FR3000611A1 - Dispositif optoelectronique a microfils ou nanofils - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un dispositif optoélectronique comprenant des microfils ou nanofils dont chacun comprend au moins une portion active (34, 39) entre deux portions isolées (32, 36, 40), la portion active étant à flancs inclinés ou ayant un diamètre différent du diamètre d'au moins l'une des deux portions isolées.

Description

B12118 1 DISPOSITIF OPTOÉLECTRONIQUE À MICROFILS OU NANOFILS Domaine La présente description concerne de façon générale les dispositifs optoélectroniques comprenant des microfils ou nanofils semiconducteurs et leurs procédés de fabrication.
Par dispositifs optoélectroniques, on entend des dispositifs adaptés à effectuer la conversion d'un signal électrique en un rayonnement électromagnétique ou inversement, et notamment des dispositifs dédiés à la détection, la mesure ou l'émission d'un rayonnement électromagnétique ou des dispositifs dédiés à des applications photovoltaïques. Exposé de l'art antérieur On s'intéresse plus particulièrement ici à l'amélioration des dispositifs optoélectroniques à microfils ou nanofils de types radiaux comprenant une zone active formée à la périphé15 rie d'un microfil ou nanofil. Les microfils ou les nanofils considérés ici comprennent un matériau semiconducteur comportant majoritairement un élément du groupe III et un élément du groupe V (par exemple du nitrure de gallium GaN), appelé par la suite composé III-V. 20 De tels dispositifs sont par exemple décrits dans la demande de brevet français non publiée N° 12/58729 déposée le 18 septembre 2012.
B12118 2 Résumé Ainsi, on prévoit ici un dispositif optoélectronique comprenant des microfils ou nanofils dont chacun comprend au moins une portion active entre deux portions isolées, la portion active étant à flancs inclinés ou ayant un diamètre différent du diamètre d'au moins l'une des deux portions isolées. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend une alternance de portions isolées et de portions actives, les différentes portions actives ayant des diamètres différents.
Selon un mode de réalisation, chaque portion active est entourée d'une couche active et d'une couche d'électrode. Selon un mode de réalisation, au moins deux portions actives ont des flancs orientés selon des plans cristallins différents.
Selon un mode de réalisation, les couches actives entourant au moins deux portions actives sont adaptées à émettre ou capter de la lumière à des longueurs d'onde différentes. Selon un mode de réalisation, chaque couche active comprend une structure à puits quantiques multiples.
Selon un mode de réalisation, les portions isolées et les portions actives comprennent majoritairement un composé III-V. Selon un mode de réalisation, le composé III-V est un composé III-N, notamment choisi parmi le groupe comprenant le 25 nitrure de gallium, le nitrure d'aluminium, le nitrure d'indium, le nitrure de gallium et d'indium, le nitrure de gallium et d'aluminium et le nitrure de gallium, d'aluminium et d'indium. Selon un mode de réalisation, chaque portion isolée est entourée d'une couche de matériau diélectrique ayant une 30 épaisseur comprise entre une monocouche atomique et 10 nm. Selon un mode de réalisation, la hauteur totale de chaque portion de chaque microfil ou nanofil est supérieure ou égale à 500 nm. Selon un mode de réalisation, la portion la plus 35 éloignée du support est une portion isolée.
B12118 3 Il est également prévu un procédé de fabrication d'un dispositif optoélectronique tel que défini précédemment dans lequel les portions isolées sont réalisées dans un réacteur avec des premières proportions de précurseurs de composés III-V et un dopant tel que le silicium, et dans lequel la portion active est réalisée dans le même réacteur dans des conditions différentes de fonctionnement et avec un taux de dopant plus faible que celui des portions isolées ou nul. Selon un mode de réalisation, la portion active est 10 réalisée avec des pressions de fonctionnement plus faibles que les portions isolées. Selon un mode de réalisation, la portion active est réalisée avec des proportions de précurseurs des composés III-V distinctes de celles des portions isolées. 15 Brève description des dessins Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : 20 la figure 1 est une coupe, partielle et schématique, d'un dispositif optoélectronique à microfils ou nanofils ; la figure 2 est une coupe, partielle et schématique, d'un mode de réalisation d'un dispositif optoélectronique à microfils ou nanofils ; et 25 la figure 3 est une coupe, partielle et schématique, d'une variante de réalisation d'un dispositif optoélectronique à microfils ou nanofils. Description détaillée Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été 30 désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, comme cela est habituel dans la représentation des circuits électroniques, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. En outre, seuls les éléments utiles à la compréhension de la présente description ont été représentés et seront 35 décrits. En particulier, les moyens de commande des dispositifs B12118 4 optoélectroniques décrits ci-après sont à la portée de l'homme de l'art et ne sont pas décrits. Dans la suite de la description, sauf indication contraire, les termes "sensiblement", "environ" et "de l'ordre de" signifient "à 10 % près". En outre, on entend par "composé principalement constitué d'un matériau" ou "composé à base d'un matériau" qu'un composé comporte une proportion supérieure ou égale à 95 % dudit matériau, cette proportion étant préférentiellement supérieure à 99 %.
Le terme "microfil" ou "nanofil" désigne une structure tridimensionnelle de forme allongée dont au moins deux dimensions, appelées dimensions mineures, sont comprises entre 5 nm et 2,5 pin, de préférence entre 50 nm et 2,5 gm, la troisième dimension, appelée dimension majeure, étant au moins égale à 1 fois la plus grande des dimensions mineures, de préférence au moins 5 fois et encore plus préférentiellement au moins 10 fois. Dans certains modes de réalisation, les dimensions mineures peuvent être inférieures ou égales à environ 1000 nm, de préférence comprises entre 100 nm et 300 nm. Dans certains modes de réalisation, la hauteur de chaque microfil ou nanofil peut être supérieure ou égale à 500 nm, de préférence comprise entre 1 gm et 50 gm. La section droite des microfils ou nanofils peut avoir différentes formes, telles que, par exemple, une forme ovale, circulaire ou polygonale, notamment triangulaire, rectangulaire, carrée ou hexagonale. Ainsi, on comprendra que, quand on mentionne ici le "diamètre" d'un microfil ou nanofil ou d'une couche déposée sur ce microfil ou nanofil, il s'agit d'une grandeur associée au périmètre de la structure visée, correspondant, par exemple, au diamètre du disque ayant la même surface que la section droite du fil. Les microfils ou nanofils peuvent être, au moins en partie, formés à partir de matériaux semiconducteurs comportant majoritairement un composé III-V, par exemple des composés III-35 N. Des exemples d'éléments du groupe III comprennent le gallium B12118 (Ga), l'indium (In) ou l'aluminium (A1). Des exemples de composés III-N sont GaN, AIN, InN, InGaN, AlGaN ou AlInGaN. D'autres éléments du groupe V peuvent également êtres utilisés, par exemple, le phosphore ou l'arsenic. De façon générale, les 5 éléments dans le composé III-V peuvent être combinés avec différentes fractions molaires. Dans certains modes de réalisation, les microfils ou nanofils peuvent comprendre un dopant parmi le groupe comprenant un dopant de type P du groupe II, par exemple, du magnésium (Mg), du zinc (Zn), du cadmium (Cd) ou du mercure (Hg), un dopant du type P du groupe IV, par exemple du carbone (C) ou un dopant de type N du groupe IV comprenant, par exemple, le silicium (Si), le germanium (Ge), le sélénium (Se), le souffre (S), le terbium (Tb) et l'étain (Sn).
Les microfils ou nanofils sont formés sur une face d'un substrat. Le substrat peut correspondre à une structure monobloc ou correspondre à une couche recouvrant un support constitué d'un autre matériau. Le substrat est, par exemple, un substrat semiconducteur, tel qu'un substrat en silicium, en germanium, en carbure de silicium, en un composé III-V, tel que du GaN ou du GaAs, ou un substrat en ZnO. Le substrat peut être en un matériau conducteur, par exemple en métal, ou en un matériau isolant, par exemple en saphir, en verre ou en céramique.
Un traitement peut être appliqué au substrat pour favoriser la croissance des microfils ou nanofils à des emplacements déterminés. Un exemple de traitement consiste à recouvrir le substrat d'une couche, appelée couche de nucléation, d'un matériau favorisant la croissance des microfils ou nanofils. Un autre exemple de traitement comprend le dépôt sur le substrat ou sur la couche de nucléation d'une couche d'un matériau diélectrique, la formation d'ouvertures dans la couche du matériau diélectrique pour exposer des parties du substrat ou de la couche de nucléation et la croissance des microfils ou nanofils sur les parties du substrat ou de la couche de B12118 6 nucléation exposées, comme cela est décrit dans le document US 7 829 443. Un autre exemple de traitement comprend le dépôt sur le substrat d'une couche comprenant des portions d'un matériau favorisant chacune la croissance d'un microfil ou nanofil d'un composé III-V selon la polarité de l'élément du groupe V séparées par une région d'un matériau favorisant la croissance du composé III-V selon la polarité de l'élément du groupe III, comme cela est décrit dans la demande de brevet non publiée N°12/58729. Un autre exemple de traitement comprend la formation, sur le substrat, de plots d'un matériau favorisant la croissance des microfils ou nanofils et la réalisation d'un traitement de protection des parties de la surface du substrat non recouvertes par les plots pour y empêcher la croissance de microfils ou nanofils, comme cela est décrit dans la demande de brevet non publiée N°12/60232. Le procédé de croissance des microfils ou nanofils peut être un procédé du type dépôt chimique en phase vapeur organométallique (MOCVD, acronyme anglais pour Metal-Organic Chemical Vapor Deposition), également connu sous le nom d'épitaxie organométallique en phase vapeur (ou OMVPE, acronyme anglais pour Organo-Metallic Vapor Phase Epitaxy). Toutefois, des procédés tels que l'épitaxie par jet moléculaire (MBE, acronyme anglais pour Molecular-Beam Epitaxy), la MBE à source de gaz (GSMBE), MBE organométallique (MOMBE), l'épitaxie par couche atomique (ALE, acronyme anglais pour Atomic Layer Epitaxy) ou l'épitaxie hybride en phase vapeur (HVPE, acronyme anglais pour Hybrid Vapor Phase Epitaxy) peuvent être utilisés. A titre d'exemple, le procédé peut comprendre l'injection dans un réacteur d'un précurseur d'un élément du groupe III 30 et d'un précurseur d'un élément du groupe V. Des exemples de précurseurs d'éléments du groupe III sont le triméthylgallium (TMGa), le triéthylgallium (TEGa), le triméthylindium (TMIn) ou le triméthylaluminium (TMA1). Des exemples de précurseurs d'éléments du groupe V sont l'ammoniac (NH3), le tertiarybutyl35 phoshine (TBT) ou l'arsine (AsH3).
B12118 7 Un précurseur d'un élément supplémentaire peut être ajouté aux précurseurs du composé III-V. L'élément supplémentaire peut être le silicium (Si). Un exemple de précurseur du silicium est le silane (SiH4). La présence du précurseur de l'élément supplémentaire conduit à l'incorporation de l'élément supplémentaire dans le composé III-V pour doper ce composé III-V mais également à la formation d'une couche d'un matériau diélectrique principalement constitué de l'élément supplémentaire et de l'élément du groupe V sur les flancs latéraux des cristaux en croissance du composé III-V. La concentration de l'élément supplémentaire dans le composé III-V est comprise entre 1018 et 1021 atomes/cm-3. La couche du matériau diélectrique a une épaisseur comprise entre une monocouche atomique et 10 nm. Dans le cas où le composé III-V est du GaN et l'élément supplémentaire est du silicium, le GaN est dopé de type N et sera appelé ici n+GaN et la couche de matériau diélectrique est du nitrure de silicium SiN, éventuellement sous forme stoechiométrique, Si3N4. La figure 1 est une coupe, partielle et schématique, 20 d'un dispositif optoélectronique 10 réalisé à partir de nanofils ou de microfils tels que décrits précédemment et adapté à émettre un rayonnement électromagnétique. Le dispositif 10 comprend, du bas vers le haut en figure 1 : 25 une première électrode de polarisation 12 ; un substrat 14, par exemple semiconducteur, compre- nant des faces parallèles 16 et 18, la face 16 étant au contact de l'électrode 12 ; la face 18 est éventuellement traitée de façon à favoriser la croissance de microfils ou de nanofils de 30 l'une des nombreuses façons connues dans la technique ; des microfils ou nanofils (trois microfils ou nanofils étant représentés) de hauteur H1, chaque microfil ou nanofil comprenant une portion inférieure 22 de hauteur H2, en contact avec le substrat, et une portion supérieure 24 de hauteur H3 ; B12118 8 une couche isolante 23 recouvrant la périphérie de chaque portion inférieure 22 ; et une couche active 26 recouvrant chaque portion supé- rieure 24 et une couche de seconde électrode 27 recouvrant 5 chaque couche active 26. Le substrat 14 est, par exemple, un substrat semiconducteur, tel qu'un substrat en silicium. Le substrat 14 peut être dopé d'un premier type de conductivité, par exemple de type N. 10 L'électrode 12 peut correspondre à une couche conduc- trice qui s'étend sur la face 16 du substrat 14. Le matériau formant l'électrode 12 peut être, par exemple, du siliciure de nickel (NiSi), de l'aluminium (Al) ou du titane (Ti). Chaque microfil ou nanofil 22-24 est une structure 15 semiconductrice allongée dans la direction sensiblement perpendiculaire à la face 18. Chaque microfil ou nanofil 22-24 peut avoir une forme générale cylindrique allongée à base hexagonale. Le diamètre moyen de chaque microfil ou nanofil 22-24 peut être compris entre 50 nm et 2,5 fun et la hauteur H1 de chaque micro- 20 fil ou nanofil 22-24 peut être comprise entre 1 pm et 50 gm. La portion inférieure 22 de chaque nanofil ou microfil est principalement constituée d'un composé III-N, par exemple du nitrure de gallium, dopé par exemple au silicium. Le pourtour de la portion inférieure 22 est recouvert par la couche de 25 diélectrique 23, par exemple du SiN, sur une hauteur H2. La hauteur H2 peut être comprise entre 500 nm et 25 pin. La couche de matériau diélectrique 23 a une épaisseur comprise entre une monocouche atomique et 10 nm. La portion supérieure 24 de chaque microfil ou 30 nanofil, est par exemple au moins partiellement réalisée dans un composé III-N, par exemple du nitrure de gallium. La portion supérieure 24 peut être dopée du premier type de conductivité, par exemple de type N ou ne pas être dopée. Dans le cas d'un microfil ou nanofil composé 35 principalement de GaN, la structure cristalline du microfil ou B12118 9 nanofil peut être du type wurtzite, le microfil ou nanofil s'étendant selon l'axe C. La couche active 26 est la couche depuis laquelle est émise la majorité du rayonnement fourni par le dispositif 10 ou 5 dans laquelle est capturée la majorité du rayonnement capturé par le dispositif. La couche active 26 peut comporter des moyens de confinement, tels que des puits quantiques multiples. Elle est, par exemple, constituée d'une alternance de couches de GaN et de InGaN ayant des épaisseurs respectives de 5 à 20 nm (par 10 exemple 8 nm) et de 1 à 10 nm (par exemple 2,5 nm). Entre la couche active 26 et la couche d'électrode 27, on peut prévoir des couches d'interface non représentées, à savoir une couche de blocage d'électrons en nitrure de gallium et d'aluminium (A1GaN) de type de conductivité opposé à celui du 15 GaN de la couche active, et une couche supplémentaire d'amélioration du contact électrique, par exemple en nitrure de gallium (GaN) fortement dopée, par exemple de type P et qui est appelée p++GaN. La deuxième électrode 27 est adaptée à assurer la 20 polarisation électrique de chaque portion et à laisser passer le rayonnement électromagnétique émis ou reçu par le dispositif. Le matériau formant l'électrode 27 peut être un matériau semitransparent tel que de l'oxyde d'indium-étain (ou ITO, acronyme anglais pour Indium Tin Oxide) ou de l'oxyde de zinc dopé à 25 l'aluminium. A titre d'exemple de formation de la portion inférieure 22 des microfils ou nanofils, dans le cas où cette portion inférieure est en GaN dopé au silicium, un procédé du type MOCVD peut être mis en oeuvre par injection dans un 30 réacteur MOCVD, de type douchette, d'un gaz précurseur du gallium, par exemple le triméthylgallium (TMGa) et d'un gaz précurseur de l'azote, par exemple l'ammoniac (NH3). A titre d'exemple, on peut utiliser un réacteur MOCVD 3x2", de type douchette, commercialisé par la société AIXTRON. Un rapport de 35 flux moléculaires entre le triméthylgallium et l'ammoniac dans B12118 10 la gamme 5-200, de préférence dans la gamme 10-100, permet de favoriser la croissance de microfils et nanofils. A titre d'exemple, un gaz porteur qui assure la diffusion des organométalliques jusque dans le réacteur vient se charger en organométalliques dans un bulleur de TMGa. Celui-ci est réglé selon les conditions standard de fonctionnement. Un flux de 60 sccm (centimètres cubes standard par minute) est, par exemple choisi pour le TMGa, tandis qu'un flux de 300 sccm est utilisé pour le NH3 (bouteille standard de NH3). On utilise une pression d'environ 800 mbar (800 hPa). En outre, du silane est injecté dans le réacteur MOCVD, matériau précurseur du silicium. Le silane peut être dilué dans de l'hydrogène à 1000 ppm et l'on apporte un flux de 20 sccm. La température dans le réacteur est, par exemple, comprise entre 950°C et 1100°C, de préférence entre 990°C et 1060°C. Pour transporter les espèces de la sortie des bulleurs aux deux plénums du réacteur, on utilise un flux de gaz porteur, par exemple du N2, de 2000 sccm réparti dans les deux plénums. Pour la croissance de la portion supérieure 24 de chaque microfil ou nanofil sur la hauteur H3, à titre d'exemple, les conditions de fonctionnement du réacteur MOCVD décrites précédemment sont maintenues à l'exception du fait que le flux de silane dans le réacteur est réduit, par exemple d'un facteur supérieur ou égal à 10, ou arrêté. Le dépôt de la couche active 26 est réalisé de telle sorte qu'il ne se produit que sur la portion supérieure 24 du nanofil et pas sur la portion inférieure 22 recouverte de la couche de diélectrique 23. De même, la couche ou l'ensemble de couches de l'électrode 27 ne se dépose que sur la couche active 26 et pas sur le diélectrique 23.
Le dispositif décrit en figure 1 fonctionne convena- blement mais présente divers inconvénients, notamment du fait que l'émission ou la réception associée aux portions de couches actives radiales est partiellement écrantée par la présence des microfils ou nanofils voisins.
B12118 11 De plus, on souhaite parfois réaliser des dispositifs ayant un large spectre de longueurs d'onde d'émission ou de réception. La figure 2 représente un mode de réalisation d'un 5 dispositif optoélectronique palliant les inconvénients susmentionnés, et notamment pouvant avoir un large spectre d'émission ou de réception, et ayant une plus forte qualité d'émission ou de réception vers le haut. Ce dispositif est élaboré à partir d'un microfil ou nanofil comportant une alternance de portions 10 isolées et de portions actives, les diverses portions actives ayant des diamètres différents. Le dispositif de la figure 2 comprend un microfil ou nanofil constitué de portions successives : une portion inférieure 32 isolée, recouverte d'une 15 couche isolante 33, similaire à la portion inférieure 22, 23 décrite précédemment, par exemple en n+GaN ; une portion 34, dite "portion active" ayant un diamètre supérieur à celui de la portion isolée inférieure 32 ; une deuxième portion isolée 36, revêtue d'une couche 20 isolante 37, similaire à la portion inférieure 32 ; une nouvelle portion active 39 de diamètre supérieur à celui de la deuxième portion isolée 36, et de préférence inférieur à celui de la portion active 34 ; et à nouveau une portion isolée 40, revêtue d'une couche 25 diélectrique 41, similaire à la portion inférieure 32, 33. Les portions actives 34, 39 sont revêtues de couches actives, respectivement 43, 44, elles-mêmes revêtues d'une structure d'électrode 46, 47. En raison des diamètres différents des portions 30 actives 34, 39, les dépôts de couches actives se font selon des épaisseurs et/ou des proportions de matériaux différentes. Notamment, dans le cas où les couches actives comprennent une structure à puits quantiques comprenant une alternance de couches de GaN et de InGaN, la proportion d'indium est modifiée B12118 12 quand le dépôt s'effectue sur des structures de diamètres différents. Il en résulte que les longueurs d'onde d'émission liées aux couches actives 43 formées sur la portion active 34 seront différentes de celles des couches actives 44 formées sur la portion active 39. Par exemple, dans le cas de couches actives à base de puits quantiques multiples comprenant une alternance de couches de InGaN et de couches de GaN, la couche active formée sur la portion 34, d'un diamètre d'environ 2,5 pin, émet à une longueur d'onde de 440 nm (dans le bleu) tandis que la couche active formée sur la portion 39, de diamètre 1,5 gm, émet à une longueur d'onde plus élevée, par exemple 520 nm. On peut ainsi obtenir un dispositif ayant des propriétés d'émission ou de réception large bande. En particulier, le spectre d'émission ou de réception obtenu peut être caractéristique d'une lumière blanche. Par rapport à un dispositif optoélectronique comprenant des microfils ou nanofils émettant de la lumière bleue et une couche à base de phosphore absorbant une partie de la lumière bleue et émettant de la lumière jaune, de sorte que de le spectre global d'émission du dispositif optoélectronique soit proche de celui de la lumière blanche, le dispositif optoélectronique selon le présent mode de réalisation ne nécessite pas de couche de phosphore pour fournir de la lumière blanche.
En outre, si le diamètre de la portion active infé- rieure 34 est supérieur au diamètre de la portion active supérieure 39, on comprendra que l'émission vers le haut ou la réception de la lumière provenant du haut sera améliorée par rapport au cas de la structure de la figure 1.
Divers procédés peuvent être utilisés pour former des portions actives 34, 39 de nanofils ou microfils de GaN ayant des diamètres différents de celui des portions isolées 32, 36 de n+GaN sur lesquelles elles sont formées. Pour cela, si on forme les portions isolées 32, 36 par le procédé décrit précédemment, on modifie des paramètres de fonctionnement du réacteur pour la B12118 13 formation des portions actives de microfils ou nanofils 34, 39. Selon un mode de réalisation, la pression est modifiée et/ou la composition relative des précurseurs d'éléments du groupe III et des précurseurs d'éléments du groupe V est modifiée. Plus précisément, une diminution de la pression dans le réacteur lors de la formation d'une portion active par rapport à la pression utilisée pour la formation de la portion isolée sous-jacente entraîne une augmentation du diamètre de la portion active par rapport à la portion isolée sous-jacente. En outre, une augmentation du ratio entre le flux de gaz du précurseur de l'élément du groupe V et le flux de gaz du précurseur de l'élément du groupe III par rapport au ratio utilisé pour la formation de la portion isolée sous-jacente entraîne une augmentation du diamètre de la portion active par rapport à la portion isolée sous-jacente. On note que, si la variation des paramètres est brutale, il se présente un palier de diamètre brutal. Par contre, si cette variation de paramètre est progressive, il peut exister une zone intermédiaire conique entre les portions de microfils ou de nanofils de diamètre distincts. Cette zone intermédiaire conique est constituée de plans semi-polaires. Selon un mode de réalisation, chaque nanofil ou microfil peut comprendre une portion active entre deux portions isolées correspondant à une portion conique à flancs inclinés.
A titre d'exemple, la hauteur de chacune des portions 32, 34, 36, 39 et 40 est de l'ordre de 2 à 6 fun et le diamètre de chacune des portions est : pour les portions isolées 32, 36 et 40 : diamètre de 100 nm à 2,5 um, par exemple 1 um. Ces portions sont réalisées 30 avec une pression dans le réacteur relativement élevée, par exemple 800 mbar (0,08 MPa) ; pour la portion active 34 : diamètre de 150 nm à 4 pin, par exemple 2,5 pm. Cette portion peut être réalisée en diminuant la pression à une valeur inférieure à 800 mbar, par 35 exemple 200 mbar (0,02 MPa).
B12118 14 pour la portion active 39 : diamètre inférieur (ou éventuellement égal) à celui de la portion 34, donc compris entre 150 nm et 4 pin, par exemple 1,75 gm. Dans ce cas, la pression dans le réacteur doit être comprise entre celles utilisées pour la portion 34 et les portions 32, 36, 40, par exemple une valeur de 400 mbars. On note que, dans le mode de réalisation de la figure 2, les épaisseurs de l'ensemble de la couche active et de la couche d'électrode et les distances entre les portions de micro ou nanofils 34, 39 sont telles que les couches d'électrode 46 et 47 ne se rejoignent pas de sorte que l'on peut polariser différemment les couches actives correspondantes. Ceci ne correspond qu'à un mode de réalisation du dispositif décrit. La figure 3 représente une variante dans laquelle les diverses dimensions sont choisies de sorte que les couches d'électrodes 46 et 47 constituent une électrode unique 50 de sorte que l'on peut appliquer une même polarisation à l'ensemble des couches actives du dispositif. De plus, dans le mode de réalisation de la figure 3, on n'a pas représenté de portion isolée supérieure correspondant à la portion isolée 40 de la figure 2. Il en résulte une émission favorisée vers le haut. Il est connu que les couches actives déposées horizontalement sur les microfils ou nanofils ont une longueur d'onde d'émission/réception distincte de celle des couches actives radiales.
Ceci peut contribuer, si on le souhaite, à l'augmentation du spectre de longueur d'onde de fonctionnement du dispositif. En outre, lorsque les microfils ou nanofils sont suffisamment proches les uns des autres, les électrodes 50 peuvent être au moins en partie jointives au niveau des portions actives les plus proches du support. De plus, on a représenté en figures 2 et 3 deux portions actives susceptibles d'être revêtues de couches actives et de couches d'électrode. Ce nombre de régions peut être multiplié.
B12118 15 En outre, on a représenté sur les figures des modes de réalisation dans lesquels les microfils ou nanofils, recouverts d'une première électrode, sont formés sur une première face d'un support tandis qu'une deuxième électrode est formée sur une deuxième face du support, opposée à la première face. Toutefois, il est clair que la deuxième électrode peut être prévue du côté de la première face. De plus, bien que, dans les modes de réalisation décrits précédemment, chaque microfil ou nanofil comprenne une portion passivée 32, à la base du microfil ou nanofil en contact avec la face 18, cette portion passivée 32 peut ne pas être présente. En outre, bien que les modes de réalisation décrits précédemment concernent des composés III-V, ce qui a été décrit peut également être mise en oeuvre pour la fabrication de composés II-VI (par exemple l'oxyde de zinc ZnO) comprenant un matériau semiconducteur comportant majoritairement un élément du groupe II et un élément du groupe VI. Bien que l'on ait décrit divers modes de réalisation 20 d'un dispositif optoélectronique large bande, on comprendra que chaque élément de ces divers modes de réalisation peut être combiné de façon différente avec les autres éléments.

Claims (14)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif optoélectronique comprenant des micro-fils ou nanofils dont chacun comprend au moins une portion active (34, 39) entre deux portions isolées (32, 36, 40), la portion active étant à flancs inclinés ou ayant un diamètre différent du diamètre d'au moins l'une des deux portions isolées.
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, comprenant une alternance de portions isolées (32, 36, 40) et de portions actives (34, 39), les portions actives ayant des diamètres différents.
  3. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel chaque portion active (34, 39) est entourée d'une couche active (43, 44) et d'une couche d'électrode (46, 47).
  4. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, dans 15 lequel au moins deux portions actives (34, 39) ont des flancs orientés selon des plans cristallins différents.
  5. 5. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel les couches actives (43, 44) entourant au moins deux portions actives (34, 39) sont adaptées à émettre ou capter de la lumière 20 à des longueurs d'onde différentes.
  6. 6. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel chaque couche active (43, 44) comprend une structure à puits quantiques multiples.
  7. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- 25 cations 1 à 6, dans lequel les portions isolées (32, 36, 40) et les portions actives (34, 39) comprennent majoritairement un composé III-V.
  8. 8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le composé III-V est un composé III-N, notamment choisi parmi le 30 groupe comprenant le nitrure de gallium, le nitrure d'aluminium, le nitrure d'indium, le nitrure de gallium et d'indium, le nitrure de gallium et d'aluminium et le nitrure de gallium, d'aluminium et d'indium.B12118 17
  9. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel chaque portion isolée (32, 36, 40) est entourée d'une couche (33, 37) de matériau diélectrique ayant une épaisseur comprise entre une monocouche atomique et 10 nm.
  10. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel la hauteur totale de chaque portion (32, 36, 40, 34, 39) de chaque microfil ou nanofil est supérieure ou égale à 500 nm.
  11. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 10, dans lequel la portion la plus éloignée du support (14) est une portion isolée (40).
  12. 12. Procédé de fabrication d'un dispositif optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 dans lequel les portions isolées sont réalisées dans un réacteur avec des premières proportions de précurseurs de composés III-V et un dopant tel que le silicium, et dans lequel la portion active est réalisée dans le même réacteur dans des conditions différentes de fonctionnement et avec un taux de dopant plus faible que celui des portions isolées ou nul.
  13. 13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel la portion active est réalisée avec des pressions de fonctionnement plus faibles que les portions isolées.
  14. 14. Procédé selon la revendication 12, dans lequel la 25 portion active est réalisée avec des proportions de précurseurs des composés III-V distinctes de celles des portions isolées.
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