攻克Micro LED巨量檢測難題 海目星攜手福州大學(xué)引領(lǐng)半導(dǎo)體顯示向前發(fā)展

    近日，海目星攜手福州大學(xué)成功研制出國內(nèi)首款晶圓級Micro LED芯片非接觸電致發(fā)光檢測工程樣機(jī)FED-NCEL，有效解決Micro LED行業(yè)共性檢測技術(shù)問題，填補(bǔ)了行業(yè)關(guān)鍵領(lǐng)域空白，引領(lǐng)我國高速高精半導(dǎo)體顯示行業(yè)邁向高質(zhì)量發(fā)展新階段。

01

Micro LED 巨量檢測 亟需迭代升級

    作為繼OLED后新一代主流顯示技術(shù)，Micro LED憑借高亮度、高對比度、長壽命、低功耗、高分辨率等優(yōu)勢，被視為AR/VR、柔性穿戴、手機(jī)屏等高端應(yīng)用領(lǐng)域的終極解決方案。

    然而，Micro LED產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的核心環(huán)節(jié)之一——Micro LED晶圓檢測，目前已無法滿足產(chǎn)業(yè)鏈高精、高效、無損的需求，檢測方式亟需升級迭代。

    當(dāng)前，Micro LED晶圓檢測技術(shù)可分為三類：探針式電致發(fā)光檢測（EL）、AOI外觀缺陷檢測、光致發(fā)光檢測（PL）。

    ◆ 探針式電致發(fā)光檢測（EL）檢測準(zhǔn)確度高，但效率極低，還會(huì)對芯片造成一定程度的損傷，幾乎不具備全檢可能性。

    ◆ AOI外觀缺陷檢測，只能對外觀缺陷進(jìn)行檢測，無法對芯片表面以下的發(fā)光層、正極、負(fù)極等進(jìn)行檢測，可識別缺陷類型有限。

    ◆ 光致發(fā)光檢測（PL）使用短波長激發(fā)LED的發(fā)光層產(chǎn)生發(fā)光圖像，具有非接觸式、速度快等優(yōu)點(diǎn)。但只能對發(fā)光層缺陷進(jìn)行檢測，無法對芯片的正負(fù)電極進(jìn)行驅(qū)動(dòng)測試，檢測準(zhǔn)確率無法滿足高良率的生產(chǎn)需求。

    當(dāng)下，針對Micro LED晶圓級生產(chǎn)工藝進(jìn)行高效精準(zhǔn)的全檢已成為桎梏行業(yè)量產(chǎn)的技術(shù)難題之一。

02

攻克 Micro LED 巨量檢測難題

    面對Micro LED巨量檢測諸多行業(yè)痛點(diǎn)，2015年開始，福州大學(xué)吳朝興教授團(tuán)隊(duì)開展LED非接觸電致發(fā)光原理研究，隨后提出Micro LED芯片的無接觸電致發(fā)光檢測方案，即在外部檢測電極與Micro LED芯片之間不接觸的情況下實(shí)現(xiàn)LED芯片的電致發(fā)光。在該模式中，外部電極不是為LED注入載流子，而是用于形成垂直于LED多量子阱層的電場，從而 “隔空”點(diǎn)亮LED芯片。

    這種檢測方法既避免了傳統(tǒng)檢測方法在檢測過程中對Micro LED芯片造成的物理性損壞，又避免了光致發(fā)光檢測造成的芯片良品率“虛高”的現(xiàn)象。除此之外，還能避免自動(dòng)光學(xué)檢測在檢測過程中將表面形貌完好但無法發(fā)光的Micro LED芯片誤判為正常芯片的情況。

    2024年，海目星攜手福州大學(xué)吳朝興教授團(tuán)隊(duì)，開展復(fù)雜電磁環(huán)境中的“機(jī)械-電氣-發(fā)光-采集”功能模組的設(shè)計(jì)與整合，以及控制與光電采集信號的同步，成功研制晶圓級Micro LED芯片的非接觸電致發(fā)光檢測工程樣機(jī)FED-NCEL，突破產(chǎn)業(yè)化“最后一公里”。

    基于該樣機(jī)的研發(fā)成果，可對紅、綠、藍(lán)Micro LED外延片、晶圓（COW）以及轉(zhuǎn)移到臨時(shí)載板的芯片（COC）進(jìn)行無接觸電致發(fā)光檢測。

    樣機(jī)高精度、高穩(wěn)定性、高效率的技術(shù)特點(diǎn)，極大提升了工藝良率水平，降低制造成本，為我國Micro LED產(chǎn)業(yè)提供了本土化的解決方案，以高質(zhì)量創(chuàng)新助推行業(yè)躍進(jìn)。

    ■ 檢測實(shí)例：

    01 紅光COC氮化鎵Micro LED芯片檢測

    02  紅、綠、藍(lán)COW氮化鎵Micro LED芯片檢測

    由圖可見，晶圓級Micro LED芯片的非接觸電致發(fā)光檢測不受芯片位置影響，可以較好地隔空點(diǎn)亮芯片。

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    聚勢謀遠(yuǎn) 構(gòu)筑半導(dǎo)體顯示技術(shù)優(yōu)勢

    攻克巨量檢測絕非單一技術(shù)突破，更是一場圍繞半導(dǎo)體高端制造的生態(tài)級創(chuàng)新，也是海目星構(gòu)建覆蓋“光-機(jī)-電-算”的全棧技術(shù)壁壘的關(guān)鍵一環(huán)。

    Micro LED作為下一代顯示的核心技術(shù)方向，其技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展將重構(gòu)顯示產(chǎn)業(yè)競爭格局，強(qiáng)化中國技術(shù)話語權(quán)。海目星身為新型顯示產(chǎn)業(yè)鏈上的領(lǐng)先企業(yè)，憑借卓越的實(shí)力和前瞻性的戰(zhàn)略眼光，不斷在全球賽道中搶占技術(shù)高地，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

    2024年7月，海目星與福州大學(xué)合資成立深圳海納半導(dǎo)體裝備有限公司，聚焦各類新型顯示及第三代半導(dǎo)體檢量測設(shè)備，為提升行業(yè)良率提供高速高精的解決方案，為業(yè)內(nèi)客戶降本增效與規(guī)模化生產(chǎn)提供強(qiáng)大技術(shù)支撐。

    今年4月，海目星與閩都創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室正式成立“半導(dǎo)體檢量測裝備研發(fā)中心”。閩都創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室是首批四家福建省創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室之一，在光電信息領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化領(lǐng)域有獨(dú)特優(yōu)勢。雙方的合作將進(jìn)一步深化產(chǎn)學(xué)研融合，賦能半導(dǎo)體顯示產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。

▲海目星、閩都創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室成立研發(fā)中心

    海目星通過底層核心技術(shù)突破，撬動(dòng)顯示革命與半導(dǎo)體升級的雙重浪潮，為全球科技產(chǎn)業(yè)注入中國創(chuàng)新動(dòng)能。未來，海目星還將繼續(xù)秉持創(chuàng)新精神，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)橫向拓展與縱向延伸，加速國產(chǎn)半導(dǎo)體顯示高端裝備自主化進(jìn)程。