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圖為(wei)測試(shi)系(xi)統中(zhong)的(de)柔(rou)性探針，當(dang)探針接觸(chu)LED晶圓(yuan)后點亮其(qi)中(zhong)的(de)一個LED發(fa)出藍色(se)光，通過同軸光路可觀察(cha)光強和(he)波長(chang)信(xin)息。

研究團隊首次(ci)提出了一種基于柔(rou)性(xing)電子技(ji)術的(de)(de)(de)巨量LED晶圓的(de)(de)(de)無損接觸(chu)式電致發光檢測方法(fa)，該方法(fa)構建了包含彈性(xing)微柱陣(zhen)列(lie)和可延展柔(rou)性(xing)電極(ji)陣(zhen)列(lie)堆(dui)疊的(de)(de)(de)三(san)維結構柔(rou)性(xing)探(tan)(tan)針陣(zhen)列(lie)。該陣(zhen)列(lie)憑(ping)借其“以柔(rou)克剛”的(de)(de)(de)特性(xing)對(dui)測量對(dui)象的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)形貌(mao)進(jin)行(xing)自適(shi)應(ying)形變，精確適(shi)應(ying)晶圓表(biao)面(mian)1-5微米的(de)(de)(de)高度(du)差(cha)，并以0.9兆(zhao)帕的(de)(de)(de)“呼吸(xi)級壓(ya)力”輕觸(chu)晶圓表(biao)面(mian)，僅(jin)為傳(chuan)統剛性(xing)探(tan)(tan)針接觸(chu)壓(ya)力的(de)(de)(de)萬(wan)分之一，遠(yuan)低于金屬焊盤的(de)(de)(de)屈服強度(du)。

“該技術的(de)(de)(de)探(tan)針(zhen)接(jie)觸壓(ya)力僅為(wei)傳統(tong)剛性探(tan)針(zhen)的(de)(de)(de)萬分之(zhi)一，不但(dan)不會造(zao)成晶圓(yuan)表(biao)面磨(mo)損，也(ye)降低了(le)探(tan)針(zhen)本身的(de)(de)(de)磨(mo)損，探(tan)針(zhen)在(zai)(zai)100萬次接(jie)觸測(ce)量(liang)后，依(yi)然(ran)‘容顏(yan)如初’。”黃顯說(shuo)。技術的(de)(de)(de)核(he)心在(zai)(zai)于與被測(ce)對象尺寸高度(du)(du)一致(zhi)嚴格對應(ying)(ying)的(de)(de)(de)柔(rou)性可(ke)延展電極(ji)陣(zhen)列及下方(fang)的(de)(de)(de)柔(rou)性聚二甲基(ji)硅(gui)氧(yang)烷-二氧(yang)化硅(gui)（PDMS-SiO?）復合微(wei)柱，構(gou)成了(le)三維(wei)多級減壓(ya)幾何結構(gou)。研究表(biao)明，即便在(zai)(zai)100微(wei)米極(ji)限(xian)形(xing)變下，探(tan)針(zhen)結構(gou)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)力始終遠低于材料“抗(kang)壓(ya)紅(hong)線”。此(ci)外(wai)，研究還針(zhen)對不同固化溫度(du)(du)及填料比例進行應(ying)(ying)力與收縮率建模(mo)，確(que)保(bao)探(tan)針(zhen)在(zai)(zai)微(wei)尺度(du)(du)制(zhi)造(zao)中(zhong)的(de)(de)(de)高一致(zhi)性和高精度(du)(du)匹配(pei)。

此外，團隊自研了(le)與三(san)維(wei)柔性(xing)(xing)探(tan)針(zhen)(zhen)(zhen)相(xiang)匹配(pei)的(de)(de)(de)(de)測(ce)量(liang)系統(tong)(tong)。該(gai)系統(tong)(tong)具有球形探(tan)針(zhen)(zhen)(zhen)調平裝置，能夠確保探(tan)針(zhen)(zhen)(zhen)與LED晶(jing)圓(yuan)處于平行狀態(tai)，其(qi)底部觀察系統(tong)(tong)通過同(tong)軸(zhou)光路和(he)分(fen)光棱鏡實(shi)時觀察晶(jing)圓(yuan)點亮(liang)的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)并開展(zhan)波長分(fen)布測(ce)量(liang)，同(tong)時該(gai)測(ce)量(liang)系統(tong)(tong)還可以進行高速(su)電學(xue)測(ce)量(liang)以及(ji)探(tan)針(zhen)(zhen)(zhen)下壓的(de)(de)(de)(de)壓力測(ce)量(liang)，確保獲得豐富的(de)(de)(de)(de)LED晶(jing)圓(yuan)電學(xue)和(he)光學(xue)信息。通過探(tan)針(zhen)(zhen)(zhen)和(he)檢測(ce)系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)協(xie)同(tong)工(gong)作，為微型LED產(chan)品的(de)(de)(de)(de)高效工(gong)藝控制(zhi)和(he)良品篩(shai)選提供了(le)關鍵(jian)工(gong)具。在文(wen)章中，該(gai)團隊還展(zhan)示了(le)針(zhen)(zhen)(zhen)對(dui)10×30平方(fang)微米的(de)(de)(de)(de)更小尺度的(de)(de)(de)(de)LED晶(jing)圓(yuan)的(de)(de)(de)(de)100×100陣列柔性(xing)(xing)探(tan)頭，為后續開展(zhan)更高速(su)度的(de)(de)(de)(de)晶(jing)圓(yuan)檢測(ce)奠定了(le)基礎。

本(ben)研究在柔(rou)性電子與半導體測試(shi)領域(yu)取得(de)了關鍵突(tu)破，打破了微(wei)型LED大規模(mo)電致發光(guang)檢(jian)測的技(ji)術瓶頸，首創微(wei)型LED晶圓高(gao)通量、無損檢(jian)測技(ji)術，實現了微(wei)型LED電致發光(guang)檢(jian)測技(ji)術從零到一的突(tu)破，為其他復雜晶圓如(ru)CPU、FPGA檢(jian)測提供(gong)了革命(ming)性技(ji)術方案。

該技(ji)術(shu)已在(zai)天開園核心區成(cheng)立的萬柔科(ke)技(ji)和孚萊感(gan)知半導體(ti)公司開啟產(chan)(chan)品化進程，未來將為國(guo)內(nei)微型(xing)LED產(chan)(chan)業提供(gong)批量(liang)化、無損、低成(cheng)本的檢測解決(jue)方案，推(tui)動我國(guo)自(zi)主知識(shi)產(chan)(chan)權的原創(chuang)性先進檢測裝備(bei)達到世界(jie)領(ling)先水平，進一步拓展了柔性電(dian)子(zi)技(ji)術(shu)的應(ying)用領(ling)域。該項技(ji)術(shu)也為面向AR/VR等(deng)應(ying)用場景的高良率面板制程奠定了基礎，隨(sui)著探針陣(zhen)列規模與檢測通道的持續拓展，未來或(huo)將在(zai)晶(jing)圓級(ji)集成(cheng)檢測、生(sheng)物光子(zi)學等(deng)領(ling)域產(chan)(chan)生(sheng)更廣泛影(ying)響。