יישום של מיקרוסקופ ב-LED בתעשייה אסטרטגית
1. היישום הספציפי של מיקרוסקופ אופטי Leica ומיקרוסקופ אלקטרוני סורק בחומר מצע LED במעלה הזרם (חומר ספיר):
1. הכנסת חומר מצע ספיר
מכיוון שלספיר יש בידוד טוב, אובדן דיאלקטרי נמוך, עמידות בטמפרטורה גבוהה ועמידות בפני קורוזיה. מוליכות תרמית טובה, גבוהה מספיק בחוזק מכני. וניתן לעבד אותו למשטח שטוח. פס העברת האור רחב. לכן, הוא נמצא בשימוש נרחב בתחומים רבים של תעשייה, הגנה לאומית ומחקר מדעי. יחד עם זאת, זהו גם חומר מצע טוב לדיודות פולטות אור עם מגוון רחב של שימושים. הדיודה פולטת האור המתקבלת היא חומר מצע פולט האור של התקן מוליכים למחצה המבטיחים ביותר עבור מצע מצע ספיר במשפחת דיודות פולטות האור בעלות הבהירות הגבוהה של מקור האור הפלורסנטי מהדור הבא. נכון לעכשיו, דיודות פולטות אור בעלות בהירות גבוהה היו בשימוש נרחב בפרסום, רמזורים, אורות מכשירים; והפעלת אורות ושדות אחרים. עם היישום הגובר של דיודות פולטות אור בעלות בהירות גבוהה.
ספיר (ספיר) הוא גביש יחיד של אלומינה, המכונה גם קורונדום. גביש ספיר בעל תכונות אופטיות מצוינות, תכונות מכניות ויציבות כימית, חוזק גבוה, קשיות גבוהה ועמידות בפני שחיקה, ויכול לעבוד בתנאים קשים קרוב ל-2000 מעלות. על פי מחקר, ישנם רק ארבעה סוגים של חומרי מצע שניתן ליישם על נורות LED כרגע (ראה טבלה 1 להלן). כגביש טכני חשוב, ספיר יצרה יישום אופנתי ובוגר יחסית בתעשיית הלד.
2. יישום
ניתן לזהות את השבירה הכפולה החריגה של גבישי ספיר באמצעות המיקרוסקופ המקטב של לייקה. בנסיבות מסוימות, בעזרת העדשה הקונוסקופית, ניתן לצפות באינטרפרוגרמה של הגביש כדי לקבוע את הציריות של הגביש, המשמשת כדי לראות אם הכיוון של כל רקיק אחיד, כדי לשפוט אם המצע הוא טוב או רע.
2. יישום מיקרוסקופ Leica ומיקרוסקופ אלקטרוני סורק בייצור פרוסות LED אפיטקסיאליות ותהליך הכנת שבבי LED
1. הקדמה של LED Epitaxial Wafer
העיקרון הבסיסי של צמיחת פרוסות LED epitaxial הוא: על מצע (בעיקר ספיר, SiC, Si) המחומם לטמפרטורה מתאימה, החומר הגזי InGaAlP מועבר למשטח המצע בצורה מבוקרת, ומגדל סרט קריסטל יחיד ספציפי. . . נכון לעכשיו, טכנולוגיית הגידול של פרוסות LED אפיטקסיאליות מאמצת בעיקר את שיטת השקעת האדים האורגניים של מתכת (MOCVD)
2. הקדמת שבב LED
שבבי LED, הידועים גם כשבבי LED פולטי אור, הם מרכיבי הליבה של נורות LED, המתייחסים לצומת PN. תפקידו העיקרי הוא להמיר אנרגיה חשמלית לאנרגיית אור, והחומר העיקרי של השבב הוא סיליקון חד גבישי. פרוסת מוליכים למחצה מורכבת משני חלקים, וחלק הוא מוליך למחצה מסוג P, והחור תופס בו עמדה מובילה, והקצה השני הוא מוליך למחצה מסוג N, וכאן בעיקר הוא אלקטרון. אבל בזמן ששני סוגי המוליכים למחצה יתחברו יחד, ביניהם, פשוט יוצרים צומת PN. כאשר זרם חשמלי פועל על השבב הזה לפי זמן תיל, האלקטרון יידחף למחוז P, ובמחוז P, האלקטרון הוא עם ריקומבינציה של חורים, ואז ישלח אנרגיה בצורת פוטון, עקרון זוהר LED כי הנה. ואורך הגל של האור כלומר צבע האור, ייקבע על ידי החומר היוצר צומת PN.
3. יישום:
א) שימוש במיקרוסקופ אלקטרוני סורק כדי לזהות את מידע מורפולוגיה קורוזיה של נקע של מישור הגביש לאחר צמיחת הפרוסה האפיטקסיאלית;
המשמעות שמספקת מורפולוגיה קורוזיה נקע של מישור הגביש: קורוזיית הנקע של כל דגימה היא בעלת צורות שונות והיא נקבעת על ידי קבוצת הנקודות של הגביש ומבנה הגביש. תפקידו של התחריט הכימי הוא להרוס את קשרי האינטראקציה בין מולקולות ואטומים בתוך הגביש. אלה עם קשרים קטנים יותר נהרסים תחילה, ובכך נוצרים כתמי קורוזיה בעלי צורה מסוימת. לכן, הדמיה טובה והצגה מושלמת של הפרטים של כתמי קורוזיה יכולים לשקף באופן מלא את איכות צמיחת הגבישים.
שיפור איכות הסריג האפיטקסיאלי והפחתת פגמי החומר הם התנאים המוקדמים לייצור מכשירי LED בעלי ביצועים גבוהים ואמינים, אחרת קשה לפצות על כך באמצעים אחרים. מתבררת ההשפעה של איכות הגביש של חומרים אפיטקסיאליים LED על אמינות המכשיר. באמצעות בקרת האיכות של חומרים אפיטקסיאליים, היא צפויה להפחית את צפיפות הפגמים של החומרים, לשפר את איכות הגביש של שכבות אפיטקסיאליות ולשפר ביעילות את האמינות של מכשירי LED.
ב) בדיקת שבב לפני האריזה: בדוק את פני החומר במיקרוסקופ אופטי כדי לקבוע אם יש נזק מכני ובור, האם גודל השבב וגודל האלקטרודה עומדים בדרישות התהליך, והאם תבנית האלקטרודה מלאה.
ג) עובי חמצון שבב LED: טכניקות זיהוי כוללות השוואת צבעים, ספירת קצוות, הפרעות, אליפסומטר, מד משרעת מחט חרוט ומיקרוסקופ אלקטרוני סורק;
ד) מדידת עומק הצומת של פרוסת השבב: זיהוי העובי של עומק צומת ה-PN של פרוסת שבב LED על ידי מיקרוסקופ האלקטרונים הסורק
ה) יישום מיקרוסקופיה אלקטרונית סורקת בחקר טכנולוגיית חיספוס פני השטח בתהליך התחריט של שבבי LED: טכנולוגיית חיספוס פני השטח פותרת את הבעיה של השתקפות מוחלטת של אור עם זווית פגיעה גדולה מהזווית הקריטית בגלל מקדם השבירה של המוליך למחצה חומרים (ממוצע 3.5) גדול מזה של אוויר. ההפסד שנגרם מהיציאה. פליטת האור על פני השטח המחוספסים היא אקראית מאוד, ויש צורך במספר רב של ניסויים כדי לחקור את השפעת החספוס וסולם החספוס על קצב פליטת האור. כאשר אור נכנס לאוויר עם מקדם שבירה נמוך מ-GaP, החומר של שכבת חלון ה-LED עם מקדם שבירה גבוה, תתרחש השתקפות כוללת, וכמות גדולה של אור יוצא תאבד. שיטת חיספוס פני השטח יכולה לדכא השתקפות מוחלטת ולשפר את יעילות חילוץ האור. מיקרוסקופ האלקטרונים הסורק יכול לצפות ישירות במבנה פני השטח של המדגם לאחר חיספוס פני השטח, ולהשוות את החספוס של פני השטח לפני ואחרי החיספוס. למיקרוסקופ האלקטרונים הסורק יש עומק שדה גדול, והתמונה מלאה בתלת מימד. הוא יכול לצפות במבנה האי התלת מימדי על פני השטח המחוספס.
