超高分辨率Micro-LED显示器作为一种可行的自发光显示器技术正在兴起。具有数百万像素的μLED显示器面临着几个关键问题：LED制造和转移过程中的保真度、工艺控制和缺陷分析。在这里，我们研究了两种无损检测方法，即光致发光和阴极发光成像，并将它们与电致发光图像进行比较，以验证LED的保真度，并评估这些方法作为缺陷分析的潜在工具。我们的实验显示，利用阴极发光成像作为分析工具提供了丰富的数据，可以识别和分类μLED显示器制造过程中与电致发光相对应的常见缺陷。在整个制造过程中，未激活像素可能由许多缺陷机制引起。

       对于其中的很多缺陷的分析，主要方法是电致发光（EL）成像和光学质量检查。光致发光（PL）成像已被用作半导体器件的计量和诊断工具，以表征光发射和电荷载流子特性。它也被用作半导体设备的缺陷诊断工具，将其视为Micro-LED缺陷检测的一种有前途的方法。阴极发光（CL）成像同样是表征纳米和低维器件带隙特征的有用成像工具。在本研究中，我们使用了在微图案化蓝宝石上外延生长的GaN和InGaN的市售蓝色LED晶圆（448nm中心波长）。图显示了像素的示意图和SEM图像。

       CL图像是使用蔡司Supra35VP场发射扫描电子显微镜（FESEM）拍摄的。 由于缺乏载流子传输，PL激发不受蚀刻LED侧壁上短路缺陷的影响。InGaN量子阱内的电子被405nm的光激发，并且在弛豫时显示出发射，而与短路的存在无关。CL图像是全色的，因此对光谱不敏感，但显示定性发光强度。图B显示了图A中显示的同一模具的示例图像。亮白色区域代表强烈的发光。图无损图像。（A）200个LED的PL合成图像。几个图像被缝合在一起以覆盖整个设备区域。此图中的所有指示灯均点亮。（B） 来自（A）的相同200个LED的CLSEM图像。尽管大多数LED都会发光，但也有一些是不发光的。
 

      
       为了突出这一现象，图7显示了25个像素和四个无损图像。图A中的PL图像显示出均匀的发光，并且预测该阵列中没有缺陷。图B中的CL图像显示了各种对比度水平，我们将其解释为短路相关缺陷的可靠性标记，用于蚀刻相关损伤。32与图C中的EL图像相比，我们观察到五个缺陷像素，其中在制造完成前，CL成像仅正确预测了一个缺陷，如低亮度像素所示。比较图B中的CL图像，D显示了像素照明的明显差异。图D中的一个像素明显比其余像素亮。大多数具有中等亮度，少数具有减弱的发光。与图C中的已知缺陷像素相比，我们看到图D中最亮的像素和最暗的三个像素对应于缺陷。一个差异是，图C中行的死像素似乎并没有被CL图像预测到。图 25张500×500μm2像素图像。（A） 台面蚀刻后的PL图像。（B） 台面蚀刻后的CL图像。（C）完成制造和芯片贴装后的EL图像。（D） 完成制造和芯片贴装后的CL图像。

       自发射Micro-LED显示器仍然是一种昂贵且特定的解决方案，这是由于难以生产具有数百万像素、没有未激活LED以及将多种颜色集成到一个背板上的显示器。通过利用CL成像，可以可靠地预测由于干蚀刻相关的损坏而导致单个像素或LED在EL下变得不活跃的Micro-LED短路缺陷。PL成像可以从可能阻碍进一步制造工艺步骤的蚀刻工艺中识别再沉积的InGaN。PL成像无法识别导致LED短路的蚀刻相关损伤。通过CL成像和亮度测量可以简单地识别额外的布线和接触缺陷。CL的这两种方法是快速和无损的测量，为微型LED显示器提供保真度信息。