Brevet FR2326044A1 — publié le 19770422

La présente invention concerne la soudure de la zone d'une diode électroluminescente constituant la jonction pn, émettrice de lumière. Dtune part, une telle zone doit être très mince, mais d'autre part, elle doit être soudée entièrement avec la plus faible résistance ohmique possible, afin qu'il reste la plus grande zone possible permettant l'émission des rayons lumineux. Une telle soudure à faible résistance ohmique, est réalisée via une couche d'électrode qui, par un contact en forme de tête de clou, est connectée à un conducteur d'alimentation. Dans une production de masse, le contact en forme de tête de clou est fabriqué selon une technique de thermo-compression connue. Pour assurer une soudure à faible résistance ohmique, la zone de contact entre le contact en forme de tête de clou et la couche d'électrode ne doit pas être inférieure à une certaine valeur minimale. Par conséquent, dans le cas d'une diode électroluminescente conventionnelle conforme à la figure t, qui représente une vue de dessus de la zone à souder, on a prévu un support de contact central associé à des conducteurs en forme de rayons, et dont la surface est légèrement supérieure à celle du contact en forme de tête de clou. Actuellement, on utilise généralement de telles zones de soudure plus larges, situées entre les couches d'électrode et les contacts en forme de tête de clou, pour la fabrication des dispositifs à semi-conducteur, mais elles ne sont pas appropriées à la fabrication des diodes électroluminescentes car leur surface émettrice utile dépend du point de soudure situé sur la pastille de semiconducteur. Pour cette raison, on doit faire la soudure à un emplacement précis, et pour chaque soudure on doit agir avec beaucoup de précaution ou une très grande précision si elle doit etre réalisée par des machines à souder automatiques ; à moins qu'on ait un support de contact plus grand permettant de travailler avec une grande précision, ce qui, cependant, aboutit à une diminution du rendement optique et/ou de la surface du cristal. L'objet de la présente invention est donc, de présenter une méthode de soudure des diodes électroluminescentes dans laquelle la surface rayonnante e-st indépendante du point de soudure tout en ayant une soudure à faible résistance ohmique et une émission de lumière maximale. L'invention concerne la soudure de la zone d'une diode électroluminescente constituant la jonction pn et qui, via une cou che d'électrode, soudée à cette zone, est connectée à un contact en forme de tête de clou d'un conducteur d'alimentation. Le but précédemment mentionné est atteint par l'invention en utilisant une couche d'électrode en forme de grille dont les mailles ont une dimension inférieure à celle du contact en forme de tête de clou. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non-limitatif en se reportant aux figures annexées qui représentent - la figure 1 : une vue de dessus de la surface rayonnante de la pastille de semi-conducteur d'une diode électroluminescente, soudée selon la méthode conventionnelle et, - la figure 2 : la même vue de dessus faite sur une diode électroluminescente conforme à la présente invention. Lt invention peut être appliquée à des diodes électroluminescentes dont la zone constituant la jonction pn est insérée selon une méthode planaire dans la pastille de semi-conducteur 5 comprenant spécialement un composé III/V. Pour cela, on utilise un procédé de diffusion planaire. Les deux figures annexées représentent une vue de dessus de la surface rayonnante d'une pastille de semi-conducteur 5. Selon une méthode connue, cette pastille présente sur l'autre face, un contact plat sans barrière de potentiel et, par exemple, grâce à un procédé de soudure est connectée à un conducteur d'alimentation qui, en me temps que l'autre conducteur d'alimentation, est scellé dans la base isolante. Un fil de jonction, généralement en or, est fixé à cet autre conducteur d'alimentation dont le diamètre, quand on utilise un procédé bien connu de thermocompression pour réaliser le contact en forme de tête de clou, est à peu près égal à la moitié du diamètre du contact en forme de tête de clou. Lors de la soudure du conducteur d'alimentation sur la couche d'électrode I, on réalise en même temps le contact en forme de tête de clou et sa fixation à la couche d'électrode t. Après la soudure, le dispositif réalisé ainsi que tous les fils d'alimentation sont enrobés dans un matériau isolant permettant le passage des rayons lumineux, et s'il est nécessaire, on peut donner à ce dispositif une forme particulière permettant l'émission des rayons lumineux dans une direction préférentielle. La diode électroluminescente conventionnelle représentée à la figure 1, comporte une pastille de semi-conducteur carrée 5 dans laquelle est insérée la zone 3 à souder qui, avec cette pastille 5, constitue la zone de jonction Pn électroluminescente, qui s1 étend vers la surface du semi-conducteur le long de la ligne de jonction Pn 4. La zone 3 constituant la jonction Pn comporte sur la face exposée la couche d'électrode 1 constituée d'une partie circulaire prolongée par des éléments en forme de rayons. Ces éléments en forme de rayons assurent une soudure parfaite à faible résistance ohmique de la face représentée de la zone 3, afin que les rayons lumineux soient émis par toute la jonction Dn. La partie circulaire de la couche d'électrode t sert de support au contact en forme de t#te de clou du conducteur d'alimentation. Le diamètre de la partie circulaire de cette couche d'électrode t est à peu près égal au double du diamètre du contact en forme de tette de clou, afin qu'on n'exige pas une très grande précision pour la soudure. Cela ne s'applique pas seulement à la soudure individuelle mais aussi à la soudure effectuée par des machines à souder automatiques. Dans le cas d'une soudure qui dépasse la circonférence de la partie circulaire, la sortie des rayons lumineux est automatiquement réduite, ainsi que la résistance d'entrée. Ceci aboutit à une diminution de la sortie de lumière. il est possible, cependant, d'augmenter la partie circulaire de la couche d'électrode 1. Mais, cette méthode réduit aussi la sortie des rayons lumineux. il est donc souhaitable de réaliser une diode électroluminescente de façon que la soudure de la zone 3 soit effectuée sur toute la surface sans causer une réduction de la sortie des rayons lumineux et sans provoquer de changement dans la résistance d'entrée. Le but principal de l'invention est d'augmenter les tolérances de réalisation de la soudure d'une diode électroluminescente, en donnant à la couche d'électrode i une forme particulière. La figure 2, comme la figure 1, représente une vue de dessus de la surface d'une pastille de cristal 5 comportant la zone 3, la couche d'électrode 1 de la diode électroluminescente étant conforme à la présente invention. Cette couche d'électrode 1 a la forme d'une grille, dont les mailles laissent passer librement les rayons lumineux dans la mesure où la surface rayonnante n'est pas recouverte par le contact en forme de tette de clou qui n'est pas représenté sur la figure. Une caractéristique de l'invention est que les mailles de la grille ne sont pas toujours carrées mais peuvent aussi être rectangulaires ou en forme de losange. Comme à la figure 1, on dispose d'une pastille de semiconducteur carrée 5, de 560 micromètres de côte. Ces pastilles de semi-conducteur sont obtenues en divisant une plaque de semi-conducteur, sur laquelle sont diffusées plusieurs zones 3 identiques et qui comporte un certain nombre de couches d'électrode I semblables. Ensuite, la plaque est divisée en plusieurs petites pastilles de semi-conducteur selon un procédé connu. Comme on peut le voir à la figure 2, il est possible de réaliser la soudure d'une couche d'électrode 1 à l'aide d'un contact en forme de tête de clou sans changer la sortie des rayons lumineux dans la mesure où le bord du contact en forme de tette de clou ne dépasse pas le pourtour de la couche d'électrode en forme de grille. Donc, un perfectionnement d'une diode électroluminescente comportant une couche d'électrode 1 conforme à la figure 2, peut entratner de plus grandes tolérances de fabrication pour la soudure des couches d'électrode 1. On a trouvé qu'il n'y avait aucune variation indésirable dans la résistance d'entrée associée à la zone 3, dès que la diagonale D d'une maille de la grille est inférieure au diamètre du contact en forme de tête de clou. Cette remarque est valable pour toutes les formes de mailles de grille. En outre, on a trouvé que la surface du contact en forme de tête de clou doit être inférieure, au moins, au cinquième de la surface rayonnante de la diode électroluminescente, afin de ne pas trop réduire la sortie des rayons lumineux. Pour la meme raison, la largeur des connexions 2 de la couche d'électrode 1 en forme de grille ne doit pas être supérieure à une valeur maximale de 10 micromètres. Cependant, pour obtenir une soudure à faible résistance et uniforme de la zone 3, les connexions 2 doivent avoir une largeur minimale de 5 micromètres. Ceci assure aussi une soudure à faible résistance quoique le contact en forme de tête de clou ne forme pas un contact ohmique avec les surfaces de la zone 3 non recouvertes par les connexions 2 de la couche d'électrode 1. Comme il a été mentionné précédemment, on fixe le contact en forme de tête de clou sur la couche d'électrode 1 avant de mettre la diode électroluminescente dans un bottier isolant selon un procédé de thermo-compression. REYENDICATIONS 1. Diode électroluminescente comportant une zone constituant une jonction pn et qui, via une couche d'électrode soudée à ladite zone est connectée à un contact en forme de tête de clou d'un conducteur, caractérisée par le fait que ladite couche d'électrode a la forme d'une grille, que la diagonale d'une maille de ladite grille est inférieure au diamètre de la face antérieure du contact en forme de tête de clou, que la surface de ladite face antérieure dudit contact en forme de tette de clou doit être inférieures au moins, au cinquième de la surface rayonnante de la diode électroluminescente, et que la largeur des connexions de ladite grille est comprise entre un minimum de 5 micromètres et un maximum de 10 micromètres. 2 Diode électroluminescente conforme à la revendication i, caractérisée par le fait que ladite couche d'électrode sert à connecter une zone formée sur une surface d'une pastille de matériau semi-conducteur.