전략적 신흥 산업에 현미경 적용 LED
1. LED 업스트림 기판 재료(사파이어 재료)에서 Leica 광학 현미경 및 주사 전자 현미경의 특정 적용:
1. 사파이어 기판 소재 소개
사파이어는 우수한 절연성, 낮은 유전 손실, 고온 저항 및 내식성을 갖기 때문입니다. 열전도율이 좋고 기계적 강도가 충분히 높습니다. 그리고 평평한 표면으로 가공될 수 있습니다. 광선 투과 대역이 넓습니다. 따라서 산업, 국방 및 과학 연구의 많은 분야에서 널리 사용됩니다. 동시에 광범위한 용도의 발광 다이오드를 위한 우수한 기판 재료이기도 합니다. 얻어진 발광다이오드는 차세대 형광 광원의 고휘도 발광다이오드 계열에서 사파이어 기판 기판용으로 가장 유망한 반도체 발광소자 기판 소재이다. 현재 이러한 고휘도 발광 다이오드는 광고, 신호등, 계기등에 널리 사용되었습니다. 및 작동 조명 및 기타 분야. 고휘도 발광 다이오드의 적용이 증가함에 따라.
사파이어(Sapphire)는 커런덤으로도 알려진 알루미나의 단결정입니다. 사파이어 크리스탈은 우수한 광학적 특성, 기계적 특성 및 화학적 안정성, 고강도, 고경도 및 내식성을 가지며 2000도에 가까운 가혹한 조건에서 작동할 수 있습니다. 연구에 따르면 현재 LED에 적용할 수 있는 기판 소재는 4가지에 불과하다(아래 표 1 참조). 중요한 기술 크리스탈로서 사파이어는 LED 산업에서 상대적으로 세련되고 성숙한 응용 프로그램을 형성했습니다.
2. 신청
사파이어 크리스탈의 비정상적인 복굴절은 Leica의 편광 현미경을 사용하여 식별할 수 있습니다. 특정 상황에서 코노스코픽 렌즈의 도움으로 결정의 간섭도를 관찰하여 결정의 축성을 결정할 수 있으며, 이는 각 웨이퍼의 방향이 균일한지 여부를 관찰하여 기판이 있는지 여부를 판단하는 데 사용됩니다. 좋거나 나쁘거나.
2. LED 에피택셜 웨이퍼 생산 및 LED 칩 준비 과정에서 라이카 현미경과 주사전자현미경의 적용
1. LED 에피택셜 웨이퍼 소개
LED 에피택셜 웨이퍼 성장의 기본 원리는: 적절한 온도로 가열된 기판(주로 사파이어, SiC, Si)에서 기체 물질 InGaAlP가 제어된 방식으로 기판 표면으로 이송되고 특정 단결정 필름이 성장됩니다. . . 현재 LED 에피택셜 웨이퍼 성장 기술은 주로 금속 유기 화학 기상 증착법(MOCVD)을 채택합니다.
2. LED 칩 소개
LED 발광 칩이라고도 하는 LED 칩은 LED 조명의 핵심 부품으로 PN 접합을 말합니다. 주요 기능은 전기 에너지를 빛 에너지로 변환하는 것이며 칩의 주요 재료는 단결정 실리콘입니다. 반도체 웨이퍼는 두 부분으로 구성되어 있는데 그 중 한 부분은 P형 반도체이고 그 안에서 정공이 선두를 차지하고 다른 쪽 끝은 N형 반도체이며 여기서는 전자가 주를 이룬다. 그러나이 두 종류의 반도체가 함께 결합되면 그 사이에 PN 접합을 형성합니다. Wire 시간에 의해 이 칩에 전류가 작용하면 전자는 P영역으로 밀려나고 P영역에서는 전자가 정공 재결합하여 광자 형태로 에너지를 보내게 되는데 이것이 LED 발광의 원리이다. 그리고 빛의 파장, 즉 빛의 색은 PN 접합을 형성하는 물질에 의해 결정된다.
3. 신청:
a) 에피텍셜 웨이퍼의 성장 후 결정면의 전위 부식 형태 정보를 검출하기 위해 주사 전자 현미경을 사용하는 단계;
결정면의 전위 부식 형태가 제공하는 의미: 각 샘플의 전위 부식은 다른 모양을 가지며 결정의 점군과 결정의 구조에 의해 결정됩니다. 화학 식각액의 역할은 결정 내부의 분자와 원자 사이의 상호작용 결합을 파괴하는 것입니다. 더 작은 결합을 가진 것이 먼저 파괴되어 특정 모양의 부식 지점을 형성합니다. 따라서 좋은 이미징과 부식 반점의 세부 사항을 완벽하게 표현하면 결정 성장의 품질을 완전히 반영할 수 있습니다.
에피택셜 격자의 품질을 개선하고 재료 결함을 줄이는 것은 고성능 및 고신뢰성 LED 장치를 생산하기 위한 전제 조건이며, 그렇지 않으면 다른 방법으로 이를 보완하기 어렵습니다. LED 에피택셜 재료의 결정 품질이 장치 신뢰성에 미치는 영향이 명확해졌습니다. 에피택셜 재료의 품질 관리를 통해 재료의 결함 밀도를 줄이고 에피택셜 층의 결정 품질을 개선하며 LED 장치의 신뢰성을 효과적으로 향상시킬 것으로 기대됩니다.
b) 포장 전 칩 검사: 재료의 표면을 광학현미경으로 검사하여 기계적 손상 및 피팅 여부, 칩 크기 및 전극 크기가 공정 요구 사항을 충족하는지, 전극 패턴이 완전한지 여부를 확인합니다.
c) LED 칩 산화 두께: 감지 기술에는 색상 비교, 에지 카운팅, 간섭, 엘립소미터, 새겨진 바늘 진폭 측정기 및 주사 전자 현미경이 포함됩니다.
d) 칩 웨이퍼의 접합 깊이 측정: 주사전자현미경에 의한 LED 칩 웨이퍼의 PN 접합 깊이의 두께 검출
e) LED 칩의 에칭 공정에서 표면 거칠기 기술 연구에서 주사 전자 현미경의 적용: 표면 거칠기 기술은 반도체의 굴절률 때문에 임계각보다 큰 입사각을 가진 빛의 전반사 문제를 해결합니다. 재료(평균 3.5)는 공기보다 큽니다. 출구로 인한 손실. 거친 표면에서 빛의 방출은 매우 무작위적이며 빛 방출률에 대한 조도 및 조도 스케일의 영향을 연구하기 위해 많은 수의 실험이 필요합니다. 빛이 굴절률이 높은 LED 윈도우 레이어의 재료인 GaP로부터 낮은 굴절률로 공기에 진입하면 전반사가 발생하고 많은 양의 나가는 빛이 손실됩니다. 표면 거칠기 방법은 전반사를 억제하고 광 추출 효율을 향상시킬 수 있습니다. 주사 전자 현미경은 표면 조면화 후 시료의 표면 구조를 직접 관찰하고 조면화 전후의 표면 거칠기를 비교할 수 있습니다. 주사 전자 현미경은 피사계 심도가 크고 이미지가 3차원으로 가득 차 있습니다. 거칠어진 표면에 입체적인 섬 구조를 관찰할 수 있다.
