Anwendung des Mikroskops in der strategischen LED-Entwicklung der aufstrebenden Industrie
1. Die spezifische Anwendung des optischen Mikroskops und des Rasterelektronenmikroskops von Leica in LED-Upstream-Substratmaterial (Saphirmaterial):
1. Einführung des Saphir-Substratmaterials
Denn Saphir verfügt über eine gute Isolierung, einen geringen dielektrischen Verlust, eine hohe Temperaturbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Gute Wärmeleitfähigkeit, ausreichend hohe mechanische Festigkeit. Und kann zu einer ebenen Fläche verarbeitet werden. Das Lichtdurchlässigkeitsband ist breit. Daher wird es in vielen Bereichen der Industrie, der Landesverteidigung und der wissenschaftlichen Forschung häufig eingesetzt. Gleichzeitig ist es auch ein gutes Substratmaterial für Leuchtdioden mit vielfältigen Einsatzmöglichkeiten. Die resultierende Leuchtdiode ist das vielversprechendste Substratmaterial für Halbleiter-Leuchtdioden für das Saphirsubstrat in der Familie der Leuchtdioden mit hoher Helligkeit der Fluoreszenzlichtquelle der nächsten Generation. Gegenwärtig werden diese lichtemittierenden Dioden mit hoher Helligkeit häufig in der Werbung, in Ampeln und in der Instrumentenbeleuchtung eingesetzt. und Operationsleuchten und anderen Bereichen. Mit der zunehmenden Anwendung von lichtemittierenden Dioden mit hoher Helligkeit.
Saphir (Saphir) ist ein Einkristall aus Aluminiumoxid, auch Korund genannt. Saphirkristall verfügt über hervorragende optische Eigenschaften, mechanische Eigenschaften und chemische Stabilität, hohe Festigkeit, hohe Härte und Erosionsbeständigkeit und kann unter rauen Bedingungen in der Nähe von 2000 Grad eingesetzt werden. Untersuchungen zufolge gibt es derzeit nur vier Arten von Substratmaterialien, die für LEDs verwendet werden können (siehe Tabelle 1 unten). Als wichtiger technischer Kristall hat sich Saphir zu einer relativ modernen und ausgereiften Anwendung in der LED-Industrie entwickelt.
2. Bewerbung
Die abnormale Doppelbrechung von Saphirkristallen kann mit dem Polarisationsmikroskop von Leica identifiziert werden. Unter bestimmten Umständen kann mit Hilfe der konoskopischen Linse das Interferogramm des Kristalls beobachtet werden, um die Axialität des Kristalls zu bestimmen. Dies wird verwendet, um zu beobachten, ob die Richtung jedes Wafers gleichmäßig ist, um zu beurteilen, ob das Substrat gleichmäßig ist gut oder schlecht.
2. Anwendung von Leica-Mikroskopen und Rasterelektronenmikroskopen bei der Herstellung von LED-Epitaxie-Wafern und dem Vorbereitungsprozess von LED-Chips
1. Einführung des LED-Epitaxie-Wafers
Das Grundprinzip des LED-Epitaxie-Waferwachstums besteht darin, dass auf einem auf eine geeignete Temperatur erhitzten Substrat (hauptsächlich Saphir, SiC, Si) die gasförmige Substanz InGaAlP kontrolliert zur Substratoberfläche transportiert wird und ein spezifischer Einkristallfilm gezüchtet wird . . Derzeit verwendet die LED-Epitaxie-Wafer-Wachstumstechnologie hauptsächlich die metallorganische chemische Gasphasenabscheidungsmethode (MOCVD).
2. Einführung des LED-Chips
LED-Chips, auch LED-Licht emittierende Chips genannt, sind die Kernkomponenten von LED-Leuchten und beziehen sich auf den PN-Übergang. Seine Hauptfunktion besteht darin, elektrische Energie in Lichtenergie umzuwandeln, und das Hauptmaterial des Chips ist monokristallines Silizium. Der Halbleiterwafer besteht aus zwei Teilen, und ein Teil ist ein P-Typ-Halbleiter, und Löcher nehmen darin eine führende Position ein, und das andere Ende ist ein N-Typ-Halbleiter, und hier hauptsächlich ein Elektron. Aber wenn diese beiden Arten von Halbleitern miteinander gekoppelt werden, bilden sie zwischen sich einfach einen PN-Übergang. Wenn elektrischer Strom über einen Draht auf diesen Chip einwirkt, wird das Elektron in den P-Bezirk gedrückt, und im P-Bezirk erfolgt die Lochrekombination des Elektrons, das dann Energie in Form eines Photons sendet, das Prinzip der LED-Lumineszenz, das hier ist. Und die Wellenlänge des Lichts, also die Farbe des Lichts, wird durch das Material bestimmt, das den PN-Übergang bildet.
3. Anwendung:
a) Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops zur Erfassung der Versetzungskorrosionsmorphologieinformationen der Kristallebene nach dem Wachstum des epitaktischen Wafers;
Die Bedeutung der Versetzungskorrosionsmorphologie der Kristallebene: Die Versetzungskorrosion jeder Probe hat unterschiedliche Formen und wird durch die Punktgruppe des Kristalls und die Struktur des Kristalls bestimmt. Die Aufgabe des chemischen Ätzmittels besteht darin, die Wechselwirkungsbindungen zwischen Molekülen und Atomen im Kristall zu zerstören. Diejenigen mit kleineren Bindungen werden zuerst zerstört und es bilden sich Korrosionsflecken mit einer bestimmten Form. Daher können eine gute Abbildung und die perfekte Darstellung der Details von Korrosionsflecken die Qualität des Kristallwachstums vollständig widerspiegeln.
Die Verbesserung der Qualität des Epitaxiegitters und die Reduzierung von Materialfehlern sind die Voraussetzungen für die Herstellung leistungsstarker und zuverlässiger LED-Geräte, andernfalls ist dies auf andere Weise nur schwer auszugleichen. Der Einfluss der Kristallqualität von LED-Epitaxiematerialien auf die Gerätezuverlässigkeit wird geklärt. Durch die Qualitätskontrolle von Epitaxiematerialien wird erwartet, dass die Defektdichte von Materialien verringert, die Kristallqualität von Epitaxieschichten verbessert und die Zuverlässigkeit von LED-Geräten effektiv verbessert wird.
b) Chipinspektion vor dem Verpacken: Überprüfen Sie die Oberfläche des Materials mit einem optischen Mikroskop, um festzustellen, ob mechanische Beschädigungen und Lochfraß vorliegen, ob Chipgröße und Elektrodengröße den Prozessanforderungen entsprechen und ob das Elektrodenmuster vollständig ist.
c) Oxidationsdicke des LED-Chips: Zu den Erkennungstechniken gehören Farbvergleich, Kantenzählung, Interferenz, Ellipsometer, Amplitudenmesser mit gravierter Nadel und Rasterelektronenmikroskop.
d) Messung der Übergangstiefe des Chipwafers: Die Dickenerkennung der PN-Übergangstiefe des LED-Chipwafers durch das Rasterelektronenmikroskop
e) Die Anwendung der Rasterelektronenmikroskopie bei der Erforschung der Oberflächenaufrauhungstechnologie im Ätzprozess von LED-Chips: Die Oberflächenaufrauhungstechnologie löst das Problem der Totalreflexion von Licht mit einem Einfallswinkel, der größer als der kritische Winkel ist, da der Brechungsindex von Halbleitern Materialien (Durchschnitt 3,5) ist größer als der von Luft. Der durch den Ausstieg verursachte Verlust. Die Lichtemission auf der aufgerauten Oberfläche ist sehr zufällig und es sind zahlreiche Experimente erforderlich, um den Einfluss der Rauheit und der Rauheitsskala auf die Lichtemissionsrate zu untersuchen. Wenn Licht mit einem niedrigen Brechungsindex aus GaP, dem Material der LED-Fensterschicht mit einem hohen Brechungsindex, in die Luft gelangt, kommt es zu Totalreflexion und ein großer Teil des ausgehenden Lichts geht verloren. Durch die Oberflächenaufrauhungsmethode kann die Totalreflexion unterdrückt und die Effizienz der Lichtextraktion verbessert werden. Das Rasterelektronenmikroskop kann die Oberflächenstruktur der Probe nach dem Aufrauen der Oberfläche direkt beobachten und die Rauheit der Oberfläche vor und nach dem Aufrauen vergleichen. Das Rasterelektronenmikroskop hat eine große Schärfentiefe und das Bild ist voller Dreidimensionalität. Es kann die dreidimensionale Inselstruktur auf der aufgerauten Oberfläche beobachten.
