Brevet FR2363900A1 — publié le 19780331

La présente invention concerne un dispositif semiconducteur électroluminescent du type-comportant successivement b partir d'un substrat monocristallin : une couche de nitrure de gallium de type n, un film actif de nitrure de gallium dopé au moins jusqu'à compensation complète des impuretés donatrices natives au moyen d'un dopant susceptible de former des états de type accepteur,et une électrode superficielle en contact avec ledit film actif , ledit dispositif comportant en outre des moyens de contact avec ledit. couche de type ne L'invention concerne encore un procédé pour obtenir un tel dispositif0 On sait que les dispositifs semiconducteurs électrolu- minescents sont utilisés notamment pour la visualisation de données sous des formes variées, et comprennent les indicateurs ponctuels, numériques ou alphanumériques suivant qu'ils comportent une région luminescente ponctuelle, à segments ou encore en matrice de points.Plusieurs types de dispositifs ont été pro pes#a on es qui concerne le mode de fonctionnement Jusqu'à maintenant les dispositifs b Jonction p-n ont été préférés pour leur bonne efficacité lumineuse, leur robustesse et longévité d'emploi et leur tension de polarisation relativement basse si on les compare à d'autres dispositif s d'affichage optique utilisant des techniques différentes. Les matériaux semiconducteurs les plus souvent utilisés pour la mise en oeuvre de tels dispositifs sont l'arséniure de gallium, ltarséniure-phosphure de gallium, l'arséniure de gallium alwn:inium et le phosphure de gallium qui permettent l'émission de lumi#re dans des gammes de radiations qui se situent entre le proche infra-rouge et le vert, en passant par les radiations intermédiaires comme le rouge, l'orangé et le Jaune.On sait que la largeur de la bande interdite d'un semiconducteur détermine entre autres l'énergie maximale du rayonnement qu'il est susceptible d'émettre. Par contre, suivant la nature et la concentration de certaines impuretés incorporées au semiconducteur, on peut réduire l'énergie de la radiation qu'il peut émettre et ainsi obtenir des rayonnements dont la couleur se rapproche de l'infra-rouge. fl est donc compréhensible que lton ait cherché à étendre la gamme des matériaux lemiconducteurs utilisés Jusque présent, de manière à pouvoir couvrir complètement le spectre des radia tions visibles et notamment de produire de la lumière dans le bleu, le violet, voire l'ultra-violet proche. Le nitrure de gallium a été proposé, dans les années récentes comme l'un des matériaux semiconducteurs susceptibles de convenir à ce sujet. Pour l'instant, il n'a pas été possible d'obtenir de nitrure de gallium monocristallin autrement que par un procédé d1 épitazie réalisant du même coup la synthèse du matériau à une température très inférieure au point de fusion de c dui-ci. fl est connu, en effet, que le nitrure de gallium a une nette tendance à se décomposer en ses éléments lorsqu'il est porté à température élevée, et par exemple au-dessus de 800 C. C'est à cette tendance à la dissociation qu'a été ratta chd le fait que, lors de la synthèse de GaN en phase vapeur, par réaction du monochiorure de gallium avec le gaz ammoniac le tout immergé dans un gaz vecteur, le matériau obtenu sans dopage intentionnel, (les corps utilisés dans la réaction étant les plus purs possibles) est touJours de type n et avec une.cencentration élevée en donneurs, provenant de centres liés selon toute vraisemblance à des lacunes d'azote0 Ces centres donneurs seront dénommés dans la suite de ce mémoire s impuretés donatrices natives. (Le terme "impureté" est utilisé ici selon la définition donnée par le vocabulaire électrotechnique de la Norme Française 001-007, d'Octobre 1957 , précisant : .." dans le cas des corps composés, les impuretés résultent également de l'excès ou du défaut d'atomes appartenant à la combinaison..."). Il est connu, notamment par une publication de J.I. Pankove, intitulée s "luminescence in GaN" parue dans "Journal of Luminescence", volume 7, 1973, pages 114 à 126, que par lin- troduction d'un dopant comme le inc, le cadmium, le magnésium, le lithium ou le béryllium, la conductivité native de type n du matériau épitaxial peut être compensée, et qu'ainsi on peut obtenir du nitrure de gallium sensiblement isolant ( à l'exclusion du type p) par la mise en oeuvre d'une concentration su- fisamment élevée dudit dopant.Dans la publication qui vient autre citée, il est proposé et décrit un dispositif électroluminescent comme défini dans le préambule du présent mémoire, clest-à-dire agencé essentiellement selon une structure M-i-e, c'est-à-dire : métal/GaN de type sensiblement isolant/GaN de type n. Un examen approfondi des enseighements de l'état de la technique tel que décrit notamment dans la publication du "Journal of Luminescence" citée plus haut, révèle que les résultats obtenus avec le dispositif électroluminescent au nitrure de gallium, de structure M-i-n, restent relativement modestes en moyenne au point de vue de l'efficacité de luminescence, mais surtout que les caractéristiques de fonctionnement des dispositifs sont le plus souvent très dispersées et en quelque sorte aléatoires d'un dispositif à ltautre et d'un échantillon de matériau à l'autre. Le manque de reproductibilité concerne plus particulièrement la tension de polarisation des dispositifs pour une densité de courant donnée,et lthomogdnéité de luminescence de la zone active, ces caractéristiques étant sans corrélation apparente avec les épaisseurs des couches utilisées. La couleur de la radiation elle-m#me ne semble pas être liée de manière clairement définie avec les conditions de croissance du matériau semiconducteur. Dans un autre article de d,I, Pankove intitulé "Low Voltage Blue Blectrolumenescence in GaN" publié dans la revue nI# fransactions on Electron Devises , volume BD 22, numéro 9, Sept 75, p 72t, l'auteur remarque que, pour des raisons non encore élucidées, 17incorporationduduzinc dans le cristal sem- blait croire graduellement au cours de la croissance bien que la pression partielle de zinc dans l'atmosphère de la réaction était apparemment maintenue constante. Ainsi la compensation complète de la couche dopée par le zinc ne se produit que seulement vers le milieu de son épaisseur, ce qui ne peut manquer de provoquer une incertitude sur l'épaisseur des portions de couche de type n d'une part et de type sensiblement isolant d autre part, la variation de concentration de l'impureté dans le sens de l'épaisseur du matériau en croissance ayant un taux peu controlable notamment au niveau précis de profondeur où la couche devient isolante. L'invention a notamment pour but de remédier aux inconvé- nients cités précédemment -en proposant des modifications de structure du dispositif propres à améliorer considérablement les carac téristiques de fonctionnement. L'invention fournit également un nouveau procédé pour l'obtenir. Au cours de ses travaux sur les propriétés des couches épitaxiales de nitrure de gallium, la Demanderesse a acquis la conviction qu'il était souhaitable de réduire le plus possible les sources de fluctuation de caractéristiques des couches déposées. La semanherssse a obtenu, par ailleurs, par dopage notamment avec du zinc, des films de type de conductivité p, selon toute vraisemblance, dans lesquels cependant la mobilité des porteurs de charge reste toujours très faible. Ces films qui semblent conduire le courant électrique par suite d'un méca nisme de conduction particulier, plus proche de celui d'un diélectrique que de celui d'un semiconducteur sont tous de résistivité relativement très élevée, dans les expériences effectuées Juaqutà présent.C'est pourquoi on désignera dans la suite de ce mémoire et par manière de simplification, sous le même vocable de "film actif aussi bien un matériau semiconducteur de type p, à résistivité élevée, par exemple 102 #cm à 106 #cm, qu'un matériau plus précisément compensé, donc nettement isolant, dont la résis tivité dépasse alors 106 A cm. L'invention est basée notamment sur la découverte par la Demanderesse de ltintdrtt qu'il y avait b prévoir dans le dispo- sitif une zone adJacente au film actif dont la concentration nette des impuretés des deux types soit faible vis-à-vis de la concentration des impuretés donatrices natives, et, d'autre part, de la découverte d'un procédé pour faire varier ladite concentration nette dans le matériau, au cours de la croissance épitaxia- le, avec lequel le délai d'action est particulièrement réduit. Selon l'invention, le dispositif semiconducteur électroluminescent du type comportant successivement à partir d'un substrat monocristallin : une couche de nitrure de gallium de type n un film actif de nitrure de gallium dopé au moins Jusqu'à compensation complète des impuretés donatrices natives au moyen d'un dopant susceptible de former des états de type accepteur, et une électrode superficielle en contact avec ledit film actif, ledit dispositif#comportant en outre des moyens de contact avec ladite couche de type n, est notamment remarquable en ce que au moins une portion de ladite couche de type n, portion qui s'étend parallèlement audit film actif et lui est adJacente, est dopée en deça de la compensation au moyen dudit dopant de manière que la concentration nette des impuretés résultantes soit faible par rapport à la concentration desdites impuretés natives et qu'elle soit sensiblement homogène dans ladite portion de couche. Le nouveau dispositif selon l'invention a l'avantage de se prêter à une construction mieux contralée et donc plus précise tout en étant plus aisée. La mise esS uSvrlednuefl epor- tion de couche de type n à concentration/faible qui présente un palier sensiblement constant pourrait amener à penser que la résistance du dispositif est ainsi augmentée et que le dispositif selon l'invention travaille de ce fait avec une tension de polarisation accrue. En réalité cet effet est en lui-m#me très faible et se trouve largement compensé par la forte amélio- ration qui découle de la nouvelle structure.En effet, le profil d'impureté dans la région d'interface entre la couche de type n et le film actif est plus aisément controlable selon l'invention et en particulier ce profil peut entre avantageusement réalisé avec une pente élevée dans ladite région d'interface, ce qui a une répercussion très importante sur la caractéristique courant/ tension du dispositif, selon les observations de la Demanderesse. Avantageusement, dans ladite portion de couche de type n du dispositif selon l'invention, la valeur de ladite concentration nette desdites impuretés résultantes est comprise entre le dixième et le millionième de la valeur de la concentration desdites impuretés natives. Selon ce mode préféré de mise en oeuvre de l'invention, la concentration de cet élément dopant ou plus précisément des états accepteurs liés audit dopant, dans ladite portion de couche, tout en étant inférieure à celle qui règne dans ledit film actif, est cependant élevée puisque du meme ordre, à 10% près ou mieux, que la concentration des impuretés donatrices natives du matériau non dopé. La Demanderesse a constaté que l'incorporation de dopant à ce niveau de concentration influe de façon bénéfique sur la morphologie de la couche en cours de croissance, de sorte que celleci tend progressivement vers la planéité.Cet effet est particulièrement favorable et avantageux du fait que le film actif, adjacent à ladite couche, a, de ce fait, également une morphologie plus plane et parallèle ce qui améliore à la fois la répartition spatiale de la lumière émise sous l'électrode superficielle et à la fois la reproductibilité des caractéristiques électriques et de luminescence du dispositif. Lteffet dont il vient autre question n'est sensible que pour une épaisseur minimale de matériau déposé avec incorpo- ration de dopant, de sorte qu'avantageusement l'épaisseur de la portion de couche à concentration résultante nette faible, et adjacente audit film actif a une épaisseur supérieure à 4 micromètres et préférentiellement est comprise-entre 10 et 25 micromètres. Dans un mode préféré de mise en oeuvre du dispositif selon l'invention, ledit film actif a une épaisseur comprise entre 5 nanomètres et 200 nanomètres et plus particulièrement entre 50- et 150 nanomètres ce qui a l'avantage de réduire au minimum la valeur de la tension de polarisation nécessaire au fonctionnement convenable du dispositif. Avantageusement, le substrat monocristallin utilisé est transparent au rayonnement émis par le dispositif et en particulier le corindon est préféré dans cette catégorie. Les avantages du dispositif selon ltinventiont et notamment suivant les mises en oeuvre particulières et préférées qui viennent autre énoncées et qui seront décrites plus en détail dans la suite de ce mémoire, peuvent encore Store soulignés du fait que l'on a obtenu avec ledit dispositif une tension de polarisation de 3 à 8 volts de manière reproductible, contre 40 à 100 volts selon l'art antérieur ( où on note il est vrai une valeur exceptionnellement obtenue à 3-6 volts) et encore, avec le dispositif selon l'invention, des rendements quantiques externes typiquement situés entre 10- 3 et 10- 2 contre des valeurs de 10-5 à 10-3 selon l'art antérieur. L'invention concerne aussi un procédé d'obtention d'un dispositif semiconducteur électroluminescent, procédé qui utilise notamment, sur un substrat monocristallin approprié, la croissance épitaxiale à partir d'une phase gazeuse d'un corps de nitrure de gallium obtenu par la réaction au sein d'un gaz vecteur, d'un halogénure de gallium avec de l'ammoniac, lequel corps de nitrure de gallium cfimporte une transition entre une couche de type -n, et un film actif dopé au moins jusqu'à compensation complète des impuretés donatrices natives par adjonction à ladite phase gazeuse d'un flux contenant un dopant susceptible de former des états de type accepteur, procédé remarquable en ce que au cours de la croissance de ladite couche n et au moins durant une étape de celle-ci qui précède la croissance dudit film actif, un débit additionnel d'un halogénure d'hydrogène est incor poré à ladite phase gazeuse ainsi que ledit flux contenant ledit dopant, ledit flux étant réglé à une valeur proche mais inférieure à celle qui produit la compensation complète desdites impuretés donatrices natives dans des conditions similaires de croissance et en ce que la croissance durant ladite étape s'étant stabilisée, on procède alors à la croissance dudit film actif par une modification de la proportion des gaz réactants qui augmente le rapport des pressions partielles entre 1 1halogénure de gallium et l'halogénure d'hydrogène et en maintenant essentiellement constant ledit flux contenant ledit dopant.Dans un mode préférentiel de mise en oeuvre de ce procédé, la modification de proportion des gaz réactants consiste notamment en une réduction substantielle du débit additionnel dudit halogénure d'hy drogine et avantageusement cette modification est une suppression dudit débit additionnel. Ce procédé a l'avantage de produire dans le corps de nitrure de gallium déposé, entre la couche de type n et le film actif , une transition qui reproduit avec un délai minimum l'intervention opérée sur la phase gazeuse, délai d'autant plus réduit que la vitesse des gaz est plus importante dans le réacteur.De profil de dopage peut être réalisé avec une pente contrClable dans la région de transition, ~ et notamment, avec une pente très élevée ce qui a pour conséquence de réduire la tension de polarisation qui est nécessaire pour qu'un courant de quelques milliampères traverse le dispositif dans le sens passant. Le profil de dopage étant mieux conter818, l'opéra- tion de dépit épitaxial conduite dans des conditions identiques procure des matériaux plus reproductibles dans leurs caractéristiques. Le rendement de fabrication des dispositifs s'en trouve grandement amélioré. De même 11 obtention de dispositifs selon le mode préférentiel de l'invention comportant un film actif de très faible épaisseur est grandement facilitée.Le procédé selon l'invention permet notamment le dépit de films dont 11 épaisseur est comprise entre 5 et 200 nanomètres. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés dans lesquels : La figure 1 représente une coupe schématique d'un dispositif selon l'invention, représenté en liaison avec son circuit d'alimentation. La figure 2 est un diagramme représentant le profil de concentration nette en impuretés donatrices dans le matérisu semiconducteur du dispositif de la figure 1, profil dans le sens de l'épaisseur dudit matériau. La figure 3 est un diagramme représentant le profil de concentration d'états accepteurs liés au dopant introduit dans le matériau au cours de la croissance épitaxiale. La figure 4 représente une vue schématique de l'appareillage utilisé pour effectuer ladite croissance épitaxiale avec introduction d'un dopant. Le dispositif de la figure 1 comporte un substrat monocristallin 10, transparent à la lumière visible, une couche de nitrure de gallium 11 de type n, surmontée d'un film actif de nitrure de gallium 12, dopé au moins Jusqu 'à compensation complète des impuretés donatrices natives avec un dopant susceptible de former dans le nitrure de gallium des états de type accepteur, et une électrode superficielle 13, en contact avec le film 12. Un générateur de courant continu 15, extérieur au dispositif a une de ses bornes reliée a l'électrode superficielle 13 par la connexion 16, alors que l'autre borne est reliée à la couche l1 par la prise de contact 17 et la connexion 18. Selon lXinvention, le dispositif comporte une portion llb de la couche 112 qui est adJacente au film 12, et s'étend parallèlement audit film, laquelle portion de couche est dopée en deçà de la compensation au moyen dudit dopant de sorte que la concentration nette des impuretés résultantes soit faible.La portion llc de la couche ll qui est adjacente au substrat 10 contient au contraire une concentration élevée en donneurs, telle qu'elle peut autre obtenue par dépôt épitaxial de nitrure de gallium sans introduction de dopant. Avantageusement la prise de contact 17 est au moins attenante à la portion lle de la cou- che ll qui a une faible résistivité et permet une répartition uniforme du courant dans la zone active du dispositif qui s1 étend sous l'électrode superficielle 13. La caractéristique de courant en fonction de la tension aux bornes du dispositif de la figure 1 est qualitativement analogue à celle d'une diode, c'est-à-dire que l'on constate un sens passant lorsque la connexion 16 est au pale positif du générateur 15 et la connexion 18 au pale négatif. Avec le dispositif selon l'invention, la luminescence est obtenue par une polarisation dans le sens passant. Ce dispositif a l'avantage de pouvoir être construit avec une plus grande précision, l'épaisseur du film actif 12 et le profil de concentration nette au point de transition 20 entre la couche Il et le film actif 12 étant beaucoup plus facilement contrôlable au moment de la construction du dispositif.En effet la compensation du type donneur dans le film actif 12 requiert l'incorporation d'une concentration importante du dopant formant des états accepteurs. La mise en oeuvre d'une telle concentration d'impureté au cours de la croissance d'une couche de nitrure de gallium par les procédés connus n'est ni rapide ni précise. Dans le dispositif conforme à ltinvention, les imperfections découlant du délai dtintervention et du profil graduel de concentration sont reportées dans une zone de transition 21 entre les deux portions llb et llc de la couche 11, toutes deux de type n, alors que le supplément de dopage nécessaire à la constitution du film actifl2 à partir du point de transition 20, ne représente plus alors qu'une faible fraction de la concentration du dopant déjà mise en oeuvre, fraction dont l'introduction dans le matériau est facilement contrôlable dans un délai opératoire réduit. La figure 2 illustre par un diagramme le profil de concentration nette en impuretés donatrices selon l'épaisseur du matériau semiconducteur du dispositif de la figure 1, où la concentration, N, est représentée en ordonnée et l'épaisseur, Z, en abscisse. A partir du point d'abscisse I représentant l'interface entre le substrat at la couche de nitrure de gallium, la concentration en impuretés donatrices est très élevée, correspondant à la valeur N2 du diagramme. A partir du point d'abscisse Z21 proche de la zone de transition 21 de la figure 1, la concentration nette en impuretés est abaissée, par compensation, à la valeur N1 > très sensiblement inférieure, et est pratiquement constante dans l'épaisseur de la portion llb de la couche 11, figure 1, c 'est-à-dire jusqu'au point d'abscisse Z20 du diagramme qui correspond au point de transition entre la couche 1l et le film actif 12 du dispositif de la figure 1.Dans le film actif 12, la concentration nette en impuretés donatrices non compensées est extrAemement faible et peut entre considérée comme nulle par rapport aux concentrations précédentes N1 et N2, ceci donc entre les points d'abscisse Z20 et S du diagramme de la figure 2, où S représente le sommet du corps semiconducteur attenant à l'électrode superficielle. Il est aisé de comprendre à la vue de la figure 2, où cependant les proportions des valeurs représentées n'ont pas été respectées pour plus de clarté que la transition proche du point d'abscisse Z20 est plus aisée à contrdler dans une épaisseur restreinte du matériau, que la transition proche du point d'abscisse Z21 ; or, on constate que c'est la transition proche du point d'abscisse Z20 qui a les répercussions les plus importantes sur les caractéristiques de fonctionnement du dispositif. Au cours de ses expérimentations sur le dispositif selon l'invention, dispositif mis en oeuvre sous différentes formes et proportions, la Demanderesse a toujours observé que la courbe caractéristique du courant en fonction de la tension de polarisation appliquée dans le sens passant pouvait Titre essentiellement assimilée à une relation linéaire entre le logarithme de la valeur du courant et la racine carrée de la valeur du potentiel appliqué. Cette caractéristique du fonctionnement du dispositif selon l1invntion se distingue clairement du fonctionnement des dispositifs électroluminescents au nitrure de gallium antérieu- rement connus, et permet d'obtenir une réduction de la tension de polarisation nécessaire au fonctionnement normal du dispositif. Celui-ci correspond en général à l'utilisation d'un courant de quelques milliampères pour un indicateur visuel du type ponctuel. Une réduction de tension de polarisation à quelques volts seulement peut être obtenue par l'optimisation des couches entrant dans la construction du dispositif selon l'invention et en particulier en réduisant 1' épaisseur de la transition entre la couche n et le film actif et en réduisant l'épaisseur du film actif luimême. On a reporté sur la figure 3 un diagramme représentant le profil de concentration d'états accepteurs liés au dopant introduit dans le semiconducteur. Les concentrations, C, sont reportées en ordonnée alors que l'échelle des abscisses comporte les mimes repères que celle de la figure 2 et représente également selon la variable Z, l'épaisseur du corps semiconducteur. L'exacte nature des états accepteurs engendrés par l'impureté reste actuellement mal connue de sorte que le diagramme de la figure 3-représentant la concentration de ces états n'est pas nécessairement confondu avec le diagramme de concentration en atomes d'impureté de dopage. Cependant, le profil de concentration en atomes de dopant est essentiellement similaire. La portion de couche épitaxiale de GaN qui est adjacente au substrat est déposée en l'absence de l'introduction de dopant, ou avec une introduction en quantité négligeable de sorte que la concentration d'états accepteurs peut être considérée comme nulle à partir de l'abscisse I. La concentration de donneurs dils à l'impureté native est alors maximale comme cela est visible sera la figure 2, dans la même portion de couche. La concentration d'états accepteurs- devient importante dans la portion de couche qui est adJacente au film actif, et ceci depuis une zone de transition dont le point d'abscisse Z21 marque les abords et au delà duquel la concentration, dont la valeur est représentée par O1 devient relativement constante. Au point de transition entre la couche de type n et le film actif, point repéré par l'abscisse Z20, la concentration d'états accepteurs passe de manière relativement abrupte, du niveau t au niveau supérieur Cg, niveau qui est au moins égal à la concentration en donneurs natif s du matériau de sorte qu'il n'existe pratiquement plus d'électrons libres dans le film actif, soit entre les points d'abscisse Z20 et s du diagramme.Avantageusement c'est le meme corps dopant qui est utilisé pour créer la concentration d'états accepteurs C1 et la concentration d'états 3, la concentration CL étant légèrement inférieure à la concentration en impuretés donatrices natives du matériau de sorte que le matériau reste de type n entre les points d'abscisse Z21 et Z20. Cependant, la concentration d'états accepteurs C1 est choisie suffisamment élevée et proche de la concentration en impuretés donatrices natives du matériau de manière que la concentration nette résultante N1 (figure 2) soit de préférence comprise entre le dixième et le millionième de la concentration N2. Une réalisation typique du dispositif selon l'invention est donnée maintenant à titre d'exemple non limitatif0 Le substrat est constitué par une tranche de corindon de 350 micromètres d'épaisseur. Le substrat est surmonté d'un corps de nitrure de gallium déposé par épitaxie en phase vapeur utilisant la réaction entre le monochlorure de gallium et l'am- moniac.Ledit corps de GaN est composé d'une première portion de couche de type n, adjacente au substrat, d'une épaisseur de 10 à 20 micromètres, de résistivité de l'ordre de 2,10 cm correspondant à une concentration en électrons libres de 2 à 5.1019 /cm3 , d'une deuxième portion de couche n, d'une épais- seur de 15 micromètres environ, dopée au zinc de manière que sa résistivité soit portée à quelquesJcm par compensation partielle, et enfin d'un film actif de GaN dopé au zinc au moins à la compensaion, soit à une concentration supérieure à quelques 1019/cm3, de résistivité élevée, et dont l'épaisseur est de l'ordre de 100 nanomètres. En tel dispositif est complété par une électrode superficielle constituée par un disque d'or évaporé à la surface du film actif, de 0,6 mm de diamètre, et par un contact avec la tranche de la couche de type n réalisée par exemple au moyen d'une pastille d'indium, soudée dans une gorge ou une rayure pratiquée dans ladite couche. La Demanderesse a observé un effet avantageux et inat tendu en rapport avec la structure du dispositif selon ltinven- tion : au cours du dépôt de la portion de couche de type n adja centre au film actif, une amélioration très sensible de l'état de surface se produit dont les effets se font sentir progressivexent à partir du moment où le dopant est incorporé en concentration appréciable dans le matériau de la couche. Pour titre sensible, l'amélioration de morphologie de couche intervient pour la croissance dans ces conditions d'une épaisseur minimale, aussi, avantageusement, l'épaisseur de la portion de couche partiellement compensée adjacente au film actif, a une épaisseur supérieure à quatre micromètres et de pré- férence comprise entre 10 et 25 micromètres, gamme d'épaisseurs qui représente un bon compromis d'ordre pratique. La structure du dispositif selon l'invention et notamment en liaison avec le procédé de fabrication qui sera décrit dans la suite de ce mémoire et qui fait partie également de l'invention, se prête particulièrement bien à la réalisation de dispositifs électroluminescents au nitrure de gallium dans lesquels l'épaisseur du film actif est très faible, notamment en regard des réalisations antérieurement connues. Bénéficiant d'une réduction de la tension de polarisation, le dispositif selon l'invention comporte un film actif dont l'épaisseur est avantageusement comprise entre 5 et 200 nanomètres et de préSé- rence entre 50 et 150 nanomètres. Bien que le dispositif selon l'invention ait été décrit d'après un exemple concret de réalisation, il reste entendu que des variantes, facilement imaginables par l'homme de l'art sont possibles et ces variantes appartiennent au domaine de l'invention. Notamment par exemple, l'utilisation d'autres matériaux pour le substrat, de préférence transparent à la radiation émise, ou d'une autre impureté que le zinc, et par exemple le cadmium, le béryllium, le magnésium, le lithium peut titre envisagée.Dans le cas où un substrat opaque est utilisé, il est alors avantageusement choisi conducteur pour assurer le contact électrique avec la couche de nitrure de gallium de type n, et dans ce cas l'électrode superficielle sera faite transparente pour permettre 1' émisaion de la radiation par la face antérieure. En regard de la figure 4 qui représente schématiquement l'appareillage d'épitaxie de GaN en phase vapeur utilisé par la Demanderesse, on décrit maintenant un procédé avantageux de préparation du dispositif selon l'invention. Dans un réacteur 50, du type horizontal, on place un (ou plusieurs) substrat (s) 31 de corindon d'une épaisseur de 350# et d'orientation (0001). Le réacteur 30 est inséré dans un four de chauffage à résistances, dont un enroulement de préchauffage amont 35 est utilisé pour la vaporisation du dopant 36 placé dans le bulbe 37b d'une tubulure amovible 37. L'enroulement 38 du four sert d'une part au chauffage de la source de gaLlium 40 contenue dans le bulbe 41b de la tubulure amovible 41, et d'autre part au chauffage du substrat 31.Ainsi, essentiellement trois zones distinctes de températures sont réalisées : la zone 43 de vaporisation du dopant, dont la température pour l'utilisation du zinc est notamment comprise entre 450 et 800 C la zone 44 dans laquelle le monocblorure de gallium (GaCl) est produit à partir de la source de gallium 40 et d'un courant de gaz chlorhydrique à une température de préférence supérieure à 80000 pour que ladite production de GaCi soit assez complète, et la zone 45 qui est la zone de réaction et de dép8t de nitrure de gallium sur le substrat 31, dont la température est réglée de préférence entre 900 et 10000 C. Une valeur précise de la température de la zone 43 peut entre maintenue gracie au thermocouple 50 et de m8me pour la température de la zone 45, gracie au thermocouple 51. Le réacteur 30 comporte quatre canalisations d'entrée de gaz.L'en trée principale 60 permet l'introduction du gaz vecteur, préférablement de l'azote ( ou de l'argon), dont le débit est assuré par les organes de contre symbolisés au repère 61 gaz vecteur auquel est adjoint un débit additionnel de gaz chlorhydrique délivré et contr6lé par les organes repérés en 62. L'en- trée 63 est réservée à 11 introduction du gaz ammoniac délivré par les organes 64, l'entrée 65 est utilisée pour ltin- production du débit de gaz chlorhydrique réactif délivré en 66 et produisant au passage sur la source de gallium 40 le GaCl nécessaire à la réaction de synthèse, lequel GaCl est incorporé à la phase gazeuse réactive, à quelques centimètres en amont du substrat 31, et ers n entrée 68 qui introduit dans la tubu- lure amovible 37 un flux dtentratnement de la vapeur du dopant 36, lequel flux est constitué par exemple par de l'azote délivré en 69. Une première partie de couche de nitrure de gallium de type n est déposée dans les conditions suivantes s la température de dépôt est voisine de 9500 C, la pression totale des gaz dans le réacteur 30, qui a un diamètre de 40 mm, est voisine de la pression atmosphérique, pour un débit total de l'ordre de 10 litres/minute ; la pression partielle d'ammoniac est de 15% ; la pression partielle correspondant au débit additionnel d'HCl délivré par 62 est de 5% ; la pression partielle correspondant au débit d'HCl réactif délivré par 66 est de 0,3%; qui est, comme on le sait, encore pratiquement égale à celle du GaCl produit ;un débit d'azote égal à 1/20ème du débit total des gaz est délivré en 69 mais pendant cette première étape de la croissance, la zone 43 du four n'est pas alimentée, de sorte que le dopant 36 reste à une température inférieure à 150 C ce qui correspond pour le cas du zinc, dans notre exemple, à une incorporation négligeable d'atomes de ce corps au nitrure de gallium en crosssance. Avantageusement on peut faire débuter cette pre l'ère partie du dépôt épitaxial dans des conditions modifiées, favorables à une bonne nucléation, selon ltenseignement contenu dans la demande de brevet français déposée par la Demanderesse sous le numéro 75 08 612, ayant pour titre ::t'Procédé d'obtention par hétéroépitaxie en phase vapeur de mono cristaux de nitrure de gallium", notamment par exemple en réduisant pendant les trente premières minutes de croissance le débit d"HCl réactif délivré par 66 dont la pression partielle est ramenée à 0,1% et en augmentant à 10% pendant la m#e période, la pression partie le de l'HCl du débit additionnel délivré par 62 de sorte que le rapport des pressions partielles sppGaCl/p z l, dans la zone de réaction, est alors sensiblement de 1/100. Selon l'invention, au cours d'une seconde étape de la croissance, une seconde partie de la couche de nitrure de gal- lium de type n est déposée, dans des conditions inchangées par rapport aux précédentes à l'exception de ce que durant cette étape on porte la zone 43 du four à 7OOOC aussi rapidement qu'il est possible de sorte que du zinc est alors incorporé à la couche en concentration proche mais inférieure à celle qui produit la compensation complète des impuretés donatrices natives.Cette seconde partie de couche est donc de type n, mais avec une concentration en électrons libres qui est reduite, préférentiellement d'un facteur 10 à 106 par rapport à la concentration native d'électrons qui règne dans la première partie de la couche et dont la valeur se situe couramment entre 1 et 5.1 9/cm3. La température de 700 C de la zone 43 utilisée par la Demanderesse correspond à une valeur déterminé au préalable par 1 t expérience et qui doit être précisée dans chaque cas particulier de mise en oeuvre du procédé. Avantageusement, la croissance de la seconde partie de couche de type n est poursuivie jusqu'd ce que le taux d'incorporation du zinc dans le matériau en croissance se soit stabilité et de préférence pour une épaisseur de cette partie supérieure à 4 microns afin de bénéficier au maximum de l'amélioration d'état de surface déjà mentionné, corrélatif à l'incorporation du dopant. De préférence la seconde portion de couche partiellement compensée, a une épaisseur comprise entre 10 et 25 micromètres. Selon l'invention on procède alors à la croissance du film actif de GaN, dopé par le zinc au moins jusqu'à la compen- station, et pour ce faire-on modifie soit la pression partielle correspondant au débit additionnel d'HCl délivré en 62, en la di minuant ( ou en l'annulant), soit la pression partielle de GaCl, créée par le débit d'HCl réactif délivré en 66, en l'augmentant soit encore les deux à la fois, ce qui a , dans tous les cas pour effet d'augmenter le taux d'incorporation du zinc dans le matériau en cours de croissance, alors que la pression partielle de zinc dans la phase gazeuse réactive reste essentiellement inchangée puisque le débit d'azote délivré en 69 et la température de 7000C de la zone 43 sont conservés à leur valeur antérieure. La Demanderesse a en effet observé que les susmentionnées modifications des pressions partielles, toutes dans le sens qui augmente le rapport des pressions partielles :ppGaCl/ppHCl en même temps qu'elles augmentent la vitesse de croissance du cristal, augmentent aussi le taux d'incorporation de l'impureté compensatrice dans le cristal. Cet. effet inattendu procure donc selon l'invention un moyen préféré pour compenser complètement une couche en cours de croissance alors qu'elle était du type n dans un stade précédent de la croissance, et dopée à une valeur inférieure à la compensation complète.Cette transition peut donc être programmée dans le temps selon toute variation souhaitée et avantageusement selon une variation rapide, le délai de réponse étant particulièrement court entre l'action effeôtuée sur les pressions partielles :: ppGaCl et/ou ppHCl et l'effet résultant de dopage accru du matériau0 Avantageusement, du point de vue de la simplicité, la transition est obtenue par une réduction substantielle et le plus souvent une pure suppression du débit additionnel d'XCl délivré en 620 La fin de la croissance du film actif est déterminée par l'arrêt du débit d'HCl réactif délivré en 66 suppriment du même coup la production de GaCl et donc la réaction de synthèse du nitrure de gallium. Dans une mise en oeuvre préférée du procédé selon l'in- vention, cette interruption suit après un délai de quelques secondes à quelques minutes, le début de croissance du film actif de sorte que l'épaisseur dudit film est avantageusement limitée à une valeur comprise entre 5 et 200 nanomètres et de préférence entre 50 et 150 nanomètres. La croissance du film actif étant terminée, le réacteur est alors parcouru.uniquement par les débits de gaz vecteur et d'ammoniac, pendant quelques minutes, puis on laisse le four se refroidir à la température ambiante, sous l'atmosphère du gaz vecteur, après quoi le substrat muni de son corps de nitrure de gallium épitaxial peut Entre retiré du réacteur. Les opérations de prise de contact nécessaires à la réalisation complète du dispositif, font appel à des techniques bien connues en soi, comme par-exemple Itévaporation d'électrodes en or à la surface du film actif qui est opérée à travers un cache muni d'ouvertures de 0,6 mm et la soudure d'une pastille d'indium dans une gorge ou une rayure pratiquée dans ltépaisseur de la couche de nitrure de gallium en dehors de l'emplacement de ltélectrode superficielle. Les détails du procédé qui ont été décrits dans un exemple non limitatif, peuvent bien entendu faire l'objet de modifications suivant les conditions particulières recherchées. Ainsi la pression partielle de GaCl peut avantageusement Titre choisie entre 5.1Q-4 et 5.1 fois la pression totale des gaz réactants, et la pression partielle de l'acide chlorhydrique correspondant au débit additionnel, choisie entre 2% et 7% de ladite pression totale, pendant la croissance de la couche de type n, et pour une température de réaction-dép8t comprise entre 9000 et 1000La. Le procédé selon l'invention s'applique encore, moyennant quelques adaptations de température et de pressions partielles, aux autres impuretés susceptibles de former des états de type accepteur dans le nitrure de gallium, cadmium ou magnésium par exemple, qu'elles soient utilisées sous forme élémentaire ou combinée, et aussi plus généralement aux autres réactions de synthèse mettant en jeu un (ou plusieurshalogénure (s) dthy- drogène comme agent réactif d'attaque de la source de gallium et comme flux additionnel à la phase réactive. Enfin, ltinvention concernant plus particulièrement la portion de couche de type n qui est partiellement compensée et le moyen de réaliser la transition entre cette couche et le film actif, il est clair que bien que l'on ait décrit plus. spécialement le cas de dispositifs ayant une couche de type n composée de deux portions pour lesquelles les impuretés donatrices natives sont, pour l'une : non compensées, et pour autre partiellement compensées, lwinvention ne s'y limite pas. Elle s'étend au contraire au cas où la première portion de couche n, non compensée, est omise, et encore à tout dispositif du type mentionné au préambule, ayant, à partir du substrat un nombre quelconque de couches n et dont la dernière portion est conforme à la caractéristique décrite. -REVENDICATIONS l Dispositif semiconducteur électroluminescent du type comportant successivement à partir d'un substrat monocristallin : une couche dé nitrure de gallium de type n un film actif de nitrure de gellium dopé au moins jus qu'à compensation complète des impuretés donatrices natives au moyen d'un dopant susceptible de former des états #tppe-accepteur-, et une électrode superficielle en contact avec ledit film actif, ledit dispositif comportant en outre des moyens de contact avec ladite couche de type n, caractérisé en ce que au moins une portion de ladite couche de type n, portion qui s'étend paral lèlement audit film actif et lui est adjacente, est dopée en deçà de la compensation au moyen dudit dopant de manière que la concentration nette des impuretés résultantes soit faible par rapport à la concentration desdites impuretés natives et qu'elle soit sensiblement homogène dans ladite portion de couche. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans ladite portion de couche de type n, la valeur de ladite concentratiòn nette desdites impuretés résultantes est comprise entre le dixième et le millionième de la valeur de la concentration desdites impuretés natives. 3.- Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite portion de couche de type n adjacente audit film actif a une épaisseur supérieure à 4 micromètres. 4.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite portion de couche de type n adjacente audit film actif a une épaisseur comprise entre 10 et 25 micromètres. 5.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit film actif a une épaisseur comprise entre 5 nanomètres et 200 nanomètres. 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit film actif a une épaisseur de préférence comprise entre 50 et 150 nanomètres. 7.- Dispositif selon l > une des revendications 1 à 6 carac térisé en ce que entre ledit substrat et ladite portion de couche du type n qui est partiellement compensée et adjacente audit film actif s'étend une autre portion de couche n, de faible résistivité, dans laquelle les impuretés donatrices ne sont pas sensible ment compensées. 8.- Dispositif selon l'une des #vendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit dopant est choisie#dsns la liste des éléments suivants : le zinct le cadmium, le béryllium, la magnésium, le lithiung - 90- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite impureté est du zinc. 10.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit substrat est transparent à la radiation émise par ledit dispositif. 11.- Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit substrat est du corindon. 12.- Procédé d'obtention d'un dispositif semiconducteur électroluminescent qui utilise notamment, sur un substrat monocristallin approprié, la croissance épitaxiale å partir d'une phase gazeuse d'un corps de nitrure de gallium obtenu par la réaction au sein d'un gaz vecteur, d'un halogénure de gallium avec de l'ammoniac, lequel corps de nitrure de gallium comporte une transition entre une couche de type n, et un film actif dopé au moins jusqu'à compensation complète des impuretés dona frites natives par adjonction à ladite phase gazeuse d'un flux contenant un dopant susceptible de former des états de type accepteur, caractérisé en ce que au cours de la croissance de ladite couche n et au moins durant une étape de celle-ci qui précède la croissance dudit film actif, un débit additionnel d'un halogénure d'hydrogène est incorporé à ladite phase gazeuse ainsi que ledit flux contenant ledit dopant, ledit flux étant réglé à une valeur proche mais inférieure à celle qui produit la compensation complète desdites impuretés donatrices natives dans des conditions similaires de croissance, et en ce que la croissance durant ladite étape s'étant stabilisée, on procède alors à la croissance dudit film actif par une modification de la proportion des gaz réactants qui augmente le rapport des pressions partielles entre lthalogénure de gallium et l'halogénure d'hydrogène et en maintenant essentiellement eonstant~ledit flux contenant ledit dopant, 1300 Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite modification de la proportion des gaz réactants consiste notamment en une réduction substantielle dudit débit additionnel dudit halogénure d'hydrogène. 14.- Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite modification de proportion des gaz réactants consiste notamment en une suppression dudit débit additionnel dudit halogénure d'hydro#ne. 15.- Procédé selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que ledit halogénure de gallium est le monochlorure de gallium. 16.- Procédé selon l'une des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que ledit halogénure d'hydroge'ne est de 1'acide chlorhydrique. 17.- Procédé selon l'ensemble des revendications 12, 14, 15 et 16, caractérisé en ce que la pression partielle de monochlorure de gallium est choisie pour la croissance dudit corps de nitrure de gallium entre 5.10- 4 et 5,10- 2 de la pression totale des gaz réactants, et en ce que la pression partielle de l'acide chlorhydrique, pendant la croissance de ladite couche de type n, est choisie entre 2% et 7% de ladite pression totale, la température de réaction étant comprise entre 900 C et 1000 C.