কিভাবে LED চিপ তৈরি করা হয়?

 

LED চিপ সরাসরি একটি এর উজ্জ্বলতা, শক্তি খরচ এবং জীবনকাল নির্ধারণ করেLED পণ্য. কিন্তু এত ছোট চিপ আসলে কীভাবে তৈরি হয়? এর মূল বৈশিষ্ট্যগুলি কী কী? এবং উত্পাদন প্রক্রিয়ার কোন মূল পদক্ষেপগুলি এর কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করে? এই নিবন্ধটি LED চিপগুলির উত্পাদন যুক্তি, তাদের প্রয়োজনীয় বৈশিষ্ট্যগুলি এবং তাদের সামগ্রিক কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করে এমন গুরুত্বপূর্ণ কারণগুলিকে ভেঙে দেয়।

 

মূল ফাংশন এবং উত্পাদন উদ্দেশ্যLED চিপস

সহজভাবে বলতে গেলে, একটি LED চিপের জন্য তিনটি প্রাথমিক উত্পাদন উদ্দেশ্য রয়েছে:

• নির্ভরযোগ্য, কম-প্রতিরোধের পরিচিতি ইলেক্ট্রোডগুলি তৈরি করতে - মূলত চিপের "ইন্টারফেস"।
• উচ্চ দক্ষতা এবং কম শক্তি খরচ নিশ্চিত করে, ইলেক্ট্রোডের মধ্যে ভোল্টেজের ক্ষতি কমাতে।
• তারের সংযোগের জন্য বন্ডিং প্যাড রিজার্ভ করার সময় আলো নিষ্কাশন সর্বাধিক করা, যেহেতু চিপের মৌলিক উদ্দেশ্য হল আলো নির্গত করা।
• এই উদ্দেশ্যগুলির মধ্যে, ইলেক্ট্রোডগুলির জন্য ধাতু জমা করার প্রক্রিয়াটি একটি ভিত্তিমূলক পদক্ষেপ। একটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত পদ্ধতি হল ভ্যাকুয়াম বাষ্পীভবন।

এই প্রক্রিয়ায়, প্রায় 4 Pa ​​এর উচ্চ- ভ্যাকুয়াম পরিবেশে ধাতব পদার্থগুলিকে - হয় প্রতিরোধের উত্তাপ বা ইলেক্ট্রন রশ্মি বোমাবাজি - দ্বারা উত্তপ্ত করা হয়৷ ধাতু গলে যায় এবং বাষ্পে রূপান্তরিত হয়, যা অর্ধপরিবাহী পদার্থের পৃষ্ঠে সমানভাবে জমা হয়ে ধাতব ফিল্ম তৈরি করে৷

 

এই পাতলা ধাতব স্তরটি স্থিতিশীল বৈদ্যুতিক যোগাযোগ এবং সামগ্রিক চিপের কার্যকারিতা নিশ্চিত করতে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

 

এলইডি চিপ উৎপাদনের মূল ধাপ: ধাতু জমা থেকে ফিনিশড চিপ পর্যন্ত

ধাতু জমা করার প্রক্রিয়ার পরে, ফটোলিথোগ্রাফি এবং অ্যালোয়িংয়ের মতো বেশ কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপের মাধ্যমে LED চিপ উত্পাদন চলতে থাকে। প্রক্রিয়াটির জটিলতা চিপের রঙের উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হতে পারে-উদাহরণস্বরূপ, লাল এবং হলুদ চিপগুলি সাধারণত নীল এবং সবুজ চিপগুলির চেয়ে কম জটিল হয়৷

 

1. জমার জন্য ধাতু নির্বাচন

বিভিন্ন ইলেক্ট্রোড পৃষ্ঠের জন্য বিভিন্ন ধাতব পদার্থের প্রয়োজন হয়।

• P-টাইপ কন্টাক্ট ইলেক্ট্রোড সাধারণত AuBe (সোনার-বেরিলিয়াম) বা AuZn (সোনার-জিঙ্ক) এর মতো ধাতু ব্যবহার করে।
• এন-টাইপ কন্টাক্ট ইলেক্ট্রোড সাধারণত AuGeNi (সোনার-জার্মেনিয়াম-নিকেল) খাদ ব্যবহার করে।

 

এই উপাদান পছন্দগুলি ভাল বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা, স্থিতিশীল ওমিক যোগাযোগ এবং ইলেক্ট্রোডগুলির দীর্ঘ- নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করে৷

 

2. ফটোলিথোগ্রাফি প্রক্রিয়া

জমা করার পরে, পৃষ্ঠের উপর গঠিত খাদ স্তরটি ফটোলিথোগ্রাফির মাধ্যমে যেতে হবে।

 

এই ধাপটি মূলত একটি নির্ভুল "প্যাটার্নিং" প্রক্রিয়া। লক্ষ্য হল যতটা সম্ভব আলোর নির্গমনকারী ক্ষেত্র-কে প্রকাশ করা যেখানে কেবলমাত্র এটির জন্য প্রয়োজন হয় এমন খাদ উপাদান ধরে রাখা:

 

• বৈদ্যুতিক যোগাযোগ ইলেক্ট্রোড
• তারের বন্ধন প্যাড

 

এই অঞ্চলগুলিকে সাবধানে সংজ্ঞায়িত করে, নির্মাতারা নিশ্চিত করে যে ধাতব স্তরটি এখনও দুর্দান্ত বৈদ্যুতিক কার্যকারিতা বজায় রেখে হালকা আউটপুটকে ব্লক করে না।

3. খাদ প্রক্রিয়া

একবার ফটোলিথোগ্রাফি সম্পূর্ণ হলে, চিপটি একটি অ্যালোয়িং প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায়।

 

এই ধাপটি সাধারণত হাইড্রোজেন (H₂) বা নাইট্রোজেন (N₂) একটি প্রতিরক্ষামূলক বায়ুমণ্ডলে সঞ্চালিত হয় যাতে ধাতব অক্সিডেশন প্রতিরোধ করা হয়।

 

অ্যালোয়িং তাপমাত্রা বা সময়কালের জন্য কোনও সর্বজনীন মান নেই। এই পরামিতিগুলি মূলত নির্ভর করে:

• অর্ধপরিবাহী উপাদানের বৈশিষ্ট্য
• অ্যালোয়িং ফার্নেসের ধরন এবং কনফিগারেশন

 

এই পর্যায়ের যথাযথ নিয়ন্ত্রণ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এটি সরাসরি যোগাযোগের প্রতিরোধ এবং দীর্ঘ- স্থিতিশীলতাকে প্রভাবিত করে।

 

4. বিশেষ (নীল এবং সবুজ) চিপগুলির জন্য অতিরিক্ত প্রক্রিয়া

নীল এবং সবুজ LED চিপগুলির জন্য, ইলেক্ট্রোড প্রক্রিয়া আরও জটিল হয়ে ওঠে। অতিরিক্ত পদক্ষেপ প্রয়োজন, সহ:

• প্যাসিভেশন স্তর বৃদ্ধি
• প্লাজমা এচিং

 

এই প্রক্রিয়াগুলি বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা বাড়ায়, চিপ পৃষ্ঠকে রক্ষা করে এবং সামগ্রিক স্থিতিশীলতা এবং নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করে।

 

উপাদান নির্বাচন থেকে নির্ভুল প্যাটার্নিং এবং নিয়ন্ত্রিত অ্যালোয়িং পর্যন্ত, LED চিপ উত্পাদনের প্রতিটি পদক্ষেপ সরাসরি উজ্জ্বলতা, দক্ষতা এবং জীবনকালকে প্রভাবিত করে। এমনকি ছোট প্রক্রিয়ার বৈচিত্রগুলি চূড়ান্ত কার্যকারিতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করতে পারে, এই কারণেই LED চিপ উত্পাদন উন্নত সরঞ্জাম এবং কঠোর প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ উভয়েরই দাবি করে।

কোন প্রক্রিয়াগুলি এর অপটোইলেক্ট্রনিক পারফরম্যান্সকে প্রভাবিত করেLED চিপস?

অনেক লোক অনুমান করে যে চিপ তৈরি করা সম্পূর্ণরূপে একটি LED এর মূল কর্মক্ষমতা নির্ধারণ করে। বাস্তবে, এটি সম্পূর্ণরূপে সঠিক নয়।

 

একটি LED-এর মূল বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলি চিপ তৈরি শুরু হওয়ার আগে এপিটাক্সিয়াল গ্রোথ স্টেজে-আপস্ট্রিম প্রক্রিয়ার সময় মূলত সংজ্ঞায়িত করা হয়। চিপ উত্পাদন মূলত LED এর অন্তর্নিহিত বৈশিষ্ট্যগুলিকে মৌলিকভাবে পরিবর্তন করার পরিবর্তে অপ্টিমাইজেশানের উপর ফোকাস করে।

 

যাইহোক, কিছু বানোয়াট পদক্ষেপের অনুপযুক্ত পরিচালনা এখনও অস্বাভাবিক বৈদ্যুতিক পরামিতি হতে পারে। প্রধান ঝুঁকির কারণগুলির মধ্যে রয়েছে:

 

1. অস্বাভাবিক অ্যালোয়িং তাপমাত্রা

যদি অ্যালোয়িং তাপমাত্রা হয় খুব বেশি বা খুব কম হয়, তাহলে এর ফলে ওমিক যোগাযোগ খারাপ হতে পারে।

 

এটি একটি উচ্চতর ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ (VF) এর প্রাথমিক কারণ। যখন VF বৃদ্ধি পায়:

• বিদ্যুৎ খরচ বেড়ে যায়
• আলোর কার্যক্ষমতা হ্রাস পায়
• সামগ্রিক চিপ কর্মক্ষমতা হ্রাস

 

তাই স্থিতিশীল বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য বজায় রাখার জন্য অ্যালোয়িংয়ের সময় সুনির্দিষ্ট তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

 

2. ডাইসিং পরে প্রান্ত চিকিত্সা

চিপ ডাইসিংয়ের সময়, একটি হীরা গ্রাইন্ডিং ব্লেড সাধারণত ব্যবহার করা হয়। কাটার পরে, সূক্ষ্ম ধ্বংসাবশেষ এবং গুঁড়া প্রায়ই চিপের প্রান্ত বরাবর থাকে।

 

যদি এই কণাগুলি PN জংশন-কোর আলো-চিপের নির্গত অঞ্চল-কে মেনে চলে তাহলে তারা ঘটাতে পারে:

• রিভার্স লিকেজ কারেন্ট
• গুরুতর ক্ষেত্রে, বৈদ্যুতিক ভাঙ্গন

 

এই ঝুঁকি কমানোর জন্য, নির্মাতারা প্রায়ই পোস্ট-ডাইসিং এজ এচিং চিকিত্সা প্রয়োগ করে, যা কার্যকরভাবে ফুটো কমায় এবং চিপের নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করে।

 

3. অসম্পূর্ণ ফটোরেসিস্ট অপসারণ

ফটোলিথোগ্রাফি প্রক্রিয়ার সময় ফটোরেসিস্ট ব্যবহার করা হয়। যদি পরে এটি সম্পূর্ণরূপে অপসারণ না করা হয়, তবে বিভিন্ন সমস্যা দেখা দিতে পারে:

• সামনের দিকে: তারের বন্ধনে অসুবিধা, দুর্বল বন্ধন, বা মিথ্যা সোল্ডারিং-চিপ এবং বাহ্যিক সার্কিট্রির মধ্যে বৈদ্যুতিক সংযোগকে প্রভাবিত করে৷
• পিছনের দিকে: বর্ধিত ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ (VF), নেতিবাচকভাবে চিপের কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করে।

 

বৈদ্যুতিক স্থিতিশীলতা এবং প্যাকেজিং নির্ভরযোগ্যতা উভয়ই নিশ্চিত করার জন্য ফটোলিথোগ্রাফির পরে পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে পরিষ্কার করা অপরিহার্য।

কিভাবে আলো আউটপুট তীব্রতা উন্নত

যদি লক্ষ্যটি আলোকিত তীব্রতা বাড়ানো হয়, তবে তুলনামূলকভাবে সহজবোধ্য কাঠামোগত অপ্টিমাইজেশন পদ্ধতি রয়েছে:

 

• উত্পাদনের সময় সারফেস রাফনিং চিকিত্সা
• একটি কাটা (উল্টানো) পিরামিড কাঠামোতে চিপ ডিজাইন করা

 

উভয় পন্থা চিপ পৃষ্ঠ থেকে আরও অভ্যন্তরীণভাবে উত্পন্ন আলোকে পালানোর অনুমতি দিয়ে আলো নিষ্কাশন দক্ষতা উন্নত করে, যার ফলে সামগ্রিক উজ্জ্বলতা বৃদ্ধি পায়।

 

যদিও এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধি একটি LED এর মৌলিক কর্মক্ষমতা নির্ধারণ করে, চিপ তৈরি করা বৈদ্যুতিক স্থিতিশীলতা, নির্ভরযোগ্যতা এবং আলো নিষ্কাশন দক্ষতার সূক্ষ্ম-টিউনিংয়ে একটি সিদ্ধান্তমূলক ভূমিকা পালন করে। অ্যালোয়িং, ডাইসিং এবং পরিষ্কারের প্রক্রিয়াগুলির যত্ন সহকারে নিয়ন্ত্রণ নিশ্চিত করে যে চিপটি তার পরিকল্পিত সম্ভাব্যতা অনুসারে কাজ করে।

 

কেন করবেনLED চিপসবিভিন্ন আকারে আসা? আকার কি কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করে?

LED চিপগুলি বিভিন্ন আকারে পাওয়া যায়, প্রাথমিকভাবে শক্তির প্রয়োজনীয়তা এবং প্রয়োগের পরিস্থিতির উপর নির্ভর করে। চিপের মাত্রার জন্য কোনো একক সার্বজনীন মান নেই; প্রকৃত আকার মূলত প্রস্তুতকারকের উত্পাদন ক্ষমতা এবং প্রক্রিয়া প্রযুক্তি দ্বারা নির্ধারিত হয়।

 

1. আকার শ্রেণীবিভাগের পিছনে যুক্তি

LED চিপের মাপ সাধারণত এর উপর ভিত্তি করে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়:

 

শক্তি স্তর দ্বারা:

• কম-পাওয়ার চিপ
• মিড-পাওয়ার চিপ
• উচ্চ-পাওয়ার চিপ

 

আবেদন দ্বারা:

• নির্দেশক-স্তরের (একক-ডাই) চিপস
• ডিজিটাল ডিসপ্লে-গ্রেড চিপ
• ডট-ম্যাট্রিক্স ডিসপ্লে চিপ

 

আলংকারিক আলো এবং অন্যান্য বিশেষ ব্যবহারের জন্য ডিজাইন করা চিপ। সংক্ষেপে, চিপের আকার নির্বাচন একটি নির্দিষ্ট শিল্প নিয়মের পরিবর্তে ব্যবহারিক প্রয়োগের প্রয়োজন দ্বারা চালিত হয়।

 

2. চিপের আকার কি কর্মক্ষমতা নির্ধারণ করে?

অনেক লোক অনুমান করে যে "চিপ যত বড় হবে, কর্মক্ষমতা তত ভাল।" এটি আসলে একটি ভুল ধারণা।

যতক্ষণ পর্যন্ত উত্পাদন প্রক্রিয়া ভালভাবে নিয়ন্ত্রিত হয়, চিপের আকার নিজেই মৌলিকভাবে LED এর অন্তর্নিহিত অপটোইলেক্ট্রনিক কর্মক্ষমতা পরিবর্তন করে না।

 

আসলে:

• ছোট চিপ ওয়েফার প্রতি উৎপাদন ফলন বাড়াতে পারে
• উচ্চ ফলন সামগ্রিক উৎপাদন খরচ কমাতে সাহায্য করে
• মূল বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা বলিদান ছাড়াই খরচ দক্ষতা উন্নত হয়

 

অতএব, শুধুমাত্র আকার গুণমান বা উজ্জ্বলতার একটি নির্ভরযোগ্য সূচক নয়।

3. বর্তমান এবং তাপ অপচয়ের মধ্যে সম্পর্ক

একটি LED চিপের অপারেটিং কারেন্ট বর্তমান ঘনত্বের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত (প্রতি ইউনিট এলাকায় বর্তমান)।

• ছোট চিপগুলি নিম্ন পরম কারেন্টে কাজ করে।
• বড় চিপগুলি উচ্চ পরম কারেন্টে কাজ করে
• যাইহোক, তাদের বর্তমান ঘনত্ব সাধারণত অনুরূপ।

 

তাতে বলা হয়েছে, বড়, উচ্চ-পাওয়ার চিপগুলির জন্য তাপ ব্যবস্থাপনা একটি মূল সমস্যা হয়ে দাঁড়ায়৷ যখন উচ্চ স্রোতে পরিচালিত হয়:

 

• তাপ অপচয় আরও চ্যালেঞ্জিং হয়ে ওঠে।
• নিম্ন স্রোতে চালিত ছোট চিপগুলির তুলনায় আলোকিত দক্ষতা সামান্য হ্রাস পেতে পারে

 

অন্যদিকে, বড় চিপগুলি কিছু বৈদ্যুতিক সুবিধা প্রদান করে:

• নিম্ন বাল্ক প্রতিরোধের
• সামান্য এগিয়ে ভোল্টেজ হ্রাস
• সামান্য কম পাওয়ার লস

 

তাই যখন বড় চিপগুলি উচ্চ শক্তি পরিচালনা করে, তারা দক্ষতা বজায় রাখার জন্য আরও ভাল তাপীয় নকশার দাবি করে।

 

উপসংহার

LED প্রযুক্তির ক্রমাগত অগ্রগতির সাথে, এরঅ্যাপ্লিকেশনআলো দ্রুত প্রসারিত হয়েছে. সাদা LED-এর উত্থান, বিশেষ করে, সেমিকন্ডাক্টর আলোর মূলধারা গ্রহণকে ত্বরান্বিত করেছে।

 

উত্পাদন প্রক্রিয়া এবং উপাদান প্রযুক্তির উন্নতি অব্যাহত থাকায়, LED চিপগুলি এই দিকে বিকশিত হচ্ছে: উচ্চ দক্ষতা, কম শক্তি খরচ, বৃহত্তর স্থিতিশীলতা এবং নির্ভরযোগ্যতা। সামনের দিকে তাকিয়ে, LED চিপ প্রযুক্তি বিশ্বব্যাপী আলো শিল্পে নতুন চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হওয়ার সাথে সাথে নতুন সুযোগগুলি আনলক করতে থাকবে।