什么是外延生长(epitaxial growth)?
外延生长是指在某结晶的衬底上面以特定方向生长具有相同或不同材料的结晶，在LED领域，该外延生长工艺是芯片技术的核心工艺之一.即，在用作衬底的薄层单晶上面生长具有类似结晶格子结构及防卫的半导体结晶. 可以在远低于衬底物质的熔点的温度下生长.
LED工艺大体上可分为Epi工艺和Fab工艺，即芯片工艺和包装工艺. 图为将氮化镓外延生长在用于LED上的蓝宝石（Al2O3）上面时的形状.GaN系化合物半导体难以形成相同物质的衬底，且价格昂贵，因此主要生长在蓝宝石（Al2O3）衬底上面。同时，逐渐将GaN化合物半导体连续堆起来生长，各个层承接下层的结晶性来生长.
出现在结晶内部的缺陷在发光的电子和空穴的复合过程中（electron-hole recombination process）， 起到非幅射中心（nonradiative center）的作用，因此在LED元件上形成各层的结晶之结晶性对元件效率起到决定性的影响. 因此，外延生长工艺是决定LED效率的主要特性的重要工艺.
[蓝宝石 C-PLANE]
EPI決定 LED颜色
LED发出的光的颜色随着发光层MQW的元素配合，选择适当的能隙，并做出相应的波长. 目前主要用于LED上的InGaN芯片中可以做出near UV、蓝色与绿色，在AlGaInP芯片中可以做出从Amber到红色之间的颜色。白色LED通常是在蓝色芯片上使用各种荧光体. 可视光线光谱包含着所有的相应颜色上的波长，越接近于紫色时波长越短，越接近于红色时波长越长。波长越短，拥有的能量越多.
颜色 | 波长 (nm) | 颜色 | 波长 (nm) |
| Violet | 400~430 | Amber | 590~595 |
| Blue | 430~480 | Orange | 600~615 |
| Green | 490~530 | Orange-Red | 620~640 |
| Yellow | 550~580 | Red | 645~700 |
外延工艺
E为了做出LED芯片，外延工艺通常采用MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition). 主要使用甲醇或乙基等有烃基的有机金属化合物作为原料. 通过此，将生长GaN, P/N-GaN, InGaN, AlGaN, AlInGaN, AlGaInP等的2、3、4元系的各种化合物半导体.
下图为形成GaN的反应过程.
[图为形成GaN的反应过程.]
