数字源表助力miniled光电性能测试

• 概述
  LED在光电子领域中是一种能将电能转化为光能的半导体二极管，包括砷化镓LED(红光)、磷化镓LED(绿光)、氮化镓LED(蓝光)等。Mini       LED，则是指尺寸为50-200微米的LED芯片(参照《Mini LED商用显示屏通用技术规范》的定义)，介于小间距LED和Micro       LED之间。作为LED技术的一种，Mini LED能够大幅度提升LCD面板性能，具有高分辨率、高亮度、高对比度的特点。
     
                    图1 普通LED与Mini LED                                        图2       不同类型LED特点
  从应用场景来看， Mini LED主要分为直显和背光两种方式。
  Mini LED 直显：采用 RGB 三色的 LED 模组，实现 RGB 三原色无缺失的显示效果。设计理念是将 MiniLED          芯片直接作为显示像素点， 以此提供成像的基本单位，从而实现图像显示。Mini       LED直显产品目前主要应用于办公会议显示，室内商业显示等尺寸超过百寸的屏幕市场。
  
  

        

图3 Mini LED直显示意图                      图4  TCL 142寸 Mini LED直显应用

Mini LED 背光：可以看做是传统LCD屏幕的升级版，采用 Mini LED    作为背光模组来搭配液晶显示，进行精细分区，并结合区域调光技术、量子点技术等，提升 LCD 屏幕显示画质。采用Mini   LED背光模组+LCD，是目前各大面板厂商产品的主流方案。Mini LED背光产品主要有高端显示器、 4K/8K    大尺寸电视、平板等。

  

图5 MiniLED背光工作原理示意图

利用数字源表进行Mini  LED光电特性测试
实施Mini  LED光电特性参数分析的最佳工具之一是数字源表（SMU）。数字源表作为**的恒压源或恒流源，输出恒压或恒流、还可以当作表，进行电压或者电流测量；支持Trig触发，可实现与光谱仪，探针台，分选机等第三方设备联动工作。
目前，光电性能检测是通过Mini  LED点测机实现的，用于测量晶圆上每一颗芯片。点测机的主要结构单元包括探针台，电性能测试单元，光性能测试单元，以及上位机控制系统等。该工序根据实际情况，位于晶圆划片前，或者后工序。设备基本构成主要包括探针台，电子显微镜，SMU，ESD，工控机，积分球，光谱仪等。其中，SMU的作用是对芯片进行IV特性测试，同时在光学测试中，对芯片进行供电。

常用的电性能测试项目包括，VF1,VF2,IR,VZ,VFD,DVF等。
⑴ VF（正向电压）测试， FIMV： 一般会测两个点， 第一个点VF1为 LED刚点亮时电压， 第二个点VF2为LED 正常工作时的电压；
⑵  VZ（反向击穿电压）测试， FIMV：一定反向电流时，器件两端的电压;
⑶  IR（反向泄露电流）测试， FVMI： 一定反向电压时，  流过器件的电流；
⑸  DVF 测试，材料热缩效应测试， FIMV：  对LED施加两次不同的电流，并计算不同条件下的电压差；
⑹  VFD 测试，正向电压暂态峰值电压测试， FIMV：  对LED施加一定的正向电流，同时采集电压变化， 尖峰电压与正常电压的差值即为VFD；