Застосування мікроскопа в стратегічній світлодіодній індустрії, що розвивається
1. Конкретне застосування оптичного мікроскопа Leica та скануючого електронного мікроскопа в матеріалі підкладки для світлодіодів (сапфіровий матеріал):
1. Введення сапфірового матеріалу підкладки
Оскільки сапфір має хорошу ізоляцію, низькі діелектричні втрати, стійкість до високих температур і корозії. Хороша теплопровідність, досить висока механічна міцність. І може бути оброблений у плоску поверхню. Смуга пропускання світла широка. Тому він широко використовується в багатьох галузях промисловості, національної оборони та наукових досліджень. У той же час це також хороший матеріал підкладки для світлодіодів із широким спектром використання. Отриманий світловипромінюючий діод є найперспективнішим матеріалом підкладки напівпровідникових світловипромінюючих пристроїв для підкладки сапфірової підкладки в сімействі світловипромінюючих діодів високої яскравості флуоресцентного джерела світла наступного покоління. В даний час ці високояскраві світлодіоди широко використовуються в рекламі, світлофорах, приладах; і операційні світильники та інші поля. З ростом застосування світлодіодів високої яскравості.
Сапфір (Sapphire) - монокристал глинозему, також відомий як корунд. Сапфірове скло має відмінні оптичні властивості, механічні властивості та хімічну стабільність, високу міцність, високу твердість і стійкість до ерозії, і може працювати в суворих умовах, близьких до 2000 градусів. Згідно з дослідженнями, наразі існує лише чотири типи матеріалів підкладки, які можна застосовувати для світлодіодів (див. таблицю 1 нижче). Будучи важливим технічним кристалом, сапфір сформував відносно модне та зріле застосування в світлодіодній індустрії.
2. Застосування
Аномальне подвійне променезаломлення сапфірових кристалів можна визначити за допомогою поляризаційного мікроскопа Leica. За певних обставин за допомогою коноскопічної лінзи можна спостерігати інтерферограму кристала, щоб визначити осьову орієнтацію кристала, яка використовується для спостереження, чи є напрямок кожної пластини рівномірним, щоб судити про те, чи підкладка є рівномірною. Добре чи погано.
2. Застосування мікроскопа Leica та скануючого електронного мікроскопа у виробництві світлодіодних епітаксіальних пластин і процесі підготовки світлодіодних чіпів
1. Впровадження світлодіодної епітаксіальної пластини
Основний принцип вирощування світлодіодної епітаксійної пластини такий: на підкладці (переважно сапфір, SiC, Si), нагрітій до відповідної температури, газоподібна речовина InGaAlP транспортується до поверхні підкладки контрольованим чином, і вирощується специфічна монокристалічна плівка. . . В даний час технологія вирощування світлодіодної епітаксіальної пластини в основному використовує метод металевого органічного хімічного осадження з парової фази (MOCVD).
2. Введення світлодіодного чіпа
Світлодіодні чіпи, також відомі як світлодіодні світловипромінювальні чіпи, є основними компонентами світлодіодних ліхтарів, що відноситься до PN-переходу. Його основною функцією є перетворення електричної енергії в енергію світла, а основним матеріалом чіпа є монокристалічний кремній. Напівпровідникова пластина складається з двох частин, частина - це напівпровідник P-типу, і отвір займає в ньому провідне положення, а інший кінець - напівпровідник N-типу, і тут в основному є електрон. Але час, коли ці два типи напівпровідників з’єднуються разом, утворюють між собою PN-перехід. Коли електричний струм діє на цей чіп за допомогою дроту, електрон буде штовхнутий до P-району, а в P-районі електрон з дірковою рекомбінацією, а потім посилатиме енергію у формі фотона, принцип світлодіодної люмінесценції, який Ось він. А довжина хвилі світла, тобто колір світла, визначається матеріалом, який утворює PN-перехід.
3. Застосування:
a) Використання скануючого електронного мікроскопа для виявлення інформації про морфологію дислокаційної корозії кристалічної площини після вирощування епітаксійної пластини;
Значення, яке надається морфологією дислокаційної корозії кристалічної площини: дислокаційна корозія кожного зразка має різні форми і визначається точковою групою кристала та структурою кристала. Роль хімічного травителя полягає в руйнуванні зв'язків взаємодії між молекулами та атомами всередині кристала. Ті з меншими зв'язками руйнуються першими, утворюючи плями корозії певної форми. Таким чином, якісне зображення та ідеальне представлення деталей корозійних плям можуть повністю відображати якість росту кристалів.
Покращення якості епітаксіальної решітки та зменшення дефектів матеріалу є обов’язковими умовами для виробництва високопродуктивних і надійних світлодіодних пристроїв, інакше це важко компенсувати іншими способами. З'ясовано вплив кристалічної якості світлодіодних епітаксіальних матеріалів на надійність приладу. Завдяки контролю якості епітаксіальних матеріалів очікується зменшення щільності дефектів матеріалів, покращення кристалічної якості епітаксіальних шарів і ефективне підвищення надійності світлодіодних пристроїв.
b) Перевірка стружки перед пакуванням: перевірте поверхню матеріалу за допомогою оптичного мікроскопа, щоб визначити, чи є механічні пошкодження та виїмки, чи відповідають розмір чіпу та розмір електрода вимогам процесу, а також чи повна структура електродів.
c) Товщина окислення світлодіодного чіпа: методи виявлення включають порівняння кольорів, підрахунок країв, інтерференцію, еліпсометр, вимірювач амплітуди з гравірованою голкою та скануючий електронний мікроскоп;
d) Вимірювання глибини з’єднання пластини чіпа: визначення товщини глибини PN-з’єднання пластини зі світлодіодним чіпом за допомогою скануючого електронного мікроскопа
д) Застосування скануючої електронної мікроскопії в дослідженні технології шорсткості поверхні в процесі травлення світлодіодних чіпів: технологія шорсткості поверхні вирішує проблему повного відбиття світла з кутом падіння, що перевищує критичний, оскільки показник заломлення напівпровідника матеріалів (у середньому 3,5) більше, ніж повітря. Втрата, викликана виходом. Випромінювання світла на шорсткій поверхні є дуже випадковим, і для вивчення впливу шорсткості та шкали шорсткості на швидкість випромінювання світла потрібна велика кількість експериментів. Коли світло потрапляє в повітря з низьким показником заломлення від GaP, матеріалу шару світлодіодного вікна з високим показником заломлення, відбудеться повне відображення, і велика кількість вихідного світла буде втрачено. Метод шорсткості поверхні може зменшити повне відображення та підвищити ефективність відведення світла. За допомогою скануючого електронного мікроскопа можна безпосередньо спостерігати структуру поверхні зразка після шорсткості поверхні та порівнювати шорсткість поверхні до та після шорсткості. Скануючий електронний мікроскоп має велику глибину різкості, а зображення наповнене тривимірністю. Він може спостерігати тривимірну острівну структуру на шорсткій поверхні.
