diode display (LED display).
[0003]
In conventional image display devices such as LEDs and PDPs, the element and pixel pitches and the manufacturing process thereof cannot be separated, so that each element is spaced from the image processing apparatus by the pixel pitch from the beginning of the manufacturing process. It is usually done. On the other hand, in the case of an LED display, the LED chip is usually taken out after dicing, and individually connected to an external electrode by wire bonding or bump connection by flip chip, and packaged. In this case, they are arranged at a pixel pitch as an image display device before or after packaging.
[0004]
There is a technique for forming a relatively large display device such as an image display device by forming each device with a high degree of integration and moving each device to a wide area while being separated by transfer or the like. Techniques such as a thin film transfer method described in US Pat. No. 5,438,241 and a display transistor array panel forming method described in JP-A-11-142878 are known.
[0005]
For such a transfer technique, a method of self-alignment arrangement without using transfer has been developed. For example, as in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-120943, a molding block or the like is conveyed in a state of being contained in slurry (Slurry) via a fluid to the upper surface of a substrate having a joint portion or a receiving portion such as a depression, and molded at the time of conveyance. Due to its shape, a method has been developed that allows the blocks to self-align and merge into the recess.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when an image display device is manufactured by arranging elements by transfer technology, it is necessary to selectively and reliably transfer the elements to be transferred, and efficient transfer and accurate transfer are also required. The Therefore, when placing elements, it is necessary to place the elements regularly one by one, which is not only very complicated, but also after the thermoplastic resin is applied to the entire surface of the substrate, the entire surface of the substrate is heated to transfer the elements and components. In such a case, misalignment or peeling of other elements or components due to heating of the entire surface also becomes a problem.
[0007]
In the method of Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-120943 in which elements are self-aligned regardless of transfer, slurry containing a forming block is circulated by a circulation device, and the forming block is self-aligned and arranged in a recess. It cannot be arranged. In addition, since the molding blocks are circulated until the molding blocks are arranged in all the depressions on the substrate, more molding blocks are necessary to arrange the molding blocks in all the depressions on the substrate, which increases the production cost. .
[0008]
Therefore, the present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and the elements can be surely self-aligned and arranged on the substrate, and the elements can be efficiently and accurately self-aligned and arranged. An object of the present invention is to provide a method for arranging the elements, and further to provide a method for manufacturing a display device and a display device that are arranged by self-alignment of the elements.
[0009]
[Means for solving problems]
The element arrangement method in the present invention is the element arrangement method in which elements are arranged on a substrate, wherein a magnetic film is formed on the arrangement position of the element and on the bottom of the element, and the element is formed on the substrate. The elements are arranged so as to be scattered.
[0010]
In the element arranging method of the present invention, a magnetic film is formed on the arrangement position of the element on the substrate and the bottom of the element, and the element is scattered on the substrate to arrange the element by self-alignment. Since the magnetic film is formed at the element arrangement position on the substrate and at the bottom of the element, the elements can be arranged with certainty and accuracy using the magnetic force between the magnetic films. Also, it is possible to prevent the displacement of the element.
[0011]
Furthermore, since the elements can be arranged in a self-aligned manner by using the arrangement position of the elements on the substrate and the magnetic force of the magnetic film formed on the bottom of the elements, the elements can be arranged efficiently without using more elements than necessary. And an increase in production cost can be avoided. In addition, since the elements are self-aligned using the arrangement position of the elements on the substrate and the magnetic force of the magnetic film formed on the bottom of the element, the elements are easily and efficiently self-aligned by scattering the elements on the substrate. Can be arranged.
[0012]
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a display device, wherein the display device is formed by arranging light emitting elements on a substrate, and a magnetic film is disposed on the arrangement position of the light emitting elements on the substrate and on the bottom of the light emitting elements. And a step of scattering the light emitting element on the substrate.
[0013]
In the manufacturing method of the display device of the present invention, a magnetic film is formed on the arrangement position of the light emitting elements on the substrate and the bottom of the light emitting elements, and the light emitting elements are scattered on the substrate to arrange the light emitting elements by self-alignment. Since the magnetic film is formed on the position of the light emitting element on the substrate and on the bottom of the light emitting element, the light emitting element can be arranged reliably and accurately using the magnetic force between the magnetic films. Even after that, the light-emitting element can be prevented from being displaced.
[0014]
Furthermore, the light emitting elements can be arranged in a self-aligned manner by using the arrangement position of the light emitting elements on the substrate and the magnetic force of the magnetic film formed on the bottom of the light emitting element, so that there is no need to use more light emitting elements than necessary. Arrangement can be made efficiently, and an increase in production cost can be avoided. In addition, since the light-emitting elements are self-aligned using the arrangement position of the light-emitting elements on the substrate and the magnetic force of the magnetic film formed on the bottom of the light-emitting elements, the light-emitting elements are easily and efficiently scattered on the substrate. Can be self-aligned and arranged.
[0015]
The display device according to the present invention is a display device formed by arranging light emitting elements on a substrate, wherein a magnetic film is formed on an array position of the light emitting elements on the substrate and a bottom portion of the light emitting elements, and on the substrate. The light emitting elements are scattered to form the light emitting elements in an array.
[0016]
In the display device of the present invention, a magnetic film is formed on the arrangement position of the light emitting elements on the substrate and the bottom of the light emitting elements, and the light emitting elements are scattered on the substrate to be self-aligned. Since the magnetic film is formed on the position of the light emitting elements on the substrate and on the bottom of the light emitting elements, the light emitting elements are arranged with certainty and accuracy using the magnetic force between the magnetic films, and the light emitting elements are arranged. Even after this, the light emitting element is not misaligned.
[0017]
Furthermore, since the light emitting elements are formed by self-alignment using the arrangement position of the light emitting elements on the substrate and the magnetic force of the magnetic film formed on the bottom of the light emitting elements, the light emitting elements can be efficiently used without using unnecessary light emitting elements. A display device that is formed in an array and avoids an increase in production cost is obtained. In addition, since the light-emitting elements are self-aligned using the arrangement position of the light-emitting elements on the substrate and the magnetic force of the magnetic film formed on the bottom of the light-emitting elements, the light-emitting elements are easily and efficiently scattered on the substrate. Can be realized by self-aligning.
[0018]
The element arrangement method in the present invention is the element arrangement method in which elements are arranged on a substrate, wherein the elements are formed so that the cross-sectional shapes of the bottom portions thereof are substantially the same, and are fitted on the substrate at the bottom portions of the elements. Forming a mating fitting portion, scattering the elements on the substrate in descending order of the cross-sectional area of the fitting portion, applying a physical external force to the substrate, and arranging the elements by the physical external force Features.
[0019]
In the element arranging method of the present invention, the bottom part of the element is formed to have substantially the same cross-sectional shape, a fitting part that fits on the bottom part of the element is formed on the substrate, and the fitting part is cut off on the substrate. After scattering the elements in descending order of area, the substrate is vibrated to arrange the elements in a self-aligned manner. A fitting part that fits on the bottom of the element is formed on the board, and the elements are scattered in the descending order of the cross-sectional area of the fitting part, and the board is vibrated to arrange the elements in a self-aligned manner. Elements can be arranged reliably and accurately in order from the element with the largest area, and since the elements are fitted and arranged in the fitting portion, the element is prevented from being displaced even after the elements are arranged. be able to.
[0020]
Furthermore, since the elements can be fitted to the mating part on the board and arranged in a self-aligned manner, it can be arranged efficiently without using more elements than necessary, and an increase in production cost can be avoided. Can do. In addition, since the elements are fitted and self-aligned with the fitting portions on the substrate, the elements can be easily and efficiently arranged in a self-aligned manner by applying vibration to the substrate after the elements are scattered on the substrate. .
[0021]
The method for manufacturing a display device according to the present invention is a method for manufacturing a display device in which light-emitting elements are arranged on a substrate. Forming a fitting portion that fits into the bottom of the light emitting element, scattering the light emitting element on the substrate in descending order of the cross-sectional area of the fitting portion, and applying a physical external force to the substrate. And the step of arranging the light emitting elements by the physical external force.
[0022]
In the manufacturing method of the display device of the present invention, the bottom portion of the light emitting element is formed to have substantially the same cross-sectional shape, the fitting portion that fits the bottom portion of the light emitting element is formed on the substrate, and the fitting is performed on the substrate. After the light emitting elements are scattered in the descending order of the cross-sectional area, the substrate is vibrated to arrange the light emitting elements in a self-aligned manner. In order to form a fitting part that fits on the bottom of the light emitting element on the substrate, and to scatter the light emitting elements in descending order of the cross-sectional area of the fitting part and to vibrate the substrate to arrange the light emitting elements in a self-aligned manner, Even after the light emitting elements are arranged, the light emitting elements can be reliably and accurately arranged in order from the light emitting element having the largest cross-sectional area at the bottom. The positional deviation of the light emitting element can be prevented.
[0023]
In addition, the light emitting elements can be fitted to the mating part on the substrate and arranged in a self-aligned manner, enabling efficient arrangement without using more light emitting elements than necessary, avoiding an increase in production costs. can do. In addition, since the light emitting elements are fitted and self-aligned with the fitting portions on the substrate, after the light emitting elements are scattered on the substrate, the light emitting elements are easily and efficiently arranged in a self-aligned manner by applying vibration to the substrate. be able to.
[0024]
In the display device according to the present invention, in the display device formed by arranging light emitting elements on a substrate, the light emitting elements are formed so that the cross-sectional shapes of the bottom portions thereof are substantially the same, and the light emitting elements are formed on the substrate. A fitting portion that fits into the bottom portion is formed, and after the light emitting elements are scattered on the substrate in descending order of the cross-sectional area of the fitting portion, a physical external force is applied to the substrate, and the light emission is caused by the physical external force. Elements are arranged.
[0025]
The display device of the present invention is formed so that the cross-sectional shape of the bottom portion of the light emitting element is substantially the same, a fitting portion that fits on the bottom portion of the light emitting element is formed on the substrate, and the fitting portion is cut off on the substrate. After the light emitting elements are scattered in descending order of area, the substrate is vibrated, and the light emitting elements are formed in a self-aligned manner. A fitting portion that fits on the bottom of the light emitting element is formed on the substrate, and the light emitting elements are scattered in the descending order of the cross-sectional area of the fitting portion, and the substrate is vibrated to form the light emitting elements in a self-aligned manner. After the light emitting elements are arranged, the light emitting elements are arranged in order from the light emitting elements having the largest cross-sectional area in a reliable and accurate manner, and the light emitting elements are fitted and arranged in the fitting portions. In this case, the light emitting element is not displaced.
[0026]
Furthermore, since the light emitting elements are fitted and self-aligned with the fitting portion on the substrate, the display device is efficiently formed without using unnecessary light emitting elements, and an increase in production cost is avoided. Become. In addition, since the light emitting element is fitted and self-aligned with the fitting portion on the substrate, the light emitting element is scattered on the substrate, and then the substrate is vibrated to easily and efficiently form the light emitting element. A display device can be realized.
[0027]
The element arrangement method of the present invention is the element arrangement method in which elements are arranged on a substrate. The element is formed so that the shape of the bottom is different, and the fitting is performed on the substrate to fit the bottom of the element. After forming the portion and simultaneously scattering the elements on the substrate, a physical external force is applied to the substrate, and the elements are arranged by the physical external force.
[0028]
In the element arranging method of the present invention, the bottom part of the element is formed so as to have a different cross-sectional shape, a fitting part that fits the bottom part of the element is formed on the substrate, and the element is scattered on the substrate at the same time. The element is arranged in a self-aligned manner. A fitting part that fits on the bottom of the element is formed on the substrate, and the element is scattered on the substrate at the same time to vibrate the substrate so that the element is self-aligned and arranged. In addition, since the elements are arranged by being fitted to the fitting portions, it is possible to prevent the displacement of the elements even after the elements are arranged.
[0029]
Furthermore, since the elements can be fitted to the mating part on the board and arranged in a self-aligned manner, it can be arranged efficiently without using more elements than necessary, and an increase in production cost can be avoided. Can do. Also, since the elements are simultaneously scattered on the substrate and the elements are fitted and self-aligned with the fitting portions on the substrate, the elements are scattered on the substrate and then the vibration is applied to the substrate so that the elements can be easily and efficiently Can be arranged in self-alignment.
[0030]
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a display device, the method of manufacturing a display device in which light emitting elements are arranged on a substrate, the step of forming the light emitting elements so that the shapes of the bottoms thereof are different, and the light emission on the substrate. A step of forming a fitting portion to be fitted to the bottom of the device, a step of simultaneously scattering the light emitting device on the substrate, a step of applying a physical external force to the substrate, and the light emitting device is arranged by the physical external force And a step of performing.
[0031]
In the manufacturing method of the display device of the present invention, the bottom part of the light emitting element is formed so as to have a different cross-sectional shape, the fitting part that fits the bottom part of the light emitting element is formed on the substrate, and the light emitting element is simultaneously scattered on the substrate. Then, the substrate is vibrated to arrange the light emitting elements in a self-aligned manner. A fitting portion that fits on the bottom of the light emitting element is formed on the substrate, and the light emitting element is scattered to give vibration to the substrate so that the light emitting element is arranged in a self-aligned manner. In addition, since the light emitting elements are fitted and arranged in the fitting portion, the positional deviation of the light emitting elements can be prevented even after the light emitting elements are arranged.
[0032]
In addition, the light emitting elements can be fitted to the mating part on the substrate and arranged in a self-aligned manner, enabling efficient arrangement without using more light emitting elements than necessary, avoiding an increase in production costs. can do. In addition, the light emitting elements are simultaneously scattered on the substrate, and the light emitting elements are fitted and self-aligned with the fitting portions on the substrate. Therefore, after scattering the light emitting elements on the substrate, vibration is applied to the substrate for easy and efficient operation. The light emitting elements can be well aligned in a self-aligned manner.
[0033]
In the display device of the present invention, in the display device formed by arranging the light emitting elements on the substrate, the previous light emitting element is formed so that the shape of the bottom is different, and on the substrate, on the bottom of the light emitting element. A fitting portion to be fitted is formed, and after the light emitting elements are simultaneously scattered on the substrate, a physical external force is applied to the substrate, and the light emitting elements are arranged by the physical external force.
[0034]
The display device of the present invention is formed so that the cross-sectional shape of the bottom part of the light emitting element is different, the fitting part that fits the bottom part of the light emitting element is formed on the substrate, and the sectional area of the fitting part is large on the substrate. After the light emitting elements are sequentially scattered, the substrate is vibrated, and the light emitting elements are formed in self-alignment. A fitting part that fits on the bottom of the light emitting element is formed on the substrate, and the light emitting element is scattered on the substrate at the same time, and the substrate is vibrated to form the light emitting element in a self-aligned manner. In addition, the light emitting elements are formed with high precision and the light emitting elements are fitted and arranged in the fitting portions. Therefore, the light emitting elements are not displaced even after the light emitting elements are arranged.
[0035]
Furthermore, since the light emitting elements are fitted and self-aligned with the fitting portion on the substrate, the display device is efficiently formed without using unnecessary light emitting elements, and an increase in production cost is avoided. Become. In addition, since the light emitting element is simultaneously formed on the substrate, and the light emitting element is fitted and self-aligned with the fitting portion on the substrate, the light emitting element is scattered on the substrate, and vibration is given to the substrate for easy and efficient. A display device in which light-emitting elements are well formed by self-alignment can be realized.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0037]
First, an example of a semiconductor element used in the present embodiment will be described, and then a method for arranging several elements in the present embodiment will be described.
[0038]
The semiconductor element used in the present embodiment is a hexagonal pyramid-shaped semiconductor element having a substantially triangular cross section, but may be a planar type semiconductor element formed by being laminated in parallel with the main surface of the substrate. Further, in the semiconductor element used in the present embodiment, two layers of a base growth layer doped with impurities and a base growth layer not doped with impurities are formed, and one of the electrodes is formed on the back surface of the base growth layer to be doped. However, one of the electrodes may be formed on the back surface of the underlying growth layer by doping impurities on the entire surface of the underlying growth layer.
[0039]
A growth substrate 11 shown in FIG. 1A is a wurtzite compound semiconductor growth layer such as a sapphire substrate whose main surface is a C-plane, which is often used for growing a gallium nitride (GaN) -based compound semiconductor material. It is a board | substrate which can form. The growth substrate 11 is a substrate that is transparent to laser light because the semiconductor growth layer is separated from the growth substrate 11 by laser light irradiation from the back side in a process described later. The underlying growth layer 12 formed on the growth substrate 11 includes an undoped underlying growth layer 12a that is not doped with impurities and a doped underlying growth layer 12b that is doped with impurities. As the underlying growth layer 12, a wurtzite type compound semiconductor such as a gallium nitride (GaN) compound semiconductor can be used because a hexagonal pyramid structure is formed in a later step, and an organic metal compound vapor phase growth is possible. It is formed by the method (MOVPE) or the like. Further, a required buffer layer may be formed on the bottom side of the base growth layer 12.
[0040]
A growth inhibition film 13 such as a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed on the entire surface of the underlying growth layer 12 by sputtering or the like, and a part of the growth inhibition film 13 functioning as a mask is removed to form an opening. In general, the shape of the opening for selective growth is not particularly limited as long as it can be formed into a facet structure having an inclined surface inclined with respect to the main surface of the substrate. As an example, a stripe shape, a circular shape, It is assumed to be a polygonal shape. The surface of the doped underlying growth layer 12b formed under the growth inhibiting film 13 reflects the shape of the opening, and a semiconductor growth layer having a substantially triangular cross section and a hexagonal pyramid shape is formed. In addition, examples of shapes that allow the semiconductor growth layer to be selectively grown in a hexagonal pyramid shape having a substantially triangular cross section include a circular shape and a hexagonal shape.
[0041]
The first conductive layer 14 is a wurtzite type compound semiconductor layer, similar to the underlying growth layer 12, and is formed of a material such as silicon-doped GaN, for example. The first conductive layer 14 functions as an n-type cladding layer. For example, when the growth substrate 11 is a sapphire substrate and the main surface is a C plane, the first conductive layer 14 can be formed in a hexagonal pyramid shape having a substantially triangular cross section by selective growth.
[0042]
The active layer 15 is a layer for generating light of the semiconductor light emitting device, and is composed of, for example, an InGaN layer or a layer having an InGaN layer sandwiched between AlGaN layers. The active layer 15 extends along a facet formed of the inclined surface of the first conductive layer 14 and has a thickness suitable for emitting light. The active layer 15 can also be composed of a single bulk active layer. However, the active layer 15 may have a quantum structure such as a single quantum well (SQW) structure, a double quantum well (DQW) structure, or a multiple quantum well (MQW) structure. A well structure may be formed. In the quantum well structure, a barrier layer is used in combination for separating the quantum well as necessary.
[0043]
The second conductive layer 16 is a wurtzite type compound semiconductor layer, and is formed of a material such as magnesium-doped GaN, for example. The second conductive layer 16 functions as a p-type cladding layer. The second conductive layer 16 also extends along the facet formed by the inclined surface of the first conductive layer 14. The hexagonal pyramid-shaped inclined surface formed by selective growth is a surface selected from, for example, an S surface, a {11-22} surface, and a surface substantially equivalent to each of these surfaces.
[0044]
Further, in order to prevent impurities doped in the first conductive layer 14 and the second conductive layer 16 from diffusing to lower the crystal quality of the active layer 15 or to deteriorate the active layer 15, An undoped crystal layer may be formed adjacent to the active layer 15 between the layer 14 or the second conductive layer 16 and the active layer 15.
[0045]
A p-side electrode 17 having a Ni / Pt / Au electrode structure or a Pd / Pt / Au electrode structure is formed on the surface of the second conductive layer 16 at the outermost part of the hexagonal pyramid-shaped semiconductor growth layer by vapor deposition or the like ( FIG. 1 (a)).
[0046]
The growth substrate 11 having a hexagonal pyramid-shaped semiconductor growth layer having a substantially triangular cross section is opposed to the temporary holding substrate 20, and the semiconductor growth layer is transferred to the temporary holding substrate 20. At this time, a release layer 18 and an adhesive layer 19 are formed on the surface of the temporary holding substrate 20 facing the growth substrate 11. The temporary holding substrate 20 is a substrate such as a glass substrate or a plastic substrate, and the release layer 18 is made of polyimide, and the adhesive layer 19 is made of an ultraviolet (UV) curable adhesive or a thermosetting adhesive. it can.
[0047]
As shown in FIG. 1B, the semiconductor growth layer is separated from the growth substrate 11 by ablation by irradiating laser light from the back surface of the growth substrate 11. At this time, the GaN-based semiconductor growth layer is decomposed into gallium and nitrogen at the interface with the growth substrate 11, and the semiconductor growth layer can be separated relatively easily from the growth substrate 11. Further, excimer laser, harmonic YAG laser, or the like is used as laser light irradiated from the back surface of the growth substrate 11. The undoped base growth layer 12a exposed on the back surface of the semiconductor growth layer separated from the growth substrate 11 is removed by isotropic etching with a sodium hydroxide solution or the like to remove the doped base growth layer 12b on which the n-side electrode is formed. To expose.
[0048]
A mask 21 serving as a protective film is formed by sputtering or the like when an element isolation groove is formed using nickel or the like on the back surface of the underlying growth layer 12 exposed by the separation of the semiconductor growth layer. After patterning the mask 21 to form an element isolation groove, an element isolation groove 22 is formed by anisotropic etching such as reactive ion etching (RIE), and a semiconductor growth layer is formed into a plurality of semiconductor elements. Separate (FIG. 1 (c)). As will be described later, when separating into a plurality of semiconductor elements by the element isolation groove 22, the element isolation groove 22 is formed so that the shape of the doped underlying growth layer 12 a on which the n-side electrode is formed has various shapes. The concave portion is formed on the substrate on which the semiconductor elements are arranged in accordance with the shape.
[0049]
After separating the semiconductor growth layer into a plurality of semiconductor elements, the mask 21 is removed, and an n-side electrode 23 is formed on the back surface of the semiconductor element. As an example, the n-side electrode 23 has a Ti / Al / Pt / Au electrode structure, and is formed by vapor deposition or the like (FIG. 2D). As shown in FIG. A semiconductor element having a triangular cross-section and a hexagonal pyramid shape is formed. Further, as in the element arrangement method described later, when the recesses on the substrate and the n-side electrode are formed using a magnetic material, the n-side electrode 23 is formed using a magnetic material such as Fe or Ni. .
[0050]
Thus, when the element growth groove 22 is formed from the back surface of the semiconductor growth layer by transferring the semiconductor growth layer formed on the growth substrate 11 to the temporary holding substrate 20, the back surface of the semiconductor growth layer is flat. The patterning of the mask 21 formed on the doped undergrowth layer 12b can have a desired shape. Therefore, the bottom portion of the semiconductor element can be easily formed in a desired shape such as a columnar shape with a substantially circular cross section and a hexagonal column shape with a substantially hexagonal cross section. Further, since the semiconductor growth layer is separated from the back surface of the growth substrate 11 and the n-side electrode 23 is formed on the back surface of the semiconductor growth layer, the n-side electrode 23 is easily and efficiently formed using a magnetic film. Can be formed.
[0051]
As described above, when a semiconductor element having a substantially triangular cross section and a hexagonal pyramid shape is used, the semiconductor element is separated for each element on the underlying growth layer 12, so that a planar type semiconductor as in the conventional example is used. As compared with the case where an element is used, a semiconductor element having a desired shape and size at the bottom can be formed.
[0052]
In addition, although demonstrated using the light emitting element as a semiconductor element in this embodiment, a liquid crystal control element, a photoelectric conversion element, a piezoelectric element, a thin film transistor element, a thin film diode element, a resistance element, a switching element, a micro magnetic element, a micro optical element, etc. These elements may be used.
[0053]
Further, the bottom surface of the element is formed in a desired shape, and is fitted into positioning means on the substrate to be self-aligned. For example, a resin in which an element as shown in FIGS. As the forming chip, the elements may be arranged in a self-aligned manner. When the elements are self-aligned and arranged as a resin-formed chip that is covered with resin and hardened, the resin is easy to process into a desired shape, so the resin covering the element is formed on the substrate by making the resin a desired shape. The shape of the concave portion can be easily changed. In addition, the electrode pad for taking out the electrode of the element is formed on the resin-formed chip, but by forming the electrode pad on the resin-formed chip, it can be reliably connected to the wiring provided on the substrate, and more easily In addition, the elements can be reliably arranged in a self-aligned manner.
[0054]
Next, an element arrangement method for arranging elements on a substrate by self-alignment of the elements will be described.
[0055]
[First element arrangement method]
In the first element arrangement method, a magnetic film is formed on the arrangement position of the element on the substrate and the bottom of the element, the element is scattered on the substrate in a liquid or in a vacuum, and the magnetic film on the substrate A case will be described in which the elements are arranged on the substrate by self-alignment by the magnetic force between the magnetic film at the bottom of the element.
[0056]
When the elements are arranged on the substrate by the self-alignment of the elements using the magnetic force as in the first element arrangement method, the magnetic film is first formed on the semiconductor elements to be arranged. In a semiconductor element, an n-side electrode is formed on a doped underlying growth layer exposed on the back surface, and the n-side electrode can be formed of a magnetic film. The n-side electrode made of a magnetic material can be easily formed by evaporating a magnetic material, such as Fe, Ni, FeNi alloy, or the like, or performing a plating process. On the other hand, a magnetic film is formed on the back surface of the semiconductor element, whereas a magnetic film is also formed on the element arrangement position on the substrate where the semiconductor element is arranged.
[0057]
In the method of arranging elements on a substrate by self-alignment of elements using magnetic force in the first element arrangement method, various methods can be considered as a method of applying a magnetic field. As an example, there are a method using an external magnetic field, a method using the magnetization of the magnetic film itself of the n-side electrode, and the like. As a method using an external magnetic field, for example, there is a method in which both an n-side electrode of an element and a magnetic film on a substrate are both soft magnetic films (so-called soft films) and an external magnetic field is applied from the back side of the substrate. When an external magnetic field is applied from the back side of the substrate, the magnetic flux converges on the magnetic film having a high magnetic permeability formed on the substrate, and thereby the n-side electrode made of the magnetic film is attracted to the magnetic film on the substrate. . As a method of utilizing the magnetization of the magnetic film itself of the n-side electrode, there is a method of magnetizing the magnetic film formed on the substrate as a hard magnetic film (so-called hard film). In this case, the n-side electrode of the element is attracted by the magnetic force generated from the magnetic film on the substrate. At this time, the magnetic material used for the n-side electrode may be a soft magnetic film or a hard magnetic film. When the magnetic film of the n-side electrode is a hard magnetic film, it is magnetized in the same way as the magnetic film on the substrate side, and the elements are self-aligned so that the magnets attract each other, and the elements are arranged on the substrate. can do. In this way, when both the magnetic film on the substrate and the n-side electrode are hard magnetic films, for example, by forming a rectangular column with a substantially rectangular cross section, the direction of magnetization can be easily made by the shape magnetic anisotropy. It is possible to control the orientation of the elements when arraying. Although the method of magnetizing the magnetic film formed on the substrate has been described here, a method of magnetizing the n-side electrode of the semiconductor element as a hard magnetic film can also be considered. In this case, care must be taken because the semiconductor elements may be adsorbed to each other.
[0058]
In the first element arrangement method, the case where there are two kinds of element arrangement positions on the substrate and the magnetic film formed on the bottom of the element will be described, but the same applies to the case of two or more kinds. For example, a plurality of different types of magnetic films corresponding to each of the RBGs of the pixel may be formed in the recesses on the substrate and the bottom of the element, and may be arranged in a distinct manner depending on the magnetization dependence of the saturation magnetization of the magnetic film. it can. For example, when three types of elements are distinguished and arranged using Fe, Fe / Ni, and Ni, the saturation magnetization is larger in the order of Fe, Fe / Ni, and Ni, so that the elements are scattered on the substrate. When a magnetic field is applied to the substrate, the bottom of the element is magnetized in the order of elements formed using Ni, Fe / Ni, and Fe, and each element is self-aligned by the magnetic force between the magnetic material on the substrate in this order. Are arranged. As shown in the fourth element arrangement method to be described later, the bottom part of the element is formed using one kind of magnetic film by forming the bottom part of the element and the recesses fitted to the bottom part of the element with different sizes and shapes. In addition, the arrangement may be made in accordance with the size and shape of the recesses on the substrate. Alternatively, elements on the substrate may be arranged by magnetizing only one of the magnetic body on the substrate or the n-side magnetic electrode of the element.
[0059]
The first element arrangement method will be described by using the hexagonal pyramid-shaped element having a substantially triangular cross section as described above. However, the liquid crystal control element, photoelectric conversion element, piezoelectric element, thin film transistor element, thin film diode element, resistor An element such as an element, a switching element, a minute magnetic element, and a minute optical element may be used. A magnetic material or a magnetized metal may be formed on the bottom of the element.
[0060]
FIG. 3 shows a substrate 31 on which a plurality of elements are arranged. The substrate 31 is a glass substrate, a plastic substrate, or the like. On the substrate 31, a magnetic body recess 32 having a substrate side magnetic body 32a at the bottom is formed. The magnetic body recess 32 on the substrate 31 is formed by forming a recess by isotropic etching using an etching solution such as hydrofluoric acid after patterning with a resist using a glass substrate as the substrate 31, and then using Ni or Fe. Is formed by performing vapor deposition or plating on the bottom. The substrate-side magnetic film 32a may be magnetized before the element is scattered, or may be magnetized by applying a magnetic field to the entire substrate 31 after the element is scattered on the substrate 31. The shape of the magnetic concave portion 32 has such a shape that the n-side magnetic electrode formed at the bottom of the element is fitted. In the first element arrangement method, the cross section with respect to the longitudinal direction is substantially rectangular. The shape is a rectangular column.
[0061]
In the method of arranging elements on the substrate by self-alignment of the elements using the magnetic force as shown in the first element arrangement method, a method using the magnetization of the n-side magnetic electrode of the element itself or an external magnetic field is used. A method of applying a magnetic field such as a method is conceivable. As a method using the magnetization of the n-side magnetic electrode itself of the element, there is a method of magnetizing the substrate-side magnetic body 32a formed on the substrate 31 as a hard magnetic film (so-called hard film). In this case, the n-side magnetic electrode of the element is attracted by the magnetic force generated from the substrate-side magnetic body 32a on the substrate 31. At this time, the magnetic material used for the n-side magnetic electrode may be a soft magnetic film (so-called soft film) or a hard magnetic film. When the magnetic film of the n-side magnetic electrode is a hard magnetic film, it is magnetized in the same manner as the substrate-side magnetic body 32a on the substrate 31 side, and the elements are self-aligned so that the magnets attract each other. Elements can be arranged on 31. Thus, when both the substrate-side magnetic body 32a on the substrate 31 and the n-side magnetic body electrode of the element are hard magnetic films, a rectangular column shape with a substantially rectangular cross section is shown as shown in the first element arrangement method. By forming them in the shape, the direction of magnetization can be easily controlled by the shape magnetic anisotropy, and the direction of the elements when arraying can be controlled. Although the method of magnetizing the substrate-side magnetic body 32a formed on the substrate 31 has been described here, a method of magnetizing the n-side magnetic electrode of the element as a hard magnetic film can also be considered. In some cases, care must be taken because the elements may be adsorbed to each other. Further, as a method using an external magnetic field, for example, there is a method in which the n-side magnetic electrode of the element and the substrate-side magnetic body 32a on the substrate 31 are both soft magnetic films and an external magnetic field is applied from the back side of the substrate 31. . When an external magnetic field is applied from the back surface side of the substrate 31, the magnetic flux converges on the substrate-side magnetic body 32 a formed on the substrate 31 and having a high magnetic permeability, whereby an n-side magnetic electrode made of a magnetic film is formed on the substrate 31. It is attracted to the substrate-side magnetic body 32a. The substrate-side magnetic body 32a that attracts each other and fixes the element may be deposited not only on the bottom of the recess but also on the side surface of the recess.
[0062]
As shown in FIG. 4, after the magnetic body recess 32 having the substrate-side magnetic body 32a is formed on the bottom of the substrate 31, the n-side electrode element 34 formed by using the magnetic body is scattered on the substrate. And applying a physical external force such as vibration to the substrate. When the magnetic electrode element 34 is scattered on the substrate 31, the substrate 31 and the magnetic electrode element 34 are scattered in a liquid or vacuum. However, the magnetic electrode element 34 is scattered on the substrate 31. In consideration of damage to the element 34 of the magnetic electrode when falling, it is preferable to scatter in the liquid or vacuum. When the magnetic electrode elements 34 are scattered on the substrate 31, the magnetic electrode elements 34 fall without being in a fixed orientation for a while. As shown in the above-described semiconductor element, the structure of the magnetic electrode element 34 has a substantially triangular cross section and a hexagonal pyramid shape, and the n-side magnetic electrode 34a and the doped element are formed on the bottom of the magnetic electrode element 34, respectively. Since the underlying growth layer is formed, the center of gravity of the magnetic electrode element 34 is located near the center line of the n-side magnetic electrode 34a. Therefore, each element 34 of the magnetic electrode having the n-side magnetic electrode 34a at the bottom with the passage of time comes to fall with the n-side magnetic electrode 34a and the substrate 31 facing each other. The electrode element 34 falls from the bottom onto the substrate (FIG. 5).
[0063]
When a magnetic electrode element 34 falls on the substrate 31 and the magnetic electrode element 34 scatters on the substrate 31, and a physical external force such as vibration is applied to the substrate 31, the substrate-side magnetic film 32a and the magnetic film The magnetic electrode element 34 is self-aligned by the magnetic force between the body electrode element 34 and the n-side magnetic electrode 34a (FIG. 6). At this time, in the first element arrangement method, the magnetic concavity 32 and the n-side magnetic electrode 34a of the magnetic electrode element 34 are formed on the substrate 31 using two kinds of magnetic films. When a magnetic field is applied to the substrate 31 after the magnetic electrode element 34 is scattered on the magnetic field 31, a magnetic film formed by using a magnetic film having a small saturation magnetization due to the magnetization dependence of the saturation magnetization of the magnetic body. The magnetic electrode elements 34 that are arranged in a self-aligned manner from the body electrode elements 34 can be distinguished and arranged on the substrate 31. For example, when two different types of magnetic films of Fe and Ni are formed on the substrate-side magnetic film 32a on the substrate 31 and the n-side magnetic electrode 34a of the magnetic electrode element 34, the saturation magnetization of Ni is Fe Therefore, when the magnetic electrode element 34 is scattered on the substrate 31 and a magnetic field is applied to the substrate 31, the n-side magnetic electrode 34a is made of Ni and the magnetic electrode element 34 is self-aligned. Then, the magnetic electrode elements 34 in which the n-side magnetic electrode 34a is Fe are arranged in a self-aligned manner. The substrate-side magnetic film 32a formed on the substrate 31 is magnetized before the magnetic electrode element 34 is scattered, and the magnetic electrode element 34 is scattered on the substrate 31 to give vibration and magnetic properties. The elements may be arranged by self-alignment of the body electrode elements 34.
[0064]
When the magnetic electrode element 34 is self-aligned on the substrate 31, the substrate-side magnetic film 32 a on the substrate 31 and the n-side magnetic electrode 34 a of the magnetic electrode element 34 attract each other, and the magnetic electrode element 34. The n-side magnetic electrode 32 a is fitted into the magnetic recess 32 on the substrate 31. Therefore, not only by the magnetic force between the substrate-side magnetic film 32a on the substrate 31 and the n-side magnetic electrode 34a of the magnetic-electrode element 34, the magnetic-electrode elements 34 can be arranged reliably and accurately. Even after the elements 34 of the magnetic electrode are arranged, it is possible to prevent the positional deviation of the elements 34 of the magnetic electrode. Further, by forming the substrate-side magnetic film 32a on the bottom of the magnetic recess 32, the n-side magnetic electrode 34a of the element 34 of the magnetic electrode can be securely fitted into the magnetic recess 32.
[0065]
Thus, when the substrate-side magnetic film 32a is formed on the substrate 31 and the n-side magnetic electrode 34a is formed on the bottom of the element 34 of the magnetic electrode, the substrate-side magnetic film 32a and the magnetic body on the substrate 31 are formed. Using the magnetic force between the electrode element 34 and the n-side magnetic electrode 34a, the magnetic electrode element 34 can be self-aligned reliably and accurately, and the substrate-side magnetic film 32a and the n-side magnetic electrode Even after the elements are arranged by the magnetic force with the element 34a, the elements 34 of the magnetic electrode can be arranged with good durability without causing any positional displacement of the elements. Further, by forming a substrate-side magnetic film 32a on the substrate 31 and forming an n-side magnetic electrode 34a on the bottom of the magnetic electrode element 34, the substrate-side magnetic film 32a and the magnetic material on the substrate 31 are formed. Since the magnetic electrode elements 34 are self-aligned by the magnetic force between the electrode elements 34 and the n-side magnetic electrode 34a, the magnetic electrode elements 34 can be arranged. 34 can be arranged efficiently without using 34, and an increase in production cost can be avoided. Further, the magnetic electrode element 34 is self-aligned by the magnetic force between the substrate-side magnetic film 32a on the substrate 31 and the n-side magnetic electrode 34a formed at the bottom of the magnetic electrode element 34. By scattering the magnetic electrode elements 34 and then applying vibration to the substrate 31, the magnetic electrode elements 34 can be easily and efficiently self-aligned to arrange the magnetic electrode elements 34 on the substrate 31. it can.
[0066]
Various magnetic bodies can be used for the substrate-side magnetic film 32a on the substrate 31 and the n-side magnetic electrode 34a of the element 34 of the magnetic electrode. The magnetic electrode elements 34 arranged on the substrate 31 can be distinguished from each other and arranged on the substrate 31 depending on the magnetization dependence of the saturation magnetization of the body. Therefore, by changing the type of the magnetic film forming the substrate-side magnetic film 32a on the substrate 31 and the n-side magnetic electrode 34a of the magnetic-electrode element 34, the magnetic-electrode element 34 can be easily and efficiently changed. Can be distinguished and arranged on the substrate 31. Further, not only the adsorption by the magnetic force between the substrate-side magnetic body 32a on the substrate 31 and the n-side magnetic electrode 34a of the element 34 of the magnetic electrode, but also the bottom of the element 34 of the magnetic electrode on the substrate 31 and n By forming a magnetic concave portion 32 to be fitted to the side magnetic electrode 34a and arranging the magnetic electrode elements 34 by being fitted into the magnetic concave portion 32, the magnetic substance can be more reliably and accurately aligned by self-alignment of the elements. The electrode elements 34 can be arranged, and the magnetic electrode elements 34 can be arranged with good durability without any further displacement.
[0067]
[Second element arrangement method]
In the second element arrangement method, the sizes of the bottom portions of the elements are different, and concave portions that fit into the bottom portions having different sizes are formed on the substrate, and a plurality of elements are arranged in a liquid, in the air, or in a vacuum. A case will be described in which elements are arrayed on a substrate by self-alignment of elements by scattering on the substrate and fitting the bottom of the element into a recess on the substrate.
[0068]
FIG. 7 is a perspective view of elements with different bottom sizes ((a) is an element with a large bottom, and (b) is an element with a small bottom). The plurality of elements have different sizes at the bottom, but in the second element arrangement method, the element arrangement method when there are two types of element bottom sizes will be described. The same applies to the case where the size is two or more. In this case, the devices are scattered on the substrate in order from the largest size of the bottom of the device and arranged by self-alignment of the device.
[0069]
In the second element arrangement method, the n-side electrode 43A and the n-side electrode 43a on the back surface of the element are formed on the entire back surface of the element, but as shown in the first element arrangement method, You may form in a part or may form in a some part. In the second element arrangement method, the shape of the bottom of each element may be substantially the same, and may be a rectangular shape, a polygonal shape, an elliptical shape, and the like. A recess on the substrate that fits into the bottom is formed. Further, the case where the bottom portions of the elements have substantially the same shape and different sizes will be described. However, the shape of the bottom portions of the elements may be different as described in the fourth element arranging method described later.
[0070]
For a device with a large bottom and a device with a small bottom arranged on a substrate, a semiconductor growth layer is formed at an interval considering the size of the bottom after element separation, and a mask used when separating the semiconductor growth layer for each device. Can be patterned to a desired size to form an element having a bottom of the desired size.
[0071]
In the second element arrangement method, the elements are self-aligned by utilizing the size of the back surface of the element. However, a magnetic film is formed on the semiconductor elements to be arranged, so that not only the size of the back surface of the element but also the magnetic property is formed. The elements may be arranged on the substrate by the self-alignment of the elements using the magnetic force of the body film. For example, in the semiconductor element described above, the n-side electrode 43A and the n-side electrode 43a are formed on the doped underlying growth layer exposed on the back surface, and the n-side electrode 43A and the n-side electrode 43a are formed of a magnetic film. it can. The n-side electrode 43A and the n-side electrode 43a made of a magnetic material can be easily formed by depositing a magnetic material, for example, Fe, Ni, FeNi alloy or the like, or performing a plating process. On the other hand, a magnetic film is formed on the back surface of the semiconductor element, whereas a magnetic film is also formed on the element arrangement position on the substrate where the semiconductor element is arranged.
[0072]
Various methods are conceivable for using the magnetic force of the magnetic film, and examples include a method of applying a magnetic field such as a method of using an external magnetic field and a method of using the magnetization of the magnetic film itself of the n-side electrode. In the method using an external magnetic field, for example, both the n-side electrode 43A and the n-side electrode 43a of the element and the magnetic film on the substrate are both soft magnetic films (so-called soft films), and an external magnetic field is applied from the back side of the substrate. There is a way to do it. When an external magnetic field is applied from the back side of the substrate, the magnetic flux converges on the magnetic film having a high magnetic permeability formed on the substrate, whereby the n-side electrode 43A and the n-side electrode 43a made of the magnetic film are placed on the substrate. It is attracted to the magnetic film. In the method of utilizing the magnetization of the magnetic film itself of the n-side electrode 43A and the n-side electrode 43a, there is a method of magnetizing the magnetic film formed on the substrate as a hard magnetic film (so-called hard film). . In this case, the n-side electrode 43A and the n-side electrode 43a of the element are attracted by the magnetic force generated from the magnetic film on the substrate. At this time, the magnetic material used for the n-side electrode 43A and the n-side electrode 43a may be a soft magnetic film or a hard magnetic film. When the magnetic film of the n-side electrode 43A or the n-side electrode 43a is a hard magnetic film, it is magnetized in the same manner as the magnetic film on the substrate side, and the elements are self-aligned so that the magnets attract each other. Elements can be arranged on the substrate. In this way, when both the magnetic film on the substrate and the n-side electrode 43A and the n-side electrode 43a are hard magnetic films, the magnetic anisotropy is formed by, for example, forming a rectangular column with a substantially rectangular cross section. Thus, the direction of magnetization can be easily controlled, and the direction of elements when arraying can be controlled. Here, the method of magnetizing the magnetic film formed on the substrate has been described. However, a method of magnetizing the n-side electrode 43A and the n-side electrode 43a of the semiconductor element as a hard magnetic film may be considered. it can. In this case, care must be taken because the semiconductor elements may be adsorbed to each other.
[0073]
When forming a magnetic film on the concave portion on the substrate and the n-side electrode of the element, as shown in the first element arrangement method, a plurality of elements are arranged corresponding to each element arranged at the element arrangement position on the substrate. Different types of magnetic films may be formed on the recesses on the substrate and the bottom of the element, or one type of magnetic film may be used. When arranging each element using a plurality of magnetic bodies, the elements formed using the magnetic film having a small saturation magnetization may be distinguished from each other due to the magnetization dependence of the saturation magnetization of the magnetic film. it can. For example, when three types of elements are distinguished and arranged using Fe, Fe / Ni, and Ni, the saturation magnetization is larger in the order of Fe, Fe / Ni, and Ni, so that the elements are scattered on the substrate. When the magnetic field is applied to the substrate, the bottom of the element is magnetized in the order of Ni, Fe / Ni, and Fe, and the elements are arranged in self-alignment on the substrate in this order by the magnetic force between the elements. be able to.
[0074]
The elements to be arranged by the second element arrangement method are elements having a substantially triangular cross section and a hexagonal pyramid shape, but are liquid crystal control elements, photoelectric conversion elements, piezoelectric elements, thin film transistor elements, thin film diode elements, resistors It may be an element such as an element, a switching element, a minute magnetic element, or a minute optical element. If a plurality of elements having different bottom sizes are used, the elements are scattered on the substrate in order from the largest bottom size. Can be arranged.
[0075]
FIG. 8 shows a substrate 41 on which a plurality of elements are arranged. The substrate 41 is a glass substrate, a plastic substrate, or the like. On the substrate, a large-side concave portion 42A in which elements having a large bottom portion are arranged and a small-side concave portion 42a in which elements having a small bottom portion are arranged are formed. The large-side recesses 42A and the small-side recesses 42a formed on the substrate 41 are subjected to isotropic etching using an etching solution such as hydrofluoric acid after patterning with a resist using a glass substrate for the substrate 41. Can be formed. Further, the depths of the large-side recesses 42A and the small-side recesses 42a formed on the substrate 41 may be deep enough to be fitted to the bottoms of the elements to be arranged.
[0076]
As described above, a magnetic film is formed on the semiconductor elements to be arranged, and the elements are arranged on the substrate 41 by self-alignment of the elements using not only the size of the back surface of the elements but also the magnetic force of the magnetic film. May be. For example, in the semiconductor element described above, the n-side electrode 43A and the n-side electrode 43a are formed on the doped underlying growth layer exposed on the back surface, and the n-side electrode 43A and the n-side electrode 43a are formed of a magnetic film. it can. The n-side electrode 43A and the n-side electrode 43a made of a magnetic material easily form various magnetic films by depositing a magnetic material, for example, Fe, Ni, FeNi alloy or the like, or performing a plating process. be able to. In this manner, the magnetic film is formed on the back surface of the element, whereas the magnetic film is also formed in the large-side concave portion 42A and the small-side concave portion 42a that are the element arrangement positions on the substrate 41 where the elements are arranged. Further, as shown in the first element arrangement method, the shape of the n-side electrode may be formed in a rectangular column shape with a substantially rectangular shape that is easily magnetized by the shape magnetic anisotropy of the magnetic film. A plurality of different types of magnetic films are formed in the large-side recesses and the small-side recesses on the substrate 41 so as to correspond to the elements arranged at the arrangement positions of the elements on the substrate 41, so that the saturation magnetization of the magnetic film is reduced. The elements can be arranged on the substrate 41 with high accuracy by clearly distinguishing them according to the magnetization dependency.
[0077]
As shown in FIG. 9, after the large-side recess 42 </ b> A and the small-side recess 42 a are formed on the substrate 41, a plurality of elements are scattered on the substrate 41. At this time, elements having a large bottom are arranged in the large-side recess 42A, and elements having a small bottom are arranged in the small-side recess 42a. First, the element 44A having a large bottom is scattered on the substrate 41. As will be described later, when an element having a small bottom is scattered on the substrate 41 first, an element having a small bottom fits in the large-side recess 42A. Therefore, by scattering the element 44A having a large bottom on the substrate 41 first, The large element 44A can be arranged only in the large recess 42A. Note that the bottom large element 44A is scattered on the substrate 41 in liquid, air, or vacuum, but the bottom large element 44A is scattered on the substrate 41 and dropped to the bottom large element 44A. It is preferable to scatter in a liquid or a vacuum in consideration of the above damage.
[0078]
As shown in FIG. 9, when a plurality of bottom large elements 44A are scattered on the substrate 41, the individual bottom large elements 44A fall without being in a fixed orientation for a while. As shown in the aforementioned semiconductor element, the structure of the semiconductor element is a substantially triangular cross section and a hexagonal pyramid shape, and the n-side electrode 43A and a doped underlying growth layer are formed on the bottom of the element 44A having a large bottom. In addition, the center of gravity of the large element 44A is located near the center line on the n-side electrode 43A side. Therefore, as time elapses, each bottom large element 44A falls in a state where the n-side electrode 43A and the substrate 41 face each other, and many bottom large elements 44A fall from the bottom onto the substrate 41 ( FIG. 10).
[0079]
By applying a physical external force to the substrate 41 by, for example, vibrating the substrate 41 after the element 44A having a large bottom on the substrate 41 falls on the substrate 41 with the n-side electrode 43A and the substrate 41 facing each other. Since the large side recess 42A on the substrate 41 and the bottom of the bottom element 44A are sized to fit, the plurality of bottom elements 44A are arranged on the substrate 41 in a self-aligned manner (FIG. 11). ). At this time, by scattering the large element 44A on the substrate 41 first, the large element 44A can be arranged only in the large recess 42A.
[0080]
FIG. 12 shows a process diagram in which a plurality of small elements 44a at the bottom are scattered on the substrate. The plurality of bottom-small elements 44 a are scattered on the substrate 41 in the same manner as the above-described bottom-large elements 44 A are fitted in the large-side recesses 42 A on the substrate 41 and arranged on the substrate 41. The small elements 44a at the bottom are scattered on the substrate 41 and for a while, the small elements 44a at the bottom are dropped without being in a fixed direction, but the structure of the semiconductor element and the n-side electrode 43a The center of gravity of the element 44a at the bottom from the position is near the center line on the n-side electrode 43a side, and the individual elements 44a at the bottom of the bottom drop with the n-side electrode 43a and the substrate 41 falling over time. Thus, many small elements 44a at the bottom drop from the bottom onto the substrate (FIG. 13). The small element 44a at the bottom is scattered on the substrate 41 in a liquid, in the air, or in a vacuum. However, the small element 44a at the bottom is scattered on the substrate 41 and dropped to the small element 44a at the bottom. It is preferable to scatter in a liquid or a vacuum in consideration of the above damage.
[0081]
By applying a physical external force to the substrate 41 by, for example, vibrating the substrate 41 after the small element 44a on the substrate 41 is dropped on the substrate 41 in a state where the n-side electrode 43a and the substrate 41 face each other. Since the small recess 42a on the substrate 41 and the bottom of the bottom element 44a are sized to fit, a plurality of bottom elements 44a are arranged on the substrate 41 (FIG. 14). At this time, since the bottom large element 44A is first scattered on the substrate 41 and the bottom large element 44A is arranged in the large concave portion 42A, the bottom large element 44A is fitted in the large concave portion 42A on the substrate 41. The bottom small elements 44a are arranged only in the small concave portions 42a.
[0082]
In this way, the large-side recess 42A and the small-side recess 42a are formed on the substrate 41, and the bottom portions of the large element 44A and the bottom-small element 44a are fitted into the large-side recess 42A and the small-side recess 42a, respectively. Therefore, the bottom-sized element 44A and the bottom-small element 44a having different bottom sizes can be reliably arranged on the substrate 41 by self-alignment of the elements efficiently and accurately. Even after the small elements 44a are arranged, the positional deviation of the elements can be prevented. Further, a large-side recess 42A and a small-side recess 42a are formed on the substrate 41, and the bottom portions of the bottom-large element 44A and the bottom-small element 44a are fitted into the large-side recess 42A and the small-side recess 42a, respectively. Since the elements can be self-aligned to arrange the large bottom element 44A and the small bottom element 44a, the elements can be efficiently arranged without using more elements than necessary, and an increase in production cost can be avoided. Can do. Further, by fitting the large-side concave portion 42A and the small-side concave portion 42a on the substrate 41 with the bottom portions of the bottom-large element 44A and the bottom-small element 44a, the bottom-large element 44A and the bottom-small element 44a are formed. Since the elements are self-aligned, the elements are self-aligned by scattering the elements on the substrate 41 and then applying vibration to the substrate 41 so that the bottom large elements 44A and the bottom small elements 44a can be arranged. .
[0083]
The bottom part of the element is formed so as to have a plurality of sizes, such as the bottom part of the bottom part element 44A and the bottom part element 44a, and the large side concave part 42A and the small side concave part 42a on the substrate 41 to be fitted to each are formed. Since the elements are formed and scattered on the substrate 41 in descending order of the size of the elements and arranged by self-alignment of the elements, the elements arranged on the substrate 41 can be distinguished and arranged on the substrate 41.
[0084]
In addition to fitting the bottom portion of the element into the concave portion on the substrate 41, a magnetic film is formed on each of the concave portion of the element and the bottom portion of the element, and the element is adsorbed on the substrate 41 by their magnetic force so that the element self By arranging the elements on the substrate 41 by the alignment, the elements can be arranged more reliably and accurately by the self-alignment of the elements, and the elements can be arranged with higher durability without causing any further displacement. . In addition, when a magnetic film is formed in each of the concave portion of the element and the bottom portion of the element, the element is attracted onto the substrate 41 by the magnetic force thereof, and the elements on the substrate 41 are arranged by self-alignment of the elements, Using this kind of magnetic material, the elements arranged on the substrate 41 can be more clearly distinguished from each other by the magnetization dependence of the saturation magnetization of the magnetic material, and can be accurately and reliably arranged at a predetermined arrangement position.
[0085]
[Third element arrangement method]
In the third element arrangement method, the bottoms of the elements have substantially the same size and different shapes, and recesses that fit into the bottoms having different shapes are formed on the substrate, in liquid, air, or vacuum. A case will be described in which a plurality of elements are scattered on the substrate, the bottoms of the elements are fitted into the recesses on the substrate, and the elements are arranged on the substrate by self-alignment of the elements.
[0086]
FIG. 15 is a perspective view of elements having different bottom shapes ((a) is an element having a cylindrical bottom, (b) is an element having a rectangular columnar bottom, and (c) is an element having a hexagonal columnar bottom) It is. Although the plurality of elements have different bottom shapes, the third element arrangement method will be described with respect to the element arrangement method in the case of three different element bottom shapes. The same applies to the case where there are three or more types of shapes. At the same time, all the elements are scattered and the elements are arranged by self-alignment of the elements.
[0087]
In the third element arrangement method, the shape of the bottom part of the element having three different shapes is a substantially cylindrical shape in cross section, a substantially rectangular column shape in cross section, and a substantially hexagonal column shape in cross section. A substantially polygonal column shape may be used, and the shape of the concave portion on the substrate fitted to the bottom portion of the element is changed accordingly. In addition, although the case where the bottom portions of the plurality of elements have substantially the same size and different shapes will be described, the sizes of the bottom portions of the elements may be different as shown in the second element arrangement method.
[0088]
In the case where the bottom element arranged on the substrate is a columnar element, the bottom part is a rectangular columnar element, and the bottom part is a hexagonal columnar element, the semiconductor growth layer is formed at an interval in consideration of the size of the bottom part after element separation. A mask used for separating each element can be patterned into a desired shape to form an element having a desired shape bottom.
[0089]
In the third element arrangement method, the n-side electrode on the back surface of the element is formed on the entire back surface of the element, but as shown in the first element arrangement method, It may be formed in a plurality of portions. In the third element arrangement method, the shape of the bottom of each element may be substantially the same, and may be a rectangular shape, a polygonal shape, an elliptical shape, and the like. The shape of the recess on the substrate that fits into the bottom is changed.
[0090]
In the third element arrangement method, the elements are self-aligned using the shape of the back surface of the element, but a magnetic film is formed on the semiconductor elements to be arranged, and not only the shape of the back surface of the element but also the magnetic film The elements may be arranged on the substrate by the self-alignment of the elements by using the magnetic force. For example, in the above-described semiconductor element, an n-side electrode 53a, an n-side electrode 53b, and an n-side electrode 53c are formed on a doped underlying growth layer exposed on the back surface, and the n-side electrode 53a, the n-side electrode 53b, and n The side electrode 53c can be formed of a magnetic film. The n-side electrode 53a, the n-side electrode 53b, and the n-side electrode 53c made of a magnetic material are easily formed by evaporating or plating a magnetic material such as Fe, Ni, or a FeNi alloy. be able to. On the other hand, a magnetic film is formed on the back surface of the semiconductor element, whereas a magnetic film is also formed on the element arrangement position on the substrate where the semiconductor element is arranged.
[0091]
Various methods are conceivable for using the magnetic force of the magnetic film, and examples include a method of applying a magnetic field such as a method of using an external magnetic field and a method of using the magnetization of the magnetic film itself of the n-side electrode. In the method using an external magnetic field, for example, the n-side electrode 53a, the n-side electrode 53b, and the n-side electrode 53c of the element and the magnetic film on the substrate are both soft magnetic films (so-called soft films), and the back surface of the substrate There is a method of applying an external magnetic field from the side. When an external magnetic field is applied from the back side of the substrate, the magnetic flux converges on the magnetic film having a high magnetic permeability formed on the substrate, thereby the n-side electrode 53a, the n-side electrode 53b, and the n-side made of the magnetic film. The electrode 53c is attracted to the magnetic film on the substrate. In the method using the magnetization of the magnetic film itself of the n-side electrode 53a, the n-side electrode 53b, and the n-side electrode 53c, the magnetic film formed on the substrate is a hard magnetic film (so-called hard film). There is a method of magnetizing. In this case, the n-side electrode 53a, the n-side electrode 53b, and the n-side electrode 53c of the element are attracted by the magnetic force generated from the magnetic film on the substrate. At this time, the magnetic material used for the n-side electrode 53a, the n-side electrode 53b, and the n-side electrode 53c may be a soft magnetic film or a hard magnetic film. When the magnetic film of the n-side electrode 53a, the n-side electrode 53b, and the n-side electrode 53c is a hard magnetic film, it is magnetized in the same manner as the magnetic film on the substrate side so that the magnets attract each other. The elements can be arranged on the substrate with the elements self-aligned. When the magnetic film on the substrate and the n-side electrode 53a, the n-side electrode 53b, and the n-side electrode 53c are all hard magnetic films, for example, they are formed in a rectangular column shape with a substantially rectangular cross section. Thus, the direction of magnetization can be easily controlled by the shape magnetic anisotropy, and the direction of the elements when arraying can be controlled. Here, the method of magnetizing the magnetic film formed on the substrate has been described. However, a method of magnetizing the n-side electrode 43A and the n-side electrode 43a of the semiconductor element as a hard magnetic film may be considered. it can. In this case, care must be taken because the semiconductor elements may be adsorbed to each other.
[0092]
When forming a magnetic film on the concave portion on the substrate and the n-side electrode of the element, as shown in the first element arrangement method, a plurality of elements are arranged corresponding to each element arranged at the element arrangement position on the substrate. Different types of magnetic films may be formed on the recesses on the substrate and the bottom of the element, or one type of magnetic film may be used. When arranging each element using a plurality of magnetic bodies, the elements formed using the magnetic film having a small saturation magnetization may be distinguished from each other due to the magnetization dependence of the saturation magnetization of the magnetic film. it can. For example, when three types of elements are distinguished and arranged using Fe, Fe / Ni, and Ni, the saturation magnetization is larger in the order of Fe, Fe / Ni, and Ni, so that the elements are scattered on the substrate. When the magnetic field is applied to the substrate, the bottom of the element is magnetized in the order of Ni, Fe / Ni, and Fe, and the elements are arranged in self-alignment on the substrate in this order by the magnetic force between the elements. be able to.
[0093]
Note that the third element arrangement method will be described using the hexagonal pyramid-shaped element having a substantially triangular cross section as described above. However, the liquid crystal control element, photoelectric conversion element, piezoelectric element, thin film transistor element, thin film diode element, resistor An element such as an element, a switching element, a minute magnetic element, and a minute optical element may be used as long as the shape of the bottom of the element is different.
[0094]
FIG. 16 shows a substrate 51 on which a plurality of elements are arranged. The substrate 51 is a glass substrate, a plastic substrate, or the like. The substrate 51 includes a circular recess 52a in which cylindrical elements are arranged at the bottom, a rectangular recess 52b in which rectangular columnar elements are arranged at the bottom, and a bottom. A hexagonal recess 52c in which hexagonal columnar elements are arranged is formed. The circular recess 52a, the rectangular recess 52b, and the hexagonal recess 52c formed on the substrate 51 are formed by using a glass substrate for the substrate 51 and patterning with a resist, and then using an etching solution such as hydrofluoric acid. It can be formed by performing isotropic etching.
[0095]
As described above, a magnetic film is formed on the semiconductor elements to be arranged, and the elements are arranged on the substrate 51 by self-alignment of the elements using not only the shape of the back surface of the elements but also the magnetic force of the magnetic film. Also good. For example, in the above-described semiconductor element, an n-side electrode is formed on a doped underlying growth layer exposed on the back surface, and the n-side electrode can be formed of a magnetic film. For the n-side electrode made of a magnetic material, various magnetic films can be easily formed by evaporating or plating a magnetic material such as Fe, Ni, FeNi alloy, or the like. In this way, while the magnetic film is formed on the back surface of the element, the bottom of the circular recess 52a, the rectangular recess 52b, and the hexagonal recess 52c, which are the element arrangement positions on the substrate 51 where the elements are arranged, A magnetic film is also formed on the side surface. Further, as shown in the first element arrangement method, the shape of the n-side electrode may be formed in a rectangular column shape with a substantially rectangular shape that is easily magnetized by the shape magnetic anisotropy of the magnetic film. Corresponding to each element arranged at the element arrangement position on the substrate 51, a plurality of different types of magnetic films are formed on the recesses on the substrate 51 and the bottom of the elements, whereby the saturation dependence of the saturation magnetization of the magnetic film is determined. The elements can be arranged on the substrate 51 with high precision and distinction.
[0096]
As shown in FIG. 17, after forming the circular recessed part 52a, the rectangular recessed part 52b, and the hexagonal recessed part 52c on the board | substrate 51, a several element is scattered on a board | substrate. At this time, a plurality of elements consisting of a bottom cylindrical element 54a, a bottom rectangular columnar element 54b, and a bottom hexagonal columnar element 54c are scattered. These elements have three different shapes of bottoms. Since they are elements, these three types of elements having different bottom shapes are fitted and arranged in recesses having substantially the same bottom size. Here, for example, when the size and shape of the cylindrical recess 52a is the outer circumference of the rectangular recess 52b, the bottom rectangular columnar element 54b is changed to the circular recess 52a in which the bottom cylindrical elements 54a are arranged. Although it is arranged by fitting, the shape of the recesses on the substrate 51 is made elliptical or polygonal, or by changing the size of the recesses of each shape as will be described later, three types of bottom portions The elements having the shape can be arranged in the recesses in which the bottoms are fitted. The bottom columnar element 54a, the bottom rectangular columnar element 54b, and the bottom hexagonal columnar element 54c are scattered on the substrate in a liquid, in the air, or in a vacuum, but the elements are scattered on the substrate 51. In consideration of damage to the element when falling, it is preferably scattered in a liquid or vacuum.
[0097]
As shown in FIG. 17, when a plurality of elements including a bottom cylindrical element 54a, a bottom rectangular column-shaped element 54b, and a bottom hexagonal column-shaped element 54c are scattered on the substrate, the individual elements are scattered for a while. Each fall without being in a certain orientation. As shown in the aforementioned semiconductor element, the structure of the semiconductor element has a substantially triangular cross section and a hexagonal pyramid shape, and an n-side electrode and a doped undergrowth layer are formed at the bottom of the element. The center of gravity is located near the center line on the n-side electrode side. Therefore, each of the plurality of elements including the bottom columnar element 54a, the bottom rectangular columnar element 54b, and the bottom hexagonal columnar element 54c falls with the n-side electrode and the substrate 51 facing each other over time. Many elements fall from the bottom onto the substrate (FIG. 18).
[0098]
After a plurality of elements consisting of a bottom columnar element 54a, a bottom rectangular columnar element 54b, and a bottom hexagonal columnar element 54c fall on the substrate in a state where the n-side electrode and the substrate 51 face each other, for example, the substrate By applying a physical external force to the substrate 51 by vibrating 51, the bottom cylindrical element 54a is formed into a circular recess 52a, the bottom rectangular column-shaped element 54b is formed into a rectangular recess 52b, and a bottom hexagonal column-shaped element. The elements 54c are fitted on the hexagonal recesses 52c and arranged on the substrate 51 (FIG. 19). At this time, three types of elements having different bottom shapes including the bottom columnar element 54a, the bottom rectangular columnar element 54b, and the bottom hexagonal columnar element 54c may have different concave shapes on the substrate 51. Alternatively, as described later, by changing the size of each shape of the recess, elements having three types of bottom shapes can be arranged in the respective recesses.
[0099]
In this way, the circular recess 52a, the rectangular recess 52b, and the hexagonal recess 52c are formed on the substrate 51, and the bottom columnar element 54a, the bottom rectangular columnar element 54b, and the bottom hexagonal columnar shape are formed on each of them. Since the bottom part of the element 54c is fitted, the element can be arranged on the substrate 51 by the self-alignment of the element efficiently and accurately, and the bottom part of the element is arranged in a circular recess 52a, rectangular shape on the substrate. Even after the bottom columnar element 54a, the bottom rectangular columnar element 54b, and the bottom hexagonal columnar element 54c are arranged in order to be fitted into the shape recess 52b and the hexagonal recess 52c, the element is prevented from being displaced. can do. Furthermore, a circular recess 52a, a rectangular recess 52b, and a hexagonal recess 52c are formed on the substrate 51, and a bottom cylindrical element 54a is formed in each of the circular recess 52a, the rectangular recess 52b, and the hexagonal recess 52c. By fitting the bottom rectangular columnar element 54b and the bottom hexagonal columnar element 54c, the elements can be arranged in a self-aligned manner, so that the elements can be efficiently arranged without using more elements than necessary. And an increase in production cost can be avoided. Further, since the elements are self-aligned by fitting the recesses on the substrate 51 and the bottoms of the elements, the elements can be easily and efficiently self-excited by applying vibration to the substrate 51 after scattering the elements on the substrate 51. Elements can be arranged in alignment.
[0100]
The bottom part of the element is formed so as to have a plurality of shapes, such as a bottom cylindrical element 54a, a bottom rectangular columnar element 54b, and a bottom hexagonal columnar element 54c, and a circle on the substrate that fits into each of them. The shape recess 52a, the rectangular recess 52b, and the hexagonal recess 52c are formed, and the bottom columnar element 54a, the bottom rectangular columnar element 54b, and the bottom hexagonal columnar element 54c are simultaneously scattered on the substrate to form the element. Since the elements are arranged by self-alignment, the elements arranged on the substrate 51 can be distinguished and efficiently arranged on the substrate 51.
[0101]
In addition to fitting the bottom portion of the element into the concave portion on the substrate 51, a magnetic film is formed on each of the concave portion of the element and the bottom portion of the element. By arranging the elements on the substrate 51 by alignment, the elements can be arranged more reliably and accurately by the self-alignment of the elements, and the elements can be arranged with higher durability without causing any further displacement. . In addition, when a magnetic film is formed in each of the concave portion of the element and the bottom portion of the element, the element is attracted onto the substrate 51 by the magnetic force thereof, and the elements on the substrate 51 are arranged by the self-alignment of the elements. Using this kind of magnetic material, the elements arranged on the substrate can be more clearly distinguished and accurately arranged in a predetermined arrangement position by the magnetization dependence of the saturation magnetization of the magnetic material.
[0102]
As described above, the bottom portion of the element can have various sizes and shapes, the n-side electrode formed on the back surface of the element can be a magnetic electrode, or the substrate side corresponding to the bottom portion or n-side electrode of the element can be formed. By forming a recess that fits into the bottom of the element, or forming a magnetic film on the bottom or side of the recess, and combining them, various sizes, shapes, and magnetic films can be used. The element can be self-aligned to a desired arrangement position on the substrate reliably and accurately by the size and shape of the bottom portion and the recess on the substrate, or the magnetic force of both magnetic bodies. Further, even after the elements are arranged by the magnetic force of the magnetic film formed on the bottom of the element and the concave portion on the substrate, the elements can be arranged with high durability without causing any positional deviation of the elements.
[0103]
In addition, by using a recess on the substrate that fits in the bottom of the element and a magnetic film formed on both sides, the element can be self-aligned and arranged on the substrate, so use more elements than necessary. The elements can be arranged efficiently on the substrate without any increase in production cost. In addition, by using a recess on the substrate that fits on the bottom of the element and a magnetic film formed on both sides, the element can be self-aligned and arranged on the substrate, so that the element is scattered on the substrate. After that, by applying vibration to the substrate, the elements can be easily and efficiently self-aligned to arrange the elements.
[0104]
【The invention's effect】
According to the present invention, by changing the size and shape of the bottom part of the element and the concave part on the substrate fitted to the bottom part of the element, and further forming the magnetic film on both, the element can be reliably and accurately placed on the substrate. Can be self-aligned to the desired location. In addition, by forming a magnetic film on the bottom of the element and the recess on the substrate, the element is arranged with high durability without causing positional deviation of the element even after the element is arranged by the magnetic force of the magnetic film. be able to.
[0105]
Furthermore, since the elements are self-aligned and elements are arranged on the substrate by using the recesses on the substrate that fit into the bottom of the element and the magnetic film formed on both sides, the efficiency is increased without using more elements than necessary. The elements can be well arranged on the substrate, and an increase in production cost can be avoided. In addition, since the elements are self-aligned and the elements are arranged on the substrate by using the recesses on the substrate that fit into the bottom of the element and the magnetic film formed on both sides, the elements are scattered on the substrate. By applying vibration to the substrate, the elements can be arranged in a self-aligned manner easily and efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a process of forming a semiconductor growth layer, a semiconductor growth separation, and an element isolation trench in a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIG. (B) is a process cross-sectional view of semiconductor growth layer isolation, (c) is a process cross-sectional view of element isolation trench formation.
2A and 2B show a step of forming an n-side electrode and a semiconductor element in a method of manufacturing a semiconductor element according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 2D is a process cross-sectional view of forming an n-side electrode, and FIG. It is a perspective view.
FIG. 3 is a perspective view showing a substrate in the first element arrangement method of the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a step of scattering an element having a large bottom in the first element arranging method of the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view showing a step of scattering an element having a large bottom in the first element arranging method of the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing a step of arranging elements having a large bottom in the first element arranging method of the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing a step of scattering an element having a small bottom in the first element arranging method of the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view showing a step of scattering an element having a small bottom in the first element arranging method of the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a perspective view showing a step of arranging elements with small bottoms in the first element arranging method of the embodiment of the present invention.
10A and 10B show elements in the second element arrangement method of the embodiment of the present invention, wherein FIG. 10A is an element having a cylindrical bottom, and FIG. 10B is an element on a rectangular column; c) is an element having a hexagonal columnar bottom.
FIG. 11 is a perspective view showing a substrate in the second element arrangement method of the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a perspective view showing a step of scattering a columnar element at the bottom, an element on a rectangular column, and a hexagonal columnar element at the bottom in the second element arrangement method of the embodiment of the present invention; .
FIG. 13 is a perspective view showing a process of scattering a cylindrical element at the bottom, an element on a rectangular column, and an element having a hexagonal column at the bottom in the second element arrangement method of the embodiment of the present invention; .
FIG. 14 is a perspective view showing a step of arranging a cylindrical element at the bottom, an element on a rectangular column, and an element having a hexagonal column at the bottom in the second element arrangement method of the embodiment of the present invention. .
FIGS. 15A and 15B show elements in the second element arrangement method of the embodiment of the present invention, in which FIG. 15A is a process cross-sectional view of forming an n-side electrode of the element, and FIG. 15B is a perspective view of the element;
FIG. 16 is a perspective view showing a substrate in the third element arrangement method of the embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a perspective view showing a step of scattering the elements of the magnetic electrode in the third element arranging method of the embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a perspective view showing a step of scattering the elements of the magnetic electrode in the third element arranging method of the embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a perspective view showing a step of arranging the elements of the magnetic electrode in the third element arranging method of the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
11 Growth substrate
12 Underground growth layer
12a Undoped base growth layer
12b Doped base growth layer
13 Growth inhibition film
14 First conductive layer
15 Active layer
16 Second conductive layer
17 p-side electrode
18 Release layer
19 Adhesive layer
20 Temporary holding substrate
21 Mask
22 Element isolation groove
23, 43A, 43a, 53a, 53b, 53cn n-side electrode
31, 41, 51 Substrate
32 Magnetic body recess
32a, substrate side magnetic body
34 Elements of magnetic electrodes
34a n-side magnetic material electrode
42A Concave on the large side
42a Small side recess
44A Bottom-size element
44a Small element at the bottom
52a Circular recess
52b Rectangular recess
52c Hexagonal recess
54a Bottom cylindrical element
54b Element with bottom rectangular column
54c Bottom hexagonal element

Claims

In an element arrangement method for arranging elements on a substrate,
Forming a plurality of the elements having different bottom shapes;
Forming a recess that fits into the bottom of the element on the substrate;
It said elements are arranged to simultaneously scatter the element on the substrate,
An element arranging method , wherein a first magnetic film is formed on the recess, and one electrode of the element is formed of a second magnetic film .

2. The element arranging method according to claim 1, wherein the element is formed using a nitride compound semiconductor.

The element is
Forming a crystal layer on the main surface of the substrate on the substrate, and forming a first conductive layer, an active layer, and a second conductive layer extending in a plane parallel to the main surface in the crystal layer; Become
Alternatively, a crystal layer having an inclined crystal plane inclined with respect to the main surface of the substrate is formed on the substrate, and the first conductive layer, the active layer, and the second extending in a plane parallel to the inclined crystal plane 2. The element arranging method according to claim 1, wherein a conductive layer is formed on the crystal layer.

The element is
Forming a semiconductor growth layer on a growth substrate having optical transparency;
Separating the semiconductor growth layer from the growth substrate by ablation with laser light irradiated from the back side of the growth substrate;
2. The element arranging method according to claim 1, wherein the element is formed separately from the back surface of the semiconductor growth layer for each element.

The element is an element selected from a light emitting element, a liquid crystal control element, a photoelectric conversion element, a piezoelectric element, a thin film transistor element, a thin film diode element, a resistance element, a switching element, a minute magnetic element, and a minute optical element, or a portion thereof. The element arranging method according to claim 1.

2. The element arranging method according to claim 1, wherein the recess is fitted to the one electrode.

2. The element arranging method according to claim 1, wherein the first magnetic film and the second magnetic film are different magnetic films.

The element arranging method according to claim 1, wherein the first magnetic film and the second magnetic film are formed using iron, nickel, or a combination thereof.

2. The element arrangement method according to claim 1, wherein the elements are scattered on the substrate in a liquid, an atmosphere, or a vacuum.

The element arranging method according to claim 1, wherein after the elements are scattered on the substrate, a physical external force is applied to the substrate.

11. The element arranging method according to claim 10, wherein the physical external force is vibration.

2. The element arranging method according to claim 1, wherein the first magnetic film and the second magnetic film are a soft magnetic film or a hard magnetic film.

A substrate,
A plurality of recesses having different shapes formed on the substrate;
A first magnetic film formed on the recess;
A plurality of light emitting elements that are disposed on the first magnetic film and fit into the recess, and having different bottom shapes;
One electrode of the light emitting element is made of a second magnetic film.
A display device characterized by that.

The display device according to claim 13, wherein the first magnetic film and the second magnetic film are different magnetic films.

The display device according to claim 13, wherein the first magnetic film and the second magnetic film are formed using iron, nickel, or a combination thereof.

14. The display device according to claim 13, wherein the first magnetic film and the second magnetic film are a soft magnetic film or a hard magnetic film.