近日，天津大學(xué)精密測試技術(shù)及儀器全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、精儀學(xué)院感知科學(xué)與工程系黃顯團(tuán)隊(duì)打破微型LED晶圓測試瓶頸，實(shí)現(xiàn)了微型LED晶圓高通量無損測試，研究成果于6月13日在電氣領(lǐng)域期刊《自然-電子學(xué)》刊發(fā)。
據(jù)介紹，微型LED被廣泛認(rèn)為是下一代高端顯示技術(shù)的核心元件，然而，其高密度、微米級的結(jié)構(gòu)特征，對搭載微型LED的晶圓載體制造良率帶來了嚴(yán)苛挑戰(zhàn)，若無法保障最終產(chǎn)品的100%良率，將會(huì)給終端產(chǎn)品造成十分巨大的修復(fù)成本，由此，對微型LED晶圓的測試格外重要。
然而，傳統(tǒng)剛性測試探針如“鐵筆刻玉”，一旦與晶圓接觸，將會(huì)造成晶圓表面不可逆的物理損傷；常用的視覺表面缺陷測量和光致發(fā)光檢測方法又只能“觀其大概”，存在較高的漏檢率和錯(cuò)檢率。因此，如何實(shí)現(xiàn)微型LED晶圓從生產(chǎn)到終端集成的全過程良率檢測，一直是困擾業(yè)界的難題，也阻礙了基于微型LED的終端產(chǎn)品如大面積顯示屏、柔性顯示屏的量產(chǎn)。
對此，研究團(tuán)隊(duì)首次提出了一種基于柔性電子技術(shù)的巨量LED晶圓的無損接觸式電致發(fā)光檢測方法，該方法構(gòu)建了包含彈性微柱陣列和可延展柔性電極陣列堆疊的三維結(jié)構(gòu)柔性探針陣列。該陣列憑借其“以柔克剛”的特性對測量對象的表面形貌進(jìn)行自適應(yīng)形變，精確適應(yīng)晶圓表面1-5微米的高度差，并以0.9兆帕的“呼吸級壓力”輕觸晶圓表面，僅為傳統(tǒng)剛性探針接觸壓力的萬分之一，遠(yuǎn)低于金屬焊盤的屈服強(qiáng)度。
該技術(shù)不但不會(huì)造成晶圓表面的磨損，也降低了探針本身的磨損，使得探針在100萬次接觸測量后，依然“容顏如初”，顯著高于傳統(tǒng)剛性探針約10萬次接觸測量的使用壽命。研究表明，即便在100微米極限形變下，探針結(jié)構(gòu)的應(yīng)力始終遠(yuǎn)低于材料“抗壓紅線”。
此外，研究還針對不同固化溫度及填料比例進(jìn)行應(yīng)力與收縮率建模，確保探針在微尺度制造中的高一致性和高精度匹配。
此外，團(tuán)隊(duì)自研了與三維柔性探針相匹配的測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有球形探針調(diào)平裝置，能夠確保探針與LED晶圓處于平行狀態(tài)，其底部觀察系統(tǒng)通過同軸光路和分光棱鏡實(shí)時(shí)觀察晶圓點(diǎn)亮的情況并開展波長分布測量。同時(shí)，該測量系統(tǒng)還可以進(jìn)行高速電學(xué)測量以及探針下壓的壓力測量，確保獲得豐富的LED晶圓電學(xué)和光學(xué)信息。通過探針和檢測系統(tǒng)的協(xié)同工作，為微型LED產(chǎn)品的高效工藝控制和良品篩選提供了關(guān)鍵工具。
據(jù)悉，本研究在柔性電子與半導(dǎo)體測試領(lǐng)域取得了關(guān)鍵突破，打破了微型LED大規(guī)模電致發(fā)光檢測的技術(shù)瓶頸，首創(chuàng)微型LED晶圓高通量、無損檢測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了微型LED電致發(fā)光檢測技術(shù)從零到一的突破，為其他復(fù)雜晶圓如CPU、FPGA檢測提供了革命性技術(shù)方案。
相關(guān)論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41928-025-01396-0
本文鏈接：http://www.enbeike.cn/news-8-5355-0.html天大新成果填補(bǔ)微型LED晶圓無損測試技術(shù)空白
聲明：本網(wǎng)頁內(nèi)容由互聯(lián)網(wǎng)博主自發(fā)貢獻(xiàn)，不代表本站觀點(diǎn)，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任。天上不會(huì)到餡餅，請大家謹(jǐn)防詐騙！若有侵權(quán)等問題請及時(shí)與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將在第一時(shí)間刪除處理。
點(diǎn)擊右上角
微信好友
朋友圈
點(diǎn)擊瀏覽器下方“
”分享微信好友Safari瀏覽器請點(diǎn)擊“
”按鈕
點(diǎn)擊右上角
QQ
點(diǎn)擊瀏覽器下方“”分享QQ好友Safari瀏覽器請點(diǎn)擊“”按鈕
