En Profondeur Analyses de LED par une combinaison de tomodensitométrie à rayons X (CT) et Microscopie Light (LM) Corrélée avec microscopie électronique à balayage (MEB)

Cet article démontre le potentiel et les avantages d'une combinaison de X-ray tomodensitométrie (CT) avec de la lumière corrélative et la microscopie électronique (CLEM) pour l'exemplaire en profondeur la caractérisation des diodes électroluminescentes (LED). Avec cette technique, il est possible de prévoir la préparation de la micro-DEL de telle façon que, si une coupe transversale peut être imagée microscopiquement la fonctionnalité électrique est préservée dans le reste de l'échantillon. La procédure présente plusieurs caractéristiques uniques: premièrement, la préparation de micro prévue par l'aide du rendu de volume de la totalité de l'échantillon obtenu par CT; d' autre part, l'observation de la DEL par microscopie optique (LM) avec la gamme complète des techniques d'imagerie disponibles (lumineux et sombre, le contraste champ de polarisation, etc.); troisièmement, l'observation de la LED en fonctionnement par LM; quatrièmement, l'observation des régions identiques avec la pleine variété de techniques d'imagerie en microscopie électronique comprenant e secondaireLectron (SE) et d'électrons de rétrodiffusion (ESB) imagerie, ainsi que dispersion d'énergie spectroscopie de fluorescence de rayons X (EDX).

LED pour les applications d'éclairage sont conçus pour émettre de la lumière blanche, bien que dans certaines applications couleur la variabilité peut être favorable. Cette large émission ne peut être atteint par l' émission d'un semi – conducteur composé, puisque les LED émettent un rayonnement dans une bande spectrale étroite (environ 30 nm à moitié plein de largeur maximum (FWHM)). Par conséquent , la lumière LED blanche est généralement généré par la combinaison d' une LED bleue de luminophores qui convertissent le rayonnement de courte longueur d' onde dans une large émission sur une large gamme spectrale ^1. Variable couleur LED solutions font généralement l' utilisation d'au moins trois couleurs primaires, ce qui entraîne généralement une hausse des prix du marché. ²

L'utilisation d'une CT, LM ou SEM est bien sûr bien établie (par exemple, dans l' analyse des défaillances pour les LED ^{3 – 15),} mais lecombinaison complète et délibérée des trois techniques décrites ici peuvent offrir de nouvelles perspectives et permettra pistes plus rapides vers les résultats de caractérisation significatifs.

D'après l'analyse microstructurelle 3D du dispositif CT emballé dans les régions d'intérêt (ROI) peuvent être identifiés et sélectionnés. Avec cette méthode non destructive, les connexions électriques peuvent également être identifiés et pris en compte pour la préparation ultérieure. La préparation précise d'une section 2D permet des enquêtes de l'appareil en fonctionnement, malgré la nature destructrice de cette méthode. La section peut maintenant être caractérisée par CLEM ^16,17 qui permet une caractérisation très efficace et flexible de ROIs identique à LM ainsi que SEM. Par cette approche, les avantages des deux techniques de microscopie peuvent être combinées. Par exemple, une identification rapide des ROIs dans le LM est suivi par imagerie à haute résolution dans le SEM. Mais en outre, la corrélation des informations deLM (par exemple, la distribution des particules, la couleur des propriétés optiques,) avec les techniques de visualisation et d' analyse de la SEM (par exemple, la taille des particules, la morphologie de surface, la distribution de l' élément) permet une meilleure compréhension du comportement fonctionnel et de la microstructure dans une LED blanche.