FR3045208A1 - Dispositif optoelectronique a diode electroluminescente a extraction de lumiere augmentee - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif optoélectronique (10) comprenant un empilement de couches semiconductrices (20, 22, 24) formant au moins une diode électroluminescente, les flancs latéraux dudit empilement comprenant des créneaux (34).
Description
DISPOSITIF OPTOÉLECTRONIQUE À DIODE ÉLECTROLUMINESCENTE À EXTRACTION DE LUMIÈRE AUGMENTÉE
Domaine
La présente demande concerne un dispositif optoélectronique, notamment pour un système d'éclairage, comprenant au moins une diode électroluminescente, et son procédé de fabrication.
Exposé de l'art antérieur
Un dispositif optoélectronique comprenant au moins une diode électroluminescente peut être formé par 1 ' empilement de couches semiconductrices sur un substrat, cet empilement étant ensuite découpé en dispositifs individuels. La diode électroluminescente est dite à structure bidimensionnelle lorsqu'elle est formée par un empilement de couches semiconductrices sensiblement planes qui délimite au moins une face supérieure, une face inférieure opposée à la face supérieure, et des flancs latéraux reliant les faces inférieure et supérieure. On appelle face d'émission la face du dispositif optoélectronique parmi la face supérieure ou inférieure au travers de laquelle s'échappe une partie de la lumière émise par la diode électroluminescente et perçue par un observateur ou un capteur.
La diode électroluminescente comprend généralement une couche active qui correspond à la région de la diode électroluminescente depuis laquelle est émise la majorité du rayonnement électromagnétique fourni par la diode électroluminescente. La couche active comprend, par exemple, un puits quantique unique ou des puits quantiques multiples et peut elle-même comprendre un empilement de couches semiconductrices.
On appelle facteur d'extraction le rapport entre la quantité de lumière émise par la diode électroluminescente et la quantité de lumière qui s'échappe hors du dispositif optoélectronique. Le facteur d'extraction est inférieur strictement à 1. En effet, en raison notamment des indices optiques des matériaux composant le dispositif optoélectronique, une partie de la lumière émise par la diode électroluminescente reste confinée dans le dispositif optoélectronique et est finalement absorbée par les couches semiconductrices ou par le substrat.
Il est connu de former des irrégularités sur la face d'émission du dispositif optoélectronique pour en augmenter le facteur d'extraction. Ces irrégularités sont formées aux dernières étapes du procédé de fabrication du dispositif optoélectronique, par exemple juste avant la séparation des dispositifs individuels.
Toutefois, il serait souhaitable d'augmenter encore davantage le facteur d'extraction des dispositifs optoélectroniques actuels. Résumé
Ainsi, un objet d'un mode de réalisation est de pallier au moins en partie les inconvénients des dispositifs optoélectroniques à diodes électroluminescentes et de leurs procédés de fabrication décrits précédemment.
Un autre objet d'un mode de réalisation est que les dispositifs optoélectroniques à diodes électroluminescentes puissent être formés à une échelle industrielle et à bas coût.
Ainsi, un mode de réalisation prévoit un dispositif optoélectronique comprenant un empilement de couches semi-conductrices formant au moins une diode électroluminescente, les flancs latéraux dudit empilement comprenant des créneaux.
Selon un mode de réalisation, ledit empilement comprend une couche active, d'où est émise la majorité du rayonnement électromagnétique fourni par le dispositif, prise en sandwich entre des première et deuxième couches semiconductrices dopées de types de conductivité opposés.
Selon un mode de réalisation, les créneaux sont parallèles.
Selon un mode de réalisation, les créneaux ont un profil périodique dans un plan perpendiculaire à la direction d'empilement.
Selon un mode de réalisation, les créneaux ont, dans un plan perpendiculaire à la direction d'empilement, un profil sinusoïdal, triangulaire, trapézoïdale ou rectangulaire.
Selon un mode de réalisation, le pas des créneaux est compris entre 50 nm et 100 pm dans un plan perpendiculaire à la direction d'empilement.
Selon un mode de réalisation, le dispositif optoélectronique comprend, en outre, une première couche conductrice recouvrant une face dudit empilement, les flancs latéraux de la première couche n'étant pas dans le prolongement des flancs latéraux dudit empilement selon la direction d'empilement, les flancs latéraux de la première couche comprenant des créneaux.
Selon un mode de réalisation, le dispositif optoélectronique comprend, en outre, une deuxième couche conductrice au moins en partie en vis-à-vis de la première couche selon la direction d'empilement, les flancs latéraux de la deuxième couche n'étant pas dans le prolongement des flancs latéraux de la première couche selon la direction d'empilement, les flancs latéraux de la deuxième couche comprenant des créneaux.
Un autre mode de réalisation prévoit un procédé de fabrication du dispositif optoélectronique tel que défini précédemment, comprenant les étapes suivantes : faire croître 1'empilement de couches semi-conductrices ; et graver au moins certaines des couches dudit empilement sur toute leur épaisseur pour former les flancs latéraux comprenant des créneaux.
Brève description des dessins
Ces 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 : les figures 1 à 4 décrivent des modes de réalisation d'un dispositif optoélectronique comprenant au moins une diode électroluminescente ; la figure 5 est une vue de dessus, partielle et schématique, du dispositif optoélectronique représenté en figure 1 ; les figures 6 à 9 représentent, de façon partielle et schématique, des modes de réalisation du profil des flancs latéraux des couches semiconductrices d'un dispositif optoélectronique ; les figures 10 et 11 représentent, de façon partielle et schématique, des modes de réalisation d'un profil des flancs latéraux de deux couches superposées d'un dispositif optoélectronique ; les figures 12 à 14 représentent, de façon partielle et schématique, des modes de réalisation d'un profil des flancs latéraux de trois couches superposées d'un dispositif optoélectronique ; la figure 15 représente des courbes d'évolution de la luminance fournie par un dispositif optoélectronique comprenant une diode électroluminescente en fonction de la tension appliquée à la diode électroluminescente pour différentes structures du dispositif optoélectronique ; la figure 16 représente des courbes d'évolution du rendement d'un dispositif optoélectronique comprenant une diode électroluminescente en fonction de la densité de courant traversant la diode électroluminescente pour différentes structures du dispositif optoélectronique ; la figure 17 représente un mode de réalisation d'un système optoélectronique comprenant le dispositif optoélectronique de la figure 1 ; et les figures 18A à 18F représentent les structures obtenues à des étapes successives d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication du dispositif optoélectronique représenté en figure 1.
Description détaillée
Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été 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 sont décrits. En particulier, les circuits d'un dispositif optoélectronique comprenant une diode électroluminescente sont bien connus 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, de préférence à 5 % près.
Selon un mode de réalisation, il est prévu de former des stries, également appelées créneaux ou cannelures, sur les flancs latéraux du dispositif optoélectronique pour augmenter l'extraction de lumière par les flancs latéraux.
Les figures 1 à 4 représentent des modes de réalisation d'un dispositif optoélectronique comprenant une diode électroluminescente composée d'un empilement de couches semiconductrices et dont les flancs latéraux comprennent des stries.
La figure 1 représente un mode de réalisation d'un dispositif optoélectronique 10 comprenant : un substrat 12 au moins partiellement transparent comprenant des première et deuxième faces 14, 16 opposées ; une couche réfléchissante 18, par exemple métallique, sur la première face 14 ; une couche semiconductrice 20 dopée d'un premier type de conductivité, par exemple dopée de type N, sur la deuxième face 16, la couche semiconductrice 20 comprenant un évidement 21 ; une couche active 22 recouvrant la couche semi-conductrice 20 en dehors de l'évidement 21 ; une couche semiconductrice 24 dopée d'un deuxième type de conductivité opposé au premier type de conductivité, par exemple dopée de type P, recouvrant la couche active 22 ; une couche de contact 26, conductrice et au moins partiellement transparente, recouvrant la majorité de la couche semiconductrice 24 ; un plot de contact 28, métallique et au contact de la couche de contact 26 ; une couche de contact 30, conductrice recouvrant la majorité de la partie de la couche semiconductrice 20 au fond de l'évidement 21 ; un plot de contact 32, métallique et au contact de la couche de contact 30 ; et des créneaux 34, représentés de façon schématique par des traits verticaux, sur au moins une partie des flancs latéraux des couches 20, 22 et 24.
Dans le présent mode de réalisation, la face supérieure du dispositif optoélectronique 10 est délimitée par la couche de contact 26 et l'alimentation électrique du dispositif optoélectronique 10 est réalisée par les plots de contact 28 et 32.
Dans le présent mode de réalisation, le substrat 12 est en un matériau au moins partiellement transparent qui favorise la croissance du matériau composant la couche semiconductrice 20. Il s'agit, par exemple, de saphir. Le substrat 12 a une épaisseur comprise entre 300 pm et 2 mm.
Les couches 20, 22 et 24 sont, au moins en partie, formées à partir d'au moins un matériau semiconducteur. Selon un mode de réalisation, le matériau semiconducteur est choisi parmi le groupe comprenant les composés III-V, les composés II-VI ou les composés du groupe IV.
Les couches 20, 22 et 24 peuvent être, au moins en partie, formés à partir de matériaux semiconducteurs comportant majoritairement un composé III-V, par exemple un composé III-N. Des exemples d'éléments du groupe III comprennent le gallium (Ga) , l'indium (In) ou l'aluminium (Al). Des exemples de composés III-N sont GaN, AIN, InN, InGaN, AlGaN ou AlInGaN. D'autres éléments du groupe V peuvent également être utilisés, par exemple, le phosphore ou l'arsenic. De façon générale, les éléments dans le composé III-V peuvent être combinés avec différentes fractions molaires.
Les couches 20, 22 et 24 peuvent être, au moins en partie, formés à partir de matériaux semiconducteurs comportant majoritairement un composé II-VI. Des exemples d'éléments du groupe II comprennent des éléments du groupe IIA, notamment le béryllium (Be) et le magnésium (Mg) et des éléments du groupe IIB, notamment le zinc (Zn), le cadmium (Cd) et le mercure (Hg). Des exemples d'éléments du groupe VI comprennent des éléments du groupe VIA, notamment l'oxygène (O) et le tellure (Te). Des exemples de composés II-VI sont ZnO, ZnMgO, CdZnO, CdZnMgO, HgCdTe, CdTe ou HgTe. De façon générale, les éléments dans le composé II-VI peuvent être combinés avec différentes fractions molaires.
Les couches 20, 22 et 24 peuvent être, au moins en partie, formés à partir de matériaux semiconducteurs comportant majoritairement au moins un élément du groupe IV. Des exemples de matériaux semiconducteurs du groupe IV sont le silicium (Si), le carbone (C) , le germanium (Ge) , les alliages de carbure de silicium (SiC) , les alliages silicium-germanium (SiGe) ou les alliages de carbure de germanium (GeC).
Les couches 20, 22 et 24 peuvent comprendre un dopant. A titre d'exemple, pour des composés III-V, le dopant peut être choisi pami 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, par exemple du silicium (Si), du germanium (Ge), du sélénium (Se), du souffre (S), du terbium (Tb) ou de l'étain (Sn).
La couche de contact 26 est, par exemple, en oxyde d'indium-étain (ou ITO, acronyme anglais pour Indium Tin Oxide), en oxyde de zinc dopé ou non à l'aluminium ou au gallium, ou en graphène.
Les couches 20 et 22 ont une épaisseur entre quelques nanomètres et 10 pm.
La figure 2 représente un autre mode de réalisation d'un dispositif optoélectronique 35 comprenant une diode électroluminescente. Le dispositif optoélectronique 35 comprend l'ensemble des éléments du dispositif optoélectronique 10 représenté en figure 1 à la différence que la couche réfléchissante 18 n'est pas présente et que la couche de contact 26 est réfléchissante.
Le dispositif optoélectronique 35 comprend, en outre, un support 36 recouvert de deux bandes métalliques 38 et 40. Le plot métallique 28 est relié électriquement à la bande métallique 38 par une bille de soudure 42 et le plot métallique 32, non visible en figure 2, est relié électriquement à la bande métallique 40 par une bille de soudure 44.
Dans le présent mode de réalisation, la face supérieure du dispositif optoélectronique 35 est délimitée par le substrat 14 et l'alimentation électrique du dispositif optoélectronique 10 est réalisée par les bandes métalliques 38 et 40.
La figure 3 représente un autre mode de réalisation d'une structure d'un dispositif optoélectronique 45 comprenant une diode électroluminescente.
Le dispositif optoélectronique 45 comprend successivement : le substrat 12 qui n'est pas nécessairement transparent, et correspond, par exemple, à un substrat semiconducteur ou à un substrat métallique ; la couche de contact 26 qui est réfléchissante ; la couche semiconductrice 24 ; la couche active 22 ; la couche semiconductrice 20 ; des doigts conducteurs 46 ; le plot de contact 32 ; et les créneaux 34, représentés de façon schématique par des traits verticaux, sur au moins une partie des flancs latéraux des couches 20, 22 et 24.
Dans le présent mode de réalisation, la face supérieure du dispositif optoélectronique 45 est délimitée par la couche semiconductrice 20 et l'alimentation électrique du dispositif optoélectronique 10 est réalisée par le plot de contact 32 et éventuellement le substrat 12. Un traitement peut être prévu pour rugosifier ou texturer la face libre de la couche semiconductrice 20 afin d'augmenter l'extraction de lumière par la face supérieure du dispositif 45.
La figure 4 représente un autre mode de réalisation d'une structure d'un dispositif optoélectronique 50 comprenant une diode électroluminescente. Le dispositif optoélectronique 50 comprend l'ensemble des éléments du dispositif optoélectronique 35 représenté en figure 2 à la différence que le substrat 12 n'est pas présent.
Dans le présent mode de réalisation, la face supérieure du dispositif optoélectronique 35 est délimitée par la couche semiconductrice 20 et l'alimentation électrique du dispositif optoélectronique 10 est réalisée par les bandes métalliques 38 et 40. Un traitement peut être prévu pour augmenter la rugosité de la face libre de la couche semiconductrice 20 afin d'augmenter l'extraction de lumière par la face supérieure du dispositif 50.
Les inventeurs ont mis en évidence que la présence des créneaux 34 pemet d'augmenter la proportion de lumière qui s'échappe par les flancs latéraux du dispositif optoélectronique. La lumière ainsi extraite peut être dirigée vers l'observateur, notamment par le boîtier contenant le dispositif optoélectronique.
Des exemples de créneaux 34 vont maintenant être décrits plus en détail pour le dispositif 10. Toutefois, il est clair que ces exemples s'appliquent également aux autres modes de réalisation de dispositif optoélectronique 35, 45, 50 décrits précédemment.
La figure 5 représente une vue de dessus du dispositif optoélectronique 10 représenté en figure 1, les plots de contact 28 et 32 n'étant pas représentés. Dans le présent mode de réalisation, les flancs latéraux de la couche semiconductrice 20 sont dans le prolongement des flancs latéraux de la couche active 21 qui sont, à leur tour, dans le prolongement des flancs latéraux de la couche semiconductrice 24. Des créneaux 34 sont formés dans les flancs latéraux de la couche semiconductrice 24, de la couche active 22, d'au moins une partie de la couche semiconductrice 20, et éventuellement d'au moins une partie du substrat 12, pour favoriser l'extraction de la lumière hors du dispositif optoélectronique par les flancs latéraux. Selon un mode de réalisation, les créneaux 34 sont sensiblement parallèles, c'est-à-dire que, pour chaque paire de créneaux adjacents 34, les deux créneaux 34 de la paire s'étendent parallèlement l'un par rapport à l'autre sans se rejoindre. Selon un mode de réalisation, les créneaux 34 sont sensiblement perpendiculaires à la direction d'empilement des couches 20, 22, 24 du dispositif optoélectronique. Selon un autre mode de réalisation, les flancs latéraux des couches 20, 22, 24 sont sensiblement inclinés par rapport à la direction d'empilement des couches 20, 22, 24 du dispositif optoélectronique, par exemple de façon à être orientés vers un observateur ou un capteur.
Les figures 6 à 9 représentent des modes de réalisation de profils de créneaux 34 formés dans les flancs latéraux du dispositif optoélectronique 10 dans un plan de coupe parallèle à la face supérieure du dispositif optoélectronique 10. Les créneaux 34 peuvent avoir un profil sinusoïdal (figure 6) , un profil en dents de scie (figure 7), un profil trapézoïdal (figure 8) ou un profil carré ou rectangulaire (figure 9). Les créneaux 34 peuvent être périodiques. La période P, également appelée pas, des créneaux 34 peut être comprise entre 50 nm et 100 pm. L'amplitude maximale A des créneaux 34 peut être comprise entre 50 nm et 100 pm.
Les figures 10 et 11 illustrent des modes de réalisation dans lesquels le flanc latéral 54 de la couche de contact 26 peut ne pas être dans le prolongement du flanc latéral 52 des couches 20, 22, 24 mais être en retrait par rapport au flanc latéral 52 des couches 20, 22, 24. Dans ce cas, selon les dimensions des créneaux 34 et le procédé de fabrication mis en oeuvre, le flanc latéral 54 de la couche de contact 26 peut être rectiligne (figure 10) ou comprendre des créneaux 56 qui suivent les créneaux 34 des flancs latéraux 52 des couches 20, 22, 24 (figure 11). Ce dernier mode de réalisation permet d'accroître la surface de contact entre la couche de contact 2 6 et la couche serai conductrice 24. Ceci est avantageux notamment dans le cas où la conductivité électrique de la couche semiconductrice 24 au contact de la couche de contact 26 est inférieure à la conductivité de la couche semiconductrice 20 pour optimiser la surface active du dispositif électroluminescent. La distance D entre les flancs latéraux 52 et 54 est, par exemple, sensiblement constante et comprise entre 1 pm et 10 pm. La distance D est imposée par le procédé de fabrication mis en oeuvre.
Dans le cas du dispositif 45, en vue de dessus, la couche de contact 26 et les doigts de contact 46 sont au moins en partie en regard l'un de 1'autre.
Les figures 12 à 14 illustrent des modes de réalisation dans lesquels, comme cela a été décrit précédemment, le flanc latéral 54 de la couche de contact 26 est en retrait par rapport au flanc latéral 52 des couches 20, 22, 24 et est rectiligne (figure 12) ou comprend des créneaux 56 qui suivent les créneaux 34 des flancs latéraux 52 des couches semiconductrices 20, 22, 24 (figures 13 et 14) .
Lorsque les doigts de contact 46 sont en un matériau qui n'est pas transparent, il est souhaitable que la surface occupée par les doigts de contact 46 soit réduite tout en permettant une alimentation en courant de toutes les parties de la couche active 22 en regard de la couche de contact 26, ce qui définit la zone d'émission dans la mesure où les lignes de courant dans la couche 24 sont rectilignes et verticales, ce qui n'est pas le cas dans la couche 20. Selon les dimensions des créneaux 34 et 56 et le procédé de fabrication mis en oeuvre, le flanc latéral 58 des doigts de contact 46 peut être rectiligne (figures 12 et 13) ou comprendre des créneaux 59 qui suivent les créneaux 56 du flanc latéral 54 de la couche de contact 26 (figure 14). La longueur de propagation d'une diode électroluminescente est une caractéristique non bijective de l'empilement semi-conducteur de la diode électroluminescente, fonction en particulier des propriétés électriques et physiques des couches composant l'empilement, notamment de l'épaisseur des couches 20, 22 et 24, de la résistivité des couches 20, 22 et 24 et éventuellement du facteur d'idéalité de la diode électroluminescente.
La figure 15 représente des courbes Cl, C2, C3 d'évolution de la luminance, exprimée en unité arbitraire, fournie par le dispositif optoélectronique 45 représenté en figure 3 en fonction de la tension appliquée entres les électrodes du dispositif optoélectronique 45 pour différentes formes des flancs latéraux des couches 20, 22 et 24. La courbe Cl a été obtenue pour des couches 20, 22 et 24 dont les flancs latéraux sont sensiblement plans, c'est-à-dire pour un profil rectiligne. La courbe C2 a été obtenue pour des couches 20, 22 et 24 dont les flancs latéraux ont des créneaux dont le profil est rectangulaire avec une période de 25 μη et une profondeur de 20 pm. La courbe C3 a été obtenue pour des couches 20, 22 et 24 dont les flancs latéraux ont des créneaux dont le profil est rectangulaire avec une période de 50 pm et une profondeur de 20 pm. La luminance maximale est supérieure quand un profil rectangulaire est appliqué aux flancs latéraux des couches semiconductrices par rapport à un profil rectiligne.
La figure 16 représente des courbes Dl, D2, D3 d'évolution du rendement du dispositif optoélectronique 45 représenté en figure 3 en fonction de la densité de courant alimentant la couche active du dispositif optoélectronique pour les mêmes profils des flancs latéraux des couches 20, 22, 24 que respectivement les courbes Cl, C2 et C3. Le rendement correspond au rapport entre la puissance optique fournie par le dispositif optoélectronique et la puissance électrique consommée par le dispositif optoélectronique. Le rendement maximum est accru d'environ 6 % quand les flancs latéraux des couches 20, 22, 24 comprennent des créneaux rectangulaires.
La figure 17 représente un système optoélectronique 60 dans lequel la lumière qui s'échappe depuis les flancs latéraux du dispositif optoélectronique peut être redirigée vers l'observateur. Le système optoélectronique 60 comprend un support 62 sur lequel est fixé le dispositif optoélectronique 10 représenté en figure 1. Selon un mode de réalisation, le support 62 comprend une cavité 64 au fond de laquelle est fixé le dispositif 10. Des pistes conductrices 68 du support 62 peuvent être connectées aux plots de contact 28, 32 par des fils 70. Les parois latérales 72 de la cavité 64 sont recouvertes d'une couche réfléchissante 74 adaptée à réfléchir la lumière qui s'échappe depuis les flancs latéraux du dispositif optoélectronique 10 vers l'observateur comme cela est illustré par les flèches 76. Le dispositif optoélectronique 10 peut être recouvert d'un matériau d'encapsulation 78. Le matériau d'encapsulation peut correspondre à une couche de silicone ou d'un polymère époxyde dans laquelle sont noyés éventuellement des luminophores.
Les créneaux formés dans les flancs latéraux des couches 20, 22, 24 du dispositif optoélectronique ne peuvent pas être obtenus avec les mêmes procédés que ceux mis en oeuvre pour augmenter la rugosité de la face supérieure du dispositif optoélectronique. Il n'est en effet pas possible de réaliser un traitement global des flancs latéraux du dispositif optoélectronique une fois que ceux-ci sont délimités.
Un exemple d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication du dispositif 10 représenté en figure 1 va maintenant être décrit en relation avec les figures 18A à 18F.
La figure 18A représente la structure obtenue après avoir fait croître, par exemple par épitaxie, sur le substrat 12 successivement la couche semiconductrice 20, les couches semiconductrices composant la couche active 22 et la couche semiconductrice 24.
La figure 18B représente la structure obtenue après avoir déposé une couche diélectrique 80 sur la structure de la figure 18A et avoir formé des ouvertures 82 dans la couche 80. En vue de dessus, les ouvertures 82 ont sensiblement le profil souhaité pour les flancs latéraux du dispositif optoélectronique.
La figure 18C représente la structure obtenue après avoir formé des ouvertures 84, sensiblement dans le prolongement des ouvertures 82, dans la couche semiconductrice 24, sur toute l'épaisseur de la couche semiconductrice 24, dans la couche active 22, sur toute l'épaisseur de la couche active 22, et dans la couche semiconductrice 20 sur une partie de l'épaisseur de la couche semiconductrice 20 et après avoir retiré la couche diélectrique 80. Les ouvertures 84 peuvent être gravées par une gravure anisotrope, par exemple une gravure ionique réactive anisotrope. Au cours de la gravure des ouvertures 84, le type de plasma mis en oeuvre par la gravure ionique réactive peut être modifié pour s'adapter aux matériaux composant les différences couches 20, 22, 24 et 80. La formation des créneaux est donc simultanée à la formation des flancs latéraux. En figure 18C, les flancs des ouvertures 84 sont représentés sensiblement perpendiculaires à la direction d'empilement des couches 20, 22, 24. A titre de variante, selon le type de gravure utilisé, les flancs des ouvertures 84 peuvent être inclinés par rapport à la direction d'empilement des couches 20, 22, 24.
La figure 18D représente la structure obtenue après avoir déposé, sur l'ensemble de la structure représentée en figure 18C, une couche diélectrique 86, à titre d'exemple non limitatif de la résine de photolithographie, après avoir formé des ouvertures 88 dans la couche 86 aux emplacements souhaités de la couche de contact 26, après avoir déposé une couche 90 du matériau composant la couche de contact 26 sur l'ensemble de la structure, et notamment dans les ouvertures 88. En vue de dessus, les ouvertures 88 ont sensiblement le profil souhaité pour les flancs latéraux de la couche de contact 26.
La figure 18E représente la structure obtenue après avoir retiré la couche diélectrique 86 et les parties de la couche 88 qui la recouvrent, selon un procédé de "lift-off", afin de délimiter la couche de contact 26.
La figure 18F représente la structure obtenue après avoir formé successivement la couche de contact 30 sur la couche semiconductrice 20 et les plots de contact 28, 32 sur la couche de contact 26 et la couche conductrice 28.
Les étapes ultérieures comprennent notamment : la formation de rugosité sur la face libre de la couche semiconductrice 20 ou 24 selon la direction d'émission souhaitée ou du substrat 12 s'il n'a pas été préalablement retiré pour une émission à travers le substrat ; et la séparation des dispositifs optoélectroniques 10.
Le mode de réalisation décrit ci-avant correspond au procédé technologique dit en langue anglaise « Mesa First » car les tranchées séparant les dispositifs sont réalisées en premier. Cependant le procédé « contact first » consistant à réaliser des contacts électriques en premier est également envisageable.
De même, l'étape de rugosification ou texturation de la face libre peut être opérée préalablement à la formation d'au moins un des contacts ou à la formation des ouvertures 84.
Des modes de réalisation particuliers ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1. Dispositif optoélectronique (10 ; 35 ; 45 ; 50) comprenant un empilement de couches semiconductrices (20, 22, 24) fomant au moins une diode électroluminescente, les flancs latéraux (52) dudit empilement comprenant des créneaux (34).
- 2. Dispositif optoélectronique selon la revendication 1, dans lequel ledit empilement comprend une couche active (22), d'où est émise la majorité du rayonnement électromagnétique fourni par le dispositif, prise en sandwich entre des première et deuxième couches semiconductrices (20, 24) dopées de types de conductivité opposés.
- 3. Dispositif optoélectronique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les créneaux (34) sont parallèles.
- 4. Dispositif optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les créneaux (34) ont un profil périodique dans un plan perpendiculaire à la direction d'empilement.
- 5. Dispositif optoélectronique selon la revendication 4, dans lequel les créneaux (34) ont, dans un plan perpendiculaire à la direction d'empilement, un profil sinusoïdal, triangulaire, trapézoïdale ou rectangulaire.
- 6. Dispositif optoélectronique selon la revendication 4 ou 5, dans lequel le pas des créneaux (36) est compris entre 50 nm et 100 pm dans un plan perpendiculaire à la direction d'empilement.
- 7. Dispositif optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant, en outre, une première couche (26) conductrice recouvrant une face dudit empilement, les flancs latéraux de la première couche n'étant pas dans le prolongement des flancs latéraux (52) dudit empilement selon la direction d'empilement, les flancs latéraux de la première couche comprenant des créneaux (56).
- 8. Dispositif optoélectronique selon la revendication 7, comprenant, en outre, une deuxième couche (46) conductrice au moins en partie en vis-à-vis de la première couche (26) selon la direction d'empilement, dans lequel les flancs latéraux de la deuxième couche ne sont pas dans le prolongement des flancs latéraux (52) de la première couche (26) selon la direction d'empilement, les flancs latéraux de la deuxième couche comprenant des créneaux (59).
- 9. Procédé de fabrication du dispositif optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant les étapes suivantes : faire croître 1'empilement de couches semiconductrices (20, 22, 24) ; et graver au moins certaines des couches dudit empilement sur toute leur épaisseur pour former les flancs latéraux (52) comprenant des créneaux (34).
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