FR3068516B1 - Dispositif optoelectronique comprenant des diodes electroluminescentes - Google Patents
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- H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
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- H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
- H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
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Abstract
L'invention concerne un dispositif optoélectronique (10) comprenant : un premier circuit (12) comprenant un substrat (30) comprenant des première et deuxième faces opposées (32, 34), le premier circuit comprenant des pixels d'affichage (Pix), chaque pixel d'affichage comprenant, du côté de la première face, une première diode électroluminescente (16) comprenant une première région active adaptée à émettre un premier rayonnement et, s'étendant depuis la deuxième face, une deuxième diode électroluminescente (18, 20) comprenant une deuxième région active adaptée à émettre un deuxième rayonnement, l'aire, vue selon une direction perpendiculaire à la première face, de la première région active étant au moins égale à deux fois l'aire, vue selon ladite direction, de la deuxième région active ; et un deuxième circuit (14) collé au premier circuit du côté de la première diode électroluminescente et relié électriquement aux première et deuxième diodes électroluminescentes.
Description
DISPOSITIF OPTOELECTRONIQUE COMPRENANT DES DIODESELECTROLUMINESCENTES
Domaine
La présente invention concerne un dispositifoptoélectronique, notamment un écran d'affichage ou un dispositifde projection d'images, comprenant des diodesélectroluminescentes à base de matériaux semiconducteurs et leursprocédés de fabrication.
Exposé de 1'art antérieur
Un pixel d'une image correspond à l'élément unitaire del'image affichée par un dispositif optoélectronique. Lorsque ledispositif optoélectronique est un écran d'affichage d'imagescouleur, il comprend en général pour l'affichage de chaque pixelde l'image au moins trois composants, également appelés sous-pixels d'affichage, qui émettent chacun un rayonnement lumineuxsensiblement dans une seule couleur (par exemple, le rouge, levert et le bleu). La superposition des rayonnements émis par cestrois sous-pixels d'affichage fournit à l'observateur la sensationcolorée correspondant au pixel de l'image affichée. On appelledans ce cas pixel d'affichage de l'écran d'affichage l'ensembleformé par les trois sous-pixels d'affichage utilisés pour1'affichage d'un pixel d'une image.
Il existe des dispositifs optoélectroniques comprenantdes diodes électroluminescentes à base de matériauxsemiconducteurs, chaque diode comprenant un empilement de couchessemiconductrices comportant par exemple majoritairement au moinsun élément du groupe III et un élément du groupe V, appelé par lasuite composé III-V, notamment le nitrure de gallium (GaN), oucomportant majoritairement au moins un élément du groupe II et unélément du groupe VI, par exemple l'oxyde de zinc (ZnO), appelépar la suite composé II-VI.
Pour certaines applications, il est souhaitable que lesdimensions latérales du pixel d'affichage, appelées également pasde pixel, soient inférieures à 10 pm. Toutefois, les diodesélectroluminescentes connues comprenant un empilement de couchessemiconductrices, par exemple comprenant un composé III-V ou II-VI, présentent une efficacité quantique interne (IQE) faible pourdes structures classiques à base de III-V ou II-VI, notammentlorsque le pas de pixel est inférieur à 10 pm en raison des effetsde recombinaison de surface, notamment pour la LED rouge. Enoutre, la fabrication de pixels d'affichage rouges, verts et bleusperformants par des étapes d'épitaxie peut être complexe. Résumé
Ainsi, un objet d'un mode de réalisation est de pallierau moins en partie les inconvénients des dispositifsoptoélectroniques comprenant des diodes électroluminescentesdécrits précédemment.
Un autre objet d'un mode de réalisation est quel'efficacité quantique interne des diodes électroluminescentesrouges du dispositif optoélectronique soit augmentée.
Un autre objet d'un mode de réalisation est que lesdiodes électroluminescentes comprennent un empilement de couchessemiconductrices, par exemple comprenant majoritairement uncomposé III-V ou II-VI.
Un autre objet d'un mode de réalisation est que le pasde pixel du dispositif optoélectronique soit inférieur à 10 pm.
Un autre objet d'un mode de réalisation est desimplifier le procédé de fabrication du dispositifoptoélectronique mettant en oeuvre des étapes d'épitaxie.
Un autre objet d'un mode de réalisation est que ledispositif optoélectronique puisse être formé à une échelleindustrielle et à bas coût.
Ainsi, un mode de réalisation prévoit un dispositifoptoélectronique comprenant : un premier circuit comprenant un substrat comprenant despremière et deuxième faces opposées, le premier circuit comprenantdes pixels d'affichage, chaque pixel d'affichage comprenant, ducôté de la première face, une première diode électroluminescentecomprenant une première région active adaptée à émettre un premierrayonnement et, s'étendant depuis la deuxième face, une deuxièmediode électroluminescente comprenant une deuxième région activeadaptée à émettre un deuxième rayonnement, l'aire, vue selon unedirection perpendiculaire à la première face, de la premièrerégion active étant au moins égale à deux fois l'aire, vue selonladite direction, de la deuxième région active ; et un deuxième circuit collé au premier circuit du côté dela première diode électroluminescente et relié électriquement auxpremière et deuxième diodes électroluminescentes.
Selon un mode de réalisation, la première diodeélectroluminescente a une structure plane.
Selon un mode de réalisation, la deuxième diodeélectroluminescente a une structure tridimensionnelle.
Selon un mode de réalisation, la deuxième diodeélectroluminescente a une structure plane.
Selon un mode de réalisation, le premier circuitcomprend en outre une couche conductrice électriquement recouvrantla deuxième diode électroluminescente et connectée électriquementà la deuxième diode électroluminescente.
Selon un mode de réalisation, le substrat comprend uneouverture, la couche conductrice électriquement étant connectée électriquement à la première diode électroluminescente au fond de1'ouverture.
Selon un mode de réalisation, la première diodeélectroluminescente et la deuxième diode électroluminescentecomprennent au moins un puits quantique.
Selon un mode de réalisation, chaque pixel d'affichagecomprend un élément conducteur électriquement s'étendant depuisla première face au travers d'au moins une partie du substrat etrelié électriquement à la deuxième diode électroluminescente etau deuxième circuit.
Selon un mode de réalisation, chaque pixel d'affichagecomprend en outre un mur au moins partiellement en un matériauréfléchissant au moins pour le deuxième rayonnement, ledit, murdélimitant une ouverture opposée à la deuxième diodeélectroluminescente.
Selon un mode de réalisation, chaque pixel d'affichagecomprend un bloc photoluminescent opposé à la deuxième diodeélectroluminescente.
Selon un mode de réalisation, la deuxième diodeélectroluminescente s'étend au moins en partie au travers dusubstrat.
Selon un mode de réalisation, chaque pixel d'affichagecomprend en outre, s'étendant depuis la deuxième face, unetroisième diode électroluminescente comprenant une troisièmerégion active adaptée à émettre un troisième rayonnement, l'aire,vue selon une direction perpendiculaire à la première face, de lapremière région active étant au moins égale à deux fois l'aire,vue selon ladite direction, de la troisième région active.
Selon un mode de réalisation, la première longueurd'onde est comprise entre 600 nm et 720 nm, la deuxième longueurd'onde est comprise entre 510 nm et 570 nm et la troisièmelongueur d'onde est comprise entre 430 nm et 490 nm.
Selon un mode de réalisation, l'aire, vue selon unedirection perpendiculaire à la première face, de la première région active est au moins égale à cinq fois l'aire, vue selonladite direction, de la deuxième région active.
Un mode de réalisation prévoit également un procédé defabrication d'un dispositif optoélectronique comprenant lesétapes suivantes : a) former un premier circuit comprenant un substratcomprenant des première et deuxième faces opposées, le premiercircuit comprenant des pixels d'affichage, chaque pixeld'affichage comprenant, du côté de la première face, une premièrediode électroluminescente comprenant une première région activeadaptée à émettre un premier rayonnement et, s'étendant depuis ladeuxième face, une deuxième diode électroluminescente comprenantune deuxième région active adaptée à émettre un deuxièmerayonnement, l'aire, vue selon une direction perpendiculaire à lapremière face, de la première région active étant au moins égaleà deux fois l'aire, vue selon ladite direction, de la deuxièmerégion active ; et b) coller un deuxième circuit au premier circuit ducôté de la première diode électroluminescente, le deuxième circuitétant, après l'étape b), relié électriquement aux première etdeuxième diodes électroluminescentes.
Brève description des dessins
Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres,seront exposés en détail dans la description suivante de modes deréalisation particuliers faite à titre non limitatif en relationavec les figures jointes parmi lesquelles : les figures 1 et 2 sont respectivement une vue en coupeet une vue de dessus, partielles et schématiques, d'un mode deréalisation d'un dispositif optoélectronique ; les figures 3 et 4 sont des vues en coupe, partielleset schématiques, d'une diode électroluminescente plane et d'unediode électroluminescente tridimensionnelle ; les figures 5 et 6 sont respectivement une vue en coupeet une vue de dessus, partielles et schématiques, d'un autre modede réalisation d'un dispositif optoélectronique ; les figures 7 à 13 sont des vues en coupe, partielleset schématiques, d'autres modes de réalisation de dispositifsoptoélectroniques ; les figures 14A à 14H sont des coupes, partielles etschématiques, des structures obtenues à des étapes successivesd'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication du dispositifoptoélectronique de la figure 5 ; et les figures 15A à 15L sont des coupes, partielles etschématiques, des structures obtenues à des étapes successivesd'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication du dispositifoptoélectronique de la figure 9.
Description détaillée
Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignéspar de mêmes références aux différentes figures et, de plus, commecela est habituel dans la représentation des circuitsélectroniques, les diverses figures ne sont pas tracées àl'échelle. En outre, seuls les éléments utiles à la compréhensionde la présente description ont été représentés et sont décrits.En particulier, les circuits de commande d'une diodeélectroluminescente sont bien connus et ne sont pas décrits endétail.
Dans la suite de la description, sauf indicationcontraire, les termes "sensiblement", "environ" et "de l'ordrede" signifient "à 10 % près". En outre, la "région active" d'unediode électroluminescente désigne la région depuis laquelle estémise la majorité du rayonnement électromagnétique fourni par ladiode électroluminescente. En outre, lorsqu'un premier élémentest dit relié à un deuxième élément par une relation d'épitaxie,ceci signifie que le premier élément est formé à partir d'unepremière couche et que le deuxième élément est formé à partird'une deuxième couche que l'on fait croître par épitaxie sur lapremière couche ou inversement.
Une diode électroluminescente est dite avoir unestructure plane ou bidimensionnelle lorsque la région active dela diode électroluminescente est formée sur une couche plane. Une diode électroluminescente est dite avoir une structuretridimensionnelle lorsque la région active de la diodeélectroluminescente recouvre un élément tridimensionnel, parexemple un microfil ou un nanofil.
Le terme "microfil", "nanofil" désigne une structuretridimensionnelle de forme allongée selon une directionprivilégiée dont au moins deux dimensions, appelées dimensionsmineures, sont comprises entre 5 nm et 5 pm, de préférence entre100 nm et 2pm, la troisième dimension, appelée dimension majeure,étant supérieure ou égale à 1 fois, de préférence supérieure ouégale à 3 fois et encore plus préférentiellement supérieure ouégale à 5 fois, la plus grande des dimensions mineures. Danscertains modes de réalisation, les dimensions mineures peuventêtre inférieures ou égales à environ 5 pm, de préférence comprisesentre 100 nm et 5 pm, plus préférentiellement entre 200 nm et1,5 pm. Dans certains modes de réalisation, la hauteur de chaquemicrofil ou nanofil peut être supérieure ou égale à 500 nm, depréférence comprise entre 1 pm et 50 pm. Dans la suite de ladescription, on utilise le terme "fil" pour signifier "microfilou nanofil".
La section droite des fils peut avoir différentesformes, par exemple, une forme ovale, circulaire ou polygonale,notamment triangulaire, rectangulaire, carrée ou hexagonale. Oncomprendra que le terme "diamètre" utilisé en relation avec unesection droite d'un fil désigne une quantité associée avec l'airedu fil dans cette section droite, correspondant, par exemple, audiamètre du disque ayant la même aire que la section droite dufil.
Selon un mode de réalisation, pour chaque pixeld'affichage du dispositif optoélectronique, la diodeélectroluminescente rouge est recouverte par les autres diodesélectroluminescentes de sorte que l'aire de la région active dela diode électroluminescente peut être supérieure aux aires desrégions actives des autres diodes électroluminescentes, parexemple égale à l'aire du pixel d'affichage. L'efficacité quantique de la diode électroluminescente rouge reste donc élevée,par exemple supérieure à 10 %, même lorsque le pas de pixel estinférieur à 10 pm.
Les figures 1 et 2 représentent un mode de réalisationd'un pixel d’affichage Pix d'un dispositif optoélectronique 10,correspondant par exemple à un écran d'affichage ou à undispositif de projection d'images.
Le dispositif 10 comprend deux circuits intégrés 12, 14.Le premier circuit intégré 12 comprend, pour chaque pixeld'affichage Pix, au moins trois diodes électroluminescentes 16,18, 20 et est appelé circuit optoélectronique ou puceoptoélectronique dans la description qui suit. Le deuxième circuitintégré 14 comprend des composants électroniques, non représentés,en particulier des transistors, utilisés pour commander les diodesélectroluminescentes 16, 18, 20 de la puce optoélectronique 12.Le deuxième circuit intégré 14 est appelé circuit de commande oupuce de commande dans la description qui suit. Le circuitoptoélectronique 12 est fixé au circuit de commande 14. Selon letype de collage, des plots de liaison 22 peuvent être présentsentre la puce optoélectronique 12 et la puce de commande 14.
Selon un mode de réalisation, la puce optoélectronique12 comprend pour chaque pixel d'affichage Pix : un substrat 30 ayant deux faces opposées 32, 34, depréférence planes ; une première diode électroluminescente 16 recouverte parune couche réfléchissante 36 du côté de la face 32, et reliée àla face 32 par un milieu de liaison 38 ; des tranchées isolées verticales 40, 42 traversant lesubstrat 30 de la face 32 jusqu'à la face 34 et traversant ladiode électroluminescente 16, en contact à une extrémité avec lesplots de liaison 22, la tranchée isolée verticale 40 étant reliéeélectriquement à 1 ' autre extrémité avec la diodeélectroluminescente 18 et la tranchée isolée verticale 42 étantreliée électriquement à 1'autre extrémité avec la diodeélectroluminescente 20, chaque tranchée isolée verticale 40, 42 comprenant un coeur conducteur électriquement 44 séparé dusubstrat 30 et de la diode électroluminescente 16 par une paroiisolante électriquement 46 ; deux plots de germination 48, 50 sur les extrémités destranchées isolées verticales 38, 40 du côté de la face 34 ; la deuxième diode électroluminescente 18 sur le plot degermination 48 ; la troisième diode électroluminescente 20 sur le plotde germination 50 ; une ouverture 52 traversant le substrat 30 de la face32 à la face 34 ; et une couche conductrice électriquement 54 recouvrant lesdeuxième et troisième diodes électroluminescentes 18, 20, la face34 entre les deuxième et troisième diodes électroluminescentes18, 20 et les parois de l'ouverture 52 et en contact avec lapremière diode électroluminescente 18 au fond de l'ouverture 52.
Le dispositif optoélectronique 12 peut comprendre unetranchée isolée verticale, non représentée, traversant le substrat30 et la diode électroluminescente 16 et en contact à une extrémitéavec le plot de liaison 22 et en contact à 1 ' extrémité opposéeavec la couche conductrice 54. A titre de variante, les tranchées 40, 42 peuvent ne pastraverser la diode électroluminescente 16 et le circuitoptoélectronique 12 peut comprendre des ouvertures traversant ladiode électroluminescente 16 et exposant des extrémités destranchées 40, 42, les plots 22 étant en contact avec les tranchées40, 42 au travers des ouvertures.
Dans le présent mode de réalisation, les diodesélectroluminescentes 18, 20 ont une structure tridimensionnelleet la diode électroluminescente 16 a une structure plane. Enoutre, dans le présent mode de réalisation, la couche conductrice54 est une électrode commune pour les diodes électroluminescentes16, 18, 20.
En fonctionnement, des tensions sont appliquées entreles plots conducteurs 22 reliés aux diodes électroluminescentes 16, 18, 20 et la couche conductrice 54, de sorte que, pour chaquepixel Pix, la région active de chaque diode électroluminescente16, 18, 20 émet de la lumière avec une intensité qui dépend de latension ou du courant appliqué entre le plot conducteur 22 associéavec ladite diode électroluminescente 16, 18, 20 et la coucheconductrice 54. Dans le présent mode de réalisation, les pixelsd'affichage Pix peuvent être arrangés selon une matrice et unprocédé d'adressage par matrice active peut être mis en oeuvre.
La lumière émise par les diodes électroluminescentes 18,20 s'échappe vers le haut en figure 1 comme cela est représentépar les flèches 56, 58. La lumière émise par la diodeélectroluminescente 16 s'échappe de la puce optoélectronique 12par 1'ouverture 52 comme cela est représenté par les flèches 60.La couche réfléchissante 36 permet que la lumière émise par larégion active de la diode électroluminescente 16 soit guidée dansla diode électroluminescente 16 jusqu'à l'ouverture 52. Une coucheréfléchissante, non représentée, peut être présente sur la facede la diode électroluminescente 16 en contact avec les plots deliaison 22 ou sur la face du circuit de commande 14 opposée aucircuit optoélectronique 12 pour augmenter l'effet de guide d'ondedans la diode électroluminescente 16. A titre de variante, lacouche réfléchissante 36 peut ne pas être présente. Dans leprésent mode de réalisation, le substrat 30 peut être opaque à lalumière émise par la diode électroluminescente 16.
La figure 2 est une vue de dessus du pixel d'affichagePix et représente de façon schématique, par des surfaces hachurées62, 64, 66, les surfaces du pixel Pix depuis lesquelles la lumière,émise respectivement par les diodes électroluminescentes 16, 18,20, s'échappe du pixel Pix. Dans le présent mode de réalisation,le pixel d'affichage Pix a, en vue de dessus, une forme circulaire,triangulaire, hexagonale, carrée ou rectangulaire. Le pas de pixelP peut correspondre au grand côté du rectangle dans lequel estinscrit le pixel d'affichage Pix en vue de dessus. Le pas de pixelP peut être compris entre 3 pm et 100 pm. Selon un mode deréalisation, l'aire vue selon une direction orthogonale à la face 32 de la région active de la diode électroluminescente 16 estégale à au moins deux fois, de préférence à au moins cinq fois,plus préférentiellement à au moins dix fois, l'aire vue selonladite direction de la région active de ·la diodeélectroluminescente 18 ou 20. Selon un mode de réalisation, l'airevue selon une direction orthogonale à la face 32 de la régionactive de la diode électroluminescente 16 est sensiblement égaleà l'aire du pixel d'affichage P. Selon un mode de réalisation,dans la vue de dessus de la figure 2, chaque surface 62, 64, 66peut être inscrite dans un cercle ayant un diamètre compris entre1 pm et 100 pm, de préférence entre 3 pm et 15 pm. Laconfiguration de la diode électroluminescente 16 plane et de ladiode électroluminescente 18, 20 tridimensionnelle intégréesensemble permet d'obtenir un pas de pixel P plus fin.
Selon un mode de réalisation, la diodeélectroluminescente 16 est adaptée à émettre de la lumière à unepremière longueur d'onde par pompage optique. La diodeélectroluminescente 18 est adaptée à émettre de la lumière à unedeuxième longueur d'onde par pompage optique. La diodeélectroluminescente 20 est adaptée à émettre de la lumière à unetroisième longueur d'onde par pompage optique. Selon un mode deréalisation, les première, deuxième et troisième longueurs d'ondesont différentes. Selon un mode de réalisation, la premièrelongueur d'onde correspond à de la lumière rouge et est compriseentre 600 nm et 720 nm. Selon un mode de réalisation, la deuxièmelongueur d'onde correspond à de la lumière verte et est compriseentre 510 nm et 570 nm. Selon un mode de réalisation, la troisièmelongueur d'onde correspond à de la lumière bleue et est compriseentre 430 nm et 490 nm.
Selon un mode de réalisation, chaque pixel Pix ducircuit optoélectronique 12 comprend une diodeélectroluminescente supplémentaire sur la face 34, ayant unestructure générale analogue aux diodes électroluminescentes 18,20 et adaptée à émettre de la lumière à une quatrième longueurd'onde par pompage optique. Selon un mode de réalisation, la quatrième longueur d'onde correspond à de la lumière jaune et estcomprise entre 570 nm et 600 nm.
La figure 3 représente un mode de réalisation d'unediode électroluminescente 16 plane.
La diode électroluminescente 16 comprend, du bas versle haut en figure 3 : une première couche d'électrode 62, par exemple uneélectrode métallique ; une couche semiconductrice 64 d'un matériausemiconducteur dopé d'un premier type de conductivité en contactavec l'électrode 62 ; une région active 66 ayant la forme d'une coucherecouvrant la couche semiconductrice 64 et en contact avec lacouche semiconductrice 64 ; une couche semiconductrice 68 d'un matériausemiconducteur dopé d'un deuxième type de conductivité opposé aupremier type de conductivité et recouvrant la région active 66 eten contact avec la région active 66 ; et une deuxième couche d'électrode 70, par exemple uneélectrode métallique, recouvrant la couche semiconductrice 28 eten contact avec la couche semiconductrice 68.
La deuxième électrode 70 peut correspondre à la coucheréfléchissante 36 décrite précédemment.
La figure 4 représente un mode de réalisation d'unediode électroluminescente tridimensionnelle 18. La diodeélectroluminescente 20 peut avoir la même structure.
La diode électroluminescente 18 comprend, du bas versle haut en figure 4 : un élément semiconducteur tridimensionnel 72, quicorrespond dans le présent mode de réalisation à un fil d'axe D,comprenant une portion inférieure, dopée du premier type deconductivité, par exemple de type N, en contact avec le plot degermination 48, et une portion supérieure, dopée du premier typede conductivité ou non intentionnellement dopée ; une couche isolante électriquement 74 recouvrant lesparois latérales de la portion inférieure du fil 72 et s'étendantentre la couche conductrice 54 et le substrat 30 ; une région active 76 recouvrant la portion supérieuredu fil 72 ; et une couche semiconductrice 78 d'un deuxième type deconductivité opposé au premier type de conductivité, recouvrantla région active 76.
La couche conductrice 54 recouvre la couchesemiconductrice 78 et est en contact avec la couchesemiconductrice 78. A titre de variante, la couche isolante 74peut n'être présente qu'autour des parois latérales de la portioninférieure du fil 72. Dans ce cas, une couche isolanteélectriquement est interposée entre le substrat 30 et la coucheconductrice 50 et comprend une ouverture dans laquelle est forméle plot de germination 48. A titre de variante, la couche isolante74 peut recouvrir en partie la couche semiconductrice 78. Lacouche isolante 74 peut être formée avant ou après la couchesemiconductrice 78.
Le substrat 30 est au moins en partie en au moins unmatériau semiconducteur ou un matériau isolant. Le matériausemiconducteur peut être le silicium, le germanium, le carbure desilicium, un composé III-V, un composé II-VI, ou une combinaisond'au moins deux de ces composés. Un exemple de matériau isolantest le saphir.
Le substrat 30, les fils 72 et les couchessemiconductrices 64, 68, 78, et les couches actives 66, 76 peuventêtre, au moins en partie, formés à partir de matériauxsemiconducteurs comportant majoritairement un composé III-V, parexemple un composé III-N ou un composé à base de phosphure. Desexemples 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. Des exemplesd'éléments à base de phosphure comprennent l'aluminium (Al), legallium (Ga), l'indium (In) et le phosphore (P). Des exemples de composés à base de phosphure sont AlInGaP, InGaP, GaP ou AlGaP.On peut faire croître les composés à base de phosphure sur unsubstrat hôte à base de GaAs, et le substrat hôte en GaAs estensuite retiré après la croissance pour empêcher l'absorption.D'autres éléments du groupe V peuvent également être utilisés,par exemple, le phosphore ou l'arsenic. De façon générale, leséléments dans le composé III-V peuvent être combinés avecdifférentes fractions molaires.
Le substrat 30, les fils 72 et les couchessemiconductrices 64, 68, 78, et les couches actives 66, 76 peuventêtre formés à partir de matériaux semiconducteurs comportantmajoritairement un composé II-VI. Des exemples d'éléments dugroupe II comprennent des éléments du groupe IIA, notamment lebéryllium (Be) et le magnésium (Mg) et des éléments du groupe IIB,notamment le zinc (Zn) , le cadmium (Cd) et le mercure (Hg) . Desexemples d'éléments du groupe VI comprennent des éléments dugroupe VIA, notamment l'oxygène (O) et le tellure (Te). Desexemples de composés II-VI sont ZnO, ZnMgO, CdZnO, CdZnMgO,CdHgTe, CdTe ou HgTe. De façon générale, les éléments dans lecomposé II-VI peuvent être combinés avec différentes fractionsmolaires. L'épaisseur du substrat 30 est comprise entre 0 et 1 mm,de préférence entre 10 pm et 1 mm. L'épaisseur de la diodeélectroluminescente 16 est comprise entre 0,1 pm et 1 mm.
Les plots de germination 48, 50 sont en un matériaufavorisant la croissance des fils 72. A titre d'exemple, lematériau composant les plots de germination 48, 50 peut être unnitrure, un carbure ou un borure d'un métal de transition de lacolonne IV, V ou VI du tableau périodique des éléments ou unecombinaison de ces composés. A titre d'exemple, la couche degermination 16 peut être en nitrure d'aluminium (AIN), en bore(B), en nitrure de bore (BN), en titane (Ti), en nitrure de titane(TiN), en tantale (Ta), en nitrure de tantale (TaN), en hafnium(Hf), en nitrure d'hafnium (HfN), en niobium (Nb), en nitrure deniobium (NbN), en zirconium (Zr), en borate de zirconium (ZrBg), en nitrure de zirconium (ZrN) , en carbure de silicium (SiC) , ennitrure et carbure de tantale (TaCN), ou en nitrure de magnésiumsous la forme MgxNy, où x est environ égal à 3 et y est environégal à 2, par exemple du nitrure de magnésium selon la forme MggNgou du nitrure de magnésium et de gallium (MgGaN), en tungstène(W), en nitrure de tungstème (WN) ou en une combinaison de cescomposés. Les plots de germination 48, 50 peuvent être dopés dumême type de conductivité que le substrat 30. Chaque plot degermination 48, 50 peut avoir une structure monocouche ou peutcorrespondre à un empilement de deux couches ou de plus de deuxcouches. Les plots de germination 48, 50 peuvent être remplacéspar une couche de germination.
La région active 66 de la diode électroluminescente 16est la couche depuis laquelle est émise la majorité du rayonnementfourni par la diode électroluminescente 16. Selon un exemple, larégion active 66 peut comporter des moyens de confinement. Larégion active 66 peut comprendre un puits quantique unique, despuits quantiques multiples ou une hétérostructure double. Ellepeut alors comprendre un matériau semiconducteur différent dumatériau semiconducteur formant les couches semiconductrices 64et 68 et ayant une bande interdite inférieure à celle des couchessemiconductrices 64 et 68. La région active 66 peut comprendredes puits quantiques multiples. Elle comprend alors un empilementde couches semiconductrices formant une alternance de puitsquantiques et de couches barrières. La région active 76 peutcomprendre un puits quantique unique, des puits quantiquesmultiples ou une hétérostructure double comme cela est décritprécédemment pour la région active 66.
La couche conductrice 54 peut être en un matériauconducteur et transparent tel que le graphène ou un oxydeconducteur et transparent (TCO), par exemple l'oxyde d'indium-étain (ITO) , l'oxyde de zinc-gallium (GZO) ou l'oxyde de zinc-aluminium (AZO). A titre d'exemple, la couche conductrice 54 aune épaisseur comprise entre 5 nm et 1000 nm, de préférence entre 20 nm et 50 nm. La couche réfléchissante 36 est par exemple unecouche métallique ou un réflecteur de Bragg distribué.
Les coeurs conducteurs 44 et les couches d'électrode 62,70 sont en un matériau conducteur, par exemple un métal tel quel'aluminium, l'argent, le cuivre ou le zinc.
Les parois isolantes 46 et la couche isolante 74 peuventêtre en un matériau diélectrique, par exemple en oxyde de silicium(SiO2), en nitrure de silicium (SixNy, où x est environ égal à 3et y est environ égal à 4, par exemple du S13N4), en oxynitrurede silicium (notamment de formule générale SiOxNy, par exemple duSÎ2ON2), en oxyde d'aluminium (ΆΙ2Ο3), en oxyde d'hafnium (HfO2)ou en une combinaison de matériaux diélectriques.
Le milieu de liaison 38 peut être un matériau à basediélectrique (c'est à dire SiO2 à SiÛ2), un matériau à base d'unmétal eutectique (c'est à dire AuSn, CuSn) ou un matériau à basemétal-métal (c'est-à-dire Cu à Cu). Le milieu de liaison 38 peutégalement être un polymère, par exemple un matériau à base desilicone ou un polymère organique, par exemple une résine époxy.
Les figures 5 et 6 représentent un autre mode deréalisation d'un dispositif optoélectronique 80 comprenant tousles éléments du dispositif optoélectronique 10 à la différenceque la couche conductrice 54 est isolée électriquement du substrat30 par une couche isolante électriquement 82, qu'il comprend uneouverture 84 traversant le substrat 30 de la face 32 jusqu'à laface 34, que le substrat 30 est divisé en deux portions distinctes83 par la couche isolante 82 s'étendant à l'intérieur desouvertures 52 et 84, les portions de substrat 83 étant reliéesélectriquement aux diodes électroluminescentes 18, 20 et que lestranchées isolées verticales 40, 42 sont reliées électriquementaux portions de substrat 83, les tranchées isolées verticales 40,42 s'étendant depuis la face 32 et s'arrêtant dans l'une desportions de substrat 83.
Dans la figure 5, un bloc de support 85 est représentéentre le substrat 30 et le milieu de liaison 38. En outre, selonle matériau composant le substrat 30, les plots de germination 48, 50 peuvent ne pas être présents et le substrat 30 peut êtreen contact direct avec les diodes électroluminescentes 18, 20.
Dans le mode de réalisation représenté en figure 5, lesubstrat 30, la couche conductrice 54, la couche isolante 82 etle bloc de support 85, lorsqu'il est présent, sont au moins enpartie transparents à la lumière émise par la diodeélectroluminescente 16.
Le bloc de support 85 est en un matériau adapté à laformation des diodes électroluminescentes 18, 20. Le bloc desupport 85 est par exemple un substrat conducteur électriquement,semiconducteur ou isolant, tel qu'un substrat en saphir, encarbure de silicium, en oxyde de zinc, en verre, en nitrure- degallium ou en nitrure d'aluminium.
Comme pour le dispositif optoélectronique 10, dans ledispositif optoélectronique 80, la couche conductrice 54 est uneélectrode commune pour les diodes électroluminescentes 16, 18, 20et un procédé d'adressage par matrice active peut être mis enoeuvre.
La figure 6 représente de façon schématique, par dessurfaces hachurées 86, 64 et 66, les surfaces du pixel Pix depuislesquelles la lumière, émise respectivement par les diodesélectroluminescentes 16, 18, 20, s'échappe du pixel Pix. Dans leprésent mode de réalisation, la surface du pixel Pix depuislaquelle la lumière émise par la diode électroluminescente 16s'échappe du pixel Pix associé est sensiblement égale à l'aire dupixel d'affichage Pix.
La figure 7 représente un autre mode de réalisation d'undispositif optoélectronique 90 comprenant tous les éléments dudispositif optoélectronique 80 à la différence que les diodesélectroluminescentes 18, 20 sont remplacées par des diodesélectroluminescentes planes 92, 94, comprenant des couchessemiconductrices ayant une relation d'épitaxie avec le substrat30. Chaque diode électroluminescente 92, 94 peut avoir la mêmestructure que celle représentée en figure 3 et, en particulier,peut comprendre un puits quantique unique ou des puits quantiques multiples. Chaque diode électroluminescente 92, 94 est prise ensandwich entre le substrat 30 et la couche conductrice 54.
Dans le mode de réalisation représenté en figure 7, lesdiodes électroluminescentes 92, 94 émettent une lumière à la mêmelongueur d'onde. Le procédé de fabrication du dispositifoptoélectronique 90 est alors simplifié. Le dispositifoptoélectronique 90 comprend un bloc photoluminescent 96 reposantsur la couche conductrice 54 et opposé à la diodeélectroluminescente 92 et adapté à convertir par pompage optiquele rayonnement émis par la diode électroluminescente 92 dans unrayonnement souhaité. Le bloc photoluminescent 96 peut comprendredes moyens de confinement. Le bloc photoluminescent 96 peutcomprendre un puits quantique unique ou des puits quantiquesmultiples. Les matériaux des couches du bloc photoluminescent 96dépendent de la longueur d'onde souhaitée du rayonnement émis parle bloc photoluminescent 96 et de la longueur d'onde durayonnement reçu par le bloc photoluminescent 96. La hauteur dubloc photoluminescent 96, mesurée selon une directionperpendiculaire à la face 34, est comprise entre 50 nm et 500 pm.Le bloc photoluminescent 96 peut être manipulé et transféré surle dispositif optoélectronique 90.
Comme pour le dispositif optoélectronique 10, dans ledispositif optoélectronique 90, la couche conductrice 54 est uneélectrode commune pour les diodes électroluminescentes 16, 92, 94et un procédé d'adressage par matrice active peut être mis enoeuvre.
La figure 8 représente un autre mode de réalisation d'undispositif optoélectronique 100 comprenant tous les éléments dudispositif optoélectronique 90 à la différence que le blocphotoluminescent 96 comprend une matrice contenant des particulesphotoluminescentes micrométriques ou des particulesmonocristallines nanométriques d'un matériau semiconducteur,également appelées nanocristaux semiconduteurs, dispersées danscelle-ci. Le bloc photoluminescent 96 peut être entouré par unmur 102. Selon un mode de réalisation, la taille moyenne des nanocristaux est comprise entre 0,5 nm et 1000 nm, de préférenceentre 0,5 nm et 500 nm, plus préférentiellement entre 1 nm et100 nm, en particulier entre 2 nm et 30 nm. Pour des dimensionsinférieures à 50 nm, les propriétés de photoconversion desnanocristaux semiconducteurs dépendent sensiblement de phénomènesde confinement quantique. Les nanocristaux semiconducteurscorrespondent alors à des boîtes quantiques ou points quantiques.
Selon un mode de réalisation, le matériau semiconducteurdes nanocristaux semiconducteurs est choisi parmi le groupecomprenant le séléniure de cadmium (CdSe), le phosphure d'indium(InP), le sulfure de cadmium (CdS), le sulfure de zinc (ZnS), leséléniure de de zinc (ZnSe), le tellure de cadmium (CdTe) , letellure de zinc (ZnTe) , l'oxyde de cadmium (CdO) , l'oxyde decadmium et de zinc (ZnCdO) , le sulfure de cadmium et de zinc(CdZnS), le séléniure de cadmium et de zinc (CdZnSe), le sulfured’indium et d'argent (AglnSg), le nitrure d'indium et de gallium(InGaN) et un mélange d'au moins deux de ces composés. La matriceest en un matériau au moins en partie transparent. La matrice estpar exemple en silice. La matrice est par exemple en un matériauplastique au moins en partie transparent, notamment en un polymèreau moins en partie transparent, en particulier en silicone, enacide polyacétique (PLA), en polymères acryliques, par exemple lepoly(méthacrylate de méthyle) (PMMA). La matrice peut être en unpolymère au moins en partie transparent utilisé avec desimprimantes tridimensionnelles, tel que le PLA.
Selon un mode de réalisation, le mur 102 peut être enun matériau réfléchissant ou recouvert par un revêtementréfléchissant pour les longueurs d'onde des rayonnements émis parle bloc photoluminescent 96. En outre, le mur 102 peut être opaqueà la lumière émise par la diode électroluminescente 94. Le mur102 peut être en un matériau conducteur, par exemple un métal telque l'aluminium, l'argent, le cuivre ou le zinc. La hauteur dumur 102, mesurée selon une direction perpendiculaire à la face34, est comprise entre 1 pm et 200 pm, de préférence entre 5 pmet 30 pm. L'épaisseur du mur 102, mesurée selon une direction parallèle à la face 34, est comprise entre 100 nm et 50 pm, depréférence entre 1 pm et 10 pm.
Comme pour le dispositif optoélectronique 10, dans ledispositif optoélectronique 100, la couche conductrice 54 est uneélectrode commune pour les diodes électroluminescentes 16, 92, 94et un procédé d'adressage par matrice active peut être mis enoeuvre.
La figure 9 représente un autre mode de réalisation d'undispositif optoélectronique 105 comprenant tous les éléments dudispositif optoélectronique 10 à la différence que le substrat 30est en un matériau isolant électriquement. En outre, les tranchées40, 42 ne sont pas présentes et la diode électroluminescente 18,20 s'étend au travers du substrat 30 de la face 32 jusqu'à la face34. En outre, les faces latérales de chaque diodeélectroluminescente 18, 20 sont entourées par une couchetransparente et conductrice électriquement 106 et en contact avecla couche conductrice 106, les couches conductrices 106 étant encontact avec les plots de liaison 22 au travers des ouvertures107 prévues dans la diode électroluminescente 16. En outre, laface 34 est recouverte d'une couche isolante électriquement 108interposée entre la couche conductrice 54 et la couche conductrice106, chaque diode électroluminescente 18, 20 étant en contact avecla couche conductrice 54 par 1'intermédiaire de la couche isolante108.
En fonctionnement, de la lumière est émise vers le baspar le circuit optoélectronique 12 en figure 9. Comme pour ledispositif optoélectronique 10, dans le dispositifoptoélectronique 105, la couche conductrice 54 est une électrodecommune pour les diodes électroluminescentes 16, 18, 20 et unprocédé d'adressage par matrice active peut être mis en oeuvre.
La figure 10 représente un autre mode de réalisationd'un dispositif optoélectronique 110 comprenant tous les élémentsdu dispositif optoélectronique 80 à la différence que les diodesélectroluminescentes 18, 20 sont des diodes tridimensionnellesdans lesquelles les régions actives sont formées sur des éléments semiconducteurs tridimensionnels de formes différentes. Dans lemode de réalisation représenté en figure 10, la diodeélectroluminescente 18 a une forme pyramidale et la diodeélectroluminescente 20 a une fonre de fil. Les formes des élémentssemiconducteurs peuvent être choisies de sorte que les planscristallins des régions actives sont les plus adaptés pourl'émission de lumière selon la longueur d'onde de la lumièreémise. Comme pour le dispositif optoélectronique 10, dans ledispositif optoélectronique 110, la couche conductrice 54 est uneélectrode commune pour les diodes électroluminescentes 16, 18, 20et un procédé d’adressage par matrice active peut être mis enoeuvre.
La figure 11 représente un autre mode de réalisationd'un dispositif optoélectronique 115 comprenant tous les élémentsdu dispositif optoélectronique 10 à la différence que le substrat30 est en un matériau isolant électriquement, que les diodesélectroluminescentes 18, 20 sont remplacées par des composantsoptoélectroniques 116, 118 fixés au substrat 30, par exemple parun procédé de manipulation et placement. Les diodesélectroluminescentes 116, 118 peuvent être des diodesélectroluminescentes planes ayant la structure représentée enfigure 3. Comme pour le dispositif optoélectronique 10, dans ledispositif optoélectronique 115, la couche conductrice 54 est uneélectrode commune pour les diodes électroluminescentes 16, 18, 20et un procédé d'adressage par matrice active peut être mis enoeuvre.
La figure 12 représente un autre mode de réalisationd'un dispositif optoélectronique 120 comprenant tous les élémentsdu dispositif optoélectronique 80 à la différence que la coucheconductrice 54 est remplacée par des couches conductricesélectriquement 122, 124, 126, la couche conductrice 122 étant encontact avec la diode électroluminescente 16 au fond del'ouverture 52, la couche conductrice 124 étant en contact avecla diode électroluminescente 18 et la couche conductrice 126 étanten contact avec la diode électroluminescente 20. La diode électroluminescente 120 peut en outre comprendre des murs 128s'étendant depuis la face 34 et interposés entre l'ouverture 52,la diode électroluminescente 18 et la diode électroluminescente20.
Selon un mode de réalisation, les murs 128 peuvent êtreen un matériau réfléchissant ou recouverts par un revêtementréfléchissant pour les longueurs d'onde des rayonnements émis parles diodes électroluminescentes 18, 20. Les murs 128 peuvent êtreen un matériau conducteur, par exemple un métal tel quel'aluminium, l'argent, le cuivre ou le zinc. La hauteur des murs128, mesurée selon une direction perpendiculaire à la face 34,est comprise entre 1 pm et 200 pm, de préférence entre 5 pm et30 pm. L'épaisseur des murs 128, mesurée selon une directionparallèle à la face 34, est comprise entre 100 nm et 50 pm, depréférence entre 1 pm et 10 pm. Dans le dispositifoptoélectronique 120, un procédé d'adressage par matrice passivepeut être mis en oeuvre. A titre de variante, les diodesélectroluminescentes 18, 20 peuvent être remplacées par les diodesélectroluminescentes 92, 94. En outre, lorsque le substrat 30 oule bloc de support 85, lorsqu'il est présent, n'est pastransparent à la lumière émise par la diode électroluminescente16, un miroir réfléchissant peut être prévu comme dans ledispositif optoélectronique 10.
La figure 13 représente un autre mode de réalisationd'un dispositif optoélectronique 130 comprenant tous les élémentsdu dispositif optoélectronique 80, chaque diodeélectroluminescente 18, 20 étant en outre entourée par une gaine132 en contact avec la couche conductrice 54. Les gaines 132peuvent être métalliques. Les gaines 132 permettent d'empêcher lepompage optique parasite. Une couche isolante électriquement, nonreprésentée, peut être interposée entre la couche conductrice 54et les gaines 132 pour réduire l'absorption due à l'effet de guided'onde.
Les figures 14A à 14H sont des coupes, partielles etschématiques, des structures obtenues à des étapes successives d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication du dispositifoptoélectronique représenté en figure 5.
Un mode de réalisation d'un procédé de fabrication dudispositif optoélectronique représenté en figure 5 comprend lesétapes successives suivantes, réalisées pour chaque pixeld'affichage Pix : a) Formation des diodes électroluminescentes 18, 20sur la face 34 du substrat 30, de préférence en utilisant unprocédé de croissance à faible température (figure 14A) . Lescouches des diodes électroluminescentes 18, 20 peuvent êtreformées par un procédé tel que le dépôt chimique en phase vapeur(CVD) ou le dépôt chimique en phase vapeur aux organométalliques(MOCVD), également connu sous le nom d'épitaxie organométalliqueen phase vapeur (MOVPE). Toutefois, des procédés tels quel'épitaxie par jets moléculaires (MBE), la MBE à source de gaz(GSMBE), la MBE organométallique (MOMBE), la MBE assistée parplasma (PAMBE), l'épitaxie par couche atomique (ALE), l'épitaxieen phase vapeur aux hydrures (HVPE) peuvent être utilisés ainsiqu'un procédé de dépôt de couche mince atomique (ALD). En outre,des procédés électrochimiques peuvent être utilisés, par exemplele dépôt en bain chimique (CBD) , les procédés hydrothermiques, lapyrolise d'aérosol liquide, l'électrodépôt ou la pulvérisationcathodique. Selon un mode de réalisation, au moins une couche desdiodes électroluminescentes 18, 20 est reliée au substrat 30 parune relation d'épitaxie. b) Fixation de la diode électroluminescente 16 aubloc de support 85, lorsqu'il est présent, ou à la face 32 dusubstrat 30, lorsque le bloc de support 85 n'est pas présent, parle milieu de liaison 38 (figure 14B). La diode électroluminescente16 peut être formée en utilisant un substrat hôte, par exemple unsubstrat hôte en GaAs, qui est ensuite retiré, avant ou après lecollage de la diode électroluminescente 16 au bloc de support 85,pour éviter 1’absorption par celui-ci. c) Formation des tranchées isolées verticales 40, 42au travers de la diode électroluminescente 16, du milieu de liaison 38, du bloc de support 85 et partiellement au travers dusubstrat 30 (figure 14C). Les tranchées isolées verticales 40, 42peuvent être formées par gravure d'ouvertures 134 au travers dela diode électroluminescente 16, du bloc de support 85 etpartiellement du substrat 30, formation des parois isolantes 46 àl'intérieur des ouvertures et formation des coeurs conducteurs 44entre les parois 46. La gravure mise en oeuvre peut être unegravure sèche, par exemple par l'intermédiaire d'un plasma à basede CI2 ou une gravure ionique réactive (RIE). d) Formation des ouvertures 84 au travers du substrat30 jusqu'au bloc de support 85 et formation des ouvertures 52 dansle substrat 30, le bloc de support 85 et le milieu de liaison 38jusqu'à la diode électroluminescente 16 pour délimiter lesportions de substrat 83 (figure 14D). e) Formation de la couche isolante 82 sur la face34, dans l'ouverture 84 et sur les faces latérales de l'ouverture52 (figure 14E). A titre d'exemple, la couche isolante 82 estformée sur la totalité de la structure représentée en figure 14Det des portions de la couche isolante 82 recouvrant les diodesélectroluminescentes 18, 20 et la portion de la couche isolante82 au fond de 1'ouverture 52 sont retirées. f) Formation de la couche conductrice 54 sur lastructure représentée en figure 14E du côté de la face 34,notamment sur la couche isolante 82, sur les diodesélectroluminescentes 18, 20 et au fond de l'ouverture 52 encontact avec la diode électroluminescente 16 (figure 14F). g) Formation des plots de liaison 22 en contact avecla diode électroluminescente 16 et avec les tranchées isoléesverticales 40, 42 (figure 14G). h) Collage de la puce de commande 14 au circuitoptoélectronique 12 (figure 14H). Dans le présent mode deréalisation, le collage de la puce de commande 14 à la diodeélectroluminescente 16 est réalisé en utilisant des inserts telsque les plots de liaison 22. A titre de variante, le collage dela puce de commande 14 à la diode électroluminescente 16 peut être réalisé par liaison directe, sans utilisation d'inserts. Laliaison directe peut comprendre une liaison directe métal à métalde régions métalliques de la puce de commande 14 et de régionsmétalliques de la diode électroluminescente 16 et des tranchéesverticales isolées 40, 42 et une liaison diélectrique àdiélectrique de régions diélectriques à la surface de la diodeélectroluminescente 16 et de régions diélectriques à la surfacede la puce de commande 14. La liaison de la puce de commande 14 àla diode électroluminescente 16 peut être réalisée par un procédéde thermocompression dans lequel la diode électroluminescente 16est appliquée contre la puce de commande 14, avec compression etchauffage.
Les figures 15A à 15L sont des coupes, partielles etschématiques, des structures obtenues à des étapes successivesd'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication du dispositifoptoélectronique 105 représenté en figure 9.
Un mode de réalisation d'un procédé de fabrication dudispositif optoélectronique 105 représenté en figure 9 comprendles étapes successives suivantes, réalisées pour chaque pixeld'affichage Pix : a') fournir un substrat 140 recouvert d'une couche degermination 142 et d'une couche isolante électriquement 108,former des ouvertures 146 dans la couche isolante 108 et formerdes diodes électroluminescentes 18, 20 sur la couche degermination 142 dans les ouvertures 146 (figure 15A) ; b') former une couche conductrice et transparente 148sur la structure représentée sur la figure 15A (figure 15B) ; c') délimiter les couches conductrices électriquementet transparentes 106 dans la couche 148 (figure 15C) ; d') former le substrat 30 (figure 15D) ; e') coller la diode électroluminescente 16 à la face32 du substrat 30 (figure 15E) ; f') former les ouvertures 107 dans la diodeélectroluminescente 16 opposées aux diodes électroluminescentes18, 20 (figure 15F) ; g') former, dans les ouvertures 107, des ouvertures152 dans le substrat 30 pour exposer les diodesélectroluminescentes 18, 20 et former les plots de liaison 22 encontact avec les diodes électroluminescentes 16, 18, 20 (figure15G) ; h') fixer la puce de commande 14 au circuitoptoélectronique 12 (figure 15H) ; i’) retirer le substrat 140 (figure 151) ; j ' ) retirer la couche de germination 142 (figure15J) ; k') former l'ouverture 52 au travers de la coucheisolante 108 et du substrat 30 jusqu'à la diodeélectroluminescente 16 (figure 15K) ; et 1') former la couche conductrice 54 sur la structurereprésentée en figure 15K sur la face 34, notamment sur la coucheisolante 108, en contact avec les diodes électroluminescentes 18,20 et au fond de l'ouverture 52 en contact avec la diodeélectroluminescente 16 (figure 15L).
Des modes de réalisation particuliers ont été décrits.Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme del'art. En particulier, même si dans les modes de réalisationdécrits précédemment, les murs 128 ont des parois latérales quisont sensiblement perpendiculaires à la face 34, les paroislatérales des murs 128 peuvent être profilées, par exempleinclinées par rapport à la face 34.
En outre, divers modes de réalisation avec diversesvariantes ont été décrits ci-dessus. On note que divers élémentsde ces divers modes de réalisation et variantes peuvent êtrecombinés. A titre d'exemple, les diodes électroluminescentes 18,20 du dispositif optoélectronique 10 peuvent être remplacées parles diodes électroluminescentes 92, 94 du dispositifoptoélectronique 90.
Claims (4)
- REVENDICATIONS1. Dispositif optoélectronique (10 ; 80 ; 90 ; 100 ; 105 ; 110 ; 115 ; 120 ; 130) comprenant : un premier circuit (12) comprenant un substrat (30)comprenant des première et deuxième faces opposées (32, 34), lepremier circuit comprenant des pixels d'affichage (Pix), chaquepixel d'affichage comprenant, du côté de la première face, unepremière diode électroluminescente (16) comprenant une premièrerégion active (66) adaptée à émettre un premier rayonnement et,s’étendant depuis la deuxième face, une deuxième diodeélectroluminescente (18, 20 ; 92, 94) comprenant une deuxièmerégion active (76) adaptée à émettre un deuxième rayonnement,l'aire, vue selon une direction perpendiculaire à la premièreface, de la première région active étant au moins égale à deuxfois l'aire, vue selon ladite direction, de la deuxième régionactive ; et un deuxième circuit (14) collé au premier circuit ducôté de la première diode électroluminescente et reliéélectriquement aux première et deuxième diodesélectroluminescentes.
- 2. Dispositif optoélectronique selon la revendication1, dans lequel la première diode électroluminescente (16) a unestructure plane. 3. Dispositif optoélectronique selon la revendication1 ou 2, dans lequel la deuxième diode électroluminescente (18) aune structure tridimensionnelle. 4. Dispositif optoélectronique selon la revendication1 ou 2, dans lequel la deuxième diode électroluminescente (18) aune structure plane. 5. Dispositif optoélectronique selon l'une quelconquedes revendications 1 à 4, dans lequel le premier circuit (12)comprend en outre une couche conductrice électriquement (54)recouvrant la deuxième diode électroluminescente (18, 20 ; 92,94) et connectée électriquement à la deuxième diodeélectroluminescente (18, 20). 6. Dispositif optoélectronique selon la revendication5, dans lequel le substrat (30) comprend une ouverture (52), lacouche conductrice électriquement étant connectée électriquementà la première diode électroluminescente (16) au fond de1'ouverture. Ί. Dispositif optoélectronique selon l’une quelconquedes revendications 1 à 6, dans lequel la première diodeélectroluminescente (16) et la deuxième diode électroluminescente(18, 20 ; 92, 94) comprennent au moins un puits quantique.
- 8. Dispositif optoélectronique selon l'une quelconquedes revendications 1 à 7, dans lequel chaque pixel d'affichage(Pix) comprend un élément conducteur électriquement (40, 42)s'étendant depuis la première face (32) au travers d'au moins unepartie du substrat (30) et relié électriquement à la deuxièmediode électroluminescente (18, 20 ; 92, 94) et au deuxième circuit(14) . 9. Dispositif optoélectronique selon l'une quelconquedes revendications 1 à 8, dans lequel chaque pixel d'affichage(Pix) comprend en outre un mur (128) au moins partiellement en unmatériau réfléchissant au moins pour le deuxième rayonnement,ledit mur délimitant une ouverture opposée à la deuxième diodeélectroluminescente (18, 20). 10. Dispositif optoélectronique selon l'une quelconquedes revendications 1 à 9, dans lequel chaque pixel d'affichage(Pix) comprend un bloc photoluminescent (96) opposé à la deuxièmediode électroluminescente (92). 11. Dispositif optoélectronique selon l'une quelconquedes revendications 1 à 10, dans lequel la deuxième diodeélectroluminescente (18, 20) s'étend au moins en partie au traversdu substrat (30). 12. Dispositif optoélectronique selon l'une quelconquedes revendications 1 à 11, dans lequel chaque pixel d'affichage(Pix) comprend en outre, s'étendant depuis la deuxième face (34),une troisième diode électroluminescente (20) comprenant unetroisième région active (76) adaptée à émettre un troisième rayonnement, l'aire, vue selon une direction perpendiculaire à lapremière face (32), de la première région active (66) étant aumoins égale à deux fois l'aire, vue selon ladite direction, de latroisième région active.
- 13. Dispositif optoélectronique selon l'une quelconquedes revendications 1 à 12, dans lequel la première longueur d'ondeest comprise entre 600 nm et 720 nm, dans lequel la deuxièmelongueur d'onde est comprise entre 510 nm et 570 nm et dans lequella troisième longueur d'onde est comprise entre 430 nm et 490 nm. 14. Dispositif optoélectronique selon l'une quelconquedes revendications 1 à 13, dans lequel l'aire, vue selon unedirection perpendiculaire à la première face (32), de la premièrerégion active (66) est au moins égale à cinq fois l'aire, vueselon ladite direction, de la deuxième région active (76). 15. Procédé de fabrication d'un dispositifoptoélectronique (10 ; 80 ; 90 ; 100 ; 105 ; 110 ; 115 ; 120 ;130) comprenant les étapes suivantes : a) former un premier circuit (12) comprenant unsubstrat (30) comprenant des première et deuxième faces opposées(32, 34), le premier circuit comprenant des pixels d'affichage(Pix), chaque pixel d'affichage comprenant, du côté de la premièreface, une première diode électroluminescente (16) comprenant unepremière région active (66) adaptée à émettre un premierrayonnement et, s'étendant depuis la deuxième face, une deuxièmediode électroluminescente (18, 20) comprenant une deuxième régionactive (76) adaptée à émettre un deuxième rayonnement, l'aire,vue selon une direction perpendiculaire à la première face, de lapremière région active étant au moins égale à deux fois l'aire,vue selon ladite direction, de la deuxième région active ; et b) coller un deuxième circuit (14) au premier circuitdu côté de la première diode électroluminescente, le deuxièmecircuit étant, après l'étape b), relié électriquement aux premièreet deuxième diodes électroluminescentes.
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