Dieser Artikel zeigt, das Potential und die Vorteile einer Kombination von Röntgencomputertomographie (CT) mit korrelative Licht- und Elektronenmikroskopie (CLEM) für die beispielhafte in Tiefen Charakterisierung von Leuchtdioden (LED). Mit dieser Technik ist es möglich, die Mikro Herstellung der LED in einer solchen Art und Weise zu planen, dass, während ein Querschnitt mikroskopisch die elektrische Funktionalität in dem Rest der Probe abgebildet werden kann, erhalten bleibt. Das Verfahren hat einige einzigartige Eigenschaften: Zum einen die geplante Mikro Vorbereitung mit Hilfe des gerenderten Volumen der gesamten Probe durch CT erhalten; zweitens die Beobachtung der LED durch Lichtmikroskopie (LM) mit der gesamten Vielzahl von Abbildungstechniken verfügbar (hell und Dunkelfeld, Polarisationskontrast, etc.); Drittens Beobachtung der LED in Betrieb durch LM; viertens Beobachtung identischer Bereiche mit der vollen Vielfalt der Elektronenmikroskopie Bildgebungsverfahren, umfassend sekundäre eLectron (SE) und Rückstreuelektronen (BSE) Bildgebung, sowie Energie-Röntgenfluoreszenzspektroskopie (EDX).
LEDs für Beleuchtungsanwendungen sind so ausgelegt, um weißes Licht zu emittieren, auch wenn in bestimmten Anwendungen Farbvariabilität günstig sein kann. Diese breite Emission kann nicht durch die Emission von einem Verbindungshalbleiter erreicht werden, da LEDs Strahlung in einem schmalen Spektralbereich (ca. 30 nm Halbwertsbreite (FWHM)) emittieren. Daher weißes LED - Licht wird durch die Kombination einer blauen LED mit Leuchtstoffen häufig erzeugt , die die kurzwellige Strahlung in breite Emission über einen großen Spektralbereich 1 umwandeln. Farbe variable LED - Lösungen in der Regel die Verwendung von mindestens drei Primärfarben machen, die in der Regel führt zu höheren Marktpreisen. 2
Die Verwendung von entweder CT, LM oder SEM ist natürlich gut etabliert (zB in der Fehleranalyse für LEDs 3-15), aber dieumfassende und gezielte Kombination aller hier beschriebenen drei Techniken können neue Einblicke bieten und schnelleren Tracks auf sinnvolle Charakterisierung Ergebnisse ermöglichen.
Von 3D-Mikrostrukturanalyse des verpackten Gerätes in CT die Regionen von Interesse (ROIs) identifiziert und ausgewählt werden können. Bei dieser nicht-destruktive Verfahren können elektrische Verbindungen auch für weitere Vorbereitung identifiziert und berücksichtigt werden. Die genaue Vorbereitung eines 2D-Querschnitt ermöglicht Untersuchungen des Gerätes in Betrieb trotz der destruktiven Natur dieser Methode. Der Querschnitt kann nun durch CLEM 16,17 charakterisiert werden , die mit LM sowie SEM eine sehr effiziente und flexible Charakterisierung identisch ROIs ermöglicht. Durch diesen Ansatz können die Vorteile beider Mikroskopietechniken kombiniert werden. Zum Beispiel wird eine schnelle Identifizierung der ROIs in der LM gefolgt von hochauflösenden Abbildung in dem SEM. Aber darüber hinaus wird die Korrelation von Informationen ausdie LM (zB Farbe, optische Eigenschaften, Partikelverteilung) mit den Visualisierungs- und Analysetechniken der SEM (zB Partikelgröße, Oberflächenmorphologie, Elementverteilung) ermöglicht ein tieferes Verständnis der Funktionsverhalten und Mikrostruktur innerhalb einer weißen LED.