显微镜在战略新兴产业LED中的应用

　　3、应用：

　　a)利用扫描电镜检测外延片生长后晶面的位错腐蚀形貌信息；

　　晶面的位错腐蚀形貌提供的意义：各个样品的位错腐蚀呈现不同的形状和晶体所属点群和晶体的结构所决定，化学腐蚀剂的作用就是破坏晶体内部分子和原子间相互作用键，键力较小的首先被破坏，从而形成某种特定形状的腐蚀斑，因此良好的成像，已经腐蚀斑细节的完美呈现，能完全体现出晶体生长的质量形态。

　　提高外延晶格质量和降低材料缺陷，是生产出高性能及高可靠性LED器件的前提，否则通过其他途径是难以弥补的。明确了LED外延材料晶体质量对器件可靠性的影响，通过对外延材料的质量控制，以期减少材料缺陷密度，提高外延层晶体质量和有效提高LED器件的可靠性。

　　b)封装前的芯片检验：用光学显微镜检查材料表面，确定是否有机械损伤及麻点、芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求，电极图案是否完整。

　　c)LED芯片氧化厚度：检测技术包括颜色比较、边缘记数、干涉、椭偏仪、刻纹针振幅仪和扫描电子显微镜；

　　d)芯片晶圆结深的测量：扫描电镜对LED芯片晶圆PN结结深的厚度检测

　　e)扫描电镜在LED芯片刻蚀过程中表面粗化工艺研究的应用：表面粗化技术解决因为半导体材料折射率（平均3.5）大于空气折射率而使入射角大于临界角的光线发生全反射无法出射所造成的损失。光在粗化表面的出射有很大的随机性，需要大量实验来研究粗糙度与粗化尺度对出光率的影响。光从高折射率的LED窗口层材料GaP入射到低折射率的空气中，会产生全反射现象，而损失大量的出射光。用表面粗化法可以抑制全反射提高光提取效率。扫描电镜能够直接观察表面粗化后样品表面的结构，对比粗化处理前后表面的粗糙度。扫描电镜景深大，图象富有立体感，可观察经过粗化处理的表面三维岛状结构。

　　三、蔡司光学显微镜及扫描电镜在LED成品器件失效分析中的应用。

　　采用扫描电镜和X射线能谱分析仪可以对由于热过载引起的大功率发光二极管分层和发黑失效进行分析。分析结果表明,由于发光二级管的输入电流增大,芯片结温升高产生热过载引起芯片与环氧树脂透镜之间出现热应力失配,加之环氧树脂材料容易受潮膨胀而产生应力,最终导致发光二极管在芯片表面与环氧树脂的界面产生分层。与芯片表面接触的环氧树脂材料在高温的作用下产生老化,降解后的环氧树脂内部结构发生明显改变,形成C的单质及其氧化物沉积在芯片表面,这是芯片表面发黑的主要原因