解决方案
SOLUTION
光电测试
1.探针台光电测试解决方案的核心是精准定位与稳定接触,以及高效整合光、电、控系统,实现对光电器件性能的精准、自动化表征。
通过高精度探针台确保探针与器件电极的稳定电学连接,同时保证光学通路(如光纤、镜头)的精准对准;联动光源、光谱仪、示波器等外设,同步采集光信号与电信号,输出器件的光电转换效率、响应速度等核心参数。
(1) LED/激光二极管(LD)测试
核心配置围绕“光输出与电学驱动的联动”,需高精度探针台、脉冲/直流电源、光谱仪、积分球及光功率计。重点测试光电转换效率、光谱分布、阈值电流、光功率-电流-电压(LIV)特性,需精准控制温度以模拟实际工作环境。
(2) 光电探测器(PD)测试
核心是“光信号激励与电响应的同步采集”,配置含探针台、可调波长光源(如激光器、单色仪)、低噪声电流放大器及示波器。侧重测试响应度、量子效率、暗电流、响应速度与光谱响应范围,需屏蔽环境光与电磁干扰。
(3).光伏(PV)器件/太阳电池测试
核心为“模拟太阳光照射与电学性能表征”,需探针台、标准太阳模拟器(AM1.5G光谱)、源表(SMU) 。主要测试开路电压、短路电流、填充因子、转换效率,部分场景需搭配探针阵列实现大面积器件的局部性能Mapping。
光电器件,是利用光-电转换效应制成的各种功能器件,光器件可分为光电芯片、光器件和光模块。光电器件的种类主要有: 光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电池、光电耦合器件,LED(发光二极管)、LD(激光二极管)与光电探测器等。
这些器件广泛应用于激光器、光探测、光传输、光处理、光显示、光存储、光集成、光转换通讯、医疗、测量、信息处理、光学传感等领域。为了保证光电器件的性能和质量,需要对它们进行测试,如光电器件的各种物理、电学、光学、热力学等特性,采用各种手段进行实验检测,从而确保其性能和质量。
2.核心解决的痛点和技术要点:
(1) 光-电同步性差:传统测试中光信号加载与电信号采集不同步,导致器件响应速度、瞬态特性等关键参数无法精准捕捉。
(2) 测试精度不足:探针与电极接触不稳定、光学通路对准偏差,叠加环境光、电磁干扰,造成数据重复性差、误差大。
(3) 测试效率低下:手动更换器件、调整光路与探针,尤其面对晶圆级批量测试时,操作繁琐且耗时,难以满足量产需求。
(4) 场景适配性弱:不同光电器件(如LED、PD)对光源、探测器等外设需求差异大,传统方案难以快速切换与整合。
3.关键技术要点
(1) 高精度协同对准技术:通过光学显微镜、激光干涉仪等实现探针与电极(μm级)、光学通路与器件光敏/发光区的双重精准对准,确保光、电信号有效耦合。
(2) 光-电-控一体化联动技术:采用统一的控制系统,实现光源开关/调节、探针台移动、电源输出、信号采集的毫秒级同步触发,保障瞬态/动态特性测试的准确性。
(3) 低噪声与抗干扰设计:探针台采用屏蔽腔体,搭配低噪声电源、电流放大器等外设,同时通过遮光结构消除环境光影响,降低测试基底噪声。
(4)模块化与自动化集成技术:采用模块化设计,可快速更换光源、探测器等外设适配不同器件;结合晶圆吸附、自动探针卡校准等功能,实现从单颗到整片晶圆的自动化测试。



4.探针台光电测试解决方案总结。
(1) 超高分辨率成像突破:从传统毫米级精度跃升至亚微米甚至纳米级,借助共聚焦显微镜、近场光学显微镜等技术,可清晰捕捉Micro-LED、量子点等微纳器件的光点细节。
(2) 光-电-图同步表征突破:实现光点光学信号(强度、光谱)、电学信号(电压、电流)与微观形貌图像的毫秒级同步采集,解决了“光点在哪、性能如何、为何这样”的联动分析难题。
(3) 动态瞬态捕捉突破:突破传统静态测试局限,通过高速相机与脉冲光源协同,可捕捉到纳秒级的光点瞬态变化,如激光二极管的开关响应、光电探测器的脉冲响应过程。
(4) 大面积快速扫描突破:结合自动化平台与线阵探测技术,将单光点测试效率提升百倍,实现整片晶圆(8-12英寸)的快速光点Mapping,兼顾微观精度与宏观通量。
重要性
(5) 支撑微纳光电器件量产:是Micro-LED巨量转移良率检测、晶圆级光电探测器筛选的“火眼金睛”,没有它无法实现微纳器件的规模化质量管控。
(6) 加速器件失效分析进程:能直接定位“坏点”“弱光点”的物理位置,将失效分析从“整片排查”缩短至“单点锁定”,大幅降低研发与生产成本。
(7) 推动新型光电器件创新:为量子通信、光电芯片等前沿领域的新型器件(如单光子探测器、集成光电器件)提供微观性能验证手段,是技术从实验室走向应用的关键支撑。