Articolo metodologico

In analisi di profondità di LED da una combinazione di raggi X Tomografia Computerizzata (TC) e microscopia ottica (LM) correlata con microscopia elettronica a scansione (SEM)

DOI:

10.3791/53870

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16 giugno 2016

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1Department Lippstadt, Hamm-Lippstadt University of Applied Sciences

In questo articolo

Sommario

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Un flusso di lavoro per la completa micro-caratterizzazione di dispositivi ottici attivi è delineato. Esso contiene le indagini strutturali e funzionali per mezzo di CT, LM e SEM. Il metodo è dimostrata per un LED bianco, che può essere ancora essere azionato durante la caratterizzazione.

Abstract

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Nell'analisi dei guasti, la caratterizzazione dei dispositivi e l'ingegneria inversa dei diodi emettitori di luce (LED) e di componenti elettronici simili di micro-caratterizzazione, gioca un ruolo importante. Comunemente, diverse tecniche come la tomografia computerizzata a raggi X (TC), la microscopia ottica (LM) e la microscopia elettronica a scansione (SEM) vengono utilizzate separatamente. Allo stesso modo, i risultati devono essere trattati per ciascuna tecnica in modo indipendente. Qui viene mostrato uno studio completo che dimostra le potenzialità sfruttate collegando CT, LM e SEM. La caratterizzazione approfondita viene eseguita su un LED bianco emettitore, che può essere utilizzato in tutte le fasi di caratterizzazione. I principali vantaggi sono: la preparazione pianificata di sezioni d'urto definite, la correlazione delle proprietà ottiche con le informazioni strutturali e composizionali, nonché l'identificazione affidabile di diverse regioni funzionali. Ciò è il risultato dell'ampiezza delle informazioni disponibili da regioni di interesse (ROI) identiche: contrasto di polarizzazione, immagini LM in campo chiaro e scuro, nonché immagini ottiche della sezione trasversale del LED in funzione. A ciò si aggiungono le tecniche di imaging SEM e la microanalisi mediante spettroscopia a raggi X a dispersione di energia.

Introduzione

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Questo articolo dimostra le potenzialità e vantaggi di una combinazione di raggi X tomografia computerizzata (CT) con la luce correlativa e microscopia elettronica (CLEM) per l'esemplare approfondita caratterizzazione di diodi emettitori di luce (LED). Con questa tecnica è possibile progettare il micro preparazione del LED in modo tale che, mentre una sezione trasversale può essere ripreso microscopicamente la funzionalità elettrica è conservato nel resto del campione. La procedura ha diverse caratteristiche uniche: in primo luogo, il micro preparazione previsto dagli aiuti del volume reso dell'intero campione ottenuto dalla CT; in secondo luogo, l'osserv....

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Protocollo

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Preparazione 1. Esempio per raggi X Tomografia Computerizzata (TC)

  1. Campione Glue (sezione materiali cfr LED) a 2 mm in fibra di carbonio cava Ø di lunghezza appropriata utilizzando colla a caldo.
  2. Regolare la posizione di campione utilizzando una pistola ad aria calda, se necessario. Fissare il campione nella camera di CT-campione utilizzando il mandrino a tre griffe.

Setup 2. CT Misura

  1. Eseguire le procedure di riscaldamento e di centraggio e secondo il software di controllo del tubo a raggi X.
    NOTA: Usare software di tubo-controllo del CT produttori e protocollo standard, come specific....

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Risultati

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Il LED caratterizzato è mostrato in Figura 1. Si tratta di un bianco LED che emette con una dimensione Chip di 1 x 1 mm 2 ed un convertitore di colore luminescente parzialmente ceramica. Incollare il LED in posizione leggermente inclinata su un bar in fibra di carbonio evita artefatti CT causati dalla simmetria del campione (Figura 2). I risultati della misurazione CT consentono per programmare la posizione della sezione trasversale del campio.......

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Discussione

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I vantaggi di questo approccio multimodale consistono nella correlazione posizione-dipendente dei dati acquisiti. L'approccio multimodale qui descritto deve essere contrastato in analisi successive con ogni tecnica separatamente. Ad esempio, proprietà di luminescenza visibili in LM possono essere collegati a composizioni come rilevato mediante SEM / EDS. Le informazioni sul volume ottenuto dalla CT può essere esteso in modo approfondito le analisi di sezioni trasversali preparate in modo mirato. dati CT permettono a.......

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Dichiarazioni

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

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Gli autori cortesemente accusare il sostegno finanziario della "Gesellschaft Akademische Lippstadt", così come dal "Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen". Le fotografie nelle figure 1, 2 e 5 di cortesia Markus Horstmann, Hamm-Lippstadt Università di Scienze Applicate.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Tomografo computerizzato a raggi X GeneralElectricnon applicabiletipo: nanotom s research edition
software di acquisizioneGeneral Electricnon applicabilephoenix Datos| x2 acquisizione e corrispondente software di
ricostruzioneGeneral Electricnon applicabilephoenix Datos| x2 acquisizione e corrispondente
software di renderingVolume Graficanon applicabileVGStudio Max 2.2 e corrispondente
macinatore manuale (manuale)Struers5296327Labopol 21
portacampioniStruers4886102UniForce
grinder (automatizzato)Struers6026127Tegramin 25
resina epossidica/indurenteStruers40200030/40200031Resina epossidica fix / Epoxy fix indurente
EthanolStruers950301Kleenol
Microscopio otticoZeissnon applicabileAxio Imager M2m 
Microscopio elettronicoZeissnon applicabileSigma
Software CLEMZeissnon applicabileAxio Vision SE64 Rel.4.9 e relativo manuale
Supporto per campioni CLEMZeiss432335-9101-000Supporto per campioni CorrMic MAT Universal B
Adattatore SEM per portacampioni CLEMZeiss432335-9151-000Adattatore SEM per portacampioni CorrMic MAT Universal B
sputter coaterQuorumnon applicabileQ150TES
rilevatore EDSRö ntecnon applicabileX-Flash 1106
saldaturaStannoltipo di 535251: HS10
LEDLumiledsnon applicabileLUXEON Rebel bianco caldo, campione di ricerca
manuale manuale

Riferimenti

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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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Microscopia elettronica a luce correlataspettroscopia a raggi X a dispersione energeticamicrocaratterizzazione di LEDanalisi dei guasti di microelettronicapreparazione di sezioni trasversalicorrelazione delle propriet otticheanalisi della composizione strutturale

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