تطبيق المجهر في الصناعة الناشئة الاستراتيجية LED
1. التطبيق المحدد لمجهر Leica البصري ومجهر المسح الإلكتروني في مادة الركيزة المنبع LED (مادة الياقوت):
1. إدخال مادة الركيزة الياقوت
لأن الياقوت يتمتع بعزل جيد ، وفقدان منخفض للعزل الكهربائي ، ومقاومة عالية لدرجة الحرارة ومقاومة للتآكل. الموصلية الحرارية جيدة ، عالية بما فيه الكفاية في القوة الميكانيكية. ويمكن معالجتها إلى سطح مستو. نطاق نقل الضوء واسع. لذلك ، يتم استخدامه على نطاق واسع في العديد من مجالات الصناعة والدفاع الوطني والبحث العلمي. في الوقت نفسه ، إنها أيضًا مادة ركيزة جيدة للثنائيات الباعثة للضوء مع مجموعة واسعة من الاستخدامات. الصمام الثنائي الباعث للضوء الناتج هو أكثر المواد الواعدة للركيزة الباعثة للضوء من أشباه الموصلات للركيزة الياقوتية في عائلة الصمام الثنائي الباعث للضوء عالية السطوع لمصدر ضوء الفلورسنت من الجيل التالي. في الوقت الحاضر ، تم استخدام هذه الثنائيات عالية السطوع الباعثة للضوء على نطاق واسع في الإعلانات وإشارات المرور وأضواء الأجهزة ؛ وأضواء التشغيل وغيرها من المجالات. مع زيادة تطبيق الثنائيات عالية السطوع الباعثة للضوء.
الياقوت (الياقوت) عبارة عن بلورة أحادية من الألومينا ، تُعرف أيضًا باسم اكسيد الالمونيوم. تتميز بلورات الياقوت بخصائص بصرية ممتازة وخصائص ميكانيكية واستقرار كيميائي وقوة عالية وصلابة عالية ومقاومة للتآكل ، ويمكن أن تعمل في ظل ظروف قاسية قريبة من 2000 درجة. وفقًا للبحث ، لا يوجد سوى أربعة أنواع من مواد الركيزة التي يمكن تطبيقها على مصابيح LED في الوقت الحالي (انظر الجدول 1 أدناه). بصفته بلورة تقنية مهمة ، شكل الياقوت تطبيقًا عصريًا وناضجًا نسبيًا في صناعة LED.
2. التطبيق
يمكن التعرف على الانكسار غير الطبيعي لبلورات الياقوت باستخدام مجهر لايكا الاستقطابي. في ظل ظروف معينة ، وبمساعدة العدسة المجهرية ، يمكن ملاحظة مخطط التداخل في البلورة لتحديد محورية البلورة ، والتي تُستخدم لمراقبة ما إذا كان اتجاه كل رقاقة موحدًا ، وذلك للحكم على ما إذا كانت الركيزة جيد أو سيء.
2. تطبيق مجهر لايكا ومجهر المسح الإلكتروني في إنتاج رقائق LED الفوقية وعملية تحضير رقائق LED
1. مقدمة من رقاقة LED Epitaxial
المبدأ الأساسي لنمو رقاقة LED فوق المحور هو: على الركيزة (بشكل أساسي الياقوت ، SiC ، Si) يتم تسخينها إلى درجة حرارة مناسبة ، يتم نقل المادة الغازية InGaAlP إلى سطح الركيزة بطريقة محكومة ، ويتم زراعة طبقة بلورية مفردة محددة . . في الوقت الحاضر ، تعتمد تقنية نمو الرقاقة فوق المحورية LED بشكل أساسي طريقة ترسيب البخار الكيميائي العضوي المعدني (MOCVD)
2. مقدمة رقاقة LED
رقائق LED ، والمعروفة أيضًا باسم رقائق LED الباعثة للضوء ، هي المكونات الأساسية لمصابيح LED ، والتي تشير إلى تقاطع PN. وتتمثل مهمتها الرئيسية في تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ضوئية ، والمواد الرئيسية للرقاقة هي السيليكون أحادي البلورية. تتكون رقاقة أشباه الموصلات من جزأين ، وجزء من أشباه الموصلات من النوع P ، ويحتل الثقب موقعًا رائدًا فيه ، والطرف الآخر هو أشباه الموصلات من النوع N ، وهنا بشكل أساسي الإلكترون. لكن الوقت يقترن هذان النوعان من أشباه الموصلات معًا ، فيما بينهما ، لتشكيل تقاطع PN. عندما يعمل التيار الكهربائي على هذه الشريحة عن طريق وقت السلك ، سيتم دفع الإلكترون إلى منطقة P ، وفي منطقة P ، يكون الإلكترون مع إعادة تركيب الفتحة ، ثم يرسل الطاقة على شكل الفوتون ، وهو مبدأ إنارة LED الذي هو هنا. ويتم تحديد الطول الموجي للضوء ، أي لون الضوء ، بواسطة المادة المكونة لتقاطع PN.
3. التطبيق:
أ) استخدام المجهر الإلكتروني الماسح للكشف عن معلومات مورفولوجيا التآكل الخلع للطائرة البلورية بعد نمو الرقاقة فوق المحور ؛
المعنى الذي توفره مورفولوجيا التآكل الخلع للطائرة البلورية: تآكل الخلع لكل عينة له أشكال مختلفة ويتم تحديده من خلال مجموعة نقطة البلورة وهيكل البلورة. يتمثل دور الخداع الكيميائي في تدمير روابط التفاعل بين الجزيئات والذرات داخل البلورة. يتم تدمير الأجزاء ذات الروابط الأصغر أولاً ، وبالتالي تشكل بقع تآكل ذات شكل معين. لذلك ، يمكن أن يعكس التصوير الجيد والعرض المثالي لتفاصيل بقع التآكل جودة نمو البلورات بشكل كامل.
يعد تحسين جودة الشبكة الفوقية وتقليل عيوب المواد من المتطلبات الأساسية لإنتاج أجهزة LED عالية الأداء وعالية الموثوقية ، وإلا فمن الصعب تعويضها بوسائل أخرى. تم توضيح تأثير جودة الكريستال للمواد الفوقية LED على موثوقية الجهاز. من خلال مراقبة جودة المواد فوق المحورية ، من المتوقع أن تقلل كثافة الخلل في المواد ، وتحسن جودة الكريستال للطبقات فوق المحورية ، وتحسن بشكل فعال موثوقية أجهزة LED.
ب) فحص الشريحة قبل التغليف: افحص سطح المادة بالمجهر البصري لتحديد ما إذا كان هناك تلف ميكانيكي وتأليب ، وما إذا كان حجم الرقاقة وحجم القطب يلبي متطلبات العملية ، وما إذا كان نمط القطب قد اكتمل.
ج) سمك أكسدة رقاقة LED: تشمل تقنيات الكشف مقارنة الألوان ، وعد الحواف ، والتداخل ، ومقياس القطع الناقص ، ومقياس سعة الإبرة المنقوشة ، ومجهر المسح الإلكتروني ؛
د) قياس عمق تقاطع رقاقة الرقاقة: الكشف عن سمك عمق تقاطع PN لرقاقة LED بواسطة المجهر الإلكتروني الماسح
ه) تطبيق المسح المجهري الإلكتروني في البحث عن تقنية تخشين السطح في عملية حفر رقائق LED: تحل تقنية تخشين السطح مشكلة الانعكاس الكلي للضوء بزاوية سقوط أكبر من الزاوية الحرجة لأن معامل الانكسار لأشباه الموصلات المواد (متوسط 3.5) أكبر من الهواء. الخسارة الناجمة عن الخروج. انبعاث الضوء على السطح الخشن عشوائي للغاية ، وهناك حاجة إلى عدد كبير من التجارب لدراسة تأثير مقياس الخشونة على معدل انبعاث الضوء. عندما يدخل الضوء إلى الهواء بمؤشر انكسار منخفض من GaP ، فإن مادة طبقة نافذة LED ذات معامل الانكسار العالي ، سيحدث الانعكاس الكلي ، وستفقد كمية كبيرة من الضوء الخارج. يمكن أن تقوم طريقة تخشين السطح بقمع الانعكاس الكلي وتحسين كفاءة استخراج الضوء. يمكن لمجهر المسح الإلكتروني أن يراقب مباشرة بنية سطح العينة بعد خشونة السطح ، ويقارن خشونة السطح قبل التخشين وبعده. يحتوي المجهر الإلكتروني الماسح على عمق مجال كبير ، والصورة مليئة بالأبعاد الثلاثية. يمكنه مراقبة هيكل الجزيرة ثلاثي الأبعاد على السطح الخشن.
