Application du microscope dans l'industrie émergente stratégique LED
1. L'application spécifique du microscope optique Leica et du microscope électronique à balayage dans le matériau de substrat en amont de LED (matériau saphir):
1. Introduction du matériau de substrat saphir
Parce que le saphir a une bonne isolation, une faible perte diélectrique, une résistance à haute température et une résistance à la corrosion. Bonne conductivité thermique, suffisamment élevée en résistance mécanique. Et peut être transformé en une surface plane. La bande de transmission lumineuse est large. Par conséquent, il est largement utilisé dans de nombreux domaines de l'industrie, de la défense nationale et de la recherche scientifique. En même temps, c'est aussi un bon matériau de substrat pour les diodes électroluminescentes avec une large gamme d'utilisations. La diode électroluminescente résultante est le matériau de substrat de dispositif électroluminescent à semi-conducteur le plus prometteur pour le substrat de substrat en saphir dans la famille de diodes électroluminescentes à haute luminosité de la source de lumière fluorescente de nouvelle génération. À l'heure actuelle, ces diodes électroluminescentes à haute luminosité ont été largement utilisées dans la publicité, les feux de circulation, les feux d'instruments; et les lumières de fonctionnement et d'autres champs. Avec l'application croissante de diodes électroluminescentes à haute luminosité.
Le saphir (saphir) est un monocristal d'alumine, également connu sous le nom de corindon. Le cristal de saphir a d'excellentes propriétés optiques, des propriétés mécaniques et une stabilité chimique, une résistance élevée, une dureté élevée et une résistance à l'érosion, et peut fonctionner dans des conditions difficiles proches de 2000 degrés. Selon les recherches, seuls quatre types de matériaux de substrat peuvent être appliqués aux LED à l'heure actuelle (voir le tableau 1 ci-dessous). En tant que cristal technique important, le saphir a formé une application relativement à la mode et mature dans l'industrie des LED.
2. Candidature
La biréfringence anormale des cristaux de saphir peut être identifiée à l'aide du microscope polarisant de Leica. Dans certaines circonstances, à l'aide de la lentille conoscopique, l'interférogramme du cristal peut être observé pour déterminer l'axialité du cristal, qui est utilisée pour observer si la direction de chaque plaquette est uniforme, afin de juger si le substrat est Bon ou Mauvais.
2. Application du microscope Leica et du microscope électronique à balayage dans la production de plaquettes épitaxiales à LED et le processus de préparation des puces à LED
1. Introduction de la plaquette épitaxiale à LED
Le principe de base de la croissance épitaxiale de plaquettes LED est : sur un substrat (principalement du saphir, du SiC, du Si) chauffé à une température appropriée, la substance gazeuse InGaAlP est transportée à la surface du substrat de manière contrôlée et un film monocristallin spécifique est développé. . . À l'heure actuelle, la technologie de croissance de plaquettes épitaxiales à LED adopte principalement la méthode de dépôt chimique en phase vapeur organo-métallique (MOCVD)
2. Présentation de la puce LED
Les puces LED, également connues sous le nom de puces électroluminescentes LED, sont les composants essentiels des lampes LED, qui font référence à la jonction PN. Sa fonction principale est de convertir l'énergie électrique en énergie lumineuse, et le matériau principal de la puce est le silicium monocristallin. La plaquette semi-conductrice est composée de deux parties, et une partie est un semi-conducteur de type P, et le trou y occupe une position de tête, et l'autre extrémité est un semi-conducteur de type N, et ici principalement un électron. Mais le temps que ces deux types de semi-conducteurs se couplent, entre eux, forment simplement une jonction PN. Lorsque le courant électrique agit sur cette puce par fil, l'électron sera poussé vers le district P, et dans le district P, l'électron est avec recombinaison de trous, puis enverra de l'énergie sous forme de photon, le principe de la luminescence LED qui est ici. Et la longueur d'onde de la lumière, c'est-à-dire la couleur de la lumière, sera déterminée par le matériau formant la jonction PN.
3. Candidature :
a) Utilisation d'un microscope électronique à balayage pour détecter les informations de morphologie de dislocation-corrosion du plan cristallin après la croissance de la tranche épitaxiale ;
La signification fournie par la morphologie de corrosion par dislocation du plan cristallin : la corrosion par dislocation de chaque échantillon a des formes différentes et est déterminée par le groupe de points du cristal et la structure du cristal. Le rôle du décapant chimique est de détruire les liens d'interaction entre les molécules et les atomes à l'intérieur du cristal. Ceux qui ont des liaisons plus petites sont détruits en premier, formant ainsi des points de corrosion d'une forme spécifique. Par conséquent, une bonne imagerie et une présentation parfaite des détails des points de corrosion peuvent pleinement refléter la qualité de la croissance cristalline.
L'amélioration de la qualité du réseau épitaxial et la réduction des défauts de matériau sont les conditions préalables à la réalisation de dispositifs LED performants et fiables, faute de quoi il est difficile de se rattraper par d'autres moyens. L'influence de la qualité cristalline des matériaux épitaxiaux LED sur la fiabilité du dispositif est clarifiée. Grâce au contrôle de la qualité des matériaux épitaxiaux, il est prévu de réduire la densité de défauts des matériaux, d'améliorer la qualité cristalline des couches épitaxiales et d'améliorer efficacement la fiabilité des dispositifs à LED.
b) Inspection de la puce avant l'emballage : vérifiez la surface du matériau avec un microscope optique pour déterminer s'il y a des dommages mécaniques et des piqûres, si la taille de la puce et la taille de l'électrode répondent aux exigences du processus et si le modèle d'électrode est complet.
c) Épaisseur d'oxydation de la puce LED : les techniques de détection comprennent la comparaison des couleurs, le comptage des bords, les interférences, l'ellipsomètre, l'amplomètre à aiguille gravée et le microscope électronique à balayage ;
d) Mesure de la profondeur de jonction de la tranche de puce : la détection d'épaisseur de la profondeur de jonction PN de la tranche de puce LED par le microscope électronique à balayage
e) L'application de la microscopie électronique à balayage dans la recherche de la technologie de rugosité de surface dans le processus de gravure des puces LED : la technologie de rugosité de surface résout le problème de la réflexion totale de la lumière avec un angle d'incidence supérieur à l'angle critique car l'indice de réfraction du semi-conducteur matériaux (moyenne 3,5) est supérieure à celle de l'air. La perte causée par la sortie. L'émission de lumière sur la surface rugueuse est très aléatoire et un grand nombre d'expériences sont nécessaires pour étudier l'influence de la rugosité et de l'échelle de rugosité sur le taux d'émission de lumière. Lorsque la lumière pénètre dans l'air avec un faible indice de réfraction à partir de GaP, le matériau de la couche de fenêtre LED avec un indice de réfraction élevé, une réflexion totale se produira et une grande quantité de lumière sortante sera perdue. La méthode de rugosité de surface peut supprimer la réflexion totale et améliorer l'efficacité d'extraction de la lumière. Le microscope électronique à balayage peut observer directement la structure de surface de l'échantillon après la rugosité de la surface et comparer la rugosité de la surface avant et après la rugosité. Le microscope électronique à balayage a une grande profondeur de champ et l'image est pleine de tridimensionnalité. Il peut observer la structure tridimensionnelle de l'îlot sur la surface rugueuse.
