我国科研人员“以柔克刚”填补微型LED晶圆无损测试技术空白

  新华社天津6月13日电（记者张建新、栗雅婷）微型LED是下一代高端显示技术的核心元件，搭载微型LED的晶圆必须达到100%的良率，否则将会给终端产品造成巨大的修复成本。然而，业界却一直没有找到晶圆接触式无损检测的好方法。近日，我国科研人员用“以柔克刚”的方式填补了这一技术空白。

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  传统的晶圆良率检测方法有的如“铁笔刻玉”，会造成晶圆表面不可逆的物理损伤；有的则只能“观其大概”，存在较高的漏检率和错检率。良率无损检测的技术空白严重阻碍了大面积显示屏、柔性显示屏等微型LED终端产品的量产。

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  近日，天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室、精仪学院感知科学与工程系黄显教授团队打破了微型LED晶圆测试瓶颈，实现了微型LED晶圆高通量无损测试，研究成果于13日在国际学术期刊《自然-电子学》刊发。

  图为柔性探针接触LED晶圆后，点亮其中的一个LED发出蓝色光。（受访者供图）

  研究团队首次提出了一种基于柔性电子技术的检测方法，该方法构建的三维结构柔性探针阵列，凭借其“以柔克刚”的特性能对测量对象表面形貌进行自适应形变，并以0.9兆帕的“呼吸级压力”轻触晶圆表面。

  “该技术的探针接触压力仅为传统刚性探针的万分之一，不但不会造成晶圆表面磨损，也降低了探针本身的磨损，探针在100万次接触测量后，依然‘容颜如初’。”黄显说。

  此外，团队还研发了与三维柔性探针相匹配的测量系统。通过探针和检测系统的协同工作，为微型LED产品的高效工艺控制和良品筛选提供关键工具。

  图为测试系统中的柔性探针，当探针接触LED晶圆后点亮其中的一个LED发出蓝色光，通过同轴光路可观察光强和波长信息。（受访者供图）

  “我们实现了从零到一的突破，填补了微型LED电致发光检测的技术空白，也为其他复杂晶圆检测提供了革命性技术方案，随着探针阵列规模与检测通道的持续拓展，未来或将在晶圆级集成检测、生物光子学等领域产生更广泛影响。”黄显说。

  据悉，目前该技术已在天开高教科创园开启产品化进程，未来将为国内微型LED产业提供批量化、无损、低成本的检测解决方案，进一步拓展柔性电子技术的应用领域。