Toepassing van microscoop in LED voor strategische opkomende industrie
1. De specifieke toepassing van Leica optische microscoop en scanning elektronenmicroscoop in LED stroomopwaarts substraatmateriaal (saffiermateriaal):
1. Introductie van saffiersubstraatmateriaal
Omdat saffier goede isolatie, laag diëlektrisch verlies, hoge temperatuurbestendigheid en corrosieweerstand heeft. Goede thermische geleidbaarheid, hoog genoeg in mechanische sterkte. En kan worden verwerkt tot een vlak oppervlak. De lichttransmissieband is breed. Daarom wordt het veel gebruikt op veel gebieden van de industrie, nationale defensie en wetenschappelijk onderzoek. Tegelijkertijd is het ook een goed substraatmateriaal voor lichtgevende dioden met een breed toepassingsgebied. De resulterende lichtemitterende diode is het meest veelbelovende substraatmateriaal voor halfgeleiders voor lichtemitterende apparaten voor het saffiersubstraatsubstraat in de zeer heldere lichtemitterende diodefamilie van de fluorescerende lichtbron van de volgende generatie. Op dit moment worden deze zeer heldere lichtgevende diodes veel gebruikt in reclame, verkeerslichten, instrumentenverlichting; en operatielampen en andere gebieden. Met de toenemende toepassing van zeer heldere lichtgevende diodes.
Sapphire (Sapphire) is een enkel kristal van aluminiumoxide, ook wel bekend als korund. Saffierkristal heeft uitstekende optische eigenschappen, mechanische eigenschappen en chemische stabiliteit, hoge sterkte, hoge hardheid en erosieweerstand, en kan werken onder zware omstandigheden van bijna 2000 graden. Volgens onderzoek zijn er momenteel slechts vier soorten substraatmaterialen die op leds kunnen worden toegepast (zie tabel 1 hieronder). Als belangrijk technisch kristal heeft saffier een relatief modieuze en volwassen toepassing in de LED-industrie gevormd.
2. Toepassing
De abnormale dubbele breking van saffierkristallen kan worden geïdentificeerd met behulp van Leica's polarisatiemicroscoop. Onder bepaalde omstandigheden kan met behulp van de conoscopische lens het interferogram van het kristal worden waargenomen om de axialiteit van het kristal te bepalen, dat wordt gebruikt om te observeren of de richting van elke wafel uniform is, om te beoordelen of het substraat goed of slecht.
2. Toepassing van Leica-microscoop en scanning-elektronenmicroscoop bij de productie van LED-epitaxiale wafers en het voorbereidingsproces van LED-chips
1. Introductie van LED Epitaxial Wafer
Het basisprincipe van LED epitaxiale wafergroei is: op een substraat (voornamelijk saffier, SiC, Si) verwarmd tot een geschikte temperatuur, wordt de gasvormige substantie InGaAlP gecontroleerd naar het substraatoppervlak getransporteerd en wordt een specifieke monokristallijne film gegroeid . . Op dit moment maakt de LED-epitaxiale wafergroeitechnologie voornamelijk gebruik van de metaal-organische chemische dampafzettingsmethode (MOCVD)
2. Introductie van LED-chips
LED-chips, ook wel LED light-emitting chips genoemd, zijn de kerncomponenten van LED-verlichting, wat verwijst naar de PN-overgang. De belangrijkste functie is het omzetten van elektrische energie in lichtenergie en het belangrijkste materiaal van de chip is monokristallijn silicium. Halfgeleiderwafer bestaat uit twee delen, en een deel is een P-type halfgeleider, en het gat neemt daarin een leidende positie in, en het andere uiteinde is een N-type halfgeleider, en hier is voornamelijk een elektron. Maar als deze twee soorten halfgeleiders elkaar koppelen, vormen ze gewoon een PN-overgang. Wanneer elektrische stroom door draadtijd op deze chip inwerkt, wordt het elektron naar het P-district geduwd, en in het P-district is het elektron met gatenrecombinatie en stuurt het vervolgens energie met de vorm van foton, het principe van LED-luminescentie dat hier is. En de golflengte van licht, dwz de kleur van licht, wordt bepaald door het materiaal dat de PN-overgang vormt.
3. Toepassing:
a) Gebruik van een scanning-elektronenmicroscoop om de informatie over de dislocatiecorrosiemorfologie van het kristalvlak na de groei van de epitaxiale wafel te detecteren;
De betekenis van de dislocatiecorrosiemorfologie van het kristalvlak: de dislocatiecorrosie van elk monster heeft verschillende vormen en wordt bepaald door de puntgroep van het kristal en de structuur van het kristal. De rol van het chemische etsmiddel is om de interactiebindingen tussen moleculen en atomen in het kristal te vernietigen. Degenen met kleinere bindingen worden het eerst vernietigd, waardoor corrosieplekken met een specifieke vorm ontstaan. Daarom kunnen goede beeldvorming en de perfecte weergave van de details van corrosieplekken de kwaliteit van de kristalgroei volledig weergeven.
Het verbeteren van de kwaliteit van het epitaxiale rooster en het verminderen van materiaaldefecten zijn de voorwaarden voor het produceren van hoogwaardige en zeer betrouwbare LED-apparaten, anders is het moeilijk om dit op een andere manier goed te maken. De invloed van de kristalkwaliteit van LED-epitaxiale materialen op de betrouwbaarheid van het apparaat wordt verduidelijkt. Door de kwaliteitscontrole van epitaxiale materialen wordt verwacht dat het de defectdichtheid van materialen vermindert, de kristalkwaliteit van epitaxiale lagen verbetert en de betrouwbaarheid van LED-apparaten effectief verbetert.
b) Chipinspectie vóór verpakking: controleer het oppervlak van het materiaal met een optische microscoop om te bepalen of er mechanische schade en putjes zijn, of de chipgrootte en elektrodegrootte voldoen aan de procesvereisten en of het elektrodepatroon compleet is.
c) Led-chip oxidatiedikte: detectietechnieken omvatten kleurvergelijking, randtelling, interferentie, ellipsometer, gegraveerde naaldamplitudemeter en scanning-elektronenmicroscoop;
d) Meting van de junctiediepte van de chipwafel: de diktedetectie van de PN-junctiediepte van de LED-chipwafel door de scanning-elektronenmicroscoop
e) De toepassing van scanning-elektronenmicroscopie bij het onderzoek naar oppervlakteruwingstechnologie in het etsproces van LED-chips: de oppervlakteruwingstechnologie lost het probleem op van totale reflectie van licht met een invalshoek groter dan de kritische hoek omdat de brekingsindex van halfgeleider materialen (gemiddeld 3,5) is groter dan die van lucht. Het verlies veroorzaakt door de exit. De emissie van licht op het geruwde oppervlak is zeer willekeurig en er is een groot aantal experimenten nodig om de invloed van ruwheid en ruwheidsschaal op de lichtemissiesnelheid te bestuderen. Wanneer licht de lucht binnenkomt met een lage brekingsindex van GaP, het materiaal van de LED-vensterlaag met een hoge brekingsindex, zal totale reflectie optreden en zal een grote hoeveelheid uitgaand licht verloren gaan. De methode voor het opruwen van het oppervlak kan totale reflectie onderdrukken en de efficiëntie van de lichtextractie verbeteren. De scanning-elektronenmicroscoop kan de oppervlaktestructuur van het monster na het opruwen van het oppervlak direct waarnemen en de ruwheid van het oppervlak voor en na het opruwen vergelijken. De scanning-elektronenmicroscoop heeft een grote scherptediepte en het beeld zit vol driedimensionaliteit. Het kan de driedimensionale eilandstructuur op het geruwde oppervlak waarnemen.
