近日，廈門大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在微型LED非接觸檢測技術(shù)研究方向取得重要進(jìn)展，在國際頂級期刊 IEEE Transactions on Industrial Electronics上發(fā)表題為 A Noncontact Photoelectric Joint Detection Method for Mini-LEDs based on the Photovoltaic Effect 的研究論文。該論文第一作者為廈門大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院電子科學(xué)系博士生鐘晨明和助理教授郭偉杰，通訊作者為廈門大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的陳忠教授和呂毅軍教授。

研究背景

微型LED作為新一代的顯示技術(shù)，將LED結(jié)構(gòu)進(jìn)行微小化而來，繼承了LED的特點(diǎn)，具備低功耗、高亮度、超高分辨率與色彩飽和度、反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。微型LED未來將擴(kuò)展到可穿戴/可植入器件、AR/VR/MR等多個(gè)領(lǐng)域。為了提升并確保LED顯示器的良率以及成本控制，芯片檢測是制程中不可或缺的關(guān)鍵步驟。微型LED芯片的傳統(tǒng)檢測方法采用探針接觸，但當(dāng)芯片尺寸小于30微米時(shí)，電極尺寸僅有幾微米大小，探針檢測方法難以滿足要求且存在諸多問題，如探針接觸易損壞LED芯片，檢測速度緩慢，不支持批量檢測。

研究內(nèi)容

該研究工作提出了一種基于光生伏特效應(yīng)和電磁耦合理論的非接觸方法來測量Mini-LED的光電特性，其中包括I-V特性、反向飽和電流和增強(qiáng)KGD檢測。開發(fā)并搭建一體化非接觸檢測Mini-LED光電特性的測試系統(tǒng)。系統(tǒng)采用405 nm激光器激發(fā)Mini-LED產(chǎn)生光生電流，通過正交微型線圈獲取感應(yīng)信號，并送入數(shù)字鎖相放大器進(jìn)行信號提取，然后實(shí)現(xiàn)目標(biāo)參數(shù)的測量。所提方法可以有效地解決由于鍵合線斷裂或芯片虛焊而導(dǎo)致的KGD檢測失效等問題，具有在大規(guī)模微型LED生產(chǎn)中應(yīng)用部署的潛力。

圖1 測試系統(tǒng)框圖（插圖為待測芯片示意圖）

圖2 (a) 樣品1-5的VT-P曲線；(b) 樣品1-5的 IT-P 曲線；(c) 樣品1-5的PL譜以及(d)樣品1、3、4、5的反向飽和電流。

近年來，廈門大學(xué)半導(dǎo)體照明與顯示實(shí)驗(yàn)室依托國家集成電路產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺、福建省LED照明與顯示行業(yè)技術(shù)開發(fā)基地、福建省半導(dǎo)體照明工程技術(shù)研究中心、福建省光電照明與顯示企業(yè)服務(wù)型制造公共服務(wù)平臺等科研平臺；在微型LED器件特性綜合表征方法研究及應(yīng)用領(lǐng)域，取得了一系列研究成果；與三安光電、乾照光電、晶能光電、友達(dá)光電、信達(dá)光電、開發(fā)晶、特儀科技、致晶科技等相關(guān)企業(yè)開展了卓有成效的產(chǎn)學(xué)合作。該研究工作得到了國家自然基金、福建省自然科學(xué)基金、福建省技術(shù)創(chuàng)新重點(diǎn)攻關(guān)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目、廈門市科技重大專項(xiàng)、深圳市自然科學(xué)基金等經(jīng)費(fèi)資助。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1109/TIE.2023.3270507

（來源：廈門大學(xué)半導(dǎo)體照明與顯示實(shí)驗(yàn)室）