हाल ही में, विज्ञान और प्रौद्योगिकी के तेजी से विकास के साथ, प्रकाश और प्रदर्शन के क्षेत्र में एलईडी प्रौद्योगिकी का अनुप्रयोग अधिक से अधिक व्यापक हो गया है। एलईडी प्रौद्योगिकी के मुख्य घटक के रूप में, एलईडी चिप्स की विनिर्माण प्रक्रिया और प्रदर्शन विशेषताओं ने बहुत ध्यान आकर्षित किया है।
एलईडी चिप निर्माण का मुख्य लक्ष्य एक प्रभावी और विश्वसनीय कम-ओमिक संपर्क इलेक्ट्रोड बनाना है, यह सुनिश्चित करना है कि संपर्क योग्य सामग्रियों के बीच वोल्टेज ड्रॉप छोटा है, और प्रकाश उत्पादन दक्षता को अधिकतम करते हुए एक उपयुक्त वायर बॉन्डिंग पैड प्रदान करता है। कोटिंग प्रक्रिया में ज्यादातर वैक्यूम वाष्पीकरण का उपयोग किया जाता है। 4Pa के उच्च वैक्यूम वातावरण में, सामग्री को प्रतिरोध हीटिंग या इलेक्ट्रॉन बीम बमबारी हीटिंग द्वारा पिघलाया जाता है। फिर, कम दबाव में, सामग्री धातु वाष्प बन जाती है और अर्धचालक सामग्री की सतह पर जमा हो जाती है। आमतौर पर, ऑबे, औज़्न और अन्य मिश्र धातुओं का उपयोग P-प्रकार के संपर्क धातुओं के लिए किया जाता है, और ऑगेनी मिश्र धातुओं का उपयोग अक्सर N-साइड संपर्क धातुओं के लिए किया जाता है। कोटिंग द्वारा बनाई गई मिश्र धातु परत को जितना संभव हो सके प्रकाश उत्सर्जक क्षेत्र को उजागर करने के लिए एक फोटोलिथोग्राफी प्रक्रिया के अधीन होना चाहिए, ताकि शेष मिश्र धातु परत कम-ओमिक संपर्क इलेक्ट्रोड और वायर बॉन्डिंग पैड की आवश्यकताओं को पूरा कर सके। फोटोलिथोग्राफी प्रक्रिया पूरी होने के बाद, मिश्र धातु प्रक्रिया की आवश्यकता होती है, जिसे आम तौर पर H2 या N2 के संरक्षण में किया जाता है। मिश्रधातु बनाने का समय और तापमान अर्धचालक पदार्थ की विशेषताओं और मिश्रधातु बनाने की भट्टी के रूप जैसे कारकों के अनुसार निर्धारित किया जाता है। यदि चिप इलेक्ट्रोड प्रक्रिया जैसे कि नीला-हरा शामिल है, तो पैसिवेशन फिल्म वृद्धि और प्लाज्मा नक़्काशी जैसी अधिक जटिल प्रक्रियाओं को जोड़ने की आवश्यकता है।
एलईडी चिप निर्माण प्रक्रिया में, कई लिंक इसके ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक प्रदर्शन पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं। आम तौर पर, 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, लेकिन कोटिंग और मिश्र धातु प्रक्रिया के दौरान अनुचित स्थितियाँ 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 फ़ॉरवर्ड 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 लगा दिया जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि डायमंड ग्राइंडिंग व्हील ब्लेड को काटने के बाद, चिप के किनारे पर बड़ी मात्रा में मलबा पाउडर रह जाएगा। अगर ये मलबा एलईडी चिप के पीएन जंक्शन से चिपक जाता है, तो लीकेज या यहाँ तक कि ब्रेकडाउन का कारण बनना आसान है। इसके अलावा, अगर चिप की सतह पर मौजूद फोटोरेसिस्ट को साफ-सुथरा नहीं हटाया जाता है, तो इससे सामने की तरफ़ वेल्डिंग वायर और कोल्ड वेल्डिंग में कठिनाई जैसी समस्याएँ पैदा होंगी और पीछे की तरफ़ हाई वोल्टेज ड्रॉप का कारण बनेगी। 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 जरूरतों 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, तब तक 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 महत्वपूर्ण मुद्दा है, उच्च-शक्ति चिप्स की चमकदार दक्षता कम धारा की तुलना में कम है
बाजार में सफेद रोशनी के लिए इस्तेमाल की जाने वाली आम हाई-पावर एलईडी चिप्स का क्षेत्र आम तौर पर 40 मिलियन के आसपास होता है। तथाकथित हाई-पावर चिप आमतौर पर 1W से अधिक की विद्युत शक्ति को संदर्भित करता है। चूंकि क्वांटम दक्षता आम तौर पर 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 बड़ा क्षेत्र होना आवश्यक है।
गण मन एपिटैक्सियल सामग्रियों के निर्माण के लिए चिप प्रक्रिया और प्रसंस्करण उपकरण अंतर, जीएएएस और InGaAlP से काफी अलग हैं। साधारण एलईडी लाल और पीले चिप्स और उच्च चमक वाले चार-तत्व वाले लाल और पीले चिप्स के सब्सट्रेट अंतर और जीएएएस जैसे यौगिक अर्धचालक पदार्थों का उपयोग करते हैं। उन्हें आम तौर पर एन-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 सामग्री की नीली-हरी चिप नीलम सब्सट्रेट का उपयोग करती है। इसके इन्सुलेशन के कारण, इसे एलईडी के एक ध्रुव के रूप में उपयोग नहीं किया जा सकता है। सूखी नक़्क़ाशी प्रक्रिया के माध्यम से एक ही समय में एपिटैक्सियल सतह पर दो P/N इलेक्ट्रोड बनाना आवश्यक है, और कुछ निष्क्रियता प्रक्रियाओं की भी आवश्यकता है। क्योंकि नीलम कठोर होता है, इसलिए इसे हीरे के पहिये के ब्लेड से चिप्स में काटना मुश्किल होता है, और इसकी प्रक्रिया अंतर और जीएएएस सामग्रियों से बने एलईडी 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 के साथ कवर करना होगा, और फिर इतो की सतह पर एक सोल्डर पैड चढ़ाना होगा। इस तरह, लीड से नीचे आने वाला करंट इतो परत के माध्यम से प्रत्येक ओमिक संपर्क इलेक्ट्रोड में समान रूप से वितरित किया जा सकता है। इसी समय, इतो का अपवर्तनांक हवा और एपिटैक्सियल सामग्री 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 का अनुप्रयोग, विशेष रूप से सफेद प्रकाश एलईडी, एक हॉट स्पॉट बन गया है, लेकिन प्रमुख चिप और पैकेजिंग तकनीक को अभी भी सुधार की आवश्यकता है। चिप्स के संदर्भ में, भविष्य उच्च शक्ति, उच्च प्रकाश दक्षता और कम थर्मल प्रतिरोध की ओर होगा। शक्ति बढ़ाने का मतलब है चिप द्वारा उपयोग किए जाने वाले करंट को बढ़ाना। सबसे सीधा तरीका चिप का आकार बढ़ाना है। वर्तमान में आम हाई-पावर चिप का आकार लगभग 1 मिमी × 1 मिमी है, और उपयोग की जाने वाली धारा लगभग 350mA है। उपयोग की जाने वाली धारा में वृद्धि के कारण, गर्मी अपव्यय की समस्या अधिक प्रमुख हो गई है। अब चिप फ्लिप विधि ने मूल रूप से इस समस्या को हल कर दिया है।
ब्लू एलईडी में अक्सर Al2O3 सब्सट्रेट का उपयोग किया जाता है, जिसमें उच्च कठोरता और कम तापीय और विद्युत चालकता होती है। यदि सकारात्मक संरचना का उपयोग किया जाता है, तो न केवल एंटी-स्टैटिक समस्याएं होंगी, बल्कि उच्च वर्तमान स्थितियों के तहत गर्मी अपव्यय भी एक बड़ी समस्या बन जाएगी। उसी समय, चूंकि सामने का इलेक्ट्रोड ऊपर की ओर होता है, इसलिए यह प्रकाश के हिस्से को अवरुद्ध कर देगा और चमकदार दक्षता को कम कर देगा। पारंपरिक पैकेजिंग तकनीक की तुलना में उच्च शक्ति वाले नीले एलईडी चिप फ्लिप-चिप तकनीक के माध्यम से अधिक प्रभावी प्रकाश उत्पादन प्राप्त कर सकते हैं। मुख्यधारा के फ्लिप-चिप संरचना निर्माण प्रक्रिया 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 सिलिकॉन सब्सट्रेट तैयार करें, और उस पर यूटेक्टिक वेल्डिंग के लिए एक सोने की प्रवाहकीय परत और लीड वायर परत (अल्ट्रासोनिक गोल्ड वायर बॉल सोल्डर जॉइंट) बनाएं। फिर, सिलिकॉन सब्सट्रेट पर उच्च शक्ति वाली नीली एलईडी चिप को 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 थर्मल प्रतिरोध नीलम सब्सट्रेट की तुलना में बहुत कम होता है, जो प्रभावी रूप से गर्मी अपव्यय की समस्या को 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 और अधिक सुविधा आएगी।