EP3871272A1 - Dispositif optoélectronique, écran d'affichage associé et procédé de fabrication d'un tel dispositif optoélectronique - Google Patents

Dispositif optoélectronique, écran d'affichage associé et procédé de fabrication d'un tel dispositif optoélectronique

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EP3871272A1
EP3871272A1 EP19789685.5A EP19789685A EP3871272A1 EP 3871272 A1 EP3871272 A1 EP 3871272A1 EP 19789685 A EP19789685 A EP 19789685A EP 3871272 A1 EP3871272 A1 EP 3871272A1
Authority
EP
European Patent Office
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sub
layer
radiation
pixel
fin
Prior art date
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Pending
Application number
EP19789685.5A
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German (de)
English (en)
Inventor
Pamela RUEDA FONSECA
Tiphaine Dupont
Wei Sin TAN
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Aledia
Original Assignee
Aledia
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Filing date
Publication date
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    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Definitions

  • Optoelectronic device associated display screen and method of manufacturing such an optoelectronic device
  • the present invention relates to an optoelectronic device.
  • the present invention also relates to a display screen comprising a set of such optoelectronic devices and a method of manufacturing such an optoelectronic device.
  • Optoelectronic devices comprising a set of light emitters, each of which emits different light (i.e., light having a different wavelength), are used in a large number of devices such as a screen display. By controlling which light emitter from which optoelectronic device emits light at a given time, images are formed on the display screen.
  • Such optoelectronic devices are thus generally called “pixels”, short for “picture element”, and the individual light emitters are called “sub-pixels”.
  • Subpixels are often fabricated using semiconductor structures, which can be effectively controlled by simply turning on or off an electrical current, and which can provide good overall emission efficiency (also known as outlet ").
  • each semiconductor structure of a single optoelectronic device can emit light having a color different from that of other semiconductor structures.
  • each semiconductor structure emits the same light, but certain sub-pixels may include a radiation converter capable of converting the light emitted by the semiconductor structure into light having a different wavelength.
  • crosstalk may occur in which at least some of the light emitted by a first sub-pixel can reach a second sub-pixel and either exit through it second sub-pixel - thus giving the observer the impression that the first sub-pixel is larger than what the first sub-pixel actually is and therefore reducing the spatial resolution - either be absorbed by the radiation converter of the second sub-pixel.
  • This can also result in the emission of light having an unwanted wavelength. It is therefore necessary to provide an optoelectronic device having a reduced crosstalk between sub-pixels even when the dimensions of the optoelectronic device are reduced.
  • an optoelectronic device comprising a substrate and at least two sub-pixels, each sub-pixel being adapted to emit a respective first radiation, the substrate having a support face, each sub-pixel comprising:
  • At least one fin made of a first semiconductor material, the first material having a first band gap value, the fin extending from the support face along a normal direction perpendicular to the support face, each fin having an upper side, a first lateral side and a second lateral side, each lateral side extending between the upper side and the substrate.
  • each radiation emitting layer being made of a second semiconductor material , the second semiconductor material having a second band gap value, the second band gap value being strictly less than the first band gap value,
  • the sub-pixels delimiting a recess, the recess being located between the two sub-pixels, and a blocking structure made of a third material being interposed between the two sub-pixels in the recess, the blocking structure being adapted for preventing the first radiation emitted by a sub-pixel from reaching the other sub-pixel through the blocking structure.
  • the optoelectronic device comprises one or more of the following characteristics, taken separately or according to any possible combination:
  • the first semiconductor material has a first type of doping chosen from n doping and p doping
  • the covering layer further comprising a doped layer, each of the radiation emitting layers being interposed between the fin and the doped layer , the doped layer being made of a third semiconductor material having a third band gap value, the third band gap value being strictly greater than the second band gap value, the third semiconductor material having a second type of doping chosen from n doping and p doping, the second type of doping being different from the first type of doping,
  • the optoelectronic device comprises a control circuit and, for at least one sub-pixel, an electrode connecting the sub-pixel and the control circuit through the substrate, and
  • At least one sub-pixel comprises a first barrier layer made of an electrically insulating material, the first barrier layer forming a barrier between the substrate and the covering layer;
  • Each fin of each sub-pixel at least partially delimits a cavity in a plane perpendicular to the normal direction;
  • the outline is chosen from a triangle, a square, a rectangle and a hexagon;
  • each first radiation comprises a first set of electromagnetic waves
  • the radiation emitting layer of at least one sub-pixel being configured to emit a second radiation comprising a second set of electromagnetic waves
  • the optoelectronic device further comprising a converter of radiation configured to convert the second radiation to the respective first radiation, a wavelength being defined for each electromagnetic wave, the first set corresponding to a first range of wavelengths and the second set corresponding to a second range of lengths wavelength, the first range having a first average wavelength and the second range having a second average wavelength, the first average wavelength being different from the second average wavelength, the radiation converter being contained in the cavity of the sub-pixel considered.
  • the blocking structure is adapted to reflect the basic radiation of each sub-pixel
  • the substrate comprises a semiconductor structure configured to emit a third radiation comprising a third set of electromagnetic waves, a wavelength being defined for each electromagnetic wave, the first set corresponding to a first range of wavelengths and the third set corresponding to a third range of wavelengths, the first range having a first average wavelength and the third range having a third average wavelength, the first average wavelength being strictly less than the third average wavelength, the semiconductor structure and at least one sub-pixel being aligned along the normal direction;
  • each cover layer is in contact with at least ninety percent of the surface of the first lateral side of the fin
  • the third material is a metal
  • the blocking structure is adapted to reflect the first radiation of each sub-pixel
  • each cover layer has an upper part in contact with the upper side and a first part in contact with the first lateral side;
  • At least one blocking structure has an upper layer made of the third material, the upper part being interposed between the upper side of the fin and the upper layer, the upper layer entirely covering the upper part of the covering layer;
  • each first radiation comprises a first set of electromagnetic waves, the upper part of the radiation emitting layer being configured to emit a fourth radiation comprising a fourth set of electromagnetic waves, a wavelength being defined for each electromagnetic wave, the first set corresponding to a first wavelength range and the fourth set corresponding to a fourth wavelength range, the first range having a first average wavelength and the fourth range having a fourth wavelength average, the first average wavelength being different from the fourth average wavelength; and
  • each cover layer has a second part at least partially covering the second lateral side of the corresponding fin
  • the blocking structure comprises an electrically insulating layer configured to electrically isolate at least one sub-pixel from the blocking structure.
  • a display screen comprising a set of optoelectronic devices as defined above is also proposed.
  • This description also relates to a method for manufacturing an optoelectronic device, the method comprising the steps of:
  • each sub-pixel being adapted to emit a first corresponding radiation
  • each sub-pixel comprising: ⁇ at least one fin made of a first semiconductor material, the first semiconductor material having a first band gap value, the fin extending from the support face along a normal direction perpendicular to the face of support, each fin having an upper side, a first lateral side and a second lateral side, each lateral side extending between the upper side and the substrate, and
  • each radiation-emitting layer being made of a second semiconductor material , the second semiconductor material having a second band gap value, the second band gap value being strictly less than the first band gap value
  • the method further comprising a step of depositing, in the recess, a third material so as to form a blocking structure adapted to prevent the first radiation emitted by one sub-pixel to reach the other sub-pixel through the blocking structure.
  • the method of manufacturing an optoelectronic device comprises one or more of the following characteristics, taken separately or according to any possible combination:
  • the step of manufacturing two sub-pixels includes the steps of:
  • the step of manufacturing two sub-pixels includes the steps of:
  • a core made of a fourth material the core extending from the support face along the normal direction, the core having an upper face and lateral flanks extending between the substrate and the upper face,
  • the step of manufacturing two sub-pixels includes the steps of:
  • the method comprises at least one of the following steps:
  • FIG. 1 is a schematic partial side section view of a display screen comprising a set of optoelectronic devices
  • FIG. 2 is a schematic partial side sectional view of a structure resulting from certain steps of a process for manufacturing an optoelectronic device in FIG. 1,
  • FIG. 3 is a schematic partial side sectional view of a structure resulting from certain subsequent steps of the process of Figure 2,
  • FIG. 4 is another schematic partial side section view of a structure resulting from certain subsequent steps, subsequent to the steps of FIG. 3, of the method of FIG. 2,
  • FIG. 5 is a diagram of two optoelectronic devices seen laterally in a section along the line V-V in FIG. 6,
  • FIG. 6 is a schematic top view of two optoelectronic devices
  • FIG. 7 is a schematic partial side sectional view of a structure resulting from certain steps of a process for manufacturing the optoelectronic devices of FIG. 5,
  • FIG. 8 is a schematic partial side sectional view of a structure resulting from certain subsequent stages of the process leading to the structure of FIG. 7,
  • FIG. 9 is a schematic partial top view of the structure of FIG. 8,
  • FIG. 10 is a schematic partial side sectional view of a structure resulting from certain subsequent stages of the process leading to the structures of FIGS. 7 to 9,
  • Figure 1 1 is a schematic partial side sectional view of an optoelectronic device manufactured by the method leading to the structures of Figures 7 to 10,
  • FIG. 12 is a schematic partial side sectional view of a structure resulting from certain steps of another method of manufacturing the optoelectronic devices of FIG. 5,
  • FIG. 13 is a schematic partial side sectional view of a structure resulting from certain subsequent stages of the process leading to the structure of FIG. 12, and
  • FIG. 14 is a schematic partial side sectional view of a structure resulting from certain steps, subsequent to the steps of Figure 13, of the process leading to the structures of Figures 12 and 13.
  • FIGS. 1 and 2 A first example of a display screen 10 is partially shown in FIGS. 1 and 2.
  • the display screen 10 is, for example, integrated into an electronic device such as a mobile phone, tablet or laptop. In another embodiment, the display screen 10 is integrated into a dedicated display device such as a television set or a desktop computer screen.
  • the display screen 10 is configured to display a set of images.
  • the display screen 10 includes a set of optoelectronic devices 15.
  • Each optoelectronic device 15 also called a “picture element” or in shorthand “pixel”, is configured to emit at least one radiation.
  • each optoelectronic device 15 is configured to emit one of a set of radiations comprising a first radiation, a second radiation and a third radiation. In one embodiment, each optoelectronic device 15 is configured to emit one of a set of radiation comprising a first radiation, a second radiation, a third radiation and a fourth radiation.
  • each optoelectronic device 15 can be used as a single light source outside of a display screen.
  • Each radiation includes a set of electromagnetic waves.
  • Each set corresponds to a range of wavelengths.
  • the wavelength range is the group formed by all the wavelengths of the set of electromagnetic waves.
  • the first radiation includes a first set of electromagnetic waves.
  • the first set of electromagnetic waves corresponds to a first range of wavelengths.
  • a first average wavelength is defined for the first range of wavelengths.
  • An average wavelength equal to half the sum of the smallest and longest wavelengths of the first range of wavelengths is an example of the first average wavelength.
  • the first radiation is, for example, blue radiation.
  • a first radiation whose first average wavelength is between 430 nanometers (nm) and 490 nm is an example of blue radiation.
  • the second radiation is different from the first radiation.
  • the second radiation includes a second set of electromagnetic waves.
  • the second set of electromagnetic waves corresponds to a second range of wavelengths.
  • a second average wavelength is defined for the second range of wavelengths.
  • An average wavelength equal to half the sum of the largest and smallest wavelengths of the second wavelength range is an example of a second average wavelength.
  • the second average wavelength is, in one embodiment, different from the first average wavelength.
  • the second radiation is, for example, green radiation.
  • a second radiation whose second average wavelength is between 500 nm and 570 nm is an example of green radiation.
  • Each third radiation is, for example, different from the first radiation and the second radiation.
  • Each third radiation includes a third set of electromagnetic waves.
  • Each third set of electromagnetic waves corresponds to a third range of wavelengths.
  • a third average wavelength is defined for each third wavelength range.
  • An average wavelength equal to half the sum of the longest and shortest wavelengths of the third wavelength range is an example of a third medium wavelength.
  • the third average wavelength is, for example, strictly greater than at least one of the first average wavelength and the second average wavelength.
  • the third average wavelength is strictly greater than both the first average wavelength and the second average wavelength.
  • One of the third rays is, for example, red radiation.
  • the third corresponding average wavelength is between 600 nm and 720 nm.
  • the fourth radiation is yellow radiation.
  • the fourth radiation has a fourth average wavelength between 570 nm and 600 nm.
  • Each optoelectronic device 15 comprises at least two sub-pixels 20, a blocking structure 25 and a control circuit 27. In one embodiment, each optoelectronic device comprises three sub-pixels 20.
  • each optoelectronic device 15 further comprises, for at least one emitter 20, a radiation converter 22.
  • each optoelectronic device 15 comprises a radiation converter 22 for each emitter 20.
  • Each sub-pixel 20 is configured to emit radiation from the first radiation, the second radiation, the third radiation and the fourth radiation.
  • each optoelectronic device 15 comprises four sub-pixels 20.
  • one of the sub-pixels 20 is configured to emit the fourth radiation.
  • Each sub-pixel 20 comprises a substrate 30, a fin 35, a covering layer 40, a first electrode 45 and a second electrode 50.
  • FIG. 1 shows an example of sub-pixel 20 comprising a fin 35.
  • each sub-pixel 20 comprises several fins 35 can be envisaged.
  • the substrate 30 is common to each sub-pixel 20 of the optoelectronic device 15.
  • the substrate 30 is common to all the sub-pixels 20 of the display screen 10.
  • a normal direction D is defined for the substrate 30.
  • the substrate 30 is perpendicular to the normal direction D.
  • the substrate 30 has a support face 53 which is perpendicular to the normal direction D.
  • the substrate 30 comprises a support plate 55 and a first barrier layer
  • the support plate 55 is delimited along the normal direction D by the support face 53.
  • the support plate 55 is made of a substrate material.
  • the substrate material is, for example, a semiconductor material.
  • a substrate band gap value is defined for the substrate material.
  • band gap value should be understood to mean the band gap value between the valence band and the material conduction band.
  • the band gap value is, for example, measured in electron volts (eV).
  • the valence band is defined as being, among the energy bands which are authorized for the electrons in the material, the band which has the highest energy while being completely filled at a temperature less than or equal to 20 Kelvin ( K).
  • a first energy level is defined for each valence band.
  • the first energy level is the highest energy level in the Valencia band.
  • the conduction band is defined as being, among the energy bands which are authorized for the electrons in the material, the band which has the lowest energy while not being completely filled at a temperature less than or equal to 20 K.
  • a second energy level is defined for each conduction band.
  • the second energy level is the highest energy level in the conduction band.
  • each band gap value is measured between the first energy level and the second energy level of the material.
  • a semiconductor material is a material with a band gap value strictly greater than zero and less than or equal to 6.5 eV.
  • the substrate material is, for example, silicon.
  • the substrate material is another semiconductor material such as a nitride III material.
  • Nitride III materials are a group of materials including GaN, AIN and InN and alloys of GaN, AIN and InN.
  • the substrate material is GaN.
  • the substrate material is an electrically insulating material such as sapphire can also be envisaged.
  • Doping is defined as the presence, in a material, of impurities leading to free charge carriers.
  • Impurities are, for example, atoms of an element that is not naturally present in the material.
  • the doping is of p type.
  • a GaN layer is doped p by adding magnesium (Mg) atoms.
  • the doping is of type n.
  • a GaN layer is doped n by adding silicon (Si) atoms.
  • the substrate material is, for example, n-doped.
  • the type of doping may vary in certain embodiments.
  • the support plate 55 delimits, for each sub-pixel 20, at least one passage 65 crossing the substrate 30 along the normal direction D.
  • Each passage 65 is configured to contain at least part of a second electrode 50.
  • Each passage 65 has side walls delimiting the passage 65 in a plane perpendicular to the normal direction D.
  • the support plate 55 includes a two-dimensional structure.
  • An example of a two-dimensional structure is a stack of semiconductor layers stacked along the normal direction D.
  • the two-dimensional structure is, for example, an LED structure.
  • An LED structure also called a "light emitting diode structure” is a semiconductor structure comprising several semiconductor zones forming a P-N junction and configured to emit light when an electric current passes through the different semi zones -conductive.
  • An example of an LED structure is a two-dimensional semiconductor structure comprising an n-doped layer, a p-doped layer and at least one radiation emitting layer stacked along the normal direction D. In this case, each radiation emitting layer is interposed between the n-doped layer and the p-doped layer.
  • the two-dimensional LED structure and the sub-pixel 20 are aligned along the normal direction D. In other words, at least a portion of the two-dimensional LED structure is located below the sub-pixel 20 when the sub-pixel pixel 20 is on top of support plate 55.
  • the two-dimensional LED structure is electrically connected to the control circuit 27.
  • the radiation emitting layer or layers of the two-dimensional semiconductor structure is / are, for example, configured to emit fifth radiation.
  • the fifth radiation includes a fifth set of electromagnetic waves.
  • the fifth set of electromagnetic waves corresponds to a fifth range of wavelengths.
  • a fifth average wavelength is defined for the fifth wavelength range.
  • the fifth average wavelength is strictly greater than the first average wavelength. For example, every fifth radiation is red radiation.
  • the first barrier layer 60 is made of an electrically insulating material.
  • the first barrier layer 60 is made of Si0 2 or of silicon nitride.
  • the first barrier layer 60 is configured to electrically isolate each fin 35 from the support plate 55.
  • the first barrier layer 60 forms a barrier between the support plate 55 and the cover layer 40.
  • the first barrier layer 60 is configured to electrically isolate each cover layer 40 from the support plate 55.
  • the first barrier layer 60 covers, for example, entirely the support face 53, except at the locations where a passage 65 opens on a surface of the support plate 55.
  • the first barrier layer 60 further covers at least the side walls of each passage 65 so that the first layer barrier 60 electrically isolates the second electrode 50 contained in the passage 65 of the support plate 55.
  • Each fin 35 extends from the support face 53 along the normal direction D.
  • fin should be understood to include any thin structure extending along the normal direction D, along another direction perpendicular to the normal direction D.
  • a fin has a height measured along the direction normal D, has a length measured along the other direction and a thickness measured along a direction perpendicular to these two directions, the thickness being less than or equal to both the length and the height. For example, the thickness is less than or equal to half the length and half the height.
  • a ratio between the height and the thickness is, for example, between 1 and 50. In one embodiment, the ratio is between 1 and 10.
  • a ratio between 1 and 50 is greater than or equal to 1 and less than or equal to 50.
  • fin 35 is a parallelepiped having an upper side 70 perpendicular to the normal direction D.
  • perpendicular should be understood as corresponding to the two directions having an angle between them of 80 degrees (°) and 100 °, for example equal to 90 °.
  • the height is measured along the normal direction D between the substrate 30 and the upper side 70.
  • the fin 35 has a first lateral side 75, a second lateral side 80 and two end sides.
  • Each lateral side 75, 80 extends between the upper side 70 and the substrate 30.
  • a first direction X1 is defined for each fin 35.
  • the first direction X1 is perpendicular to the normal direction D.
  • the two lateral sides 75, 80 are perpendicular to the first direction X1.
  • the two extreme sides are perpendicular to a second direction X2 perpendicular to both the normal direction D and the first direction X1.
  • fin 35 is a part of an annular ring.
  • the two lateral sides 75, 80 are perpendicular to the substrate 30 and parallel to each other.
  • the intersection of each lateral side 75, 80 with the substrate 30 is part of a circle.
  • Each fin 35 of each sub-pixel 20 is, for example, identical to the fins 35 of the other sub-pixels 20.
  • a recess 95 is interposed between two fins 35 each belonging to a corresponding sub-pixel 20.
  • the first lateral side 75 is the lateral side which is furthest from the recess 95 in a plane perpendicular to the normal direction D.
  • the first lateral side 75 is opposite to the recess 95 while the second lateral side 80 faces recess 95.
  • the height is between 100 nanometers (nm) and 50 micrometers (pm). For example, the height is between 1 pm and 20 pm.
  • each fin 35 is not, in certain embodiments, perpendicular to the normal direction D.
  • the thickness is measured between the first lateral side 75 and the second lateral side 80.
  • the thickness is measured in a plane perpendicular to the normal direction D. For example, the thickness is measured along the first direction X1.
  • the thickness is between 100 nm and 10 pm.
  • the thickness is between 500 nm and 2 pm.
  • Each fin 35 is made of a first semiconductor material.
  • the first semiconductor material has a first band gap value.
  • the first semiconductor material is, for example, GaN.
  • the first semiconductor material has a first type of doping chosen from p doping and n doping.
  • the first semiconductor material is, for example n-doped.
  • Each cover layer 40 comprises at least one radiation emitting layer 100 and a doped layer 105.
  • Each cover layer 40 is in contact with the first lateral side 75 of each fin 35. In particular, each cover layer 40 extends on the first lateral side 75.
  • each cover layer 40 has a first part 1 10, a second part 1 15 and an upper part 120.
  • sub-pixel 20 is devoid of one or both of the second part 1 15 and the upper part 120 can be considered.
  • the first part 1 10 is in contact with the first lateral side 75.
  • the first part 1 10 extends over the first lateral side 75.
  • each layer of the first part 1 10 is perpendicular to the first direction X1.
  • the first part 1 10 covers, in one embodiment, at least half of the surface of the first lateral side 75.
  • the first part 1 10 covers at least 90 percent (%) of the surface of the first lateral side 75 .
  • the second part 1 15 is in contact with the second lateral side 80.
  • the second part 1 15 extends over the first second lateral side 80.
  • each layer of the second part 1 15 is perpendicular to the first direction X1.
  • the second part 1 15 is interposed between the second lateral side 80 and the recess 95.
  • the second part 1 15 covers, in one embodiment, at least half of the surface of the second lateral side 80.
  • the second part 1 15 covers at least 90% of the surface of the second lateral side 80.
  • the upper part 120 is in contact with the upper side 70.
  • the upper part 120 extends on the upper side 70.
  • each layer of the upper part 120 is perpendicular to the normal direction D.
  • the upper part 120 is interposed between the upper side 70 and the first electrode 45.
  • the upper part 120 covers, in one embodiment, at least half of the surface of the upper side 70.
  • the upper part 120 completely covers the upper side 70.
  • Each radiation emitting layer 100 is interposed between the fin 35 and the doped layer 105.
  • the cover layer 40 comprises a stack of radiation emitting layers 100 interposed between the fin 35 and the doped layer 105.
  • Each radiation emitting layer 100 is made of a second semiconductor material.
  • the second semiconductor material has a second band gap value strictly less than the band gap value of the first material.
  • the emitting layer is, for example, undoped. In other embodiments, the emitting layer is doped.
  • Each radiation emitting layer 100 is, for example, a quantum well or a stack of quantum wells.
  • a quantum well is a specific example having a band gap value lower than the band gap values of the n-doped and p-doped layers.
  • a quantum well is a structure in which quantum confinement occurs, in a direction, for at least one type of charge carrier. The effects of quantum confinement take place when the dimension of the structure along this direction becomes comparable to or less than the Broglie wavelength of the carriers which are generally electrons and / or holes, leading to energy levels called "energy subbands".
  • carriers can have only discrete energy values but are usually able to move in a plane perpendicular to the direction in which confinement occurs.
  • the energy values available to carriers, also called “energy levels”, increase as the dimensions of the quantum well decrease along the direction in which confinement occurs.
  • the "Broglie wavelength” is the wavelength of a particle when the particle is considered to be a wave.
  • the Broglie wavelength of electrons is also called “electronic wavelength”.
  • the Broglie wavelength of a charge carrier depends on the material of which the quantum well is made.
  • An example of a quantum well is an emitting layer having a thickness strictly less than the product of the electronic wavelength of the electrons in the semiconductor material of which the emitting layer is made up of 5.
  • Another example of a quantum well is an emitting layer having a thickness strictly less than the product of the Broglie wavelength of the excitons in the semiconductor material of which the emitting layer is made up of five.
  • An exciton is a quasi-particle comprising an electron and a hole.
  • each radiation emitting layer 100 is, for any point of the radiation emitting layer 100, between 1 nm and 200 nm.
  • each radiation emitting layer 100 is measured, for any point of the radiation emitting layer 100, along a direction perpendicular to the surface of the fin 35 at the point of the surface of the fin 35 which is closest to the point of the radiation emitting layer 100 considered.
  • each radiation emitting layer 100 at a point in the radiation emitting layer 100 which is aligned with a point on the fin 35 along the normal direction D is measured along the normal direction D.
  • the thickness of each radiation emitting layer 100 at a point in the radiation emitting layer 100 which is aligned in a plane perpendicular to the normal direction with a point of the fin 35 is measured along a direction perpendicular to the nearest side 70, 75 and 80 of the fin 35.
  • Each radiation emitting layer 100 is, for example, made of InGaN.
  • Each radiation emitting layer 100 is configured to emit base radiation.
  • the basic radiation is, for example, chosen from the first, second, third and fourth radiation.
  • the basic radiation is different from each of the first, second, third and fourth radiation.
  • Each basic radiation includes a set of basic electromagnetic waves.
  • Each set of basic electromagnetic waves corresponds to a range of basic wavelengths.
  • a basic mean wavelength is defined for each range of basic wavelengths.
  • An example of a mean wavelength equal to half the sum of the longest and shortest wavelengths in the range of basic wavelengths is an example of a basic average wavelength.
  • the basic average wavelength is, for example, strictly less than at least one of the first, second and third average wavelengths.
  • the basic average wavelength is strictly less than each of the first, second and third average wavelengths.
  • the basic radiation is, for example, blue radiation.
  • the basic radiation is ultraviolet radiation.
  • Ultraviolet radiation is an electromagnetic wave having a wavelength between 10 nm and 420 nm, for example, between 200 nm and 420 nm.
  • the part of each of the radiation-emitting layer (s) 100 which is contained in the first part 1 10 is configured to emit the corresponding base radiation.
  • the parts of each of the radiation emitting layer (s) 100 which are contained in the first part 1 10 and the second parts 1 15 are both configured to emit the corresponding base radiation.
  • the portion of each of the radiation emitting layer (s) 100 that is contained in the upper portion 120 is configured to emit higher radiation.
  • the upper radiation includes a higher set of electromagnetic waves.
  • Each upper set of electromagnetic waves corresponds to a higher wavelength range.
  • a higher average wavelength is defined for each range of higher wavelengths.
  • An example of a higher average wavelength is half the sum of the longest and shortest wavelengths in the range of longer wavelengths.
  • the higher average wavelength is, for example, strictly greater than the corresponding basic wavelength.
  • each radiation emitting layer 100 is a quantum well and the thickness of each radiation emitting layer 100 is strictly greater in the upper part 120 than in any part of the first and second parts 1 10, 1 15.
  • the doped layer 105 is made of a third semiconductor material having a third band gap value.
  • the third band gap value is strictly greater than the second band gap value.
  • the doped layer 105 is, for example, made of GaN.
  • the doped layer 105 at least partially covers the layer or layers emitting radiation (s) 100.
  • each of the radiation emitting layer (s) 100 and the fin 35 form an LED structure.
  • the doped layer 105 acts as an n-doped layer or a p-doped layer of the LED structure.
  • the type of doping (n or p) of the doped layer 105 is different from the first type of doping (p or n) in the fin 35.
  • the doped layer 105 is doped p.
  • the fin 35 acts as an n-doped layer in the LED structure.
  • the fin 35 plays the role of p-doped layer and the doped layer 105 plays the role of n-doped layer.
  • the recess 95 is delimited, in a plane perpendicular to the normal direction D, by two sub-pixels 20.
  • the recess 95 is interposed between the two sub-pixels 20.
  • the recess 95 is, for example, delimited along the first direction X1 by the doped layers 105 of the fins 35 of the sub-pixels 20.
  • the recess 95 is delimited along the normal direction D by the substrate 30.
  • a width is defined for the recess 95.
  • the width is measured in a plane perpendicular to the normal direction D between the two fins 35 which delimit the recess 95.
  • the width of the recess 95 is, for example, between 100 nm and 10 ⁇ m.
  • the recess 95 at least partially contains the blocking structure 25.
  • Each radiation converter 22 is configured to convert the base radiation of the corresponding emitter 20 into the first, second, third or fourth radiation that the emitter 20 is configured to emit.
  • the basic average wavelength is strictly less than the average wavelength of the first, second, third or fourth radiation that the transmitter 20 is configured to transmit.
  • the radiation converter 22 is made of a conversion material.
  • the conversion material is configured to convert the base radiation to the third radiation.
  • the conversion material is, for example, a semiconductor material.
  • the conversion material is a non-semiconductor material such as an yttrium-aluminum garnet.
  • conversion materials such as aluminate, nitride, fluoride, sulfide and silicate materials.
  • the conversion material is, for example, doped with rare earth elements, alkaline earth metal or transition metal.
  • the conversion material is, for example, made of CdSe or InP.
  • the radiation converter 22 comprises, for example, a set of particles P made of the conversion material.
  • Each particle P has, for example, a diameter less than or equal to 2 ⁇ m.
  • each particle P is a quantum dot for charge carriers in the particle.
  • a quantum dot is a structure in which quantum confinement occurs in all three spatial dimensions.
  • An example of a quantum dot is a particle P having a maximum dimension less than or equal to the product of the electronic wavelength of the charge carriers in the conversion material by five.
  • a particle P having a maximum dimension between 1 nm and 200 nm and made of a semiconductor converter material is an example of a quantum dot.
  • Another example of a quantum dot is a particle P having a nucleus and a shell surrounding the nucleus, the nucleus being made of a semiconductor converter material and having a maximum dimension of between 1 nm and 200 nm.
  • the particles P are, for example, incorporated into a photosensitive resin.
  • Photosensitive resins are used in many electronic manufacturing techniques to define patterns on a semiconductor surface, in particular, since specific areas of the resin can be solidified while leaving the possibility of removing other areas, in order to define the patterns.
  • the areas to be removed or solidified are defined by exposure by means of a wavelength of light to which the resin is sensitive.
  • Such a photosensitive resin is, in particular, used to protect the covered areas against the deposition of material or etching.
  • the blocking structure 25 is configured to prevent at least one radiation emitted by the sub-pixel 20 from reaching another sub-pixel 20 through the blocking structure 25.
  • the blocking structure 25 is configured to prevent the first, second, third or fourth radiation emitted by the sub-pixel 20 to reach another sub-pixel 20 through the blocking structure 25, and vice versa.
  • the blocking structure 25 is interposed between the sub-pixel 20 and at least one other sub-pixel 20.
  • the blocking structure 25 is interposed between the two sub-pixels 20 in the recess 95 delimited by the two sub -pixels 20.
  • the blocking structure 25 is interposed between the sub-pixel 20 and each other sub-pixel 20.
  • the blocking structure 25 surrounds the sub-pixel 20 in a plane perpendicular to the normal direction D.
  • the blocking structure 25 completely fills the recess 95.
  • the blocking structure 25 comprises a blocking layer 125.
  • the blocking structure 25 also comprises a second barrier layer 130.
  • each sub-pixel 20 also comprises an upper layer 135.
  • the blocking layer 125 is configured to prevent the first, second, third or fourth radiation emitted by the sub-pixel 20 from reaching another sub-pixel 20 through the blocking structure 25, and vice versa.
  • the blocking layer 125 is configured to absorb the first, second, third or fourth radiation emitted by the sub-pixel 20.
  • the blocking layer 125 is made of a blocking material.
  • the blocking material is, for example, a metal.
  • An example of a metal is aluminum.
  • the blocking layer 125 is configured to reflect the first, second, third or fourth radiation emitted by the sub-pixel 20.
  • the blocking layer 125 includes a Bragg reflector.
  • a Bragg reflector is a reflector made up of a stack of layers made up of different materials, the difference in the optical indices between the different materials causing certain optical radiation to be reflected by the reflector.
  • the blocking layer 125 is configured to reflect the first, second, third or fourth radiation emitted by the sub-pixel 20.
  • the blocking material is, for example, an opaque material.
  • the blocking material is a photosensitive resin, such as a black or dark color photosensitive resin.
  • the blocking material is a polymeric material.
  • the blocking material is an electrically insulating material. In such an embodiment, the second barrier layer 130 is not necessary.
  • the upper layer 135 is made of the blocking material.
  • the upper layer 135 is, for example, integrated into the blocking layer 125.
  • the upper layer 135 is interposed between the upper part 120 and the first electrode 45.
  • the upper part 120 is interposed, along the normal direction D, between the upper layer 135 and the upper side 70 of the fin 35 .
  • the upper layer 135 covers, for example, entirely the upper part
  • the upper layer 135 is configured to prevent the upper radiation from coming out of the sub-pixel 20.
  • the second barrier layer 130 is interposed between the blocking layer 125 and each sub-pixel 20.
  • the second barrier layer 130 covers at least the second part 1 15 of the cover layer 40.
  • the second barrier layer 130 completely covers the second part 1 15.
  • the second barrier layer 130 thus forms a barrier between the second part 1 15 and the blocking layer 125.
  • the second part 11 of the covering layer 40 is electrically connected to the first electrode 45 can be considered.
  • part of the first electrode 45 is interposed between the second barrier layer 130 and the second part 1 15.
  • the second barrier layer 130 at least partially covers the second lateral side 80.
  • the second barrier layer 130 completely covers the second lateral side 80 and forms thus a barrier between the second lateral side 80 and the blocking layer 125.
  • the second barrier layer 130 is also interposed between the upper layer 135 and the upper part 120.
  • the second barrier layer 130 further forms a barrier between the blocking layer 125 and the substrate 30.
  • the second barrier layer 130 further forms a barrier between the blocking layer 125 and the second electrode 50 which is contained in passage 65.
  • the second barrier layer 130 is made of an electrically insulating material.
  • the second barrier layer is made of Si0 2 .
  • Each first electrode 45 is electrically connected to the corresponding covering layer 40.
  • each first electrode 45 is in contact with the corresponding doped layer 105.
  • each first electrode 45 is in contact with the first part 110 of the corresponding covering layer 40.
  • Each first electrode 45 is, for example, made of a transparent electrically conductive material.
  • Indium tin oxide (ITO) is an example of a transparent electrically conductive material.
  • Each first electrode 45 is, for example, common to all the sub-pixels 20.
  • the first electrode 45 is a single layer entirely covering the surfaces of the cover layers 40.
  • Each second electrode 50 is configured to electrically connect the control circuit 27 to the corresponding sub-pixel 20 through the substrate 30.
  • Each second electrode 50 is, for example, electrically connected to the corresponding fin 35.
  • Each second electrode 50 is made of an electrically conductive material such as a metallic material.
  • the control circuit 27 is configured to supply each sub-pixel 20 with an electric current.
  • the control circuit 27 is configured to apply a voltage between the two electrodes 45, 50 of each sub-pixel 20.
  • the control circuit 27 is configured to supply each two-dimensional structure with an electric current.
  • FIGS. 2 to 4 A first example of implementation of the method for manufacturing the optoelectronic device 15 is shown in FIGS. 2 to 4.
  • the first example of a method for manufacturing the optoelectronic device 15 comprises a step 200 of supply, a step 210 of manufacture, a step 220 of deposition, a step 230 of contacting and a step 240 of positioning.
  • the substrate 30 is supplied.
  • the support plate 55 is provided, and the first barrier layer 60 is formed on the support face 53.
  • the first barrier layer 60 is, for example, manufactured by depositing the corresponding electro-insulating material on the support face 53.
  • each sub-pixel 20 is manufactured.
  • the manufacturing step 210 comprises a step 250 for manufacturing the fins 35 and a step 260 for depositing the covering layer 40.
  • step 250 for manufacturing the fins 35 the fins 35 of each sub-pixel 20 are manufactured.
  • each fin 35 is produced by depositing the first semiconductor material on the support plate 55.
  • the deposition is, for example, carried out by means of a deposition technique such as chemical vapor deposition of metal- organic (MOCVD) or molecular beam epitaxy.
  • MOCVD metal- organic
  • MBE molecular beam epitaxy
  • each fin 35 is formed by depositing a layer of the first material on the substrate 30 and by etching part of the layer of first material to define the fins 35.
  • each fin 35 is in contact with the support plate 55, as shown in FIG. 2.
  • the first barrier layer 60 is partially removed before depositing the first semiconductor material so that the fins 35 are formed in the areas devoid of the electrically insulating material.
  • each cover layer 40 is formed. For example, layers of the second semiconductor material and of the third semiconductor material are deposited on the first lateral side 75 of each fin 35 to form the radiation emitting layer or layers 100 and the doped layer 105.
  • layers of the second semiconductor material and the third semiconductor material are deposited on the second lateral side 80 of each fin 35 to form the layer or layers emitting radiation (s) 100 and the layer doped 105.
  • Layers of the second semiconductor material and of the third semiconductor material are also deposited on the upper side 70 of each fin 35 for forming the layer or layers emitting radiation (s) 100 and the doped layer 105.
  • the deposition of the second semiconductor material and of the third semiconductor material is, for example, carried out simultaneously on the first lateral side 75, the second lateral side 80 and the upper side 70 of each fin 35.
  • each blocking structure 25 is manufactured.
  • the deposition step 220 comprises, for example, a first deposition step 270 and a second deposition step 280.
  • the second barrier layer 130 is formed.
  • the second barrier layer 130 is formed by depositing the corresponding electro-insulating material in the recess 95.
  • the entire surface of the recess 95 is covered with the electrically insulating material.
  • the electro-insulating material is deposited on the part of the substrate 30 which defines the bottom of the recess 95.
  • the entire surface of the substrate 30, the fins 35 and the covering layers 40 are covered with the electro-insulating material, as shown in FIG. 3.
  • the electro-insulating material which covers the first lateral sides 75 is then removed.
  • the blocking material is deposited in the recess 95 to form the blocking layer 125.
  • Possible deposition techniques for depositing the blocking material include, among others, sputtering, plasma vapor deposition, thermal evaporation, electron beam evaporation, spinning deposition or spray coating.
  • the upper layer 135 is also formed by depositing the blocking material on the upper part 120 of the covering layer 40, as shown in FIG. 4.
  • the first and second electrodes 45, 50 are formed.
  • the first electrode 45 is formed by depositing a layer of transparent conductive material on at least the cover layer 40 of each sub-pixel 20 to form the first electrode 45.
  • Each passage 65 is formed in the support plate 55, for example by etching.
  • Each second electrode 50 is formed by depositing, in the passage 65, an electroconductive material such as a metal.
  • Each second electrode 50 is then electrically connected to the control circuit 27 to obtain the optoelectronic device 15 of FIG. 1.
  • each radiation converter 22 is placed in the vicinity of the corresponding sub-pixel 20.
  • the blocking structure 25 optical interference between neighboring transmitters 20 is prevented, even when the sub-pixels 20 are very close to each other.
  • the dimensions of the optoelectronic device 15 can therefore be reduced compared to existing optoelectronic devices.
  • connection of the sub-pixels 20 to the control circuit 27 through the substrate 30 allows an improved overall useful surface for the optoelectronic device, since no part of the support face 30 is covered by the control circuit 27.
  • the dimensions of the display screen 10 can therefore be reduced.
  • Having a two-dimensional semiconductor structure integrated into the substrate 30 allows an even more compact arrangement of the optoelectronic devices 15, since fewer sub-pixels 20 are required for each optoelectronic device 15, the role of one of the sub- pixels 20, for example, of the sub-pixel 20 emitting in the red, being provided by the two-dimensional semiconductor structure.
  • the blocking layer 125 When the blocking layer 125 is able to reflect the first, second, third or fourth radiation of each sub-pixel 20, the first, second, third or fourth reflected radiation has a high chance of leaving the sub-pixel. The overall emission efficiency of the sub-pixel is thus improved.
  • the reflected base radiation has a chance to reach the radiation converter 22 and be converted to the first, second, third or fourth radiation of sub-pixel 20.
  • the emission efficiency is therefore also improved.
  • the metallic blocking layers 125 are very stable over time and effectively reflect many types of radiation.
  • An aluminum 125 blocking layer is easy to deposit without damaging existing semiconductor structures.
  • a blocking layer 125 made of photosensitive resin or of polymer is easy to deposit precisely by means of commonly used techniques. In addition, since these materials are electrically insulating, the method of manufacturing the optoelectronic device 15 is simpler since the second barrier layer 130 is not necessary.
  • an upper part 120 of the covering layer 40 is present in a sub-pixel, this upper part can emit a wavelength different from that of the lateral parts 1 10, 1 15.
  • the upper part can thus be used as a sub-pixel, thus eliminating the need for one of the sub-pixels 20 in the optoelectronic device 15 and allowing a more compact deposition on the substrate 30.
  • the formation of the upper part 120 is sometimes difficult to avoid during the manufacture of the transmitter.
  • the upper layer 135 effectively prevents any light emitted by the upper part 120 from coming out of the sub-pixel 20 if this light is not desired.
  • the formation of a second side portion 11 may also be undesirable.
  • the second barrier layer 60 prevents this second part from being supplied with an electric current, and thus improves the overall emission efficiency of each sub-pixel 20.
  • the second barrier layer 60 also prevents current leakage between two neighboring sub-pixels 20 through the blocking structure 25.
  • each fin 35 of each sub-pixel 20 with the support face 53 form a closed contour 85.
  • the closed contour 85 is, for example, a polygon.
  • polygons are a triangle, a square, a rectangle and a hexagon.
  • each sub-pixel 20 comprises a single fin 35, the fin 35 being annular and having a hexagonal cross section in a plane perpendicular to the normal direction D.
  • the hexagonal fin 35 can also be considered to consist of a set of six parallelepiped fins.
  • the fin 35 may be annular with a square, triangular or rectangular cross section.
  • the outline 85 is a circle.
  • the fin or fins 35 of each sub-pixel 20 define a cavity 90.
  • the cavity 90 is, for example, delimited along the first direction X1 by two opposite internal faces of the fin or fins 35, the internal faces being parallel to one another.
  • the cavity 90 is surrounded in a plane perpendicular to the normal direction D by the fin or the fins 35.
  • the cavity 90 is, for example, delimited along the normal direction D by the substrate 30.
  • part of the first electrode 45 is interposed between the cavity 90 and the substrate 30.
  • the first part 110 is interposed between the first lateral side 75 and the cavity 90.
  • the blocking layer 125 surrounds, for example, each sub-pixel 20 in a plane perpendicular to the normal direction D.
  • the recess 95 surrounds the sub-pixel 20 in a plane perpendicular to the normal direction D.
  • a single recess 95 is delimited by all the sub-pixels 20 and is interposed between each sub-pixel 20 and each other sub-pixel 20.
  • all the recesses 95 communicate with each other and the blocking structure 25 is common to all the sub-pixels 20, as shown in FIG. 6.
  • FIG. 6 two optoelectronic devices 15 each comprising three sub-pixels 20 are shown.
  • Each radiation converter 22 is contained in the cavity 90 of the corresponding sub-pixel 20.
  • the radiation converter 22 fills the cavity 90 to at least half the height of the fin 35.
  • the radiation converter 22 fills the cavity 90 entirely.
  • each particle P is attached to a part of the first electrode 45.
  • each particle P is attached to a part of the first electrode 45 which is contained in the cavity 90.
  • a surface of the first electrode 45 is at least partially covered with a layer of particles P.
  • Each particle P is, for example, attached to the surface of the first electrode 45 by grafting.
  • Grafting is a process for attaching P particles to a surface, in which the surface is functionalized by means of M molecules attached to the surface and capable of allowing each P particle to attach to the surface by means of the M molecule.
  • the surface is functionalized by means of M molecules attached to the surface and capable of allowing each P particle to attach to the surface by means of the M molecule.
  • one end of each molecule M is able to attach to a surface of the first electrode 45 and another end is capable of attaching to a particle P of conversion material so that the particle P is attached to the first electrode 45 by the molecule M.
  • the radiation converter 22 comprises, for example, a grafting layer consisting of the molecules M, the layer being fixed to the surface of the first electrode 45 by the grafting layer.
  • Each radiation converter 22 is placed in the corresponding cavity 90 during a positioning step 240.
  • the positioning step 240 is, for example, carried out after the contacting step 230.
  • the radiation converter 22 By converting radiation that is efficiently emitted from the semiconductor structure to the desired radiation, the radiation converter 22 allows effective overall emission even if known semiconductor structures are not effective at the desired wavelength.
  • each radiation converter 22 from one sub-pixel 20 to another allows the semiconductor structure (i.e. each fin 35 and cover layer 40) of each sub-pixel 20 to be identical to the semiconductor structure of the other sub-pixels 20.
  • the production of the sub-pixels 20 is therefore easier.
  • the positioning of the radiation converter 22 in the cavity 90 allows a more precise placement, since the radiation converter 22 is contained laterally by the fin or fins 35, thus reducing the risk for the radiation converter 22 to overflow or spreads outside the area where the radiation converter 22 is supposed to be placed.
  • Polygonal contours 85 are easy to manufacture and allow a very high filling factor of sub-pixels 20 on the support face 53.
  • the hexagonal contours allow a very compact arrangement of sub-pixels 20 on the substrate 30.
  • the manufacturing step 210 comprises a step of manufacturing an edge, the step of depositing the covering layer 40 and a step 270 of etching. At least one edge 300 produced from the first material is produced on the substrate 30. In particular, one edge 300 is produced for each pair of fins 35 delimiting a recess 95.
  • the edge 300 corresponds to the two fins 35 and to the recess 95 delimited by the two fins 35.
  • the two lateral sides 75 of the edge 300 are thus the lateral sides 75 of the fins 35 corresponding to the edge 300.
  • the side upper edge 300 corresponds to upper sides 70 of the two fins 35.
  • all the edges 300 are connected to each other to form a hive structure on the substrate 30.
  • the edge 300 extends from the support face along the normal direction D.
  • the edge 300 has an upper side 70 and two first lateral sides 75.
  • Each edge 300 is, for example, a parallelepiped. Each side 70, 75 of the edge 300 is then perpendicular or parallel to the normal direction D.
  • Each edge 300 has a thickness measured along the second direction X2 defined for the two corresponding fins 35.
  • the thickness of the edge 300 is equal to the sum of the thicknesses of the fins 35 and the width of the recess 95 interposed between these fins 35.
  • the first part 1 10 of the covering layer 40 is deposited on at least one of the first lateral sides 75 of the edge 300.
  • the first part 1 10 of the covering layer 40 is deposited on the first two lateral sides 75 of the edge 300, as shown in FIG. 8.
  • FIG. 9 An example of a set of edges 300 and first parts 1 10 is shown in FIG. 9. This example is an example of the edges 300 and first parts 1 10 at the end of step 260 of depositing the layer of cover 40.
  • the upper part 120 of each covering layer 40 is also deposited on the upper side 70 of each edge 300.
  • each edge 300 is removed to define the recess 95.
  • part of the edge 300 is removed by etching.
  • the recess 95 and the fins 35 are thus defined.
  • the etching step is followed by the deposition step 220, during which the second barrier layer 130 is formed in the recess 95, as shown in FIG. 10.
  • the sub-pixels 20 obtained have no second part 11 15.
  • the optoelectronic device 15 thus obtained is shown in FIG. 11.
  • the sub-pixels 20 have been described in the examples above as having lateral sides 75, 80 perpendicular to the substrate 30. However, the lateral sides 75, 80 which are not perpendicular to the substrate 30 can be considered.
  • each fin 35 has a trapezoidal cross section along the second direction X2.
  • Each of the semiconductor materials described above can be chosen from a large number of semiconductor materials.
  • any one of the first, second and third semiconductor materials or of the substrate material can be chosen from arsenide materials such as AIAs, GaAs, InAs, from phosphide materials such as AlP, GaP, InP, among II-VI materials such as ZnSe, CdSe, ZnTe, CdTe, among IV-materials such as Si and Ge, among nitride III materials or among any alloy of these materials.
  • arsenide materials such as AIAs, GaAs, InAs
  • phosphide materials such as AlP, GaP, InP, among II-VI materials such as ZnSe, CdSe, ZnTe, CdTe, among IV-materials such as Si and Ge, among nitride III materials or among any alloy of these materials.
  • a core 305 made of a core material is deposited on the substrate 30 for each cavity 90.
  • the core material is deposited by MOCVD, MBE, vapor-liquid growth- solid or other deposition process.
  • Each core 305 has a shape corresponding to the shape of the corresponding cavity 90.
  • the core 305 extends from the support face 53 along the normal direction D, as shown in FIG. 12.
  • the core 305 has an upper face 310 and lateral flanks 315 extending between the substrate 30 and the upper face 310.
  • the core 305 is, for example, a cylindrical core having a polygonal base.
  • the lateral flanks 315 are formed by the union of a set of rectangular planar faces, each face extending along the normal direction D.
  • the intersection of the lateral flanks 315 with the substrate 30 forms the closed contour 85.
  • the core material is, for example, ZnO. However, other core materials can be considered.
  • Each fin 35 is formed by depositing the first semiconductor material on the lateral flanks 315.
  • Each fin 35 is, for example, formed by MOCVD, MBE or another method of depositing material.
  • Each fin 35 surrounds the corresponding core 305 in a plane perpendicular to the normal direction D.
  • each first lateral side 75 is delimited by the core 305.
  • the core 305 is then removed before the deposition step 260.
  • the core 305 is, for example, dissolved.
  • An example of a method for dissolving the core consists of immersing the substrate 30 in a liquid suitable for dissolving the core material.
  • Another method of dissolving the core 305 consists in heating the substrate 30, the fins 35 and the cores 305 corresponding to a temperature capable of causing the cores 305 to dissolve.
  • the covering layer 40 is deposited on at least one lateral side of the fin 35 before dissolution of the core 305.
  • At least one layer of the second semiconductor material is deposited on the lateral flanks.
  • the second and third material forming the first part 1 10 of the covering layer 40 are deposited on the core before the first material forming the fin 35 is deposited, as shown in FIG. 13.
  • the second and third material forming the second portion 1 15 and the upper part 120 of the covering layer 40 are then deposited on the fin 35 before the core 305 is removed.
  • the volume in which the core 305 is located forms the corresponding cavity 90 after dissolution of the core 305.
  • the third method does not require very precise etching of part of an edge 300, and is therefore simpler than the second method.
  • the core When the core is made of ZnO, the core can be efficiently removed by heating to a temperature which is low enough to leave the other materials of the optoelectronic device 15, in particular the nitride III or silicon semiconductors, undamaged.
  • the contour 85 is U-shaped, for example, when the fin 35 has a U-shaped cross section in a plane perpendicular to the normal direction D.
  • the cavity 90 is delimited on three sides by fin 35.
  • the sub-pixel comprises two parallelepipedic fins 35 delimiting between them the cavity 90.
  • the cavity is interposed between the two fins 35 along the first direction X1.
  • the cavity 90 is delimited along the first direction X1 by the fins 35 of the sub-pixels 20.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif optoélectronique (15) comprenant un substrat (30) et au moins deux sous-pixels (20), chaque sous-pixel (20) étant adapté pour émettre un premier rayonnement respectif, le substrat (30), chaque sous-pixel (20) comprenant : - au moins une ailette (35) réalisée en un premier matériau semi-conducteur, l'ailette (35) le long d'une direction normale perpendiculaire au substrat, chaque ailette (35) ayant un premier côté latéral (75), - une couche de couverture (40) comprenant une ou plusieurs couches émettrices de rayonnement (100), la couche de couverture (40) s'étendant sur le premier côté latéral (75) de chaque ailette (35), les sous-pixels (20) délimitant un évidement situé entre les deux sous-pixels (20), et une structure de blocage (25) étant intercalée entre les deux sous-pixels (20) dans l'évidement, la structure de blocage (25) étant adaptée pour empêcher le premier rayonnement émis par un sous-pixel (20) d'atteindre l'autre sous-pixel (20) à travers la structure de blocage.

Description

Dispositif optoélectronique, écran d’affichage associé et procédé de fabrication d’un tel dispositif optoélectronique
La présente invention concerne un dispositif optoélectronique. La présente invention concerne également un écran d’affichage comprenant un ensemble de tels dispositifs optoélectroniques et un procédé de fabrication d’un tel dispositif optoélectronique.
Des dispositifs optoélectroniques comprenant un ensemble d’émetteurs de lumière, chacun d’eux émettant une lumière différente (à savoir, une lumière ayant une longueur d’onde différente), sont utilisés dans un grand nombre de dispositifs tels qu’un écran d’affichage. En contrôlant quel émetteur de lumière de quel dispositif optoélectronique émet de la lumière à un moment donné, des images sont formées sur l’écran d’affichage. De tels dispositifs optoélectroniques sont ainsi généralement appelés « pixels », raccourci pour « picture element » (élément d’image), et les émetteurs de lumière individuels sont appelés « sous-pixels ».
Les sous-pixels sont souvent fabriqués au moyen de structures semi-conductrices, qui peuvent être contrôlées de manière efficace en activant ou en coupant simplement un courant électrique, et qui peuvent offrir un bon rendement d’émission globale (également appelé « rendement à la prise murale »). Dans certains cas, chaque structure semi- conductrice d’un seul dispositif optoélectronique peut émettre une lumière ayant une couleur différente de celle des autres structures semi-conductrices. Dans d’autres cas, chaque structure semi-conductrice émet une même lumière, mais certains sous-pixels peuvent inclure un convertisseur de rayonnement apte à convertir la lumière émise par la structure semi-conductrice en une lumière ayant une longueur d’onde différente.
Afin d’améliorer la résolution spatiale des écrans d’affichage, ou de réduire la taille de l’écran d’affichage tout en maintenant le nombre de pixels constant, une solution connue consiste à réduire la taille des pixels.
Toutefois, lorsque des sous-pixels sont placés à proximité étroite sur un substrat, une diaphonie peut se produire dans laquelle au moins une partie de la lumière émise par un premier sous-pixel peut atteindre un deuxième sous-pixel et soit sortir à travers ce deuxième sous-pixel - donnant ainsi à l’observateur l’impression que le premier sous- pixel est plus grand que ce qu’est en réalité le premier sous-pixel et réduisant donc la résolution spatiale - soit être absorbé par le convertisseur de rayonnement du deuxième sous-pixel. Ceci peut également aboutir à l’émission d’une lumière ayant une longueur d’onde indésirable. Il est par conséquent nécessaire de proposer un dispositif optoélectronique ayant une diaphonie réduite entre sous-pixels même lorsque les dimensions du dispositif optoélectronique sont réduites.
A cette fin, la présente description concerne un dispositif optoélectronique comprenant un substrat et au moins deux sous-pixels, chaque sous-pixel étant adapté pour émettre un premier rayonnement respectif, le substrat ayant une face de support, chaque sous-pixel comprenant :
• au moins une ailette réalisée en un premier matériau semi-conducteur, le premier matériau ayant une première valeur de bande interdite, l’ailette s’étendant depuis la face de support le long d’une direction normale perpendiculaire à la face de support, chaque ailette ayant un côté supérieur, un premier côté latéral et un second côté latéral, chaque côté latéral s’étendant entre le côté supérieur et le substrat.
• une couche de couverture comprenant une ou plusieurs couche(s) émettrice(s) de rayonnement, la couche de couverture s’étendant sur le premier côté latéral de chaque ailette, chaque couche émettrice de rayonnement étant réalisée en un deuxième matériau semi-conducteur, le deuxième matériau semi-conducteur ayant une deuxième valeur de bande interdite, la deuxième valeur de bande interdite étant strictement inférieure à la première valeur de bande interdite,
les sous-pixels délimitant un évidement, l’évidement étant situé entre les deux sous- pixels, et une structure de blocage réalisée en un troisième matériau étant intercalée entre les deux sous-pixels dans l’évidement, la structure de blocage étant adaptée pour empêcher le premier rayonnement émis par un sous-pixel d’atteindre l’autre sous-pixel à travers la structure de blocage.
Selon des modes de réalisation spécifiques, le dispositif optoélectronique comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises séparément ou selon une quelconque combinaison possible :
- au moins une des propriétés suivantes est remplie :
• le premier matériau semi-conducteur a un premier type de dopage choisi parmi le dopage n et le dopage p, la couche de couverture comprenant en outre une couche dopée, chacune des couches émettrices de rayonnement étant intercalée entre l’ailette et la couche dopée, la couche dopée étant réalisée en un troisième matériau semi-conducteur ayant une troisième valeur de bande interdite, la troisième valeur de bande interdite étant strictement supérieure à la deuxième valeur de bande interdite, le troisième matériau semi-conducteur ayant un second type de dopage choisi parmi le dopage n et le dopage p, le second type de dopage étant différent du premier type de dopage,
• le dispositif optoélectronique comprend un circuit de commande et, pour au moins un sous-pixel, une électrode connectant le sous-pixel et le circuit de commande à travers le substrat, et
• au moins un sous-pixel comprend une première couche barrière réalisée en un matériau électro-isolant, la première couche barrière formant une barrière entre le substrat et la couche de couverture ;
- chaque ailette de chaque sous-pixel délimite au moins partiellement une cavité dans un plan perpendiculaire à la direction normale ;
- les intersections de chacune des ailettes d’un sous-pixel avec la face de support formant un contour fermé sur la face de support, la cavité étant entourée par l’ailette dans un plan perpendiculaire à la direction normale ;
- le contour est choisi parmi un triangle, un carré, un rectangle et un hexagone ;
- chaque premier rayonnement comprend un premier ensemble d’ondes électromagnétiques, la couche émettrice de rayonnement d’au moins un sous-pixel étant configurée pour émettre un deuxième rayonnement comprenant un deuxième ensemble d’ondes électromagnétiques, le dispositif optoélectronique comprenant en outre un convertisseur de rayonnement configuré pour convertir le deuxième rayonnement en le premier rayonnement respectif, une longueur d’onde étant définie pour chaque onde électromagnétique, le premier ensemble correspondant à une première plage de longueurs d’onde et le deuxième ensemble correspondant à une deuxième plage de longueurs d’onde, la première plage ayant une première longueur d’onde moyenne et la deuxième plage ayant une deuxième longueur d’onde moyenne, la première longueur d’onde moyenne étant différente de la deuxième longueur d’onde moyenne, le convertisseur de rayonnement étant contenu dans la cavité du sous-pixel considéré.
- la structure de blocage est adaptée pour réfléchir le rayonnement de base de chaque sous-pixel ;
- le substrat comprend une structure semi-conductrice configurée pour émettre un troisième rayonnement comprenant un troisième ensemble d’ondes électromagnétiques, une longueur d’onde étant définie pour chaque onde électromagnétique, le premier ensemble correspondant à une première plage de longueurs d’onde et le troisième ensemble correspondant à une troisième plage de longueurs d’ondes, la première plage ayant une première longueur d’onde moyenne et la troisième plage ayant une troisième longueur d’onde moyenne, la première longueur d’onde moyenne étant strictement inférieure à la troisième longueur d’onde moyenne, la structure semi-conductrice et au moins un sous-pixel étant alignés le long de la direction normale ;
- au moins une des propriétés suivantes est remplie :
• chaque couche de couverture est en contact avec au moins quatre-vingt-dix pourcent de la surface du premier côté latéral de l’ailette,
• le troisième matériau est un métal, et
• le troisième matériau est de l’aluminium ;
la structure de blocage est adaptée pour réfléchir le premier rayonnement de chaque sous-pixel ;
- chaque couche de couverture a une partie supérieure en contact avec le côté supérieur et une première partie en contact avec le premier côté latéral ;
- au moins une structure de blocage a une couche supérieure réalisée en le troisième matériau, la partie supérieure étant intercalée entre le côté supérieur de l’ailette et la couche supérieure, la couche supérieure couvrant entièrement la partie supérieure de la couche de couverture ;
- chaque premier rayonnement comprend un premier ensemble d’ondes électromagnétiques, la partie supérieure de la couche émettrice de rayonnement étant configurée pour émettre un quatrième rayonnement comprenant un quatrième ensemble d’ondes électromagnétiques, une longueur d’onde étant définie pour chaque onde électromagnétique, le premier ensemble correspondant à une première plage de longueurs d’onde et le quatrième ensemble correspondant à une quatrième plage de longueurs d’onde, la première plage ayant une première longueur d’onde moyenne et la quatrième plage ayant une quatrième longueur d’onde moyenne, la première longueur d’onde moyenne étant différente de la quatrième longueur d’onde moyenne ; et
- chaque couche de couverture a une seconde partie couvrant au moins partiellement le second côté latéral de l’ailette correspondante, et la structure de blocage comprend une couche électriquement isolante configurée pour isoler électriquement au moins un sous-pixel de la structure de blocage.
Un écran d’affichage comprenant un ensemble de dispositifs optoélectroniques tels que définis précédemment est également proposé.
La présente description concerne également un procédé de fabrication d’un dispositif optoélectronique, le procédé comprenant les étapes de :
• fourniture d’un substrat ayant une face de support, et
• fabrication de deux émetteurs, chaque sous-pixel étant adapté pour émettre un premier rayonnement correspondant, chaque sous-pixel comprenant : ■ au moins une ailette réalisée en un premier matériau semi-conducteur, le premier matériau semi-conducteur ayant une première valeur de bande interdite, l’ailette s’étendant de la face de support le long d’une direction normale perpendiculaire à la face de support, chaque ailette ayant un côté supérieur, un premier côté latéral et un second côté latéral, chaque côté latéral s’étendant entre le côté supérieur et le substrat, et
■ une couche de couverture comprenant une ou plusieurs couche(s) émettrice(s) de rayonnement, la couche de couverture s’étendant sur le premier côté latéral de chaque ailette, chaque couche émettrice de rayonnement étant réalisée en un deuxième matériau semi-conducteur, le deuxième matériau semi-conducteur ayant une deuxième valeur de bande interdite, la deuxième valeur de bande interdite étant strictement inférieure à la première valeur de bande interdite,
les deux sous-pixels délimitant un évidement entre les deux sous-pixels, le procédé comprenant en outre une étape de dépôt, dans l’évidement, d’un troisième matériau de sorte à former une structure de blocage adaptée pour empêcher le premier rayonnement émis par un sous-pixel d’atteindre l’autre sous-pixel à travers la structure de blocage.
Selon des modes de réalisation spécifiques, le procédé de fabrication d’un dispositif optoélectronique comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises séparément ou selon une quelconque combinaison possible :
- l’étape de fabrication de deux sous-pixels comprend les étapes de :
• fabrication d’une arête réalisée en le premier matériau semi- conducteur, l’arête s’étendant depuis la face de support le long de la direction normale, l’arête ayant un côté supérieur et deux premiers côtés latéraux,
• dépôt de la couche de couverture sur au moins les deux premiers côtés latéraux de l’arête, et
• formation des ailettes et de l’évidement par élimination par gravure d’au moins une partie de l’arête ;
- l’étape de fabrication de deux sous-pixels comprend les étapes de :
• formation d’un noyau réalisé en un quatrième matériau, le noyau s’étendant de la face de support le long de la direction normale, le noyau ayant une face supérieure et des flancs latéraux s’étendant entre le substrat et la face supérieure,
• dépôt d’une couche du premier matériau et d’au moins une couche du deuxième matériau sur au moins une partie des flancs latéraux pour former au moins une ailette et la couche de couverture correspondante, et
• retrait du quatrième matériau ;
- l’étape de fabrication de deux sous-pixels comprend les étapes de :
• fabrication de l’ailette de chaque sous-pixel, et
• dépôt sur chaque ailette d’au moins une couche du deuxième matériau pour former la couche de couverture ;
- le procédé comprend au moins une des étapes suivantes :
• dépôt, sur la couche de couverture d’au moins un sous-pixel, d’une couche de matériau transparent électroconducteur ;
• dépôt sur la face de support d’une première couche barrière réalisée en un matériau électro-isolant, la première couche barrière formant une barrière entre la couche de couverture et le substrat ; et
• avant dépôt du troisième matériau, dépôt dans l’évidement d’un matériau électro-isolant de sorte à former une seconde couche barrière réalisée en un matériau électro-isolant sur au moins un sous-pixel, la seconde couche barrière formant une barrière entre le troisième matériau et le sous-pixel.
Des caractéristiques et avantages de l’invention seront clairement indiqués par la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faisant référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en coupe latérale partielle schématique d’un écran d’affichage comprenant un ensemble de dispositifs optoélectroniques,
- la figure 2 est une vue en coupe latérale partielle schématique d’une structure résultant de certaines étapes d’un procédé de fabrication d’un dispositif optoélectronique de la figure 1 ,
- la figure 3 est une vue en coupe latérale partielle schématique d’une structure résultant de certaines étapes ultérieures du procédé de la figure 2,
- la figure 4 est une autre vue en coupe latérale partielle schématique d’une structure résultant de certaines étapes ultérieures, postérieures aux étapes de la figure 3, du procédé de la figure 2,
- la figure 5 est un schéma de deux dispositifs optoélectroniques vus latéralement dans une section le long de la ligne V-V sur la figure 6,
- la figure 6 est une vue de dessus schématique de deux dispositifs optoélectroniques, - la figure 7 est une vue en coupe latérale partielle schématique d’une structure résultant de certaines étapes d’un procédé de fabrication des dispositifs optoélectroniques de la figure 5,
- la figure 8 est une vue en coupe latérale partielle schématique d’une structure résultant de certaines étapes ultérieures du procédé conduisant à la structure de la figure 7,
- la figure 9 est une vue de dessus partielle schématique de la structure de la figure 8,
- la figure 10 est une vue en coupe latérale partielle schématique d’une structure résultant de certaines étapes ultérieures du procédé conduisant aux structures des figures 7 à 9,
- la figure 1 1 est une vue en coupe latérale partielle schématique d’un dispositif optoélectronique fabriqué au moyen du procédé conduisant aux structures des figures 7 à 10,
- la figure 12 est une vue en coupe latérale partielle schématique d’une structure résultant de certaines étapes d’un autre procédé de fabrication des dispositifs optoélectroniques de la figure 5,
- la figure 13 est une vue en coupe latérale partielle schématique d’une structure résultant de certaines étapes ultérieures du procédé conduisant à la structure de la figure 12, et
- la figure 14 est une vue en coupe latérale partielle schématique d’une structure résultant de certaines étapes, postérieures aux étapes de la figure 13, du procédé conduisant aux structures des figures 12 et 13.
Un premier exemple d’écran d’affichage 10 est partiellement représenté sur les figures 1 et 2.
L’écran d’affichage 10 est, par exemple, intégré dans un dispositif électronique tel qu’un téléphone portable, une tablette ou un ordinateur portable. Dans un autre mode de réalisation, l’écran d’affichage 10 est intégré dans un dispositif d’affichage dédié tel qu’un poste de télévision ou un écran d’ordinateur de bureau.
L’écran d’affichage 10 est configuré pour afficher un ensemble d’images.
L’écran d’affichage 10 comprend un ensemble de dispositifs optoélectroniques 15.
Il est à noter que le nombre de dispositif optoélectroniques 15 peut varier. Chaque dispositif optoélectronique 15, également appelé élément d’image « picture element » ou en raccourci « pixel » est configuré pour émettre au moins un rayonnement.
Par exemple, chaque dispositif optoélectronique 15 est configuré pour émettre l’un d’un ensemble de rayonnements comprenant un premier rayonnement, un deuxième rayonnement et un troisième rayonnement. Dans un mode de réalisation, chaque dispositif optoélectronique 15 est configuré pour émettre l’un d’un ensemble de rayonnements comprenant un premier rayonnement, un deuxième rayonnement, un troisième rayonnement et un quatrième rayonnement.
Il est à noter que chaque dispositif optoélectronique 15 peut être utilisé comme une source de lumière unique à l’extérieur d’un écran d’affichage.
Chaque rayonnement comprend un ensemble d’ondes électromagnétiques.
Chaque ensemble correspond à une plage de longueurs d’onde. La plage de longueurs d’onde est le groupe formé par toutes les longueurs d’onde de l’ensemble d’ondes électromagnétiques.
Le premier rayonnement comprend un premier ensemble d’ondes électromagnétiques.
Le premier ensemble d’ondes électromagnétiques correspond à une première plage de longueurs d’onde.
Une première longueur d’onde moyenne est définie pour la première plage de longueurs d’onde.
Une longueur d’onde moyenne égale à la moitié de la somme des longueurs d’onde la plus petite et la plus grande de la première plage de longueurs d’onde est un exemple de première longueur d’onde moyenne.
Le premier rayonnement est, par exemple, un rayonnement bleu. Un premier rayonnement dont la première longueur d’onde moyenne est comprise entre 430 nanomètres (nm) et 490 nm est un exemple de rayonnement bleu.
Le deuxième rayonnement est différent du premier rayonnement.
Le deuxième rayonnement comprend un deuxième ensemble d’ondes électromagnétiques.
Le deuxième ensemble d’ondes électromagnétiques correspond à une deuxième plage de longueurs d’onde.
Une deuxième longueur d’onde moyenne est définie pour la deuxième plage de longueurs d’onde. Une longueur d’onde moyenne égale à la moitié de la somme des longueurs d’onde la plus grande et la plus petite de la deuxième plage de longueurs d’onde est un exemple de deuxième longueur d’onde moyenne.
La deuxième longueur d’onde moyenne est, dans un mode de réalisation, différente de la première longueur d’onde moyenne.
Le deuxième rayonnement est, par exemple, un rayonnement vert. Un deuxième rayonnement dont la deuxième longueur d’onde moyenne est comprise entre 500 nm et 570 nm est un exemple de rayonnement vert. Chaque troisième rayonnement est, par exemple, différent du premier rayonnement et du deuxième rayonnement.
Chaque troisième rayonnement comprend un troisième ensemble d’ondes électromagnétiques.
Chaque troisième ensemble d’ondes électromagnétiques correspond à une troisième plage de longueurs d’onde.
Une troisième longueur d’onde moyenne est définie pour chaque troisième plage de longueurs d’onde. Une longueur d’onde moyenne égale à la moitié de la somme des longueurs d’onde la plus grande et la plus petite de la troisième plage de longueurs d’onde est un exemple de troisième longueur d’onde moyenne.
La troisième longueur d’onde moyenne est, par exemple, strictement supérieure à au moins une de la première longueur d’onde moyenne et de la deuxième longueur d’onde moyenne.
Dans un mode de réalisation, la troisième longueur d’onde moyenne est strictement supérieure à la fois à la première longueur d’onde moyenne et à la deuxième longueur d’onde moyenne.
L’un des troisièmes rayonnements est, par exemple, un rayonnement rouge. Par exemple, la troisième longueur d’onde moyenne correspondante est comprise entre 600 nm et 720 nm.
Lorsque le dispositif optoélectronique est configuré pour émettre quatre rayonnements différents, le quatrième rayonnement est un rayonnement jaune. Par exemple, le quatrième rayonnement a une quatrième longueur d’onde moyenne comprise entre 570 nm et 600 nm.
Chaque dispositif optoélectronique 15 comprend au moins deux sous-pixels 20, une structure de blocage 25 et un circuit de commande 27. Dans un mode de réalisation, chaque dispositif optoélectronique comprend trois sous-pixels 20.
Dans un mode de réalisation, chaque dispositif optoélectronique 15 comprend en outre, pour au moins un émetteur 20, un convertisseur de rayonnement 22. Par exemple, chaque dispositif optoélectronique 15 comprend un convertisseur de rayonnement 22 pour chaque émetteur 20.
Chaque sous-pixel 20 est configuré pour émettre un rayonnement parmi le premier rayonnement, le deuxième rayonnement, le troisième rayonnement et le quatrième rayonnement.
Dans une variante, chaque dispositif optoélectronique 15 comprend quatre sous- pixels 20. Dans cette variante, l’un des sous-pixels 20 est configuré pour émettre le quatrième rayonnement. Chaque sous-pixel 20 comprend un substrat 30, une ailette 35, une couche de couverture 40, une première électrode 45 et une deuxième électrode 50.
La figure 1 montre un exemple de sous-pixel 20 comprenant une ailette 35. Toutefois, des modes de réalisation dans lesquels chaque sous-pixel 20 comprend plusieurs ailettes 35 peuvent être envisagés.
Le substrat 30 est commun à chaque sous-pixel 20 du dispositif optoélectronique 15. Par exemple, le substrat 30 est commun à tous les sous-pixels 20 de l’écran d’affichage 10.
Une direction normale D est définie pour le substrat 30. Le substrat 30 est perpendiculaire à la direction normale D. En particulier, le substrat 30 a une face de support 53 qui est perpendiculaire à la direction normale D.
Le substrat 30 comprend une plaque de support 55 et une première couche barrière
60.
La plaque de support 55 est délimitée le long de la direction normale D par la face de support 53.
La plaque de support 55 est réalisée en un matériau de substrat. Le matériau de substrat est, par exemple, un matériau semi-conducteur.
Une valeur de bande interdite de substrat est définie pour le matériau de substrat.
L’expression « valeur de bande interdite » doit être comprise comme signifiant la valeur de la bande interdite entre la bande de valence et la bande de conduction du matériau.
La valeur de bande interdite est, par exemple, mesurée en électrons-volts (eV).
La bande de valence est définie comme étant, parmi les bandes d’énergie qui sont autorisées pour les électrons dans le matériau, la bande qui a l’énergie la plus élevée tout en étant complètement remplie à une température inférieure ou égale à 20 Kelvin (K).
Un premier niveau d’énergie est défini pour chaque bande de valence. Le premier niveau d’énergie est le niveau d’énergie le plus élevé de la bande de valence.
La bande de conduction est définie comme étant, parmi les bandes d’énergie qui sont autorisées pour les électrons dans le matériau, la bande qui a l’énergie la plus faible tout en n’étant pas complètement remplie à une température inférieure ou égale à 20 K.
Un deuxième niveau d’énergie est défini pour chaque bande de conduction. Le deuxième niveau d’énergie est le niveau d’énergie le plus élevé de la bande de conduction.
Ainsi, chaque valeur de bande interdite est mesurée entre le premier niveau d’énergie et le deuxième niveau d’énergie du matériau. Un matériau semi-conducteur est un matériau ayant une valeur de bande interdite strictement supérieure à zéro et inférieure ou égale à 6,5 eV.
Le matériau de substrat est, par exemple, du silicium.
Dans d’autres modes de réalisation possibles, le matériau de substrat est un autre matériau semi-conducteur tel qu’un matériau de nitrure III. Les matériaux de nitrure III sont un groupe de matériaux comprenant GaN, AIN et InN et les alliages de GaN, AIN et InN.
Selon un mode de réalisation, le matériau de substrat est du GaN.
Des modes de réalisation dans lesquels le matériau de substrat est un matériau électro-isolant tels que le saphir peuvent également être envisagés.
Le dopage est défini comme la présence, dans un matériau, d’impuretés amenant des porteurs de charge libres. Des impuretés sont, par exemple, des atomes d’un élément qui n’est pas naturellement présent dans le matériau.
Lorsque les impuretés augmentent la densité volumique des trous dans le matériau, par rapport au matériau non dopé, le dopage est de type p. Par exemple, une couche de GaN est dopée p en ajoutant des atomes de magnésium (Mg).
Lorsque les impuretés augmentent la densité volumique des électrons libres dans le matériau, par rapport au matériau non dopé, le dopage est de type n. Par exemple, une couche de GaN est dopée n en ajoutant des atomes de silicium (Si).
Le matériau de substrat est, par exemple, dopé n. Toutefois, le type de dopage peut varier dans certains modes de réalisation.
La plaque de support 55 délimite, pour chaque sous-pixel 20, au moins un passage 65 traversant le substrat 30 le long de la direction normale D. Chaque passage 65 est configuré pour contenir au moins une partie d’une deuxième électrode 50.
Chaque passage 65 a des parois latérales délimitant le passage 65 dans un plan perpendiculaire à la direction normale D.
Dans un mode de réalisation spécifique, la plaque de support 55 inclut une structure bidimensionnelle.
Une pile de couches semi-conductrices empilées le long de la direction normale D est un exemple de structure bidimensionnelle.
La structure bidimensionnelle est, par exemple, une structure à DEL. Une structure à DEL, également appelée « structure à diodes électroluminescentes » est une structure semi-conductrice comprenant plusieurs zones semi-conductrices formant une jonction P- N et configurée pour émettre de la lumière lorsqu’un courant électrique passe à travers les différentes zones semi-conductrices. Une structure semi-conductrice bidimensionnelle comprenant une couche dopée n, une couche dopée p et au moins une couche émettrice de rayonnement empilées le long de la direction normale D est un exemple de structure à DEL. Dans ce cas, chaque couche émettrice de rayonnement est intercalée entre la couche dopée n et la couche dopée p.
La structure à DEL bidimensionnelle et le sous-pixel 20 sont alignés le long de la direction normale D. En d’autres termes, au moins une partie de la structure à DEL bidimensionnelle est située en dessous du sous-pixel 20 lorsque le sous-pixel 20 est sur le dessus de la plaque de support 55.
La structure à DEL bidimensionnelle est connectée électriquement au circuit de commande 27.
La couche ou les couches émettrice(s) de rayonnement de la structure semi- conductrice bidimensionnelle est/sont par exemple, configurée(s) pour émettre un cinquième rayonnement.
Le cinquième rayonnement comprend un cinquième ensemble d’ondes électromagnétiques.
Le cinquième ensemble d’ondes électromagnétiques correspond à une cinquième plage de longueurs d’onde.
Une cinquième longueur d’onde moyenne est définie pour la cinquième plage de longueurs d’onde.
La cinquième longueur d’onde moyenne est strictement supérieure à la première longueur d’onde moyenne. Par exemple, chaque cinquième rayonnement est un rayonnement rouge.
La première couche barrière 60 est réalisée en un matériau électro-isolant. Par exemple, la première couche barrière 60 est réalisée en Si02 ou en nitrure de silicium.
La première couche barrière 60 est configurée pour isoler électriquement chaque ailette 35 de la plaque de support 55.
La première couche barrière 60 forme une barrière entre la plaque de support 55 et la couche de couverture 40. En particulier, la première couche barrière 60 est configurée pour isoler électriquement chaque couche de couverture 40 de la plaque de support 55.
La première couche barrière 60 couvre, par exemple, entièrement la face de support 53, excepté aux emplacements où un passage 65 s’ouvre sur une surface de la plaque de support 55.
Dans un mode de réalisation, la première couche barrière 60 couvre en outre au moins les parois latérales de chaque passage 65 de sorte que la première couche barrière 60 isole électriquement la deuxième électrode 50 contenue dans le passage 65 de la plaque de support 55.
Chaque ailette 35 s’étend depuis la face de support 53 le long de la direction normale D.
L’expression « ailette » doit être comprise comme englobant toute structure mince s’étendant le long de la direction normale D, le long d’une autre direction perpendiculaire à la direction normale D. Une ailette a une hauteur mesurée le long de la direction normale D, a une longueur mesurée le long de l’autre direction et une épaisseur mesurée le long d’une direction perpendiculaire à ces deux directions, l’épaisseur étant inférieure ou égale à la fois à la longueur et à la hauteur. Par exemple, l’épaisseur est inférieure ou égale à la moitié de la longueur et à la moitié de la hauteur.
Un rapport entre la hauteur et l’épaisseur est, par exemple, compris entre 1 et 50. Dans un mode de réalisation, le rapport est compris entre 1 et 10.
L’expression « compris entre » deux valeurs doit être entendue comme englobant ces valeurs. L’exemple, un rapport compris entre 1 et 50 est supérieur ou égal à 1 et inférieur ou égal à 50.
Un exemple d’ailette 35 est un parallélépipède ayant un côté supérieur 70 perpendiculaire à la direction normale D.
L’expression « perpendiculaire » doit être entendue comme correspondant aux deux directions ayant entre elles un angle compris entre 80 degrés (°) et 100°, par exemple égal à 90°.
La hauteur est mesurée le long de la direction normale D entre le substrat 30 et le côté supérieur 70.
L’ailette 35 a un premier côté latéral 75, un second côté latéral 80 et deux côtés extrêmes.
Chaque côté latéral 75, 80 s’étend entre le côté supérieur 70 et le substrat 30.
Une première direction X1 est définie pour chaque ailette 35. La première direction X1 est perpendiculaire à la direction normale D.
Les deux côtés latéraux 75, 80 sont perpendiculaires à la première direction X1.
Les deux côtés extrêmes sont perpendiculaires à une seconde direction X2 perpendiculaire à la fois à la direction normale D et à la première direction X1.
Un autre exemple d’ailette 35 est une partie de bague annulaire. Dans ce cas, les deux côtés latéraux 75, 80 sont perpendiculaires au substrat 30 et parallèles l’un à l’autre. L’intersection de chaque côté latéral 75, 80 avec le substrat 30 est une partie d’un cercle.
Chaque ailette 35 de chaque sous-pixel 20 est, par exemple, identique aux ailettes 35 des autres sous-pixels 20. Un évidement 95 est intercalé entre deux ailettes 35 appartenant chacune à un sous-pixel 20 correspondant.
Entre les premier et second côté latéraux, le premier côté latéral 75 est le côté latéral qui est le plus éloigné de l’évidement 95 dans un plan perpendiculaire à la direction normale D. Par exemple, le premier côté latéral 75 est opposé à l’évidement 95 alors que le second côté latéral 80 fait face à l’évidement 95.
La hauteur est comprise entre 100 nanomètres (nm) et 50 micromètres (pm). Par exemple, la hauteur est comprise entre 1 pm et 20 pm.
Il est à noter que le côté supérieur 70 de chaque ailette 35 n’est pas, dans certains modes de réalisation, perpendiculaire à la direction normale D.
L’épaisseur est mesurée entre le premier côté latéral 75 et le second côté latéral 80.
L’épaisseur est mesurée dans un plan perpendiculaire à la direction normale D. Par exemple, l’épaisseur est mesurée le long de la première direction X1.
L’épaisseur est comprise entre 100 nm et 10 pm. Par exemple, l’épaisseur est comprise entre 500 nm et 2 pm.
Chaque ailette 35 est réalisée en un premier matériau semi-conducteur. Le premier matériau semi-conducteur a une première valeur de bande interdite.
Le premier matériau semi-conducteur est, par exemple, du GaN.
Le premier matériau semi-conducteur a un premier type de dopage choisi parmi le dopage p et le dopage n. Le premier matériau semi-conducteur est, par exemple dopé n.
Chaque couche de couverture 40 comprend au moins une couche émettrice de rayonnement 100 et une couche dopée 105.
Chaque couche de couverture 40 est en contact avec le premier côté latéral 75 de chaque ailette 35. En particulier, chaque couche de couverture 40 s’étend sur le premier côté latéral 75.
Dans un mode de réalisation, chaque couche de couverture 40 a une première partie 1 10, une seconde partie 1 15 et une partie supérieure 120.
Toutefois, des modes de réalisation dans lesquels le sous-pixel 20 est dépourvu d’une ou des deux parties parmi la deuxième partie 1 15 et la partie supérieure 120 peuvent être considérés.
La première partie 1 10 est en contact avec le premier côté latéral 75.
En particulier, la première partie 1 10 s’étend sur le premier côté latéral 75. Par exemple, chaque couche de la première partie 1 10 est perpendiculaire à la première direction X1 . La première partie 1 10 couvre, dans un mode de réalisation, au moins la moitié de la surface du premier côté latéral 75. Par exemple, la première partie 1 10 couvre au moins 90 pourcent (%) de la surface du premier côté latéral 75.
La seconde partie 1 15 est en contact avec le second côté latéral 80.
En particulier, la seconde partie 1 15 s’étend sur le premier second côté latéral 80. Par exemple, chaque couche de la seconde partie 1 15 est perpendiculaire à la première direction X1 .
La seconde partie 1 15 est intercalée entre le second côté latéral 80 et l’évidement 95.
La seconde partie 1 15 couvre, dans un mode de réalisation, au moins la moitié de la surface du second côté latéral 80. Par exemple, la seconde partie 1 15 couvre au moins 90 % de la surface du second côté latéral 80.
La partie supérieure 120 est en contact avec le côté supérieur 70.
En particulier, la partie supérieure 120 s’étend sur le côté supérieur 70. Par exemple, chaque couche de la partie supérieure 120 est perpendiculaire à la direction normale D.
La partie supérieure 120 est intercalée entre le côté supérieur 70 et la première électrode 45.
La partie supérieure 120 couvre, dans un mode de réalisation, au moins la moitié de la surface du côté supérieur 70. Par exemple, la partie supérieure 120 couvre entièrement le côté supérieur 70.
Chaque couche émettrice de rayonnement 100 est intercalée entre l’ailette 35 et la couche dopée 105.
Par exemple, la couche de couverture 40 comprend une pile de couches émettrices de rayonnement 100 intercalée entre l’ailette 35 et la couche dopée 105.
Chaque couche émettrice de rayonnement 100 est réalisée en un deuxième matériau semi-conducteur.
Le deuxième matériau semi-conducteur a une deuxième valeur de bande interdite strictement inférieure à la valeur de bande interdite du premier matériau.
La couche émettrice est, par exemple, non dopée. Dans d’autres modes de réalisation, la couche émettrice est dopée.
Chaque couche émettrice de rayonnement 100 est, par exemple, un puits quantique ou une pile de puits quantiques.
Un puits quantique est un exemple spécifique ayant une valeur de bande interdite inférieure aux valeurs de bande interdite des couches dopée n et dopée p. Un puits quantique est une structure dans laquelle un confinement quantique se produit, dans une direction, pour au moins un type de porteurs de charge. Les effets du confinement quantique ont lieu lorsque la dimension de la structure le long de cette direction devient comparable ou inférieure à la longueur d’onde de Broglie des porteurs qui sont généralement des électrons et/ou des trous, conduisant à des niveaux d’énergie appelés « sous-bandes d’énergie ».
Dans un tel puits quantique, les porteurs peuvent avoir uniquement des valeurs d’énergie discrètes mais sont, d’ordinaire, aptes à se déplacer dans un plan perpendiculaire à la direction dans laquelle le confinement se produit. Les valeurs d’énergie disponibles pour les porteurs, également appelées « niveaux d’énergie », augmentent lorsque les dimensions du puits quantique diminuent le long de la direction dans laquelle le confinement se produit.
En mécanique quantique, la « longueur d’onde de Broglie » est la longueur d’onde d’une particule lorsque la particule est considérée comme une onde. La longueur d’onde de Broglie des électrons est également appelée « longueur d’onde électronique ». La longueur d’onde de Broglie d’un porteur de charge dépend du matériau dont est constitué le puits quantique.
Un exemple de puits quantique est une couche émettrice ayant une épaisseur strictement inférieure au produit de la longueur d’onde électronique des électrons dans le matériau semi-conducteur dont est constitué la couche émettrice par 5.
Un autre exemple de puits quantique est une couche émettrice ayant une épaisseur strictement inférieure au produit de la longueur d’onde de Broglie des excitons dans le matériau semi-conducteur dont est constituée la couche émettrice par cinq. Un exciton est une quasi-particule comprenant un électron et un trou.
En particulier, l’épaisseur de chaque couche émettrice de rayonnement 100 est, pour tout point de la couche émettrice de rayonnement 100, comprise entre 1 nm et 200 nm.
L’épaisseur de chaque couche émettrice de rayonnement 100 est mesurée, pour tout point de la couche émettrice de rayonnement 100, le long d’une direction perpendiculaire à la surface de l’ailette 35 au niveau du point de la surface de l’ailette 35 qui est le plus proche du point de la couche émettrice de rayonnement 100 considéré.
Par exemple, l’épaisseur de chaque couche émettrice de rayonnement 100 au niveau d’un point de la couche émettrice de rayonnement 100 qui est aligné avec un point de l’ailette 35 le long de la direction normale D est mesurée le long de la direction normale D. L’épaisseur de chaque couche émettrice de rayonnement 100 au niveau d’un point de la couche émettrice de rayonnement 100 qui est aligné dans un plan perpendiculaire à la direction normale avec un point de l’ailette 35 est mesurée le long d’une direction perpendiculaire au côté le plus proche 70, 75 et 80 de l’ailette 35.
Chaque couche émettrice de rayonnement 100 est, par exemple, réalisée en InGaN.
Chaque couche émettrice de rayonnement 100 est configurée pour émettre un rayonnement de base.
Le rayonnement de base est, par exemple, choisi parmi les premier, deuxième, troisième et quatrième rayonnements.
Dans un mode de réalisation, le rayonnement de base est diffèrent de chacun des premier, deuxième, troisième et quatrième rayonnements.
Chaque rayonnement de base comprend un ensemble d’ondes électromagnétiques de base.
Chaque ensemble d’ondes électromagnétiques de base correspond à une plage de longueurs d’onde de base.
Une longueur d’onde moyenne de base est définie pour chaque plage de longueurs d’onde de base. Une longueur d’onde moyenne égale à la moitié de la somme des longueurs d’onde la plus grande et la plus petite de la plage de longueurs d’onde de base est un exemple de longueur d’onde moyenne de base.
La longueur d’onde moyenne de base est, par exemple, strictement inférieure à au moins une des première, deuxième et troisième longueurs d’onde moyennes.
Dans un mode de réalisation, la longueur d’onde moyenne de base est strictement inférieure à chacune des première, deuxième et troisième longueurs d’onde moyennes.
Le rayonnement de base est, par exemple, un rayonnement bleu. Dans une variante, le rayonnement de base est un rayonnement ultraviolet. Un rayonnement ultraviolet est une onde électromagnétique ayant une longueur d’onde comprise entre 10 nm et 420 nm, par exemple, comprise entre 200 nm et 420 nm.
Dans un mode de réalisation, la partie de chacune de la ou des couche(s) émettrice(s) de rayonnement 100 qui est contenue dans la première partie 1 10 est configurée pour émettre le rayonnement de base correspondant. Par exemple, les parties de chacune de la ou des couche(s) émettrice(s) de rayonnement 100 qui sont contenues dans la première partie 1 10 et les secondes parties 1 15 sont toutes deux configurées pour émettre le rayonnement de base correspondant.
Dans un mode de réalisation, la partie de chacune de la ou des couche(s) émettrice(s) de rayonnement 100 qui est contenue dans la partie supérieure 120 est configurée pour émettre un rayonnement supérieur.
Le rayonnement supérieur comprend un ensemble supérieur d’ondes électromagnétiques. Chaque ensemble supérieur d’ondes électromagnétiques correspond à une plage de longueurs d’onde supérieure.
Une longueur d’onde moyenne supérieure est définie pour chaque plage de longueurs d’onde supérieure. Une longueur d’onde moyenne égale à la moitié de la somme des longueurs d’onde la plus grande et la plus petite de la plage de longueurs d’onde supérieure est un exemple de longueur d’onde moyenne supérieure.
La longueur d’onde moyenne supérieure est, par exemple, strictement supérieure à la longueur d’onde de base correspondante.
Par exemple, chaque couche émettrice de rayonnement 100 est un puits quantique et l’épaisseur de chaque couche émettrice de rayonnement 100 est strictement plus grande dans la partie supérieure 120 que dans toute partie des première et seconde parties 1 10, 1 15.
La couche dopée 105 est réalisée en un troisième matériau semi-conducteur ayant une troisième valeur de bande interdite. La troisième valeur de bande interdite est strictement supérieure à la deuxième valeur de bande interdite.
La couche dopée 105 est, par exemple, réalisée en GaN.
La couche dopée 105 couvre au moins partiellement la couche ou les couches émettrice(s) de rayonnement 100.
La couche dopée 105, chacune de la ou des couche(s) émettrice(s) de rayonnement 100 et l’ailette 35 forment une structure à DEL.
La couche dopée 105 joue le rôle de couche dopée n ou d’une couche dopée p de la structure à DEL.
Le type de dopage (n ou p) de la couche dopée 105 est différent du premier type de dopage (p ou n) dans l’ailette 35. Par exemple, la couche dopée 105 est dopée p. Dans ce cas, l’ailette 35 joue le rôle de couche dopée n dans la structure à DEL.
Dans d’autres modes de réalisation, l’ailette 35 joue le rôle de couche dopée p et la couche dopée 105 joue le rôle de couche dopée n.
L’évidement 95 est délimité, dans un plan perpendiculaire à la direction normale D, par deux sous-pixels 20.
L’évidement 95 est intercalé entre les deux sous-pixels 20.
L’évidement 95 est, par exemple, délimité le long de la première direction X1 par les couches dopées 105 des ailettes 35 des sous-pixels 20.
L’évidement 95 est délimité le long de la direction normale D par le substrat 30.
Une largeur est définie pour l’évidement 95. La largeur est mesurée dans un plan perpendiculaire à la direction normale D entre les deux ailettes 35 qui délimitent l’évidement 95. La largeur de l’évidement 95 est, par exemple, comprise entre 100 nm et 10 pm.
L’évidement 95 contient au moins partiellement la structure de blocage 25.
Chaque convertisseur de rayonnement 22 est configuré pour convertir le rayonnement de base de l’émetteur 20 correspondant en le premier, deuxième, troisième ou quatrième rayonnement que l’émetteur 20 est configuré pour émettre. Dans ce cas, la longueur d’onde moyenne de base est strictement inférieure à la longueur d’onde moyenne du premier, deuxième, troisième ou quatrième rayonnement que l’émetteur 20 est configuré pour émettre.
De nombreux types de convertisseurs de rayonnement sont utilisés dans l’éclairage, par exemple dans des tubes fluorescents. De tels convertisseurs de rayonnement sont souvent appelés « luminophores ».
Le convertisseur de rayonnement 22 est réalisé en un matériau de conversion.
Le matériau de conversion est configuré pour convertir le rayonnement de base en le troisième rayonnement.
Le matériau de conversion est, par exemple, un matériau semi-conducteur.
Selon d’autres modes de réalisation, le matériau de conversion est un matériau non semi-conducteur tel qu’un grenat d’yttrium-aluminium.
De nombreux autres matériaux de conversion peuvent être utilisés, tels que les matériaux d’aluminate, de nitrure, de fluorure, de sulfure et de silicate.
Le matériau de conversion est, par exemple, dopé au moyen d’éléments des terres rares, de métal alcalino-terreux ou de métal de transition.
Le matériau de conversion est, par exemple, réalisée en CdSe ou InP.
Le convertisseur de rayonnement 22 comprend, par exemple, un ensemble de particules P réalisée en le matériau de conversion.
Chaque particule P a, par exemple, un diamètre inférieur ou égal à 2 pm.
Dans un mode de réalisation, chaque particule P est une boîte quantique pour des porteurs de charge dans la particule.
Une boîte quantique est une structure dans laquelle un confinement quantique se produit dans l’ensemble des trois dimensions spatiales.
Un exemple de boîte quantique est une particule P ayant une dimension maximale inférieure ou égale au produit de la longueur d’onde électronique des porteurs de charge dans le matériau de conversion par cinq.
Pour donner un ordre de valeur, une particule P ayant une dimension maximale comprise entre 1 nm et 200 nm et réalisée en un matériau convertisseur semi-conducteur est un exemple de boîte quantique. Un autre exemple de boîte quantique est une particule P ayant un noyau et une coque entourant le noyau, le noyau étant réalisée en un matériau convertisseur semi- conducteur et ayant une dimension maximale comprise entre 1 nm et 200 nm.
Les particules P sont, par exemple, incorporées dans une résine photosensible. Les résines photosensibles sont utilisées dans de nombreuses techniques de fabrication électroniques pour définir des motifs sur une surface semi-conductrice, en particulier, puisque des zones spécifiques de la résine peuvent être solidifiées tout en laissant la possibilité de retirer d’autres zones, afin de définir les motifs, Les zones devant être retirées ou solidifiées sont définies par insolation au moyen d’une longueur d’onde de lumière à laquelle la résine est sensible. Une telle résine photosensible est, en particulier, utilisée pour protéger les zones couvertes contre le dépôt de matériau ou la gravure.
Il est à noter que d’autres types de convertisseurs de rayonnement 22 peuvent être considérés.
La structure de blocage 25 est configurée pour empêcher au moins un rayonnement émis par le sous-pixel 20 d’atteindre un autre sous-pixel 20 à travers la structure de blocage 25. En particulier, la structure de blocage 25 est configurée pour empêcher le premier, deuxième, troisième ou quatrième rayonnement émis par le sous-pixel 20 d’atteindre un autre sous-pixel 20 à travers la structure de blocage 25, et vice-versa.
La structure de blocage 25 est intercalée entre le sous-pixel 20 et au moins un autre sous-pixel 20. En particulier, la structure de blocage 25 est intercalée entre les deux sous- pixels 20 dans l’évidement 95 délimité par les deux sous-pixels 20.
En particulier, la structure de blocage 25 est intercalée entre le sous-pixel 20 et chaque autre sous-pixel 20. Par exemple, la structure de blocage 25 entoure le sous-pixel 20 dans un plan perpendiculaire à la direction normale D.
Dans l’exemple de la figure 1 , la structure de blocage 25 remplit complètement l’évidement 95.
La structure de blocage 25 comprend une couche de blocage 125.
Dans un mode de réalisation, la structure de blocage 25 comprend en outre une seconde couche barrière 130. Dans l’exemple représenté sur la figure 1 , chaque sous- pixel 20 comprend en outre une couche supérieure 135.
La couche de blocage 125 est configurée pour empêcher le premier, deuxième, troisième ou quatrième rayonnement émis par le sous-pixel 20 d’atteindre un autre sous- pixel 20 à travers la structure de blocage 25, et vice-versa.
Par exemple, la couche de blocage 125 est configurée pour absorber le premier, deuxième, troisième ou quatrième rayonnement émis par le sous-pixel 20.
La couche de blocage 125 est réalisée en un matériau de blocage. Le matériau de blocage est, par exemple, un métal. Un exemple de métal est l’aluminium.
Dans un autre mode de réalisation, la couche de blocage 125 est configurée pour réfléchir le premier, deuxième, troisième ou quatrième rayonnement émis par le sous- pixel 20.
Par exemple, la couche de blocage 125 comprend un réflecteur de Bragg. Un réflecteur de Bragg est un réflecteur constitué d’une pile de couches constituée de différents matériaux, la différence des indices optiques entre les différents matériaux amenant certains rayonnements optiques à être réfléchis par le réflecteur.
Dans une variante, la couche de blocage 125 est configurée pour réfléchir le premier, deuxième, troisième ou quatrième rayonnement émis par le sous-pixel 20.
Dans cette variante, le matériau de blocage est, par exemple, un matériau opaque. Dans un mode de réalisation, le matériau de blocage est une résine photosensible, telle qu’une résine photosensible noire ou de couleur foncée. Dans un autre mode de réalisation, le matériau de blocage est un matériau polymère.
Dans un mode de réalisation, le matériau de blocage est un matériau électro-isolant. Dans un tel mode de réalisation, la seconde couche barrière 130 n’est pas nécessaire.
La couche supérieure 135 est réalisée en le matériau de blocage.
La couche supérieure 135 est, par exemple, intégrée à la couche de blocage 125.
La couche supérieure 135 est intercalée entre la partie supérieure 120 et la première électrode 45. En particulier, la partie supérieure 120 est intercalée, le long de la direction normale D, entre la couche supérieure 135 et le côté supérieur 70 de l’ailette 35.
La couche supérieure 135 couvre, par exemple, entièrement la partie supérieure
120.
La couche supérieure 135 est configurée pour empêcher le rayonnement supérieur de sortir du sous-pixel 20.
La seconde couche barrière 130 est intercalée entre la couche de blocage 125 et chaque sous-pixel 20. Par exemple, la seconde couche barrière 130 couvre au moins la seconde partie 1 15 de la couche de couverture 40. En particulier, la seconde couche barrière 130 couvre entièrement la seconde partie 1 15. La seconde couche barrière 130 forme ainsi une barrière entre la seconde partie 1 15 et la couche de blocage 125.
Il est à noter que des modes de réalisation dans lesquels la seconde partie 1 15 de la couche de couverture 40 est connectée électriquement à la première électrode 45 peuvent être considérés. Par exemple, une partie de la première électrode 45 est intercalée entre la seconde couche barrière 130 et la seconde partie 1 15. Dans un cas où le sous-pixel 20 est dépourvu de la seconde partie 1 15, la seconde couche barrière 130 couvre au moins partiellement le second côté latéral 80. En particulier, la seconde couche barrière 130 couvre entièrement le second côté latéral 80 et forme ainsi une barrière entre le second côté latéral 80 et la couche de blocage 125.
Dans l’exemple représenté sur la figure 2, la seconde couche barrière 130 est en outre intercalée entre la couche supérieure 135 et la partie supérieure 120.
Dans un mode de réalisation, la seconde couche barrière 130 forme en outre une barrière entre la couche de blocage 125 et le substrat 30. En particulier, la seconde couche barrière 130 forme en outre une barrière entre la couche de blocage 125 et la deuxième électrode 50 qui est contenue dans le passage 65.
La seconde couche barrière 130 est réalisée en un matériau électro-isolant.
Par exemple, la seconde couche barrière est réalisée en Si02.
Chaque première électrode 45 est connectée électriquement à la couche de couverture 40 correspondante. Par exemple, chaque première électrode 45 est en contact avec la couche dopée 105 correspondante.
En particulier, chaque première électrode 45 est en contact avec la première partie 1 10 de la couche de couverture 40 correspondante.
Chaque première électrode 45 est, par exemple, réalisée en un matériau électro conducteur transparent. L’oxyde d’indium-étain (ITO) est un exemple de matériau électro conducteur transparent.
Chaque first électrode 45 est, par exemple, commune à tous les sous-pixels 20.
Dans un mode de réalisation, la première électrode 45 est une seule couche couvrant entièrement les surfaces des couches de couverture 40.
Chaque deuxième électrode 50 est configurée pour connecter électriquement le circuit de commande 27 au sous-pixel 20 correspondant à travers le substrat 30.
Chaque deuxième électrode 50 est, par exemple, connectée électriquement à l’ailette 35 correspondante.
Chaque deuxième électrode 50 est réalisée en un matériau électro-conducteur tel qu’un matériau métallique.
Le circuit de commande 27 est configuré pour alimenter chaque sous-pixel 20 avec un courant électrique. Par exemple, le circuit de commande 27 est configuré pour appliquer une tension entre les deux électrodes 45, 50 de chaque sous-pixel 20.
Le circuit de commande 27 est configuré pour alimenter chaque structure bidimensionnelle avec un courant électrique.
Un premier exemple de mise en œuvre du procédé de fabrication du dispositif optoélectronique 15 est représenté sur les figures 2 à 4. Le premier exemple de procédé de fabrication du dispositif optoélectronique 15 comprend une étape 200 de fourniture, une étape 210 de fabrication, une étape 220 de dépôt, une étape 230 de mise en contact et une étape 240 de mise en place.
Lors de l’étape de fourniture 200, le substrat 30 est fourni.
Par exemple, la plaque de support 55 est fournie, et la première couche barrière 60 est formée sur la face de support 53.
La première couche barrière 60 est, par exemple, fabriquée en déposant le matériau électro-isolant correspondant sur la face de support 53.
Lors de l’étape de fabrication 210, chaque sous-pixel 20 est fabriqué.
Par exemple, l’étape de fabrication 210 comprend une étape 250 pour fabriquer les ailettes 35 et une étape 260 pour déposer la couche de couverture 40.
Lors de l’étape 250 pour fabriquer les ailettes 35, les ailettes 35 de chaque sous- pixel 20 sont fabriquées.
Par exemple, chaque ailette 35 est fabriquée en déposant le premier matériau semi- conducteur sur la plaque de support 55. Le dépôt est, par exemple, réalisé au moyen d’une technique de dépôt telle qu’un dépôt chimique an phase vapeur métal-organique (MOCVD) ou une épitaxie par faisceaux moléculaires.
Dans une variante, chaque ailette 35 est formée en déposant une couche du premier matériau sur le substrat 30 et en gravant une partie de la couche de premier matériau pour définir les ailettes 35.
A la fin de l’étape 250 de fabrication des ailettes 35, chaque ailette 35 est en contact avec la plaque de support 55, comme le montre la figure 2.
Par exemple, la première couche barrière 60 est partiellement éliminée avant de déposer le premier matériau semi-conducteur de sorte que les ailettes 35 sont formées dans les zones dépourvues du matériau électro-isolant.
Lors de l’étape 260 de dépôt de la couche de couverture 40, chaque couche de couverture 40 est formée. Par exemple, des couches du deuxième matériau semi- conducteur et du troisième matériau semi-conducteur sont déposées sur le premier côté latéral 75 de chaque ailette 35 pour former la ou les couches émettrices de rayonnement 100 et la couche dopée 105.
Dans un mode de réalisation, des couches du deuxième matériau semi-conducteur et du troisième matériau semi-conducteur sont déposées sur le second côté latéral 80 de chaque ailette 35 pour former la couche ou les couches émettrice(s) de rayonnement 100 et la couche dopée 105.
Des couches du deuxième matériau semi-conducteur et du troisième matériau semi- conducteur sont en outre déposées sur le côté supérieur 70 de chaque ailette 35 pour former la couche ou les couches émettrice(s) de rayonnement 100 et la couche dopée 105.
Le dépôt du deuxième matériau semi-conducteur et du troisième matériau semi- conducteur est, par exemple, réalisé simultanément sur le premier côté latéral 75, le second côté latéral 80 et le côté supérieur 70 de chaque ailette 35.
Lors de l’étape de dépôt 220, chaque structure de blocage 25 est fabriquée.
L’étape de dépôt 220 comprend, par exemple, une première étape 270 de dépôt et une deuxième étape 280 de dépôt.
Lors de la première étape de dépôt 270, la seconde couche barrière 130 est formée.
Par exemple, la seconde couche barrière 130 est formée en déposant le matériau électro-isolant correspondant dans l’évidement 95.
Dans un mode de réalisation, la surface entière de l’évidement 95 est couverte avec le matériau électro-isolant.
En particulier, le matériau électro-isolant est déposé sur la partie du substrat 30 qui définit le fond de l’évidement 95.
Dans un mode de réalisation spécifique, l’ensemble de la surface du substrat 30, les ailettes 35 et les couches de couverture 40 sont couverts avec le matériau électro-isolant, comme le montre la figure 3. Le matériau électro-isolant qui couvre les premiers côtés latéraux 75 est ensuite retiré.
Lors de la deuxième étape de dépôt 280, le matériau de blocage est déposé dans l’évidement 95 pour former la couche de blocage 125.
De possibles techniques de dépôt pour déposer le matériau de blocage incluent entre autres, la pulvérisation cathodique, le dépôt en phase vapeur par plasma, l’évaporation thermique, l’évaporation par faisceau électronique, le dépôt à la tournette ou le revêtement par pulvérisation.
La couche supérieure 135 est également formée par dépôt du matériau de blocage sur la partie supérieure 120 de la couche de couverture 40, comme le montre la figure 4.
Lors de l’étape de mise en contact 230, les first et deuxième électrodes 45, 50 sont formées.
Par exemple, la première électrode 45 est formée en déposant une couche de matériau conducteur transparent sur au moins la couche de couverture 40 de chaque sous-pixel 20 pour former la première électrode 45.
Chaque passage 65 est formé dans la plaque de support 55, par exemple par gravure.
Le matériau électro-isolant qui forme la partie de la première couche barrière 60 qui est contenue dans le passage 65 est ensuite déposé dans le passage 65. Chaque deuxième électrode 50 est formée par dépôt, dans le passage 65, d’un matériau électroconducteur tel qu’un métal.
Chaque deuxième électrode 50 est ensuite connectée électriquement au circuit de commande 27 pour obtenir le dispositif optoélectronique 15 de la figure 1.
Lors de l’étape de mise en place 240, chaque convertisseur de rayonnement 22 est placé au voisinage du sous-pixel 20 correspondant.
Grâce à l’utilisation de la structure de blocage 25, une interférence optique entre des émetteurs voisins 20 est empêchée, même lorsque les sous-pixels 20 sont très proches les uns des autres. Les dimensions du dispositif optoélectronique 15 peuvent par conséquent être réduites par rapport aux dispositifs optoélectroniques existants.
Grâce à la première couche barrière 60, des pertes électriques entre la couche de couverture 40 et le substrat 30 sont empêchées.
La connexion des sous-pixels 20 au circuit de commande 27 à travers le substrat 30 permet une surface utile globale améliorée pour le dispositif optoélectronique, puisqu’aucune partie de la face de support 30 n’est couverte par le circuit de commande 27. Les dimensions de l’écran d’affichage 10 peuvent par conséquent être réduites.
Le fait d’avoir une structure semi-conductrice bidimensionnelle intégrée dans le substrat 30 permet une disposition encore plus compacte des dispositifs optoélectroniques 15, puisque moins de sous-pixels 20 sont nécessaires pour chaque dispositif optoélectronique 15, le rôle d’un des sous-pixels 20, par exemple, du sous-pixel 20 émettant dans le rouge, étant assuré par la structure semi-conductrice bidimensionnelle.
Lorsque la couche de blocage 125 est apte à réfléchir le premier, deuxième, troisième ou quatrième rayonnement de chaque sous-pixel 20, le premier, deuxième, troisième ou quatrième rayonnement réfléchi a une forte chance de sortir du sous-pixel. Le rendement d’émission global du sous-pixel est ainsi amélioré.
Si le rayonnement de base est réfléchi, le rayonnement de base réfléchi a une chance d’atteindre le convertisseur de rayonnement 22 et d’être converti en le premier, deuxième, troisième ou quatrième rayonnement du sous-pixel 20. Le rendement d’émission est par conséquent également amélioré.
Les couches de blocage métalliques 125 sont très stables dans le temps et réfléchissent de manière efficace de nombreux types de rayonnements.
Une couche de blocage en aluminium 125 est facile à déposer sans endommager les structures semi-conductrices existantes.
Une couche de blocage 125 réalisée en résine photosensible ou en polymère est facile à déposer précisément au moyen de techniques couramment utilisées. En outre, étant donné que ces matériaux sont électro-isolants, le procédé de fabrication du dispositif optoélectronique 15 est plus simple puisque la seconde couche barrière 130 n’est pas nécessaire.
Si une partie supérieure 120 de la couche de couverture 40 est présente dans un sous-pixel, cette partie supérieure peut émettre une longueur d’onde différente de celle des parties latérales 1 10, 1 15. La partie supérieure peut ainsi être utilisée comme un sous-pixel, éliminant ainsi le besoin d’un des sous-pixels 20 dans le dispositif optoélectronique 15 et permettant un dépôt plus compact sur le substrat 30.
La formation de la partie supérieure 120 est parfois difficile à éviter pendant la fabrication de l’émetteur. La couche supérieure 135 empêche efficacement toute lumière émise par la partie supérieure 120 de sortir du sous-pixel 20 si cette lumière n’est pas souhaitée.
La formation d’une seconde partie latérale 1 15 peut également être indésirable. La seconde couche barrière 60 empêche cette seconde partie d’être alimentée avec un courant électrique, et améliore ainsi le rendement d’émission global de chaque sous-pixel 20.
La seconde couche barrière 60 empêche également une fuite de courant entre deux sous-pixels 20 voisins à travers la structure de blocage 25.
Dans un mode de réalisation représenté sur les figures 5 et 6, les intersections de chaque ailette 35 de chaque sous-pixel 20 avec la face de support 53 forment un contour fermé 85.
Le contour fermé 85 est, par exemple, un polygone. Des exemples de polygones sont un triangle, un carré, un rectangle et un hexagone.
Dans l’exemple représenté sur la figure 6, le contour 85 est un hexagone. Dans cette case, chaque sous-pixel 20 comprend une seule ailette 35, l’ailette 35 étant annulaire et ayant une section transversale hexagonale dans un plan perpendiculaire à la direction normale D. Dans une autre interprétation, l’ailette hexagonale 35 peut également être considérée comme étant constituée d’un ensemble de six ailettes parallélépipédiques.
Dans d’autres modes de réalisation, l’ailette 35 peut être annulaire avec une section transversale carrée, triangulaire ou rectangulaire.
D’autres contours non polygonaux 85 peuvent être envisagés. Par exemple, le contour 85 est un cercle.
L’ailette ou les ailettes 35 de chaque sous-pixel 20 délimitent une cavité 90. La cavité 90 est, par exemple, délimitée le long de la première direction X1 par deux faces internes opposées de l’ailette ou des ailettes 35, les faces internes étant parallèles l’une à l’autre.
Lorsque les ailettes d’un sous-pixel 20 forment un contour fermé 85, la cavité 90 est entourée dans un plan perpendiculaire à la direction normale D par l’ailette ou les ailettes 35.
La cavité 90 est, par exemple, délimitée le long de la direction normale D par le substrat 30. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 5, une partie de la première électrode 45 est intercalée entre la cavité 90 et le substrat 30.
La première partie 1 10 est intercalée entre le premier côté latéral 75 et la cavité 90.
La couche de blocage 125 entoure, par exemple, chaque sous-pixel 20 dans un plan perpendiculaire à la direction normale D.
Dans l’exemple représenté sur la figure 5, l’évidement 95 entoure le sous-pixel 20 dans un plan perpendiculaire à la direction normale D. Dans ce cas, un seul évidement 95 est délimité par tous les sous-pixels 20 et est intercalé entre chaque sous-pixel 20 et chaque autre sous-pixel 20. Par exemple, tous les évidements 95 communiquent les uns avec les autres et la structure de blocage 25 est commune à tous les sous-pixels 20, comme le montre la figure 6.
Sur la figure 6, deux dispositif optoélectroniques 15 comprenant chacun trois sous- pixels 20 sont représentés.
Chaque convertisseur de rayonnement 22 est contenu dans la cavité 90 du sous- pixel 20 correspondant.
Dans un mode de réalisation, le convertisseur de rayonnement 22 remplit la cavité 90 jusqu’à au moins la moitié de la hauteur de l’ailette 35. Par exemple, le convertisseur de rayonnement 22 remplit la cavité 90 entièrement.
Dans une variante, chaque particule P est attachée à une partie de la première électrode 45. Par exemple, chaque particule P est attachée à une partie de la première électrode 45 qui est contenue dans la cavité 90.
Par exemple, une surface de la première électrode 45 est au moins partiellement couverte avec une couche de particules P.
Chaque particule P est, par exemple, attachée à la surface de la première électrode 45 par greffage.
Le greffage est un procédé de fixation de particules P à une surface, dans lequel la surface est fonctionnalisée au moyen de molécules M attachées à la surface et apte à permettre à chaque particule P de se fixer à la surface au moyen de la molécule M. En particulier, une extrémité de chaque molécule M est apte à se fixer à une surface de la première électrode 45 et une autre extrémité est apte à se fixer à une particule P de matériau de conversion de sorte que la particule P est attachée à la première électrode 45 par la molécule M.
Le convertisseur de rayonnement 22 comprend, par exemple, une couche de greffage constituée des molécules M, la couche étant fixée à la surface de la première électrode 45 par la couche de greffage.
Chaque convertisseur de rayonnement 22 est placé dans la cavité 90 correspondante lors d’une étape de mise en place 240. L’étape de mise en place 240 est, par exemple, réalisée après l’étape de mise en contact 230.
En convertissant un rayonnement qui est émis efficacement par la structure semi- conductrice en le rayonnement souhaité, le convertisseur de rayonnement 22 permet une émission globale efficace même si des structures semi-conductrices connues ne sont pas efficaces à la longueur d’onde souhaitée.
En outre, l’utilisation de différents convertisseurs de rayonnement 22 d’un sous-pixel 20 à un autre permet à la structure semi-conductrice (à savoir chaque ailette 35 et couche de couverture 40) de chaque sous-pixel 20 d’être identique à la structure semi- conductrice des autres sous-pixels 20. La fabrication des sous-pixels 20 est par conséquent plus facile.
La mise en place du convertisseur de rayonnement 22 dans la cavité 90 permet un placement plus précis, puisque le convertisseur de rayonnement 22 est contenu latéralement par l’ailette ou les ailettes 35, réduisant ainsi le risque pour que le convertisseur de rayonnement 22 déborde ou s’étale à l’extérieur de la zone où le convertisseur de rayonnement 22 est censé être placé.
Ce placement est d’autant plus précis lorsque la cavité est entourée par l’ailette ou les ailettes 35 dans un plan perpendiculaire à la direction normale D.
Des contours polygonaux 85 sont faciles à fabriquer et permettent un facteur de remplissage très élevé de sous-pixels 20 sur la face de support 53. En particulier, les contours hexagonaux permettent une disposition très compacte des sous-pixels 20 sur le substrat 30.
Nous allons maintenant décrire un deuxième exemple de procédé de fabrication du dispositif optoélectronique 15. Toutes les étapes identiques à celles du premier exemple de procédé ne seront pas décrites à nouveau. Seules les différences sont détaillées par la suite.
L’étape de fabrication 210 comprend une étape de fabrication d’une arête, l’étape de dépôt de la couche de couverture 40 et une étape 270 de gravure. Au moins une arête 300 réalisée en le premier matériau est fabriquée sur le substrat 30. En particulier, une arête 300 est fabriquée pour chaque paire d’ailettes 35 délimitant un évidement 95.
L’arête 300 correspond aux deux ailettes 35 et à l’évidement 95 délimité par les deux ailettes 35. Les deux côtés latéraux 75 de l’arête 300 sont ainsi les côtés latéraux 75 des ailettes 35 correspondant à l’arête 300. Le côté supérieur de l’arête 300 correspond aux côtés supérieurs 70 des deux ailettes 35.
L’arête 300 est représentée sur la figure 7.
Dans un mode de réalisation, toutes les arêtes 300 sont reliées les unes aux autres pour former une structure de ruche sur le substrat 30.
L’arête 300 s’étend depuis la face de support le long de la direction normale D.
L’arête 300 a un côté supérieur 70 et deux premiers côtés latéraux 75.
Chaque arête 300 est, par exemple, un parallélépipède. Chaque côté 70, 75 de l’arête 300 est ensuite perpendiculaire ou parallèle à la direction normale D.
Chaque arête 300 a une épaisseur mesurée le long de la seconde direction X2 définie pour les deux ailettes 35 correspondantes. L’épaisseur de l’arête 300 est égale à la somme des épaisseurs des ailettes 35 et de la largeur de l’évidement 95 intercalé entre ces ailettes 35.
Lors de l’étape 260 de dépôt de la couche de couverture 40, la première partie 1 10 de la couche de couverture 40 est déposée sur au moins un des premiers côtés latéraux 75 de l’arête 300. En particulier, la première partie 1 10 de la couche de couverture 40 est déposée sur les deux premiers côtés latéraux 75 de l’arête 300, comme le montre la figure 8.
Un exemple d’un ensemble d’arêtes 300 et de premières parties 1 10 est représenté sur la figure 9. Cet exemple est un exemple des arêtes 300 et premières parties 1 10 à la fin de l’étape 260 de dépôt de la couche de couverture 40.
Dans un mode de réalisation, la partie supérieure 120 de chaque couche de couverture 40 est en outre déposée sur le côté supérieur 70 de chaque arête 300.
Lors de l’étape de gravure, une partie de chaque arête 300 est retirée pour définir l’évidement 95. En particulier, une partie de l’arête 300 est retirée par gravure.
L’évidement 95 et les ailettes 35 sont ainsi définis.
L’étape de gravure est suivie par l’étape 220 de dépôt, lors de laquelle la seconde couche barrière 130 est formée dans l’évidement 95, comme le montre la figure 10.
Dans ce deuxième exemple, les sous-pixels 20 obtenus sont dépourvus d’une seconde partie 1 15. Le dispositif optoélectronique 15 ainsi obtenu est représenté sur la figure 1 1. Les sous-pixels 20 ont été décrits dans les exemples ci-dessus comme ayant des côtés latéraux 75, 80 perpendiculaires au substrat 30. Toutefois, les côtés latéraux 75, 80 qui ne sont pas perpendiculaires au substrat 30 peuvent être considérés.
Dans un exemple, chaque ailette 35 a une section transversale trapézoïdale le long de la seconde direction X2.
Chacun des matériaux semi-conducteurs décrits ci-dessus peut être choisi parmi un grand nombre de matériaux semi-conducteurs.
Par exemple, l’un quelconque des premier, deuxième et troisième matériaux semi- conducteurs ou du matériau de substrat peut être choisi parmi des matériaux d’arséniure tels qu’AIAs, GaAs, InAs, parmi des matériaux de phosphure tels qu’AlP, GaP, InP, parmi des matériaux ll-VI tels que ZnSe, CdSe, ZnTe, CdTe, parmi des matériaux IV-tels que Si et Ge, parmi des matériaux de nitrure III ou parmi tout alliage de ces matériaux.
Nous allons maintenant décrire un troisième exemple de procédé de fabrication du dispositif optoélectronique 15. Toutes les étapes identiques à celles du premier exemple des figures 2 à 4 ne seront pas décrites à nouveau. Seules les différences sont détaillées par la suite.
Lors de l’étape de fabrication des ailettes 250, un noyau 305 réalisée en un matériau de noyau est déposé sur le substrat 30 pour chaque cavité 90. Par exemple, le matériau de noyau est déposé par MOCVD, MBE, croissance vapeur-liquide-solide ou autre procédé de dépôt.
Chaque noyau 305 a une forme correspondant à la forme de la cavité 90 correspondante.
Le noyau 305 s’étend depuis la face de support 53 le long de la direction normale D, comme le montre la figure 12.
Le noyau 305 a une face supérieure 310 et des flancs latéraux 315 s’étendant entre le substrat 30 et la face supérieure 310.
Le noyau 305 est, par exemple, un noyau cylindrique ayant une base polygonale. Dans ce cas, les flancs latéraux 315 sont formés par la réunion d’un ensemble de faces planes rectangulaires, chaque face s’étendant le long de la direction normale D.
L’intersection des flancs latéraux 315 avec le substrat 30 forme le contour fermé 85.
Le matériau de noyau est, par exemple, du ZnO. Toutefois, d’autres matériaux de noyau peuvent être considérés.
Chaque ailette 35 est formée en déposant le premier matériau semi-conducteur sur les flancs latéraux 315. Chaque ailette 35 est, par exemple, formée par MOCVD, MBE ou un autre procédé de dépôt de matériau. Chaque ailette 35 entoure le noyau 305 correspondant dans un plan perpendiculaire à la direction normale D. En particulier, chaque premier côté latéral 75 est délimité par le noyau 305.
Le noyau 305 est ensuite retiré avant l’étape de dépôt 260.
Le noyau 305 est, par exemple, dissous. Un exemple de procédé de dissolution du noyau consiste à plonger le substrat 30 dans un liquide adapté pour dissoudre le matériau de noyau.
Un autre procédé de dissolution du noyau 305 consiste à chauffer le substrat 30, les ailettes 35 et les noyaux 305 correspondants à une température apte à provoquer la dissolution des noyaux 305.
Dans un autre mode de réalisation, la couche de couverture 40 est déposée sur au moins un côté latéral de l’ailette 35 avant dissolution du noyau 305.
Par exemple, au moins une couche du deuxième matériau semi-conducteur est déposée sur les flancs latéraux. En particulier, le deuxième et le troisième matériau formant la première partie 1 10 de la couche de couverture 40 sont déposés sur le noyau avant que le premier matériau formant l’ailette 35 ne soit déposé, comme le montre la figure 13.
Dans un mode de réalisation, le deuxième et le troisième matériau formant la deuxième portion 1 15 et la partie supérieure 120 de la couche de couverture 40 sont ensuite déposés sur l’ailette 35 avant que le noyau 305 ne soit retiré.
Comme le montre la figure 14, le volume où se trouve le noyau 305 forme la cavité 90 correspondante après dissolution du noyau 305.
Le troisième procédé ne nécessite pas de gravure très précise d’une partie d’une arête 300, et est ainsi plus simple que le deuxième procédé.
Lorsque le noyau est réalisé en ZnO, le noyau peut être retiré efficacement par chauffage à une température qui est suffisamment basse pour laisser les autres matériaux du dispositif optoélectronique 15, notamment les semi-conducteurs au nitrure III ou silicium, non endommagés.
Des modes de réalisation dans lesquels le contour 85 n’est pas fermé peuvent également être envisagés.
Dans un mode de réalisation, le contour 85 est en forme de U, par exemple, lorsque l’ailette 35 a une section transversale en U dans un plan perpendiculaire à la direction normale D. Dans ce cas, la cavité 90 est délimitée sur trois côtés par l’ailette 35.
Dans un autre mode de réalisation, le sous-pixel comprend deux ailettes parallélépipédiques 35 délimitant entre elles la cavité 90. La cavité est intercalée entre les deux ailettes 35 le long de la première direction X1. Dans ce cas, la cavité 90 est délimitée le long de la première direction X1 par les ailettes 35 des sous-pixel 20.

Claims

REVENDICATIONS
1.- Dispositif optoélectronique (15) comprenant un substrat (30) et au moins deux sous-pixels (20), chaque sous-pixel (20) étant adapté pour émettre un premier rayonnement respectif, le substrat (30) ayant une face de support (53), chaque sous-pixel (20) comprenant :
- au moins une ailette (35) réalisée en un premier matériau semi-conducteur, le premier matériau ayant une première valeur de bande interdite, l’ailette (35) s’étendant depuis la face de support (53) le long d’une direction normale (D) perpendiculaire à la face de support (53), chaque ailette (35) ayant un côté supérieur (70), un premier côté latéral (75) et un second côté latéral (80), chaque côté latéral (75, 80) s’étendant entre le côté supérieur (70) et le substrat (30),
- une couche de couverture (40) comprenant une ou plusieurs couche(s) émettrice(s) de rayonnement (100), la couche de couverture (40) s’étendant sur le premier côté latéral (75) de chaque ailette (35), chaque couche émettrice de rayonnement (100) étant réalisée en un deuxième matériau semi-conducteur, le deuxième matériau semi-conducteur ayant une deuxième valeur de bande interdite, la deuxième valeur de bande interdite étant strictement inférieure à la première valeur de bande interdite,
les sous-pixels (20) délimitant un évidement (95), l’évidement étant situé entre les deux sous-pixels (20), et une structure de blocage (25) réalisée en un troisième matériau étant intercalée entre les deux sous-pixels (20) dans l’évidement (95), la structure de blocage (25) étant adaptée pour empêcher le premier rayonnement émis par un sous-pixel (20) d’atteindre l’autre sous-pixel (20) à travers la structure de blocage.
2.- Dispositif optoélectronique selon la revendication 1 , dans lequel au moins une des propriétés suivantes est remplie :
• le premier matériau semi-conducteur a un premier type de dopage choisi parmi le dopage n et le dopage p, la couche de couverture (40) comprenant en outre une couche dopée (105), chacune de la ou des couche(s) émettrice(s) de rayonnements (100) étant intercalée(s) entre l’ailette (35) et la couche dopée (105), la couche dopée (105) étant réalisée en un troisième matériau semi-conducteur ayant une troisième valeur de bande interdite, la troisième valeur de bande interdite étant strictement supérieure à la deuxième valeur de bande interdite, le troisième matériau semi-conducteur ayant un second type de dopage choisi parmi le dopage n et le dopage p, le second type de dopage étant différent du premier type de dopage,
• le dispositif optoélectronique (15) comprend un circuit de commande (27) et, pour au moins un sous-pixel (20), une électrode (50) connectant le sous- pixel (20) et le circuit de commande (27) à travers le substrat (30), et
• au moins un sous-pixel (20) comprend une première couche barrière (60) réalisée en un matériau électro-isolant, la première couche barrière (60) formant une barrière entre le substrat (30) et la couche de couverture (40).
3.- Dispositif optoélectronique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chaque ailette (35) de chaque sous-pixel (20) délimite au moins partiellement une cavité (90) dans un plan perpendiculaire à la direction normale (D).
4 Dispositif optoélectronique selon la revendication 3, dans lequel les intersections de chaque ailette (35) d’un sous-pixel (20) avec la face de support (53) formant un contour fermé (85) sur la face de support (53), la cavité (90) étant entourée par l’ailette (35) dans un plan perpendiculaire à une direction normale (D).
5.- Dispositif optoélectronique selon la revendication 4, dans lequel le contour (85) est choisi parmi un triangle, un carré, un rectangle et un hexagone.
6.- Dispositif optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel chaque premier rayonnement comprend un premier ensemble d’ondes électromagnétiques, la couche émettrice de rayonnement (100) d’au moins un sous-pixel (20) étant configurée pour émettre un deuxième rayonnement comprenant un deuxième ensemble d’ondes électromagnétiques, le dispositif optoélectronique (15) comprenant en outre un convertisseur de rayonnement (22) configuré pour convertir le deuxième rayonnement en le premier rayonnement respectif, une longueur d’onde étant définie pour chaque onde électromagnétique, le premier ensemble correspondant à une première plage de longueurs d’onde et le deuxième ensemble correspondant à une deuxième plage de longueurs d’onde, la première plage ayant une première longueur d’onde moyenne et la deuxième plage ayant une deuxième longueur d’onde moyenne, la première longueur d’onde moyenne étant différente de la deuxième longueur d’onde moyenne, le convertisseur de rayonnement (22) étant contenu dans la cavité (90) du sous-pixel (20) considéré.
7.- Dispositif optoélectronique selon la revendication 6, dans lequel la structure de blocage (25) est adaptée pour réfléchir le rayonnement de base de chaque sous-pixel (20).
8.- Dispositif optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le substrat (30) comprend une structure semi-conductrice configurée pour émettre un troisième rayonnement comprenant un troisième ensemble d’ondes électromagnétiques, une longueur d’onde étant définie pour chaque onde électromagnétique, le premier ensemble correspondant à une première plage de longueurs d’onde et le troisième ensemble correspondant à une troisième plage de longueurs d’onde, la première plage ayant une première longueur d’onde moyenne et la troisième plage ayant une troisième longueur d’onde moyenne, la première longueur d’onde moyenne étant strictement inférieure à la troisième longueur d’onde moyenne, la structure semi-conductrice et au moins un sous-pixel (20) étant alignés le long de la direction normale (D).
9.- Dispositif optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel au moins une des propriétés suivantes est remplie :
• chaque couche de couverture (40) est en contact avec au moins quatre- vingt-dix pourcent de la surface du premier côté latéral (75) de l’ailette,
• le troisième matériau est un métal, et
• le troisième matériau est de l’aluminium.
10.- Dispositif optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la structure de blocage (25) est adaptée pour réfléchir le premier rayonnement de chaque sous-pixel (20).
1 1.- Dispositif optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel chaque couche de couverture (40) a une partie supérieure (120) en contact avec le côté supérieur (70) et une première partie (1 10) en contact avec le premier côté latéral (75).
12.- Dispositif optoélectronique selon la revendication 1 1 , dans lequel au moins une structure de blocage (25) a une couche supérieure (135) réalisée en le troisième matériau, la partie supérieure (120) étant intercalée entre le côté supérieur (70) de l’ailette (35) et la couche supérieure (135), la couche supérieure (135) couvrant entièrement la partie supérieure (120) de la couche de couverture (40).
13.- Dispositif optoélectronique selon la revendication 1 1 , dans lequel chaque premier rayonnement comprend un premier ensemble d’ondes électromagnétiques, la partie supérieure (120) de la couche émettrice de rayonnement (40) étant configurée pour émettre un quatrième rayonnement comprenant un quatrième ensemble d’ondes électromagnétiques, une longueur d’onde étant définie pour chaque onde électromagnétique, le premier ensemble correspondant à une première plage de longueurs d’onde et le quatrième ensemble correspondant à une quatrième plage de longueurs d’onde, la première plage ayant une première longueur d’onde moyenne et la quatrième plage ayant une quatrième longueur d’onde moyenne, la première longueur d’onde moyenne étant différente de la quatrième longueur d’onde moyenne.
14.- Dispositif optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 dans lequel :
• chaque couche de couverture (40) a une seconde partie (1 15) couvrant au moins partiellement le second côté latéral (80) de l’ailette (35) correspondante, et
• la structure de blocage (25) comprend une couche électro-isolante (130) configurée pour isoler électriquement au moins un sous-pixel (20) de la structure de blocage (25).
15.- Ecran d’affichage (10) comprenant un ensemble de dispositifs optoélectroniques (15) selon l'une quelconque des revendications 1 à 14.
16.- Procédé de fabrication d’un dispositif optoélectronique (15), le procédé comprenant les étapes de :
- fourniture (200) d’un substrat (30) ayant une face de support (53), et
- fabrication (210) de deux émetteurs (20), chaque sous-pixel (20) étant adapté pour émettre un premier rayonnement correspondant, chaque sous-pixel (20) comprenant :
• au moins une ailette (35) réalisée en un premier matériau semi-conducteur, le premier matériau ayant une première valeur de bande interdite, l’ailette (35) s’étendant depuis la face de support (53) le long d’une direction normale (D) perpendiculaire à la face de support (53), chaque ailette (35) ayant un côté supérieur (70), un premier côté latéral (75) et un second côté latéral (80), chaque côté latéral (75, 80) s’étendant entre le côté supérieur (70) et le substrat (30), et
• une couche de couverture (40) comprenant une ou plusieurs couches émettrices de rayonnement (100), la couche de couverture (40) s’étendant sur le premier côté latéral (75) de chaque ailette (35), chaque couche émettrice de rayonnement (100) étant réalisée en un deuxième matériau semi-conducteur, le deuxième matériau semi-conducteur ayant une deuxième valeur de bande interdite, la deuxième valeur de bande interdite étant strictement inférieure à la première valeur de bande interdite, les deux sous-pixels (20) délimitant un évidement (95) entre les deux sous-pixels (20), le procédé comprenant en outre une étape de dépôt (220), dans l’évidement (95), d’un troisième matériau de sorte à former une structure de blocage (25) adaptée pour empêcher le premier rayonnement émis par un sous-pixel (20) d’atteindre l’autre sous- pixel (20) à travers la structure de blocage (25).
17.- Procédé selon la revendication 16 dans lequel l’étape de fabrication de deux sous-pixels (20) comprend les étapes de :
- fabrication d’une arête (300) réalisée en le premier matériau semi-conducteur, l’arête (300) s’étendant depuis la face de support (53) le long de la direction normale (D), l’arête (300) ayant un côté supérieur (70) et deux premiers côtés latéraux (75),
- dépôt de la couche de couverture (40) sur au moins les deux premiers côtés latéraux (75) de l’arête (300), et
- formation des ailettes (35) et de l’évidement (95) par élimination par gravure d’au moins une partie de l’arête (300).
18.- Procédé selon la revendication 16, dans lequel l’étape de fabrication de deux sous-pixels (20) comprend les étapes de :
- formation d’un noyau réalisé en un quatrième matériau, le noyau s’étendant depuis la face de support (53) le long de la direction normale (D), le noyau ayant une face supérieure et des flancs latéraux s’étendant entre le substrat (30) et la face supérieure,
- dépôt d’une couche du premier matériau et d’au moins une couche du deuxième matériau sur au moins une partie des flancs latéraux pour former une ailette (35) et la couche de couverture (40) correspondante, et
- retrait du quatrième matériau.
19.- Procédé selon la revendication 16, dans lequel l’étape (210) de fabrication de deux sous-pixels (20) comprend les étapes de :
- fabrication (250) de l’ailette (35) de chaque sous-pixel (20), et
- dépôt sur chaque ailette (35) d’au moins une couche du deuxième matériau pour former la couche de couverture (40).
20.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 19, comprenant en outre au moins une des étapes suivantes :
- dépôt (270), sur la couche de couverture (40) d’au moins un sous-pixel (20), d’une couche (45) de matériau électro-conducteur transparent,
- dépôt sur la face de support (53) d’une première couche barrière (60) réalisée en un matériau électro-isolant, de la première couche barrière (60) formant une barrière entre la couche de couverture (40) et le substrat (30), et
- avant dépôt du troisième matériau, dépôt dans l’évidement (95) d’un matériau électro-isolant de sorte à former une seconde couche barrière (130) réalisée en le matériau électro-isolant sur au moins un sous-pixel (20), la seconde couche barrière (130) formant une barrière entre le troisième matériau et le sous-pixel (20).
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