厦门大学团队发表Mini-LEDs非接触检测新技术

近日，厦门大学科研团队在微型LED非接触检测技术研究方向取得重要进展，在国际顶级期刊 IEEE Transactions on Industrial Electronics上发表题为 A Noncontact Photoelectric Joint Detection Method for Mini-LEDs based on the Photovoltaic Effect 的研究论文。该论文第一作者为厦门大学电子科学与技术学院电子科学系博士生钟晨明和助理教授郭伟杰，通讯作者为厦门大学电子科学与技术学院的陈忠教授和吕毅军教授。

研究背景

微型LED作为新一代的显示技术，将LED结构进行微小化而来，继承了LED的特点，具备低功耗、高亮度、超高分辨率与色彩饱和度、反应速度快等优点。微型LED未来将扩展到可穿戴/可植入器件、AR/VR/MR等多个领域。为了提升并确保LED显示器的良率以及成本控制，芯片检测是制程中不可或缺的关键步骤。微型LED芯片的传统检测方法采用探针接触，但当芯片尺寸小于30微米时，电极尺寸仅有几微米大小，探针检测方法难以满足要求且存在诸多问题，如探针接触易损坏LED芯片，检测速度缓慢，不支持批量检测。

研究内容

该研究工作提出了一种基于光生伏特效应和电磁耦合理论的非接触方法来测量Mini-LED的光电特性，其中包括I-V特性、反向饱和电流和增强KGD检测。开发并搭建一体化非接触检测Mini-LED光电特性的测试系统。系统采用405 nm激光器激发Mini-LED产生光生电流，通过正交微型线圈获取感应信号，并送入数字锁相放大器进行信号提取，然后实现目标参数的测量。所提方法可以有效地解决由于键合线断裂或芯片虚焊而导致的KGD检测失效等问题，具有在大规模微型LED生产中应用部署的潜力。

图1 测试系统框图（插图为待测芯片示意图）

图2 (a) 样品1-5的VT-P曲线；(b) 样品1-5的 IT-P 曲线；(c) 样品1-5的PL谱以及(d)样品1、3、4、5的反向饱和电流。

近年来，厦门大学半导体照明与显示实验室依托国家集成电路产教融合创新平台、福建省LED照明与显示行业技术开发基地、福建省半导体照明工程技术研究中心、福建省光电照明与显示企业服务型制造公共服务平台等科研平台；在微型LED器件特性综合表征方法研究及应用领域，取得了一系列研究成果；与三安光电、乾照光电、晶能光电、友达光电、信达光电、开发晶、特仪科技、致晶科技等相关企业开展了卓有成效的产学合作。该研究工作得到了国家自然基金、福建省自然科学基金、福建省技术创新重点攻关及产业化项目、厦门市科技重大专项、深圳市自然科学基金等经费资助。

论文链接：

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

（来源：厦门大学半导体照明与显示实验室）