隨著 5G 與移動裝置的興起與普及,越來越多新型光感測器被應用於我們的日常生活中。
為了能更好的應用在行動裝置上,這些先進光感測器的組件感光面積越做越小。但這些應用卻對先進光感測器的光感測性能要求卻越來越高。在感光面積微縮的過程中,也帶來量子效率精准檢查的挑戰。
例如,傳統聚光型小光斑在不同波長下,色散差造成焦點位移可到 mm 等級。
難以將所有的光子都聚焦到微米等級的感光面積中。因此,難以準確測得全光譜量子效率曲線。
APD-QE 採用獨家光束空間均勻化技術,利用 ASTM 標準的「Irradiance Mode」測試方式,與各種先進探針台形成完整的微米級光感測器全光譜量子效率測試解決方案。APD-QE 已被應用于多種先進光感測器的測試中,例如在iPhone光達與其多種光感測器、Apple Watch 血氧光感測器、TFT 影像感測器、有源主動圖元感測器(APS)、高靈敏度間接轉換 X 射線感測器等。
光焱科技 APD-QE 光感測器量子效率檢查系統
在光斑直徑 25mm、工作距離 200mm 條件下檢查,可以達到光強度與光均勻度如下。在波長 530nm 時,光強度可以達到 82.97uW/(cm2)。
WL (nm) | 半高寬 (nm) | 光均 U%=(M-m)/(M+m) | |
5mm×5mm | 3mm×3mm | ||
470 | 17.65 | 1.6% | 1.0% |
530 | 20.13 | 1.6% | 1.2% |
630 | 19.85 | 1.6% | 0.9% |
1000 | 38.89 | 1.2% | 0.5% |
1400 | 46.05 | 1.0% | 0.5% |
1600 | 37.40 | 1.4% | 0.7% |
APD-QE 光感測器量子效率檢查系統具有「定光子數」功能 (選配),使用者可以透過控制各個單色光的光子數,讓各波長的光子數都一樣,並進行測試。這也是光焱科技 APD-QE 光感測器量子效率檢查系統的獨家技術,其他廠家都做不到。
以上圖為例,灰色的 Normal 線是氙燈光源在各波長下的光強度分布,呈現氙燈的光譜曲線特徵。如採用 CP 控制模式,可控制不同光子數在不同波長下,保持一致的輸出特性。以橘色線 CP=15000 為例,在不同波長下輸出的光子數都是 15,000 photons/s/um2。
不同光強條件下,測試出來的不同光譜響應確實會不一樣。
對於 OPV 或是鈣鈦礦 PV 樣品,一般模式或是 CP 控制模式的測試結果沒有差異
LiDAR 中的光電感測器 InGaAs 光電二極體 / SPAD |
Apple Watch的光電感測器 | 高增益傳感和成像的光電二極體門控電晶體 |
高光電導增益和填充因數光學感測器 | 高靈敏度間接轉換 X 射線探測器表徵 | 矽光子學 – InGaAs APD |
可檢測4G/5G/光通訊/顯示器面板的先進光電二極體/光偵測器Photodiode/ Photodetector的相關特性:
外部量子效率光譜測量 | 光譜響應測量 |
I-V曲線測量
|
NEP光譜測量 |
D*光譜測量 | Noise-current-frequency響應圖 (A/Hz-1/2; 0.01Hz~1,000Hz) | Flicker noise, Johnson Noise, Shot noise 分析 |
系統 | 規格 |
光源與光束傳遞裝置系統 | 高穩定Xe燈光源 |
高效率、高反射率橢圓反射鏡集光系統 | |
自動濾片輪系統 | |
穩定供電電源 | |
光源不穩定性 < 1% | |
燈源計時器 | |
單色光模組:波長範圍 300~1100 nm | |
均光耦合模組:均光面積:≦5×5 mm、均勻度> 99% | |
准直半角: < 3° | |
光能量校正模組 | 光強偵測器Si |
波長範圍: 300-1100nm(可擴展到 2500nm) | |
具追溯報告, 可溯源至NIST | |
客製化暗箱 | 暗箱具備雜訊屏蔽功能 暗箱不含連接線與轉接頭,需另購 規格請洽光焱專業人員討論之 |
控制器 | 工業電腦(含螢幕、鍵盤滑鼠) |
採用獨家專利傅立葉光學元件均光系統,可將單色光光強度空間分佈均勻化。
在 10mm x 10mm 面積以 5 x 5 檢查光強度分佈,不均勻度在 470nm、530nm、630nm、850nm 均可小於 1%。
而在 20mm x 20mm 面積以 10 x 10 矩陣檢查光強度分佈,不均勻度可以小於 4%。
獨家研發PDSW 軟體
採用全新 SW-XQE 軟體平臺,可進行多種自動化檢查,包含 EQE、SR、I-V、NEP、D*、頻率雜訊電流圖(A/Hz1/2)、雜訊分析等。
絕對光強校正 | 光譜響應測量 | 外部量子效率測量(EQE) | Dark IV量測, J0分析 | NEP光譜 |
D* 光譜 | Noise-current-frequency響應圖 (A/Hz-1/2) |
Flicker noise, Johnson Noise, Shot noise 分析 |
I-V曲線測量 不同光強I-V曲線測量 |
獨立控制操作整體硬體系統及資料讀取 |
資料保存格式txt |
EQE 測試功能,可以進行不同單色光波長測試,並且可自動測試全光譜 EQE
相較於其它 QE 系統,APD-QE 可以直接檢查並得到 D* 與 NEP。
升級FETOS軟體操作畫面(選配),可測試3端與4端的Photo-FET組件。
項目 | 可選配選項 |
高精度電壓源電流源傅立葉轉換(FFT)量測模組 | 1E-12安培量測解析度 |
1E-14安培量測解析度 | |
1E-16安培量測解析度 | |
樣品載台 | XYZ 三軸位移平台 |
探針台 | 客製化探針台整合服務 4” 標準探針台 (MPS-4-S) |
遮罩暗箱 | 可客製化 |
APD-QE 系統由於其出色的光學系統設計,可以組合多種探針台。
全波長光譜儀的所有光學元件都集成在精巧的系統中。單色光從光譜儀引導到探針台遮罩盒。
圖片顯示了 MPS-4-S 基本探針台組件,帶有 4 英寸真空吸盤和 4 個帶有低雜訊三軸電纜的探針微定位器。
集成探針台顯微鏡,手動滑塊切換到被測設備的位置。
使用滑動條後,單色光均質器被「固定」在設計位置。 顯微圖像可以顯示在螢幕上,方便使用者進行良好的接觸。
A. 客制化隔離遮罩箱。
B. 因為先進的 PD 講究回應速度快,所以有效面積就要小(降低電容效應),因此,多會有需要整合探針台的需求。
C. 可整合不同的半導體分析儀如 4200 或 E1500。