Aplikace mikroskopu ve strategickém rozvíjejícím se průmyslu LED
1. Specifická aplikace optického mikroskopu Leica a rastrovacího elektronového mikroskopu v substrátovém materiálu LED (safírový materiál):
1. Zavedení safírového substrátového materiálu
Protože safír má dobrou izolaci, nízké dielektrické ztráty, odolnost proti vysokým teplotám a odolnost proti korozi. Dobrá tepelná vodivost, dostatečně vysoká mechanická pevnost. A lze zpracovat na rovný povrch. Pásmo propustnosti světla je široké. Proto je široce používán v mnoha oblastech průmyslu, národní obrany a vědeckého výzkumu. Zároveň je také dobrým podkladovým materiálem pro světelné diody s širokým spektrem použití. Výsledná světelná dioda je nejslibnějším materiálem substrátu polovodičového zařízení vyzařujícího světlo pro substrát safírového substrátu v rodině vysoce svítivých světelných diod zářivkového světelného zdroje nové generace. V současné době jsou tyto vysoce svítivé světelné diody široce používány v reklamě, semaforech, přístrojových světlech; a operační světla a další obory. S rostoucí aplikací vysoce svítivých světelných diod.
Safír (Safír) je monokrystal oxidu hlinitého, také známý jako korund. Safírové sklíčko má vynikající optické vlastnosti, mechanické vlastnosti a chemickou stabilitu, vysokou pevnost, vysokou tvrdost a odolnost proti erozi a může pracovat v drsných podmínkách blízkých 2000 stupňům. Podle výzkumu existují v současnosti pouze čtyři druhy substrátových materiálů, které lze na LED použít (viz tabulka 1 níže). Jako důležitý technický krystal se safír stal poměrně módní a vyspělou aplikací v průmyslu LED.
2. Aplikace
Abnormální dvojlom safírových krystalů lze identifikovat pomocí polarizačního mikroskopu Leica. Za určitých okolností lze pomocí konoskopické čočky pozorovat interferogram krystalu pro určení axiálnosti krystalu, který se používá k pozorování, zda je směr každé destičky jednotný, aby bylo možné posoudit, zda je substrát dobré nebo špatné.
2. Aplikace mikroskopu Leica a rastrovacího elektronového mikroskopu při výrobě LED epitaxních waferů a procesu přípravy LED čipů
1. Představení LED Epitaxial Wafer
Základní princip růstu LED epitaxního plátku je: na substrátu (hlavně safír, SiC, Si) zahřátém na vhodnou teplotu je plynná látka InGaAlP řízeně transportována na povrch substrátu a dochází k růstu specifického monokrystalového filmu. . . V současné době využívá technologie růstu epitaxních plátků LED hlavně metodu nanášení organických chemických par (MOCVD)
2. Představení LED čipu
LED čipy, také známé jako LED čipy vyzařující světlo, jsou základními součástmi LED světel, což se týká PN přechodu. Jeho hlavní funkcí je přeměna elektrické energie na světelnou energii a hlavním materiálem čipu je monokrystalický křemík. Polovodičový wafer se skládá ze dvou částí a část je polovodič typu P a díra v něm zaujímá vedoucí pozici a druhý konec je polovodič typu N a zde je hlavně elektron. Ale když se tyto dva druhy polovodičů spojí dohromady, vytvoří mezi nimi PN přechod. Když elektrický proud působí na tento čip časem drátu, elektron bude vytlačen do oblasti P a v oblasti P je elektron s rekombinací děr, pak pošle energii ve formě fotonu, princip luminiscence LED, který je zde. A vlnová délka světla, tj. barva světla, je určena materiálem tvořícím PN přechod.
3. Aplikace:
a) Použití rastrovacího elektronového mikroskopu k detekci informací o morfologii dislokační koroze krystalové roviny po růstu epitaxního plátku;
Význam, který poskytuje morfologie dislokační koroze krystalové roviny: dislokační koroze každého vzorku má různé tvary a je určena bodovou skupinou krystalu a strukturou krystalu. Úlohou chemického leptadla je zničit interakční vazby mezi molekulami a atomy uvnitř krystalu. Ty s menšími vazbami jsou zničeny jako první, čímž se tvoří korozní skvrny specifického tvaru. Dobré zobrazení a dokonalá prezentace detailů korozních míst tedy může plně odrážet kvalitu růstu krystalů.
Zlepšení kvality epitaxní mřížky a snížení materiálových defektů jsou předpoklady pro výrobu vysoce výkonných a vysoce spolehlivých LED zařízení, jinak je obtížné to kompenzovat jinými prostředky. Je objasněn vliv krystalové kvality LED epitaxních materiálů na spolehlivost zařízení. Prostřednictvím kontroly kvality epitaxních materiálů se očekává snížení hustoty defektů materiálů, zlepšení krystalické kvality epitaxních vrstev a efektivní zlepšení spolehlivosti LED zařízení.
b) Kontrola čipu před balením: Zkontrolujte povrch materiálu optickým mikroskopem, abyste zjistili, zda nedošlo k mechanickému poškození a důlkové korozi, zda velikost čipu a velikost elektrody splňují požadavky procesu a zda je vzor elektrod úplný.
c) Oxidační tloušťka LED čipu: detekční techniky zahrnují srovnání barev, počítání hran, interferenci, elipsometr, gravírovaný jehlový amplitudový měřič a rastrovací elektronový mikroskop;
d) Měření hloubky přechodu destičky čipu: detekce tloušťky hloubky přechodu PN destičky čipu LED rastrovacím elektronovým mikroskopem
e) Aplikace rastrovací elektronové mikroskopie ve výzkumu technologie zdrsnění povrchu v procesu leptání LED čipů: technologie zdrsnění povrchu řeší problém úplného odrazu světla s úhlem dopadu větším než je kritický úhel, protože index lomu polovodiče materiálů (průměr 3,5) je větší než u vzduchu. Ztráta způsobená odchodem. Emise světla na zdrsněném povrchu je velmi náhodná a ke studiu vlivu drsnosti a stupnice drsnosti na rychlost vyzařování světla je potřeba velké množství experimentů. Když světlo vstoupí do vzduchu s nízkým indexem lomu z GaP, materiálu vrstvy okna LED s vysokým indexem lomu, dojde k úplnému odrazu a ke ztrátě velkého množství odcházejícího světla. Metoda zdrsnění povrchu může potlačit totální odraz a zlepšit účinnost extrakce světla. Rastrovací elektronový mikroskop může přímo pozorovat strukturu povrchu vzorku po zdrsnění povrchu a porovnávat drsnost povrchu před a po zdrsnění. Rastrovací elektronový mikroskop má velkou hloubku ostrosti a obraz je plný trojrozměrnosti. Může pozorovat trojrozměrnou ostrůvkovou strukturu na zdrsněném povrchu.
