Uporaba mikroskopa v strateško nastajajoči industriji LED
1. Posebna uporaba optičnega mikroskopa in vrstičnega elektronskega mikroskopa Leica v materialu podlage LED navzgor (safirni material):
1. Uvedba materiala za substrat iz safirja
Ker ima safir dobro izolacijo, nizko dielektrično izgubo, visoko temperaturno odpornost in odpornost proti koroziji. Dobra toplotna prevodnost, dovolj visoka mehanska trdnost. In se lahko obdela v ravno površino. Pas prepustnosti svetlobe je širok. Zato se pogosto uporablja na številnih področjih industrije, nacionalne obrambe in znanstvenih raziskav. Hkrati je tudi dober substratni material za svetleče diode s širokim spektrom uporabe. Nastala svetleča dioda je najbolj obetaven substratni material za polprevodniško svetlečo napravo za substrat safirnega substrata v družini svetlečih diod visoke svetlosti fluorescentnega svetlobnega vira naslednje generacije. Trenutno se te svetleče diode visoke svetlosti pogosto uporabljajo v oglaševanju, semaforjih, instrumentih; in operacijske luči ter druga polja. Z vse večjo uporabo svetlečih diod visoke svetlosti.
Safir (Sapphire) je monokristal aluminijevega oksida, znan tudi kot korund. Safirni kristal ima odlične optične lastnosti, mehanske lastnosti in kemično stabilnost, visoko trdnost, visoko trdoto in odpornost proti eroziji ter lahko deluje v težkih pogojih blizu 2000 stopinj. Glede na raziskave obstajajo samo štiri vrste substratnih materialov, ki jih je trenutno mogoče uporabiti za LED diode (glejte tabelo 1 spodaj). Kot pomemben tehnični kristal je safir oblikoval razmeroma modno in zrelo uporabo v industriji LED.
2. Uporaba
Nenormalno dvolomnost safirnih kristalov je mogoče prepoznati s polarizacijskim mikroskopom Leica. V določenih okoliščinah lahko s pomočjo konoskopske leče opazujemo interferogram kristala za določitev osi kristala, ki se uporablja za opazovanje, ali je smer vsake rezine enakomerna, da se presodi, ali je substrat dobro ali slabo.
2. Uporaba mikroskopa Leica in vrstičnega elektronskega mikroskopa pri izdelavi LED epitaksialnih rezin in postopku priprave LED čipov
1. Predstavitev LED epitaksialne rezine
Osnovni princip rasti LED epitaksialnih rezin je: na substratu (predvsem safir, SiC, Si), segretem na ustrezno temperaturo, se plinasta snov InGaAlP kontrolirano prenaša na površino substrata in nastane specifičen monokristalni film. . . Trenutno LED epitaksialna tehnologija rasti rezin v glavnem uporablja metodo kovinskega organskega kemičnega naparjevanja (MOCVD).
2. Predstavitev LED čipa
LED čipi, znani tudi kot LED čipi, ki oddajajo svetlobo, so osrednji sestavni deli LED luči, kar se nanaša na PN spoj. Njegova glavna funkcija je pretvorba električne energije v svetlobno energijo, glavni material čipa pa je monokristalni silicij. Polprevodniška rezina je sestavljena iz dveh delov, del pa je polprevodnik tipa P, luknja pa zavzema vodilni položaj v njem, drugi konec pa je polprevodnik tipa N, tukaj pa je predvsem elektron. Toda čas, ko se ti dve vrsti polprevodnikov združita, med seboj le tvorita PN spoj. Ko električni tok deluje na ta čip s časom žice, bo elektron potisnjen v okrožje P, v okrožju P pa je elektron z rekombinacijo lukenj, nato bo poslal energijo v obliki fotona, princip luminiscence LED, ki je tukaj. In valovno dolžino svetlobe, tj. barvo svetlobe, določi material, ki tvori PN spoj.
3. Uporaba:
a) Uporaba vrstičnega elektronskega mikroskopa za odkrivanje informacij o morfologiji dislokacijske korozije kristalne ravnine po rasti epitaksialne rezine;
Pomen, ki ga zagotavlja morfologija dislokacijske korozije kristalne ravnine: dislokacijska korozija vsakega vzorca ima različne oblike in je določena s točkovno skupino kristala in strukturo kristala. Vloga kemičnega jedkalnika je uničenje interakcijskih vezi med molekulami in atomi znotraj kristala. Tisti z manjšimi vezmi se najprej uničijo in tako nastanejo korozijska mesta specifične oblike. Zato lahko dobro slikanje in popolna predstavitev podrobnosti korozijskih madežev v celoti odražata kakovost rasti kristalov.
Izboljšanje kakovosti epitaksialne mreže in zmanjšanje napak v materialu sta predpogoja za proizvodnjo visoko zmogljivih in visoko zanesljivih LED naprav, sicer je to težko nadomestiti z drugimi sredstvi. Razjasnjen je vpliv kristalne kakovosti LED epitaksialnih materialov na zanesljivost naprave. S kontrolo kakovosti epitaksialnih materialov naj bi zmanjšali gostoto napak materialov, izboljšali kristalno kakovost epitaksialnih plasti in učinkovito izboljšali zanesljivost LED naprav.
b) Pregled čipov pred pakiranjem: Preverite površino materiala z optičnim mikroskopom, da ugotovite, ali so mehanske poškodbe in luknjičaste luknje, ali velikost čipa in velikost elektrode ustrezata zahtevam postopka in ali je vzorec elektrod popoln.
c) Debelina oksidacije čipa LED: tehnike zaznavanja vključujejo primerjavo barv, štetje robov, interferenco, elipsometer, merilnik amplitude z gravirano iglo in vrstični elektronski mikroskop;
d) Merjenje globine spoja rezine čipa: zaznavanje debeline globine spoja PN rezine čipa LED z vrstičnim elektronskim mikroskopom
e) Uporaba vrstične elektronske mikroskopije pri raziskavah tehnologije hrapavosti površine v procesu jedkanja čipov LED: tehnologija hrapavosti površine rešuje problem popolnega odboja svetlobe z vpadnim kotom, večjim od kritičnega kota, ker lomni količnik polprevodnika materialov (povprečno 3,5) večja kot pri zraku. Izguba, ki jo povzroči izstop. Emisija svetlobe na hrapavi površini je zelo naključna in potrebno je veliko število poskusov za preučevanje vpliva hrapavosti in lestvice hrapavosti na stopnjo emisije svetlobe. Ko svetloba vstopi v zrak z nizkim lomnim količnikom iz GaP, materiala okenskega sloja LED z visokim lomnim količnikom, pride do popolnega odboja in velika količina izhodne svetlobe se izgubi. Metoda hrapavosti površine lahko zmanjša popoln odboj in izboljša učinkovitost ekstrakcije svetlobe. Vrstični elektronski mikroskop lahko neposredno opazuje strukturo površine vzorca po hrapavosti površine in primerja hrapavost površine pred in po hrapavosti. Vrstični elektronski mikroskop ima veliko globinsko ostrino, slika pa je polna tridimenzionalnosti. Lahko opazuje tridimenzionalno strukturo otoka na hrapavi površini.
