芯片结构及芯片检测方法与流程

本发明涉及半导体领域，特别涉及一种芯片结构及芯片检测方法。

背景技术：

微型发光二极管(micro-led)是将传统的发光二极管结构进行微小化和矩阵化，并采用集成电路工艺制成驱动电路，来实现每一个像素点定址控制和单独驱动的显示技术。由于micro-led技术的亮度、寿命、对比度、反应时间、能耗、可视角度和分辨率等各种指标都强于oled(有机发光二极管)技术，加上其属于自发光、结构简单、体积小和节能的优点，已经被许多产家视为下一代显示技术而开始积极布局。现有技术中的micro-led显示面板在产业化生产的过程中，通常先将micro-led制备在晶圆上，形成芯片结构，然后通过巨量转移(masstransfer)技术将芯片结构上的micro-led转移到驱动电路板上进行发光。

然而，本发明的发明人发现，micro-led因尺寸比较小，电极尺寸更小，由于探针尺寸的限制，传统的探针检测方式已经无法完成检测，如果不对micro-led进行检测而直接进行巨量转移，存在很多电性异常导致的坏点，而后续修复的工艺较为繁杂，严重影响了micro-led显示面板的制备效率。

技术实现要素：

本发明实施方式的目的在于提供一种芯片结构及芯片检测方法，使得可以直接使用探针对芯片结构进行电性异常的检测，从而有效的减少巨量转移后由于电性异常导致的坏点，提升micro-led显示面板的制备效率。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种芯片结构，包括：衬底，设置在所述衬底上的目标二极管，以及设置在所述衬底上的测试二极管；所述测试二极管的电极的探针检测面积大于所述目标二极管的电极的探针检测面积。

本发明的实施方式还提供了一种芯片检测方法，应用于检测如前述的芯片结构，使用探针对所述测试二极管进行电性测试，获取合格测试二极管，根据所述合格测试二极管获取合格目标二极管。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过在衬底上设置的目标二极管中设置测试二极管，由于测试二极管的电极的探针检测面积大于目标二极管的电极的探针检测面积，从而可以直接使用探针对测试二极管进行检测。此外，由于电性异常通常为成片产生，即电性异常通常涉及多个相邻的目标二极管，通过检测测试二极管是否合格，即可表征测试二极管对应的一块区域内的目标二极管是否合格。从而可以通过探针直接对芯片结构进行电性异常的检测，有效的减少巨量转移后由于电性异常导致的坏点，提升micro-led显示面板的制备效率。

优选的，所述衬底包括多个检测区域，各个所述检测区域内设置至少一个所述目标二极管和至少一个所述测试二极管。将衬底分为多个检测区域，各个检测区域内分别设置目标二极管和测试二极管，使用测试二极管的检测结构表征检测区域内的目标二极管的检测结果，从而对衬底上所有的目标二极管的电性异常情况进行预测，防止漏检，进一步减少巨量转移后由于电性异常导致的坏点，提升micro-led显示面板的制备效率。

优选的，所述检测区域包括多个顶点，所述测试二极管设置在所述顶点处。将测试二极管设置在检测区域的顶点处，可以避免在检测区域内的分布过于集中，从而避免检测区域内的部分目标二极管与测试二极管距离过大、而导致的检测不准确。此外，由于测试二极管设置在检测区域的顶点处，在对检测区域内的目标二极管进行转移时，无需额外筛除测试二极管，简化转移的步骤。

优选的，每两个所述测试二极管之间的间隔大于或等于预设长度。设置每两个测试二极管之间的间隔大于或等于预设长度，从而可以防止每两个测试二极管之间的目标二极管检测合格后，被转移头进行转移的过程中，由于转移头的尺寸大于检测区域的尺寸、而黏附到其它区域的目标二极管，从而防止将不合格的目标二极管也被转移，进一步减少巨量转移后由于电性异常导致的坏点，提升micro-led显示面板的制备效率。

优选的，每两个所述测试二极管之间的间隔大于或等于3厘米。

优选的，所述测试二极管所占用区域最大可设置所述目标二极管数量为n个，n为大于零的整数；所述测试二极管的发光面积等于n个所述目标二极管的发光面积。设置发光面积相等，可以使得测试二极管与目标二极管的发光情况更为接近，减少检测误差。

优选的，所述根据所述合格测试二极管获取合格目标二极管，具体包括：获取所述合格测试二极管周边预设范围内的所述目标二极管作为所述合格目标二极管。

优选的，所述根据所述合格测试二极管获取合格目标二极管，具体包括：将所述芯片结构划分为多个检测区域，各个所述检测区域内包括至少一个所述目标二极管和至少一个所述测试二极管；获取各个所述检测区域内所述合格测试二极管的数量作为合格数量；获取所述合格数量大于预设阈值的检测区域作为合格检测区域；将所述合格检测区域内所包含的所述目标二极管作为合格目标二极管。由于测试二极管的电极面积较目标二极管的电极面积更大，更容易出现电性异常，设置不同的预设阈值可以有效的调节检测精准度，满足不同的检测需求。

优选的，所述将所述芯片结构划分为多个检测区域，具体包括：以所述测试二极管为顶点，依次连接所述测试二极管，将所述芯片结构划分为多个所述检测区域。

优选的，还包括：获取制作所述芯片结构的工艺流程中、各个工艺步骤可能产生的异常；在制作所述芯片结构的过程中，每个所述工艺步骤完成后，检测是否存在所述工艺步骤可能产生的异常。每个工艺步骤完成后，检测是否存在工艺步骤可能产生的异常，即可以对除电性异常外的其它异常进行检测，减少巨量转移后由于其它类型异常导致的坏点，进一步的提升micro-led显示面板的制备效率。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例的示意图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施方式所提供的芯片结构的结构示意图；

图2是图1中a部的局部放大图；

图3是本发明第二实施方式所提供的芯片检测方法的程序流程图；

图4是本发明第二实施方式所提供的芯片检测方法中获取合格目标二极管的程序流程图；

图5是本发明第三实施方式所提供的芯片检测装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种芯片结构，如图1、图2所示，其中，图2为图1中a部的局部放大图，包括衬底10，设置在衬底10上的目标二极管20，以及设置在衬底10上的测试二极管30，其中，测试二极管30的电极的探针检测面积大于目标二极管20的电极的探针检测面积。

与现有技术相比，本发明第一实施方式所提供的芯片结构上设置测试二极管，由于测试二极管30的电极的探针检测面积大于目标二极管20的电极的探针检测面积，可以使用探针直接对测试二极管进行电性检测。由于芯片结构中二极管的电性异常通常为成片发生，即出现电性异常的二极管周边一定范围内的其它二极管也会出现电性异常。因此，使用探针对测试二极管进行电性检测的检测结果也可以作为一定范围内的目标二极管的电性异常检测结果。从而可以通过探针直接对芯片结构进行电性异常的检测，有效的减少巨量转移后由于电性异常导致的坏点，提升micro-led显示面板的制备效率。

具体的，在本实施方式中，衬底10为晶圆。可以理解的是，衬底10为晶圆仅为本实施方式中的一种具体的应用举例，并不构成限定，在本发明的其它实施方式中，衬底10也可以是玻璃等其它材质，在此不进行一一列举，具体可以根据实际需要进行灵活的设定。

优选的，在本实施方式中，测试二极管30的数量为多个。在衬底10上设置多个测试二极管30，可以有效的提升测试二极管30可以表征的目标二极管20的数量，优化检测结果，进一步的提升micro-led显示面板的制备效率。

进一步的，在本实施方式中，如图1所示，多个测试二极管30均匀设置在衬底10上。通过将多个测试二极管30进行均匀分布的设置，可以减少两个测试二极管30表征的目标二极管20的重合量。进一步的提升测试二极管30可以表征的目标二极管20的数量，优化检测结果。可以理解的是，多个测试二极管30均匀设置在衬底10上仅为本实施方式中的一种具体的举例说明，并不构成限定，在本发明的其它实施方式中，测试二极管30也可以是随机设置在衬底10上，具体可以根据实际需要进行灵活的设定。例如，在实际的应用过程中，也可以是将图1中的各个测试二极管30朝向不同的方向移动不同距离后形成的不规则的分布。

更进一步的，在本实施方式中，衬底10包括多个检测区域40(图中虚线框)，各个检测区域40内设置至少一个目标二极管20和至少一个测试二极管30。通过对衬底10进行检测区域的划分，可以使得对衬底上所有的目标二极管的电性异常情况进行预测，防止漏检，进一步减少巨量转移后由于电性异常导致的坏点，提升micro-led显示面板的制备效率。

具体的，在本实施方式中，检测区域40包括多个顶点，测试二极管30设置在顶点处。可以理解的是，检测区域40的划分可以是预先按照衬底的形状等信息进行的划分，也可以是在制作完成后，根据测试二极管30的分布进行划分，即依次连接各个测试二极管30，形成网状结构，从而将衬底10划分为多个检测区域40。上述仅为本实施方式中，根据测试二极管30的分布进行划分检测区域40的一种具体的举例说明，并不构成限定，在本发明的其它实施方式中，也可以是根据衬底10的形状等信息进行的提前划分，或者是其它的划分检测区域40的方法，在此不进行一一列举。

优选的，在本实施方式中，每两个测试二极管30之间的间隔大于或等于预设长度。具体的，在本实施方式中，预设长度是根据对芯片结构进行巨量转移时需要用到的转移头的尺寸设定的一个预设长度，预设长度通常为转移头的最大外径或略大于转移头的最大外径。转移头是进行巨量转移时用于粘附目标二极管的装置；当确定两个测试二极管30之间的目标二极管合格后，通过转移头对两个测试二极管30之间的目标二极管进行巨量转移时，两个测试二极管30之间的间隔大于或等于预设长度，即大于或等于转移头的最大外径，可以防止转移头粘附两个测试二极管30之外的目标二极管，从而保证巨量转移时转移的目标二极管均为检测合格的目标二极管，提升micro-led显示面板的制备效率。

进一步的，在本实施方式中，每两个测试二极管30之间的间隔为3厘米。可以理解的是，每两个测试二极管30之间的间隔为3厘米仅为本实施方式中根据常见的转移头的尺寸做出的一种具体的举例说明，并不构成限定，在本发明的其它实施方式中，每两个测试二极管30之间的间隔也可以是其它值，例如每两个测试二极管30之间的间隔为3.2厘米、4.1厘米等，具体可以根据实际情况中使用的转移头的尺寸进行灵活的设定，在此不进行一一列举。

优选的，在本实施方式中，测试二极管30所占用区域最大可设置目标二极管20数量为n个，n为大于零的整数；测试二极管30的发光面积等于n个目标二极管的发光面积。例如，设一个测试二极管30所占用的区域内可以设置6个目标二极管20，则设置一个测试二极管30的发光面积等于6个目标二极管20的发光面积。由于发光二极管的发光强度不仅与电压有关、同样与发光面积有关，发光面积越大，相同电压下的发光强度越大；设置测试二极管30的发光面积等于n个目标二极管的发光面积，可以有效的避免测试二极管30由于发光面积的不同、影响电性异常的检测结果，提升检测结果的精准度和可靠性。可以理解的是，上述设置测试二极管30的发光面积等于n个目标二极管的发光面积仅为本实施方式中的一种具体的举例说明，在实际应用过程中，也可以是测试二极管30的发光面积大于或小于n个目标二极管的发光面积，具体可以根据实际需要进行灵活的设定，在此不进行一一列举。

具体的，在本实施方式中，测试二极管30的电极的各条边长均大于或等于100微米。可以理解的是，测试二极管30的电极的各条边长均大于或等于100微米仅为本实施方式中根据常见的探针尺寸做出的一种具体的举例说明，并不构成限定，在本发明的其它实施方式中，其也可以是其它尺寸，例如测试二极管30的电极的各条边长均为106微米、124微米或132微米等，具体可以根据使用的探针的尺寸进行灵活的设定，在此不进行一一列举。

本发明第二实施方式涉及一种芯片检测方法，具体如图3所示，包括以下步骤：

步骤s201：使用探针对测试二极管进行电性检测，获取合格测试二极管。

具体的，在本步骤中，直接将探针与测试二极管的电极电连接，用脉冲电流和积分球量测出测试二极管的电性参数(如电压、启动电压、漏电、反向截至电压等)及光学参数(如波长、亮度等)。

将检测得到的电性参数和光学参数与预设的合格阈值进行对比，判断该测试二极管是否为合格测试二极管，若是，获取该合格二极管的位置。

步骤s202：根据合格测试二极管获取合格目标二极管。

具体的，在本实施方式中，获取合格测试二极管后，直接将合格测试二极管周围预设范围内的目标二极管作为合格目标二极管。可以理解的是，上述仅为本实施方式中的一种具体的根据合格测试二极管获取合格目标二极管的举例说明，并不构成限定，在本发明的其它实施方式中，也可以是使用如图4所示的方法获取合格目标二极管，包括以下步骤：

步骤s301：将芯片结构划分为多个检测区域，各个检测区域内包括至少一个目标二极管和至少一个测试二极管。

具体的，在本步骤中，检测区域的划分可以是根据衬底的形状等进行的划分，也可以是以测试二极管为顶点、将芯片结构划分为多个相互连接的检测区域。如图1所示的芯片结构中，可以连接4个呈2×2矩阵排列的测试二极管，形成多个矩形检测区域。可以理解的是，上述仅为本实施方式中划分检测区域的方法的举例说明，并不构成限定，在本发明的其它实施方式中，也可以是其它的划分方法，只要能达到各个检测区域内包括至少一个目标二极管和至少一个测试二极管均可以进行使用。

步骤s302：获取各个检测区域内合格测试二极管的数量作为合格数量。

步骤s303：获取合格数量大于预设阈值的检测区域作为合格检测区域。

具体的，在本实施方式中，预设阈值为根据检测的精度要求预先设置的阈值。例如，图1所示的micro-led芯片中，每个矩形检测区域包含4个测试二极管，根据检测精度需求，可以设置预设阈值为1、2、3或4，当设置预设阈值为1时，则矩形检测区域包含4个测试二极管中只要有一个测试二极管为合格测试二极管，则判定该矩形检测区域为合格检测区域。当设置预设阈值为4时，在矩形检测区域所包含的4个测试二极管必须全部为合格测试二极管，才判定该矩形检测区域为合格检测区域。根据实际的检测精度的需要，对预设阈值进行调整，从而满足不同的检测需求。

步骤s304：将合格检测区域内所包含的目标二极管作为合格目标二极管。

与现有技术相比，本发明第二实施方式所提供的芯片检测方法通过探针对测试二极管进行电性检测，根据检测结-果得到合格测试二极管，并根据合格测试二极管获取合格目标二极管，对目标二极管进行电性检测，剔除存在电性异常的目标二极管，减少巨量转移后由于电性异常导致的坏点，提升micro-led显示面板的制备效率。

本发明第三实施方式涉及一种芯片检测方法，第三实施方式与第二实施方式大致相同，所不同在于，在衬底上制备目标二极管和测试二极管的过程中，每进行一个工艺步骤，即对该工艺步骤可能产生的异常进行检测。具体步骤如图5所示，包括：

步骤s401：获取制作芯片结构的工艺流程中、各个工艺步骤可能产生的异常。

步骤s402：每个工艺步骤完成后，检测是否存在该工艺步骤可能产生的异常，剔除存在异常的目标二极管。

具体的，在本步骤中，每个工艺步骤完成后，针对该工艺步骤可能产生的异常进行针对性的检测。

更为具体的，在进行mesa台阶制作的过程中，外延长晶可能存在缺陷。在mesa台阶制作完成后，对各个mesa台阶进行光电参数检测。具体的，使用光致发光测试机的激光照射每一颗目标二极管，激光的光斑尺寸直径0.1-5um，激光激发量子阱受激辐射，收集辐射出来的光子，可以量测出辐射光的波长和强度，则可以计算出波长和强度的均值和标准差，波长和强度的均值作为后续分类的参数，因为目标二极管单颗芯片尺寸较小，波长和强度的标准差原理上也比较小，如果某一个被激光激发的小区域有外延的缺陷，则标准差就会变大，可以以此为依据制定标准，筛选出有外延缺陷的芯片。

更为具体的，在进行刻蚀的过程中，由于光罩版脏污、划伤或者搬运过程中造成出现脏污、刮伤，图型不全等都会产生异常。针对刻蚀过程中产生的异常，对micro-led芯片进行自动光学检测。因光刻版缺失、粉尘颗粒、划伤等造成的图像缺失都记录下来，作为异常的筛选依据，筛选出异常的目标二极管。

步骤s403：使用探针对测试二极管进行电性检测，获取合格测试二极管。

步骤s404：根据合格测试二极管获取合格目标二极管。

可以理解的是，本发明第三实施方式中的步骤s403和步骤s404与第二实施方式中的步骤s201与步骤s202大致相同，在此不再赘述，具体可以根据第二实施方式中的具体介绍。

与现有技术相比，本发明第三实施方式所提供的芯片检测方法在保留第二实施方式的全部技术效果的同时，在制作micro-led芯片的工艺流程中，每个工艺步骤完成后，检测是否存在该工艺步骤可能产生的异常，剔除存在异常的目标二极管。除了通过探针对测试二极管进行电性检测外，还对目标二极管的其它异常进行针对性的检测，从而减少巨量转移后由于其它类型异常导致的坏点，进一步的提升micro-led显示面板的制备效率。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。