हाल ही में, विज्ञान और प्रौद्योगिकी के तेजी से विकास के साथ, प्रकाश और प्रदर्शन के क्षेत्र में एलईडी तकनीक का अनुप्रयोग अधिक से अधिक व्यापक होता जा रहा है। एलईडी तकनीक के मुख्य घटक के रूप में, एलईडी चिप्स की निर्माण प्रक्रिया और प्रदर्शन विशेषताओं ने बहुत ध्यान आकर्षित किया है।
एलईडी चिप निर्माण का मुख्य लक्ष्य एक प्रभावी और विश्वसनीय निम्न-ओमिक संपर्क इलेक्ट्रोड बनाना, यह सुनिश्चित करना है कि संपर्क योग्य सामग्रियों के बीच वोल्टेज ड्रॉप कम हो, और प्रकाश उत्पादन दक्षता को अधिकतम करते हुए एक उपयुक्त वायर बॉन्डिंग पैड प्रदान करना है। कोटिंग प्रक्रिया में मुख्यतः निर्वात वाष्पीकरण का उपयोग किया जाता है। 4Pa के उच्च निर्वात वातावरण में, सामग्री को प्रतिरोध तापन या इलेक्ट्रॉन बीम बमबारी तापन द्वारा पिघलाया जाता है। फिर, कम दबाव में, सामग्री धातु वाष्प बन जाती है और अर्धचालक पदार्थ की सतह पर जमा हो जाती है। आमतौर पर, P-प्रकार संपर्क धातुओं के लिए ऑबे, औज़्न और अन्य मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है, और N-प्रकार संपर्क धातुओं के लिए अक्सर ऑजेनी मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है। कोटिंग द्वारा निर्मित मिश्र धातु परत को यथासंभव प्रकाश उत्सर्जक क्षेत्र को उजागर करने के लिए एक फोटोलिथोग्राफी प्रक्रिया से गुजरना पड़ता है, ताकि शेष मिश्र धातु परत निम्न-ओमिक संपर्क इलेक्ट्रोड और वायर बॉन्डिंग पैड की आवश्यकताओं को पूरा कर सके। फोटोलिथोग्राफी प्रक्रिया पूरी होने के बाद, मिश्र धातुकरण प्रक्रिया की आवश्यकता होती है, जो आमतौर पर H2 या N2 के संरक्षण में की जाती है। मिश्रधातुकरण समय और तापमान अर्धचालक पदार्थ की विशेषताओं और मिश्रधातुकरण भट्टी के स्वरूप जैसे कारकों के अनुसार निर्धारित किए जाते हैं। यदि चिप इलेक्ट्रोड प्रक्रिया, जैसे कि नीला-हरा, शामिल है, तो निष्क्रियता फिल्म वृद्धि और प्लाज्मा नक़्क़ाशी जैसी अधिक जटिल प्रक्रियाओं को भी शामिल करना होगा।
एलईडी चिप निर्माण प्रक्रिया में, कई लिंक इसके ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक प्रदर्शन पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं। सामान्यतया, एलईडी एपिटैक्सियल उत्पादन पूरा होने के बाद, मुख्य विद्युत गुणों को मूल रूप से अंतिम रूप दिया जाता है। हालाँकि चिप निर्माण इसकी मूल प्रकृति को नहीं बदलेगा, कोटिंग और मिश्र धातु प्रक्रिया के दौरान अनुचित परिस्थितियाँ कुछ खराब विद्युत मापदंडों को जन्म देंगी। उदाहरण के लिए, यदि मिश्र धातु का तापमान बहुत अधिक या बहुत कम है, तो यह खराब ओमिक संपर्क का कारण बनेगा, जो चिप निर्माण में उच्च अग्र वोल्टेज ड्रॉप वीएफ का मुख्य कारण है। काटने के बाद, चिप के रिवर्स लीकेज को बेहतर बनाने में मदद करने के लिए चिप के किनारे को जंग लगाया जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि डायमंड ग्राइंडिंग व्हील ब्लेड को काटने के बाद, चिप के किनारे पर बड़ी मात्रा में मलबा रह जाएगा। यदि ये मलबा एलईडी चिप के पीएन जंक्शन से चिपक जाता है, तो रिसाव या यहाँ तक कि टूटना आसान है। इसके अलावा, यदि चिप की सतह पर लगे फोटोरेसिस्ट को साफ-सुथरा नहीं हटाया जाता है, तो इससे सामने की तरफ वेल्डिंग तारों में कठिनाई और कोल्ड वेल्डिंग जैसी समस्याएं पैदा होंगी, और पीछे की तरफ उच्च वोल्टेज ड्रॉप का कारण होगा। चिप उत्पादन प्रक्रिया में, सतह को खुरदरा करके और इसे उल्टे समलम्बाकार संरचना में विभाजित करके प्रकाश की तीव्रता को प्रभावी ढंग से सुधारा जा सकता है।
एलईडी चिप्स को शक्ति के अनुसार कम-शक्ति, मध्यम-शक्ति और उच्च-शक्ति चिप्स में विभाजित किया जाता है, और ग्राहकों की आवश्यकताओं के अनुसार एकल-ट्यूब, डिजिटल, डॉट-मैट्रिक्स और सजावटी प्रकाश श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है। चिप का विशिष्ट आकार विभिन्न चिप निर्माताओं के वास्तविक उत्पादन स्तर पर निर्भर करता है, और कोई एकीकृत मानक नहीं है। जब तक प्रक्रिया मानक को पूरा करती है, छोटे चिप्स इकाई उत्पादन को बढ़ा सकते हैं और लागत को कम कर सकते हैं, और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक प्रदर्शन मौलिक रूप से नहीं बदलेगा। चिप का ऑपरेटिंग करंट चिप से बहने वाले करंट घनत्व से संबंधित है। चिप जितनी छोटी होगी, ऑपरेटिंग करंट उतना ही छोटा होगा, और चिप जितनी बड़ी होगी, ऑपरेटिंग करंट उतना ही बड़ा होगा, और यूनिट करंट घनत्व मूल रूप से समान है। यह देखते हुए कि उच्च धारा के तहत गर्मी अपव्यय एक प्रमुख मुद्दा है, उच्च-शक्ति चिप्स की चमकदार दक्षता कम धारा की तुलना में कम होती है
बाज़ार में श्वेत प्रकाश के लिए प्रयुक्त होने वाली सामान्य उच्च-शक्ति एलईडी चिप्स का क्षेत्रफल सामान्यतः लगभग 40 मिलीमीटर होता है। तथाकथित उच्च-शक्ति चिप आमतौर पर 1W से अधिक की विद्युत शक्ति को संदर्भित करती है। चूँकि क्वांटम दक्षता सामान्यतः 20% से कम होती है, इसलिए अधिकांश विद्युत ऊर्जा ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित हो जाएगी, इसलिए उच्च-शक्ति चिप्स का ऊष्मा अपव्यय अत्यंत महत्वपूर्ण है, जिसके लिए चिप का क्षेत्रफल बड़ा होना आवश्यक है।
गण मन एपिटैक्सियल पदार्थों के निर्माण के लिए चिप प्रक्रिया और प्रसंस्करण उपकरण अंतर, GaAs और InGaAlP से काफी भिन्न होते हैं। साधारण नेतृत्व किया लाल और पीले चिप्स और उच्च-चमक वाले चार-तत्व वाले लाल और पीले चिप्स के सब्सट्रेट अंतर और GaAs जैसे यौगिक अर्धचालक पदार्थों का उपयोग करते हैं। इन्हें आम तौर पर N-प्रकार के सब्सट्रेट में बनाया जा सकता है, जिन्हें गीली प्रक्रियाओं द्वारा फोटोलिथोग्राफिक रूप से संसाधित किया जाता है और अंत में हीरे के पहिये के ब्लेड से चिप्स में काटा जाता है। गण मन पदार्थ की नीली-हरी चिप नीलम सब्सट्रेट का उपयोग करती है। इसके इन्सुलेशन के कारण, इसे नेतृत्व किया के एक ध्रुव के रूप में उपयोग नहीं किया जा सकता है। एपिटैक्सियल सतह पर एक ही समय में शुष्क नक़्क़ाशी प्रक्रिया के माध्यम से दो P/N इलेक्ट्रोड बनाना आवश्यक है, और कुछ निष्क्रियता प्रक्रियाओं की भी आवश्यकता होती है। चूँकि नीलम कठोर होता है, इसलिए इसे हीरे के पहिये के ब्लेड से चिप्स में काटना मुश्किल होता है, और इसकी प्रक्रिया अंतर और GaAs पदार्थों से बने नेतृत्व किया की तुलना में अधिक जटिल होती है।
पारदर्शी इलेक्ट्रोड चिप्स में अद्वितीय संरचना और विशेषताएं होती हैं। तथाकथित पारदर्शी इलेक्ट्रोड में दो गुण होने चाहिए: चालकता और प्रकाश संचरण। वर्तमान में, इंडियम टिन ऑक्साइड (इतो) का उपयोग लिक्विड क्रिस्टल उत्पादन प्रक्रिया में व्यापक रूप से किया जाता है, लेकिन इसका उपयोग सोल्डर पैड के रूप में नहीं किया जा सकता है। इसे बनाते समय, आपको पहले चिप की सतह पर एक ओमिक इलेक्ट्रोड बनाना होगा, फिर इसे इतो की एक परत से ढकना होगा, और फिर इतो की सतह पर एक सोल्डर पैड चढ़ाना होगा। इस तरह, लीड से नीचे आने वाली धारा को इतो परत के माध्यम से प्रत्येक ओमिक संपर्क इलेक्ट्रोड में समान रूप से वितरित किया जा सकता है। इसी समय, इतो का अपवर्तनांक वायु और उपकला पदार्थ के अपवर्तनांक के बीच होता है, जो प्रकाश उत्पादन कोण को बढ़ा सकता है और चमकदार प्रवाह को बढ़ा सकता है।
सेमीकंडक्टर एलईडी तकनीक के विकास के साथ, प्रकाश व्यवस्था, विशेष रूप से श्वेत प्रकाश एलईडी, का अनुप्रयोग एक लोकप्रिय विषय बन गया है, लेकिन प्रमुख चिप और पैकेजिंग तकनीक में अभी भी सुधार की आवश्यकता है। चिप्स के संदर्भ में, भविष्य उच्च शक्ति, उच्च प्रकाश दक्षता और कम तापीय प्रतिरोध की ओर अग्रसर होगा। शक्ति बढ़ाने का अर्थ है चिप द्वारा उपयोग की जाने वाली धारा को बढ़ाना। सबसे सीधा तरीका चिप का आकार बढ़ाना है। वर्तमान में आम उच्च-शक्ति चिप का आकार लगभग 1 मिमी × 1 मिमी है, और प्रयुक्त धारा लगभग 350mA है। प्रयुक्त धारा में वृद्धि के कारण, ऊष्मा अपव्यय की समस्या और भी प्रमुख हो गई है। अब चिप फ्लिप विधि ने मूल रूप से इस समस्या का समाधान कर दिया है।
नीली एलईडी में अक्सर Al2O3 सब्सट्रेट का उपयोग किया जाता है, जिसमें उच्च कठोरता और कम तापीय और विद्युत चालकता होती है। यदि धनात्मक संरचना का उपयोग किया जाता है, तो न केवल एंटीस्टैटिक समस्याएँ होंगी, बल्कि उच्च धारा की स्थिति में ऊष्मा अपव्यय भी एक बड़ी समस्या बन जाएगा। साथ ही, चूँकि सामने का इलेक्ट्रोड ऊपर की ओर होता है, यह प्रकाश के कुछ भाग को अवरुद्ध कर देगा और दीप्त दक्षता को कम कर देगा। उच्च-शक्ति वाली नीली एलईडी, पारंपरिक पैकेजिंग तकनीक की तुलना में चिप फ्लिप-चिप तकनीक के माध्यम से अधिक प्रभावी प्रकाश उत्पादन प्राप्त कर सकती हैं। मुख्यधारा की फ्लिप-चिप संरचना निर्माण प्रक्रिया इस प्रकार है: पहले यूटेक्टिक वेल्डिंग के लिए उपयुक्त इलेक्ट्रोड के साथ एक बड़े आकार की नीली एलईडी चिप तैयार करें, और साथ ही नीली एलईडी चिप से थोड़ा बड़ा एक सिलिकॉन सब्सट्रेट तैयार करें, और उस पर यूटेक्टिक वेल्डिंग के लिए एक स्वर्ण प्रवाहकीय परत और सीसा तार परत (अल्ट्रासोनिक स्वर्ण तार बॉल सोल्डर जोड़) बनाएँ। फिर, उच्च-शक्ति वाली नीली एलईडी चिप को सिलिकॉन सब्सट्रेट पर वेल्ड करने के लिए यूटेक्टिक वेल्डिंग उपकरण का उपयोग करें। इस संरचना में, एपिटैक्सियल परत सीधे सिलिकॉन सब्सट्रेट के संपर्क में होती है, और सिलिकॉन सब्सट्रेट का तापीय प्रतिरोध नीलम सब्सट्रेट की तुलना में बहुत कम होता है, जो ऊष्मा अपव्यय की समस्या को प्रभावी ढंग से हल करता है। पलटने के बाद, नीलम सब्सट्रेट ऊपर की ओर मुड़ जाता है और प्रकाश उत्सर्जक सतह बन जाता है। इसकी पारदर्शिता के कारण, प्रकाश उत्सर्जक समस्या भी हल हो जाती है।
उद्योग विशेषज्ञों ने कहा कि विज्ञान और प्रौद्योगिकी की निरंतर प्रगति के साथ, एलईडी चिप प्रौद्योगिकी में नवाचार जारी रहेगा, और भविष्य में एलईडी लैंप उच्च दक्षता और लंबे जीवन में अधिक सफलता हासिल करने की उम्मीद है, जिससे लोगों के जीवन में अधिक सुविधा आएगी।