Aplikácia mikroskopu v strategickom rozvíjajúcom sa priemysle LED
1. Špecifická aplikácia optického mikroskopu Leica a rastrovacieho elektrónového mikroskopu v substrátovom materiáli LED (zafírový materiál):
1. Zavedenie zafírového substrátového materiálu
Pretože zafír má dobrú izoláciu, nízke dielektrické straty, odolnosť voči vysokej teplote a odolnosť proti korózii. Dobrá tepelná vodivosť, dostatočne vysoká mechanická pevnosť. A dá sa spracovať na rovný povrch. Pásmo priepustnosti svetla je široké. Preto je široko používaný v mnohých oblastiach priemyslu, národnej obrany a vedeckého výskumu. Zároveň je tiež dobrým podkladovým materiálom pre svetelné diódy so širokým rozsahom použitia. Výsledná dióda vyžarujúca svetlo je najsľubnejším materiálom substrátu polovodičového zariadenia vyžarujúceho svetlo pre substrát zafírového substrátu v rodine vysokosvietivých diód emitujúcich svetlo fluorescenčného svetelného zdroja novej generácie. V súčasnosti sú tieto vysokosvietivé svetelné diódy široko používané v reklame, semaforoch, prístrojových svetlách; a prevádzkové svetlá a iné oblasti. S narastajúcou aplikáciou vysokosvietivých svetelných diód.
Zafír (Sapphire) je jediný kryštál oxidu hlinitého, tiež známy ako korund. Zafírové sklíčko má vynikajúce optické vlastnosti, mechanické vlastnosti a chemickú stabilitu, vysokú pevnosť, vysokú tvrdosť a odolnosť proti erózii a môže pracovať v drsných podmienkach blízkych 2000 stupňom. Podľa výskumu existujú v súčasnosti iba štyri druhy substrátových materiálov, ktoré je možné použiť na LED diódy (pozri tabuľku 1 nižšie). Ako dôležitý technický kryštál vytvoril zafír relatívne módnu a vyspelú aplikáciu v priemysle LED.
2. Aplikácia
Abnormálny dvojlom zafírových kryštálov možno identifikovať pomocou polarizačného mikroskopu Leica. Za určitých okolností možno pomocou konoskopickej šošovky pozorovať interferogram kryštálu, aby sa určila axiálnosť kryštálu, ktorý sa používa na pozorovanie, či je smer každého plátku rovnomerný, aby sa dalo posúdiť, či je substrát dobrý alebo zlý.
2. Aplikácia mikroskopu Leica a rastrovacieho elektrónového mikroskopu pri výrobe LED epitaxných plátkov a proces prípravy LED čipov
1. Predstavenie LED epitaxnej doštičky
Základný princíp rastu epitaxných plátkov LED je: na substráte (hlavne zafír, SiC, Si) zahriatom na primeranú teplotu sa plynná látka InGaAlP kontrolovane transportuje na povrch substrátu a narastie špecifický monokryštálový film. . . V súčasnosti technológia rastu epitaxných plátkov LED využíva hlavne metódu nanášania organických chemických pár kovov (MOCVD)
2. Predstavenie LED čipu
LED čipy, tiež známe ako LED čipy emitujúce svetlo, sú základnými komponentmi LED svetiel, čo sa týka PN prechodu. Jeho hlavnou funkciou je premena elektrickej energie na svetelnú energiu a hlavným materiálom čipu je monokryštalický kremík. Polovodičová doska sa skladá z dvoch častí a časť je polovodič typu P a diera v ňom zaujíma vedúce postavenie a druhý koniec je polovodič typu N a tu je hlavne elektrón. Ale keď sa tieto dva druhy polovodičov spoja, medzi nimi vytvoria len PN prechod. Keď elektrický prúd pôsobí na tento čip časom drôtu, elektrón bude tlačený do oblasti P a v oblasti P je elektrón s dierovou rekombináciou, potom pošle energiu vo forme fotónu, princíp luminiscencie LED, ktorý je tu. A vlnová dĺžka svetla, teda farba svetla, je určená materiálom tvoriacim PN prechod.
3. Aplikácia:
a) Použitie skenovacieho elektrónového mikroskopu na detekciu informácií o morfológii dislokačnej korózie kryštálovej roviny po raste epitaxiálneho plátku;
Význam, ktorý poskytuje morfológia dislokačnej korózie kryštálovej roviny: dislokačná korózia každej vzorky má rôzne tvary a je určená bodovou skupinou kryštálu a štruktúrou kryštálu. Úlohou chemického leptadla je zničiť interakčné väzby medzi molekulami a atómami vo vnútri kryštálu. Tie s menšími väzbami sa zničia ako prvé, čím sa vytvoria korózne škvrny špecifického tvaru. Preto dobré zobrazenie a dokonalé zobrazenie detailov koróznych škvŕn môže plne odrážať kvalitu rastu kryštálov.
Zlepšenie kvality epitaxnej mriežky a zníženie materiálových defektov sú predpokladom pre výrobu vysokovýkonných a spoľahlivých LED zariadení, inak je ťažké to kompenzovať inými prostriedkami. Je objasnený vplyv kryštálovej kvality LED epitaxných materiálov na spoľahlivosť zariadenia. Prostredníctvom kontroly kvality epitaxných materiálov sa očakáva zníženie hustoty defektov materiálov, zlepšenie kryštálovej kvality epitaxných vrstiev a efektívne zlepšenie spoľahlivosti LED zariadení.
b) Kontrola čipu pred balením: Skontrolujte povrch materiálu pomocou optického mikroskopu, aby ste zistili, či nedošlo k mechanickému poškodeniu a jamkovej jamke, či veľkosť čipu a veľkosť elektródy spĺňajú požiadavky procesu a či je vzor elektród úplný.
c) Hrúbka oxidácie LED čipu: detekčné techniky zahŕňajú porovnávanie farieb, počítanie hrán, interferenciu, elipsometer, gravírovaný ihlový amplitúdový merač a skenovací elektrónový mikroskop;
d) Meranie hĺbky spojenia plátku čipu: detekcia hrúbky PN hĺbky prechodu plátku LED čipu skenovacím elektrónovým mikroskopom
e) Aplikácia rastrovacej elektrónovej mikroskopie pri výskume technológie zdrsňovania povrchu v procese leptania LED čipov: technológia zdrsňovania povrchu rieši problém úplného odrazu svetla s uhlom dopadu väčším ako je kritický uhol, pretože index lomu polovodiča materiálov (priemer 3,5) je väčší ako vzduch. Strata spôsobená odchodom. Emisia svetla na zdrsnenom povrchu je veľmi náhodná a na štúdium vplyvu drsnosti a stupnice drsnosti na rýchlosť emisie svetla je potrebný veľký počet experimentov. Keď sa svetlo dostane do vzduchu s nízkym indexom lomu z GaP, materiálu LED okennej vrstvy s vysokým indexom lomu, dôjde k úplnému odrazu a veľké množstvo vychádzajúceho svetla sa stratí. Metóda zdrsnenia povrchu môže potlačiť úplný odraz a zlepšiť účinnosť extrakcie svetla. Skenovací elektrónový mikroskop môže priamo pozorovať štruktúru povrchu vzorky po zdrsnení povrchu a porovnávať drsnosť povrchu pred a po zdrsnení. Rastrovací elektrónový mikroskop má veľkú hĺbku ostrosti a obraz je plný trojrozmernosti. Môže pozorovať trojrozmernú ostrovnú štruktúru na zdrsnenom povrchu.
