Aplicarea microscopului în LED-uri în industria emergentă strategică
1. Aplicarea specifică a microscopului optic Leica și a microscopului electronic cu scanare în materialul substrat LED din amonte (material de safir):
1. Introducerea materialului substrat de safir
Deoarece safirul are o izolare bună, pierderi dielectrice scăzute, rezistență la temperaturi ridicate și rezistență la coroziune. Conductivitate termică bună, rezistență mecanică suficient de mare. Și poate fi procesat într-o suprafață plană. Banda de transmisie a luminii este lată. Prin urmare, este utilizat pe scară largă în multe domenii ale industriei, apărării naționale și cercetării științifice. În același timp, este, de asemenea, un material substrat bun pentru diodele emițătoare de lumină cu o gamă largă de utilizări. Dioda emițătoare de lumină rezultată este cel mai promițător material de substrat al dispozitivului emițător de lumină semiconductor pentru substratul substratului de safir din familia de diode emițătoare de lumină de înaltă luminozitate a sursei de lumină fluorescentă de generație următoare. În prezent, aceste diode emițătoare de lumină de înaltă luminozitate au fost utilizate pe scară largă în publicitate, semafoare, lumini pentru instrumente; și lumini de funcționare și alte câmpuri. Odată cu aplicarea tot mai mare a diodelor emițătoare de lumină de înaltă luminozitate.
Safirul (Sapphire) este un singur cristal de alumină, cunoscut și sub numele de corindon. Cristalul de safir are proprietăți optice excelente, proprietăți mecanice și stabilitate chimică, rezistență ridicată, duritate ridicată și rezistență la eroziune și poate funcționa în condiții dure de aproape 2000 de grade. Conform cercetărilor, există doar patru tipuri de materiale de substrat care pot fi aplicate LED-urilor în prezent (a se vedea Tabelul 1 de mai jos). Ca un cristal tehnic important, safirul a format o aplicație relativ la modă și matură în industria LED-urilor.
2. Aplicare
Birefringența anormală a cristalelor de safir poate fi identificată folosind microscopul polarizant Leica. În anumite circumstanțe, cu ajutorul lentilei conoscopice, interferograma cristalului poate fi observată pentru a determina axialitatea cristalului, care este utilizată pentru a observa dacă direcția fiecărei plachete este uniformă, astfel încât să se judece dacă substratul este bun sau rău.
2. Aplicarea microscopului Leica și a microscopului electronic de scanare în producția de plachete epitaxiale LED și procesul de preparare a cipurilor LED
1. Introducere LED Epitaxial Wafer
Principiul de bază al creșterii napolitanelor epitaxiale cu LED este: pe un substrat (în principal safir, SiC, Si) încălzit la o temperatură adecvată, substanța gazoasă InGaAlP este transportată la suprafața substratului într-o manieră controlată și este crescută o peliculă monocristal specifică. . . În prezent, tehnologia de creștere a plachetelor epitaxiale LED adoptă în principal metoda de depunere în vapori chimici organici metalici (MOCVD)
2. Introducere chip LED
Cipurile LED, cunoscute și sub denumirea de chipuri LED care emit lumină, sunt componentele de bază ale luminilor LED, care se referă la joncțiunea PN. Funcția sa principală este de a converti energia electrică în energie luminoasă, iar materialul principal al cipului este siliciul monocristalin. Placa semiconductoare este alcătuită din două părți, iar o parte este semiconductor de tip P, iar gaura ocupă o poziție de lider în ea, iar celălalt capăt este semiconductor de tip N și aici este în principal electron. Dar când aceste două tipuri de semiconductori se cuplează, între ele, formează doar o joncțiune PN. Când curentul electric acționează asupra acestui cip prin timpul firului, electronul va fi împins în districtul P, iar în districtul P, electronul este cu recombinare a găurilor, apoi va trimite energie sub formă de foton, principiul luminiscenței LED care Iată. Și lungimea de undă a luminii, adică culoarea luminii, să fie determinată de materialul care formează joncțiunea PN.
3. Aplicație:
a) Utilizarea unui microscop electronic cu scanare pentru a detecta informațiile despre morfologia coroziunii dislocației din planul cristalin după creșterea plachetei epitaxiale;
Semnificația oferită de morfologia coroziunii prin dislocare a planului cristalin: coroziunea prin dislocare a fiecărei probe are forme diferite și este determinată de grupul de puncte al cristalului și de structura cristalului. Rolul gravorului chimic este de a distruge legăturile de interacțiune dintre molecule și atomi din interiorul cristalului. Cele cu legături mai mici sunt distruse mai întâi, formând astfel pete de coroziune de o formă specifică. Prin urmare, o imagine bună și prezentarea perfectă a detaliilor petelor de coroziune pot reflecta pe deplin calitatea creșterii cristalelor.
Îmbunătățirea calității rețelei epitaxiale și reducerea defectelor de material sunt premisele pentru producerea de dispozitive LED de înaltă performanță și de înaltă fiabilitate, altfel este dificil de compensat prin alte mijloace. Influența calității cristalului a materialelor epitaxiale LED asupra fiabilității dispozitivului este clarificată. Prin controlul calității materialelor epitaxiale, este de așteptat să reducă densitatea defectelor materialelor, să îmbunătățească calitatea cristalului straturilor epitaxiale și să îmbunătățească eficient fiabilitatea dispozitivelor LED.
b) Inspecția cipului înainte de ambalare: Verificați suprafața materialului cu un microscop optic pentru a determina dacă există deteriorări mecanice și pitting, dacă dimensiunea cipului și dimensiunea electrodului îndeplinesc cerințele procesului și dacă modelul electrodului este complet.
c) Grosimea de oxidare a cipurilor LED: tehnicile de detectare includ compararea culorilor, numărarea marginilor, interferența, elipsometrul, metrul de amplitudine cu ac gravat și microscopul electronic cu scanare;
d) Măsurarea adâncimii de joncțiune a plachetei cu cip: detectarea grosimii adâncimii joncțiunii PN a plachetei cu cip LED de către microscopul electronic cu scanare
e) Aplicarea microscopiei electronice cu scanare în cercetarea tehnologiei de rugosire a suprafeței în procesul de gravare a cipurilor LED: tehnologia de rugosire a suprafeței rezolvă problema reflexiei totale a luminii cu un unghi de incident mai mare decât unghiul critic deoarece indicele de refracție al semiconductorului materiale (în medie 3,5) este mai mare decât cea a aerului. Pierderea cauzată de ieșire. Emisia de lumină pe suprafața rugoasă este foarte aleatorie și este nevoie de un număr mare de experimente pentru a studia influența rugozității și a scării de rugozitate asupra ratei de emisie a luminii. Când lumina intră în aer cu un indice de refracție scăzut de la GaP, materialul stratului de fereastră LED cu un indice de refracție ridicat, va avea loc o reflexie totală și se va pierde o cantitate mare de lumină care iese. Metoda de rugosire a suprafeței poate suprima reflexia totală și poate îmbunătăți eficiența extracției luminii. Microscopul electronic cu scanare poate observa direct structura de suprafață a probei după rugozitatea suprafeței și poate compara rugozitatea suprafeței înainte și după aspru. Microscopul electronic cu scanare are o adâncime mare de câmp, iar imaginea este plină de tridimensionalitate. Poate observa structura tridimensională a insulei pe suprafața rugoasă.
