Mikroskoobi rakendamine strateegiliselt areneva tööstuse LED-is
1. Leica optilise mikroskoobi ja skaneeriva elektronmikroskoobi spetsiifiline kasutamine LED-i ülesvoolu substraatmaterjalis (safiirmaterjal):
1. Safiir-substraadi materjali tutvustus
Kuna safiiril on hea isolatsioon, madal dielektriline kadu, kõrge temperatuurikindlus ja korrosioonikindlus. Hea soojusjuhtivus, piisavalt kõrge mehaaniline tugevus. Ja seda saab töödelda tasaseks pinnaks. Valguse läbilaskvusriba on lai. Seetõttu kasutatakse seda laialdaselt paljudes tööstuse, riigikaitse ja teadusuuringute valdkondades. Samas on see ka hea alusmaterjal laia kasutusalaga valgusdioodide jaoks. Saadud valgusdiood on kõige lootustandvam pooljuhtvalgusdiood safiirsubstraadi substraadi jaoks järgmise põlvkonna fluorestsentsvalgusallika suure heledusega valgusdioodide perekonnas. Praegu on neid suure heledusega valgusdioode laialdaselt kasutatud reklaamides, valgusfoorides, instrumentide tuledes; ja operatsioonituled ja muud väljad. Suure heledusega valgusdioodide üha laialdasema kasutusega.
Safiir (Sapphire) on alumiiniumoksiidi monokristall, tuntud ka kui korund. Safiirkristallidel on suurepärased optilised omadused, mehaanilised omadused ja keemiline stabiilsus, kõrge tugevus, kõrge kõvadus ja erosioonikindlus ning see võib töötada karmides tingimustes, mis on ligi 2000 kraadi. Uuringute kohaselt saab praegu LED-idele kasutada ainult nelja tüüpi substraatmaterjale (vt tabel 1 allpool). Olulise tehnilise kristallina on safiir moodustanud LED-tööstuses suhteliselt moeka ja küpse rakenduse.
2. Rakendus
Safiirikristallide ebanormaalset kahekordset murdumist saab tuvastada Leica polariseeriva mikroskoobi abil. Teatud asjaoludel saab konoskoopilise läätse abil jälgida kristalli interferogrammi kristalli teljelisuse määramiseks, mida kasutatakse selleks, et jälgida, kas iga vahvli suund on ühtlane, et hinnata, kas substraat on hea või halb.
2. Leica mikroskoobi ja skaneeriva elektronmikroskoobi kasutamine LED-epitaksiaalplaatide tootmisel ja LED-kiipide valmistamise protsessis
1. LED Epitaxial Waferi tutvustus
LED-epitaksiaalse vahvli kasvatamise põhiprintsiip on: sobiva temperatuurini kuumutatud substraadil (peamiselt safiir, SiC, Si) transporditakse gaasiline aine InGaAlP kontrollitult substraadi pinnale ja kasvatatakse spetsiifiline monokristallkile. . . Praegu kasutab LED-epitaksiaalne vahvlite kasvutehnoloogia peamiselt metalli orgaanilise keemilise aurustamise meetodit (MOCVD).
2. LED-kiibi tutvustus
LED-kiibid, tuntud ka kui LED-valgust kiirgavad kiibid, on LED-tulede põhikomponendid, mis viitab PN-ristmikule. Selle põhiülesanne on elektrienergia muundamine valgusenergiaks ja kiibi põhimaterjal on monokristalliline räni. Pooljuhtplaat koosneb kahest osast ja üks osa on P-tüüpi pooljuht ja auk on selles juhtival kohal ning teine ots on N-tüüpi pooljuht ja siin on peamiselt elektron. Kuid aja jooksul, kui need kahte tüüpi pooljuhid paarituvad, moodustavad nende vahel lihtsalt PN-siirde. Kui elektrivool sellele kiibile traadi aja jooksul mõjub, lükatakse elektron P-piirkonda ja P-piirkonnas on elektron augurekombinatsiooniga, siis saadab energia footoni kujul, LED-luminestsentsi põhimõttel, mis siin on. Ja valguse lainepikkus ehk valguse värvus määratakse PN-siirde moodustava materjali järgi.
3. Rakendus:
a) skaneeriva elektronmikroskoobi kasutamine kristalltasandi dislokatsioonikorrosiooni morfoloogia teabe tuvastamiseks pärast epitaksiaalse vahvli kasvu;
Tähenduse annab kristallitasandi dislokatsioonikorrosiooni morfoloogia: iga proovi dislokatsioonikorrosioon on erineva kujuga ja selle määrab kristalli punktirühm ja kristalli struktuur. Keemilise söövitaja ülesanne on hävitada kristalli sees olevate molekulide ja aatomite vastastikused sidemed. Väiksemate sidemetega need hävitatakse esmalt, moodustades nii kindla kujuga korrosioonilaigud. Seetõttu võib hea pildistamine ja korrosioonilaikude detailide täiuslik esitus täielikult peegeldada kristallide kasvu kvaliteeti.
Suure jõudlusega ja töökindlusega LED-seadmete tootmise eelduseks on epitaksiaalvõre kvaliteedi parandamine ja materjalidefektide vähendamine, vastasel juhul on seda raske muul viisil korvata. Selgitatakse LED-epitaksiaalsete materjalide kristallide kvaliteedi mõju seadme töökindlusele. Epitaksiaalsete materjalide kvaliteedikontrolli kaudu eeldatakse, et see vähendab materjalide defektide tihedust, parandab epitaksiaalsete kihtide kristallide kvaliteeti ja parandab tõhusalt LED-seadmete töökindlust.
b) Kiibi kontroll enne pakendamist: kontrollige materjali pinda optilise mikroskoobiga, et teha kindlaks, kas sellel on mehaanilisi kahjustusi ja auke, kas kiibi suurus ja elektroodi suurus vastavad protsessi nõuetele ning kas elektroodi muster on täielik.
c) LED-kiibi oksüdatsiooni paksus: tuvastusmeetodid hõlmavad värvide võrdlemist, servade loendamist, interferentsi, ellipsomeetrit, graveeritud nõela amplituudimõõtjat ja skaneerivat elektronmikroskoopi;
d) Kiibi ristmiku sügavuse mõõtmine: LED-kiibi PN-ühenduse sügavuse paksuse tuvastamine skaneeriva elektronmikroskoobi abil
e) Skaneeriva elektronmikroskoopia kasutamine pinna karestamise tehnoloogia uurimisel LED-kiipide söövitamise protsessis: pinna karestamise tehnoloogia lahendab kriitilisest nurgast suurema langemisnurgaga valguse täieliku peegelduse probleemi, kuna pooljuhtide murdumisnäitaja materjalid (keskmiselt 3,5) on suurem kui õhu oma. Väljapääsust põhjustatud kahju. Valguse emissioon karestatud pinnal on väga juhuslik ning kareduse ja kareduse skaala mõju uurimiseks valguse emissiooni kiirusele on vaja teha palju katseid. Kui GaP-st madala murdumisnäitajaga valgust õhku siseneb, tekib kõrge murdumisnäitajaga LED-aknakihi materjal, tekib täielik peegeldus ja suur hulk väljuvat valgust läheb kaduma. Pinna karestamise meetod võib vähendada täielikku peegeldust ja parandada valguse eraldamise tõhusust. Skaneeriva elektronmikroskoobiga saab pärast pinna karestamist vahetult jälgida proovi pinna struktuuri ja võrrelda pinna karedust enne ja pärast karestamist. Skaneerival elektronmikroskoobil on suur teravussügavus ja pilt on täis kolmemõõtmelisust. See võib jälgida kolmemõõtmelist saarestruktuuri karestatud pinnal.
