近日，廈門大學科研團隊在微型LED非接觸檢測技術研究方向取得重要進展，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電子科學與技術學院電子科學系博士生鐘晨明和助理教授郭偉杰，通訊作者為廈門大學電子科學與技術學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，將LED結構進行微小化而來，繼承了LED的特點，具備低功耗、高亮度、超高分辨率與色彩飽和度、反應速度快等優(yōu)點。微型LED未來將擴展到可穿戴/可植入器件、AR/VR/MR等多個領域。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鍵步驟。微型LED芯片的傳統(tǒng)檢測方法采用探針接觸，但當芯片尺寸小于30微米時，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。

研究內容

該研究工作提出了一種基于光生伏特效應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產生光生電流，通過正交微型線圈獲取感應信號，并送入數字鎖相放大器進行信號提取，然后實現目標參數的測量。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致的KGD檢測失效等問題，具有在大規(guī)模微型LED生產中應用部署的潛力。

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，廈門大學半導體照明與顯示實驗室依托國家集成電路產教融合創(chuàng)新平臺、福建省LED照明與顯示行業(yè)技術開發(fā)基地、福建省半導體照明工程技術研究中心、福建省光電照明與顯示企業(yè)服務型制造公共服務平臺等科研平臺；在微型LED器件特性綜合表征方法研究及應用領域，取得了一系列研究成果；與三安光電、乾照光電、晶能光電、友達光電、信達光電、開發(fā)晶、特儀科技、致晶科技等相關企業(yè)開展了卓有成效的產學合作。該研究工作得到了國家自然基金、福建省自然科學基金、福建省技術創(chuàng)新重點攻關及產業(yè)化項目、廈門市科技重大專項、深圳市自然科學基金等經費資助。

論文鏈接：

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

（來源：廈門大學半導體照明與顯示實驗室）