एलईडी एपिटेक्सियल वेफर्स एलईडी उपकरणों का मूल बनाते हैं, सीधे उत्सर्जन तरंग दैर्ध्य, चमक और आगे के वोल्टेज जैसे प्रमुख ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक गुणों को निर्धारित करते हैं।धातु-कार्बनिक रासायनिक वाष्प अवशोषण (एमओसीवीडी) III-V और II-VI यौगिक अर्धचालकों के एपिटाक्सियल विकास में प्रमुख भूमिका निभाता हैनीचे एलईडी एपिटेक्सी के भविष्य को आकार देने वाली कई तकनीकी प्रगति और रुझान दिए गए हैं।

1दो-चरण विकास तकनीक का अनुकूलन

वाणिज्यिक मानक में दो चरणों की उपशीर्षक वृद्धि प्रक्रिया शामिल है।वर्तमान एमओसीवीडी रिएक्टर प्रति चक्र केवल सीमित संख्या में सब्सट्रेट को समायोजित कर सकते हैंयह सीमा सभी वेफर्स में एकरूपता को प्रभावित करती है। भविष्य की दिशाओं में शामिल हैंः

• स्केल अप करना:प्रति इकाई लागत को कम करने के लिए उच्च वेफर भारों का समर्थन करने वाले रिएक्टरों का विकास।

• स्वचालन:उच्च पुनरुत्पादकता और प्रक्रिया स्वचालन के साथ एकल-वेफर उपकरण पर जोर।

2हाइड्राइड वाष्प चरण एपिटेक्सी (एचवीपीई)

एचवीपीई कम थ्रेडिंग विस्थापन घनत्व के साथ मोटी गैएन परतों के तेजी से विकास को सक्षम बनाता है। ये फिल्में अन्य तरीकों के माध्यम से होमोएपिटाक्सियल विकास के लिए सब्सट्रेट के रूप में कार्य कर सकती हैं। इसके अतिरिक्त,स्वतंत्र GaN फिल्मों मूल सब्सट्रेट से अलग थोक GaN के विकल्प के रूप में सेवा कर सकते हैंफिर भी, एचवीपीई खराब मोटाई नियंत्रण और संक्षारक उप-उत्पादों से पीड़ित है, जो सामग्री शुद्धता को सीमित करते हैं।

3चुनिंदा या पार्श्व ईपिटेक्सियल ओवरग्रोथ

यह विधि GaN परतों में दोष घनत्व को कम करके क्रिस्टल की गुणवत्ता में काफी सुधार करती है। एक GaN परत पहले एक सब्सट्रेट (आमतौर पर नीलम या SiC) पर जमा की जाती है,इसके बाद एक पॉलीक्रिस्टलाइन SiO2 मास्क परतफोटोलिथोग्राफी और उत्कीर्णन GaN परत में खिड़कियों को उजागर करते हैं। GaN तब मास्क के पार पार्श्व में विस्तार करने से पहले इन खिड़कियों में ऊर्ध्वाधर बढ़ता है।

4दोषों को कम करने के लिए पेंडियो-एपिटेक्सी

पेंडियो-एपिटेक्सी जाली और थर्मल असंगतता से उत्पन्न दोषों को कम करने का एक तरीका प्रदान करता है। GaN को 6H-SiC या Si जैसी सब्सट्रेट पर दो-चरण प्रक्रिया का उपयोग करके विकसित किया जाता है।पैटर्न ईटिंग GaN स्तंभ और खाई संरचनाओं को वैकल्पिक बनाता है, जिस पर पार्श्व वृद्धि निलंबित GaN परतों का गठन करती है। यह विधि एक मास्क परत की आवश्यकता को समाप्त करती है और सामग्री संदूषण से बचती है।

5यूवी एलईडी सामग्री विकास

लघु तरंग दैर्ध्य यूवी एलईडी सामग्री विकसित करने के प्रयास चल रहे हैं, जो त्रिवर्णीय फॉस्फोर का उपयोग करके यूवी-उत्तेजित सफेद एलईडी के लिए एक ठोस आधार प्रदान करते हैं।पारंपरिक YAG की तुलना में अधिक कुशलसी-आधारित प्रणालियों में प्रकाश दक्षता में काफी सुधार करने की क्षमता है।

6मल्टी क्वांटम वेल (MQW) चिप प्रौद्योगिकी

एमक्यूडब्ल्यू संरचनाएं विकास के दौरान विभिन्न डोपेंट्स और संरचनाओं वाली परतें पेश करती हैं, जिससे क्वांटम कुएं बनते हैं जो विभिन्न तरंग दैर्ध्य के फोटॉन उत्सर्जित करते हैं।यह तकनीक प्रत्यक्ष सफेद प्रकाश उत्सर्जन की अनुमति देती है और सर्किट और पैकेज डिजाइन में जटिलता को कम करती है, हालांकि यह निर्माण में काफी चुनौतियां पेश करता है।

7फोटॉन पुनर्चक्रण प्रौद्योगिकी

सुमितोमो इलेक्ट्रिक ने 1999 में ZnSe और CdZnSe का उपयोग करके एक सफेद एलईडी विकसित की। CdZnSe परत से उत्सर्जित नीली रोशनी ZnSe सब्सट्रेट को उत्तेजित करती है, पूरक पीली रोशनी का उत्पादन करती है,जिसके परिणामस्वरूप सफेद उत्सर्जन होता हैइसी प्रकार बोस्टन विश्वविद्यालय ने गैएन आधारित नीले एलईडी पर एलआईएनजीएपी को लेयर करके सफेद प्रकाश प्राप्त किया।

एलईडी एपिटेक्सियल वेफर्स का प्रक्रिया प्रवाह

एपिटैक्सियल वृद्धि:
सब्सट्रेट → संरचनात्मक डिजाइन → बफर लेयर → एन-टाइप गैएन लेयर → एमक्यूडब्ल्यू उत्सर्जन लेयर → पी-टाइप गैएन लेयर → एनीलिंग → ऑप्टिकल/एक्स-रे निरीक्षण → वेफर की समाप्ति

चिप निर्माण:
वेफर → मास्क डिजाइन और लिथोग्राफ़ी → आयन उत्कीर्णन → एन-इलेक्ट्रोड जमाव / एनीलिंग → पी-इलेक्ट्रोड जमाव / एनीलिंग → कटिंग → छँटाई और बैनिंग