Tillämpning av mikroskop i strategisk framväxande LED-industri
1. Den specifika tillämpningen av Leica optiska mikroskop och svepelektronmikroskop i LED uppströms substratmaterial (safirmaterial):
1. Införande av safir substratmaterial
Eftersom safir har bra isolering, låg dielektrisk förlust, hög temperaturbeständighet och korrosionsbeständighet. God värmeledningsförmåga, tillräckligt hög i mekanisk styrka. Och kan bearbetas till en plan yta. Ljusöverföringsbandet är brett. Därför används det i stor utsträckning inom många områden av industri, nationellt försvar och vetenskaplig forskning. Samtidigt är det också ett bra substratmaterial för lysdioder med ett brett användningsområde. Den resulterande ljusemitterande dioden är det mest lovande halvledarljusemitterande enhetens substratmaterial för safirsubstratsubstratet i högljusdiodfamiljen i nästa generations fluorescerande ljuskälla. För närvarande har dessa ljusemitterande dioder med hög ljusstyrka använts i stor utsträckning i reklam, trafikljus, instrumentljus; och driftljus och andra fält. Med den ökande tillämpningen av ljusemitterande dioder med hög ljusstyrka.
Safir (Sapphire) är en enkristall av aluminiumoxid, även känd som korund. Safirglas har utmärkta optiska egenskaper, mekaniska egenskaper och kemisk stabilitet, hög hållfasthet, hög hårdhet och erosionsbeständighet och kan arbeta under svåra förhållanden nära 2000 grader. Enligt forskning finns det bara fyra typer av substratmaterial som kan appliceras på lysdioder för närvarande (se tabell 1 nedan). Som en viktig teknisk kristall har safir utgjort en relativt fashionabel och mogen applikation inom LED-industrin.
2. Ansökan
Den onormala dubbelbrytningen av safirkristaller kan identifieras med Leicas polariserande mikroskop. Under vissa omständigheter, med hjälp av den konoskopiska linsen, kan kristallens interferogram observeras för att bestämma kristallens axialitet, som används för att observera om riktningen för varje skiva är enhetlig, för att bedöma om substratet är bra eller dåligt.
2. Användning av Leica-mikroskop och svepelektronmikroskop vid produktion av LED-epitaxialwafers och beredningsprocessen av LED-chips
1. Introduktion av LED Epitaxial Wafer
Grundprincipen för LED-epitaxial wafer-tillväxt är: på ett substrat (huvudsakligen safir, SiC, Si) som värms upp till en lämplig temperatur, transporteras det gasformiga ämnet InGaAlP till substratytan på ett kontrollerat sätt, och en specifik enkristallfilm odlas . . För närvarande använder LED-epitaxialwafer-tillväxtteknologin huvudsakligen metallorganisk kemisk ångavsättningsmetod (MOCVD)
2. LED-chip introduktion
LED-chips, även känd som LED-ljusemitterande chips, är kärnkomponenterna i LED-lampor, vilket hänvisar till PN-övergången. Dess huvudsakliga funktion är att omvandla elektrisk energi till ljusenergi, och chipets huvudmaterial är monokristallint kisel. Halvledarskivan består av två delar, och en del är en halvledare av P-typ, och hålet intar en ledande position i den, och den andra änden är en halvledare av N-typ, och här är huvudsakligen elektron. Men när dessa två typer av halvledare kopplas ihop, mellan dem, bildar de bara en PN-övergång. När elektrisk ström verkar på detta chip med trådtid, kommer elektronen att skjutas till P-distriktet, och i P-distriktet är elektron med hålrekombination, och skickar sedan energi med formen av foton, principen för LED-luminescens som Här är den. Och ljusets våglängd, dvs ljusets färg, bestäms av materialet som bildar PN-övergången.
3. Applikation:
a) Användning av ett svepelektronmikroskop för att detektera dislokations-korrosionsmorfologiinformationen för kristallplanet efter tillväxten av den epitaxiella skivan;
Betydelsen som tillhandahålls av dislokationskorrosionsmorfologin för kristallplanet: dislokationskorrosionen för varje prov har olika former och bestäms av kristallens punktgrupp och kristallens struktur. Det kemiska etsmedlets roll är att förstöra interaktionsbindningarna mellan molekyler och atomer inuti kristallen. De med mindre bindningar förstörs först och bildar sålunda korrosionsfläckar av en specifik form. Därför kan bra avbildning och perfekt presentation av detaljerna i korrosionsfläckar helt återspegla kvaliteten på kristalltillväxt.
Att förbättra kvaliteten på det epitaxiella gittret och minska materialdefekter är förutsättningarna för att producera högpresterande och högtillförlitliga LED-enheter, annars är det svårt att kompensera det med andra medel. Inverkan av kristallkvaliteten hos LED-epitaxialmaterial på enhetens tillförlitlighet förtydligas. Genom kvalitetskontroll av epitaxiella material förväntas det minska defektdensiteten hos material, förbättra kristallkvaliteten hos epitaxiella skikt och effektivt förbättra tillförlitligheten hos LED-enheter.
b) Spåninspektion före förpackning: Kontrollera materialets yta med ett optiskt mikroskop för att avgöra om det finns mekanisk skada och gropbildning, om chipstorleken och elektrodstorleken uppfyller processkraven och om elektrodmönstret är komplett.
c) LED-chips oxidationstjocklek: detekteringstekniker inkluderar färgjämförelse, kanträkning, interferens, ellipsometer, graverad nålamplitudmätare och svepelektronmikroskop;
d) Mätning av korsningsdjupet för chipskivan: tjockleksdetekteringen av PN-övergångsdjupet för LED-chipskivan med svepelektronmikroskop
e) Tillämpningen av svepelektronmikroskopi i forskningen om ytgrovningsteknik i etsningsprocessen av LED-chips: ytuppruggningstekniken löser problemet med total reflektion av ljus med en infallsvinkel större än den kritiska vinkeln eftersom halvledarens brytningsindex material (genomsnitt 3,5) är större än luftens. Förlusten orsakad av utgången. Emissionen av ljus på den uppruggade ytan är mycket slumpmässig, och ett stort antal experiment behövs för att studera inverkan av grovhet och grovhetsskala på ljusemissionshastigheten. När ljus kommer in i luften med ett lågt brytningsindex från GaP, materialet i LED-fönsterskiktet med ett högt brytningsindex, kommer total reflektion att uppstå och en stor mängd utgående ljus går förlorad. Ytgrovningsmetoden kan undertrycka total reflektion och förbättra ljusextraktionseffektiviteten. Svepelektronmikroskopet kan direkt observera provets ytstruktur efter ytuppruggning och jämföra ytans grovhet före och efter uppruggning. Svepelektronmikroskopet har ett stort skärpedjup och bilden är full av tredimensionalitet. Den kan observera den tredimensionella östrukturen på den uppruggade ytan.
