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방법 논문

(SEM) X 선 컴퓨터 단층 촬영 (CT) 및 주사 전자 현미경과 상관 광학 현미경 (LM)의 조합에 따라 LED를 깊이 분석에서

8.9K 조회수

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DOI:

10.3791/53870

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2016년 6월 16일

 ,  ,  , 

이 논문에서

요약

활성 광학 장치의 포괄적 인 마이크로 특성에 대한 워크 플로는 설명한다. 그것은 CT, LM 및 SEM에 의해 구조뿐만 아니라 기능적인 조사가 포함되어 있습니다. 이 방법은 여전히​​ 특성화 동안 작동 될 수있는 화이트 LED에 대해 설명된다.

초록

고장 분석에서는 발광 다이오드(LED) 및 미세 특성화의 유사한 전자 부품의 장치 특성화 및 리버스 엔지니어링이 중요한 역할을 합니다. 일반적으로 X선 컴퓨터 단층 촬영(CT), 광학 현미경(LM) 및 주사 전자 현미경(SEM)과 같은 다양한 기술이 별도로 사용됩니다. 마찬가지로, 결과는 각 기술에 대해 독립적으로 처리되어야 합니다. 여기에서는 CT, LM 및 SEM을 연결하여 활용되는 잠재력을 보여주는 포괄적인 연구를 보여줍니다. 심층적인 특성화는 모든 특성화 단계에서 작동할 수 있는 백색 발광 LED에서 수행됩니다. 주요 장점으로는 정의된 단면의 계획된 준비, 구조 및 구성 정보와 광학 특성의 상관 관계, 다양한 기능 영역의 신뢰할 수 있는 식별이 있습니다. 이는 동일한 관심 영역(ROI)에서 사용할 수 있는 광범위한 정보, 즉 편광 대비, 밝은 야수 및 암시야 LM 이미지, 작동 중인 LED 단면의 광학 이미지에서 비롯됩니다. 이는 SEM 이미징 기술과 에너지 분산 X선 분광법을 사용한 미세 분석으로 보완됩니다.

서론

이 문서는 상호 빛과 발광 다이오드 (LED)의 깊이 특성의 예시에 대한 전자 현미경 (클레멘 타인)와 X 선 컴퓨터 단층 촬영 (CT)의 조합의 잠재력과 장점을 보여줍니다. 이 방법으로는 단면을 현미경으로 묘화 될 수있는 반면, 전기 기능이 시험편의 나머지 부분에서 유지되는 것과 같은 방식으로 LED의 마이크로 제조를 도모 할 수있다. 절차는 여러 가지 독특한 특징이있다 : CT에 의해 얻어진 전체 샘플 볼륨 렌더링 AID가 먼저 계획된 마이크로 제조하는 단계; 둘째, 가능한 이미징 기법 (명암 필드 편광 콘트라스트 등)의 전체 종류의 광 현미경 (LM)에 의해 LED의 관찰; 셋째, LM에 의해 작동 LED를 관찰; 넷째, 전자 현미경 영상 기술의 전체 다양 동일 영역의 관찰은 이차 전자를 포함lectron (SE) 및 후면 산란 전자 (BSE) 이미지뿐만 아니라, 에너지 분산 형 형광 X 선 분광법 (EDX).

조명 애플리케이션 LED는 특정 애플리케이션에서 색 변화가 유리할 수도 있지만, 백색광을 방출하도록 설계된다. LED는 좁은 스펙트럼 대역 (30 nm의 전체 폭의 절반 최대치 경 (FWHM))에서 방사선을 방출 때문에 넓은 발광은 한 화합물 반도체의 발광에 의해 달성 될 수 없다. 따라서, 백....

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프로토콜

X 선 컴퓨터 단층 촬영 1. 샘플 준비 (CT)

  1. 핫멜트 접착제를 사용하여 적당한 길이의 2 밀리미터 Ø 중공 탄소 섬유 바 접착제 샘플 (LED 참조 자료 부).
  2. 필요한 경우 뜨거운 공기 총을 이용하여 시료의 위치를​​ 조정한다. 세 턱 척을 사용하는 CT 샘플 챔버 내에서 샘플을 고정한다.

2. CT 측정 설정

  1. X 선관의 제어 소프트웨어에 따라 예열 및 센터링 절차를 수행한다.
    참고 : 제조업체 CT와 공급자 (참조 자료 섹션)에서 지정한 표준 프로토콜의 사용 튜브 제어 소프트웨어.
  2. 빔 보정 및 재료 부분에 지정된 것과, 데이터 수집 소프트웨어를 이용하여 검출기. 현재 어두운 결정하고 오프셋 조정하고 제조업체 (참조 자료 섹션)에서 제공하는 표준 절차에 따라 검출기의 이득.
  3. 영상 paramet를 조정ERS. 여기에 표시된 결과를 다음과 같이 조정을 사용 설정 이미지 배율을 36.37, 설정 복셀 크기에 1.37 μm의 이미지의 설정 수를 1,800 (당 360 °), 설정 촬영 시간 500 밀리 초에, 평균 이미지의 설정 번호를 3 그리고 2284 X 2304 픽셀에 1, ....

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결과

특성화 LED는도 1에 도시되어있다. 이것은 1 × 1mm (2)의 칩 사이즈와 부분적 세라믹 발광색 컨버터 LED 발광 백색이다. (가) 탄소 섬유 바 상에 약간 비스듬한 위치에 접착하면 LED 샘플 대칭 의한 CT 생성물 (도 2)을 피한다. CT 측정 결과는 시료의 단면의 위치를 계획 할 수 있도록하고, 부분적인 마모 (도 3 및도 4) 한 후 전기 운용성을 보장한다. 렌더링 된 볼륨으로 인해 기본 X 선 영상에서 고 대비로 이어질 대응하는 금속 (금, 구리, 주석)의 높은 원자 번호 기능 구조, 쉽게 구별 특히 전기 접점의 현지화 수 있습니다. LED 패키지의 기본 구조가 알려져있는 경우, 활성 영역에 의해 점유 된 부피 (즉, 광 방출칩), 형광체, 제너 다이오드 이상 성형 광학 쉽게 식별됩니다. 상기 제.......

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토론

이 복합 방식의 장점은 수집 된 데이터의 위치에 의존 관계로 이루어져있다. 여기에 설명 된 멀티 모드 방식은 개별적으로 각각의 기술과 이후의 분석에 대비해야한다. SEM / EDS를 사용하여 검출 예를 들어, LM에서 표시 발광 특성을 조성물에 결합 될 수있다. CT에 의해 얻어지는 볼륨 정보는 깊이가 타겟 형태로 제조 횡단면 분석에 확장 될 수있다. CT 데이터는 이후 현미경 조사에 대한 관심 가능한 분야의 빠른 위치를 수 있습니다. 여기에 기재된 방법은 최종적으로 미세 심지어 서브 마이크로 미터의 세부 구조에 광학적 특성의 결합을 가능하게하는 몇 개의 기술 중 하나이다. 광학 결함 또는 비균질성을 명확하고 traceably 장치의 구조적 또는 전기적 결함에 연결될 수있다.

여기에서 제안 된 방법은 우수한 신뢰성있는 데이터에 의존 obtaine사용 된 이미징 기술 각각에 의해 거라고. 특히 1mm 3도 이하의 소형 면적에서 명확한 구조 정보를 얻기 위해 .......

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공개 사항

저자는 공개할 것이 없습니다.

감사의 글

저자는 친절하게 "Akademische 먼 립 슈타 트"에서뿐만 아니라 "Ministerium에 대 한 혁신, Wissenschaft 싶게 Forschung 데 랜디스 노르 트 베스트 팔 렌"에서 재정 지원을 인정합니다. 그림 1, 2, 마르쿠스 HORSTMANN 5 의례, 응용 과학의 햄 - 립 슈타 트 대학에서 사진.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
X-ray 컴퓨터 단층 촬영General Electric적용되지 않음유형: nanotom s research edition
수집 소프트웨어General Electric적용되지 않음phoenix Datos| x2 수집 및 해당 수동
재구성 소프트웨어General Electric적용되지 않음phoenix Datos| x2 수집 및 해당 수동
렌더링 소프트웨어볼륨 그래픽해당 없음VGStudio Max 2.2 및 해당 수동
그라인더(수동)Struers5296327Labopol 21
샘플 홀더Struers4886102UniForce
그라인더(자동)Struers6026127Tegramin 25
에폭시 수지/경화제Struers40200030/40200031에폭시 고정 수지 / 에폭시 고정 경화제
에탄올스트루어950301Kleenol
광 현미경Zeiss적용되지 않음Axio Imager M2m 
전자 현미경Zeiss해당없음 Sigma 
CLEM 소프트웨어Zeiss해당 없음Axio Vision SE64 Rel.4.9 및 해당 수동
CLEM 샘플 홀더Zeiss432335-9101-000시편 홀더 CorrMic MAT CLEM
샘플 홀더용 범용 B SEM 어댑터Zeiss432335-9151-000SEM 샘플 홀더용 SEM 어댑터 CorrMic MAT 범용 B
스퍼터 코터쿼럼해당 없음Q150TES
EDS 검출기Rö ntec해당 없음X-Flash 1106
솔더Stannol535251유형: HS10
LEDLumileds해당 없음LUXEON Rebel 웜 화이트, 연구 샘플

참고문헌

  1. Mueller-Mach, R., Mueller, G. O., Krames, M. R., Trottier, T. High-power phosphor-converted light-emitting diodes based on III-Nitrides. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 8 (2), 339-345 (2002).
  2. Branas, C., Azcondo, F. J., Alonso, J. M. Solid-State Lighting: A System Rev....

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