WO2020084226A1 - Procédé de réalisation d'un dispositif optoélectronique comprenant des diodes électroluminescentes homogènes en dimensions - Google Patents

Procédé de réalisation d'un dispositif optoélectronique comprenant des diodes électroluminescentes homogènes en dimensions Download PDF

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WO2020084226A1
WO2020084226A1 PCT/FR2019/052464 FR2019052464W WO2020084226A1 WO 2020084226 A1 WO2020084226 A1 WO 2020084226A1 FR 2019052464 W FR2019052464 W FR 2019052464W WO 2020084226 A1 WO2020084226 A1 WO 2020084226A1
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WO
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light
emitting diodes
walls
sub
formation
Prior art date
Application number
PCT/FR2019/052464
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Pierre TCHOULFIAN
Benoît AMSTATT
Original Assignee
Aledia
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Publication date
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    • H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
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    • H01L33/08—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a plurality of light emitting regions, e.g. laterally discontinuous light emitting layer or photoluminescent region integrated within the semiconductor body

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing an optoelectronic device comprising a plurality of light-emitting diodes.
  • the invention also relates to an optoelectronic device as such.
  • the invention finds an application in particular in display screens or image projection systems.
  • optoelectronic device is meant here a device suitable for converting an electrical signal into electromagnetic radiation to be emitted, in particular light.
  • optoelectronic devices comprising light-emitting diodes, also known by the acronym LED for “light-emitting diode” according to the English terminology devoted, formed on a substrate.
  • each light-emitting diode comprises a semiconductor portion doped according to a first type of doping to play the role of N-doped portion, another portion comprising an active area exploiting or not quantum wells, and a third semiconductor portion doped according to a second type of doping to play the role of P-doped portion
  • Each light-emitting diode can be formed on the basis of three-dimensional or two-dimensional semiconductor elements, themselves at least partially obtained by growth by epitaxy by means of techniques such as the “Molecular Beam Epitaxy” MBE, or the “Molecular Organic Vapor Phase” MOVPE.
  • Epitaxy accordinging to English terms or chemical vapor deposition of organometallic (MOCVD) or by chemical vapor deposition assisted by plasma or by (PECVD) or by PVD (physical vapor deposition).
  • Light-emitting diodes are typically formed from semiconductor materials comprising, for example, elements from column III and column V of the periodic table, such as a III-V compound, including gallium nitride (GaN), nitride d indium and gallium (InGaN) or aluminum and gallium nitride (AIGaN).
  • III-V compound including gallium nitride (GaN), nitride d indium and gallium (InGaN) or aluminum and gallium nitride (AIGaN).
  • optoelectronic devices comprising a matrix of light-emitting diodes having a certain emission surface through which the light radiation emitted by the light-emitting diodes is transmitted.
  • Such optoelectronic devices can in particular be used in the constitution of display screens or image projection systems, where the matrix of light-emitting diodes in fact defines a matrix of light pixels where each pixel comprises at least one sub-pixel itself containing at least one light-emitting diode.
  • a sub-pixel can for example contain from 1 to 100,000 light-emitting diodes.
  • One of the difficulties is to achieve that the light radiation emitted by the light-emitting diodes of a sub-pixel does not mix with the light radiation emitted by the light-emitting diodes of an adjacent sub-pixel in order to improve the contrasts.
  • one problem is to succeed in avoiding excitations of crosstalk-like colors between the sub-pixels, a phenomenon also known as “cross-talk” in the technical field concerned.
  • this problem proves increasingly difficult to solve given the increasing miniaturization of light emitting diodes.
  • One known solution consists in forming light confinement walls capable of blocking the transmission of light radiation emitted by at least one given light-emitting diode to at least one adjacent light-emitting diode.
  • a known technique for forming such light confinement walls consists in carrying out an additional step, after the formation of the light-emitting diodes, by depositing a layer of resin on the light-emitting diodes, the resin being photolithographed while respecting a pattern guaranteeing the presence of trenches intended to then be filled with a material, for example by a growth technique, capable of blocking the light radiation or even of ensuring a reflection thereof.
  • This technique has the disadvantage that it is difficult to comply with precise alignment between the confinement walls and the light-emitting diodes. This problem is all the more present in view of the increasing miniaturization of light-emitting diodes in order to ultimately obtain a high resolution.
  • Another difficulty is to be able to obtain light-emitting diodes in the same sub-pixel which are homogeneous with one another in terms of height and width when said light-emitting diodes are arranged on the edges of rows.
  • the supply of material, around the edge light emitting diodes is surplus compared to the situation of light emitting diodes completely surrounded by other light emitting diodes.
  • the state of the art shows that the average diameter of the light-emitting diode elements located on the periphery is on average greater than 20% than the average diameter of the light-emitting diode elements in the area. It is the same for heights.
  • Another difficulty is to be able to manufacture light-emitting diodes whose wavelength emitted by each diode does not vary by more than 2% over an entire sub-pixel.
  • the present invention aims to respond to all or part of the problems presented above.
  • one goal is to provide a solution that meets at least one of the following objectives:
  • This object can be achieved by implementing a method of manufacturing an optoelectronic device comprising a step a) of forming a substrate having a support face.
  • the method also includes a step b) of forming a first series of first zones on the support face suitable for the formation of all or part of light-emitting diodes, said light-emitting diodes comprising a first portion doped according to a first type of doping, a second portion forming an active area and a third portion doped according to a second type of doping.
  • the method further comprises a step c) of forming a second series of second zones on the support face, adapted to the formation of at least one element of light confinement walls capable of forming a light confinement wall, the second zones being distinct from the first zones, the second zones defining between them sub-pixel zones.
  • An additional step d) of the method consists of the formation, from the first zones, of all or part of light-emitting diodes.
  • the method includes a step e) of forming, by the same technique as in step d), from the second zones, all or part of elements of light confinement walls, concomitantly with all or part of the diodes. electroluminescent formed in step d).
  • At least two of the second zones suitable for the formation of luminous confinement wall elements are arranged to allow obtaining of luminous confinement walls by coalescence of luminous confinement wall elements.
  • All or part of the second zones suitable for the formation of luminous confinement wall elements are arranged to allow the formation of luminous confinement wall elements in one piece.
  • the light confinement walls contain at least partially portions of electrically insulating material.
  • the light-emitting diodes have an elongated wire shape along a longitudinal axis, extending in a transverse direction of the optoelectronic device oriented transversely to the support face.
  • the first, second and third portions of the light emitting diodes are stacked parallel to the support face. All or part of the light-emitting diodes of the same sub-pixel zone are positioned at a distance DI with respect to the elements of light confinement walls, the distance satisfying at least one of the following conditions:
  • the distance DI is between half and 100 times the pitch separating all or part of two adjacent light-emitting diodes
  • the distance DI is between once and 500 times the diameter of all or part of the light-emitting diodes
  • the distance DI is less than or equal to twice the diffusion length of the atomic species making up all or part of the light-emitting diodes.
  • the elements of light confinement walls formed in step e) have an ability to capture all or part of the material used during step d) for the formation of the first, second and third portions of light-emitting diodes.
  • the elements of light confinement walls are formed, in whole or in part, substantially from the same materials as the first, second and third portions of light-emitting diodes.
  • All or part of the light confinement walls is produced concomitantly with the formation of the first portion of the light-emitting diodes, and concomitantly with the formation of the second portion of the light-emitting diodes.
  • the light confinement walls comprise a first element doped according to a first type of doping formed concomitantly with the first doped portion according to a first type of doping of light-emitting diodes, the light confinement walls further comprising a second element, capable of constituting a zone active, obtained concomitantly with the second portion forming the active zone of the light-emitting diodes.
  • the method comprises an additional step f), implemented after step e), of forming a layer of an electrically insulating material, said layer of electrically insulating material being selectively formed on the outer surfaces of the light confinement walls, on the surfaces defined by the spacing between the light confinement walls and the light emitting diodes, and on the surfaces defined by the spacing between all or part of the light emitting diodes.
  • the method includes a step g) of forming an upper electrode on the surface free of electrically insulating material resulting from step f).
  • Each light confinement wall is electrically isolated from at least one element chosen from: the other light confinement walls of the sub-pixel zone, all or part of the upper electrodes and all or part of the conductive parts of the substrate.
  • the light containment walls do not emit light.
  • the method comprises a step h) of forming a layer of a material blocking electromagnetic waves from or towards the light-emitting diodes, said layer of material blocking electromagnetic waves being formed on the free surfaces resulting from step g) except the side and top surfaces of the light emitting diodes.
  • the layer of opaque material or reflecting electromagnetic waves is formed directly on all or part of the exterior surfaces of the light confinement walls, on all or part of the surfaces defined by the spacing between the light confinement walls and the light emitting diodes and on all or part of the surfaces defined by the spacing between the light-emitting diodes with the exception of the side and top walls of the light-emitting diodes.
  • the layer of material blocking the electromagnetic waves is formed directly on all or part of the free surfaces of the layer of insulating material obtained in step f), with the exception of the side and top walls of the light-emitting diodes.
  • the method comprises a step i) of forming an encapsulation layer at least partially surrounding the light-emitting diodes contained in the same sub-pixel zone.
  • the invention also relates to an optoelectronic device obtained by the implementation of a manufacturing method according to the invention where all or part of the light confinement walls are formed from the same materials as all or part of the first, second and third portions of light emitting diodes.
  • All the light-emitting diodes in the same sub-pixel area have a diameter of between 0.8 times the average diameter of the light-emitting diodes in the sub-pixel area and 1.2 times the average diameter of the light-emitting diodes in the area of subpixel and a height between 0.8 times the average height of the light-emitting diodes of the sub-pixel area and 1.2 times the average height of the light-emitting diodes of the sub-pixel area.
  • All light emitting diodes in the same sub-pixel area emit light with a wavelength between 0.98 times the average wavelength of light emitted by light emitting diodes in the sub-pixel area and 1.02 times the average wavelength of the light emitted by the light-emitting diodes of the sub-pixel area.
  • FIG. 1 represents a top view of an example of creation of zones preliminary to the formation of light-emitting diode portions on the one hand and of zones preliminary to the formation of elements of light confinement walls on the other hand.
  • FIG. 2 represents a top view of a variant of FIG. 1 where the zones preliminary to the formation of elements of light confinement walls are formed in one piece.
  • FIG. 3 represents a top view of a variant of FIG. 2.
  • Figure 4 illustrates a cross section of a three-dimensional light emitting diode.
  • FIGS. 5 to 8 show, in side section, successive steps of an example of a manufacturing process according to the invention implemented from the situation in FIG. 1 or 2.
  • Figure 9 shows a perspective view of the formation of light confinement wall elements.
  • FIG. 10 illustrates a perspective view of the formation of elements of light confinement walls.
  • FIG. 11 represents a perspective view of light confinement walls.
  • Figures 12 and 13 show, in sectional view, two variants of optoelectronic devices manufactured according to the manufacturing process.
  • FIGS. 14 and 15 show, in section view, two variants of optoelectronic devices manufactured according to the manufacturing process. DETAILED PRESENTATION OF PARTICULAR EMBODIMENTS
  • Figures 1 or 2, 5 to 9 are partial views from above and in section of different stages of a first example of implementation of a manufacturing method according to the invention.
  • each of FIGS. 5 to 9 or 12 and 15 represents only an assembly comprising three light-emitting diodes 13 and two light confinement walls 15.
  • the number of light-emitting diodes 13 and walls of light confinement 15 is not however limited to the particular examples illustrated in the figures.
  • the invention relates firstly to a method of manufacturing an optoelectronic device 10 comprising light-emitting diodes 13, arranged in sub-pixel zones 14 defined by the light confinement walls 15 situated opposite, said light-emitting diodes 13 d ' the same sub-pixel zone 14 having a homogeneity of dimensions between them improved compared to the prior art.
  • a particularly targeted application is the provision of an image display screen or an image projection device.
  • the invention can target other applications, in particular the detection or measurement of electromagnetic radiation or even photovoltaic and lighting applications.
  • Figures 5 to 8 illustrate different steps of a first example of implementation of a manufacturing method according to the invention.
  • the manufacturing method comprises a step of forming a substrate 11 having a support face 111.
  • the substrate 11 is constituted for example by a stack of a monolithic layer (not shown), a lower electrode layer (not shown) which can be a conductive germination layer and a first layer of electrical insulation (not shown).
  • a monolithic layer not shown
  • a lower electrode layer not shown
  • a first layer of electrical insulation not shown.
  • the support face 111 of the substrate 11 is constituted for example by the free face of said first layer of electrical insulation.
  • the monolithic layer can be formed in a semiconductor material doped or not, for example GAI2O3 or silicon or even germanium, and more particularly monocrystalline silicon. It can also be formed from sapphire or even from a III-V semiconductor material, for example GaN. It can alternatively be a substrate of silicon on insulator type or “SOI” for “Silicon On Insulator” according to the English terminology used. Alternatively, the monolithic layer can be formed from an electrically insulating material.
  • the lower electrode layer can serve as a germination layer for the growth of portions of light-emitting diodes 13a, 13b, 13c or elements of light confinement walls 152.
  • the lower electrode layer can be continuous or discontinuous.
  • the material making up the lower electrode layer may be a nitride, a carbide or a boride of a transition metal from column IV, V or VI of the periodic table of the elements or a combination of these compounds.
  • the lower electrode layer may be made of aluminum nitride, aluminum oxide, boron, boron nitride, titanium, titanium nitride, tantalum, tantalum nitride, in hafnium, in hafnium nitride, in niobium, in niobium nitride, in zirconium, in zirconium boride, in zirconium nitride, in silicon carbide, in nitride and in tantalum carbide, or in magnesium nitride in the form Mg x N y , where x is approximately equal to 3 and y is approximately equal to 2, for example magnesium nitride in the form Mg3N2.
  • the lower electrode layer can be doped and of the same type of conductivity as that of the semiconductor elements intended to grow, and have a thickness for example between 1 nm and 200 nm, preferably between 10 nm and 50 nm.
  • the lower electrode layer can be composed of an alloy or a stack of at least one material mentioned in the list above.
  • Said first layer of electrical insulation may include a first intermediate insulating layer which covers said lower electrode layer. It forms a growth mask authorizing the epitaxial growth, for example, of the first portions 13a doped with light-emitting diodes 13 to from through openings locally emerging on the surfaces of the lower electrode layer. Said first layer of electrical insulation also forms a growth mask allowing the growth, for example epitaxial growth, of the confinement wall elements 152 from through openings opening locally onto the surfaces of the lower electrode layer.
  • the first intermediate insulating layer is produced in at least one dielectric material (s) such as, for example, a silicon oxide (for example Si0 2 or SiON) or a silicon nitride (for example S13N4 or SiN), or even a silicon oxynitride, an aluminum oxide (for example AI2O3) or a hafnium oxide (for example Hf0 2 ).
  • the thickness of the first intermediate insulating layer can be between 5 nm and 1 ⁇ m, preferably between 20 nm and 500 nm, for example equal to approximately 100 nm.
  • Said first layer of electrically insulating material may also comprise a second electrically intermediate insulating layer (not shown) which covers the first lower electrodes and helps to provide electrical insulation between the first lower electrodes and the second upper electrodes.
  • Said second electrically intermediate insulating layer can also cover the growth mask formed by the first intermediate insulating layer.
  • the second intermediate insulating layer can be made of a dielectric material identical or different from that of the growth mask, such as, for example, a silicon oxide (for example S1O2) or a silicon nitride (for example S1 3 N4 or SiN ), or even a silicon oxynitride, or a hafnium oxide (for example Hf0 2 ).
  • the thickness of the second intermediate insulating layer can be between 5 nm and 1 ⁇ m, preferably between 20 nm and 500 nm, for example equal to approximately 100 nm.
  • a second step called b is the formation of a first series of first zones 131, 131a adapted to the formation of portions of light-emitting diodes 13a, 13b, 13c on the support face 111.
  • Each zone 131, 131a suitable for the formation of first portions 13a of light-emitting diodes 13 can be formed for example by openings obtained through said first electrically insulating layer and opening onto the lower electrode layer. These openings can also be partially filled with germination materials as described above. This deposit, delimited by the openings in the first insulating layer, constitutes germination pads making it possible to facilitate the growth of the elements of light-emitting diodes 13a, 13b, 13c and of the elements of light confinement walls 152.
  • the material constituting the seed pads may be a transition metal from column IV, V or VI of the periodic table of the elements or a nitride, carbide or boride from a transition metal from column IV, V or VI, or a combination of these compounds.
  • a third step called c), common to the various embodiments, is the formation of a second series of second zones 151, 151a adapted to the formation of wall elements of light confinement 152 on the support face 111.
  • Each zone 151, 151a suitable for the formation of elements of light confinement walls 152 can be formed for example by openings obtained through said first electrically insulating layer and opening onto the lower electrode layer. These openings can also be partially filled with germination materials as described above.
  • steps b), c) are carried out in whole or in part at the same time and according to the same techniques, this makes it possible to save process time and gain in precision.
  • a fourth step, called d), common to the various embodiments, is the successive formation of portions 13a, 13b, 13c of light-emitting diodes from the areas 131, 131a.
  • each light-emitting diode 13 comprises semiconductor elements, a first portion 13a doped according to a first doping type, a second portion 13b forming an active part and a third portion 13c doped according to a second type of doping.
  • These semiconductor elements can be arranged in a two-dimensional organization or, as shown in FIG. 4, in three-dimensional manner, according to micrometric or nanometric dimensions.
  • the semiconductor elements of the light-emitting diodes 13a, 13b, 13c of each sub-pixel zone 14 have a substantially wire, conical or frustoconical shape.
  • the terms “light-emitting diode element” refer to a first portion doped according to a first type of doping 13a and / or a second portion 13b forming an active part and / or a third portion doped according to a second type doping 13c, as well as the stacking of these different portions.
  • the embodiments are described for three-dimensional light-emitting diodes 13 of the core-shell type as shown in FIG. 4. However, these embodiments can equally be implemented for diodes three-dimensional light-emitting elements 13 having an axial structure where the first doped portion 13a, the active part 13b and the third doped portion 13c are stacked in a direction transverse to the plane of the substrate 11.
  • the embodiments can also be applied for light-emitting diodes having a stack of layers parallel to the support face 111 of a first portion 13a, a second portion 13b and a third portion 13c.
  • presenting a multitude of zones 131 to form a multitude of light-emitting diodes per sub-pixel zone 14 an embodiment shown in FIG.
  • the method according to the invention will make it possible to homogenize the thicknesses of the layers 13a, 13b, 13c, between the outer edges of the light-emitting diode 13 and its center.
  • each first portion 13a of light-emitting diode 13a of the same sub-pixel zone 14 is connected to a first lower electrode, formed in the substrate (not shown and which may be the germination layer), continuous or not. .
  • a first lower electrode formed in the substrate (not shown and which may be the germination layer), continuous or not.
  • Those skilled in the art can refer to patent FR3053530 to produce the substrate containing the appropriate lower electrodes.
  • An upper electrode 17 in contact with the third doped portions 13c is formed on all the light-emitting diodes 13 of the same sub-pixel zone 14.
  • the terms "diameter” or “mean diameter” of a wire or of a light-emitting diode 13 or of a layer deposited around or on a light-emitting diode 13 designate an amount of diameter associated with the surface of the straight section of the wire 13 or of the light-emitting diode 13, for example this corresponds to the diameter of the disc whose area is equivalent to that of the straight section of the diode 13.
  • each light-emitting diode 13 can have a wire shape formed by the stack three-dimensional of a first portion doped according to a first type of doping 13a, of a second portion 13b and of a third portion 13c, the stack extending transversely to the plane of the first face 111.
  • wires "and" light emitting diode elements are equivalent.
  • the light-emitting diodes 13 can be, at least in part, formed from group IV semiconductor materials such as silicon or germanium or else mainly comprising a compound III-V, for example compounds III-N .
  • group III include gallium, indium or aluminum.
  • III-N compounds are GaN, AIN, InGaN or AlInGaN.
  • Other elements of group V can also be used, for example, phosphorus, arsenic or antimony.
  • the elements in compound III-V can be combined with different molar fractions.
  • the light-emitting diodes 13 can equally be formed from semiconductor materials mainly comprising a compound II-VI.
  • the dopant can be chosen, in the case of a compound III-V, from the group comprising a P type dopant from group II, for example magnesium, zinc, cadmium or mercury, a P type dopant from group IV, for example carbon, or an N type dopant from group IV, for example silicon, germanium, selenium, sulfur, terbium or tin.
  • a P type dopant from group II for example magnesium, zinc, cadmium or mercury
  • P type dopant from group IV for example carbon
  • an N type dopant from group IV for example silicon, germanium, selenium, sulfur, terbium or tin.
  • the cross section of the wires 13 can have different shapes such as, for example, an oval, circular or polygonal shape (for example square, rectangular, triangular, hexagonal).
  • an oval, circular or polygonal shape for example square, rectangular, triangular, hexagonal.
  • the shape of the cross section of the light-emitting diodes 13 is hexagonal
  • the cross section is rectangular.
  • the active layer 13b is the layer from which the majority of the radiation supplied by the light-emitting diode 13 is emitted. It may include means for confining the carriers of electric charge, such as quantum wells. It is, for example, made up of alternating layers of GaN and InGaN. The GaN layers can be doped. Alternatively, the active layer consists of a single layer of InGaN.
  • the different layers 13a, 13b, 13c constituting the light-emitting diodes 13 can be obtained by any technique skilled in the art, for example: chemical vapor deposition (CVD), acronym for Chemical Layer deposition, deposition atomic layer (ALD) acronym for Atomic Layer Deposition, or physical vapor deposition (PVD) acronym English for Physical Vapor Deposition or by epitaxy (for example MBE, MOVPE).
  • CVD chemical vapor deposition
  • ALD deposition atomic layer
  • PVD physical vapor deposition
  • a fifth step called e), common to the various embodiments, is the formation of light confinement wall elements 152 from the zones 151, 151a.
  • light confinement wall elements 152 is intended to mean the portions of the light confinement walls 15 formed during step e) which takes place in whole or in part at the same time as the formation of the light-emitting diode elements 13a, 13b, 13c. .
  • a light confinement wall element 152 may for example consist of a first portion which is substantially identical (in material composition and thickness) to the first portion 13a of a light-emitting diode 13 or even comprise a second substantially identical portion (in composition of material and thickness) to a second portion 13b of light-emitting diode 13 or else to comprise a third portion substantially identical (in material composition and of thickness) to a third portion 13c of light-emitting diode 13.
  • the elements of light confinement walls 152 can be considered as themselves luminous confinement walls 15.
  • the elements of light confinement walls 152 are arranged so as to obtain a dispersion of less than 20% in heights and widths of the light-emitting diodes 13 contained in the same sub-pixel zone 14 and this without any additional step compared to the steps. for the formation of light-emitting diodes 13.
  • the confinement wall elements 152 are obtained at the same time and by the same technique as the light-emitting diode elements 13.
  • the formation of the light confinement wall elements 152 will influence the formation of the elements of the light-emitting diodes 13a, 13b, 13c.
  • the elements of light confinement walls can coalesce in whole or in part during step e).
  • the coalescence of the elements 152 forms luminous confinement walls in one piece.
  • the elements of light confinement walls 152 are made wholly or partly by the same materials as the portions 13a, 13b, 13c of light-emitting diodes.
  • the similar nature of the light confinement wall elements 152 and of the portions 13a, 13b and 13c of the light-emitting diodes and the arrangement of the light confinement walls of the method of the invention thus advantageously make it possible to reduce the parasitic residues of material constituting the elements. of light-emitting diodes by their adsorption or absorption by the elements of light confinement walls 152 in the zones where the light-emitting diodes are absent.
  • the elements of light confinement walls 152 and therefore also the light confinement walls 15 are, by way of example, at least in part, formed from group IV semiconductor materials such as silicon or germanium or else mainly comprising a compound III-V, for example compounds III-N.
  • group III include gallium, indium or aluminum.
  • III-N compounds are GaN, AIN, InGaN or AlInGaN.
  • Other elements of group V can also be used, for example, phosphorus, arsenic or antimony.
  • the elements in compound III-V can be combined with different molar fractions.
  • the elements of light confinement walls 152 can either be formed from semiconductor materials mainly comprising a compound II-VI.
  • the dopant can be chosen, in the case of a compound III-V, from the group comprising a P type dopant from group II, for example magnesium, zinc, cadmium or mercury, a P type dopant from group IV, for example carbon, or an N type dopant from group IV, for example silicon, germanium, selenium, sulfur, terbium or tin.
  • a P type dopant from group II for example magnesium, zinc, cadmium or mercury
  • P type dopant from group IV for example carbon
  • an N type dopant from group IV for example silicon, germanium, selenium, sulfur, terbium or tin.
  • the different layers constituting the light confinement wall elements 152 can be obtained by any technique skilled in the art, for example: chemical vapor deposition (CVD), atomic layer deposition (ALD), or physical vapor deposition (PVD) or by epitaxy (MOVPE, MBE) or epitaxy by molecular jets or by laser assisted deposition (PLD for Pulsed Laser deposition).
  • CVD chemical vapor deposition
  • ALD atomic layer deposition
  • PVD physical vapor deposition
  • MOVPE, MBE epitaxy
  • PLD laser assisted deposition
  • the light confinement walls 15 are not electrically connected to the substrate 11.
  • Those skilled in the art can use any technique to electrically isolate the light confinement walls 15 for example by creating a discontinuity in the conductive germination layer around the walls of light confinement 15.
  • Those skilled in the art may also for example create deep insulation trenches in the substrate 11 by the face opposite to the support face 111 and fill them with an electrical insulator.
  • the man of profession may also choose to create a discontinuity in the upper electrode layer 17 to electrically isolate, by the free face, the light confinement walls 15.
  • FIG. 14 illustrates an example of insulating trenches 20 placed at the level of the light confinement walls 15.
  • the light confinement walls advantageously do not emit light, which is advantageous so as not to emit interference light with that coming from the light-emitting diodes 13.
  • the zones 151a adapted to the formation of elements of luminous confinement walls 152 are arranged and dimensioned so as to obtain sub-zones 151a inter spaced from 50 nm to 5 pm.
  • the complete formation of the light confinement walls 15 is done by coalescence of the elements of the light confinement walls 152.
  • FIGS. 10 and 11 illustrate this method, where from elements 152 of discontinuous light confinement walls, by growth and coalescence of each of these elements 152 of light confinement walls, a light confinement wall is obtained in a single block. The coalescence may nevertheless not be completely total and allow free spaces 152a to appear within or between the light confinement walls 152.
  • An electrical insulating layer 16 can then be deposited in these free spaces 152a for example during one of the steps specified later.
  • the zones 151 adapted to the formation of light confinement wall elements 152 are arranged and dimensioned so as to obtain by growth wall elements of light confinement 152 directly in one piece.
  • the zones 151 preliminary to the formation of the elements of light confinement walls 152 are arranged at a distance DI from the zones preliminary to the formation of portions of light-emitting diodes 131 situated on the periphery of the same under zone.
  • -pixel 14 defined by the arrangement of the light confinement walls 15.
  • the distance DI can advantageously verify at least one of the following conditions:
  • the distance DI is between half and 100 times the pitch separating all or part of two adjacent light-emitting diodes 13,
  • the distance DI is between once and 500 times the diameter of all or part of the light-emitting diodes 13, the distance DI is less than or equal to twice the diffusion length of the atomic species comprising at least all or part of at least one light-emitting diode 13.
  • step The periodic distance separating at least two light-emitting diodes 13 is called "step".
  • DI is between 2.5 and 50 pm and ideally between 5 and 25 pm.
  • the distance DI is advantageous because for cases where the heights of light-emitting diodes 13 are of the order of 0.5 to 40 ⁇ m in height, with a step of 5 ⁇ m between diodes 13, the light confinement wall elements 152 make it possible to limit by capture of residual material, during their formation, to less than 20% the difference between the individual diameter of the light-emitting diode elements 13 located on the periphery of the same sub-pixel zone 14 and the average diameter of the diode elements light emitting 13a, 13b, 13c of the sub-pixel area 14 concerned.
  • the elements of light confinement walls 152 are formed, with the same technique, with the same materials as the portions of light-emitting diodes 13a, 13b, 13c, under the same conditions as the portions of diodes light emitting diodes 13a, 13b, 13c and obtained at the same time as the portions of light emitting diodes 13a, 13b, 13c.
  • the similarity of material between the light-emitting diode portions 13a, 13b, 13c and the elements of light confinement walls 152 advantageously allows the elements of light confinement walls 152 to have the ability to capture all or part of the material used for the formation of the light-emitting diode elements 13a, 13b, 13c during the common part of their training stage e).
  • attitude for capturing matter is understood to mean the ability of structures to attract matter (atoms or molecules) to them in order to grow or enlarge during growth, and this by adsorption, absorption, epitaxy transformation or uptake of atoms / molecules supplied during the growth phase.
  • This step e) advantageously takes place in whole or in part concomitantly with the step of forming the elements of the light-emitting diodes 13a, 13b, 13c so that the formation d) of the elements of light-emitting diodes 13a, 13b, 13c situated on the periphery of the same sub-pixel zone 14 defined by the arrangement of the light confinement walls 15 is controlled by the formation, preferably with the same technique to save time, at the same time elements of light confinement walls limiting the sub-pixel zone 14.
  • “Concurrently” means an action taking place at the same time or simultaneously. This may involve the use of the same production technique to guarantee temporal simultaneity. This can also imply a spatial proximity, of the order of Dl, of the elements of diodes 13a, 13b, 13c and of elements of light confinement walls 152 so that the simultaneity of the growth of the elements of light-emitting diodes 13a, 13b, 13c and light confinement wall elements 152 could allow the latter to influence the former.
  • the presence of elements of light confinement walls 152 described above advantageously makes it possible to limit the supply of material, by absorption or adsorption of material by the elements of light confinement walls 152 during their growth, which is usually calibrated by a person skilled in the art to form elements of light-emitting diodes 13a, 13b, 13c arranged according to a given density and which therefore becomes surplus for the portions of diodes 13a, 13b, 13c situated on the periphery of the sub-pixel zone 14 in absence of light containment walls 15.
  • this method makes it possible to limit the difference between the diameter of the light-emitting diode elements 13a, 13b, 13c located at the periphery of the zone to less than 20%. of sub-pixel 14 defined by the arrangement of the light confining walls 15 and the average diameter of the light-emitting diode elements 13a, 13b, 13c of the sub-pixel area 14 concerned.
  • this method also makes it possible to limit to less than 20% the difference between the height of the light-emitting diode elements 13a, 13b, 13c situated on the periphery of a sub-pixel zone 14 and the average height of the light-emitting diodes 13 of the sub-pixel area 14 concerned.
  • the method of the invention allows the wavelength emitted by each of the light-emitting diodes 13 of the same sub-pixel zone 14 to be substantially homogeneous from one diode to the other including for a light-emitting diode 13 located on the periphery compared to those located in the center. More preferably, all the light-emitting diodes 13 included in the same sub-pixel zone 14 emit light with a wavelength between 0.98 times the average wavelength of the light emitted by the diodes light-emitting diodes 13 of the sub-pixel area 14 and 1.02 times the average wavelength of the light emitted by the light-emitting diodes 13 of the sub-pixel area 14. For example, for a target wavelength of 450 nm then the wavelength emitted by applying the method resulting from the invention makes it possible to obtain a light emission of between 441 nm and 459 nm.
  • the method comprises a step f), after step e), of forming a layer of electrically insulating material 16, said layer of electrically insulating material 16 being selectively formed on the external surfaces 153 of the wall elements of light confinement 152 as well as on the surfaces 112 defined by the spacing between the elements of confinement walls t luminous 152 and the light-emitting diode elements 13a, 13b, 13c as well as on the surfaces 113 defined by the spacing between the light-emitting diode elements 13a, 13b, 13c.
  • the insulating layer 16 may be a dielectric material, for example silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum oxide, hafnium oxide, or diamond. This insulating layer 16 has a thickness for example between 5 nm and 800 nm.
  • the method comprises a step g) of forming an upper electrode layer 17 composed of at least one preferentially transparent conductive material, such as oxide d 'indium tin ITO (for Indium Tin Oxide in English) or ZnO doped for example with aluminum or gallium, on the free surface of the layer formed in step f).
  • This upper electrode layer 17 makes it possible to make electrical contact on the third portion 13c of the light-emitting diodes 13.
  • the upper electrode layer 17 can comprise a stack of several layers of conductive materials.
  • the method comprises a step h) of forming a layer 18 of a material blocking the electromagnetic waves coming from or being in the direction of the light-emitting diodes 13.
  • blocking the electromagnetic waves means "Be opaque or reflective".
  • the layer 18 of material blocking the electromagnetic waves can also reflect or be opaque for the electromagnetic waves converted by the color converters such as for example quantum dots or else phosphors.
  • Said layer 18 of opaque or reflecting material is formed on the free surfaces resulting from step g) with the exception of the side 171 and top 172 surfaces of the light-emitting diodes 13.
  • the material opaque or reflecting electromagnetic waves can be formed from the same material or a plurality of different materials deposited on top of each other.
  • the reflective materials can be chosen from aluminum, silver, nickel, platinum, or any other suitable material such as materials with different optical indices.
  • the material 18 opaque or reflecting the electromagnetic waves emitted by the light-emitting diodes 13 is formed directly on all or part of the exterior surfaces 153 of the elements of light confinement walls 152 and all or part of the surfaces 112 defined by the spacing between the elements of light confinement walls 152 and the light-emitting diodes 13 as well as on all or part of the surfaces 113 defined by the spacing between the light-emitting diodes 13 with the exception of the walls side 171 and top 172 of light-emitting diodes 13.
  • the material 18 opaque or reflecting the electromagnetic waves emitted by the light-emitting diodes 13, is formed directly on all or part of the free surfaces 171 of the layer of insulating material 16 obtained at step f), with the exception of the side walls 171 and the top walls 172 of the light-emitting diodes 13.
  • an eleventh embodiment corresponds to the realization of the electrical insulation of the elements of light confinement walls 152 by the formation of insulating trenches 20, by any technique known to those skilled in the art, from the rear side 114.
  • a twelfth embodiment corresponds to a step i) at least partially covering the light-emitting diodes 13 of the same sub-pixel zone 14 by an encapsulation layer 21.
  • the layer of encapsulation 21 can be made of an at least partially transparent insulating material.
  • the minimum thickness of the encapsulation layer 21 is between 250 nm and 50 ⁇ m so that the encapsulation layer 21 covers all or part of the light-emitting diodes and all or part of at least one and the same sub-pixel zone 14.
  • the encapsulation layer 21 can be made of an at least partially transparent inorganic material.
  • the inorganic material is chosen from the group comprising silicon oxides of the SiOx type where x is a real number between 1 and 2 or SiOyNz where y and z are real numbers between 0 and 1 and the aluminum oxides, for example AI 2 O 3 .
  • the encapsulation layer 21 can be made of an organic material at least partially transparent.
  • the encapsulation layer 21 is a silicone polymer, an epoxy polymer, an acrylic polymer or a polycarbonate.
  • the encapsulation layer 21 is composed with at least one phosphor. Said phosphor can for example absorb deep blue or UV light emitted by light-emitting diodes and transform it into green or red, or even blue.
  • a method of selective phosphor deposition consists in mixing the grains of phosphor of a first color with photosensitive silicone resin, then after spreading over the whole of the substrate and light-emitting diodes, in fixing phosphors on the zones 14 desired by photolithography. The operation is repeated with a second phosphor for a second color and as many times as there are zones 14 defined by the arrangement of the light confinement walls 15 of different colors.
  • Another method is to use inkjet type printing equipment with an “ink” composed of the silicone-phosphor mixture and of specific additives.
  • the phosphors are deposited at the required locations.
  • the encapsulation layer 21 can contain quantum dots (“Quantum dot” according to the appropriate English terminology).

Abstract

Procédé de fabrication d'un dispositif optoélectronique (10) comportant les étapes de formation d'un substrat (11) présentant une face support (111); formation d'une première série de premières zones (131, 131a) adaptées à la formation de tout ou partie de diodes électroluminescentes (13), formation d'une deuxième série de secondes zones (151, 151a) sur la face support (111), adaptées à la formation d'élément de parois de confinement lumineux (152) apte à former une paroi de confinement lumineux (15), les deuxièmes zones (151, 151a) étant distinctes des premières zones (131, 131a), les deuxièmes zones (151, 151a) définissant entre elles des zones de sous-pixel (14); formation, à partir des premières zones (131, 131a), de diodes électroluminescentes (13); formation, par la même technique qu'à l'étape précédente, à partir des secondes zones (151, 151a), d'éléments de parois de confinement lumineux (152), concomitamment à tout ou partie des diodes électroluminescentes (13) formées à l'étape précédente.

Description

Procédé de réalisation d'un dispositif optoélectronique comprenant des diodes électroluminescentes homogènes en dimensions
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un dispositif optoélectronique comportant une pluralité de diodes électroluminescentes.
L'invention concerne également un dispositif optoélectronique en tant que tel.
L'invention trouve une application notamment dans les écrans d'affichage ou les systèmes de projection d'images.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
Par dispositif optoélectronique, on entend ici un dispositif adapté à effectuer la conversion d'un signal électrique en un rayonnement électromagnétique à émettre, notamment de la lumière.
Il existe des dispositifs optoélectroniques comportant des diodes électroluminescentes, également connues sous l'acronyme LED pour « light-emitting diode » selon la terminologie anglo-saxonne consacrée, formées sur un substrat.
II est connu que chaque diode électroluminescente comprend une portion semiconductrice dopée selon un premier type de dopage pour jouer le rôle de portion dopée N, une autre portion comportant une zone active exploitant ou non des puits quantiques, et une troisième portion semiconductrice dopée selon un deuxième type de dopage pour jouer le rôle de portion dopée P.
Chaque diode électroluminescente peut être formée sur la base d'éléments tridimensionnels ou bidimensionnels semiconducteurs, eux-mêmes au moins partiellement obtenus par croissance par épitaxie au moyen de techniques telles que la MBE « Molecular Beam Epitaxy », ou la MOVPE « Molecular Organic Vapor Phase Epitaxy» selon les termes anglais consacrés ou la déposition chimique en phase vapeur d'organométalliques (MOCVD) ou par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma ou par (PECVD) ou par PVD (physical vapor déposition). Les diodes électroluminescentes sont typiquement formées à base de matériaux semiconducteurs comprenant par exemple des éléments de la colonne III et de la colonne V du tableau périodique, tel qu'un composé lll-V, notamment le nitrure de gallium (GaN), le nitrure d'indium et de gallium (InGaN) ou le nitrure d'aluminium et de gallium (AIGaN). Il existe des dispositifs optoélectroniques comportant une matrice de diodes électroluminescentes présentant une certaine surface d'émission au travers de laquelle est transmis le rayonnement lumineux émis par les diodes électroluminescentes. De tels dispositifs optoélectroniques peuvent notamment être utilisés dans la constitution d'écrans d'affichage ou de systèmes de projection d'images, où la matrice de diodes électroluminescentes définit en fait une matrice de pixels lumineux où chaque pixel comporte au moins un sous-pixel contenant lui-même au moins une diode électroluminescente. Un sous-pixel peut par exemple contenir de 1 jusqu'à 100000 diodes électroluminescentes.
L'une des difficultés est de parvenir à ce que le rayonnement lumineux émis par les diodes électroluminescentes d'un sous-pixel ne se mélange pas avec le rayonnement lumineux émis par les diodes électroluminescentes d'un sous-pixel adjacent afin d'améliorer les contrastes. Notamment, une problématique est de parvenir à éviter les excitations de couleurs de type diaphonie entre les sous-pixels, phénomène également connu sous le nom de « cross-talk » dans le domaine technique concerné. Or, cette problématique s'avère de plus en plus difficile à résoudre compte tenu de la miniaturisation croissante des diodes électroluminescentes.
Une solution connue consiste à former des parois de confinement lumineux aptes à bloquer la transmission du rayonnement lumineux émis par au moins une diode électroluminescente donnée vers au moins une diode électroluminescente adjacente.
Une technique connue pour former de telles parois de confinement lumineux consiste à réaliser une étape supplémentaire, après la formation des diodes électroluminescentes, en déposant une couche de résine sur les diodes électroluminescentes, la résine étant photolithographiée en respectant un motif garantissant la présence de tranchées destinées à être ensuite remplies d'un matériau, par exemple par une technique de croissance, apte à bloquer le rayonnement lumineux voire à en assurer une réflexion.
Cette technique présente l'inconvénient qu'il est difficile de respecter un alignement précis entre les parois de confinement et les diodes électroluminescentes. Cette problématique est d'autant plus présente compte tenu de la miniaturisation croissante des diodes électroluminescentes afin d'obtenir au final une résolution élevée.
Une autre difficulté est de pouvoir obtenir des diodes électroluminescentes dans un même sous-pixel qui soient homogènes entre elles en terme de hauteur et de largeur lorsque lesdites diodes électroluminescentes sont disposées sur les bords de rangées. Par exemple lorsqu'un arrangement bidimensionnel de diodes électroluminescentes se termine, l'apport de matière, autour des diodes électroluminescentes de bordure, est excédentaire par rapport à la situation de diodes électroluminescentes complètement entourées par d'autres diodes électroluminescentes. Il en résulte des diodes électroluminescentes de hauteur et de largeur très différentes, si elles sont en périphérie, par rapport aux dimensions moyennes d'une même zone. L'état de la technique fait apparaître que le diamètre moyen des éléments de diodes électroluminescentes situés en périphérie est en moyenne supérieur à 20% au diamètre moyen des éléments de diode électroluminescente de la zone. Il en est de même pour les hauteurs.
Il en résulte également des dépôts parasites de matière dans les zones où la densité de diode électroluminescente est plus faible.
Ces phénomènes sont résumés par « l'effet de bord ».
Une autre difficulté est de pouvoir fabriquer des diodes électroluminescentes dont la longueur d'onde émise par chaque diode ne varie pas de plus de 2% sur tout un sous-pixel.
Pour adresser le problème de différence de diamètre des diodes électroluminescentes situées en périphérie, l'homme du métier peut envisager de retoucher les dimensions des masques préliminaires à la formation des éléments de diodes électroluminescentes situées à la périphérie. Cela a un coût non négligeable puisque cela implique la retouche extrêmement minutieuse des masques de photolithographie.
EXPOSE DE L'INVENTION
La présente invention a pour but de répondre à tout ou partie des problèmes présentés ci-avant.
Notamment, un but est de fournir une solution répondant à au moins l'un des objectifs suivants :
- obtenir une homogénéité des hauteurs et des largeurs des diodes électroluminescentes d'une même zone ou sous-pixel,
- obtenir une homogénéité d'émission de longueur d'onde entre des diodes électroluminescentes d'une même zone,
- réduire les dépôts parasites déposés dans les zones où les diodes électroluminescentes sont absentes,
- réduire le nombre d'étapes de fabrication des parois de confinement lumineux. - faciliter le positionnement des parois de confinement lumineux par rapport au diodes électroluminescentes.
Ce but peut être atteint grâce à la mise en œuvre d'un procédé de fabrication d'un dispositif optoélectronique comportant une étape a) de formation d'un substrat présentant une face support. Le procédé comporte également une étape b) de formation d'une première série de premières zones sur la face support adaptées à la formation de tout ou partie de diodes électroluminescentes, lesdites diodes électroluminescentes comprenant une première portion dopée selon un premier type de dopage, une deuxième portion formant une zone active et une troisième portion dopée selon un deuxième type de dopage. Le procédé comporte en outre une étape c) de formation d'une deuxième série de secondes zones sur la face support, adaptées à la formation d'au moins un élément de parois de confinement lumineux apte à former une paroi de confinement lumineux, les deuxièmes zones étant distinctes des premières zones, les deuxièmes zones définissant entre elles des zones de sous-pixel. Une étape d) supplémentaire du procédé consiste en la formation à partir des premières zones, de tout ou partie de diodes électroluminescentes. Enfin le procédé comporte une étape e) de formation, par la même technique qu'à l'étape d), à partir des secondes zones, de tout ou partie d'éléments de parois de confinement lumineux, concomitamment à tout ou partie des diodes électroluminescentes formées à l'étape d).
Certains aspects préférés mais non limitatifs du procédé sont les suivants.
Au moins deux des secondes zones adaptées à la formation d'éléments de parois de confinement lumineux sont agencées pour permettre l'obtention de parois de confinement lumineux par coalescence d'éléments de parois de confinement lumineux.
Tout ou partie des secondes zones adaptées à la formation d'éléments de parois de confinement lumineux sont agencées pour permettre la formation des éléments de parois de confinement lumineux d'un seul tenant.
Les parois de confinement lumineux contiennent au moins en partie des portions en matériau isolant électriquement.
Les diodes électroluminescentes présentent une forme filaire allongée suivant un axe longitudinal, s'étendant suivant une direction transversale du dispositif optoélectronique orientée transversalement à la face support.
Les premières, deuxièmes et troisièmes portions des diodes électroluminescentes sont empilées parallèlement à la face support. Tout ou partie des diodes électroluminescentes d'une même zone de sous-pixel sont positionnées à une distance DI par rapport aux éléments de parois de confinement lumineux, la distance vérifiant au moins l'une des conditions suivantes :
- la distance DI est comprise entre la moitié et 100 fois le pas séparant tout ou partie de deux diodes électroluminescentes adjacentes,
- la distance DI est comprise entre une fois et 500 fois le diamètre de tout ou partie des diodes électroluminescentes,
- la distance DI est inférieure ou égale à deux fois la longueur de diffusion des espèces atomiques composant tout ou partie des diodes électroluminescente.
Les éléments de parois de confinement lumineux formés à l'étape e) ont une aptitude à capter tout ou partie de la matière utilisée lors de l'étape d) pour la formation des premières, deuxièmes et troisièmes portions de diodes électroluminescentes.
Les éléments de parois de confinement lumineux sont formés, en tout ou partie, sensiblement dans les mêmes matériaux que les premières, deuxièmes et troisièmes portions de diodes électroluminescentes.
Tout ou partie des parois de confinement lumineux est réalisée concomitamment à la formation de la première portion des diodes électroluminescentes, et concomitamment à la formation de la deuxième portion des diodes électroluminescentes.
Les parois de confinement lumineux comprennent un premier élément dopé selon un premier type de dopage formé concommitamment à la première portion dopée selon un premier type de dopage des diodes électroluminescentes, les parois de confinement lumineux comprenant en outre un deuxième élément, apte à constituer une zone active, obtenu concommitamment à la deuxième portion formant la zone active des diodes électroluminescecentes.
Le procédé comporte une étape supplémentaire f), mise en œuvre après l'étape e), de formation d'une couche d'un matériau isolant électriquement, ladite couche de matériau isolant électriquement étant formée, de façon sélective, sur les surfaces extérieures des parois de confinement lumineux, sur les surfaces définies par l'espacement entre les parois de confinement lumineux et les diodes électroluminescentes, et sur les surfaces définies par l'espacement entre tout ou partie des diodes électroluminescentes.
Le procédé comporte une étape g) de formation d'une électrode supérieure sur la surface exempte de matériau isolant électriquement résultant de l'étape f). Chaque paroi de confinement lumineux est isolée électriquement d'au moins un élément choisi parmi : les autres parois de confinement lumineux de la zone de sous-pixel, tout ou partie des électrodes supérieures et tout ou partie de parties conductrices du substrat.
Les parois de confinement lumineux n'émettent pas de lumière.
Le procédé comporte une étape h) de formation d'une couche d'un matériau bloquant des ondes électromagnétiques issues ou en direction des diodes électroluminescentes, ladite couche de matériau bloquant les ondes électromagnétiques étant formée sur les surfaces libres résultant de l'étape g) à l'exception des surfaces latérales et sommitales des diodes électroluminescentes.
La couche de matériau opaque ou réfléchissant les ondes électromagnétiques, est formée directement sur tout ou partie des surfaces extérieures des parois de confinement lumineux, sur tout ou partie des surfaces définies par l'espacement entre les parois de confinement lumineux et les diodes électroluminescentes et sur tout ou partie des surfaces définies par l'espacement entre les diodes électroluminescentes à l'exception des parois latérales et sommitales des diodes électroluminescentes.
La couche de matériau bloquant les ondes électromagnétiques, est formée directement sur tout ou partie des surfaces libres de la couche de matériau isolant obtenues à l'étape f), à l'exception des parois latérales et sommitales des diodes électroluminescentes.
Le procédé comprend une étape i) de formation d'une couche d'encapsulation entourant au moins en partie les diodes électroluminescentes contenues dans une même zone de sous-pixel.
L'invention porte également sur un dispositif optoélectronique obtenu par la mise en œuvre d'un procédé de fabrication selon l'invention où tout ou partie des parois de confinement lumineux sont formées dans les mêmes matériaux que tout ou partie des premières, deuxièmes et troisièmes portions de diodes électroluminescentes.
Certains aspects préférés mais non limitatifs du dispositif optoélectronique sont les suivants.
Toutes les diodes électroluminescentes comprises dans la même zone de sous-pixel ont un diamètre compris entre 0,8 fois le diamètre moyen des diodes électroluminescentes de la zone de sous-pixel et 1,2 fois le diamètre moyen des diodes électroluminescentes de la zone de sous-pixel et une hauteur comprise entre 0,8 fois la hauteur moyenne des diodes électroluminescentes de la zone de sous-pixel et 1,2 fois la hauteur moyenne des diodes électroluminescentes de la zone de sous-pixel.
Toutes les diodes électroluminescentes comprises dans la même zone de sous-pixel émettent une lumière d'une longueur d'onde comprise entre 0,98 fois la longueur d'onde moyenne de la lumière émise par les diodes électroluminescentes de la zone de sous-pixel et 1,02 fois la longueur d'onde moyenne de la lumière émise par les diodes électroluminescentes de la zone de sous-pixel.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres aspects, buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de modes de réalisation préférés de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
La figure 1 représente une vue de dessus d'un exemple de création de zones préliminaires à la formation de portions de diodes électroluminescentes d'une part et de zones préliminaires à la formation d'éléments de parois de confinement lumineux d'autre part.
La figure 2 représente une vue de dessus d'une variante de la figure 1 où les zones préliminaires à la formation d'éléments de parois de confinement lumineux sont formées d'un seul tenant.
La figure 3 représente en vue de dessus une variante de la figure 2.
La figure 4 illustre une coupe transversale d'une diode électroluminescente tridimensionnelle.
Les figures 5 à 8 représentent, en coupe latérale, des étapes successives d'un exemple de procédé de fabrication selon l'invention mises en œuvre à partir de la situation de figure 1 ou 2.
La figure 9 représente une vue en perspective de la formation d'éléments de parois de confinement lumineux.
La figure 10 illustre une vue en perspective de la formation d'éléments de parois de confinement lumineux.
La figure 11 représente une vue en perspective de parois de confinement lumineux.
Les figures 12 et 13 représentent, en vue de coupe, deux variantes de dispositifs optoélectroniques fabriqués selon le procédé de fabrication.
La figure 14 et 15 représentent, en vue de coupe, deux variantes de dispositifs optoélectroniques fabriqués selon le procédé de fabrication. EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS
Sur les figures et dans la suite de la description, les mêmes références représentent les éléments identiques ou similaires. De plus, les différents éléments ne sont pas représentés à l'échelle de manière à privilégier la clarté des figures. Par ailleurs, les différents modes de réalisation et variantes ne sont pas exclusifs les uns des autres et peuvent être combinés entre eux.
Dans la suite de la description, sauf indication contraire, les termes "sensiblement", "environ" et "de l'ordre de" signifient "à 10 % près".
Les figures 1 ou 2, 5 à 9 sont des vues partielles de dessus et en coupe de différentes étapes d'un premier exemple de mise en œuvre d'un procédé de fabrication selon l'invention.
A des fins d'illustration exclusivement, mais sans aucune limitation, chacune des figures 5 à 9 ou 12 et 15 représente uniquement un ensemble comprenant trois diodes électroluminescentes 13 et deux parois de confinement lumineux 15. Le nombre de diodes électroluminescentes 13 et de parois de confinement lumineux 15 n'est cependant pas limité aux exemples particuliers illustrés sur les figures.
L'invention porte en premier lieu sur un procédé de fabrication d'un dispositif optoélectronique 10 comportant des diodes électroluminescentes 13, arrangées en zones de sous-pixel 14 définies par les parois de confinement lumineux 15 situées en regard, lesdites diodes électroluminescentes 13 d'une même zone de sous- pixel 14 présentant une homogénéité de dimensions entre elles améliorée par rapport à l'art antérieur.
Elle porte également sur un dispositif optoélectronique 10 en tant que tel, issu du procédé.
Grâce à l'aménagement des zones de sous-pixel 14 de diodes électroluminescentes 13, une application particulièrement visée est la fourniture d'un écran d'affichage d'images ou d'un dispositif de projection d'images.
Il est également clair que l'invention peut viser d'autres applications, en particulier la détection ou la mesure de radiations électromagnétiques ou encore des applications photovoltaïques et d'éclairage.
Les figures 5 à 8 illustrent différentes étapes d'un premier exemple de mise en œuvre d'un procédé de fabrication selon l'invention.
Dans une première étape non représentée et commune aux différents modes de réalisation, le procédé de fabrication comprend une étape de formation d'un substrat 11 ayant une face support 111. Le substrat 11 est constitué par exemple par un empilement d'une couche monolithique (non représentée), d'une couche d'électrode inférieure (non représentée) qui peut être une couche de germination conductrice et d'une première couche d'isolation électrique (non représentée). L'homme du métier pourra se référer par exemple au brevet FR3053530 pour mettre en œuvre un tel substrat.
La face support 111 du substrat 11 est constituée par exemple par la face libre de ladite première couche d'isolation électrique.
La couche monolithique peut être formée dans un matériau semiconducteur dopé ou non, par exemple de GAI2O3 ou du silicium ou encore du germanium, et plus particulièrement du silicium monocristallin. Il peut aussi être formé en saphir voire en un matériau semiconducteur lll-V, par exemple en GaN. Il peut alternativement s'agir d'un substrat de type silicium sur isolant ou « SOI » pour « Silicon On Insulator » selon la terminologie anglo-saxonne consacrée. Alternativement, la couche monolithique peut être formée dans un matériau électriquement isolant.
La couche d'électrode inférieure peut servir de couche de germination pour la croissance de portions de diodes électroluminescentes 13a, 13b, 13c ou des éléments de parois de confinement lumineux 152. La couche d'électrode inférieure peut être continue ou discontinue. Le matériau composant la couche d'électrode inférieure peut être un nitrure, un carbure ou un borure d'un métal de transition de la colonne IV, V ou VI du tableau périodique des éléments ou une combinaison de ces composés. A titre d'exemple, la couche d'électrode inférieure peut être en nitrure d'aluminium, en oxyde d'aluminium, en bore, en nitrure de bore, en titane, en nitrure de titane, en tantale, en nitrure de tantale, en hafnium, en nitrure d'hafnium, en niobium, en nitrure de niobium, en zirconium, en borure de zirconium, en nitrure de zirconium, en carbure de silicium, en nitrure et carbure de tantale, ou en nitrure de magnésium sous la forme MgxNy, où x est environ égal à 3 et y est environ égal à 2, par exemple du nitrure de magnésium sous la forme Mg3N2. La couche d'électrode inférieure peut être dopée et du même type de conductivité que celle des éléments semiconducteurs destinés à croître, et présenter une épaisseur par exemple comprise entre 1 nm et 200 nm, de préférence comprise entre 10 nm et 50 nm. La couche d'électrode inférieure peut être composée d'un alliage ou d'un empilement d'au moins un matériau mentionné dans la liste ci-dessus.
Ladite première couche d'isolation électrique peut comprendre une première couche isolante intermédiaire qui recouvre ladite couche d'électrode inférieure. Elle forme un masque de croissance autorisant la croissance par exemple épitaxiale des premières portions 13a dopées des diodes électroluminescentes 13 à partir d'ouvertures traversantes débouchant localement sur les surfaces de la couche d'électrode inférieure. Ladite première couche d'isolation électrique forme également un masque de croissance autorisant la croissance par exemple épitaxiale des éléments de parois de confinement 152 à partir d'ouvertures traversantes débouchant localement sur les surfaces de la couche d'électrode inférieure.
Ladite première couche d'isolation électrique participe également à assurer l'isolation électrique entre les premières électrodes inférieures (non représentées) et les secondes électrodes supérieures 17. La première couche isolante intermédiaire est réalisée dans au moins un matériau(x) diélectrique(s) tel(s) que, par exemple, un oxyde de silicium (par exemple Si02 ou SiON) ou un nitrure de silicium (par exemple S13N4 ou SiN), voire un oxynitrure de silicium, un oxyde d'aluminium (par exemple AI2O3) ou un oxyde de hafnium (par exemple Hf02). L'épaisseur de la première couche isolante intermédiaire peut être comprise entre 5 nm et 1 pm, de préférence comprise entre 20 nm et 500 nm, par exemple égale à 100 nm environ.
Ladite première couche de matériau isolant électriquement peut comporter, en outre, une deuxième couche isolante électriquement intermédiaire (non représentée) qui recouvre les premières électrodes inférieures et participe à assurer l'isolation électrique entre les premières électrodes inférieures et les secondes électrodes supérieures. Ladite deuxième couche isolante électriquement intermédiaire peut recouvrir également le masque de croissance formé par la première couche isolante intermédiaire. La deuxième couche isolante intermédiaire peut être réalisée en un matériau diélectrique identique ou différent de celui du masque de croissance, tel que, par exemple, un oxyde de silicium (par exemple S1O2) ou un nitrure de silicium (par exemple S13N4 ou SiN), voire un oxynitrure de silicium, ou un oxyde de hafnium (par exemple Hf02). L'épaisseur de la deuxième couche isolante intermédiaire peut être comprise entre 5 nm et 1 pm, de préférence comprise entre 20 nm et 500 nm, par exemple égale à 100 nm environ.
En référence d'abord aux figures 1, 2 et 3, une deuxième étape appelée b), commune aux différents modes de réalisation, est la formation d'une première série de premières zones 131, 131a adaptées à la formation de portions de diodes électroluminescentes 13a, 13b, 13c sur la face support 111.
Chaque zone 131, 131a adaptée à la formation de premières portions 13a de diodes électroluminescentes 13 peut être formée par exemple par des ouvertures obtenues à travers ladite première couche isolante électriquement et débouchant sur la couche d'électrode inférieure. Ces ouvertures peuvent être également tout en partie remplies de matériaux de germination comme décrits précédemment. Ce dépôt, délimité par les ouvertures dans la première couche isolante, constitue des plots de germination permettant de faciliter la croissance des éléments de diodes électroluminescentes 13a, 13b, 13c et des éléments de parois de confinement lumineux 152. A titre d'exemple, le matériau constituant les plots de germination peut être un métal de transition de la colonne IV, V ou VI du tableau périodique des éléments ou un nitrure, un carbure ou un borure d'un métal de transition de la colonne IV, V ou VI, ou une combinaison de ces composés.
En référence d'abord aux figures 1, 2 et 3, une troisième étape appelée c), commune aux différents modes de réalisation, est la formation d'une deuxième série de deuxièmes zones 151, 151a adaptées à la formation d'éléments de parois de confinement lumineux 152 sur la face support 111.
Chaque zone 151, 151a adaptée à la formation d'éléments de parois de confinement lumineux 152 peut être formée par exemple par des ouvertures obtenues à travers ladite première couche isolante électriquement et débouchant sur la couche d'électrode inférieure. Ces ouvertures peuvent être également tout en partie remplies de matériaux de germination comme décrits précédemment.
Préférentiellement les étapes b), c) sont réalisées en tout ou partie dans le même temps et selon les même techniques, cela permet de gagner du temps de procédé et gagner en précision.
Une quatrième étape appelée d), commune aux différents modes de réalisation, est la formation successive de portions 13a, 13b, 13c de diodes électroluminescentes à partir des zones 131, 131a.
De façon générale, chaque diode électroluminescente 13 comprend des éléments semiconducteurs dont une première portion 13a dopée selon un premiertype de dopage, une deuxième portion 13b formant une partie active et une troisième portion 13c dopée selon un deuxième type de dopage. Ces éléments semiconducteurs peuvent être agencés selon une organisation bidimensionnelle ou, comme cela est représenté sur la figure 4, de manière tridimensionnelle, selon des dimensions micrométriques ou nanométriques. Préférentiellement, les éléments semiconducteurs des diodes électroluminescentes 13a, 13b, 13c de chaque zone de sous-pixel 14 présentent une forme sensiblement filaire, conique ou tronconique. Dans la suite du texte, les termes « élément de diode électroluminescente» font référence à une première portion dopée selon un premier type de dopage 13a et/ou une deuxième portion 13b formant une partie active et/ou une troisième portion dopée selon un deuxième type de dopage 13c, ainsi que l'empilement de ces différentes portions. Dans la suite de la description et sur les figures, les modes de réalisation sont décrits pour des diodes électroluminescentes 13 tridimensionnelles de type cœur- coquille comme montré sur la figure 4. Toutefois, ces modes de réalisation peuvent indifféremment être mis en œuvre pour des diodes électroluminescentes 13 tridimensionnelles présentant une structure axiale où la première portion dopée 13a, la partie active 13b et la troisième portion dopée 13c sont empilées selon une direction transversale au plan du substrat 11. Les modes de réalisations peuvent également s'appliquer pour des diodes électroluminescentes présentant un empilement de couches parallèles à la face support 111 d'une première portion 13a, d'une deuxième portion 13b et d'une troisième portion 13c. Contrairement aux modes de réalisations présentés sur les figures 1 et 2, présentant une multitude zones 131 pour former une multitude de diodes électroluminescentes par zone de sous-pixel 14, un mode de réalisation montré sur la figure 3 fait état d'une unique diode électroluminescente par zone de sous-pixel 14, la diode électroluminescente 13 étant en outre composée d'au moins une première portion dopée 13a selon un premier dopage, une deuxième portion formant une zone active 13b et une troisième portion dopée selon un deuxième type de dopage, l'empilement de ces trois couches étant parallèle à la face support 111. Dans ce dernier mode de réalisation, le procédé selon l'invention permettra d'homogénéiser les épaisseurs des couches 13a, 13b, 13c, entre les bords extérieurs de la diode électroluminescente 13 et son centre.
De manière générale, chaque première portion 13a de diode électroluminescente 13a d'une même zone de sous-pixel 14 est connectée à une première électrode inférieure, formée dans le substrat (non représentée et qui peut être la couche de germination), continue ou non. L'homme du métier pourra se référer au brevet FR3053530 pour réaliser le substrat contenant les électrodes inférieures idoines. Une électrode supérieure 17 en contact avec les troisièmes portions dopées 13c est formée sur toutes les diodes électroluminescentes 13 d'une même zone de sous-pixel 14.
Il doit être compris dans le texte que les termes "diamètre" ou "diamètre moyen" d'un fil ou d'une diode électroluminescente 13 ou d'une couche déposée autour ou sur une diode électroluminescente 13 désignent une quantité de diamètre associée à la surface de la coupe droite du fil 13 ou à la diode électroluminescente 13, par exemple cela correspond au diamètre du disque dont l'aire est équivalente à celle de coupe droite de la diode 13.
Comme cela est représenté sur la figure 4, chaque diode électroluminescente 13 peut avoir une forme filaire formée par l'empilement tridimensionnel d'une première portion dopée selon un premier type de dopage 13a, d'une deuxième portion 13b et d'une troisième portion 13c, l'empilement s'étendant transversalement au plan de la première face 111. Dans le texte les termes « fils » et « éléments de diode électroluminescente » sont équivalents.
A titre d'exemple, les diodes électroluminescentes 13 peuvent être, au moins en partie, formés à partir de matériaux semiconducteurs de groupe IV comme du silicium ou du germanium ou bien comportant majoritairement un composé lll-V, par exemple des composés lll-N. Des exemples du groupe III comprennent le gallium, l'indium ou l'aluminium. Des exemples de composés lll-N sont GaN, AIN, InGaN ou AlInGaN. D'autres éléments du groupe V peuvent également être utilisés, par exemple, le phosphore, l'arsenic ou l'antimoine. De façon générale, les éléments dans le composé lll-V peuvent être combinés avec différentes fractions molaires. Il convient de préciser que les diodes électroluminescentes 13 peuvent indifféremment être formés à partir de matériaux semiconducteurs comportant majoritairement un composé ll-VI. Le dopant peut être choisi, dans le cas d'un composé lll-V, parmi le groupe comprenant un dopant de type P du groupe II, par exemple du magnésium, du zinc, du cadmium ou du mercure, un dopant du type P du groupe IV par exemple du carbone, ou un dopant de type N du groupe IV, par exemple du silicium, du germanium, du sélénium, du souffre, du terbium ou de l'étain.
La section droite des fils 13 peut avoir différentes formes telles que, par exemple, une forme ovale, circulaire ou polygonale (par exemple carrée, rectangulaire, triangulaire, hexagonale). Sur les figures 1 et 2, la forme de la section droite des diodes électroluminescentes 13 est hexagonale, sur la figure 3, la section droite est rectangulaire.
La couche active 13b est la couche depuis laquelle est émise la majorité du rayonnement fourni par la diode électroluminescente 13. Elle peut comporter des moyens de confinement des porteurs de charge électrique, tels que des puits quantiques. Elle est, par exemple, constituée d'une alternance de couches de GaN et d'InGaN. Les couches de GaN peuvent être dopées. Alternativement, la couche active est constituée par une unique couche d'InGaN.
De manière générale les différentes couches 13a, 13b, 13c constituant les diodes électroluminescentes 13 peuvent être obtenues par toute technique de l'homme du métier comme par exemple : un dépôt chimique en phase vapeur (CVD) sigle anglais pour Chemical Layer déposition, un dépôt de couche atomique (ALD) sigle anglais pour Atomic Layer Déposition, ou dépôt physique en phase vapeur (PVD) sigle anglais pour Physical Vapor Déposition ou encore par épitaxie (par exemple MBE, MOVPE).
Une cinquième étape appelée e), commune aux différents modes de réalisation, est la formation d'éléments de parois de confinement lumineux 152 à partir des zones 151, 151a.
On entend par éléments de parois de confinement lumineux 152, les portions des parois de confinement lumineux 15 formés pendant l'étape e) qui se déroule en tout ou partie dans le même temps que la formation des éléments de diodes électroluminescentes 13a, 13b, 13c. Un élément de parois de confinement lumineux 152 peut par exemple être constitué d'une première portion sensiblement identique (en composition de matériau et en épaisseur) à la première portion 13a d'une diode électroluminescente 13 ou encore comporter une deuxième portion sensiblement identique (en composition de matériau et en épaisseur) à une deuxième portion 13b de diode électroluminescente 13 ou encore comporter une troisième portion sensiblement identique (en composition de matériau et en épaisseur) à une troisième portion 13c de diode électroluminescente 13. Les éléments de parois de confinement lumineux 152 peuvent être considérés comme étant eux-mêmes des parois de confinement lumineux 15.
Avantageusement, les éléments de parois de confinement lumineux 152 sont agencés de manière à obtenir une dispersion inférieure à 20% en hauteurs et en largeurs des diodes électroluminescentes 13 contenues dans une même zone de sous- pixel 14 et ce sans étape supplémentaire par rapport aux étapes de formation des diodes électroluminescentes 13.
Avantageusement, les éléments de parois de confinement 152 sont obtenus dans le même temps et par la même technique que les éléments de diodes électroluminescentes 13. Ainsi la formation des éléments de parois de confinement lumineux 152 va influer la formation des éléments des diodes électroluminescentes 13a, 13b, 13c.
Comme illustré sur les figures 10 et 11, les éléments de parois de confinement lumineux peuvent coalescer en tout ou partie pendant l'étape e). Préférentiellement la coalescence des éléments 152 forme des parois de confinement lumineux d'un seul tenant.
Préférentiellement, les éléments de parois de confinement lumineux 152 sont constitués en tout ou partie par les mêmes matériaux que les portions 13a, 13b, 13c de diodes électroluminescentes. La nature similaire des éléments de parois de confinement lumineux 152 et des portions 13a, 13b et 13c des diodes électroluminescentes et l'agencement des parois de confinement lumineux du procédé de l'invention permettent ainsi avantageusement de réduire les résidus parasites de matière constituant les éléments de diodes électroluminescentes par leur adsorption ou absorption par les éléments de parois de confinement lumineux 152 dans les zones où les diodes électroluminescentes sont absentes.
Les éléments de parois de confinement lumineux 152 et donc également les parois de confinement lumineux 15 sont, à titre d'exemple, au moins en partie, formés à partir de matériaux semiconducteurs de groupe IV comme du silicium ou du germanium ou bien comportant majoritairement un composé lll-V, par exemple des composés lll-N. Des exemples du groupe III comprennent le gallium, l'indium ou l'aluminium. Des exemples de composés lll-N sont GaN, AIN, InGaN ou AlInGaN. D'autres éléments du groupe V peuvent également être utilisés, par exemple, le phosphore, l'arsenic ou l'antimoine. De façon générale, les éléments dans le composé lll-V peuvent être combinés avec différentes fractions molaires. Il convient de préciser que les éléments de parois de confinement lumineux 152 peuvent indifféremment être formés à partir de matériaux semiconducteurs comportant majoritairement un composé ll-VI. Le dopant peut être choisi, dans le cas d'un composé lll-V, parmi le groupe comprenant un dopant de type P du groupe II, par exemple du magnésium, du zinc, du cadmium ou du mercure, un dopant du type P du groupe IV par exemple du carbone, ou un dopant de type N du groupe IV, par exemple du silicium, du germanium, du sélénium, du souffre, du terbium ou de l'étain.
De manière générale les différentes couches constituant les éléments parois de confinement lumineux 152 peuvent être obtenues par toute technique de l'homme du métier comme par exemple : un dépôt chimique en phase vapeur (CVD), un dépôt de couche atomique (ALD), ou dépôt physique en phase vapeur (PVD) ou encore par épitaxie (MOVPE, MBE) ou épitaxie par jets moléculaires ou encore par déposition assistée par laser (PLD pour Pulsed Laser déposition).
Avantageusement les parois de confinement lumineux 15 ne sont pas connectées électriquement au substrat 11. L'homme du métier peut utiliser toute technique pour isoler électriquement les parois de confinement lumineux 15 par exemple en créant une discontinuité dans la couche de germination conductrice autour des parois de confinement lumineux 15. L'homme du métier pourra également par exemple créer des tranchées profondes d'isolation dans le substrat 11 par la face opposée à la face support 111 et les remplir par un isolant électrique. L'homme du métier pourra également choisir de créer une discontinuité de la couche d'électrode supérieure 17 pour isoler électriquement, par la face libre, les parois de confinement lumineux 15. Ces différentes techniques sont décrites, à titre d'exemple, dans la demande de brevet FR-A1-3053530. La figure 14 illustre un exemple de tranchées isolantes 20 placées au niveau des parois de confinement lumineux 15.
Etant avantageusement isolées électriquement, les parois de confinement lumineux n'émettent avantageusement pas de lumière ce qui est avantageux pour ne pas émettre de lumière interférentielle avec celle venue des diodes électroluminescentes 13.
Dans un deuxième mode de réalisation, et comme illustré sur la figure 1, les zones 151a adaptées à la formation d'éléments de parois de confinement lumineux 152 sont agencées et dimensionnées de manière à obtenir des sous-zones 151a inter distantes de 50nm à 5 pm. Par ce procédé, la formation complète des parois de confinement lumineux 15, se fait par coalescence des éléments de parois de confinement lumineux 152. Les figures 10 et 11 illustrent ce procédé, où à partir d'éléments 152 discontinus de parois de confinement lumineux, on obtient par croissance et coalescence de chacun de ces éléments 152 de parois de confinement lumineux une paroi de confinement lumineux en un seul bloc. La coalescence peut néanmoins n'être pas tout à fait totale et laisser apparaître des espaces libres 152a au sein ou entre les parois de confinement lumineux 152.
Une couche d'isolant électrique 16 peut alors être déposée dans ces espaces libres 152a par exemple au cours d'une des étapes spécifiées ultérieurement.
Dans un troisième mode de réalisation, et comme illustré sur les figures 2, 3 et 9, les zones 151 adaptées à la formation d'éléments de parois de confinement lumineux 152 sont agencées et dimensionnées de manière à obtenir par croissance des éléments de parois de confinement lumineux 152 directement d'un seul tenant.
Dans un quatrième mode de réalisation, les zones 151 préliminaires à la formation des éléments de parois de confinement lumineux 152 sont agencées à une distance DI des zones préliminaires à la formation de portions de diodes électroluminescentes 131 situées en périphérie d'une même zone de sous-pixel 14 définie par l'agencement des parois de confinement lumineux 15. La distance DI peut vérifier avantageusement au moins l'une des conditions suivantes :
- la distance DI est comprise entre la moitié et 100 fois le pas séparant tout ou partie de deux diodes électroluminescentes adjacentes 13,
- la distance DI est comprise entre une fois et 500 fois le diamètre de tout ou partie des diodes électroluminescentes 13, - la distance DI est inférieure ou égale à deux fois la longueur de diffusion des espèces atomiques composant au moins tout ou partie d'au moins une diode électroluminescente 13.
On appelle « pas » la distance périodique séparant au moins deux diodes électroluminescentes 13.
Préférentiellement DI est comprise entre 2,5 et 50 pm et idéalement entre 5 et 25 pm.
La distance DI est avantageuse car pour des cas où les hauteurs de diodes électroluminescentes 13 sont de l'ordre de 0,5 à 40 pm de hauteur, avec un pas de 5pm inter diode 13, les éléments de paroi de confinement lumineux 152 permettent de limiter par captation de matière résiduelle, lors de leur formation, à moins de 20% la différence entre le diamètre individuel des éléments de diode électroluminescentes 13 situés en périphérie d'une même zone de sous-pixel 14 et le diamètre moyen des éléments de diode électroluminescente 13a, 13b, 13c de la zone de sous-pixel 14 concernée.
Dans un cinquième mode de réalisation, avantageusement, les éléments de parois de confinement lumineux 152 sont formés, avec la même technique, avec les mêmes matériaux que les portions de diodes électroluminescentes 13a, 13b, 13c, dans les mêmes conditions que les portions de diodes électroluminescentes 13a, 13b, 13c et obtenus dans le même temps que les portions de diodes électroluminescentes 13a, 13b, 13c.
La similitude de matériau entre les portions de diodes électroluminescentes 13a, 13b, 13c et les éléments de parois de confinement lumineux 152 permet avantageusement que les éléments de parois de confinement lumineux 152 aient l'aptitude à capter tout ou partie de la matière utilisée pour la formation des éléments de diodes électroluminescentes 13a, 13b, 13c lors de la partie commune de leur étape de formation e).
On entend par aptitude à capter de la matière, la capacité qu'ont les structures à attirer à elles la matière (atomes ou molécules) afin de grossir ou grandir lors de la croissance, et ce par adsorption, absorption, transformation épitaxie ou captation des atomes/molécules fournis lors de la phase de croissance.
Cette étape e) se passe avantageusement en tout ou partie concomitamment à l'étape de formation des éléments des diodes électroluminescentes 13a, 13b, 13c de sorte que la formation d) des éléments de diodes électroluminescentes 13a, 13b, 13c situés en périphérie d'une même zone de sous-pixel 14 définie par l'agencement des parois de confinement lumineux 15 soit contrôlée par la formation, préférentiellement avec la même technique pour un gain de temps, dans le même temps des éléments de parois de confinement lumineux limitant la zone de sous-pixel 14.
On entend par « concomitamment » une action se passant au même moment ou de façon simultanée. Cela peut impliquer l'utilisation d'une même technique de réalisation pour garantir une simultanéité temporelle. Cela peut également impliquer une proximité spatiale, de l'ordre de Dl, des éléments de diodes 13a, 13b, 13c et des éléments de parois de confinement lumineux 152 pour que la simultanéité de la croissance des éléments de diodes électroluminescentes 13a, 13b, 13c et des éléments de parois de confinement lumineux 152 puisse permettre une influence des seconds sur les premiers.
En effet, la présence d'éléments de parois de confinement lumineux 152 décrits précédemment permet avantageusement de limiter l'apport de matière, par absorption ou adsorption de matière par les éléments de parois de confinement lumineux 152 lors de leur croissance, qui est usuellement calibré par l'homme du métier pourformer des éléments de diodes électroluminescentes 13a, 13b, 13c agencées selon une densité donnée et qui devient donc excédentaire pour les portions de diodes 13a, 13b, 13c situées en périphérie de zone de sous-pixel 14 en l'absence de parois de confinement lumineux 15.
Avantageusement, avec la présence d'éléments de parois de confinement lumineux 152 placés à une distance Dl, ce procédé permet de limiter à moins de 20% la différence entre le diamètre des éléments de diode électroluminescentes 13a, 13b, 13c situés en périphérie de zone de sous-pixel 14 définie par l'agencement des parois de confinement lumineux 15 et le diamètre moyen des éléments de diode électroluminescente 13a, 13b, 13c de la zone de sous-pixel 14 concernée.
Avantageusement, ce procédé permet également de limiter à moins de 20% la différence entre la hauteur des éléments de diode électroluminescentes 13a, 13b, 13c situés en périphérie d'une zone de sous-pixel 14 et la hauteur moyenne des diodes électroluminescentes 13 de la zone de sous-pixel 14 concernée.
Avantageusement le procédé de l'invention permet que la longueur d'onde émise par chacune des diodes électroluminescentes 13 d'une même zone de sous-pixel 14 soit sensiblement homogène d'une diode à l'autre y compris pour une diode électroluminescente 13 située en périphérie par rapport à celles situées au centre. Plus préférentiellement, toutes les diodes électroluminescentes 13 comprises dans la même zone de sous-pixel 14 émettent une lumière d'une longueur d'onde comprise entre 0,98 fois la longueur d'onde moyenne de la lumière émise par les diodes électroluminescentes 13 de la zone de sous-pixel 14 et 1,02 fois la longueur d'onde moyenne de la lumière émise par les diodes électroluminescentes 13 de la zone de sous-pixel 14. Par exemple, pour une longueur d'onde visée de 450 nm alors la longueur d'onde émise grâce à l'application du procédé issu de l'invention permet d'obtenir une émission lumineuse comprise entre 441 nm et 459 nm.
Pour adresser le problème de différence de diamètre des diodes électroluminescentes 13 situées en périphérie d'une même zone de sous-pixel 14, l'homme du métier aurait diminué les dimensions des ouvertures 131 préliminaires à la formation des éléments de diodes électroluminescentes situées à la périphérie des zones 14. Cela a un coût non négligeable puisque cela implique la retouche très minutieuse et a posteriori des masques de photolithographie nécessaire à la définition des zones 131. Dans un sixième mode de réalisation, et comme illustré sur la figure 6, le procédé comporte une étape f), après l'étape e), de formation d'une couche d'un matériau isolant électriquement 16, ladite couche de matériau isolant électriquement 16 étant formée, de façon sélective, sur les surfaces extérieures 153 des éléments de parois de confinement lumineux 152 ainsi que sur les surfaces 112 définies par l'espacement entre les éléments de parois de confinement lumineux 152 et les éléments de diodes électroluminescentes 13a, 13b, 13c ainsi que sur les surfaces 113 définies par l'espacement entre les éléments de diodes électroluminescentes 13a, 13b, 13c. La couche isolante 16 peut être un matériau diélectrique, par exemple en oxyde de silicium, en nitrure de silicium, en oxynitrure de silicium, en oxyde d'aluminium, en oxyde d'hafnium, ou en diamant. Cette couche isolante 16 présente une épaisseur par exemple comprise entre 5 nm et 800 nm.
Dans un septième mode de réalisation, et comme illustré sur la figure 7, le procédé comporte une étape g) de formation d'une couche 17 d'électrode supérieure composée d'au moins un matériau conducteur préférentiellement transparent, comme de l'oxyde d'étain indium ITO (pour Indium Tin Oxyde en anglais) ou du ZnO dopé par exemple avec de l'aluminium ou du gallium, sur la surface libre de la couche formée à l'étape f). Cette couche 17 d'électrode supérieure permet de réaliser le contact électrique sur la troisième portion 13c des diodes électroluminescentes 13. La couche d'électrode supérieure 17 peut comprendre un empilement de plusieurs couches de matériaux conducteurs.
En référence à la figure 8, dans un huitième mode de réalisation, le procédé comporte une étape h) de formation d'une couche 18 d'un matériau bloquant les ondes électromagnétiques issues ou étant en direction des diodes électroluminescentes 13. Par « bloquant les ondes électromagnétiques » on entend « être opaque ou réfléchissant ». La couche 18 de matériau bloquant les ondes électromagnétiques peut également réfléchir ou être opaque pour les ondes électromagnétiques converties par les convertisseurs de couleurs comme par exemple des quantum dots ou bien des phosphores. Ladite couche 18 de matériau opaque ou réfléchissant est formée sur les surfaces libres résultant de l'étape g) à l'exception des surfaces latérales 171 et sommitales 172 des diodes électroluminescentes 13. Le matériau opaque ou réfléchissant les ondes électromagnétiques peut être formé d'un même matériau ou d'une pluralité de différents matériaux déposés les uns sur les autres. Les matériaux réfléchissants peuvent être choisis parmi l'aluminium, l'argent, le nickel, le platine, ou tout autre matériau adapté comme des matériaux d'indices optiques différents.
Dans un neuvième mode de réalisation et en référence à la figure 12, le matériau 18 opaque ou réfléchissant les ondes électromagnétiques émises par les diodes électroluminescentes 13, est formé directement sur tout ou partie des surfaces extérieures 153 des éléments de parois de confinement lumineux 152 et tout ou partie des surfaces 112 définies par l'espacement entre les éléments de parois de confinement lumineux 152 et les diodes électroluminescentes 13 ainsi que sur tout ou partie des surfaces 113 définies par l'espacement entre les diodes électroluminescentes 13 à l'exception des parois latérales 171 et sommitales 172 des diodes électroluminescentes 13.
Dans un dixième mode de réalisation et en référence à la figure 13, le matériau 18 opaque ou réfléchissant les ondes électromagnétiques émises par les diodes électroluminescentes 13, est formé directement sur tout ou partie des surfaces libres 171 de la couche de matériau isolant 16 obtenues à l'étape f), à l'exception des parois latérales 171 et sommitales 172 des diodes électroluminescentes 13.
En référence à la figure 14, un onzième mode de réalisation correspond à la réalisation de l'isolation électrique des éléments de parois de confinement lumineux 152 par la formation de tranchées isolantes 20, par toute technique connue de l'homme du métier, depuis la face arrière 114.
En référence à la figure 15, un douzième mode de réalisation correspond à une étape i) de recouvrement au moins en partie des diodes électroluminescentes 13 d'une même zone de sous-pixel 14 par une couche d'encapsulation 21. La couche d'encapsulation 21 peut être réalisée en un matériau isolant au moins partiellement transparent. L'épaisseur minimale de la couche d'encapsulation 21 est comprise entre 250 nm et 50 pm de sorte que la couche d'encapsulation 21 recouvre tout ou partie les diodes électroluminescentes et tout ou partie d'au moins une même zone de sous-pixel 14. La couche d'encapsulation 21 peut être réalisée en un matériau inorganique au moins partiellement transparent. A titre d'exemple, le matériau inorganique est choisi parmi le groupe comprenant les oxydes de silicium du type SiOx où x est un nombre réel compris entre 1 et 2 ou SiOyNz où y et z sont des nombres réels compris entre 0 et 1 et les oxydes d'aluminium, par exemple AI2O3. La couche d'encapsulation 21 peut être réalisée en un matériau organique au moins partiellement transparent. A titre d'exemple, la couche d'encapsulation 21 est un polymère silicone, un polymère époxyde, un polymère acrylique ou un polycarbonate. Dans un autre exemple, la couche d'encapsulation 21 est composée avec au moins un luminophore. Ledit luminophore peut par exemple absorber la lumière bleue profond ou UV émise par les diodes électroluminescentes et la transformer en vert ou en rouge, voire en bleu. L'avantage d'utiliser un luminophore bleu et non l'émission naturelle des diodes électroluminescentes est une insensibilité de la qualité du bleu ou UV aux variations de couleur de l'émission spontanée des fils, d'un lot à l'autre ou au sein d'un même substrat. Une méthode de dépôt sélectif de luminophore consiste à mélanger les grains de luminophore d'une première couleur avec de la résine silicone photosensible, puis après étalement sur l'ensemble du substrat et des diodes électroluminescentes, à fixer des luminophores sur les zones 14 voulues par photolithographie. On réitère l'opération avec un second luminophore pour une deuxième couleur et autant de fois qu'il y a de zones 14 définie par l'agencement des parois de confinement lumineux 15 de couleurs différentes. Une autre méthode est d'utiliser un équipement d'impression de type jet d'encre avec une « encre » composée du mélange silicone-luminophore et d'adjuvants spécifiques. Par impression, à partir d'une cartographie et de l'orientation et d'un référencement des zones 14 définies par l'agencement des parois de confinement lumineux 15, les luminophores sont déposés aux emplacements requis. En outre la couche d'encapsulation 21 peut contenir des boîtes quantiques (« Quantum dot » selon la terminologie anglosaxonne appropriée).

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'un dispositif optoélectronique (10) comportant les étapes suivantes :
a) formation d'un substrat (11) présentant une face support (111); b) formation d'une première série de premières zones (131, 131a) sur la face support (111) adaptées à la formation de tout ou partie de diodes électroluminescentes (13), lesdites diodes électroluminescentes (13) comprenant une première portion (13a) dopée selon un premier type de dopage, une deuxième portion (13b) formant une zone active et une troisième portion (13c) dopée selon un deuxième type de dopage;
c) formation d'une deuxième série de secondes zones (151, 151a) sur la face support (111), adaptées à la formation d'au moins un élément de parois de confinement lumineux (152) apte à former une paroi de confinement lumineux (15), les deuxièmes zones (151, 151a) étant distinctes des premières zones (131, 131a), les deuxièmes zones (151, 151a) définissant entre elles des zones de sous-pixel (14);
d) formation, à partir des premières zones (131, 131a), de tout ou partie de diodes électroluminescentes (13);
e) formation, par la même technique qu'à l'étape d), à partir des secondes zones (151, 151a), de tout ou partie d'éléments de parois de confinement lumineux (152), concomitamment à tout ou partie des diodes électroluminescentes (13) formées à l'étape d).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins deux des secondes zones (151, 151a) adaptées à la formation d'éléments de parois de confinement lumineux (152), sont agencées pour permettre l'obtention de parois de confinement lumineux (15) par coalescence d'éléments de parois de confinement lumineux (152).
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que tout ou partie des secondes zones (151, 151a) adaptées à la formation d'éléments de parois de confinement lumineux (152) sont agencées pour permettre la formation des éléments de parois de confinement lumineux (152) d'un seul tenant.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parois de confinement lumineux (15) contiennent au moins en partie des portions en matériau isolant électriquement (16).
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les diodes électroluminescentes (13) présentent une forme filaire allongée suivant un axe longitudinal, s'étendant suivant une direction transversale du dispositif optoélectronique orientée transversalement à la face support (111).
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les premières (13a), deuxièmes (13b) et troisièmes (13c) portions des diodes électroluminescentes (13) sont empilées parallèlement à la face support (111).
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que tout ou partie des diodes électroluminescentes (13) d'une même zone de sous- pixel (14) sont positionnées à une distance (Dl) par rapport aux éléments de parois de confinement lumineux (152), la distance (Dl) vérifiant au moins l'une des conditions suivantes :
- la distance (Dl) est comprise entre la moitié et 100 fois le pas séparant tout ou partie de deux diodes électroluminescentes adjacentes (13),
- la distance (Dl) est comprise entre une fois et 500 fois le diamètre de tout ou partie des diodes électroluminescentes (13),
- la distance (Dl) est inférieure ou égale à deux fois la longueur de diffusion des espèces atomiques composant tout ou partie des diodes électroluminescente (13).
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de parois de confinement lumineux (152) formés à l'étape e) ont une aptitude à captertout ou partie de la matière utilisée lors de l'étape d) pour la formation des premières, deuxièmes et troisièmes portions (13a, 13b, 13c) de diodes électroluminescentes (13).
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de parois de confinement lumineux (152) sont formés, en tout ou partie, sensiblement dans les mêmes matériaux que les premières, deuxièmes et troisièmes portions (13a, 13b, 13c) de diodes électroluminescentes (13).
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que tout ou partie des parois de confinement lumineux (15) est réalisée concomitament à la formation de la première portion (13a) des diodes électroluminescentes (13), et concomitamment à la formation de la deuxième portion (13b) des diodes électroluminescentes (13).
11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caratérisé en ce que les parois de confinement lumineux (15) comprennent un premier élément dopé selon un premier type de dopage formé concommitamment à la première portion (13a) dopée selon un premier type de dopage des diodes électroluminescentes (13), les parois de confinement lumineux (15) comprenant en outre un deuxième élément, apte à constituer une zone active, obtenu concommitamment à la deuxième portion (13b) formant la zone active des diodes électroluminescecentes (13).
12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une étape f), mise en œuvre après l'étape e), de formation d'une couche d'un matériau isolant électriquement (16), ladite couche de matériau isolant électriquement (16) étant formée, de façon sélective, sur les surfaces extérieures (153) des parois de confinement lumineux (15), sur les surfaces (112) définies par l'espacement entre les parois de confinement lumineux (15) et les diodes électroluminescentes (13), et sur les surfaces (113) définies par l'espacement entre tout ou partie des diodes électroluminescentes (13).
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte une étape g) de formation d'une électrode supérieure (17) sur la surface exempte de matériau isolant électriquement résultant de l'étape f).
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que chaque paroi de confinement lumineux (15) est isolée électriquement d'au moins un élément choisi parmi : les autres parois de confinement lumineux (15) de la zone de sous-pixel (14), tout ou partie des électrodes supérieures (17) et tout ou partie de parties conductrices du substrat (11).
15. Procédé selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce qu'il comporte une étape h) de formation d'une couche (18) de matériau opaque ou réfléchissant des ondes électromagnétiques issues ou en direction des diodes électroluminescentes (13), ladite couche (18) de matériau bloquant les ondes électromagnétiques étant formée sur les surfaces libres résultant de l'étape g) à l'exception des surfaces latérales (171) et sommitales (172) des diodes électroluminescentes (13).
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la couche (18) de matériau opaque ou réfléchissant les ondes électromagnétiques, est formée directement surtout ou partie des surfaces extérieures (153) des parois de confinement lumineux (15), sur tout ou partie des surfaces (112) définies par l'espacement entre les parois de confinement lumineux (15) et les diodes électroluminescentes (13) et sur tout ou partie des surfaces (113) définies par l'espacement entre les diodes électroluminescentes (13) à l'exception des parois latérales (171) et sommitales (172) des diodes électroluminescentes (13).
17. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la couche (18) de matériau opaque ou réfléchissant les ondes électromagnétiques, est formée directement sur tout ou partie des surfaces libres (171) de la couche de matériau isolant (16) obtenues à l'étape f), à l'exception des parois latérales (171) et sommitales (172) des diodes électroluminescentes (13).
18. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les parois de confinement lumineux (15) n'émettent pas de lumière.
19. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape i) de formation d'une couche d'encapsulation (21) entourant au moins en partie les diodes électroluminescentes (13) contenues dans une même zone de sous-pixel (14).
20. Dispositif optoélectronique (10) obtenu par la mise en œuvre d'un procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 19 caractérisé en ce que tout ou partie des parois de confinement lumineux (15) sont formées dans les mêmes matériaux que tout ou partie des premières, deuxièmes et troisièmes portions de diodes électroluminescentes (13a, 13b, 13c).
21. Dispositif optoélectronique (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que toutes les diodes électroluminescentes (13) comprises dans la même zone de sous-pixel (14) ont un diamètre compris entre 0,8 fois le diamètre moyen des diodes électroluminescentes (13) de la zone de sous-pixel (14) et 1,2 fois le diamètre moyen des diodes électroluminescentes (13) de la zone de sous-pixel (14) et une hauteur (H) comprise entre 0,8 fois la hauteur moyenne des diodes électroluminescentes (13) de la zone de sous-pixel (14) et 1,2 fois la hauteur moyenne des diodes électroluminescentes (13) de la zone de sous-pixel (14).
22. Dispositif optoélectronique (10) selon l'une des revendications 20 et 21, caractérisé en ce que toutes les diodes électroluminescentes (13) comprises dans la même zone de sous-pixel (14) émettent une lumière d'une longueur d'onde comprise entre 0,98 fois la longueur d'onde moyenne de la lumière émise par les diodes électroluminescentes (13) de la zone de sous-pixel (14) et 1,02 fois la longueur d'onde moyenne de la lumière émise par les diodes électroluminescentes (13) de la zone de sous-pixel (14).
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3111235A1 (fr) * 2020-06-04 2021-12-10 Aledia Dispositif optoélectronique pour affichage lumineux à parois de confinement lumineux conductrices et procédé de fabrication

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06224469A (ja) * 1993-01-26 1994-08-12 Kyocera Corp 半導体発光装置
WO2003012884A1 (fr) * 2001-08-01 2003-02-13 Nam-Young Kim Systeme d'affichage
FR3031238A1 (fr) * 2014-12-30 2016-07-01 Aledia Dispositif optoelectronique a diodes electroluminescentes
WO2018002485A1 (fr) * 2016-06-30 2018-01-04 Aledia Dispositif optoelectronique a pixels a contraste et luminance améliorés

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI492422B (zh) * 2010-03-18 2015-07-11 Everlight Electronics Co Ltd 具有螢光粉層之發光二極體晶片的製作方法
JP5337106B2 (ja) * 2010-06-04 2013-11-06 株式会社東芝 半導体発光装置
FR2992465B1 (fr) * 2012-06-22 2015-03-20 Soitec Silicon On Insulator Procede de fabrication collective de leds et structure pour la fabrication collective de leds
US10700120B2 (en) * 2015-01-23 2020-06-30 Vuereal Inc. Micro device integration into system substrate
US9368549B1 (en) * 2015-09-02 2016-06-14 Nthdegree Technologies Worldwide Inc. Printed mesh defining pixel areas for printed inorganic LED dies
DE102015119353B4 (de) * 2015-11-10 2024-01-25 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches Halbleiterbauteil und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils
US10468472B2 (en) * 2016-11-25 2019-11-05 Vuereal Inc. Integration of micro-devices into system substrate
CN110709989B (zh) * 2017-03-30 2023-12-01 维耶尔公司 垂直固态装置
US10615305B1 (en) * 2018-04-20 2020-04-07 Facebook Technologies, Llc Self-alignment of micro light emitting diode using planarization

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06224469A (ja) * 1993-01-26 1994-08-12 Kyocera Corp 半導体発光装置
WO2003012884A1 (fr) * 2001-08-01 2003-02-13 Nam-Young Kim Systeme d'affichage
FR3031238A1 (fr) * 2014-12-30 2016-07-01 Aledia Dispositif optoelectronique a diodes electroluminescentes
WO2018002485A1 (fr) * 2016-06-30 2018-01-04 Aledia Dispositif optoelectronique a pixels a contraste et luminance améliorés
FR3053530A1 (fr) 2016-06-30 2018-01-05 Aledia Dispositif optoelectronique a pixels a contraste et luminance ameliores

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