Applicazione del microscopio nell'industria emergente strategica LED
1. L'applicazione specifica del microscopio ottico Leica e del microscopio elettronico a scansione nel materiale del substrato a monte dei LED (materiale zaffiro):
1. Introduzione del materiale del substrato di zaffiro
Perché lo zaffiro ha un buon isolamento, bassa perdita dielettrica, resistenza alle alte temperature e resistenza alla corrosione. Buona conduttività termica, abbastanza elevata nella resistenza meccanica. E può essere trasformato in una superficie piana. La banda di trasmissione della luce è ampia. Pertanto, è ampiamente utilizzato in molti campi dell'industria, della difesa nazionale e della ricerca scientifica. Allo stesso tempo, è anche un buon materiale di supporto per diodi emettitori di luce con un'ampia gamma di usi. Il diodo a emissione di luce risultante è il materiale di substrato del dispositivo a emissione di luce a semiconduttore più promettente per il substrato del substrato di zaffiro nella famiglia di diodi a emissione di luce ad alta luminosità della sorgente di luce fluorescente di prossima generazione. Allo stato attuale, questi diodi emettitori di luce ad alta luminosità sono stati ampiamente utilizzati nella pubblicità, nei semafori, nelle luci degli strumenti; e luci operative e altri campi. Con la crescente applicazione di diodi emettitori di luce ad alta luminosità.
Lo zaffiro (zaffiro) è un singolo cristallo di allumina, noto anche come corindone. Il cristallo di zaffiro ha eccellenti proprietà ottiche, proprietà meccaniche e stabilità chimica, elevata resistenza, elevata durezza e resistenza all'erosione e può funzionare in condizioni difficili vicino a 2000 gradi. Secondo la ricerca, attualmente esistono solo quattro tipi di materiali di substrato che possono essere applicati ai LED (vedere la Tabella 1 di seguito). In quanto importante cristallo tecnico, lo zaffiro ha costituito un'applicazione relativamente alla moda e matura nell'industria dei LED.
2. Applicazione
La birifrangenza anormale dei cristalli di zaffiro può essere identificata utilizzando il microscopio polarizzatore di Leica. In determinate circostanze, con l'aiuto della lente conoscopica, è possibile osservare l'interferogramma del cristallo per determinare l'assialità del cristallo, che viene utilizzato per osservare se la direzione di ciascun wafer è uniforme, in modo da giudicare se il substrato è bene o male.
2. Applicazione del microscopio Leica e del microscopio elettronico a scansione nella produzione di wafer epitassiali LED e nel processo di preparazione di chip LED
1. Introduzione del wafer epitassiale a LED
Il principio di base della crescita del wafer epitassiale LED è: su un substrato (principalmente zaffiro, SiC, Si) riscaldato a una temperatura appropriata, la sostanza gassosa InGaAlP viene trasportata sulla superficie del substrato in modo controllato e viene cresciuto uno specifico film monocristallino . . Allo stato attuale, la tecnologia di crescita del wafer epitassiale a LED adotta principalmente il metodo di deposizione di vapore chimico organico metallico (MOCVD)
2. Introduzione del chip LED
I chip LED, noti anche come chip a emissione di luce a LED, sono i componenti principali delle luci a LED, che si riferiscono alla giunzione PN. La sua funzione principale è convertire l'energia elettrica in energia luminosa e il materiale principale del chip è il silicio monocristallino. Il wafer a semiconduttore è composto da due parti, e una parte è un semiconduttore di tipo P, e il foro occupa una posizione di primo piano in esso, e l'altra estremità è un semiconduttore di tipo N, e qui è principalmente un elettrone. Ma nel tempo questi due tipi di semiconduttori si accoppiano, tra di loro, formano solo una giunzione PN. Quando la corrente elettrica agisce su questo chip per tempo di filo, l'elettrone verrà spinto nel distretto P, e nel distretto P, l'elettrone è con la ricombinazione del foro, quindi invierà energia sotto forma di fotone, il principio della luminescenza LED che Eccolo. E la lunghezza d'onda della luce, cioè il colore della luce, è determinata dal materiale che forma la giunzione PN.
3. Applicazione:
a) Utilizzo di un microscopio elettronico a scansione per rilevare le informazioni sulla morfologia della corrosione da dislocazione del piano cristallino dopo la crescita del wafer epitassiale;
Il significato fornito dalla morfologia della corrosione da dislocazione del piano cristallino: la corrosione da dislocazione di ciascun campione ha forme diverse ed è determinata dal gruppo di punti del cristallo e dalla struttura del cristallo. Il ruolo del mordenzante chimico è quello di distruggere i legami di interazione tra molecole e atomi all'interno del cristallo. Quelli con legami più piccoli vengono distrutti per primi, formando così punti di corrosione di una forma specifica. Pertanto, una buona immagine e la perfetta presentazione dei dettagli dei punti di corrosione possono riflettere pienamente la qualità della crescita dei cristalli.
Migliorare la qualità del reticolo epitassiale e ridurre i difetti del materiale sono i prerequisiti per la produzione di dispositivi LED ad alte prestazioni e alta affidabilità, altrimenti è difficile sopperire con altri mezzi. Viene chiarita l'influenza della qualità del cristallo dei materiali epitassiali dei LED sull'affidabilità del dispositivo. Attraverso il controllo di qualità dei materiali epitassiali, si prevede di ridurre la densità dei difetti dei materiali, migliorare la qualità dei cristalli degli strati epitassiali e migliorare efficacemente l'affidabilità dei dispositivi LED.
b) Ispezione del chip prima dell'imballaggio: controllare la superficie del materiale con un microscopio ottico per determinare se vi sono danni meccanici e vaiolatura, se la dimensione del chip e la dimensione dell'elettrodo soddisfano i requisiti del processo e se il modello dell'elettrodo è completo.
c) Spessore di ossidazione del chip LED: le tecniche di rilevamento includono il confronto del colore, il conteggio dei bordi, l'interferenza, l'ellissometro, il misuratore di ampiezza dell'ago inciso e il microscopio elettronico a scansione;
d) Misurazione della profondità di giunzione del chip wafer: il rilevamento dello spessore della profondità di giunzione PN del chip wafer LED mediante il microscopio elettronico a scansione
e) L'applicazione della microscopia elettronica a scansione nella ricerca della tecnologia di irruvidimento superficiale nel processo di incisione dei chip LED: la tecnologia di irruvidimento superficiale risolve il problema della riflessione totale della luce con un angolo incidente maggiore dell'angolo critico a causa dell'indice di rifrazione del semiconduttore materiali (media 3,5) è maggiore di quella dell'aria. La perdita causata dall'uscita. L'emissione di luce sulla superficie irruvidita è molto casuale e sono necessari numerosi esperimenti per studiare l'influenza della rugosità e della scala di rugosità sul tasso di emissione della luce. Quando la luce entra nell'aria con un basso indice di rifrazione da GaP, il materiale dello strato della finestra LED con un alto indice di rifrazione, si verificherà una riflessione totale e una grande quantità di luce in uscita andrà persa. Il metodo di irruvidimento della superficie può sopprimere la riflessione totale e migliorare l'efficienza di estrazione della luce. Il microscopio elettronico a scansione può osservare direttamente la struttura superficiale del campione dopo l'irruvidimento della superficie e confrontare la rugosità della superficie prima e dopo l'irruvidimento. Il microscopio elettronico a scansione ha una grande profondità di campo e l'immagine è piena di tridimensionalità. Può osservare la struttura tridimensionale dell'isola sulla superficie ruvida.
