FR2894396A1 - Emetteur de lumiere a courants de fuite reduits, utilisant des boites quantiques, et procedes de fabrication de cet emetteur - Google Patents

Abstract

Emetteur de lumière à courants de fuite réduits, utilisant des boîtes quantiques, et procédés de fabrication de cet émetteur.Cet émetteur comprend une première zone semiconductrice (64) de type N, une deuxième zone semiconductrice (62) de type P, et au moins une couche active (71) qui est comprise entre ces zones, cette couche active comprenant une couche d'encapsulation (70) et au moins une boîte quantique (68) dans la couche d'encapsulation. La couche d'encapsulation est électriquement isolante. L'invention s'applique notamment aux lasers-rubans, aux lasers à émission par la surface, à cavité verticale, aux diodes électroluminescentes et aux sources de photon unique.

Description

ÉMETTEUR DE LUMIERE A COURANTS DE FUITE REDUITS, UTILISANT DES BOITES

QUANTIQUES, ET PROCEDES DE FABRICATION DE CET EMETTEUR DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne le domaine de l'opto-électronique et plus spécifiquement un émetteur de lumière à base de boîtes quantiques (en anglais, quantum boxes), qui peuvent être faites de matériaux semiconducteurs III-V, ainsi que des procédés de fabrication de cet émetteur de lumière.

L'invention s'applique notamment aux lasers-rubans (en anglais, stripe lasers), aux VCSEL c'est-à-dire aux lasers à émission par la surface, à cavité verticale (en anglais, vertical cavity surface emitting laser), aux diodes électroluminescentes (en anglais, light-emitting diodes) et aux sources de photon unique (en anglais, single-photon sources). ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Depuis le milieu des années 1990, les boîtes quantiques sont largement étudiées et utilisées en tant qu'émetteurs de lumière. Ce sont des objets de taille nanométrique, formant typiquement des parallélépipèdes dont la longueur, la largeur et la hauteur valent respectivement 20nm, 20nm et 1Onm. Ces objets ont la particularité de pouvoir confiner des charges électriques dans les trois dimensions de l'espace et jouent donc bien le rôle de boîtes. Les boîtes quantiques sont constituées de matériaux semiconducteurs et peuvent être formées par épitaxie par jets moléculaires (en anglais, molecular beam epitaxy) ou par dépôt chimique en phase vapeur (en anglais,chemical vapour deposition). A la fin du processus de fabrication, les boîtes se trouvent encapsulées c'est-à-dire placées au sein d'une matrice d'un autre matériau. On peut former, par exemple, des boîtes quantiques d'InAs, épitaxiées sur un substrat de GaAs dans une matrice de GaAs ou d'AlGaAs. Ces objets ne forment donc pas une couche homogène et uniforme et on les caractérise en termes de densité surfacique. Cette dernière peut varier de plusieurs ordres de grandeur, par exemple de 106cm-2 à 1011 cm-2 pour l'exemple numérique donné plus haut. On sait par exemple former des boîtes quantiques par dépôt d'une fine couche d'InAs sur un substrat de GaAs et l'on peut par exemple les encapsuler dans du GaAs. La densité surfacique obtenue dans ce cas est de l'ordre de 1010 boîtes quantiques par centimètre carré. Pour que ces objets émettent de la lumière, on y injecte des porteurs de charges (des électrons ou des trous) soit par pompage optique soit par pompage électrique. Dans ce dernier cas, les boîtes quantiques sont classiquement placées dans une jonction semiconductrice. En polarisant cette jonction de façon directe, des porteurs de type n et p sont injectés et arrivent au niveau de la couche contenant les boîtes quantiques. Une partie seulement de ces porteurs est capturée par ces boîtes et peut ainsi donner lieu, par la suite, à une recombinaison radiative. L'autre partie de ces porteurs traverse la couche d'encapsulation sans donner d'émission lumineuse, et constitue alors ce que l'on appelle un courant de fuite . Cette perte de courant diminue le rendement des dispositifs à boîtes quantiques car une partie du courant injecté dans de tels dispositifs ne sert pas à l'émission lumineuse. EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention a pour but de minimiser, voire d'éliminer, de tels courants de fuite.

Le problème décrit ci-dessus provient du fait que la couche d'encapsulation est classiquement constituée d'un matériau semiconducteur qui peut laisser passer les charges électriques. Dans la présente invention, la solution de ce problème consiste à placer, autour des boîtes quantiques, une couche d'un matériau électriquement isolant qui oblige le courant à passer au niveau des boîtes quantiques. Cette couche électriquement isolante n'est pas obtenue par épitaxie mais, après croissance, par une opération technologique que l'on appelle une "oxydation latérale". Une telle opération est largement connue et utilisée dans le cadre de la réalisation des VCSEL. A 5 ce sujet, on se reportera au document suivant : [1] US 5 493 577 A, Kent D. Choquette et al., Efficient semiconductor light-emitting device and method. 10 Il convient de noter que les systèmes connus n'utilisent pas de couches de "blocage" pour augmenter le rendement de pompage, c'est-à-dire pour diminuer les courants de fuite. 15 A ce propos, on se reportera au document suivant . [2] Victor M. Ustinov et al., "Quantum dot lasers", Oxford university press, 2003, pages 86, 87 et 20 136 à 142. On encapsule classiquement les boîtes quantiques par une couche de GaAs. Il est également connu de remplacer cette couche d'encapsulation en GaAs par une couche faite d'un alliage à base d'AlGaAs ; 25 cela permet d'améliorer les performances électriques (voir [2] pages 136 à 142) en réduisant notamment les courants de seuil des lasers. Toutefois, une telle solution, fondée sur un élargissement de la bande interdite, ne permet pas de bloquer totalement le 30 passage du courant en dehors des boîtes quantiques.

La présente invention permet: - de diminuer, voire d'éliminer, les courants de fuite, et - d'augmenter le confinement des porteurs 5 au niveau des boîtes quantiques (il n'y a pas d'états possibles dans l'isolant, de préférence l'alumine, qui entoure les boîtes) et donc de mieux "piéger" ces porteurs dans les boîtes, ce qui permet d'augmenter le rendement d'émission lumineuse. De façon précise, la présente invention a pour objet un émetteur de lumière comprenant : - une première zone semiconductrice de type N, - une deuxième zone semiconductrice de type 15 P, et au moins une couche active qui est comprise entre les première et deuxième zones, cette couche active comprenant une couche d'encapsulation et au moins une boîte quantique qui est placée dans cette 20 couche d'encapsulation, cet émetteur de lumière étant caractérisé en ce que la couche d'encapsulation est électriquement isolante. Selon un mode de réalisation particulier de 25 l'invention, cet émetteur de la lumière comprend en outre des premier et deuxième miroirs et une cavité résonante qui est délimitée par ces premier et deuxième miroirs, dans lequel la boîte quantique est unique et la couche active est contenue dans la cavité résonante. 30 Au lieu d'une seule boîte quantique, l'émetteur de lumière, objet de l'invention, peut 10 comprendre un ensemble de boîtes quantiques qui est contenu dans la couche d'encapsulation. L'émetteur de lumière, objet de l'invention, peut alors comprendre en outre une zone semiconductrice intrinsèque qui est comprise entre les première et deuxième zones et constitue, avec ces dernières, une jonction PIN, la couche active étant placée dans la zone semiconductrice intrinsèque. Dans ce cas, l'émetteur de lumière, objet de l'invention, peut comprendre en outre des premier et deuxième miroirs et une cavité résonante, délimitée par ces premier et deuxième miroirs, dans lequel la couche active est contenue dans la cavité résonante. De préférence, chaque boîte quantique est faite d'un matériau semiconducteur III-V. De préférence également, la couche d'encapsulation est faite d'alumine AlOx ou de GaAlOx ou de AlInOx. La présente invention concerne aussi un 20 procédé de fabrication d'un émetteur de lumière, ce procédé comprenant les étapes suivantes : on forme une première couche semiconductrice ayant un premier type de dopage, - on forme au moins une couche active sur 25 cette première couche semiconductrice, cette couche active comprenant une couche d'encapsulation, qui est faite d'un matériau semiconducteur, et au moins une boîte quantique qui est placée dans cette couche d'encapsulation, et on forme une deuxième couche semiconductrice ayant un deuxième type de dopage, opposé au premier type, sur la couche active, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes suivantes on grave la deuxième couche semiconductrice et la couche active de façon à pouvoir oxyder latéralement la couche d'encapsulation, et on oxyde latéralement cette couche d'encapsulation. La présente invention concerne en outre un autre procédé de fabrication d'un émetteur de lumière, cet émetteur de lumière comprenant une cavité résonante qui est faite d'un matériau semiconducteur non intentionnellement dopé et qui est délimitée par des premier et deuxième miroirs qui sont faits à partir de matériaux semiconducteurs, le premier miroir ayant un premier type de dopage, le deuxième miroir ayant un deuxième type de dopage, opposé au premier type, ce procédé comprenant les étapes suivantes : on forme le premier miroir, on forme une première partie de la cavité résonante sur ce premier miroir, on forme au moins une couche active sur cette partie de la cavité résonante, cette couche active comprenant une couche d'encapsulation, qui est faite d'un matériau semiconducteur, et un ensemble de boîtes quantiques qui sont placées dans cette couche d'encapsulation, - on forme une deuxième partie de la cavité résonante sur la couche active,30 - on forme le deuxième miroir sur cette deuxième partie de la cavité résonante, - on grave le deuxième miroir, la deuxième partie de la cavité résonante et la couche active de façon à pouvoir oxyder latéralement la couche d'encapsulation, et on oxyde latéralement cette couche d'encapsulation. Selon un mode de réalisation particulier de cet autre procédé : - on forme en outre, au dessus de la cavité résonante, une autre couche semiconductrice, on grave aussi cette autre couche semiconductrice de façon à pouvoir l'oxyder latéralement et l'on oxyde latéralement la périphérie de cette autre couche semiconductrice. De préférence, la ou les boîtes quantiques sont formées selon le mode de croissance de Stranski-Krastanov.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés ci-après, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un VCSEL classique, - la figure 2 est une vue en coupe schématique d'un VCSEL conforme à l'invention,

- les figures 3 à 6 illustrent schématiquement des étapes d'un procédé de fabrication d'un VCSEL conforme à l'invention,

- les figures 7 à 10 illustrent schématiquement le mode de croissance de Stranski- Krastanov pour les boîtes quantiques,

- la figure 11 est une vue en coupe schématique d'un autre émetteur de lumière conforme à l'invention, - la figure 12 est une vue en perspective schématique d'un laser-ruban conforme à l'invention, et - la figure 13 est une vue en coupe 20 schématique d'une source de photon unique en pilier, conforme à l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Commençons par illustrer l'opération 25 d'oxydation latérale en faisant référence à la figure 1 qui est une vue en coupe schématique d'un VCSEL connu. Ce VCSEL est un empilement dans lequel on trouve successivement un substrat 2, un miroir inférieur 4, une couche intermédiaire 6, une couche 10 30 en AlXGa1_XAs et un miroir supérieur 12.15 La couche 6 constitue une cavité résonante qui est délimitée par les miroirs 4 et 12. Dans cette couche 6, on trouve une couche d'encapsulation 8 dans laquelle sont placées des boîtes quantiques 9. Le substrat 2 est pourvu d'une électrode 14. Le miroir supérieur 12 est également pourvu d'une électrode 16 ; cette dernière forme une couronne pour laisser passer la lumière 18 produite par le VCSEL lorsqu'une tension appropriée est appliquée entre les 10 électrodes. L'oxydation latérale permet de transformer la périphérie de la couche 10, faite de AlXGa1_XAs, en une couche d'alumine dénommée GaAlOx. La couche de GaAlOx est un très bon isolant électrique. La 15 composition x en aluminium de AlXGa1_XAs en aluminium est proche de 1 et varie généralement de 0,9 à 1. On obtiendrait AlOx au lieu de GaAlOx en partant d'une couche de AlAs. La partie centrale 20 de la couche 10 n'est 20 pas oxydée. Ainsi, le courant électrique, qui circule entre les électrodes 14 et 16 et dont on voit les lignes de courant 22, ne traverse que cette partie centrale 20. Pour la réalisation de VCSEL, cette couche 25 10 est généralement située au dessus de la couche émettrice de lumière et assure un confinement électrique du courant électrique. Dans la présente invention, la couche 10 n'est pas indispensable : c'est la couche 30 d'encapsulation 8 que l'on transforme en GaAlOx par oxydation latérale (figure 2), pour la rendre5 électriquement isolante et empêcher le courant de la traverser. De ce fait, certaines lignes de courant, telles que les lignes 24 et 26, ne sont pas acceptables puisque les porteurs de charge ne peuvent pas traverser la couche de GaAlOx ; seules les lignes traversant les boîtes quantiques, telles que les lignes 28 et 30, sont autorisées. Bien entendu, dans la présente invention, on peut aussi prévoir la couche 10 (cas de la figure 2) et transformer la périphérie de cette couche 10 en AlOx. On donne ci-après, en faisant référence aux figures 3 à 6, les étapes d'un procédé de fabrication conforme à l'invention, permettant de fabriquer un VCSEL du genre de celui de la figure 2. 1. Epitaxie du VCSEL dans un bâti d'épitaxie par jets moléculaires (figure 3). a. On prépare la surface d'un substrat 32 20 de GaAs (désoxydation de cette surface) pour pouvoir faire croître une couche sur cette surface. b. On fait croître un miroir de Bragg inférieur 34, de type AlAs/GaAs sur cette surface. Ce miroir a un dopage de type N pour permettre le passage 25 d'un courant électrique. De plus, ce miroir délimite une cavité résonante avec un miroir supérieur qui sera construit ultérieurement. c. On fait croître une partie 36 de la cavité résonante sur le miroir inférieur 34. Toute la 30 cavité est non intentionnellement dopée pour constituer la zone I d'une jonction NIP. d. Sur cette partie 36 de la cavité, on fait croître une ou plusieurs couches actives. Chacune de celles-ci est constituée d'un ensemble de boîtes quantiques 38, placées au sein d'une couche d'encapsulation 40 qui est par exemple en AlAs. Dans l'exemple de la figure 3, on forme une seule couche active. e. On fait croître le reste 42 de la cavité résonante sur cette couche active. f. On fait croître une couche 44 en AlAs sur ce reste 42 de la cavité, en vue de rendre ultérieurement isolante la périphérie de cette couche 44. g. On fait croître le miroir de Bragg 15 supérieur 46, de type AlAs/GaAs, sur la couche 44. Ce miroir a un dopage de type P pour permettre le passage du courant. 2. Traitement de la structure ainsi obtenue. 20 a. On grave le miroir supérieur 46 pour ouvrir la couche 44 en vue de son oxydation latérale, comme on le voit sur la figure 4. b. On oxyde latéralement cette couche 44 dans un four, aux alentours de 400 C, en présence d'un 25 flux de vapeur d'eau. Le temps et la température sont ajustés pour laisser une zone centrale 48 non oxydée. A ce sujet, on pourra également se reporter au document suivant .

30 [3] FR 2 858 125 A - voir aussi EP 1 501 161A et demande de brevet américain n de série10 10/895,851, déposée le 22 juillet 2004, invention de Philippe Grosse, diode à cavité résonante, fonctionnant à la même longueur d'onde pour l'émission et la détection de lumière (en anglais, resonant cavity diode operating at the same wavelength for emission and detection of light). c. On grave la couche active 37 et la première partie 36 de la cavité pour ouvrir la couche d'encapsulation 40 en vue de son oxydation latérale, et donc de l'encapsulation des boîtes quantiques 38 dans un matériau électriquement isolant, comme on le voit sur la figure 5. d. On oxyde latéralement la couche d'encapsulation 40 dans un four, aux alentours de 400 C, en présence d'un flux de vapeur d'eau. Le temps et la température sont ajustés pour oxyder l'intégralité de cette couche 40 qui entoure les boîtes quantiques. e. On dépose un contact ohmique 50 par pelage (en anglais, lift off) sur le miroir supérieur 46 et l'on donne à ce contact la forme d'un disque, comme on le voit sur la figure 6, pour laisser passer la lumière que le VCSEL est destiné à émettre. 25 f. On dépose un contact ohmique 52 sur la face arrière (face libre) du substrat 32. g. On effectue un recuit des contacts 50 et 52 à 400 C pendant 80s. 3. Caractérisation du VCSEL.20 a. Le VCSEL ainsi obtenu est testé sous pointes en vue de la caractérisation électrique de ce VCSEL.

A titre purement indicatif est nullement limitatif, on donne un exemple numérique dans le tableau qui suit. On prend l'exemple d'une structure VCSEL qui émet à une longueur d'onde de 1 pm. Les épaisseurs des différentes couches sont données dans le tableau. Zone Matéria Nombr Composition Epaisseur/dopage u e Miroir de Bragg GaAs 25 71,2 nm/p supérieur AlGaAs 80% d'alumini 81,9 nm/p um GaAs 71,2 nm/p Couche 44 pour GaAlAs 98% 84,5 nm/p oxydation latér d'aluminium ale Cavité (42) GaAs 137,4 nm/i Couche active cavité (36) InAs/Al 1 à 3 100% d'alumin 10 nm/i As ium GaAs 137,4 nm/i miroir de Bragg AlAs 30 100% 84,7 nm/n inférieur d'aluminium GaAs 71,2 nm/n substrat GaAs plusieurs centai nes de micromètres L'invention s'applique notamment à la fabrication - de lasers fonctionnant avec de faibles 15 courants et destinés aux liaisons optiques, - de sources de photon unique destinées à la cryptographie quantique, et - d'émetteurs de lumière de type LED.

On donne ci-après un exemple de mode de croissance des boîtes quantiques. Dans ce mode de croissance, les boîtes quantiques sont formées par épitaxie par jets moléculaires. Il convient de noter qu'elles peuvent également être formées par MOCVD c'est-à-dire par dépôt chimique en phase vapeur aux organométalliques (en anglais, metalorganic chemical vapour deposition). Les figures 7 à 10 illustrent schématiquement la croissance de boîtes quantiques en InAs sur du GaAs selon le mode de croissance de Stranski-Krastanov (mode SK) utilisé avec une épitaxie par jets moléculaires. On épitaxie un cristal 54 de InAs (figure 7) sur un cristal 56 de GaAs formant un substrat. Le désaccord de maille est de l'ordre de 7%. La croissance est d'abord bidimensionnelle car l'lnAs accorde son paramètre de maille, noté A, à celui du GaAs, noté A0, dans un plan (figure 8). Cependant, plus l'épaisseur de la couche de InAs augmente, plus l'énergie élastique emmagasinée est grande. Au-delà d'une épaisseur critique H de 1,7 monocouche d'InAs (figure 9), la croissance tridimensionnelle est favorisée puisqu'elle permet de minimiser l'énergie du système. La couche d'InAs se transforme en îlots tridimensionnels 58 (figure 10) qui sont relaxés élastiquement.

Dans ce mode de croissance hybride, qui est d'abord planaire puis tridimensionnel (mode SK), les boîtes quantiques d'InAs se forment sur et à partir d'une couche de mouillage d'InAs. Notons que ces structures sont alors cohérentes, c'est-à-dire sans dislocations. Ensuite, les boîtes quantiques sont encapsulées, dans l'exemple considéré, par de l'AlGaAs avec une forte composition d'aluminium.

Une observation au microscope à force atomique avant encapsulation permet de quantifier la densité surfacique des boîtes quantiques et d'estimer leur forme. On décrit ci-après une structure de base 60 (figure 11) constituant un émetteur de lumière conforme à l'invention. Cette structure 60 est constituée par une jonction PIN. Les boîtes quantiques, encapsulées par l'AlGaAs, sont placées dans la zone I.

La zone 62 correspond à du GaAs dopé P, la zone 64 à du GaAs dopé N et la zone 66 à du GaAs non intentionnellement dopé. Les boîtes quantiques 68 ont été déposées selon le mode de croissance préalablement exposé (Stranski-Krastanov) et encapsulées par de GaAlAs ayant une forte composition en aluminium (référence 70). Cette couche de GaAlAs a ensuite été transformée en GaAlOx par oxydation latérale On décrit ci-après un procédé conforme à l'invention, permettant de fabriquer la structure 60 de la figure 11. 1. Epitaxie de la structure dans un bâti d'épitaxie par jets moléculaires. a. On prépare la surface d'un substrat de GaAs dopé N (désoxydation de cette surface) pour faire croître une couche sur ce substrat. b. On fait croître la couche inférieure 64 de type N sur le substrat de GaAs dopé N pour permettre le passage du courant (épaisseur de la couche 64 : 1 m). En fait, cette étape est facultative : on peut faire croître la zone 66 directement sur le substrat. Cette possibilité correspond au cas de la figure 11 où le substrat joue le rôle de la couche en question et a précisément la référence 64. c. On fait croître une partie 72 de la zone non intentionnellement dopée, destinée à contenir les boîtes quantiques, sur le substrat 64 (épaisseur de cette partie : 200nm). d. On fait croître, sur cette partie, la couche active 71 constituée de boîtes quantiques 68 placées au sein d'une couche 70 en GaAlAs selon le mode de croissance décrit précédemment (épaisseur de la couche active : 10 nm). e. On fait croître le reste 74 de la zone non intentionnellement dopée sur la couche active (épaisseur du reste de cette couche : 200nm). f. On fait croître la couche 62 de GaAs dopé P pour permettre le passage du courant et la prise de contact (épaisseur de la couche 62 : 1 m). 2. Traitement de la structure ainsi obtenue. a. On effectue une gravure chimique de l'ensemble constitué par la couche 62, le reste 74 de la couche 66, la couche 71 et la partie 72 de la couche 66, sur une profondeur de 1,3 m (procédé classique).

Cette gravure est destinée à définir un mesa pour ouvrir la couche 70 en GaAlAs en vue de son oxydation. La forme du mesa en vue de dessus peut être quelconque (par exemple disque, anneau, ligne, croix). Il convient de noter que l'extension latérale du substrat est souvent plus importante que la taille du mesa. b. oxydation latérale dans un four à 400 C pendant 1h. L'intérieur du four est balayé par un flux de vapeur d'eau saturante. c. On dépose le contact ohmique supérieur 15 76 par pelage (en anglais, lift off) sur la couche 62. Ce contact est en Ti/Pt/Au. d. On dépose un contact ohmique 78 sur la face arrière de la structure (face libre du substrat). Ce contact est en Ni/Ge/Au. e. On effectue un recuit des contacts (à 400 C, pendant 80s) 3. Caractérisation de l'émetteur de lumière obtenu. a. On teste cet émetteur sous des pointes 25 électriques pour la caractérisation électrique de cet émetteur. On obtient ainsi un dispositif qui émet de la lumière par pompage électrique. Ce dispositif peut être considéré comme une LED c'est-à-dire une diode 30 électroluminescente.

20 Sur la figure 11, on voit également l'une 80 des lignes de courant qui sont interdites : elles ne peuvent traverser la couche isolante 70. On voit en outre l'une 82 des lignes de courant qui sont autorisées : elles peuvent traverser les boîtes quantiques 68. La présente invention n'est pas limitée aux émetteurs de lumière que l'on a décrits. Elle s'applique à bien d'autres dispositifs, comme par exemples les lasers-rubans au sens large et les sources de photon unique en micropilier (en anglais, micropiliar single-photon sources). En ce qui concerne les lasers-rubans au sens large, on peut par exemple citer les lasers à ruban enterré (en anglais, buried ridge stripe lasers) et les lasers à contre-réaction distribuée (en anglais, distributed feedback lasers). On voit sur la figure 12 un laser-ruban. Les tailles sont données à titre indicatif ; elles correspondent à un laser-ruban large. Ce laser est un empilement d'un contact 84, d'un substrat 86 en GaAs n+, d'une couche 88 en en GaAs n+, d'une couche 90 en A10, 3Gao, 7As n, d'une couche active 92 (boîtes quantiques dans une couche d'encapsulation électriquement isolante), d'une couche 94 en A1o,3Gao,7As p et d'un contact 96. La lumière destinée à être émise par la couche active a la référence 98. On voit sur la figure 13 une source de photon unique en micropilier. Les tailles sont encore données à titre indicatif. Cette source comprend un substrat 100 et, sur ce dernier, une microcavité résonante 102 en GaAs qui est délimitée par deux miroirs de Bragg 104 et 106 en AlAs/GaAs. Dans la cavité, on trouve une boîte quantique, placée dans une couche d'encapsulation électriquement isolante 108. On voit également la lumière 110 que cette source est destinée à émettre. A partir des exemples qui ont été décrits plus haut, l'homme du métier est capable de fabriquer des dispositifs conformes à l'invention, du genre des dispositifs des figures 12 et 13. Dans les exemples décrits, la couche d'encapsulation des boîtes quantiques était en GaAlAs (par exemple en AlAs) que l'on oxydait latéralement pour former GaAlOx (par exemple A1Ox). D'autres matériaux pourraient être utilisés dans la mesure où ils présentent des propriétés similaires et notamment la possibilité de s'oxyder latéralement. On pourra citer, par exemple, AlInN et se référer, pour son oxydation latérale, au document suivant : [4] J. Dorsaz et al., Selective oxidation 25 of AlInN layers for current confinement in III-nitride devices , Applied Phys. Lett. 87, 072102 (2005.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Emetteur de lumière comprenant : une première zone semiconductrice (34, 64) de type N, une deuxième zone semiconductrice (46, 62) de type P, et au moins une couche active (37, 71) qui est comprise entre les première et deuxième zones, cette couche active comprenant une couche 10 d'encapsulation (40, 70) et au moins une boîte quantique (38, 68, 108) qui est placée dans cette couche d'encapsulation, cet émetteur de lumière étant caractérisé en ce que la couche d'encapsulation est électriquement 15 isolante.

2. Emetteur de la lumière selon la revendication 1, comprenant en outre des premier et deuxième miroirs (104, 106) et une cavité résonante (102) qui est délimitée par ces premier et deuxième 20 miroirs, dans lequel la boîte quantique (108) est unique et la couche active est contenue dans la cavité résonante.

3. Emetteur de lumière selon la revendication 1, comprenant un ensemble de boîtes 25 quantiques (38, 68) qui est contenu dans la couche d'encapsulation (40, 70).

4. Emetteur de lumière selon la revendication 3, comprenant en outre une zone semiconductrice intrinsèque (36-42, 66) qui est 30 comprise entre les première et deuxième zones et5constitue, avec ces dernières, une jonction PIN, dans lequel la couche active (37, 71) est placée dans la zone semiconductrice intrinsèque.

5. Emetteur de lumière selon la revendication 4, comprenant en outre des premier et deuxième miroirs (34, 46) et une cavité résonante (36, 42), délimitée par ces premier et deuxième miroirs, dans lequel la couche active est contenue dans la cavité résonante.

6. Emetteur de lumière selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel chaque boîte quantique (38, 68, 108) est faite d'un matériau semiconducteur III-V.

7. Emetteur de lumière selon l'une 15 quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la couche d'encapsulation est faite d'alumine AlOx ou de GaAlOx ou de AlInOx.

8. Procédé de fabrication d'un émetteur de lumière, ce procédé comprenant les étapes suivantes : on forme une première couche semiconductrice (64) ayant un premier type de dopage, - on forme au moins une couche active (71) sur cette première couche semiconductrice, cette couche active comprenant une couche d'encapsulation (70), qui 25 est faite d'un matériau semiconducteur, et au moins une boîte quantique (68) qui est placée dans cette couche d'encapsulation, et on forme une deuxième couche semiconductrice (62) ayant un deuxième type de dopage, 30 opposé au premier type, sur la couche active, 20ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes suivantes : on grave la deuxième couche semiconductrice (62) et la couche active (71) de façon à pouvoir oxyder latéralement la couche d'encapsulation (70), et on oxyde latéralement cette couche d'encapsulation.

9. Procédé de fabrication d'un émetteur de lumière, cet émetteur de lumière comprenant une cavité résonante (36-42) qui est faite d'un matériau semiconducteur non intentionnellement dopé et qui est délimitée par des premier et deuxième miroirs (34, 46) qui sont faits à partir de matériaux semiconducteurs, le premier miroir ayant un premier type de dopage, le deuxième miroir ayant un deuxième type de dopage, opposé au premier type, ce procédé comprenant les étapes suivantes . - on forme le premier miroir (34), - on forme une première partie (36) de la cavité résonante sur ce premier miroir, - on forme au moins une couche active (37) sur cette partie de la cavité résonante, cette couche active comprenant une couche d'encapsulation (40), qui est faite d'un matériau semiconducteur, et un ensemble de boîtes quantiques (38) qui sont placées dans cette couche d'encapsulation, - on forme une deuxième partie (42) de la cavité résonante sur la couche active, on forme le deuxième miroir (46) sur cette deuxième partie de la cavité résonante,on grave le deuxième miroir, la deuxième partie de la cavité résonante et la couche active de façon à pouvoir oxyder latéralement la couche d'encapsulation, et on oxyde latéralement cette couche d'encapsulation.

10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel - on forme en outre, au dessus de la cavité 10 résonante, une autre couche semiconductrice (44), on grave aussi cette autre couche semiconductrice, de façon à pouvoir l'oxyder latéralement et l'on oxyde latéralement la périphérie de cette autre couche semiconductrice.

11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel la ou les boîtes quantiques (38, 68, 108) sont formées selon le mode de croissance de Stranski-Krastanov. 15 20