Brevet FR3003402A1 — publié le 20140919

DISPOSITIF MONOLITHIQUE EMETTEUR DE LUMIERE L'invention porte sur un dispositif émetteur de lumière, plus particulièrement sur une diode électroluminescente et notamment sur une diode électroluminescente blanche. Le dispositif de l'invention comprend en particulier une matrice monolithique, réalisée de préférence par croissance épitaxiale, en nitrures d'éléments III (c'est-à-dire appartenant au groupe Ill du système périodique), par exemple en utilisant des alliages (AI,Ga,ln)N. L'invention porte également sur un procédé de fabrication d'un tel dispositif. 10 Des diodes blanches monolithiques connues de l'art antérieur comprennent une pluralité de régions électroluminescentes, formées par des puits quantiques ou des plans de boîtes quantiques en nitrures d'éléments III, émettant à des longueurs d'ondes différentes qui se combinent pour donner une lumière blanche. Voir par exemple le document US 6,445,009. 15 Toutefois, le rendement lumineux de ces dispositifs est limité par celui des régions électroluminescentes à plus faible efficacité, notamment celles émettant dans le jaune. En outre, la répartition des électrons et des trous dans les boîtes quantiques ou les puits quantiques est modifiée en fonction de la tension appliquée à la diode. La couleur de la lumière émise peut donc varier 20 avec l'intensité du courant électrique. Pour éviter ces inconvénients, il est connu de réaliser des diodes électroluminescentes blanches comprenant une région électroluminescente, émettant une lumière bleue ou ultraviolette, et une région fluorescente, pompée par ladite lumière bleue ou ultraviolette et réémettant un 25 rayonnement à plus grande longueur d'onde. Conventionnellement, les diodes de ce type ne sont pas monolithiques : par exemple, dans le cas du document US2006/0124917 la région fluorescente est constituée par un empilement de puits quantiques en semi-conducteurs II-VI, rapportée sur une diode électroluminescente bleue en semi-conducteurs III-V. La réalisation séparée de 30 la diode électroluminescente bleue et de la région fluorescente, puis leur assemblage, rendent la fabrication d'un tel dispositif complexe et coûteuse. Le document US 2003/006430 décrit une diode électroluminescente blanche monolithique comprenant une région électroluminescente et une région fluorescente constituée par des couches de GaN dopées Si ou Se, présentant une émission dans le jaune provoquée par des niveaux énergétiques profonds qui proviennent de défauts cristallins. L'émission fluorescente ainsi obtenue présente une efficacité quantique limitée, et sa longueur d'onde ne peut pas être ajustée pour obtenir une lumière présentant une tonalité voulue. Les documents US 2004/0227144 et WO 2007/104884 décrivent des diodes blanches monolithiques comprenant une portion active (une diode électroluminescente), pouvant être parcourue par un courant électrique, et une portion passive (convertisseur de longueur d'onde) qui, en raison de sa position, ne peut pas être parcourue par un courant électrique. La portion active comprend un premier empilement de puits quantiques (ou plans de boîtes quantiques) en semi-conducteurs 111-V - et notamment en nitrures d'éléments III - émettant un rayonnement bleu par injection électrique par ledit courant électrique, tandis que la portion passive comprend un deuxième empilement de puits quantiques (ou plans de boîtes quantiques) en semiconducteurs III-V - et notamment en nitrures d'éléments III - émettant un rayonnement jaune, ou vert et rouge, par pompage optique par le rayonnement émis par le premier empilement. Une telle structure est attrayante, mais difficile à réaliser. En effet, afin de ne pas être parcouru par le courant électrique qui traverse la portion active, la portion passive doit être réalisée la première, par dépôt épitaxial sur un substrat adapté. La portion active doit être réalisée en un deuxième temps, au-dessus de ladite portion passive. Or, pour pouvoir fonctionner correctement en tant que convertisseur de longueur d'onde, l'empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de la portion passive doit présenter une teneur en Indium (In) élevée - typiquement supérieur à 20% - ce qui la rend instable en cas de chauffage au-delà d'une température supérieure à 1050 °C environ. Cela signifie que la croissance de la portion active doit être réalisée à « basse » température (moins de 1000 °C, de préférence 950°C ou moins), ce qui exclut le recours aux techniques d'épitaxie en phase vapeur aux organométallique (EPVOM, ou MOCVD de l'anglais « Meta/ Organic Chemical Vapor Deposition »), qui sont les plus couramment employées dans l'industrie. Il est intéressant de noter que le document US 2004/0227144 précité décrit un procédé de fabrication comprenant une étape de croissance de la portion active effectuée à une température de 1020 - 1040 °C ce qui, compte tenu du temps nécessaire pour sa réalisation, conduirait nécessairement à une altération (et notamment à un noircissement) du convertisseur dans la portion passive. L'invention vise à pallier les inconvénients précités de l'art antérieur, et notamment à procurer un dispositif semi-conducteur monolithique émetteur de lumière présentant un rendement élevé, un spectre d'émission stable dans le temps et pouvant être fabriqué par des procédés industriels standard. Les inventeurs se sont rendu compte que ce résultat pouvait être atteint en modifiant la structure d'un dispositif du type décrit dans les documents US 2004/0227144 et WO 2007/104884 précités de manière à permettre que la portion « passive » soit, elle aussi, parcourue par le courant électrique qui traverse la portion « active ». Ce courant électrique ne perturbe pas le fonctionnement du convertisseur, qui continue à émettre un rayonnement de fluorescence, sans engendrer une électroluminescence indésirable. En outre, de manière inattendue, les propriétés électriques du dispositif ne sont pas dégradées. Le fait d'autoriser le passage du courant électrique à travers la portion « passive » (qu'on pourrait appeler, plus proprement, « semi-passive ») permet de simplifier la fabrication du dispositif de deux façons : - D'une part, si le convertisseur ne doit pas être isolé du courant traversant le premier empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques, il peut être séparé de ce dernier par une couche semiconductrice très mince. Dans le cas des dispositifs de l'art antérieur, cette couche doit présenter une épaisseur d'au moins 2 Jim, et c'est justement son dépôt qui risque d'endommager le convertisseur. Or, si l'épaisseur de la couche de séparation est suffisamment faible, elle peut être déposée à plus basse température sans dégradation notable des propriétés de conduction électrique et de morphologie de surface. - D'autre part, lorsqu'on autorise le passage d'un courant électrique à travers la portion « passive », rien n'empêche d'adopter une structure « inversée », dans laquelle ledit convertisseur est réalisé par croissance épitaxiale après la portion active (et se trouve donc « au-dessus » de cette dernière), évitant tout risque d'endommagement thermique. Un objet de l'invention est donc un dispositif émetteur de lumière comprenant une matrice monolithique de nitrures d'éléments III, ladite matrice comportant au moins un premier empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments 1H, un deuxième empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III, et une région dite de séparation, séparant les deux dits empilements de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques, ainsi qu'une première et une deuxième électrode agencées pour permettre le passage d'un courant électrique à travers ledit premier empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III, dans lequel ledit premier empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III est apte à émettre des photons à au moins une première longueur d'onde par injection électrique par ledit courant électrique et ledit deuxième empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III est apte à émettre des photons à au moins une seconde longueur d'onde par pompage optique par lesdits photons émis par ledit premier empilement, caractérisé en ce que lesdites première et deuxième électrodes sont agencées pour permettre le passage dudit courant électrique également à travers au moins une partie dudit deuxième empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III. Avantageusement, ledit deuxième empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments 111 peut présenter un dopage de type n ou de type p, le dopage de type n étant préféré. Dans ce cas, ledit premier empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III peut être agencé entre une couche de nitrure d'éléments III dite supérieure, présentant un dopage de type opposé à celui dudit deuxième empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures III-V, et ladite région de séparation, présentant un dopage du même type que celui dudit deuxième empilement ou non intentionnellement dopée, moyennant quoi ladite couche supérieure, ledit premier empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments 111, ladite région de séparation et ledit deuxième empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III forment une diode électroluminescente. Par ailleurs, ledit deuxième empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments iII peut être agencé entre ladite région de séparation et une couche de nitrure d'éléments 111 dite 10 inférieure, présentant un dopage du même type que ledit deuxième empilement, ou non intentionnellement dopée. Avantageusement, ladite région de séparation peut présenter une épaisseur inférieure ou égale à 1000 nm, de préférence inférieure ou égale à 500 nm et de manière encore préférée inférieure ou égale à 100 nm. 15 Ladite première et la deuxième électrode peuvent être agencées de part et d'autre de ladite matrice monolithique de nitrures d'éléments III, moyennant quoi ledit courant électrique circule dans une direction sensiblement perpendiculaire auxdits puits quantiques ou plans de boîtes quantiques. 20 Plus particulièrement, selon un premier mode de réalisation de l'invention, ladite matrice peut être réalisée par dépôt épitaxial sur un substrat conducteur, ladite deuxième électrode étant agencée sur une face dudit substrat conducteur opposée à celle portant ladite matrice. En variante, selon un deuxième mode de réalisation de 25 l'invention, ladite couche supérieure, de type p, peut être fixée sur un substrat par l'intermédiaire d'un contact métallique formant ladite première électrode ; et ladite deuxième électrode peut être déposée sur une partie seulement d'une surface de ladite couche inférieure, la partie restante de ladite surface étant libre de manière à permettre l'extraction des photons générés par lesdits 30 empilements de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III. Selon une première variante d'un troisième mode de réalisation de l'invention, ladite matrice peut être déposée sur un substrat transparent aux photons émis par lesdits empilements de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments Ill ; ladite couche supérieure, de type p, peut être agencée du côté de la matrice opposé audit substrat ; ladite première électrode peut être déposée sur une surface de ladite couche supérieure ; et ladite deuxième électrode peut être déposée sur une portion latérale dudit deuxième empilements de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III. Selon une deuxième variante dudit troisième mode de réalisation de l'invention, ladite matrice peut être déposée sur un substrat transparent aux photons émis par lesdits empilements de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III ; ladite couche supérieure, de type p, peut être agencée du côté de la matrice opposé audit substrat ; ladite première électrode peut être déposée sur une surface de ladite couche supérieure ; et ladite deuxième électrode peut être déposée sur une portion latérale de ladite région de séparation. Selon une troisième variante dudit troisième mode de réalisation de l'invention, ladite matrice peut être déposée sur un substrat transparent aux photons émis par lesdits empilements de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III; ladite couche supérieure, de type p, peut être agencée du côté de la matrice opposé audit substrat ; ladite première électrode peut être déposée sur une surface de ladite couche supérieure ; et ladite deuxième électrode peut être déposée sur une portion latérale de ladite couche inférieure. Selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, ladite matrice peut être réalisée par dépôt épitaxial sur un substrat transparent aux photons émis par lesdits empilements de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III, ledit deuxième empilement étant agencé du côté de ladite matrice opposé audit substrat et ledit premier empilement étant agencé entre ledit substrat et ledit deuxième empilement. Selon une première variante dudit quatrième mode de réalisation, ledit deuxième empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments Ill peut présenter un dopage de type n, et ledit premier empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III peut être agencé entre ladite région de séparation, qui présente également un dopage de type n, et au moins une couche présentant un dopage de type p. Selon une deuxième variante dudit quatrième mode de réalisation, ledit deuxième empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III peut présenter un dopage de type n, ladite région de séparation peut comprendre une jonction tunnel ayant une région dopée n++ agencé du côté dudit deuxième empilement et une région dopée p++ agencée du côté opposé, ainsi qu'au moins une couche dopée p 10 agencée du côté de la région de séparation opposée audit deuxième empilement, et ledit premier empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III peut être agencé entre ladite région de séparation et au moins une couche présentant un dopage de type n. Avantageusement, lesdites première et deuxième longueurs 15 d'onde peuvent être choisies de telle sorte que leur combinaison donne une lumière blanche. Un autre objet de l'invention est un procédé de fabrication d'un dispositif tel que décrit ci-dessus comportant la réalisation de ladite matrice monolithique de nitrures d'éléments Ill par croissance épitaxiale. Au moins les 20 étapes réalisées après la réalisation dudit deuxième empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments Ill seront avantageusement être réalisés à une température inférieure ou égale à 1000°C et de préférence inférieure à 950°C. De préférence, ladite croissance épitaxiale peut être 25 entièrement réalisée en phase vapeur aux organométalliques. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple et qui représentent, respectivement : - La figure 1, la structure d'une diode électroluminescente 30 blanche monolithique en nitrures d'éléments III connue de l'art antérieur ; - La figure 2, la structure d'une diode électroluminescente blanche monolithique en nitrures d'éléments III selon ledit premier mode de réalisation de l'invention ; La figure 3, la structure d'une diode électroluminescente blanche monolithique en nitrures d'éléments III selon ledit deuxième mode de réalisation de l'invention ; - Les figures 4, 5 et 6, respectivement, les structures de trois diodes électroluminescentes blanches monolithiques en nitrures d'éléments III selon lesdites première, deuxième et troisième variantes dudit troisième mode de réalisation de l'invention ; - Les figures 7 et 8, respectivement, les structures de deux diodes électroluminescentes blanches monolithiques en nitrures d'éléments III 10 selon lesdites premières et deuxièmes variantes dudit quatrième mode de réalisation de l'invention ; - La figure 9, le spectre d'émission d'une diode électroluminescente blanche monolithique en nitrures d'éléments III du type de la figure 5, acquis en face avant (c'est-à-dire à l'opposé du substrat) et en face 15 arrière (c'est-à-dire à travers le substrat) ; La figure 10, la caractéristique tension-courant de ladite diode électroluminescente blanche monolithique en nitrures d'éléments III, comparée à celle d'une diode bleu conventionnelle ; et La figure 11, les spectres de photoluminescence normalisés 20 de trois convertisseurs de longueur d'onde pouvant être utilisés, séparément ou conjointement, dans une diode électroluminescente blanche monolithique en nitrures d'éléments Ill selon l'invention. La figure 1 illustre la structure d'une diode blanche monolithique connue de l'art antérieure, et particulièrement du document VVO 2007/104884 25 précité. Une telle diode comprend, du bas vers le haut : un substrat 7 transparent à la lumière qui doit être émise par le dispositif, par exemple en saphir, SiC, ZnO ou GaN ; - une ou plusieurs couches tampons 6 en AlGaInN intrinsèque ou, plus précisément non intentionnellement dopée (n.i.d.) ; 30 « AlGaNIn » est ici une formule générale qui signifie AlxGayln,N, avec x±y÷z=1 et où un ou deux des coefficients stoechiométriques x, y ,z peuvent également être nuls ; - une couche 5 dite « inférieure » en AlGaInN de type n.i.d. un « convertisseur » formé par un empilement 40 de puits quantiques ou plans de boîtes quantiques en lnGaiN / GaN susceptibles d'absorber un rayonnement à une première longueur d'onde (typiquement dans le bleu) et de réémettre un rayonnement à une deuxième longueur d'onde, plus élevée (typiquement dans le jaune) ; le coefficient stoechiométrique x est généralement supérieur ou égal à 0,2 ; - une région (couche ou structure multicouche) 30, dite « de séparation », en AlGainN de type n, présentant typiquement une épaisseur de l'ordre de 2 pm ; - un empilement 2 de puits quantiques ou plans de boîtes quantiques en lnGaiN / GaN (avec typiquement x IO Comme mentionné plus haut, le dépôt d'une telle couche 3 doit se faire à une température élevée (supérieure à 1000 °C), ce qui risque d'endommager le convertisseur 40. La figure 2 représente une diode selon un premier mode de réalisation de l'invention. Les mêmes chiffres de référence représentent les mêmes éléments que sur la figure 1. Par rapport au dispositif de la figure 1 on peut remarquer les différences suivantes : l'électrode 9 est réalisée sur la face arrière du substrat, qui doit être conducteur (référence 71), et qui peut éventuellement être transparent : on réalise ainsi un dispositif à structure verticale et on évite l'étape de gravure « en marche d'escalier » ; la contrepartie est que le courant électrique traverse tout le dispositif, y compris le convertisseur ; cette électrode peut être transparente, semi-transparente ou en forme de grille pour permettre l'extraction des photon, alors qu'il est préférable que l'électrode 8, du côte « p » du dispositif, soit une couche métallique épaisse pour assurer un meilleur contact électrique et se comporter également comme un réflecteur de lumière; - le convertisseur - identifié par la référence 4 - se différencie du convertisseur 40 de la figure 1 en ce qu'il est dopé « n» afin de présenter une conductivité suffisante (un dopage « p » est possible en théorie, maïs moins avantageux) ; la région de séparation - identifiée par la référence 3 - peut présenter une épaisseur beaucoup plus faible, par exemple de l'ordre de quelques centaines de nanornètres, voire seulement de 100 nm ou moins. En effet, elle ne doit plus assurer l'isolement du convertisseur, qui est en tout cas traversé par le courant électrique. En outre, le convertisseur 4, étant dopé, peut assurer la fonction d'injection d'électrons dans l'empilement « actif » 2. La croissance d'une couche 3 aussi mince peut s'effectuer par dépôt en phase vapeur aux organométalliques à une température inférieure à 1000 °C, par exemple d'environ 950 °C ou moins, ce qui évite tout risque d'endommagement du convertisseur 4. La figure 3 illustre un dispositif selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, présentant également une structure verticale, mais réalisé par retournement de puce (« flip chip »). Autrement dit, la matrice épitaxiale est séparée de son substrat, retournée et déposée sur un autre substrat, 70, qui n'est pas nécessairement transparent. La référence 80 identifie une couche métallique de brasure, servant également d'électrode. L'autre électrode, 90, est déposée sur la couche de type n 50 (qui correspond à la couche « inférieure » 5 des figures 1 et 2, mais se trouve maintenant « en haut » du dispositif). La surface de ladite couche 50 peut être texturée pour faciliter l'extraction des photons. Les figures 4, 5 et 6 se rapportent à trois variantes d'un o troisième mode de réalisation de l'invention, présentant une structure plus proche de celle de la figure 1. Les seules différences concernent l'épaisseur de la région de séparation 3, qui est réduite (comme dans le cas des figures 2 et 3), et le fait que le convertisseur 4 présente un dopage, préférentiellement de type n. En raison de la faible épaisseur de la couche de séparation 3, des lignes 15 de courant électrique traversent au moins la partie supérieure du convertisseur 4. Dans le cas de la figure 4, le contact électrique 9 est réalisé sur une portion latérale du convertisseur. Dans celui de la figure 5, ledit contact est réalisé sur une portion latérale de la région de séparation 3. Et dans le cas de la 20 figure 6 ce contact est réalisé sur une portion latérale de la couche inférieure 5. Ces trois variantes sont sensiblement équivalentes ; on remarquera seulement que, pour pouvoir réaliser le contact sur la région de séparation 3, il faut contrôler très précisément la gravure « en marche d'escalier » en raison de la faible épaisseur de cette couche. 25 Les figures 7 et 8 illustrent deux variantes d'un quatrième mode de réalisation de l'invention, qui procède d'un principe différent de celui à la base du premier, du deuxième et du troisième mode de réalisation de l'invention. En effet, dans ce quatrième mode de réalisation, la clé pour éviter l'endommagement thermique du convertisseur 4 ne réside pas tant dans la 30 réalisation d'une couche de séparation 3 mince, quant dans l'adoption d'une structure inversée, dans laquelle ledit convertisseur est réalisé après l'empilement « actif » 2. Comme dans les autres modes de réalisation, cela implique la nécessité d'autoriser le passage d'un courant électrique à travers ledit convertisseur. Ainsi le dispositif de la figure 7 comprend, du bas vers le haut une électrode 8 (la structure est de type vertical) ; un substrat conducteur 71 ; une couche tampon 6 en AlGainN n.Ld,; une couche 11 en AlGainN de type p; un empilement électroluminescent 2 de puits quantiques ou plans de boîtes quantiques de semi-conducteur III-V; - une région de séparation 3, de type n ou n.i.d., dont l'épaisseur n'est pas critique ; un convertisseur 4, présentant un dopage de type n; une électrode 9 qui peut être déposée directement au- dessus du convertisseur 4, ou par l'intermédiaire d'une couche de contact de type n (non représentée). De préférence l'électrode 9 peut être transparente, semi-transparente ou en forme de grille pour permettre l'extraction du rayonnement généré. L'avantage de ce dispositif est que le convertisseur 4 est réalisé en dernier ; il ne peut donc pas être endommagé même si d'autres couches sont déposées (préalablement) à haute température. Le principal inconvénient de ce dispositif réside dans la présence de la couche 11, qui doit être suffisamment épaisse pour assurer une bonne injection de trous dans l'empilement actif 2, mais qui présente une résistivité assez élevée en raison de son dopage de type p. La variante de la figure 8 permet de remédier à cet inconvénient. Dans ce dispositif, la couche 11 de type p est remplacée par une couche 51 de type n, moins résistive. En contrepartie, du côté opposé de l'empilement actif 2 il faut prévoir une couche 3A de type p. Mais comme, en général, on ne souhaite pas réaliser un convertisseur 4 avec dopage de type p, on introduit une jonction tunnel 3B ayant son côté p++ du côté de la couche 3A et son côté n++ du côté du convertisseur 4, qui a un dopage de type n. Seuls des modes de réalisation comportant un convertisseur 4 avec dopage n ont été décrits en détail. Si le dopage du convertisseur était de type p, celui des autres couches de la matrice devrait changer en conséquence. Plusieurs modes de réalisation de l'invention ont été décrits ; plusieurs autres variantes sont cependant possibles. En particulier, des dispositifs selon l'invention peuvent présenter une structure plus complexe, comprenant des couches additionnelles ou en remplaçant des couches « simples » par des structures multicouches. En particulier, un même dispositif peut comprendre plusieurs convertisseurs émettant à différentes longueurs d'onde. Pour parvenir à l'invention, les inventeurs on dû surmonter un préjugé technique. En effet, il était cru auparavant que le passage d'un courant électrique à travers du convertisseur 4 aurait d'une part perturbé l'émission fluorescente dudit convertisseur, d'autre part dégradé les propriétés électriques du dispositif d'une manière inacceptable. De manière inattendue, les présents inventeurs se sont rendu compte que ce n'est pas le cas. Cela a été démontré expérimentalement en réalisant un prototype présentant la structure de la figure 5. La matrice de ce prototype a été entièrement réalisée par EPVOM. Elle comprend l'empilement de couches suivant, en partant du substrat 7 en saphir : une couche tampon 6 en GaN n.i.d. de 1pm d'épaisseur, une couche inférieure 5 de 4,5 pm d'épaisseur en GaN dopé Si, un convertisseur 4 formé de 20 puits quantiques In0,25Ga0,75N (1.2 nm) I GaN Si (20 nm), une couche de séparation 3 de GaN: Si (20 nm), un empilement électroluminescent 2 formé de 5 puits quantiques In0lGao,,9N (1.2 nm) / GaN (10 nm), une couche supérieure (en fait, une structure multicouches) 1 comprenant 20 nm d'épaisseur de A10,14Ga0,86N : Mg et 235 nm de GaN: Mg. Les couches dopées Si présentent une conductivité de type n et les couches dopées Mg une conductivité de type p. La figure 9 montre les spectres d'émission de ce prototype, alimenté par un courant de 20 mA à température ambiante. Deux spectres ont été acquis, l'un « face avant » et l'autre « face arrière », c'est-à-dire à travers le substrat. On peut noter un premier pic à 380 nm (violet) correspondant à l'émission de l'empilement actif 2 et un deuxième pic à 480 nm (jaune) correspondant à la fluorescence du convertisseur 4. Les deux spectres ont été normalisés de telle sorte que l'intensité du pic à 380 nm vaille 1. On peut remarquer que le pic à 480 nm est plus intense en face arrière qu'en face avant. Cela est normal car l'émission en face avant comprend aussi les photons à 380 nm qui n'ont pas traversé le convertisseur. La figure 10 permet de comparer la caractéristique courant-tension du prototype avec celle d'une diode électroluminescente (DEL) violette conventionnelle, réalisée dans des conditions de croissance comparables. Elle comprend l'empilement de couches suivant, en partant du substrat en saphir : une couche tampon en GaN n.i.d. de 1 pm d'épaisseur, une couche inférieure de 4,5 prin d'épaisseur en GaN dopé Si, un empilement électroluminescent formé de 5 puits quantiques In01Ga0,9N- (1.2 nm) / GaN (10 nm), une couche supérieure (en fait, une structure multicouches) comprenant 20 nm d'épaisseur de A10,14Ga0,86N : Mg et 235 nm de GaN : Mg. On constate que la caractéristique courant-tension du prototype n'est pas dégradée. De manière surprenante, cette caractéristique est même meilleure que celle de la DEL de référence. Ceci indique que le convertisseur n'ajoute pas une résistance significative au passage du courant. En faisant varier l'épaisseur et la composition des puits quantiques du convertisseur 4 (respectivement : la composition et la taille des boîtes quantiques) on peut obtenir une émission fluorescente couvrant tout le spectre visible : bleu (470 nm), vert (530 nm), orange (590 nm) et rouge (650 nm). Cela est illustré sur la figure 11. La combinaison de ces couleurs permet en principe d'obtenir toutes les couleurs pures ou mélangées comme le blanc.25 REVENDICATIONS1. Dispositif émetteur de lumière comprenant une matrice monolithique de nitrures 111-V, ladite matrice comportant au moins un premier empilement (2) de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments 111, un deuxième empilement (4) de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures III-V, et une région (3) dite de séparation, séparant les deux dits empilements de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques, ainsi qu'une première (8, 80) et une deuxième (9, 90) électrode 10 agencées pour permettre le passage d'un courant électrique à travers ledit premier empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III, dans lequel ledit premier empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III est apte à émettre des photons à au moins une première longueur d'onde par injection électrique 15 par ledit courant électrique et ledit deuxième empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III est apte à émettre des photons à au moins une seconde longueur d'onde par pompage optique par lesdits photons émis par ledit premier empilement, caractérisé en ce que lesdites première et deuxième électrodes sont agencées pour permettre le 20 passage dudit courant électrique également à travers au moins une partie dudit deuxième empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments 2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel ledit 25 deuxième empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III présente un dopage de type n ou de type p. 3. Dispositif selon la revendication 2 dans lequel ledit premier empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures 30 d'éléments III est agencé entre une couche (1) de nitrure d'éléments III dite supérieure, présentant un dopage de type opposé à celui dudit deuxième empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures 111-V, et ladite région de séparation (3), présentant un dopage du même typeque celui dudit deuxième empilement ou non intentionnellement dopée, moyennant quoi ladite couche supérieure, ledit premier empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III, ladite région de séparation et ledit deuxième empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments 111 forment une diode électroluminescente. 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel ledit deuxième empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III est agencé entre ladite région de séparation (3) et une couche (5, 50) de nitrure d'éléments III nitrure d'éléments III dite inférieure, présentant un dopage du même type que ledit deuxième empilement, ou non intentionnellement dopée. 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel ledit deuxième empilement de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III présente un dopage de type n. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes dans lequel ladite région de séparation (3) présente une épaisseur inférieure ou égale à 1000 nm, de préférence inférieure ou égale à 500 nm et de manière encore préférée inférieure ou égale à 100 nm. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite première et la deuxième électrode sont agencées de part et d'autre de ladite matrice monolithique de nitrures d'éléments Ill, moyennant quoi ledit courant électrique circule dans une direction sensiblement perpendiculaire auxdits puits quantiques ou plans de boîtes quantiques. 8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel ladite matrice est réalisée par dépôt épitaxial sur un substrat conducteur (71), ladite deuxième électrode étant agencée sur une face dudit substrat conducteur opposée à celle portant ladite matrice. 9. Dispositif selon la revendication 7 dans lequel - ladite couche supérieure, de type p, est fixée sur un substrat (70) par l'intermédiaire d'un contact métallique (80) formant ladite première électrode ; - ladite deuxième électrode (90) est déposée sur une partie seulement d'une surface de ladite couche inférieure (50), la partie restante de ladite surface étant libre de manière à permettre l'extraction des photons générés par lesdits empilements de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III. 10. Dispositif selon les revendications 3, 4 et 5, dans lequel - ladite matrice est déposée sur un substrat (7) transparent aux photons émis par lesdits empilements de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments Ill; - ladite couche supérieure (1), de type p, est agencée du côté de la matrice opposé audit substrat ; - ladite première électrode (8) est déposée sur une surface de ladite couche supérieure ; et ladite deuxième électrode (9) est déposée sur une portion latérale dudit deuxième empilements (2) de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III. 11. Dispositif selon les revendications 3, 4 et 5, dans lequel : - ladite matrice est déposée sur un substrat (7) transparent aux photons émis par lesdits empilements de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments 111; ladite couche supérieure (1), de type p, est agencée du côté de la matrice opposé audit substrat ; - ladite première électrode (8) est déposée sur une surface de ladite couche supérieure ; et - ladite deuxième électrode (9) est déposée sur une portion latérale de ladite région de séparation (3). 12. Dispositif selon les revendications 3, 4 et 5, dans lequel : - ladite matrice est déposée sur un substrat (7) transparent aux photons émis par lesdits empilements de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III; - ladite couche supérieure (1), de type p, est agencée du côté de la matrice opposé audit substrat ; ladite première électrode (8) est déposée sur une surface de ladite couche supérieure ; et - ladite deuxième électrode (9) est déposée sur une portion latérale de ladite couche inférieure (5). 13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel ladite matrice est réalisée par dépôt épitaxial sur un substrat (7, 71) transparent aux photons émis par lesdits empilements de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III, ledit deuxième empilement (4) étant agencé du côté de ladite matrice opposé audit substrat et ledit premier empilement (2) étant agencé entre ledit substrat et ledit deuxième empilement. 14. Dispositif selon la revendication 13, dans lequel ledit deuxième empilement (4) de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III présente un dopage de type n et dans lequel ledit premier empilement (2) de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III est agencé entre ladite région de séparation (3), qui présente également un dopage de type n, et au moins une couche (51) présentant un dopage de type p. 15 Dispositif selon la revendication 13, dans lequel ledit deuxième empilement (4) de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures 111-V présente un dopage de type n, dans lequel ladite région de séparation (3) comprend une jonction tunnel (3A) ayant une région dopée n++ agencé du côté dudit deuxième empilement (4) et une région dopée p++ agencée du côté opposé, ainsi qu'au moins une couche dopée p (3B) agencéedu côté de la région de séparation opposée audit deuxième empilement, et dans lequel ledit premier empilement (2) de puits quantiques ou de plans de boîtes quantiques de nitrures d'éléments III est agencé entre ladite région de séparation (3) et au moins une couche (51) présentant un dopage de type n. 16. Dispositif selon l'une des revendications précédentes dans lequel lesdites première et deuxième longueurs d'onde sont choisies de telle sorte que leur combinaison donne une lumière blanche. 17. Procédé de fabrication d'un dispositif selon l'une des revendications précédentes comportant la réalisation de ladite matrice monolithique de nitrures d'éléments III par croissance épitaxiale. 18. Procédé selon la revendication 17 dans lequel la croissance 15 épitaxiale des couches au-dessus du deuxième empilement est réalisée à une température inférieure ou égale à 1000 °C et de préférence inférieure ou égale à 950 °C. 19. Procédé selon la revendication 18 dans lequel ladite 20 croissance épitaxiale est entièrement réalisée en phase vapeur aux organométalliques.