Brevet FR2004602A1 — publié le 19691128

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un élément électroluminescent et plus particulièrement un procédé de formation d'un élément électroluminescent à jonction p-n qui présente de plus grandes dimensions et un rendement d'émission 5 lumineuse accru . le cristal de la matière semi-conductrice existante qui est utilisés pour la fabrication d'un élément électroluminescent à jonction p-nf par exemple en phosphure de gallium, est fabriqué habituellement par le procéàé consistant à faire croître un cristal 10 à. partir d'une phase liquide d'un composé approprié d'une matière semi-conductrice. Cependant des limites sont imposées jusqu'à présent à l'élément électroluminescent fabriqué de cette façon car la dimension du cristal de matière semi-conductrice est confinée entre certaines limites. ■J5 Un autre procédé classique de fabrication d'un élément électroluminescent à jonction p-n est le procédé à croissance en phase vapeur. Bien que ce procédé permette dîobtenir un cristal de plus grande dimension. , l'élément électroluminescent obtenu par ce procédé de croissance en phase vapeur entraîne encore un certain 20 nombre de difficultés du fait que la fabrication exige une opération très complexe et que le produit obtenu par le procédé ne donne pas toute satisfaction en ce qui concerne le rendement de l'émission lumineuse. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients 25 en procurant un procédé amélioré de fabrication d'un élément électroluminescent à jonction p-n lequel présente des dimensions et un objet rendement d'émission lumineuse accrus . A cet effet l'invention a po\ un procédé de fabrication d'un élément électroluminescent à jonction p-n caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à déposer 50 paT* évaporation une matière isolante sur un cristal semi—conducteur fin obtenu par un procédé de croissance en solution, et à presser à chaud les cristaux ainsi recouverts de la matière isolante jusqu'à l'obtention d'une épaisseur sensiblement égale au diamètre du cristal. 55 On décrira ci—après, à titre d'exemple nor. limitatif, une forme d'exécution de la présente invention en référence au dessin annexé sur lequel î — La figure 1 est une vue en coupe d'un élément électroluminescent qui doit être fabriqué p.ar le procédé suivant l'inventioi ? 08360 2 2004602 — La figure 2 est; une vue en coupe schématique de cristaux semi-conducteurs recouverts d'une matière isolante. - La figure 3 est une vue en coupe de couches du type £ et du type n formées par le procédé suivant l'invention. 5 Si on se réfère à la figure 1, on y voit que l'élément électroluminescent à jonction p-n comprend une couche 1 de phosphure de gallium du type jj, une couche 2 de phosphure de gallium du type n, une paire d'électrodes 3 et 31 conneatées respectivement aux couches 1 et 2, et des fils conducteurs respectifs 4 et 4' reliés 10 aux régions £ et n. Pour former la couche 2 du type n, on applique, suivant l'invention, une matière isolante appropriée 5 sur des cristaux fins 6 de phosphure de gallium du type jd, ainsi qu'il est illustré sur la figure 2. La matière isolante 5 peut être par exemple de l'oxyde 1-5 de magnésium ou du bioxyde de silicium, tandis que les cristaux de phosphure de gallium peuvent contenir du zinc ou du zinc et de l'oxygène. Les cristaux ainsi recouverts de matière isolante sont ensuite pressés à chaud juqu'à l'obtention d'une forme désirée ayant une épaisseur sensiblement égale au diamètre ou plus précisément à 20 la dimension globale du cristal, comme on peut le voir d'après la figure 3. Puisque dans ce cas la couche résultante 7 ne présente pas des surfaces•suffisamment lisses et qu'elle est recouverte de la matière isolante, il est nécessaire que la surface de la couche 7 du 25 type jd, qui a été formée par pressage à chaud, soit attaquée et amincie dans une solution de gallium ou d'étain. On soumet ensuite la couche 7 à un processus de croissance en phase liquide de la couche 8 de type n qui doit être liée à la .précédente. 30 Les cristaux 6 peuvent être dopés avec une quantité d'impu retés désirée et ils peuvent avoir une dimension de l'ordre de 1 mm. Le revêtement des cristaux 6 au moyen de la matière isolante 5 est exigé parce que, lorsque la couche 7 formée des cristaux est liée à la couche semi-conductrice 8, il est nécessaire d'empêcher qu'un 35 courant ne s'écoule à travers la couche 7 dans'la direction latérale, c'est-à-dire dans la direction perpendiculaire à la direction suivant laquelle le champ électrique est établi dans la couche. On comprendra que le procédé décrit ci-dessus présente également des avantages s'il est appliqué à la formation d'autres copYJ 08360 3 2004602 types de matière électroluminescente tels que, par exemple,1'arsé niure de gallium et le carbure de silicium. Il est du reste bien entendu que le mode de réalisation de l'invention qui a été décrit ci-dessus, en référence au dessin annexé, a été donné à titre purement indicatif et nullement limit tif et que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour cela du cadre de la présente invention., COPY 08360 4 - REVENDICATIONS - 2004602 1. - Un procédé de fabrication d'un élément.électroluminescent en une matière semi-conductrice caractérisé en ce que l'on dépose par évaporation une matière isolante sur les cristaux i matiere semi-conductrice, on presse à chaud ces cristaux de à former une couche ayant une épaisseur sensiblement égaXe ^ dimension globale des cristaux, et on soumet cette couche à une croissance en phase liquide d'une couche semi-conductrice destinée à lui êtieliée. 2. - Un procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'on attaque chimiquement en phase liquide la surface de la première couche, avant de procéder à la croissance de la seconde couche. 3. - Un procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la matière isolante est du bioxyde de silicium. 4. - Un procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la matière isolante est de l'oxyde de magnésium. 5. - Un procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la matière isolante est du carbure de silicium. 6. - Un procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la matière citée en premier lieu est du phosphure de gallixœu 7. — Un procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la matière citée en premier lieu est de l'arséniure de gallium. 8. - Un procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la matière citée en premier lieu est du carbure de silicium. 9. - Un procédé suivant la revendication 2 caractérisé en ce que la surface de la première couche est attaquée chimiquement au moyen d'une solution de gallium. 10. - Un procédé suivant la revendication 2 caractérisé en ce que la surface de la première couche est attaquée par une solution d'étain.