微型LED是下一代高端顯示技術(shù)的核心元件，搭載微型LED的晶圓必須達(dá)到100%的良率，否則將會給終端產(chǎn)品造成巨大的修復(fù)成本。然而，業(yè)界卻一直沒有找到晶圓接觸式無損檢測的好方法。近日，我國科研人員用“以柔克剛”的方式填補(bǔ)了這一技術(shù)空白。

傳統(tǒng)的晶圓良率檢測方法有的如“鐵筆刻玉”，會造成晶圓表面不可逆的物理損傷；有的則只能“觀其大概”，存在較高的漏檢率和錯檢率。良率無損檢測的技術(shù)空白嚴(yán)重阻礙了大面積顯示屏、柔性顯示屏等微型LED終端產(chǎn)品的量產(chǎn)。

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)與工程系黃顯教授團(tuán)隊(duì)打破了微型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13日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然-電子學(xué)》刊發(fā)。

圖為柔性探針接觸LED晶圓后，點(diǎn)亮其中的一個LED發(fā)出藍(lán)色光。（受訪者供圖）

研究團(tuán)隊(duì)首次提出了一種基于柔性電子技術(shù)的檢測方法，該方法構(gòu)建的三維結(jié)構(gòu)柔性探針陣列，憑借其“以柔克剛”的特性能對測量對象表面形貌進(jìn)行自適應(yīng)形變，并以0.9兆帕的“呼吸級壓力”輕觸晶圓表面。

“該技術(shù)的探針接觸壓力僅為傳統(tǒng)剛性探針的萬分之一，不但不會造成晶圓表面磨損，也降低了探針本身的磨損，探針在100萬次接觸測量后，依然‘容顏如初’。”黃顯說。

此外，團(tuán)隊(duì)還研發(fā)了與三維柔性探針相匹配的測量系統(tǒng)。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關(guān)鍵工具。

圖為測試系統(tǒng)中的柔性探針，當(dāng)探針接觸LED晶圓后點(diǎn)亮其中的一個LED發(fā)出藍(lán)色光，通過同軸光路可觀察光強(qiáng)和波長信息。（受訪者供圖）

“我們實(shí)現(xiàn)了從零到一的突破，填補(bǔ)了微型LED電致發(fā)光檢測的技術(shù)空白，也為其他復(fù)雜晶圓檢測提供了革命性技術(shù)方案，隨著探針陣列規(guī)模與檢測通道的持續(xù)拓展，未來或?qū)⒃诰A級集成檢測、生物光子學(xué)等領(lǐng)域產(chǎn)生更廣泛影響?！秉S顯說。

據(jù)悉，目前該技術(shù)已在天開高教科創(chuàng)園開啟產(chǎn)品化進(jìn)程，未來將為國內(nèi)微型LED產(chǎn)業(yè)提供批量化、無損、低成本的檢測解決方案，進(jìn)一步拓展柔性電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。