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FR3031238A1 - Dispositif optoelectronique a diodes electroluminescentes - Google Patents

Dispositif optoelectronique a diodes electroluminescentes Download PDF

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FR3031238A1
FR3031238A1 FR1463420A FR1463420A FR3031238A1 FR 3031238 A1 FR3031238 A1 FR 3031238A1 FR 1463420 A FR1463420 A FR 1463420A FR 1463420 A FR1463420 A FR 1463420A FR 3031238 A1 FR3031238 A1 FR 3031238A1
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Aledia
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Abstract

L'invention concerne un dispositif optoélectronique (40) comprenant un substrat (42) comprenant des première et deuxième faces opposées (44, 46), des éléments (48) d'isolation électrique latérale s'étendant de la première face (46) à la deuxième face (44) et délimitant dans le support des premières portions semiconductrices ou conductrices (50) isolées électriquement les unes des autres. Le dispositif optoélectronique comprend, en outre, pour chaque première portion, un premier plot conducteur (52) sur la deuxième face au contact de la première portion et un ensemble (D) de diodes électroluminescentes reposant sur la première face et reliées électriquement à la première portion, le dispositif optoélectronique comprenant, en outre, une couche d'électrode (66) conductrice et au moins partiellement transparente recouvrant toutes les diodes électroluminescentes, une couche d'encapsulation (70) isolante et au moins partiellement transparente recouvrant la couche d'électrode et au moins un deuxième plot conducteur (52) relié électriquement à la couche d'électrode.

Description

B13650 - LED Screen 1 DISPOSITIF OPTOÉLECTRONIQUE À DIODES ÉLECTROLUMINESCENTES Domaine La présente demande concerne un dispositif optoélectronique à diodes électroluminescentes, notamment à diodes électroluminescentes en matériaux inorganiques, par exemple un 5 écran d'affichage ou un dispositif de projection d'images. Exposé de l'art antérieur Il existe des dispositifs optoélectroniques, notamment des écrans d'affichage ou des dispositifs de projection, comprenant des diodes électroluminescentes à base de matériaux 10 semiconducteurs comprenant un empilement de couches semiconductrices comportant majoritairement au moins un élément du groupe III et un élément du groupe V, appelé par la suite composé III-V, notamment le nitrure de gallium (GaN), le nitrure de gallium et d'indium (GaInN) et le nitrure de gallium et d'aluminium (GaA1N). 15 Un pixel d'une image correspond à l'élément unitaire de l'image affichée par un écran d'affichage ou projetée par un dispositif de projection. Lorsque le dispositif optoélectronique est un écran d'affichage d'images monochromes ou un dispositif de projection d'images monochromes, il comprend en général une seule 20 source lumineuse pour l'affichage de chaque pixel de l'image. Lorsque le dispositif optoélectronique est un écran d'affichage d'images couleur ou un dispositif de projection d'images couleur, 3031238 B13650 - LED Screen 2 il comprend en général pour l'affichage de chaque pixel d'image au moins trois composants d'émission et/ou de régulation de l'intensité lumineuse, également appelés sous-pixels d'affichage, qui émettent chacun un rayonnement lumineux sensiblement dans une 5 seule couleur (par exemple, le rouge, le vert et le bleu). La superposition des rayonnements émis par ces trois sous-pixels d'affichage fournit à l'observateur la sensation colorée correspondant au pixel de l'image affichée. On appelle dans ce cas pixel d'affichage de l'écran d'affichage ou du dispositif de 10 projection l'ensemble formé par les trois sous-pixels d'affichage utilisés pour l'affichage d'un pixel d'image. La figure 1 représente un exemple de dispositif optoélectronique 10 à diodes électroluminescentes inorganiques, tel qu'un écran d'affichage ou un dispositif de projection. Le 15 dispositif optoélectronique 10 comprend successivement du bas vers le haut en figure 1 : un support 12 ; des électrodes inférieures 14, correspondant par exemple à des bandes conductrices parallèles ; 20 des diodes électroluminescentes inorganiques 16 reposant sur les électrodes inférieures 14 et séparées les unes des autres par des portions isolantes 18 ; des électrodes supérieures 20 transparentes au contact des faces supérieures des diodes électroluminescentes inor25 ganiques 16 ; et une couche de protection transparente 22 recouvrant l'ensemble de la structure. Des couches de luminophores et/ou des filtres colorés peuvent être prévus sur la couche de protection 22. 30 Chaque diode électroluminescente inorganique 16 comprend un empilement de portions semiconductrices comprenant successivement du bas vers le haut en figure 1 : une portion semiconductrice 24 dopée d'un premier type de conductivité, par exemple de type N, au contact de l'une des 35 électrodes 14 ; 3031238 B13650 - LED Screen 3 une zone active 26, c'est-à-dire la zone de la diode électroluminescente émettant la majorité du rayonnement lumineux fourni par la diode électroluminescente en fonctionnement, correspondant à une structure monocouche ou multicouche comprenant, par exemple, une portion semiconductrice non dopée, un puits quantique unique ou des puits quantiques multiples ; et une portion semiconductrice 28 dopée d'un deuxième type de conductivité, opposé au premier type de conductivité, par exemple de type P, au contact de l'une des électrodes 20.
De telles diodes électroluminescentes 16 sont dites bidimensionnelles dans la mesure où elles sont formées d'un empilement de couches minces et planes. Chaque sous-pixel d'affichage P du dispositif optoélectronique 10 comprend une diode électroluminescente 16, une portion isolante 18 entourant la diode électroluminescente 16 et des parties de l'une des électrodes 14 et de l'une des électrodes 20 au contact de la diode électroluminescente 16. A titre d'exemple, la surface occupée par chaque sous-pixel d'affichage P peut correspondre à un carré dont le côté est compris entre 100 pin et 1 mm.
Les figures 2A à 2C représentent les structures obtenues à des étapes successives d'un exemple de procédé de fabrication du dispositif optoélectronique 10. La figure 2A représente la structure obtenue après avoir formé les électrodes inférieures 14 sur le support 12 et après 25 avoir déposé sur l'ensemble de la structure un empilement 30 de couches semiconductrices successives 32, 34, 36. La figure 2B représente la structure obtenue après avoir gravé des ouvertures 38 dans l'empilement 30 pour délimiter les portions semiconductrices 24, 26, 28 pour chaque diode 30 électroluminescente 16. La figure 2C représente la structure obtenue après avoir formé les portions isolantes 18 dans les ouvertures 38 entre les diodes électroluminescentes 16. Ceci peut être réalisé en déposant une couche isolante sur la totalité de la structure représentée 35 en figure 2B, cette couche isolante recouvrant les diodes 3031238 B13650 - LED Screen 4 électroluminescentes 16 et remplissant les ouvertures 38 et en gravant la couche isolante jusqu'à atteindre les portions 28 des diodes électroluminescentes 16. L'intensité lumineuse maximale pouvant être émise par 5 chaque sous-pixel d'affichage P dépend de la surface occupée par la diode électroluminescente 16 par rapport à la surface du sous-pixel d'affichage P et ne peut pas être supérieure à la surface totale du sous-pixel d'affichage. La distance minimale entre deux diodes électroluminescentes adjacentes 16 est imposée par le 10 procédé de gravure des couches 32, 34, 36 et le procédé de formation des portions isolantes 18 et est généralement supérieure à 3 pin, voire à 5 pin. Ceci réduit la surface maximale pouvant être occupée par chaque diode électroluminescente 16. Les électrodes inférieures 14 peuvent être réalisées par 15 une couche d'électrode continue. Toutefois, la couche d'électrode 14 présente les inconvénients d'être résistives et de conduire la lumière. La résistivité de la couche d'électrode inférieure 14 limite fortement la taille maximale du dispositif optoélectronique car la chute de tension entre le bord et le centre peut rapidement 20 excéder les capacités de correction du système électronique de commande. La conduction de la lumière a pour effet de réinjecter une partie de la lumière émise par un sous-pixel dans les sous-pixels voisins limitant fortement le contraste et la saturation des couleurs du dispositif optoélectronique. Lorsque les électrodes inférieures 14 sont réalisées par des bandes distinctes, la distance nécessaire entre sous-pixels est encore supérieure. Un autre inconvénient du procédé de fabrication décrit précédemment est que les étapes de gravure des couches 32, 34, 36 peuvent entraîner une détérioration des flancs latéraux de la zone active 26 de chaque diode électroluminescente 16 et perturber le rayonnement lumineux émis par la zone active 26 de sorte qu'il est difficile de réaliser des sous-pixels de dimensions inférieures à 15 fun par 15 fun et de bonne qualité.
3031238 B13650 - LED Screen 5 Résumé Un objet d'un mode de réalisation est de pallier tout ou partie des inconvénients des dispositifs optoélectroniques à diodes électroluminescentes inorganiques décrits précédemment, 5 notamment des écrans d'affichage ou des dispositifs de projection. Un autre objet d'un mode de réalisation est d'augmenter l'intensité lumineuse maximale pouvant être fournie par chaque sous-pixel d'affichage. Un autre objet d'un mode de réalisation est que le 10 procédé de fabrication des diodes électroluminescentes ne comprend pas d'étape de gravure des couches actives des diodes électroluminescentes. Ainsi, un mode de réalisation prévoit un dispositif optoélectronique comprenant un substrat comprenant des première 15 et deuxième faces opposées, des éléments d'isolation électrique latérale s'étendant de la première face à la deuxième face et délimitant dans le support des premières portions semiconductrices ou conductrices isolées électriquement les unes des autres, le dispositif optoélectronique comprenant, en outre, pour chaque 20 première portion, un premier plot conducteur sur la deuxième face au contact de la première portion et une diode électroluminescente ou un ensemble de diodes électroluminescentes reposant sur la première face et reliées électriquement à la première portion, le dispositif optoélectronique comprenant, en outre, une couche 25 d'électrode conductrice et au moins partiellement transparente recouvrant toutes les diodes électroluminescentes, une couche d'encapsulation isolante et au moins partiellement transparente recouvrant la couche d'électrode, et au moins un deuxième plot conducteur relié électriquement à la couche d'électrode.
30 Selon un mode de réalisation, chaque diode électro- luminescente comprend au moins un élément semiconducteur filaire, conique ou tronconique, intégrant ou recouvert au sommet et/ou au moins sur une partie de ses faces latérales par une coque comprenant au moins une couche active adaptée à fournir la majorité du rayonnement de la diode électroluminescente.
3031238 B13650 - LED Screen 6 Selon un mode de réalisation, le dispositif optoélectronique comprend, en outre, une couche conductrice recouvrant la couche d'électrode autour des diodes électroluminescentes de chaque ensemble.
5 Selon un mode de réalisation, les éléments d'isolation électrique latérale comprennent au moins un mur isolant s'étendant dans le substrat de la première face à la deuxième face. Selon un mode de réalisation, les éléments d'isolation électrique latérale délimitent, en outre, dans le support, une 10 deuxième portion semiconductrice ou conductrice isolée électriquement des premières portions semiconductrices ou conductrices et reliée électriquement à la couche d'électrode. Selon un mode de réalisation, le deuxième plot conducteur est au contact électrique de la deuxième portion 15 semiconductrice ou conductrice du côté de la deuxième face. Selon un mode de réalisation, le deuxième plot conducteur est situé du côté de la première face. Selon un mode de réalisation, le substrat est en silicium, en germanium, en carbure de silicium, en un composé III-20 V, tel que du GaN ou du GaAs, ou en ZnO. Selon un mode de réalisation, le substrat est en silicium monocristallin et comprend une concentration de dopants comprise entre 5*1016 atomes/cm3 et 2*1020 atomes/cm3. Selon un mode de réalisation, chaque élément semi25 conducteur est majoritairement en un composé III-V, notamment du nitrure de gallium, ou en un composé II-VI. Selon un mode de réalisation, le dispositif optoélectronique comprend des lentilles sur la couche d'encapsulation.
30 Selon un mode de réalisation, le dispositif optoélectronique est un écran d'affichage ou un dispositif de projection. Un mode de réalisation vise également un procédé de fabrication d'un dispositif optoélectronique comprenant les 35 étapes suivantes : 3031238 B13650 - LED Screen 7 a) former, dans un substrat comprenant des première et deuxième faces opposées, des éléments d'isolation électrique latérale s'étendant de la première face à la deuxième face et délimitant dans le support des premières portions semiconductrices 5 ou conductrices isolées électriquement les unes des autres et former, pour chaque première portion, un premier plot conducteur sur la deuxième face au contact de la première portion ; b) former, pour chaque première portion, une diode électroluminescente ou un ensemble de diodes électroluminescentes 10 reposant sur la première face et reliées électriquement à la première portion ; et c) former, pour chaque première portion, une couche d'électrode conductrice et au moins partiellement transparente recouvrant toutes les diodes électroluminescentes, une couche 15 d'encapsulation en un matériau diélectrique au moins partiellement transparent recouvrant la couche d'électrode, et au moins un deuxième plot conducteur relié électriquement à la couche d'électrode. Selon un mode de réalisation, l'étape a) comprend les 20 étapes suivantes : avant l'étape b), formation, dans le substrat, des éléments d'isolation électrique latérale s'étendant depuis la première face sur une partie de la profondeur du substrat ; et après l'étape c), amincissement du substrat pour former 25 la deuxième face et exposer les éléments d'isolation électrique latérale sur la deuxième face. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend, en outre, le dépôt de luminophores sur au moins certaines des diodes électroluminescentes, notamment par des techniques de photolitho30 graphie ou par impression. Selon un mode de réalisation, chaque diode électroluminescente comprend au moins un élément semiconducteur filaire, conique ou tronconique, intégrant ou recouvert au sommet et/ou au moins sur une partie de ses faces latérales par une coque 3031238 B13650 - LED Screen 8 comprenant au moins une couche active adaptée à fournir la majorité du rayonnement de la diode électroluminescente. Brève description des dessins Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, 5 seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1, décrite précédemment, est une vue avec coupe, partielle et schématique, d'un exemple d'un dispositif 10 optoélectronique à diodes électroluminescentes inorganiques ; les figures 2A à 2C, décrites précédemment, sont des vues avec coupe, partielles et schématiques, de structures obtenues à des étapes successives d'un exemple de procédé de fabrication du dispositif optoélectronique de la figure 1 ; 15 les figures 3A, 3B et 3C sont respectivement une vue de dessus, une vue de face avec coupe et une vue de dessous, partielles et schématiques, d'un mode de réalisation d'un dispositif optoélectronique à diodes électroluminescentes ; les figures 4A à 4C sont respectivement une vue de 20 dessus, une vue de face avec coupe et une vue de dessous, partielles et schématiques, d'un autre mode de réalisation d'un dispositif optoélectronique à diodes électroluminescentes ; et les figures aA et 5B sont respectivement une vue de dessus et une vue de face avec coupe, partielles et schématiques, 25 d'un autre mode de réalisation d'un dispositif optoélectronique à diodes électroluminescentes. Description détaillée Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, les 30 diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. En outre, seuls les éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation ont été représentés et sont décrits. En particulier, le dispositif de commande d'un dispositif optoélectronique à diodes électroluminescentes est connu de l'homme de l'art et n'est pas 35 décrit par la suite. Dans la suite de la description, sauf 3031238 B13650 - LED Screen 9 indication contraire, les termes "sensiblement", "environ" et "de l'ordre de" signifient "à 10 % près". Les modes de réalisation décrits par la suite concernent des dispositifs optoélectroniques, notamment des écrans d'affi5 chage ou des dispositifs de projection, comprenant des diodes électroluminescentes formées à partir d'éléments semiconducteurs tridimensionnels, par exemple des microfils, des nanofils, des éléments coniques ou des éléments tronconiques. Dans la suite de la description, des modes de réalisation sont décrits pour des 10 diodes électroluminescentes formées à partir de microfils ou de nanofils. Toutefois, ces modes de réalisation peuvent être mis en oeuvre pour des éléments tridimensionnels autres que des microfils ou des nanofils, par exemple des éléments tridimensionnels en forme de pyramide.
15 En outre, dans la suite de la description, des modes de réalisation sont décrits pour des diodes électroluminescentes comprenant chacune une coque qui entoure au moins partiellement le microfil ou le nanofil. Toutefois, ces modes de réalisation peuvent être mis en oeuvre pour des diodes électroluminescentes 20 pour lesquelles la zone active est située dans la hauteur ou au sommet du microfil ou du nanofil. Le terme "microfil" ou "nanofil" désigne une structure tridimensionnelle de forme allongée selon une direction privilégiée dont au moins deux dimensions, appelées dimensions 25 mineures, sont comprises entre 5 nm et 2,5 pin, de préférence entre 50 nm et 2,5 gm, la troisième dimension, appelée dimension majeure, étant au moins égale à 1 fois, de préférence au moins 5 fois et encore plus préférentiellement au moins 10 fois, la plus grande des dimensions mineures. Dans certains modes de 30 réalisation, les dimensions mineures peuvent être inférieures ou égales à environ 1 gm, de préférence comprises entre 100 nm et 1 gm, plus préférentiellement entre 100 nm et 300 nm. Dans certains modes de réalisation, la hauteur de chaque microfil ou nanofil peut être supérieure ou égale à 500 nm, de préférence 35 comprise entre 1 pin et 50 gm.
3031238 B13650 - LED Screen 10 Dans la suite de la description, on utilise le terme "fil" pour signifier "microfil ou nanofil". De préférence, la ligne moyenne du fil qui passe par les barycentres des sections droites, dans des plans perpendiculaires à la direction 5 privilégiée du fil, est sensiblement rectiligne et est appelée par la suite "axe" du fil. Selon un mode de réalisation, il est prévu un dispositif optoélectronique, notamment un écran d'affichage ou un dispositif de projection, comprenant un circuit intégré comportant un 10 substrat, par exemple un substrat conducteur ou semiconducteur, divisé en portions de substrat isolées électriquement les unes des autres et comportant, pour chaque sous-pixel d'affichage, des ensembles de diodes électroluminescentes formées sur la face avant du substrat. Chaque ensemble de diodes électroluminescentes 15 comprend une diode électroluminescente ou plusieurs diodes électroluminescentes montées en parallèle. Par connexion de diodes électroluminescentes en parallèle, on entend que les anodes des diodes électroluminescentes sont connectées ensemble et que les cathodes des diodes électroluminescentes sont connectées 20 ensemble. Chaque ensemble de diodes électroluminescentes élémentaires est équivalent à une diode électroluminescente globale comprenant une anode et une cathode. Les figures 3A à 3C représentent un mode de réalisation d'un dispositif optoélectronique 40, notamment un écran 25 d'affichage ou un dispositif de projection, comprenant : - un substrat conducteur ou semiconducteur 42 comprenant une face inférieure 44 et une face supérieure 46 opposée, la face supérieure 46 étant de préférence plane au moins au niveau des ensembles de diodes électroluminescentes ; 30 - des éléments 48 d'isolation électrique qui s'étendent dans le substrat 42 entre les faces 44 et 46 et qui divisent le substrat 42 en portions 50 conductrices ou semiconductrices ; - des plots conducteurs 52 au contact de la face inférieure 44, chaque portion 50 étant au contact de l'un des 35 plots conducteurs 52 ; 3031238 B13650 - LED Screen 11 - des plots de germination 54 favorisant la croissance de fils, chaque plot de germination 54 étant au contact de la face 46 sur l'une des portions 50 conductrices ou semiconductrices ; - des fils 56, chaque fil 56 étant en contact avec l'un 5 des plots de germination 54, chaque fil 56 comprenant une portion inférieure 58, en contact avec le plot de germination 54 et une portion supérieure 60, prolongeant la portion inférieure 58 ; - une couche isolante 62 s'étendant sur la face 46 du substrat 42 et s'étendant sur les flancs latéraux de la portion 10 inférieure 58 de chaque fil 56 ; - une coque 64 comprenant un empilement de couches semiconductrices recouvrant la portion supérieure 60 de chaque fil 56 ; - une couche 66 conductrice et au moins partiellement 15 transparente formant une électrode recouvrant chaque coque 64, et s'étendant sur la couche isolante 62 entre les fils 56 ; - une couche conductrice 68 recouvrant la couche d'électrode 66 entre les fils 56 mais ne s'étendant pas sur les fils 56, la couche conductrice 68 étant, en outre, au contact de 20 l'une des portions semiconductrices 50 au travers d'une ouverture 69 prévue dans la couche d'électrode 66 et dans la couche isolante 62 ; et - une couche d'encapsulation 70 transparente recouvrant l'ensemble de la structure.
25 Le dispositif optoélectronique 40 peut, en outre, comprendre une couche de luminophores, non représentée, et/ou des filtres colorés, non représentés, dans la couche d'encapsulation 70 ou sur la couche d'encapsulation 70. Selon un mode de réalisation, des luminophores sont notamment répartis entre les 30 fils 56. Chaque fil 56 et la coque 64 associée constituent une diode électroluminescente élémentaire. Les diodes électroluminescentes élémentaires situées sur une même portion semiconductrice 50 forment un ensemble D de diodes électro- 35 luminescentes. Chaque ensemble D comprend donc plusieurs diodes 3031238 B13650 - LED Screen 12 électroluminescentes élémentaires connectées en parallèle. Le nombre de diodes électroluminescentes élémentaires par ensemble D peut varier de 1 à plusieurs milliers, typiquement de 25 à 100. Le nombre de diodes électroluminescentes élémentaires par ensemble 5 D peut varier d'un ensemble à l'autre. Chaque sous-pixel d'affichage Pix du dispositif optoélectronique 40 comprend l'une des portions 50 conductrices ou semiconductrices et l'ensemble D de diodes électroluminescentes reposant sur cette portion 50. En figure 3A, on a représenté de 10 façon schématique la séparation entre les sous-pixels d'affichage Pix par des lignes en traits pointillés 72. Selon un mode de réalisation, la surface occupée par chaque sous-pixel Pix en vue de dessus peut varier de 3 fun par 3 fun à plusieurs mm2 et typiquement de 10 à 100 pm2.
15 Chaque diode électroluminescente élémentaire est formée d'une coque recouvrant au moins partiellement un fil. La surface développée des couches actives des diodes électroluminescentes élémentaires d'un ensemble D est supérieure à la surface du sous-pixel d'affichage comprenant cet ensemble D. L'intensité maximale 20 lumineuse pouvant être fournie par le sous-pixel d'affichage peut donc être supérieure à celle d'un sous-pixel d'affichage réalisé avec une technologie de diode électroluminescente inorganique bidimensionnelle. Selon un mode de réalisation, le substrat 42 correspond 25 à un substrat semiconducteur monolithique. Le substrat 42 semiconducteur est, par exemple, un substrat en silicium, en germanium, ou en un composé III-V tel que du GaAs. De préférence, le substrat 42 est un substrat de silicium monocristallin. De préférence, le substrat semiconducteur 42 est dopé 30 de façon à baisser la résistivité électrique jusqu'à une résistivité proche de celle des métaux, de préférence inférieure à quelques mohm.cm. Le substrat 42 est de préférence un substrat semiconducteur fortement dopé avec une concentration de dopants comprise entre 5*1016 atomes/cm3 et 2*1020 atomes/cm3, de 35 préférence entre 1* 1019 atomes/cm3 et 2*1020 atomes/cm3, par 3031238 B13650 - LED Screen 13 exemple 5*1019 atomes/cm3. Au début du procédé de fabrication du dispositif optoélectronique, le substrat 42 a une épaisseur comprise entre 275 fun et 1500 gm, de préférence 725 gm. Une fois que le dispositif optoélectronique est réalisé, après une étape 5 d'amincissement décrite plus en détail par la suite, le substrat 42 a une épaisseur comprise entre 1 fun et 100 pin. Dans le cas d'un substrat 42 de silicium, des exemples de dopants de type P sont le bore (B) ou l'indium (In) et des exemples de dopants de type N sont le phosphore (P), l'arsenic (As), ou l'antimoine (Sb). De 10 préférence, le substrat 42 est dopé de type N au phosphore. La face 44 du substrat 42 de silicium peut être une face (100). Les plots de germination 54, appelés également îlots de germination, sont en un matériau favorisant la croissance des fils 56. Un traitement peut être prévu pour protéger les flancs 15 latéraux des plots de germination et la surface des parties du substrat non recouvertes par les plots de germination pour empêcher la croissance des fils sur les flancs latéraux des plots de germination et sur la surface des parties du substrat non recouvertes par les plots de germination. Le traitement peut 20 comprendre la formation d'une région diélectrique sur les flancs latéraux des plots de germination et s'étendant sur et/ou dans le substrat et reliant, pour chaque paire de plots, l'un des plots de la paire à l'autre plot de la paire, les fils ne croissant pas sur la région diélectrique. Ladite région diélectrique peut 25 déborder au-dessus des plots de germination 54. A titre de variante, les plots de germination 54 peuvent être remplacés par une couche de germination recouvrant la face 46 du substrat 42. Une région diélectrique peut alors être formée au-dessus de la couche de germination pour empêcher la croissance de fils dans 30 les emplacements non voulus. A titre d'exemple, le matériau composant les plots de germination 54 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 3031238 B13650 - LED Screen 14 ou VI du tableau périodique des éléments ou une combinaison de ces composés. A titre d'exemple, les plots de germination 54 peuvent être en nitrure d'aluminium (A1N), en bore (B), en nitrure de bore 5 (BN), en titane (Ti), en nitrure de titane (TiN), en tantale (Ta), en nitrure de tantale (TaN), en hafnium (Hf), en nitrure d'hafnium (HfN), en niobium (Nb), en nitrure de niobium (NbN), en zirconium (Zr), en borate de zirconium (ZrB2), en nitrure de zirconium (ZrN), en carbure de silicium (SiC), en nitrure et carbure de 10 tantale (TaCN), 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 selon la forme Mg3N2 ou du nitrure de gallium et de magnésium (MgGaN), en tungstène (W), en nitrure de tungstène (WN) ou en une combinaison de ceux-ci.
15 La couche isolante 62 peut être en un matériau diélectrique, par exemple en oxyde de silicium (SiO2), en nitrure de silicium (SixNy, où x est environ égal à 3 et y est environ égal à 4, par exemple du Si3N4), en oxynitrure de silicium (SiOxNy où x peut être environ égal à 1/2 et y peut être environ égal à 20 1, par exemple du Si2ON2), en oxyde d'aluminium (A1203), en oxyde d'hafnium (Hf02) ou en diamant. A titre d'exemple, l'épaisseur de la couche isolante 62 est comprise entre 5 nm et 800 nm, par exemple égale à environ 30 nm. Les fils 56 sont, au moins en partie, formés à partir 25 d'au moins un matériau semiconducteur. Le matériau semiconducteur peut être du silicium, du germanium, du carbure de silicium, un composé III-V, un composé II-VI ou une combinaison de ces composés. Les fils 56 peuvent être, au moins en partie, formés à 30 partir de matériaux semiconducteurs comportant majoritairement un composé III-V, par exemple des composés III-N. Des exemples d'éléments du groupe III comprennent le gallium (Ga), l'indium (In) ou l'aluminium (Al). Des exemples de composés III-N sont GaN, AIN, InN, InGaN, A1GaN ou AlInGaN. D'autres éléments du groupe V 35 peuvent également être utilisés, par exemple, le phosphore ou 3031238 B13650 - LED Screen 15 l'arsenic. De façon générale, les éléments dans le composé III-V peuvent être combinés avec différentes fractions molaires. Les fils 56 peuvent être, au moins en partie, formés à partir de matériaux semiconducteurs comportant majoritairement un 5 composé II-VI. Des exemples d'éléments du groupe II comprennent des éléments du groupe HA, notamment le béryllium (Be) et le magnésium (Mg) et des éléments du groupe IIB, notamment le zinc (Zn) et le cadmium (Cd). Des exemples d'éléments du groupe VI comprennent des éléments du groupe VIA, notamment l'oxygène (0) 10 et le tellure (Te). Des exemples de composés II-VI sont ZnO, ZhMg0, CdZnO ou CdZnMg0. De façon générale, les éléments dans le composé II-VI peuvent être combinés avec différentes fractions molaires. Les fils 56 peuvent comprendre un dopant. A titre 15 d'exemple, pour des composés III-V, le dopant peut être choisi parmi le groupe comprenant un dopant de type P du groupe II, par exemple, du magnésium (Mg), du zinc (Zn), du cadmium (Cd) ou du mercure (Hg), un dopant du type P du groupe IV, par exemple du carbone (C) ou un dopant de type N du groupe IV, par exemple du 20 silicium (Si), du germanium (Ge), du sélénium (Se), du souffre (S), du terbium (Tb) ou de l'étain (Sn). La section droite des fils 56 peut avoir différentes formes, telles que, par exemple, une forme ovale, circulaire ou polygonale, notamment triangulaire, rectangulaire, carrée ou 25 hexagonale. A titre d'exemple, en figure 3A, les fils sont représentés avec une section droite hexagonale. Ainsi, on comprend que, quand on mentionne ici le "diamètre" dans une section droite d'un fil ou d'une couche déposée sur ce fil, il s'agit d'une grandeur associée à la surface de la structure visée dans cette 30 section droite, correspondant, par exemple, au diamètre du disque ayant la même surface que la section droite du fil. Le diamètre moyen de chaque fil 56 peut être compris entre 50 nm et 5 pin. La hauteur de chaque fil 56 peut être comprise entre 250 nm et 50 pin. Chaque fil 56 peut avoir une structure semiconductrice allongée 35 selon un axe sensiblement perpendiculaire à la face 46. Chaque 3031238 B13650 - LED Screen 16 fil 56 peut avoir une forme générale cylindrique. Les axes de deux fils 56 adjacents peuvent être distants de 0,5 fun à 10 fun et de préférence de 1,5 fun à 5 gm. A titre d'exemple, les fils 56 peuvent être régulièrement répartis, notamment selon un réseau hexagonal.
5 A titre d'exemple, la portion inférieure 58 de chaque fil 56 est majoritairement constituée du composé III-N, par exemple du nitrure de gallium, dopé du même type que le substrat 42, par exemple de type N, par exemple au silicium. La portion inférieure 58 s'étend sur une hauteur qui peut être comprise entre 10 100 nm et 25 gm. A titre d'exemple, la portion supérieure 60 de chaque fil 56 est au moins partiellement réalisée dans un composé III-N, par exemple du GaN. La portion supérieure 60 peut être dopée de type N, éventuellement moins fortement dopée que la portion 15 inférieure 58 ou ne pas être intentionnellement dopée. La portion supérieure 60 s'étend sur une hauteur qui peut être comprise entre 100 nm et 25 gm. La coque 64 peut comprendre un empilement de plusieurs couches comprenant notamment : 20 - une couche active recouvrant la portion supérieure 60 du fil 56 associé ; - une couche intermédiaire de type de conductivité opposé à la portion inférieure 58 et recouvrant la couche active ; et 25 - une couche de liaison recouvrant la couche inter- médiaire et recouverte par l'électrode 66. La couche active est la couche depuis laquelle est émise la majorité du rayonnement fourni par la diode électroluminescente élémentaire. Selon un exemple, la couche active peut comporter 30 des moyens de confinement des porteurs de charge électrique, tels que des puits quantiques multiples. Elle est, par exemple, constituée d'une alternance de couches de GaN et de InGaN ayant des épaisseurs respectives de 5 à 20 nm (par exemple 8 nm) et de 1 à 15 nm (par exemple 2,5 nm). Les couches de GaN peuvent être 35 dopées, par exemple de type N ou P. Selon un autre exemple, la 3031238 B13650 - LED Screen 17 couche active peut comprendre une seule couche d'InGaN, par exemple d'épaisseur supérieure à 10 nm. La couche intermédiaire, par exemple dopée de type P, peut correspondre à une couche semiconductrice ou à un empilement 5 de couches semiconductrices et permet la formation d'une jonction P-N ou P-I-N, la couche active étant comprise entre la couche intermédiaire de type P et la portion supérieure 60 de type N de la jonction P-N ou P-I-N. La couche de liaison peut correspondre à une couche 10 semiconductrice ou à un empilement de couches semiconductrices et permet la formation d'un contact ohmique entre la couche intermédiaire et l'électrode 66. A titre d'exemple, la couche de liaison peut être dopée très fortement du type opposé à la portion inférieure 58 de chaque fil 56, jusqu'à dégénérer la ou les couches 15 semiconductrices, par exemple dopée de type P à une concentration supérieure ou égale à 1020 atomes/cm3. L'empilement de couches semiconductrices peut comprendre une couche de blocage d'électrons formée d'un alliage ternaire, par exemple en nitrure de gallium et d'aluminium (A1GaN) ou en 20 nitrure d'indium et d'aluminium (.AlInN) en contact avec la couche active et la couche intermédiaire, pour assurer une bonne répartition des porteurs électriques dans la couche active. L'électrode 66 est adaptée à polariser la couche active de chaque fil 56 et à laisser passer le rayonnement 25 électromagnétique émis par les diodes électroluminescentes. Le matériau formant l'électrode 66 peut être un matériau transparent et conducteur tel que de l'oxyde d'indium-étain (ou ITO, acronyme anglais pour Indium Tin Oxide), de l'oxyde de zinc dopé à l'aluminium, au gallium ou à l'indium, ou du graphène. A titre 30 d'exemple, la couche d'électrode 66 a une épaisseur comprise entre 5 nm et 200 nm, de préférence entre 20 nm et 50 nm. La couche conductrice 68 correspond, de préférence à une couche métallique, par exemple en aluminium, en cuivre, en or, en ruthénium ou en argent, ou à un empilement de couches métalliques, 35 par exemple en titane-aluminium, en silicium-aluminium, en titane- 3031238 B13650 - LED Screen 18 nickel-argent, en cuivre ou en zinc. A titre d'exemple, la couche conductrice 68 a une épaisseur comprise entre 20 nm et 1500 nm, de préférence entre 400 nm et 800 nm. La couche conductrice 68 n'est présente qu'entre les fils et ne recouvre pas la surface 5 émissive de ces derniers. La couche conductrice 68 permet de réduire les pertes résistives lors de la circulation du courant. Elle a également un rôle de réflecteur pour renvoyer vers l'extérieur les rayons émis par les diodes électroluminescentes dans la direction du substrat.
10 La couche d'encapsulation 70 est réalisée en un matériau isolant au moins partiellement transparent. L'épaisseur minimale de la couche d'encapsulation 70 est comprise entre 250 nm et 50 pm de sorte que la couche d'encapsulation 70 recouvre complètement la couche d'électrode 66 au sommet des ensembles D de diodes 15 électroluminescentes. La couche d'encapsulation 70 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 20 des nombres réels compris entre 0 et 1 et les oxydes d'aluminium, par exemple A1203. La couche d'encapsulation 70 peut être réalisée en un matériau organique au moins partiellement transparent. A titre d'exemple, la couche d'encapsulation 70 est un polymère silicone, un polymère époxyde, un polymère acrylique ou un 25 polycarbonate. Les éléments d'isolation électrique 48 peuvent comprendre des tranchées s'étendant sur toute l'épaisseur du substrat 42 et remplies d'un matériau isolant, par exemple un oxyde, notamment de l'oxyde de silicium, ou un polymère isolant.
30 A titre de variante, les parois de chaque tranchée 48 sont recouvertes d'une couche isolante, le reste de la tranchée étant remplie d'un matériau semiconducteur ou conducteur, par exemple du silicium. polycristallin. Selon une autre variante, les éléments d'isolation électrique 48 comprennent des régions dopées d'un type 35 de polarité opposé au substrat 42 et s'étendant sur toute la 3031238 B13650 - LED Screen 19 profondeur du substrat 42. A titre d'exemple, chaque tranchée 48 a une largeur supérieure à 1 pin, qui varie notamment de 1 pm à 10 gm, par exemple d'environ 2 gm. La distance entre les deux tranchées 48 d'une paire de tranchées 48 adjacentes est supérieure 5 à 5 gm, par exemple d'environ 6 gm. Sur les figures 3B et 3C, les éléments d'isolation électrique 48 comprennent des paires de tranchées adjacentes 48 qui délimitent les portions 50 du substrat 42. A titre d'exemple, une seule tranchée 48 peut être prévue pour isoler électriquement chaque portion 50.
10 En général des tranchées si fines ne peuvent être réalisées qu'avec une profondeur limitée, entre une dizaine de micromètres et une centaine de micromètres suivant la technique de gravure et d'isolation choisie. Aussi convient-il d'amincir le substrat 42 jusqu'à l'affleurement des éléments d'isolation 15 électrique 48. Pour ce faire, une poignée en un matériau rigide peut être fixée temporairement ou définitivement à la couche d'encapsulation 70. Dans le cas où la poignée est fixée définitivement à la couche d'encapsulation 70, la poignée est en 20 un matériau au moins partiellement transparent. Il peut s'agir de verre, notamment un verre borosilicate, par exemple le verre connu sous l'appellation pyrex, ou de saphir. Après amincissement la face arrière 44 du substrat peut être traitée, puis si le collage est temporaire, la poignée peut être décollée.
25 Chaque plot conducteur 52 peut correspondre à une couche ou à un empilement de couches recouvrant la face 44. A titre de variante, une couche isolante peut recouvrir partiellement la face 44, chaque plot conducteur 52 étant au contact de la portion semiconductrice 50 associée au travers d'ouvertures gravées dans 30 cette couche isolante. Dans le présent mode de réalisation, le dispositif optoélectronique 40 est fixé à un autre circuit par des éléments conducteurs fusibles, non représentés, par exemple des billes de soudure ou des billes d'indium fixées aux plots conducteurs 52.
35 L'assemblage du dispositif optoélectronique 40 sur un autre 3031238 B13650 - LED Screen 20 circuit, notamment sur un circuit de commande, se fait au moyen de techniques conventionnelles d'hybridation matricielle, au moyen de billes fusibles, par exemple en indium, ou en SnAg, ou de colonnes de cuivre ou de plots d'or (technologie Stud Bump) ou 5 par collage moléculaire conducteur (cuivre sur cuivre). L'empilement métallique formant les plots conducteurs 52 est choisi de manière à être compatible avec la technologie d'assemblage choisie. A titre d'exemple, les plots conducteurs 52 peuvent être en Cu ou Ti-Ni-Au, Sn-Ag ou Ni-Pd-Au.
10 La couche active de la coque 64 des diodes électroluminescentes élémentaires d'au moins l'un des ensembles de diodes électroluminescentes D peut être fabriquée de manière différente de la couche active de la coque des diodes électroluminescentes élémentaires d'au moins un autre ensemble de 15 diodes électroluminescentes. Par exemple, la couche active de la coque 64 d'un premier ensemble peut être adaptée pour émettre une lumière à une première longueur d'onde, par exemple une lumière bleue et la couche active de la coque 64 d'un deuxième ensemble peut être adaptée pour émettre une lumière à une deuxième longueur 20 d'onde différente de la première longueur d'onde, par exemple une lumière verte. Ceci peut être obtenu, par exemple, en adaptant dans chaque ensemble le pas et la taille des fils, ce qui a pour conséquence de modifier l'épaisseur et la composition des puits quantiques composant ces couches actives.
25 De plus, un troisième ensemble peut être adapté pour émettre une lumière à une troisième longueur d'onde différente des première et deuxième longueurs d'onde, par exemple une lumière rouge. Ainsi la composition des lumières bleue, verte, et rouge peut être choisie pour qu'un observateur perçoive une lumière 30 blanche par composition des couleurs, chaque diode, ou ensemble de diodes, émettant à une première, deuxième et troisième longueur d'onde pouvant être adressée indépendamment des autres afin d'ajuster la couleur. Selon un autre mode de réalisation, un luminophore est 35 déposé entre et sur des diodes électroluminescentes d'un sous 3031238 B13650 - LED Screen 21 pixel. Le luminophore peut absorber la lumière bleue profond 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 5 une insensibilité de la qualité du bleu 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 10 la résine silicone photosensible, puis après étalement sur l'ensemble du substrat et des diodes électroluminescentes, à fixer des luminophores sur les sous-pixels voulus par photolithographie. On réitère l'opération avec un second luminophore et autant de fois qu'il y a de sous-pixels de couleurs différentes.
15 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 sous-pixels, les luminophores sont déposés 20 aux emplacements requis. Des lentilles peuvent être prévues sur la couche d'encapsulation 70. A titre d'exemple, une lentille peut être prévue pour chaque sous-pixel ou pour des ensembles de sous-pixels.
25 Dans le mode de réalisation décrit précédemment, la couche isolante 62 recouvre la totalité du pourtour de la portion inférieure 58 de chaque fil 56. A titre de variante, une partie de la portion inférieure 58, voire la totalité de la portion inférieure 58, peut ne pas être recouverte par la couche isolante 30 62. Dans ce cas, la coque 64 peut recouvrir chaque fil 56 sur une hauteur supérieure à la hauteur de la portion supérieure 60, voire sur la totalité de la hauteur du fil 56. En outre, dans le mode de réalisation décrit précédemment, la couche isolante 62 ne recouvre pas le pourtour de la portion supérieure 60 de chaque 35 fil 56. A titre de variante, la couche isolante 62 peut recouvrir 3031238 B13650 - LED Screen 22 une partie de la portion supérieure 60 de chaque fil 56. De plus, selon une autre variante, la couche isolante 62 peut, pour chaque fil 56, recouvrir partiellement la portion inférieure de la coque 64. Selon un autre mode de réalisation, la couche 62 peut ne pas 5 être présente, notamment dans le cas où les plots de germination 54 sont remplacés par une couche de germination recouverte d'une couche diélectrique et que les fils sont formés sur la couche de germination dans des ouvertures prévues dans la couche diélectrique.
10 Le dispositif optoélectronique 40 peut être rapporté sur un autre circuit intégré, notamment un circuit de commande, comprenant des composants électroniques, notamment des transistors, utilisés pour la commande des ensembles de diodes électroluminescentes du dispositif optoélectronique 40.
15 En fonctionnement, les plots conducteurs 52 reliés électriquement à la couche conductrice 68 peuvent être reliés à une source d'un premier potentiel de référence. Le plot conducteur 52 au contact de la portion 50 du substrat 42 sur laquelle reposent les diodes électroluminescentes élémentaires d'un ensemble D de 20 diodes électroluminescentes à activer peut être relié à une source d'un deuxième potentiel de référence de façon à faire circuler un courant au travers des diodes électroluminescentes élémentaires de l'ensemble D considéré. Chaque plot conducteur 52 pouvant s'étendre sur une partie importante de la portion 50 associée, 25 une répartition homogène du courant peut être obtenue. Sur les figures 3A à 3C, la couche conductrice 68 est représentée au contact avec des portions 50 le long d'un côté du dispositif optoélectronique 40. A titre de variante, la couche conductrice 68 peut être au contact avec des portions 50 sur tout 30 le pourtour du dispositif optoélectronique 40. Selon un mode de réalisation, le dispositif optoélectronique 40 est au moins en partie réalisé selon le procédé décrit dans la demande de brevet FR13/59413 qui est considérée comme faisant partie intégrante de la présente 35 description.
3031238 B13650 - LED Screen 23 Un mode de réalisation d'un procédé de fabrication du dispositif optoélectronique 40 peut comprendre les étapes suivantes : (1) Gravure, pour chaque élément d'isolation élec5 trique 48, d'une ouverture dans le substrat 42 du côté de la face avant 46. L'ouverture peut être formée par une gravure de type gravure ionique réactive, par exemple une gravure DRIE. La profondeur de l'ouverture est strictement supérieure à l'épaisseur visée du substrat 42 après une étape d'amincissement décrite par 10 la suite. A titre d'exemple, la profondeur de l'ouverture est comprise entre 10 pin et 200 gm, par exemple environ 35 pm ou 60 pin. (2) Formation d'une couche isolante, par exemple en oxyde de silicium, sur les parois latérales de l'ouverture, par 15 exemple par un procédé d'oxydation thermique. L'épaisseur de la couche isolante peut être comprise entre 100 nm et 3000 nm, par exemple environ 200 nm. (3) Remplissage de l'ouverture par un matériau de remplissage, par exemple du silicium polycristallin, du tungstène 20 ou un matériau métallique réfractaire compatible avec les étapes du procédé de fabrication réalisées à températures élevées, déposé par exemple par dépôt chimique en phase vapeur à basse pression (LPCVD, sigle anglais pour Low Pressure Chemical Vapor Deposition). Le silicium polycristallin a, de façon avantageuse, 25 un coefficient de dilatation thermique proche du silicium et permet ainsi de réduire les contraintes mécaniques durant les étapes du procédé de fabrication réalisées à températures élevées. (4) Polissage mécano-chimique (CMP) pour retrouver la surface du silicium et éliminer tout relief. 30 (5) Formation des portions de germination 54, des fils 56, de la couche isolante 62 et des coques 64, par croissance par épitaxie, comme cela est décrit dans les demandes de brevet W02014/044960 et FR13/59413 qui sont considérées comme faisant partie intégrante de la présente description.
3031238 B13650 - LED Screen 24 (6) Formation de l'électrode 66 sur la totalité de la structure, par exemple par dépôt conforme de type dépôt chimique en phase vapeur (CVD, sigle anglais pour Chemical Vapor Deposition), notamment dépôt de couche atomique (ALD, sigle 5 anglais pour Atomic Layer Deposition), ou dépôt physique en phase vapeur (PVD, sigle anglais pour Physical Vapor Deposition). (7) Formation de l'ouverture 69 au travers de la couche isolante 62 et de la couche d'électrode 66. (8) Formation de la couche conductrice 68 par exemple 10 par PVD sur l'ensemble de la structure obtenue à l'étape (7) et gravure de cette couche pour exposer la portion de la couche d'électrode 66 recouvrant chaque fil 56. (9) Traitement thermique de recuit des contacts suivant l'empilement de la couche 68. 15 (10) Dépôt de la couche d'encapsulation 70 sur la totalité de la structure obtenue à l'étape (8). (11) Amincissement du substrat 42 jusqu'à atteindre les éléments 48 d'isolation latérale. (12) Formation des plots conducteurs 52.
20 La zone active de chaque diode électroluminescente élémentaire est formée par des étapes de croissance par épitaxie sur une partie du fil 56. Le procédé de fabrication du dispositif optoélectronique 40 ne comprend donc pas d'étapes de gravure susceptibles de détériorer les zones actives des diodes 25 électroluminescentes. De façon avantageuse, la délimitation des sous-pixels d'affichage Pix est réalisée seulement par les éléments d'isolation électrique 48 et n'entraîne pas de modifications des étapes de fabrication des diodes électroluminescentes 30 élémentaires. Selon un mode de réalisation, les diodes électroluminescentes élémentaires peuvent être réparties uniformément sur la face 46 du substrat 42. Même si des diodes électroluminescentes élémentaires peuvent se trouver à l'aplomb d'éléments d'isolation électrique 48 et ne pas être 35 fonctionnelles, ceci présente l'avantage que les étapes de 3031238 B13650 - LED Screen 25 fabrication des diodes électroluminescentes élémentaires sont identiques quelle que soit la forme des sous-pixels d'affichage. Dans les modes de réalisation représentés sur les figures 3A à 3C, le dispositif optoélectronique 40 est relié 5 électriquement à un circuit externe par des billes de soudure prévues du côté de la face inférieure 44 du substrat 42. Toutefois, d'autres modes de connexion électrique peuvent être envisagés. Dans les modes de réalisation décrits précédemment, le substrat 42 est un substrat est en un matériau semiconducteur ou 10 conducteur. Selon un autre mode de réalisation, le substrat 42 est en totalité ou en partie en un matériau isolant, par exemple en dioxyde de silicium (Si02) ou en saphir. La connexion électrique entre les plots conducteurs 52 et la couche conductrice 68 ou les plots de germination 54 peut être réalisée en utilisant 15 des éléments conducteurs traversant le substrat 42 sur la totalité de son épaisseur, par exemple des vias traversant ou TSV (acronyme anglais pour Through Silicon Via) . Les figures 4A, 4B et 4C sont des figures analogues respectivement aux figures 3A, 3B et 3C d'un autre mode de 20 réalisation d'un dispositif optoélectronique 80, notamment un écran d'affichage ou un dispositif de projection, dans lequel au moins un plot conducteur 82 est prévu au contact de la couche conductrice 68 du côté de la face avant 46. La couche d'encapsulation 70 comprend alors une ouverture 84 qui expose le 25 plot conducteur 82. L'ouverture 69 décrite précédemment n'est pas présente. Ni la couche conductrice 68 ni la couche d'électrode 66 ne sont en contact électrique avec le substrat semiconducteur 42. En outre, il peut ne pas y avoir de plots conducteurs 52 au contact des portions 50 du substrat semiconducteur 42 qui ne sont pas 30 connectées électriquement à des diodes électroluminescentes élémentaires. Le plot conducteur 82 est relié électriquement à un circuit externe, non représenté, par un fil non représenté. Un seul plot conducteur 82 est représenté sur la figure 4A. A titre de variante, plusieurs plots conducteurs 82 peuvent être répartis 3031238 B13650 - LED Screen 26 sur la couche conductrice 68, par exemple à la périphérie du dispositif optoélectronique 80. Les figures 5A et 5B sont des figures analogues respectivement aux figures 3A et 3B d'un autre mode de réalisation 5 d'un dispositif optoélectronique 90, notamment un écran d'affichage ou un dispositif de projection. Le dispositif optoélectronique 90 comprend l'ensemble des éléments du dispositif optoélectronique 40 et comprend, en outre, des portions opaques 92 reposant sur la couche conductrice 68 entre des sous-pixels 10 d'affichage adjacents, c'est-à-dire sensiblement dans le prolongement des éléments d'isolation électrique 48. La hauteur de chaque portion opaque 92 peut être supérieure ou égale à la hauteur des fils 56. De préférence, la largeur de chaque portion opaque 92 est inférieure ou égale au 15 plus petit écart entre deux diodes électroluminescentes élémentaires d'ensembles D adjacents. A titre d'exemple, chaque portion opaque 82 peut être en une résine colorée en noir. Cette résine est de préférence adaptée à absorber un rayonnement électromagnétique sur tout le spectre visible. La présence des 20 portions opaques 92 permet, de façon avantageuse, d'augmenter le contraste du dispositif optoélectronique 90. Divers modes de réalisation avec diverses variantes ont été décrits ci-dessus. On note que l'homme de l'art peut combiner divers éléments de ces divers modes de réalisation et variantes 25 sans faire preuve d'activité inventive. A titre d'exemple, la structure du dispositif optoélectronique 90 représenté sur les figures aA et 5B peut être mis en oeuvre avec la structure du dispositif optoélectronique 80 représenté sur les figures 4A, 4B et 4C.

Claims (16)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif optoélectronique (40 ; 80 ; 90) comprenant un substrat (42) comprenant des première et deuxième faces opposées (44, 46), des éléments (48) d'isolation électrique latérale s'étendant de la première face (46) à la deuxième face (44) et délimitant dans le support des premières portions semiconductrices ou conductrices (50) isolées électriquement les unes des autres, le dispositif optoélectronique comprenant, en outre, pour chaque première portion, un premier plot conducteur (52) sur la deuxième face au contact de la première portion et une diode électroluminescente ou un ensemble (D) de diodes électroluminescentes reposant sur la première face et reliées électriquement à la première portion, le dispositif optoélectronique comprenant, en outre, une couche d'électrode (66) conductrice et au moins partiellement transparente recouvrant toutes les diodes électroluminescentes, une couche d'encapsulation (70) isolante et au moins partiellement transparente recouvrant la couche d'électrode, et au moins un deuxième plot conducteur (52 ; 82) relié électriquement à la couche d'électrode.
  2. 2. Dispositif optoélectronique selon la revendication 1, dans lequel chaque diode électroluminescente comprend au moins un élément semiconducteur (56) filaire, conique ou tronconique, intégrant ou recouvert au sommet et/ou au moins sur une partie de ses faces latérales par une coque (64) comprenant au moins une couche active adaptée à fournir la majorité du rayonnement de la diode électroluminescente.
  3. 3. Dispositif optoélectronique selon la revendication 1 ou 2, comprenant, en outre, une couche conductrice (68) recouvrant la couche d'électrode (66) autour des diodes électroluminescentes de chaque ensemble.
  4. 4. Dispositif optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les éléments (48) d'isolation électrique latérale comprennent au moins un mur isolant s'étendant dans le substrat (42) de la première face (46) à la deuxième face (44). 3031238 B13650 - LED Screen 28
  5. 5. Dispositif optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les éléments (48) d'isolation électrique latérale délimitent, en outre, dans le support (42), une deuxième portion semiconductrice ou conductrice 5 (50) isolée électriquement des premières portions semiconductrices ou conductrices (50) et reliée électriquement à la couche d'électrode (66).
  6. 6. Dispositif optoélectronique selon la revendication 5, dans lequel le deuxième plot conducteur (52) est au contact 10 électrique de la deuxième portion semiconductrice ou conductrice (50) du côté de la deuxième face (44).
  7. 7. Dispositif optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le deuxième plot conducteur (82) est situé du côté de la première face (46). 15
  8. 8. Dispositif optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le substrat (42) est en silicium, en germanium, en carbure de silicium, en un composé III-V, tel que du GaN ou du GaAs, ou en ZnO.
  9. 9. Dispositif optoélectronique selon la revendication 20 8, dans lequel le substrat (42) est en silicium monocristallin et comprend une concentration de dopants comprise entre 5*1016 atomes/cm3 et 2*1020 atomes/cm3.
  10. 10. Dispositif optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel chaque élément semi25 conducteur (56) est majoritairement en un composé III-V, notamment du nitrure de gallium, ou en un composé II-VI.
  11. 11. Dispositif optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant des lentilles sur la couche d'encapsulation (70). 30
  12. 12. Dispositif optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel le dispositif optoélectronique est un écran d'affichage ou un dispositif de projection.
  13. 13. Procédé de fabrication d'un dispositif opto35 électronique (40 ; 80 ; 90) comprenant les étapes suivantes : 3031238 B13650 - LED Screen 29 a) former, dans un substrat (42) comprenant des première et deuxième faces opposées (44, 46), des éléments (48) d'isolation électrique latérale s'étendant de la première face (46) à la deuxième face (44) et délimitant dans le support des 5 premières portions semiconductrices ou conductrices (50) isolées électriquement les unes des autres et former, pour chaque première portion, un premier plot conducteur (52) sur la deuxième face au contact de la première portion ; b) former, pour chaque première portion, une diode 10 électroluminescente ou un ensemble (D) de diodes électroluminescentes reposant sur la première face et reliées électriquement à la première portion ; et c) former, pour chaque première portion, une couche d'électrode (66) conductrice et au moins partiellement trans- 15 parente recouvrant toutes les diodes électroluminescentes, une couche d'encapsulation (70) en un matériau diélectrique au moins partiellement transparent recouvrant la couche d'électrode, et au moins un deuxième plot conducteur (52 ; 82) relié électriquement à la couche d'électrode. 20
  14. 14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel l'étape a) comprend les étapes suivantes : avant l'étape b), formation, dans le substrat (42), des éléments (48) d'isolation électrique latérale s'étendant depuis la première face (46) sur une partie de la profondeur du 25 substrat ; et après l'étape c), amincissement du substrat (42) pour former la deuxième face (44) et exposer les éléments (48) d'isolation électrique latérale sur la deuxième face.
  15. 15. Procédé selon la revendication 13 ou 14, comprenant, 30 en outre, le dépôt de luminophores sur au moins certaines des diodes électroluminescentes, notamment par des techniques de photolithographie ou par impression.
  16. 16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, dans lequel chaque diode électroluminescente comprend au 35 moins un élément semiconducteur (56) filaire, conique ou 3031238 B13650 - LED Screen 30 tronconique, intégrant ou recouvert au sommet et/ou au moins sur une partie de ses faces latérales par une coque (64) comprenant au moins une couche active adaptée à fournir la majorité du rayonnement de la diode électroluminescente.
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