Source: https://patents.google.com/patent/FR3001335A1/en
Timestamp: 2018-11-12 19:15:23+00:00
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FR3001335A1 - semiconductor structure and method of fabricating a semiconductor structure - Google Patents
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FR3001335A1
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FR1350540A
David Vaufrey
Structure (1) semiconductrice adaptée pour émettre un rayonnement électromagnétique. Structure (1) semiconductor adapted to emit electromagnetic radiation. La structure (1) comporte une première et une deuxième zone (10, 20) présentant respectivement un premier et un second type de conductivité opposé l'un par rapport à l'autre, lesdites première et deuxième zones (10, 20) étant reliées l'une à l'autre pour former une jonction semiconductrice. The structure (1) comprises a first and a second zone (10, 20) respectively having a first and a second opposite conductivity type relative to the other, said first and second zones (10, 20) being connected to each other to form a semiconductor junction. La première zone (10) comporte au moins une première et une deuxième partie (11, 12), la première et la deuxième partie (11, 12) étant séparées l'une de l'autres par une couche (13) intermédiaire, dite de dispersion, s'étendant sensiblement parallèlement au plan de jonction le long d'une majeure partie de la jonction. The first region (10) comprises at least a first and a second portion (11, 12), the first and the second part (11, 12) being separated from each other by a layer (13) intermediate said dispersion, extending substantially parallel to the junction plane along a major portion of the junction. La couche de dispersion (13) est adaptée pour provoquer une dispersion les porteurs le long du plan de la couche de dispersion (13). The dispersion layer (13) is adapted to cause a dispersion holders along the plane of the dispersion layer (13).
STRUCTURE SEMICONDUCTRICE ET PROCEDE DE FABRICATION D'UNE STRUCTURE SEMICONDUCTRICE DOMAINE TECHNIQUE L'invention se rapporte au domaine de l'émission de lumière et des dispositifs adaptés pour une telle émission de lumière. SEMICONDUCTOR STRUCTURE AND METHOD FOR MANUFACTURING A SEMICONDUCTOR STRUCTURE TECHNICAL FIELD The invention relates to the field of light emission and devices suitable for such light emission.
On note ces vingt dernières années une tendance lourde vers la minimisation de la consommation énergétique des appareils électriques. Note the last twenty years a trend towards minimizing the energy consumption of electrical appliances. Les dispositifs adaptés pour émettre de la lumière ne sont pas épargnés par une telle tendance. The devices adapted to emit light are not spared by this trend. Ainsi, les sources de lumière de ces dispositifs sont passées tour à tour des sources de lumière incandescentes, aux tubes fluorescents et, ces dernières années, aux structures semiconductrices. Thus, the light sources of these devices are passed in turn of incandescent light sources, fluorescent tubes, and in recent years, the semiconductor structures. Bien que le gain en consommation d'une telle structure vis-à-vis d'un tube fluorescent soit significatif, l'optimisation du rendement énergétique reste une problématique d'actualité. Although the gain in consumption of such vis-à-vis structure of a fluorescent tube to be meaningful, the optimization of energy efficiency is a topical issue. L'invention concerne plus particulièrement une structure semiconductrice et le procédé de fabrication d'une telle structure. The invention relates more particularly to a semiconductor structure and method of manufacturing such a structure. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les structures semiconductrices adaptées pour émettre de la lumière sont généralement des structures de type diode électroluminescente, plus connues sous leur sigle français DEL ou anglais LED. PRIOR ART semiconductor structures adapted to emit light are generally light-emitting diode type structures, better known by their French acronym LED or LED English. Une structure de ce type comporte une première et une deuxième zone semiconductrice présentant respectivement un premier et un deuxième type de conductivité opposés l'un à l'autre, la première et la deuxième zone étant reliées l'une à l'autre de manière à former une jonction semiconductrice. A structure of this type comprises a first and a second semiconductor zone, respectively having a first and a second opposite conductivity type to each other, the first and the second region being connected to each other so as to forming a semiconductor junction. Selon une configuration usuelle qui est celle d'une diode verticale (plus connue sous la dénomination anglaise « Vertical Thin Film Diode » et sous le sigle anglais VTF LED), une telle structure présente une première face selon laquelle la lumière est émise, la deuxième face, opposée à la première, présentant une couche réfléchissante adaptée pour réfléchir la partie de la lumière qui n'est pas émise en direction de la face émettrice. According to a conventional configuration is that of a vertical diode (better known under the English name "Vertical Thin Film Diode" and under the English acronym VTF LEDs), such a structure has a first face that the light is emitted, the second face, opposite the first, having a reflective layer adapted to reflect part of the light which is not emitted in the direction of the emitting face. Dans une telle configuration la première zone comporte la première face et la deuxième zone comporte la deuxième face. In such a configuration the first zone comprises the first face and the second zone comprises the second side. Afin de permettre une polarisation de la structure, chacune des zones comporte un contact électrique, le contact électrique de la deuxième zone formant la couche réfléchissante. To allow polarization of the structure, each of the zones includes an electrical contact, the electrical contact of the second area forming the reflecting layer. Dans cette même configuration, le contact électrique de la première zone, afin de laisser passer la lumière émise par la jonction, occupe une surface réduite de la première face. In this same configuration, the electrical contact of the first zone, for passing light emitted from the junction, occupies a reduced area of ​​the first face. Ainsi, les contacts électriques permettent de polariser la jonction dans laquelle a lieu la génération des photons. Thus, the electrical contacts used to polarize the junction in which occurs the generation of photons. Une telle structure, si elle permet une émission de lumière avec un fort rendement énergétique vis-à-vis des sources de lumière à tube fluorescent, présente un certain nombre d'inconvénients. Such a structure, if it allows emission of light with high efficiency vis-à-vis sources of fluorescent tube light, has a number of disadvantages. En effet, de par sa conception et la faible conductivité des matériaux dans lesquels sont formées la première et la deuxième zone semiconductrice (en comparaison de la conductivité des contacts électriques) le courant, et donc les porteurs, circulent principalement dans un volume des première et seconde zones semiconductrices défini par les lignes de projection orthogonale du contact de la première zone sur le contact de la deuxième zone, ce volume étant appelé volume de conduction. Indeed, due to its design and the low conductivity of the materials from which are formed the first and second semiconductor zone (compared to the conductivity of the electrical contacts) the current and thus the holders, circulating primarily in a volume of the first and second semiconductor zones defined by the orthogonal projection of the contact lines of the first area on the contact of the second zone, this volume being called conducting volume. L'émission de lumière a donc principalement lieu dans la partie de la jonction comprise dans ce volume de conduction. Light emission therefore occurs mainly in the portion of the junction within this conducting volume. En somme, la dispersion du courant dans la jonction de la diode électroluminescente est faible puisque la densité de courant est maximale dans le volume de conduction et décroit rapidement dans les parties de la jonction adjacentes audit volume. In sum, the current dispersion in the junction of the light emitting diode is low since the current density is maximum in the conducting volume and decreases rapidly in the parts of the junction adjacent to said volume.
Il en résulte deux inconvénients qui sont qu'une majeure partie de la jonction ne contribue pas à l'émission de la lumière, puisqu'elle n'est pas traversée par un courant, et que l'émission ayant principalement lieu entre les deux contacts électriques, une part importante de la lumière émise est piégée dans une cavité optique formée par les deux contacts électriques non transparents. This has two disadvantages that are a major part of the junction does not contribute to the emission of light, since it is not traversed by a current, and that the issue mainly taking place between the two contacts electric, a large part of the emitted light is trapped in an optical cavity formed by the two non-transparent electrical contacts.
Il est connu, afin de remédier à ces inconvénients de prévoir dans la première zone un système de blocage de porteurs s'étendant uniquement en regard du contact électrique de la première zone. It is known to overcome these disadvantages to provide in the first zone a carrier blocking system extending only opposite the electrical contact of the first zone. Un tel système de blocage, formé par insertion d'une zone semiconductrice de plus grand gap que le gap du semi-conducteur formant la première zone, permet de créer une barrière énergétique. Such a locking system, formed by inserting a semiconductor zone of larger gap than the gap of the semiconductor forming the first area, to create an energy barrier. Cette barrière énergétique impose aux porteurs électriques de la contourner afin d'atteindre la jonction. This energy barrier requires electrical carriers of the bypass to reach the junction. Autrement dit, les porteurs sont déviés vers les parties de la jonction non comprises dans le volume de conduction décrit précédemment. In other words, carriers are deflected toward the portions of the junction not included in the conducting volume described above. Ainsi, avec une telle déviation du courant de porteurs à la périphérie de la région formant le système de blocage, l'émission de lumière a lieu dans la jonction sur une partie plus étendue que celle contenue dans le volume de conduction. Thus, with such a deflection of the carrier current in the periphery of the region forming the locking system, the light emission takes place in the joint over a larger portion than that contained in the conducting volume. Il en résulte donc une augmentation du rendement d'émission de la jonction et donc de la structure, la surface d'émission étant plus grande et la part du rayonnement piégé par les contacts électriques étant réduite. This therefore results in an increase in the junction emitting efficiency and hence the structure, the emitting surface being greater and the proportion of the radiation trapped by the electrical contacts being reduced.
Néanmoins, l'aménagement d'un tel système de blocage lors de la fabrication d'une structure semiconductrice nécessite un nombre important d'étapes de fabrication supplémentaires qui entraîne, par rapport à une structure ne présentant pas un tel système de blocage, un surcoût de fabrication non négligeable peu compatible avec les applications grand public. However, development of such a locking system when manufacturing a semiconductor structure requires a significant number of additional manufacturing steps resulting, compared with a structure not having such a locking system, a premium of significant manufacturing incompatible with consumer applications. En particulier, l'étape de structuration du système de blocage afin que celui-ci ne s'étende que sur les parties de la première zone en regard du premier contact électrique, requiert une sortie puis un retour dans le bâti de croissance des zones semiconductrices. In particular, the system for locking the patterning step so that it extends only to the parts of the first region opposite the first electrical contact, requires an output and a return to the growth frame semiconductor zones . De plus, un tel système de blocage est principalement optimisé pour les faibles tensions de polarisation de la structure. Moreover, such a locking system is mainly optimized for low bias voltages of the structure. En effet, pour les tensions de polarisation supérieures à la hauteur de barrière induite par le système de blocage, le courant n'est plus totalement dévié et une partie non négligeable de lumière est émise dans la région entre les deux contacts électriques. Indeed, for the bias voltages greater than the barrier height caused by the locking system, the current is no longer completely deflected and a significant portion of light is emitted in the region between the two electrical contacts. Une structure présentant un tel système n'est donc pas optimisée pour les applications nécessitant une forte émission de lumière. A structure with such a system is not optimized for applications requiring high light emission. Il est également connu, pour remédier aux inconvénients présentés par une structure sans système de blocage, d'insérer une électrode transparente entre le contact électrique de la première zone et la première zone. It is also known, to remedy the disadvantages of a non-blocking system structure, insert a transparent electrode between the electrical contact of the first zone and the first zone. Une telle électrode transparente, généralement réalisée en oxyde d'indium-étain (ITO), s'étend le long de la face émettrice. Such a transparent electrode, generally made of indium tin oxide (ITO) extends along the emitting face. Ainsi, avec une telle électrode, la polarisation est appliquée sur l'ensemble de la structure et le courant de porteurs se distribue uniformément dans la structure. Thus, with such an electrode, the bias is applied on the entire structure and the carrier current is uniformly distributed throughout the structure. Il en résulte que l'émission de lumière a lieu sur la majeure partie de la jonction et que seule une faible part du rayonnement lumineux est piégée entre les contacts électriques des première et seconde zones, le reste du rayonnement passant au travers de l'électrode transparente. As a result, light emission occurs over the major part of the junction and that only a small part of the light radiation is trapped between the electrical contacts of the first and second areas, the rest of the radiation passing through the electrode transparent.
Si une structure comportant une telle électrode transparente permet une émission de lumière sur toute la surface de la jonction, elle présente néanmoins l'inconvénient qu'une telle électrode, en plus d'absorber une partie de la lumière émise, présente une conductivité réduite vis-à-vis de celle du contact métallique. If a structure comprising such a transparent electrode allows light emission over the entire surface of the junction, it nevertheless has the drawback that such an electrode, in addition to absorbing some of the emitted light, has a reduced screw conductivity -to-vis that of the metal contact. Une telle réduction de conductivité engendre des pertes électriques qui limitent donc, avec l'absorption de lumière par l'électrode, le rendement énergétique d'une telle structure. Such conductivity reduction produces electrical losses therefore limited, with the absorption of light by the electrode, the energy efficiency of such a structure. De plus, l'emploi d'une telle électrode nécessite des traitements de surface lourds afin d'obtenir un contact électrique ohmique avec le matériau semiconducteur formant la première zone, qui augmentent drastiquement les coûts de fabrication d'une structure présentant une telle électrode vis-à-vis d'une structure ne présentant pas une telle électrode. In addition, the use of such an electrode requires heavy surface treatments in order to obtain an ohmic electrical contact with the semiconductor material forming the first region, which drastically increases the cost of manufacturing a structure having such an electrode screw -to-vis a structure not having such an electrode. Il est également connu pour remédier aux inconvénients présentés ci-avant de considérablement accroître l'épaisseur de la première zone semi-conductrice. It is also known to overcome the disadvantages discussed above significantly increase the thickness of the first semiconductor region. En effet, l'accroissement de l'épaisseur de la première zone autorise un courant circulant dans la diode électroluminescente à se disperser. Indeed, the increase in the thickness of the first region allows a current flowing in the light emitting diode to disperse.
Cette solution technologique, bien que très facile à mettre en oeuvre, présente le désavantage notable, d'une part, d'accroître le temps de formation de la diode électroluminescente et, d'autre part, de consommer plus de matériaux semiconducteurs. This technological solution, although easy to implement, has the clear disadvantage, firstly, to increase the training time of the LED and, secondly, to consume more semiconductor materials. Or, nombre de ces matériaux semiconducteurs sont en quantité limitée sur terre et donc onéreux. However, many of these semiconductor materials are in limited quantities on earth and therefore expensive. C'est le cas en particulier du gallium. This applies in particular gallium.
EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. STATEMENT OF INVENTION The present invention aims to overcome these drawbacks. Un but de l'invention est de fournir une structure semiconductrice adaptée pour émettre de la lumière, présentant un rendement énergétique optimisé vis- à-vis de l'art antérieur et qui puisse être obtenue sans surcoût de fabrication significatif lié aux moyens permettant une telle optimisation du rendement. An object of the invention is to provide a semiconductor structure adapted to emit light having an optimized efficiency vis-à-vis the prior art and which can be obtained without any significant extra manufacturing cost associated with means such yield optimization. A cet effet l'invention concerne une structure semiconductrice adaptée pour émettre un rayonnement électromagnétique, ladite structure comportant : une première et une deuxième zone présentant respectivement un premier et un second type de conductivité opposé l'un par rapport à l'autre, lesdites première et deuxième zones étant reliées l'une à l'autre pour former une jonction semiconductrice, la dite jonction s'étendant le long d'un plan, dit plan de jonction, la première zone comportant au moins une première et une deuxième partie, telles que la deuxième partie est la partie de la première zone par laquelle la première zone est reliée à la deuxième zone, la première et la deuxième partie étant séparées l'une de l'autre par une couche intermédiaire, dite de dispersion, s'étendant sensiblement parallèlement au plan de jonction le long d'une majeure partie de la jonction, ladite couche de dispersion étant adaptée pour provoquer une dispersion des porteu To this end the invention relates to a semiconductor structure adapted to emit electromagnetic radiation, said structure comprising: a first and a second area respectively having a first and a second opposite conductivity type relative to the other, said first and second regions being connected to each other to form a semiconductor junction, said junction extending along a plane, said junction plane, the first region comprising at least a first and a second portion, such that the second part is the part of the first region wherein the first region is connected to the second zone, the first and the second part being separated from each other by an intermediate layer, called the dispersion extending substantially parallel to the junction plane along a major portion of the junction, said dispersion layer being adapted to cause a dispersion of Porteu rs dans les directions comprises dans le plan de la couche de dispersion. rs in the directions lying in the plane of the scattering layer. Une telle couche de dispersion permet, lors de la polarisation de la structure la comportant, de disperser les porteurs dans les directions comprises dans le plan de la couche de dispersion. Such a scattering layer allows, when the polarization of the structure having, to disperse the carriers in directions lying in the plane of the scattering layer. Ainsi, on obtient dans la deuxième partie de la première zone une distribution du courant plus homogène dans la jonction. Is thus obtained in the second part of the first area a more uniform current distribution in the junction. Les recombinaisons paires électron-trou, et donc l'émission de lumière, dans la jonction peuvent donc avoir lieu sur la majeure partie de la jonction. Recombination electron-hole pairs, and thus the light emission, in the junction can thus take place over the major part of the junction. Il en résulte donc que par rapport à une structure de l'art antérieur ne comportant une telle couche de dispersion l'émission de lumière est répartie sur la majeure partie de la jonction et seule une faible part du rayonnement est absorbée par le contact de la première zone. It follows therefore that compared to a prior art structure having such a layer of dispersion of light emission is distributed over most of the junction and only a small part of the radiation is absorbed by the contact of the first zone.
De plus une telle couche de dispersion peut, dans une configuration multicouche, être simplement réalisée en modifiant temporairement, durant l'étape de formation de la première zone, les matériaux formant la première zone. Furthermore, such a dispersion layer may, in a multilayer configuration, be simply achieved by modifying temporarily, during the step of forming the first region, the materials forming the first zone. Il en résulte que les surcoûts de fabrication d'une structure comportant une telle couche de dispersion peuvent ne pas être significatifs vis-à-vis des coûts de fabrication d'une structure ne comportant pas une telle couche de dispersion. As a result, the additional costs of manufacturing a structure comprising such a layer of dispersion may not be significant vis-à-vis the cost of manufacturing a structure having no such a layer of dispersion. On entend par dispersion de porteurs, plus connu sous son équivalent anglais de « carrier spreading », la redistribution homogène des porteurs selon le plan de la couche de dispersion. The term dispersion carriers, better known by its English equivalent of "spreading carrier" homogeneous redistribution of carriers in the plane of the dispersion layer.
La première et la deuxième zone peuvent être reliées l'une à l'autre par une troisième zone. The first and second zone can be connected to each other by a third zone. La troisième zone peut comprendre un semiconducteur intrinsèque ou non intentionnellement dopé, de nature identique ou différente de celle des première et seconde zones. The third zone may comprise an intrinsic semiconductor or not intentionally doped, by identical or different in nature from the first and second zones. La troisième zone peut ètre formée de différentes parties. The third zone may be formed of different parts.
La première et la deuxième zone peuvent être en contact physique l'une avec l'autre de manière à former la jonction et à être reliées directement l'une à l'autre. The first and the second zone may be in physical contact with each other so as to form the junction and to be directly connected to each other. La couche de dispersion peut s'étendre le long de la totalité de la jonction. The scattering layer may extend along the entire junction. Ainsi les porteurs peuvent être répartis sur la totalité de la jonction. Thus the holders can be spread over the entire junction.
La couche de dispersion peut présenter sur toute son épaisseur une résistivité plus forte que celle de la première partie de la première zone. The scattering layer may have throughout its thickness a higher resistivity than that of the first portion of the first zone. Ainsi la résistivité de la couche de dispersion devient prépondérante par rapport à celle de la première partie et avantageusement par rapport à celle de la deuxième partie. Thus the resistivity of the scattering layer becomes predominant with respect to that of the first portion and advantageously with respect to that of the second part. La résistance dans le plan de la première partie est donc négligeable vis- à-vis de la résistance pour traverser orthogonalement la couche de dispersion et n'augmente donc pas significativement la résistance perçue par un porteur s'éloignant du chemin le plus court entre les deux contacts électriques. The resistance in the plane of the first part is therefore negligible vis-a-vis resistance to cross orthogonally the dispersion layer and therefore does not increase significantly the resistance perceived by a wearer away from the shortest distance between the two electrical contacts. Il en résulte donc une bonne dispersion des porteurs de la première zone dans les directions comprises dans le plan de la couche de dispersion. This therefore results in good dispersion of the carrier of the first zone in the directions lying in the plane of the scattering layer.
La première partie peut être une couche sensiblement parallèle au plan de jonction, la première partie de la première zone présentant une résistivité pi et une épaisseur d1, la couche de dispersion présentant une résistivité pd et une épaisseur dd et la jonction présentant dans plan jonction une dimension maximale 2L, les épaisseurs et les résistivités respectives de la première partie de la première zone et de la couche de P xd dispersion respectant l'inégalité suivante :- iih< 00 di[ d . The first portion may be a substantially layer parallel to the junction plane, the first portion of the first zone having a pi resistivity and d1 thickness, the scattering layer having a pd resistivity and dd thickness and junction having in plan junction a maximum dimension 2L, the thicknesses and resistivities of the respective the first part of the first zone and the layer of P xd dispersion respecting the following inequality: - iih <00 di [d. Pd 1,2 Une telle inégalité permet d'assurer que la dispersion des porteurs a bien lieu sur toute la largeur de la jonction, et notamment sur une distance correspondant à la moitié de la dimension maximale L de la jonction. Pd 1.2 Such inequality ensures that the dispersion of carriers does take place over the entire width of the junction, and in particular over a distance corresponding to half of the maximum dimension L of the junction.
La couche de dispersion peut présenter sur toute son épaisseur une résistivité plus forte que celle de la première et de la deuxième partie de la première zone. The scattering layer may have throughout its thickness a higher resistivity than that of the first and the second part of the first zone. Selon cette même possibilité et une température de fonctionnement nominale de la structure qui est Tuf, la couche de dispersion peut présenter une bande de conduction de niveau d'énergie inférieure au plus de kTnf au niveau énergétique de la bande de conduction de la première partie de la première zone si la première zone est du type de conductivité pour lequel les porteurs majoritaires sont des électrons, ou une bande de valence de niveau d'énergie supérieure au plus de kTnf au niveau d'énergie de la bande de valence de la première zone si la première zone est du type de conductivité pour lequel les porteurs majoritaires sont des trous. According to the same potential and a nominal operating temperature of the structure which is tuff, the scattering layer may have a level of conduction band energy lower than the over kTnf the energy level of the conduction band of the first part of the first zone if the first region is of the conductivity type for which the majority carriers are electrons, or energy level of valence band greater than the over kTnf the energy level of the valence band of the first zone if the first region is of the conductivity type for which the majority carriers are holes. On entend ci-dessus et dans le reste de ce document par température de fonctionnement nominale Tnf de la structure, la température maximale pour laquelle la structure a été conçue pour fonctionner. above means and the rest of this document by nominal operating temperature Tnf of the structure, the maximum temperature for which the structure was designed to operate. Ainsi pour des structures destinées à fonctionner à la température ambiante, la température de fonctionnement nominale Tnf sera généralement fixée à 100°C. Thus for structures intended to operate at room temperature, the nominal operating temperature Tnf will generally be set at 100 ° C. La couche de dispersion peut être adaptée pour former avec la première partie de la première zone une chute de potentiel pour les porteurs majoritaires de la première zone lorsque ces derniers passent de la première partie de la première zone à la couche de dispersion. The scattering layer can be adapted to form with the first part of the first region a potential drop for the majority carriers of the first zone when they pass from the first part of the first zone to the scattering layer.
On entend ci-dessus et dans le reste de ce document par porteurs majoritaires de la première ou de la deuxième zone, les porteurs majoritaires correspondant au type de conductivité de la zone correspondante en l'absence de polarisation de la structure. above means and the rest of this document by majority carriers of the first or second area, the majority carriers corresponding to the conductivity type of the corresponding zone in the absence of the bias structure. Ainsi par exemple, si la première zone présente une conductivité dans laquelle les porteurs majoritaires sont obtenus au moyen de donneurs d'électrons, les porteurs majoritaires de la première zone sont des électrons. For example, if the first zone has a conductivity wherein the majority carriers are obtained by means of electron donors, the majority carriers of the first region are electrons. A l'inverse, si la première zone présente une conductivité dans laquelle les porteurs majoritaires sont obtenus au moyen d'accepteurs d'électrons, les porteurs majoritaires sont des trous. Conversely, if the first zone has a conductivity wherein the majority carriers are obtained by means of electron acceptors, the majority carriers are holes. On entend également dans la suite de ce document par porteurs minoritaires de la première ou de la deuxième zone les porteurs d'un type opposé au type des porteurs majoritaires de la zone correspondante. also is understood in the remainder of this document by minority carriers of the first or second zone holders of a type opposite to the type of the majority carriers of the corresponding zone. Ainsi avec une telle chute de potentiel, les porteurs majoritaires de la première zone, lors de leur passage par l'interface entre la première partie et la couche de dispersion, voient une partie de leur énergie potentielle qui est convertie en énergie cinétique. Thus with such a potential drop, the majority carriers of the first zone, as they pass through the interface between the first portion and the scattering layer, see a portion of their potential energy is converted into kinetic energy. Cette énergie cinétique entraîne une dispersion des porteurs majoritaires de la première zone qui a notamment lieu dans les directions comprises dans le plan de la couche de dispersion. This kinetic energy causes a dispersion of the majority carriers of the first area that has particular place in directions lying in the plane of the scattering layer. Selon cette même possibilité et une température de fonctionnement nominale de la structure qui est Tuf, la couche de dispersion peut présenter - une bande de conduction de niveau d'énergie supérieur au niveau d'énergie de la bande de conduction de la première partie de la première zone d'une valeur au moins égale à kTnf si la première zone est du type de conductivité pour laquelle les porteurs majoritaires sont des électrons, ou une bande de valence de niveau d'énergie inférieur au niveau d'énergie de la bande de valence de la première zone d'une valeur au moins égale à kTnf si la première zone est du type de conductivité pour laquelle les porteurs majoritaires sont des trous, k étant dans l'expression ci-dessus la constante de Boltzmann. According to the same potential and a nominal operating temperature of the structure which is tuff, the scattering layer may have - an energy level of conduction band greater than the energy level of the conduction band of the first part of the first zone to a value at least equal to kTnf if the first area is the conductivity for which the majority carriers are electrons, or a valence band of lower energy level to the energy level of the valence band of the first zone to a value at least equal to kTnf if the first area is the conductivity for which the majority carriers are holes, k being in the expression above is the Boltzmann constant. La couche de dispersion peut être adaptée pour former avec la deuxième partie de la première zone une chute de potentiel pour les porteurs majoritaires de la première zone lorsque ces derniers passent de la couche de dispersion à la deuxième partie. The scattering layer can be adapted to form with the second part of the first zone a potential drop for the majority carriers of the first zone when they pass from the scattering layer to the second part. Ainsi avec une telle chute de potentiel, les porteurs majoritaires de la première zone, lors de leur passage par l'interface entre la couche de dispersion et la deuxième partie de la première zone, voient une partie de leur énergie potentielle qui est convertie en énergie cinétique. Thus with such a potential drop, the majority carriers of the first zone, as they pass through the interface between the scattering layer and the second portion of the first zone, see a portion of their potential energy which is converted into energy kinetic. Cette énergie cinétique entraîne une dispersion des porteurs majoritaires de la première zone qui a notamment lieu dans les directions comprises dans le plan de la couche de dispersion. This kinetic energy causes a dispersion of the majority carriers of the first area that has particular place in directions lying in the plane of the scattering layer. Selon cette même possibilité et une température de fonctionnement nominale de la structure qui est Tuf, la couche de dispersion peut présenter : - une bande de conduction de niveau d'énergie inférieur au niveau d'énergie de la bande de conduction d'une valeur au moins égale à kTnf de la seconde partie de la première zone si la première zone est du type de conductivité pour lequel les porteurs majoritaires sont des électrons, ou une bande de valence de niveau d'énergie supérieur au niveau d'énergie de la bande de valence de la seconde zone d'une valeur au moins égale à kTnf si la première zone est du type de conductivité pour lequel les porteurs majoritaires sont des trous. According to the same potential and a nominal operating temperature of the structure which is tuff, the scattering layer may have: - a conduction band of lower energy level to the energy level of the conduction band of a value kTnf least the second portion of the first zone if the first region is of the conductivity type for which the majority carriers are electrons, or an energy level greater than the valence band energy level of the band valence of the second zone to a value at least equal to kTnf if the first region is of the conductivity type for which the majority carriers are holes. Selon cette dernière possibilité, la deuxième partie de la première zone peut présenter une largeur de bande interdite dont l'énergie est inférieure à la largeur de bande interdite de la couche de dispersion. According to this last possibility, the second part of the first area may have a bandgap with an energy lower than the bandgap of the dispersion layer. Une telle différence entre les largeurs de bandes interdites de la deuxième partie et de la couche de dispersion peut permettre de ne pas créer une barrière de potentiel entre la couche de dispersion et la deuxième zone. Such a difference between the forbidden band widths of the second portion and the dispersion layer can afford not create a potential barrier between the scattering layer and the second zone. Ceci permet de limiter les pertes lors du fonctionnement de la structure et donc d'améliorer le rendement énergétique de la structure. This limits the losses in the operation of the structure and thereby improve the energy efficiency of the structure. La couche de dispersion peut être adaptée pour former avec la deuxième partie une barrière de potentiel pour les porteurs majoritaires de la première zone lorsque ces derniers passent de la couche de dispersion à la deuxième partie. The scattering layer can be adapted to form with the second part a potential barrier for majority carriers of the first zone when they pass from the scattering layer to the second part.
Avec une telle barrière de potentiel, la résistance d'interface entre la couche de dispersion et la deuxième partie de la première zone est augmentée pour les porteurs majoritaires de la première zone lorsque ces derniers passent de la couche de dispersion à la deuxième partie de la première zone. With this potential barrier, the interface resistance between the dispersion layer and the second portion of the first region is increased to the majority carriers of the first zone when they pass from the scattering layer in the second part of the first zone. Ainsi, la résistance pour les porteurs majoritaires le long de la couche de dispersion est donc négligeable vis-à-vis de la barrière énergétique d'interface entre la couche de dispersion et la deuxième partie de la première zone et n'augmente donc pas significativement la résistance perçue par un porteur s'éloignant du chemin le plus court entre les contacts électriques de la première zone et de la deuxième zone. Thus, the resistance to the majority carriers along the scattering layer is negligible vis-à-vis the energy barrier interface between the scattering layer and the second portion of the first zone and therefore does not increase significantly resistance perceived by a wearer away from the shortest path between the electrical contacts of the first zone and the second zone.
Selon cette même possibilité et une température de fonctionnement nominale de la structure qui est Tuf, la couche de dispersion peut présenter : - une bande de conduction de niveau d'énergie supérieure au niveau énergétique de la bande de conduction de la seconde partie de la première zone d'une valeur inférieure à kTnf pour une première zone du type de conductivité pour lequel les porteurs majoritaires sont des électrons, ou une bande de valence de niveau énergétique inférieure au niveau énergétique de la bande de valence de la seconde zone d'une valeur inférieure à kTnf pour une première zone du type de conductivité pour lequel les porteurs majoritaires sont des trous. According to the same potential and a nominal operating temperature of the structure which is tuff, the scattering layer may have: - a level of conduction band energy greater than the energy level of the conduction band of the second part of the first area to a value less than kTnf for a first area of ​​conductivity type for which the majority carriers are electrons, or an energy level less than the valence band energy level of the valence band of the second region by a value less than kTnf for a first area of ​​conductivity type for which the majority carriers are holes. Selon cette dernière possibilité, la deuxième partie de la première zone peut présenter une largeur de bande interdite dont l'énergie est supérieure à celle de la largeur de bande interdite de la couche de dispersion. According to this last possibility, the second part of the first area may have a band gap energy is greater than the bandgap of the dispersion layer. La couche de dispersion peut former un puits de potentiel, pour les porteurs majoritaires de la première zone, entre la première et la deuxième partie de la première zone. The scattering layer may form a potential well for the majority carriers of the first area between the first and the second part of the first zone. Ainsi, les porteurs majoritaires de la première zone traversant l'interface entre la première partie et la couche de dispersion perdent une partie de leur énergie potentielle qui est convertie en énergie cinétique et sont partiellement confinés dans la couche de dispersion en raison de la barrière de potentiel présente à l'interface entre la couche de dispersion et la deuxième partie de la première zone. Thus, majority carriers of the first zone through the interface between the first portion and the scattering layer loses some of its potential energy is converted into kinetic energy and are partially confined in the dispersion layer due to the barrier potential present at the interface between the scattering layer and the second portion of the first zone. Les porteurs majoritaires de la première zone sont donc à même, en raison de leur énergie cinétique et du confinement partiel dans la couche de dispersion, de se disperser dans les directions comprises dans le plan de la couche de dispersion. The majority carriers of the first zone are therefore able, due to their kinetic energy and partial containment in the dispersion layer, to disperse in the directions lying in the plane of the scattering layer. la première zone peut être formée d'au moins trois éléments chimiques dont la proportion en au moins un desdits éléments permet de varier la largeur de bande interdite d'un matériau semiconducteur formé desdits éléments, la couche de dispersion présentant une proportion moyenne en au moins un des éléments différents de celle d'au moins la première partie de la première zone de manière à ce que la couche de dispersion présente une largeur de bande interdite inférieure à celle de la première partie. the first zone may be formed of at least three chemical elements whose proportion in at least one of said elements allows to vary the bandgap of a semiconductor material formed of said elements, the scattering layer having an average proportion of at least one of the components of that of at least the first part of the first zone so that the dispersion layer has a bandgap smaller than that of the first part. De tels éléments chimiques permettent lors de la fabrication de la structure, en faisant varier la proportion d'au moins un de ces éléments lors de l'étape de fourniture de la première zone, de modifier la largeur de bande interdite en fonction des valeurs de bande interdite recherchée. Such chemical elements allow during manufacture of the structure, by varying the proportion of at least one of these elements during the step of providing the first zone, to change the band gap depending on the values ​​of bandgap sought. On obtient ainsi une structure selon l'invention avec des coûts de fabrication du même ordre de grandeur que ceux d'une structure de l'art antérieur. a structure is thus obtained according to the invention with manufacturing costs of the same order of magnitude as those of a prior art structure. La première zone peut être formée d'au moins trois éléments chimiques sélectionnés dans le groupe comportant l'indium (In), le gallium (Ga), l'aluminium (AI), l'azote (N) et un élément chimique donneur ou accepteur d'électrons pour les 2 0 semiconducteurs formés par lesdits éléments chimiques. The first zone may be formed of at least three chemical elements selected from the group comprising indium (In), gallium (Ga), aluminum (Al), nitrogen (N) and a chemical element or donor electron acceptor for semiconductor 0 2 formed by said chemical elements. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une structure semiconductrice comportant les étapes consistant à : former la première partie de la première zone, former la couche de dispersion en contact sur l'une de ses 25 deux faces avec la première partie, former la deuxième partie de la première zone en contact avec la couche de dispersion sur la face de la couche de dispersion qui est opposée à la première partie de la première zone, former la deuxième zone de la structure, la deuxième zone 30 de la structure étant reliée à la première zone. The invention also relates to a method of fabricating a semiconductor structure comprising the steps of: forming the first part of the first area, forming the dispersion layer in contact on one of its two faces 25 with the first portion, form the second part of the first zone in contact with the dispersion layer on the surface of the scattering layer which is opposite to the first part of the first region, forming the second zone of the structure, the second area 30 of the structure being connected to the first zone.
Un tel procédé permet la fourniture d'une structure selon l'invention. Such a method enables the provision of a structure according to the invention. La première zone peut être une multicouche comportant une première et une deuxième couche formant respectivement la première et la deuxième partie, les étapes de formation de la première et de la deuxième partie étant chacune une étape de formation d'un matériau semiconducteur afin de former une couche dudit matériau. The first zone may be a multilayer comprising a first and a second layer respectively forming the first and the second part, the steps of forming the first and the second part each being a step of forming a semiconductor material to form a layer of said material. Les étapes de formation des première et deuxième parties et de la couche de dispersion peuvent être réalisées en une seule étape consistant à déposer un matériau semiconducteur comportant au moins un type d'éléments dopants adapté pour fournir au moins un porteur correspondant au premier type de conductivité, la concentration en l'au moins un type d'éléments dopants étant variée pendant le dépôt de manière à former la couche de dispersion. The steps of forming the first and second portions and the scattering layer may be performed in a single step of depositing a semiconductor material comprising at least one type of dopant elements adapted for providing at least one carrier corresponding to the first conductivity type , the concentration of the at least one type of doping elements being varied during the deposition so as to form the scattering layer. Les première et deuxième parties de la première zone et la couche de dispersion peuvent être formées de matériaux semiconducteurs présentant pour au moins la première partie et la couche de dispersion une largeur de bande interdite différente, les étapes de formation des première et deuxième parties et de la couche de dispersion étant réalisées en une seule étape consistant à déposer des éléments chimiques, formant un matériau semiconducteur, dont la composition est variée pendant le dépôt de manière à former successivement la deuxième partie, la couche de dispersion et la première partie. The first and second portions of the first zone and the scattering layer may be formed of semiconductor materials having at least the first portion and the scattering layer a bandgap different, the steps of forming first and second portions and the dispersion layer being made in a single step of depositing the chemical elements forming a semiconductor material whose composition is varied during deposition so as to form the second part successively, the dispersion layer and the first part.
De tels procédés permettent la fourniture de structures selon l'invention sans surcoûts significatifs vis-à-vis d'une structure selon l'art antérieur, les couches formant la première zone étant fournies en une seule étape. Such methods enable the provision of structures according to the invention without significant additional costs vis-à-vis of a structure according to the prior art, the layers forming the first region being provided in a single step. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation, donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre une vue schématique en coupe transversale d'une structure selon l'invention, la figure 2 illustre un diagramme de bande en bandes plates simplifié et schématisé d'un premier mode de réalisation de l'invention, la figure 3 illustre le principe de fonctionnement général d'une structure selon l'invention, la figure 4 illustre un diagramme de bandes en bandes plates simplifié et schématisé d'un deuxième mode de réalisation de l'invention, la figure 5 illustre un diagramme de bandes en bandes plates simplifié et schématisé d'un troisième mode de réalisation de l'invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be better understood on reading the description of example embodiments given purely for indicative and non limitative, with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 illustrates a schematic sectional view cross of a structure according to the invention, Figure 2 illustrates a band diagram in simplified flat bands and schematically a first embodiment of the invention, Figure 3 illustrates the general principle of operation of a structure according the invention, FIG 4 shows a diagram of strip tapes simplified flat and schematically a second embodiment of the invention, Figure 5 illustrates a strip band diagram schematically simplified flat and a third mode embodiment of the invention. Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre. Identical, similar or equivalent parts of the different figures bear the same numerical references so as to facilitate the passage from one figure to another. Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles. The different parts shown in the figures are not necessarily to a uniform scale, to make the figures more legible. Les différentes possibilités et variantes de l'invention doivent être comprises comme n'étant pas exclusives les unes des autres et peuvent se combiner entre elles. The different possibilities and variations of the invention should be understood as not being exclusive of each other and can be combined together. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Les structures selon l'invention décrites ci-dessous sont des exemples de mise en oeuvre de l'invention qui ont pour but d'illustrer les possibilités de l'invention et ne sont donc pas limitatives des applications possibles de l'invention. DETAILED DISCUSSION OF PARTICULAR EMBODIMENTS The structures of the invention described below are examples of implementation of the invention which are intended to illustrate the possibilities of the invention and are not limiting the possible applications of the invention. De même les valeurs indiquées ci-dessous, quand cela est précisé, sont des valeurs correspondant à une application particulière de l'invention. Similarly the values ​​indicated below, when it is specified, are values ​​corresponding to a particular application of the invention. Ces valeurs ne doivent donc pas être entendues comme des valeurs limitatives de l'invention et ne sont donc données qu'à titre d'exemple. These values ​​must therefore not be understood as limiting values ​​of the invention and therefore are given by way of example. Premier mode de réalisation La figure 1 illustre une vue en coupe transversale d'une structure 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention qui est une structure adaptée pour émettre un rayonnement électromagnétique, dit plus généralement de la lumière. First Embodiment Figure 1 illustrates a cross-sectional view of a structure 1 according to a first embodiment of the invention which is a structure suitable for emitting electromagnetic radiation, said generally light. Ce premier mode de réalisation est le mode de réalisation préféré de l'invention. This first embodiment is the preferred embodiment of the invention. La structure 1 selon l'application particulière est une structure adaptée pour émettre un rayonnement électromagnétique dont la gamme de longueurs d'onde est comprise dans la gamme de longueurs d'onde du visible. The structure 1 according to the particular application is a structure adapted to emit electromagnetic radiation including the range of wavelengths is in the wavelength range of the visible. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux seules gammes de longueurs d'onde présentes dans le visible et le principe de l'invention peut être adaptée sur tout type de structure semiconductrice quelle que soit la gamme de longueur dans laquelle elle est destinée à émettre. Of course, the invention is not limited to the wavelength ranges present in the visible and the principle of the invention can be adapted to any type of semiconductor structure irrespective of the length range in which it is intended to emit. La structure présente une température de fonctionnement nominale à laquelle elle est destinée à fonctionner, une telle température de fonctionnement nominale est notée Tuf. The structure has a nominal operating temperature to which it is intended to function, such a nominal operating temperature is denoted Tuf. Dans l'application particulière la température de fonctionnement nominale est égale à 100°C. In the particular application the nominal operating temperature is 100 ° C. Une telle structure 1 comporte une première et une deuxième zone 10, 20 reliées l'une à l'autre par une troisième zone 30 pour former une jonction semiconductrice, chacune étant en contact avec un contact électrique respectif 41, 42. Plus précisément, une telle structure 1 comporte en partant du deuxième contact 42 électrique en direction du premier contact 41 électrique : le deuxième contact 42 électrique, la deuxième zone 20 semiconductrice présentant une première et une seconde face, la première face étant en contact avec le deuxième contact 42 électrique, la deuxième zone 20 présentant une conductivité d'un deuxième type, la troisième zone 30 semiconductrice en contact avec la deuxième zone 20, sur la seconde face de la deuxième zone 20, la troisième zone 30 présente une largeur de bande interdite inférieure à celle des zones 10 et 20, la première zone 10 semiconductrice en contact avec la troisième zone 30, sur la face de la troisième zone 30 qui This structure 1 comprises a first and a second region 10, 20 connected to each other by a third zone 30 to form a semiconductor junction, each being in contact with a respective electrical contact 41, 42. More specifically, a this structure 1 comprises starting from the second contact electrical 42 towards the first contact electrical 41: the second contact electrical 42, the second 20 semiconductor region having a first and a second face, the first face being in contact with the electrical second contact 42 , the second region 20 having a conductivity of a second type, the third semiconductor region 30 in contact with the second zone 20 on the second face of the second zone 20, the third zone 30 has a bandgap smaller than areas 10 and 20, the first semiconductor region 10 in contact with the third zone 30 on the side of the third area 30 which est opposée à la deuxième zone 20, la première zone 10 présentant une conductivité d'un premier type opposé au deuxième type de conductivité de manière à former avec la deuxième zone 20 une jonction semiconductrice qui s'étend dans la troisième zone 30, la face de la première zone qui est opposée à la troisième zone 30 présentant la surface d'émission de la structure 1, le premier contact 41 électrique en contact avec la première zone 10, sur la face de la première zone 10 qui est opposée à la troisième zone 30. is opposite the second zone 20, the first region 10 having a conductivity of a first type opposite the second conductivity type so as to form with the second region 20 a semiconductor junction which extends into the third zone 30, the face of the first zone which is opposite to the third area 30 having the emitting surface of the structure 1, the first electrical contact 41 in contact with the first zone 10 on the side of the first zone 10 which is opposite to the third zone 30.
Selon une possibilité avantageuse de l'invention, au moins la première zone 10 et préférentiellement l'ensemble des zones semiconductrices 10, 20, 30 de la structure 1 sont réalisées dans des matériaux semiconducteurs formés d'au moins trois même éléments chimiques adaptés pour que la variation de la proportion d'au moins un de ces éléments chimiques induise une variation de la largeur de bande interdite du matériau comportant ladite proportion dudit élément chimique. According to an advantageous possibility of the invention, at least the first zone 10 and preferably all of the semiconductor zones 10, 20, 30 of the structure 1 are made of semiconductor materials containing at least three same chemical elements suitable for the variation in the proportion of at least one of these chemical elements induces a variation in the bandgap of the material comprising said proportion of said chemical element. Selon cette possibilité avantageuse de l'invention, les éléments semiconducteurs formés peuvent être une combinaison d'éléments sélectionnés dans les colonnes III et V du tableau périodique de Mendeleiev, tels que l'indium In, le gallium Ga, l'arsenic As, l'antimoine Sb, l'aluminium Al et l'azote N, ou d'éléments sélectionnés dans les colonnes II et VI du tableau périodique de Mendeleiev, tels que le cadmium Cd, le tellure Te, le mercure Hg, le zinc Zn, l'oxygène O et le sélénium Se. According to this advantageous possibility of the invention, the formed semiconductor elements may be a combination of elements selected from columns III and V of the Periodic Table of Mendeleev, such as indium In, Ga gallium, arsenic As, the Sb antimony, aluminum Al, and nitrogen N, or elements selected from columns II and VI of the periodic table of Mendeleev, such as Cd Cd, Te, Hg mercury, zinc Zn, the O oxygen and selenium Se. Ainsi dans l'application particulière, les première, deuxième et troisième zones sont composées des trois mêmes éléments chimiques que sont le gallium Ga, l'indium In et l'azote N et sont ainsi formées soit en nitrure de gallium GaN, soit dans un nitrure de gallium-indium InxGai_xN, x étant une valeur comprise entre 0 et 1. Dans la configuration illustrée sur la figure 1, la deuxième zone 20 comprend un support semiconducteur sensiblement plat. Thus, in the particular application, the first, second and third areas are composed of the same three chemical elements are Ga gallium, indium In and nitrogen N, and are thus formed either GaN gallium nitride, or in a indium gallium nitride InxGai_xN, x being a value between 0 and 1. in the configuration illustrated in Figure 1, the second zone 20 comprises a substantially planar semiconductor substrate. Le support est un semiconducteur préférentiellement à gap direct. The support is preferably a direct gap semiconductor. La largeur de bande interdite de la deuxième zone 20 possède une énergie supérieure à celle du rayonnement électromagnétique émis par la structure 1. Dans l'application particulière, la deuxième zone 20 présente le deuxième type de conductivité qui est un type de conductivité dont les porteurs majoritaires sont des trous. The band gap of the second zone 20 has an energy greater than that of the electromagnetic radiation emitted by the structure 1. In the particular application, the second area 20 has the second conductivity type is a conductivity type whose holders majority are holes. Selon cette même application particulière, la concentration en porteurs majoritaires de la deuxième zone 20 est adaptée pour que ladite deuxième zone 20 présente une résistivité de 1 0.cm. According to the same particular application, the majority carrier concentration in the second zone 20 is adapted so that said second zone 20 has a resistivity of 1 0.cm.
On peut noter que, selon une possibilité alternative de l'invention, qui n'est pas illustrée, la deuxième zone peut comprendre une zone semiconductrice prenant une forme autre que celle d'un support semiconducteur plat. It may be noted that, according to an alternative possibility of the invention, which is not illustrated, the second zone may comprise a semiconductor region takes a form other than that of a flat semiconductor support. Selon une configuration alternative de l'invention non illustrée, l'invention peut également comporter un support en contact avec la deuxième zone. In an alternative configuration of the invention not shown, the invention may also include a support in contact with the second zone. Dans cette configuration, le support est en contact avec la deuxième couche sur la face de la deuxième zone qui est opposée à la troisième zone. In this configuration, the support is in contact with the second layer on the side of the second region which is opposite to the third zone. Le deuxième contact électrique forme une couche réfléchissante sur la face du support qui est opposée à la deuxième zone. The second electrical contact forming a reflective layer on the side of the support which is opposite to the second zone.
La première face de la deuxième zone 20 est en contact avec le deuxième contact électrique 42. Le deuxième contact 42 électrique est une couche en matériau conducteur adaptée pour injecter des porteurs majoritaires de la deuxième zone 20 dans la deuxième zone 20 et former un contact de type ohmique avec le matériau formant ladite deuxième zone. The first face of the second area 20 is in contact with the second electrical contact 42. The second electrical contact 42 is a layer of conductive material adapted to inject the majority carriers of the second area 20 in the second zone 20 and forming a contact ohmic type with the material forming said second area. Le matériau conducteur formant le deuxième contact 42 est préférentiellement un matériau adapté pour réfléchir au moins partiellement, et préférentiellement sensiblement totalement, les rayonnements électromagnétiques dont la longueur d'onde est comprise dans la gamme de longueurs d'onde dans laquelle est destinée à émettre la structure 1. The conductive material forming the second contact 42 is preferably a material suitable for reflecting at least partially, and preferably substantially completely, electromagnetic radiation whose wavelength is within the wavelength range over which is intended to emit the structure 1.
Le deuxième contact 42 recouvre sensiblement la totalité de la première face de la deuxième zone 20. La deuxième zone 20 est en contact sur sa deuxième face avec la troisième zone 30. La troisième zone 30 est une couche semiconductrice réalisée dans un matériau semiconducteur généralement à gap direct dont la largeur de bande interdite est adaptée à la longueur d'onde du rayonnement électromagnétique à laquelle est destinée à émettre la structure 1. Afin d'obtenir un meilleur rendement de la structure, la troisième zone présente préférentiellement, comme cela est illustré sur la figure 2, une largeur de bande interdite qui est inférieure à celle de la première zone et à celle de la deuxième zone. The second contact 42 substantially covers the entire first face of the second zone 20. The second zone 20 is in contact on its second side with the third region 30. The third region 30 is a semiconductor layer made of a semiconductor material generally direct gap whose forbidden band width is adapted to the wavelength of the electromagnetic radiation which is intended to emit the structure 1. in order to obtain a better yield of the structure, the third zone has preferably, as illustrated in Figure 2, a bandgap which is less than that of the first zone and that of the second zone.
On peut noter que la troisième zone 30 peut présenter une largeur de bande interdite qui n'est pas inférieure à celle des première et deuxième zones 10, 30. La troisième zone s'étend selon un plan qui est dit plan de la troisième zone. It may be noted that the third zone 30 may have a bandgap that is not smaller than the first and second zones 10, 30. The third area extends in a plane is said plane of the third zone. La troisième zone 30 peut être une zone dite « intrinsèque » ou une zone dite « non intentionnellement dopée ». The third zone 30 may be a zone called "intrinsic" or a zone called "unintentionally doped". On entend par zone non intentionnellement dopée que la concentration en porteurs majoritaires dans ladite zone est celle dans un matériau dans lequel on n'a pas intentionnellement introduit d'éléments dopants, c'est-à-dire adaptés pour fournir des porteurs, et qui présente alors une concentration en porteurs majoritaires qui est dite non intentionnellement dopée. concentration mean unintentionally doped region in which the majority carriers in said zone is that of a material wherein there is no intentionally introduced dopant elements, that is to say adapted for supplying carriers, and then has a majority carrier concentration which is said not intentionally doped. La valeur et le type de porteurs dans une zone du type non intentionnellement dopé sont liés au procédé de formation de ladite zone. The value and type of carrier in a zone of not intentionally doped type are linked to said area forming process. Selon une possibilité de l'invention non illustrée, la troisième zone 30 peut comporter un ou plusieurs systèmes de confinement de porteurs, tel que des puits quantiques afin d'augmenter le rendement d'émission de ladite structure 1. According to one possibility of the invention not shown, the third region 30 may comprise one or more carrier confinement systems, such as quantum wells in order to increase the emission efficiency of said structure 1.
Dans l'application particulière, la troisième zone 30 est formée en nitrure de gallium-indium InxGai_xN avec une proportion en indium In x qui est de 15 %. In the particular application, the third zone 30 is formed in indium gallium nitride InxGai_xN with a proportion of indium In x is 15%. Selon cette même application, l'épaisseur de la troisième zone 30 est sensiblement égale à 50 nm. According to that application, the thickness of the third zone 30 is substantially equal to 50 nm. La concentration en porteurs dans la troisième zone 30 dans l'application particulière est celle d'un nitrure de gallium-indium InxGai_xN de type intrinsèque ou non 2 0 intentionnellement dopé. The carrier concentration in the third zone 30 in the particular application is that of an indium gallium nitride InxGai_xN intrinsic type or not intentionally doped 2 0. La troisième zone 30 est en contact avec la première zone 10 sur la face de la troisième zone 30 qui est opposée à la deuxième zone 20. Ainsi la troisième zone 30 relie la première et la deuxième zone 10, 20 de manière à former une double hétérojonction semiconductrice. The third zone 30 is in contact with the first zone 10 of the face of the third zone 30 which is opposite to the second area 20. Thus, the third zone 30 connects the first and the second zone 10, 20 so as to form a double semiconductor heterojunction. Le plan de la troisième 25 zone 30 forme le plan de jonction. The plane 25 of the third zone 30 forms the junction plane. La première zone 10, selon la possibilité illustrée sur la figure 1, prend la forme d'une multicouche comportant, en partant de la troisième zone en direction du premier contact : - une deuxième partie 12 prenant la forme d'une couche, la première zone 10 étant reliée à la troisième zone 30 et donc à la deuxième zone 20 par la deuxième partie 12, - une couche intermédiaire 13, dite de dispersion, qui est en contact avec la deuxième partie 12 sur la face de la deuxième partie 12 qui est opposée à la troisième zone 30, - une première partie 11 en contact avec la couche de dispersion 13 sur la face de la couche de dispersion 13 qui est opposée à la deuxième partie 12. La deuxième partie 12 de la première zone 10 est une couche semiconductrice préférentiellement à gap direct. The first zone 10, according to the possibility illustrated in figure 1, takes the form of a multilayer comprising, starting from the third region toward the first contact: - a second portion 12 in the form of a layer, the first zone 10 being connected to the third zone 30 and thus the second region 20 by the second portion 12, - an intermediate layer 13, so-called dispersion, which is in contact with the second portion 12 on the side of the second part 12 which is opposite to the third area 30, - a first portion 11 into contact with the scattering layer 13 on the side of the scattering layer 13 which is opposite to the second portion 12. the second portion 12 of the first zone 10 is a semiconductor layer preferably direct gap. La deuxième partie 12 présente une conductivité du premier type avec une concentration en porteurs majoritaires qui est, en valeur absolue, plus importante que celle de la troisième zone 30. Selon une possibilité de l'invention, la deuxième partie 12 peut être réalisée dans le même matériau semiconducteur que celui de la deuxième zone 20, le type de conductivité étant inversé. The second part 12 has a first conductivity type with a majority carrier concentration that is, in absolute value, greater than that of the third zone 30. According to one possibility of the invention, the second part 12 can be made in the same semiconductor material as that of the second zone 20, the conductivity type reversed.
Dans l'application particulière la deuxième partie 12 est réalisée en nitrure de gallium (GaN). In the particular application the second part 12 is made of gallium nitride (GaN). Dans cette même application, la concentration en porteurs majoritaires dans la deuxième partie 12 est adaptée pour que la deuxième partie 12 présente une résistivité de 1.10-3 Q.cm et la conductivité de cette même deuxième partie 12 est du type de conductivité pour lequel les porteurs majoritaires sont des électrons. In this same application, the majority carrier concentration in the second portion 12 is adapted so that the second portion 12 has a resistivity of 1.10-3 Q.cm and conductivity of the same second part 12 is of the conductivity type for which majority carriers are electrons. La deuxième partie 12 est en contact avec la couche de dispersion 13. La couche de dispersion 13 est une couche en matériau semiconducteur préférentiellement à gap direct. The second part 12 is in contact with the scattering layer 13. The scattering layer 13 is a layer of semiconductor material preferably direct gap. La couche de dispersion 13 est du premier type de conductivité. The scattering layer 13 is of the first conductivity type. La couche de dispersion 13 présente une résistivité plus forte que celle de la première partie 11, et préférentiellement que celle de la deuxième partie 12. La résistivité augmentée de la couche de dispersion 13 vis-à-vis de la première partie 11 et préférentiellement de la deuxième partie 12, peut être fournie, comme cela est illustré sur la figure 2, par une concentration en porteurs majoritaires dans la couche de dispersion 13 qui est inférieure à celle de la première partie 11 et préférentiellement de la deuxième partie 12. La couche de dispersion 13 est préférentiellement réalisée dans le même matériau que la deuxième partie 12. La différence de concentration en porteurs majoritaires entre la première partie 11 e et la couche de dispersion 13 implique inévitablement la formation d'une barrière énergétique à l'interface entre cette même première partie 11 et la couche de dispersion 13. Dans le cas particulier de la figure 2, la barrière éner The scattering layer 13 has a higher resistivity than that of the first portion 11 and preferably than that of second portion 12. The increased resistivity of the scattering layer 13 vis-à-vis the first portion 11 and preferably from the second portion 12, may be provided, as illustrated in Figure 2, a concentration of majority carriers in the scattering layer 13 that is less than that of the first portion 11 and preferably the second portion 12. the layer dispersion 13 is preferably made of the same material as the second portion 12. the difference in concentration of majority carriers between the first portion 11 and the scattering layer 13 inevitably involves the formation of an energy barrier at the interface between this same first portion 11 and the scattering layer 13. in the specific case of Figure 2, the barrier ener gétique correspond à une différence énergétique négative entre les bandes de conduction de la couche de dispersion 13 et la première partie 11. Il est préférable, afin que cette barrière ne limite pas significativement la circulation des porteurs, que les concentrations en porteurs majoritaires de la première partie 11 et la couche de dispersion 13 soient adaptées de manière à ce que la barrière énergétique présente une valeur inférieure à kTnf. ciency corresponds to a negative energy difference between the dispersion layer of conductive strips 13 and the first portion 11. It is preferable, so that the barrier does not significantly limit the flow of the carriers, that the concentrations of the majority carriers of the first portion 11 and the scattering layer 13 are adapted so that the energy barrier has a value less than kTnf. Autrement dit que les porteurs transitant de la première partie 11 vers la deuxième partie 12 ne ressentent pas la barrière en passant dans la couche de dispersion 13 puisque l'agitation thermique leur permet de la franchir. Otherwise known as carriers passing from the first portion 11 to second portion 12 do not feel the barrier by passing through the scattering layer 13 as the thermal agitation allows them to cross.
La couche de dispersion 13 s'étend sensiblement parallèlement au plan de jonction au moins le long d'une majeure partie de la jonction et préférentiellement, comme cela est illustré sur la figure 1, le long de la totalité de la jonction. The scattering layer 13 extends substantially parallel to the junction plane at least along a major portion of the junction and preferably, as illustrated in Figure 1, along the entire junction. L'épaisseur de la couche de dispersion 13 est préférentiellement adaptée pour permettre une dispersion des porteurs sur toute la longueur de la jonction, la dimension maximale de la structure dans le plan de jonction 31 étant 2L. The thickness of the scattering layer 13 is preferably adapted to allow a dispersion of the carriers over the whole length of the junction, the maximum dimension of the structure in the junction plane 31 is 2L. Une telle adaptation, selon ce mode de réalisation, est obtenue lorsque l'épaisseur de la couche de dispersion respecte l'inégalité suivante : Pi d dd <100 1 1,2 ' Pd avec pi et d1 respectivement la résistivité et l'épaisseur de la première partie 11, pd et dd respectivement la résistivité et l'épaisseur de la couche de dispersion 13. L'inégalité ci-dessus permet de définir le fait que la résistance à laquelle est soumis un porteur lors de son transit le long de la première partie sur la dimension de dispersion doit être inférieure à la résistance à laquelle est soumis un porteur lors de son passage au travers de la couche de dispersion. Such an adaptation, according to this embodiment is obtained when the thickness of the dispersion layer meets the following inequality: d dd Pi <100 1 1.2 Pd with pi and d1 respectively the resistivity and the thickness of the first portion 11, pd and dd respectively the resistivity and the thickness of the dispersion layer 13. the above inequality can define that the resistance to which is subjected a carrier during its transit along the first part on the size of dispersion must be less than the resistance which is subjected a carrier during its passage through the dispersion layer. Une telle différence permet, comme cela est illustré sur la figure 3, à la structure de présenter une différence de résistance minimale entre le chemin de conduction 61 d'un porteur passant directement du premier contact au deuxième contact et le chemin de conduction 63 d'un porteur transitant tout d'abord le long de la première partie avant de passer au travers des différentes couches 13, 12, 30, 20 formant la structure 1 pour rejoindre le deuxième contact 42. On obtient ainsi une distribution du courant sur toute la majeure partie de la jonction, préférentiellement la totalité de la jonction et donc une émission de lumière répartie sur la majeure partie de la jonction. Such a difference allows, as shown in Figure 3, the structure to present a minimum resistance difference between the conduction path 61 of a carrier passing directly from the first contact to the second contact and the conduction path 63 of a carrier initially passing along the first front portion to pass through the various layers 13, 12, 30, 20 forming the structure 1 to join the second contact 42. This provides a current distribution over the entire major part of the joint, preferably the entire junction and therefore a light emitting distributed over the bulk of the junction.
Afin d'illustrer l'application pratique de cette inégalité on peut prendre l'exemple présenté ci-dessous. To illustrate the practical application of this inequality we can take the example below. Ainsi dans une diode électroluminescente présentant une jonction d'un diamètre de 500 iim (L), dans laquelle doit avoir lieu l'émission de lumière avec un premier contact 41 électrique centrale de diamètre de 50 iim, une longueur de dispersion, de plus de 225 iim (L/2) serait nécessaire pour distribuer uniformément le courant sur la « surface de jonction ». Thus, in a light emitting diode having a junction with a diameter of 500 iim (L), wherein to take place the emission of light with a first contact 41 central diameter electric iim 50, a length of dispersion, more 225 iim (L / 2) would be necessary to uniformly distribute the current of the "joining surface." Dans une telle configuration avec une épaisseur de la première zone de 1 iim et une résistivité de cette dernière de 1.10-3 Q.cm, la couche de dispersion pourrait présenter une épaisseur de 0.6 iim pour une résistivité de 1 Q.cm ou encore une épaisseur de 60 nm pour une résistivité de 10 Q.cm. In such a configuration with a thickness of the first region 1 iim and a resistivity thereof of 1.10-3 Q.cm, the scattering layer may have a thickness of 0.6 iim to a resistivity of 1 Q.cm or a thickness of 60 nm for a resistivity of 10 Q.cm. Dans l'application particulière, la couche de dispersion 13 est réalisée en nitrure de gallium GaN. In the particular application, the scattering layer 13 is made of gallium nitride GaN. La couche de dispersion 13 présente un type de conductivité dont les porteurs majoritaires sont des électrons. The scattering layer 13 has a conductivity type whose majority carriers are electrons. Dans cette même application particulière, la concentration en porteurs majoritaires est adaptée pour que la couche de dispersion présente une résistivité sensiblement égale à 1.104 Q.cm. In the same particular application, the majority carrier concentration is adapted to the dispersion layer has a resistivity substantially equal to 1.104 Q.cm. Ainsi, une telle couche de dispersion 13 est adaptée pour provoquer une dispersion des porteurs de la première zone 10 dans les directions comprises dans le plan de la couche de dispersion 13 et permet d'obtenir une répartition homogène du courant lors de son passage dans la jonction. Thus, such a dispersion layer 13 is adapted to cause scattering of carriers of the first zone 10 in the directions lying in the plane of the scattering layer 13 and provides a homogeneous distribution of current in its passage through the junction.
La couche de dispersion 13 est en contact avec la première partie 11 de la première zone 10. La première partie 11 est une couche semiconductrice préférentiellement à gap direct. The scattering layer 13 is in contact with the first portion 11 of the first zone 10. The first portion 11 is a semiconductor layer preferably direct gap. La première partie 11 est préférentiellement formée dans le même matériau que la deuxième partie 12. La première partie 11 est du premier type de conductivité. The first portion 11 is preferably formed in the same material as the second portion 12. The first portion 11 is of the first conductivity type. La première partie 11 présente une conductivité plus importante que la couche dispersion 13 et du même ordre de grandeur que celle de la deuxième partie 12 et préférentiellement sensiblement égale à celle de la deuxième partie 12. Ainsi, dans la configuration illustrée sur la figure 2, la première et la deuxième partie 11, 12 et la couche de dispersion 13 étant réalisées dans le même matériau semiconducteur, la couche de dispersion 13 forme à son interface avec la première partie 11 une barrière de potentiel pour les porteurs majoritaires de la première zone 10 lorsque ces derniers passent de la première partie 11 à la couche de dispersion 13. Dans cette même configuration, la couche de dispersion 13 forme également à son interface avec la première partie 11 une barrière de potentiel pour les porteurs minoritaires de la première zone 10 lorsque ces derniers passent de la couche de dispersion 13 à la première partie 11. Dans l'application particulière, l The first part 11 has a greater conductivity than the dispersion layer 13 and of the same order of magnitude as that of the second portion 12 and preferably substantially equal to that of the second part 12. Thus, in the configuration illustrated in Figure 2, the first and second parts 11, 12 and the dispersion layer 13 being made of the same semiconductor material, the scattering layer 13 forms at its interface with the first portion 11 a potential barrier for majority carriers of the first region 10 when they pass from the first part 11 in the dispersion layer 13. in this same configuration, the scattering layer 13 also forms at its interface with the first portion 11 a potential barrier for the minority carriers of the first zone 10 when the latter pass from the scattering layer 13 to the first portion 11. in the particular application, the a première partie 11 est formée de nitrure de gallium GaN. a first part 11 is formed of gallium nitride GaN. La première partie 11 est d'un type de conductivité pour lequel les porteurs majoritaires sont des électrons. The first portion 11 is of a conductivity type for which the majority carriers are electrons. La première partie 11, dans cette même application particulière, comporte une concentration en porteurs majoritaires adaptée pour que la première partie 11 présente une résistivité de 1.10-4 Q.cm. The first part 11, in the same particular application, comprises a majority carrier concentration adapted so that the first portion 11 has a resistivity of 1.10-4 Q.cm. La première partie 11 est en contact avec le premier contact 41. Le premier contact 41 est un matériau conducteur adapté pour former un contact du type ohmique avec la première partie 11. Le premier contact 41 est en contact avec la première partie 11 sur une portion de la face de la première partie 11 qui est opposée à la couche de dispersion 13. La portion représente un pourcentage au moins inférieur à 20 % de la surface de la face de la première partie 11. Une telle structure 1 peut être formée par la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication comprenant les étapes consistant à : fournir un support semiconducteur de manière à former la deuxième zone 20, ledit support présentant le deuxième type de conductivité et comportant une première et une seconde face, former en contact avec la deuxième face de la deuxième zone 20, une troisième zone 30 semiconductrice, ladite troisième zone 30 étant du type intrinsèque ou du type non intentionnellement dopé, for The first part 11 is in contact with the first contact 41. The first contact 41 is a conductive material adapted to form a contact with the ohmic type with the first part 11. The first contact 41 is in contact with the first portion 11 over a portion from the face of the first portion 11 which is opposite to the scattering layer 13. the portion is a percentage at least less than 20% of the surface of the face of the first portion 11. such a structure 1 can be formed by the implementation of a method comprising the steps of: providing a semiconductor substrate so as to form the second zone 20, said carrier having the second conductivity type and having a first and a second face, forming in contact with the second side of the second zone 20, a third semiconductor region 30, said third area 30 being the intrinsic type or not intentionally doped type, for mer en contact avec la troisième zone 30, sur la face de la troisième zone 30 qui est opposée à première zone 10, la deuxième partie 12, ladite deuxième partie 12 présentant une conductivité du premier type, former en contact avec la deuxième partie 12, sur la face de la deuxième partie 12 qui est opposée à la troisième zone 30, la couche de dispersion 13, la couche de dispersion 13 présentant le premier type de conductivité et une résistivité plus importante que celle de la deuxième partie 12, - former la première partie 11 en contact avec la couche de dispersion 13, sur la face de la couche de dispersion 13 qui est opposée à la deuxième partie 12, la première partie 11 présentant une conductivité du premier type et présentant une concentration en porteurs majoritaires du même ordre de grandeur que celui de la deuxième partie 12, la première partie 11 formant, avec la couche de dispersion 13 et la deuxième partie 12, la première zone 10, former le premi sea ​​in contact with the third zone 30 on the side of the third zone 30 which is opposite to the first zone 10, the second part 12, said second portion 12 having a first conductivity type, formed in contact with the second portion 12, on the face of the second part 12 which is opposite to the third area 30, the scattering layer 13, the scattering layer 13 having the first conductivity type and a higher resistivity than that of the second portion 12 - form the first portion 11 into contact with the scattering layer 13 on the side of the scattering layer 13 which is opposite to the second portion 12, the first portion 11 having a first conductivity type and having a majority carrier concentration of the same order of magnitude as that of the second portion 12, the first portion 11 forming, with the scattering layer 13 and the second portion 12, the first zone 10 form the Premi er contact 41 en contact avec la première partie 11 sur la face de la première partie 11 qui est opposée à la couche de dispersion 13, former le deuxième contact électrique 42 en contact avec la première face de la deuxième zone 20. first contact 41 in contact with the first portion 11 on the side of the first portion 11 which is opposite to the scattering layer 13, forming the second electrical contact 42 in contact with the first face of the second zone 20.
On peut également noter qu'un tel procédé de fabrication possède l'avantage que la formation des couches 11, 12, 13 composant la première zone 10, dans le cas où l'ensemble des couches constituant la première zone 10 est formé du même matériau, peut être obtenue en une seule étape en modulant la concentration en éléments dopants lors du dépôt dudit matériau pour former la couche de dispersion 13. It is also noted that such production method has the advantage that the formation of the layers 11, 12, 13 composing the first zone 10, in the case where all the layers constituting the first zone 10 is formed of the same material can be obtained in one step by adjusting the dopant concentration during the deposition of said material for forming the scattering layer 13.
Ainsi il est possible, de même que pour une diode électroluminescente de l'art antérieur, de former la première zone 10 en une seule étape ceci avec le même équipement mis en oeuvre lors de la fabrication de la structure 1 de l'art antérieur. Thus it is possible, as well as for a light emitting diode of the prior art, to form the first zone 10 in a single step with this the same equipment used in the manufacture of the structure 1 of the prior art. Deuxième mode de réalisation La figure 4 illustre schématiquement un diagramme de bandes de bandes plates d'une structure 1 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Second Embodiment Figure 4 illustrates schematically a flat bands of a band diagram of a structure 1 according to a second embodiment of the invention. Une structure 1 selon le deuxième mode de réalisation se différencie d'une structure 1 selon le premier mode de réalisation en ce que la couche de dispersion 13 présente une largeur de bande interdite inférieure à celle des première et deuxième parties 11, 12 de la première zone 10. Dans ce mode de réalisation, la couche de dispersion 13 est réalisée dans un matériau semiconducteur qui présente une largeur de bande interdite inférieure au matériau semiconducteur formant la première et la deuxième partie 11, 12 de la première zone 10. A structure 1 according to the second embodiment differs from a structure 1 according to the first embodiment in that the scattering layer 13 has a bandgap smaller than the first and second portions 11, 12 of the first zone 10. in this embodiment, the scattering layer 13 is made of a semiconductor material having a bandgap less than the semiconductor material forming the first and second part 11, 12 of the first zone 10.
Dans le mode de réalisation illustré en figure 4, la couche de dispersion 13 forme un puits de potentiel entre les première et deuxième parties 11' 12. Le niveau de la bande de conduction et le niveau de la bande de valence de la couche de dispersion sont respectivement plus et moins énergétiques que les niveaux de la bande correspondante des première et deuxième parties 11, 12. In the embodiment illustrated in Figure 4, the scattering layer 13 forms a potential well between the first and second portions 11 '12. The level of the conduction band and the level of the valence band of the dispersion layer are respectively more and less energetic than the levels of the corresponding band of the first and second portions 11, 12.
Ainsi, la couche de dispersion 13 forme avec la première partie 11 une chute de potentiel pour les porteurs de la première zone 10 lorsque ces derniers passent de la première partie 11 à la couche de dispersion 13. De même dans cette configuration, la couche de dispersion 13 forme à son interface avec la deuxième partie 12 une barrière de potentiel pour les porteurs de la première zone 10 lorsque ces derniers passent de la couche de dispersion 13 à la deuxième partie 12. La couche de dispersion 13 forme ainsi, avec la chute de potentiel formée à son interface avec la première partie 11 et avec la barrière de potentiel formée à son interface avec la deuxième partie 12 un puits de potentiel. Thus, the scattering layer 13 form with the first portion 11 a drop in potential for the carriers of the first zone 10 when they pass from the first part 11 in the scattering layer 13. Similarly in this configuration, the layer dispersion 13 forms at its interface with the second portion 12 a potential barrier for carriers of the first zone 10 when the latter pass from the scattering layer 13 to the second portion 12. the scattering layer 13 thus forms, with the fall potential formed at its interface with the first portion 11 and the potential barrier formed at the interface with the second portion 12 a potential well. Les porteurs de la première zone 10 lorsqu'ils passent de la première partie 11 à la couche de dispersion 13 perdent, en raison de la chute de potentiel, une partie de leur énergie potentielle qui est convertie en énergie cinétique et se retrouvent partiellement confinés dans la couche de dispersion 13 en raison de la barrière de potentiel. The carriers of the first zone 10 as they move from the first part 11 to the scattering layer 13 lose, due to the potential drop, a part of their potential energy is converted into kinetic energy and are found in partially confined the dispersion layer 13 due to the potential barrier. Les porteurs de la première zone 10, avec cette énergie cinétique et en étant partiellement confinés, se dispersent dans les directions comprises dans le plan de la couche de dispersion permettant ainsi l'obtention d'une répartition plus homogène du courant lors de son passage dans la jonction. The carriers of the first zone 10, with the kinetic energy and being partially contained, dispersed in the directions lying in the plane of the scattering layer thereby obtaining a more homogeneous distribution of current in its passage through the junction. Une structure 1 selon l'application particulière décrite dans le premier mode de réalisation peut être adaptée selon le deuxième mode de réalisation. A structure 1 according to the particular application described in the first embodiment can be adapted according to the second embodiment. Dans une telle adaptation, la couche de dispersion 13 n'est pas réalisée dans le même matériau que celui de la première et de la deuxième partie 11, 12 mais est réalisée en nitrure de gallium-indium InxGal,N avec une proportion relative de 5 % d'indium In. Les autres caractéristiques de la structure 1 restent identiques à celles précédemment décrites. In such an adaptation, the scattering layer 13 is not made of the same material as that of the first and the second part 11, 12 but is made of indium gallium nitride InxGal, N with a relative proportion of 5 % indium in. other features of the structure 1 are identical to those previously described. Un procédé de fabrication d'une structure 1 selon ce deuxième mode de réalisation se différencie d'un procédé de fabrication d'une structure 1 selon le premier mode de réalisation dans la réalisation de l'étape de formation de la couche de dispersion 13. En effet, pour un procédé de fabrication d'une structure 1 selon le deuxième mode de réalisation, la couche de dispersion 13 étant réalisée dans un matériau possédant une largeur de bande interdite inférieure de celle de la première et de la deuxième partie 11, 12, il est nécessaire de modifier le matériau déposé entre l'étape de formation de la deuxième partie 12 et l'étape de formation de la couche de dispersion 13. On peut noter que pour des matériaux semiconducteurs offrant la possibilité de modifier la largeur de bande interdite par le changement de proportion d'un élément comme c'est le cas par exemple pour les nitrures de gallium-indium InxGal_ xN et pour les oxydes de zinc-manganèse ZnxMg1,0, i A method of manufacturing a structure 1 according to this second embodiment differs from a method of manufacturing a structure 1 according to the first embodiment in carrying out the step of forming the scattering layer 13. Indeed, a method for manufacturing a structure 1 according to the second embodiment, the scattering layer 13 being made of a material having a bandgap less than that of the first and the second part 11, 12 , it is necessary to change the material deposited between the step of forming the second portion 12 and the step of forming the scattering layer 13. it may be noted that for semiconductor materials with the possibility of modifying the bandwidth prohibited by the proportion of change of an element as is the case for example for the gallium-indium nitride InxGal_ xN and oxides of zinc-manganese ZnxMg1,0 i l est possible de former la couche de dispersion 13 en modifiant la proportion d'au moins un des éléments de manière à obtenir la largeur de bande interdite adéquate et de modifier la concentration en éléments dopants. l is possible to form the scattering layer 13 by varying the proportion of at least one of the elements so as to obtain the width of proper band gap and changing the concentration of doping elements. Après formation de la couche de dispersion 13, les conditions de dépôt utilisées pour la formation de la deuxième partie 12 sont rétablies afin de former la première partie 11. After formation of the scattering layer 13, the deposition conditions used for the formation of the second portion 12 are reset in order to form the first portion 11.
Troisième mode de réalisation La figure 5 illustre schématiquement un diagramme de bandes en bandes plates d'une structure 1 selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Third Embodiment Figure 5 schematically illustrates a flat strip band diagram of a structure 1 according to a third embodiment of the invention.
Une structure 1 selon le troisième mode de réalisation se différencie d'une structure 1 selon le deuxième mode de réalisation en ce que la deuxième partie 12 présente une largeur de bande interdite qui est inférieure à celle de la couche de dispersion 13. Dans ce troisième mode de réalisation la couche formant la deuxième partie 12 est réalisée dans un matériau semiconducteur, préférentiellement à gap direct, qui possède une largeur de bande interdite inférieure à celle de la couche de dispersion 13. Une telle deuxième partie 12, en présentant une conductivité sensiblement identique à celle de la première partie 11, permet à la couche de dispersion 13 de former avec la deuxième partie une chute de potentiel pour les porteurs majoritaires de la première zone 10 lorsque ces derniers passent de la couche de dispersion 13 à la deuxième partie 12. Ainsi, pour une structure 1 selon le troisième mode de réalisation, comme pour une structure 1 selon le deuxièm A structure 1 according to the third embodiment differs from a structure 1 according to the second embodiment in that the second part 12 has a bandgap that is less than that of the scattering layer 13. In this third embodiment the layer forming the second portion 12 is made of a semiconductor material, preferably in direct gap, which has a bandgap smaller than that of the dispersion layer 13. this second portion 12, in having a conductivity substantially identical to that of the first portion 11 allows the scattering layer 13 to form the second part a potential drop for the majority carriers of the first zone 10 when the latter pass from the scattering layer 13 to the second part 12 . Thus, for a structure 1 according to the third embodiment, as for a structure 1 according to the second g e mode réalisation, un porteur, en passant de la première partie 11 à la couche de dispersion 13, et donc en passant par la chute de potentiel formée à l'interface entre la première partie 11 et la couche de dispersion 10, voit son énergie potentielle en partie diminuée et convertie en énergie cinétique. an embodiment, a carrier, passing the first portion 11 to the scattering layer 13, and thus through the voltage drop formed at the interface between the first portion 11 and the scattering layer 10, has its energy potential decreased in part and converted into kinetic energy. Les porteurs peuvent, avec cette énergie cinétique se disperser notamment selon les directions comprises dans le plan de la couche de dispersion 13. De plus, dans ce mode de réalisation, la couche de dispersion 13 formant une chute de potentiel avec la deuxième partie 12, les porteurs subissent également une perte d'une partie de leur énergie potentielle qui est convertie en énergie cinétique lors de leur passage de la couche de dispersion 13 à la deuxième partie 12. Ainsi, les porteurs peuvent de nouveau, avec cette énergie cinétique, se disperser notamment selon les directions comprises dans le plan de la couche de dispersion 13. Holders may, with this kinetic energy disperse particular according to the directions lying in the plane of the scattering layer 13. In addition, in this embodiment, the scattering layer 13 forming a voltage drop with the second part 12, holders also suffer a loss of part of their potential energy is converted into kinetic energy during their passage of the scattering layer 13 to the second part 12. Thus, the carriers may again with this kinetic energy, disperse particular according to the directions lying in the plane of the scattering layer 13.
Le troisième mode de réalisation est particulièrement avantageux car les porteurs ne sont soumis à aucune barrière énergétique dans la zone 10. En conséquence les tensions de fonctionnement de la structure sont plus faibles que celles d'une structure selon les modes de réalisation précédemment exposés. The third embodiment is particularly advantageous because the carriers are not subject to any energy barrier in the area 10. Consequently the structure of operating voltages are lower than those of a structure according to the previously disclosed embodiments.
Un tel troisième mode de réalisation peut être adapté à l'application particulière décrite dans le premier mode de réalisation. Such a third embodiment may be adapted to the particular application described in the first embodiment. Dans une telle adaptation, la couche de dispersion 13 est réalisée selon l'adaptation déjà décrite pour le deuxième mode de réalisation tandis que la première partie 11 est réalisée en nitrure de gallium-indium InxGai_xN avec la proportion relative en indium In qui est de 10%. In such an adaptation, the scattering layer 13 is produced according to the adaptation already described for the second embodiment while the first part 11 is made of indium gallium nitride InxGai_xN with the relative proportion of indium In which is 10 %. Selon cette même adaptation, le type de conductivité et la résistivité de la première partie 11 reste sensiblement les mêmes que celle selon l'adaptation décrite pour le deuxième mode de réalisation. According to the same adaptation, the type of conductivity and resistivity of the first portion 11 remains substantially the same as that according to the adjustment described for the second embodiment. Un procédé de fabrication d'une structure 1 selon ce troisième mode de réalisation se différencie d'un procédé de fabrication d'une structure 1 selon le deuxième mode de réalisation par la réalisation de l'étape de formation de la deuxième partie 12 de la première zone 10. En effet, pour un procédé de fabrication d'une structure 1 selon le troisième mode de réalisation, la deuxième partie 12 étant réalisée dans un matériau possédant une largeur de bande interdite inférieure à celle de la première partie 11 et de la couche de dispersion 13, il est nécessaire que le matériau déposé, selon un principe similaire au procédé de fabrication d'une structure 1 selon le deuxième mode de réalisation, soit modifié lors du passage de la deuxième partie 12 à la couche de dispersion 13 et lors du passage de la couche de dispersion 13 à la première partie 11. Ainsi, un procédé de fabrication d'une structure 1 selon ce troisième mode de réalisation se différe A method of manufacturing a structure 1 according to this third embodiment differs from a method of manufacturing a structure 1 according to the second embodiment by performing the step of forming the second portion 12 of the first zone 10. in fact, a method for manufacturing a structure 1 according to the third embodiment, the second part 12 being made of a material having a bandgap less than that of the first portion 11 and the scattering layer 13, it is necessary that the material deposited, according to a principle similar to the manufacturing method of a structure 1 according to the second embodiment, be amended during the passage of the second part 12 to the scattering layer 13 and during passage of the dispersion layer 13 to the first portion 11. Thus, a method of manufacturing a structure 1 according to this third embodiment is differs ncie d'un procédé de fabrication d'une structure 1 selon le deuxième mode de réalisation en ce que lors du passage de la couche de dispersion 13 à la première partie 11 les conditions de dépôt ne sont pas rétablies à celles utilisées pour le dépôt de la deuxième partie 12 mais sont adaptées pour déposer un matériau présentant une largeur de bande interdite supérieure à celle de la couche de dispersion 13 et à celle de la deuxième partie 12. ncie a method of manufacturing a structure 1 according to the second embodiment in that when switching from the scattering layer 13 to the first portion 11 the deposition conditions are not restored to those used for depositing the second portion 12 but are adapted to deposit a material having a bandgap greater than that of the scattering layer 13 and that of the second portion 12.
Dans l'ensemble des modes de réalisation décrits dans ce document les structures 1 sont toutes des diodes électroluminescentes d'un même type qui est le type diode verticale à film mince (plus connu sous la dénomination anglaise « Vertical Thin Film Diode » et sous le sigle anglais VTF LED). In all the embodiments described in this document structures 1 are all of the LEDs of the same type which is the vertical type thin film diode (better known under the English name "Vertical Thin Film Diode" and under the acronym VTF LED). Néanmoins le principe de l'invention peut être appliqué à un autre type de diode électroluminescente. Nevertheless the principle of the invention may be applied to another type of light emitting diode. Ainsi, il est possible, sans que l'on sorte du cadre de l'invention, de prévoir une couche de dispersion dans des diodes électroluminescentes aussi bien du type conventionnel (connu sous sa dénomination anglaise « Conventional Chip Diode » et sous son sigle anglais CC LED), du type puce retournée (connue sous sa dénomination anglaise « Flip Chip » et sous son sigle anglais FC LED) ou encore, par exemple, du type puce retournée à film mince (plus connue sous sa dénomination anglaise « Thin Film Flip Chip » et sous son sigle anglais TFFC LED). Thus it is possible, without going beyond the scope of the invention to provide a dispersion layer in LEDs both the conventional type (known by its English name "Conventional Chip Diode" and by its English acronym DC LED), the flip chip type (known by its English name "Flip chip" and by its English LED FC acronym) or, for example, the type flip chip thin film (better known under its English name "thin film Flip Chip "and by its English acronym TFFC LED). Les différentes structures décrites ci-dessus au travers de ces trois modes de réalisation ne sont données qu'à titre d'exemple des possibilités de l'invention et ne sont pas limitatives. The various structures described above through these three embodiments are only given as an example of the possibilities of the invention and are not limiting. En effet, l'invention englobe l'ensemble des structures semiconductrices émettrices de lumière présentant dans l'une des deux zones formant une jonction émettrice une couche de dispersion adaptée pour disperser les porteurs dans les directions comprises dans le plan de la couche de dispersion, ceci en formant, par exemple, un accroissement localisé de la résistivité et/ou une chute de potentiel dans ladite zone à l'encontre d'au moins un type de porteurs, préférentiellement du type de porteurs majoritaires de ladite zone. Indeed, the invention encompasses all emitting light having semiconductor structures in one of two areas forming an emitting junction dispersion layer adapted to disperse the carriers in directions lying in the plane of the scattering layer, this forming, e.g., a localized increase in resistivity and / or a voltage drop in said zone against at least one type of carrier, preferably of the type of majority carriers of said zone. De même, si chacune des structures 1 selon les modes de réalisation de l'invention décrites ci-dessus comporte une première zone 10 dont chacune de la première et la deuxième partie 11, 12 et de la couche de dispersion 13 présente une composition en matériaux semiconducteur et une concentration en porteurs majoritaires qui sont sensiblement constantes sur la totalité desdites parties 11, 12 ou couche de dispersion 13, il est également envisageable que cette composition et/ou cette concentration soient variées sur au moins une portion d'au moins l'une de la première et deuxième partie 11, 12 et de la couche de dispersion 13, ceci sans que l'on sorte du cadre de l'invention. Similarly, if each of the structures 1 according to the embodiments of the invention described above comprises a first area 10, each of the first and second parts 11, 12 and the scattering layer 13 has a composition of materials semiconductor and a majority carrier concentration which is substantially constant over all of said parts 11, 12 or dispersing layer 13, it is also conceivable that the composition and / or the concentration are varied over at least a portion of at least the one of the first and second part 11, 12 and the dispersion layer 13, this without going beyond the scope of the invention. Ainsi, une structure 1 selon l'invention peut présenter, par exemple et sans que l'on sorte du cadre de l'invention, au moins une portion de la première et de la deuxième partie 11, 12 et de la couche de dispersion 13 qui comporte une gradation de composition en matériaux semiconducteurs et/ou de concentration en porteurs majoritaires afin que l'une des interfaces entre la première partie 11 et la couche de dispersion 13 et entre la couche dispersion 13 et la deuxième partie 12 soit une interface graduelle et non une interface abrupte. Thus, a structure 1 according to the invention may, for example and without in any way departing from the scope of the invention, at least a portion of the first and the second part 11, 12 and the scattering layer 13 having a gradation of composition in semiconductor materials and / or majority carrier concentration so that one of the interfaces between the first portion 11 and the dispersion layer 13 and between the dispersing layer 13 and the second portion 12 is a gradual interface and not an abrupt interface.
REVENDICATIONS1. REVENDICATIONS1. Structure (1) semiconductrice adaptée pour émettre un rayonnement électromagnétique, ladite structure (1) comportant : - une première et une deuxième zone (10, 20) présentant respectivement un premier et un second type de conductivité opposé l'un par rapport à l'autre, lesdites première et deuxième zones (10, 20) étant reliées l'une à l'autre pour former une jonction semiconductrice, la dite jonction s'étendant le long d'un plan (31), dit plan de jonction, la structure (1) étant caractérisée en ce que la première zone (10) comporte au moins une première et une deuxième partie (11, 12), telles que la deuxième partie (12) est la partie par laquelle la première zone (10) est reliée à la deuxième zone (20), la première et la deuxième partie (11, 12) étant séparées l'une de l'autre par une couche (13) intermédiaire, dite de dispersion, s'étendant sensiblement parallèlement au plan de jonction le long d'une majeure partie de la jonction, ladite couche de di Structure (1) semiconductor adapted to emit electromagnetic radiation, said structure (1) comprising: - a first and a second zone (10, 20) respectively having a first and a second opposite conductivity type relative to the another, said first and second zones (10, 20) being connected to each other to form a semiconductor junction, said junction extending along a plane (31), said junction plane, the structure (1) being characterized in that the first zone (10) comprises at least a first and a second portion (11, 12) such that the second part (12) is the part by which the first region (10) is connected the second zone (20), the first and the second part (11, 12) being separated from one another by a layer (13) intermediate said dispersion extends substantially parallel to the joint plane along a major portion of the junction, said layer of di spersion (13) étant adaptée pour provoquer une dispersion des porteurs dans les directions comprises dans le plan de la couche de dispersion (13). spersion (13) being adapted to cause scattering of carriers in the directions lying in the plane of the dispersion layer (13).
2. Structure (1) selon la revendication 1, dans laquelle la couche de dispersion (13) présente sur toute son épaisseur une résistivité plus forte que celle de la première partie (12) de la première zone (10). 2. Structure (1) according to claim 1, wherein the scattering layer (13) has throughout its thickness a higher resistivity than that of the first portion (12) of the first zone (10).
3. Structure (1) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la première partie (11) est une couche sensiblement parallèle au plan de jonction, la première partie (11) de la première zone (10) présentant une résistivité pl et une épaisseur d,, la couche de dispersion (13) présentant une résistivité pd et une épaisseur dd et la jonction présentant dans le plan de jonction (31) une dimension maximale 2L, lesépaisseurs et les résistivités respectives de la première partie (11) de la première zone Pi (10) et de la couche de dispersion (13) respectant l'inégalité suivante :- <100 dlx dd . 3. Structure (1) according to claim 1 or 2, wherein the first portion (11) is a layer substantially parallel to the junction plane, the first portion (11) of the first zone (10) having a resistivity and a pl thickness d ,, the dispersion layer (13) having a resistivity pd and dd thickness and having junction in the junction plane (31) a maximum dimension 2L, lesépaisseurs and the respective resistivities of the first portion (11) of the Pi first zone (10) and the dispersing layer (13) complying with the following inequality: - <100 dlx dd. Pd 1,2 Pd 1.2
4. Structure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la couche de dispersion (13) est adaptée pour former avec la première partie (11) une chute de potentiel pour les porteurs majoritaires de la première zone (10) lorsque ces derniers passent de la première partie (11) à la couche de dispersion (13). 4. Structure (1) according to any preceding claim, wherein the dispersing layer (13) is adapted to form with the first part (11) a potential drop for the majority carriers of the first zone (10) when they pass from the first portion (11) to the dispersing layer (13).
5. Structure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la couche de dispersion (13) est adaptée pour former avec la deuxième partie (12) une chute de potentiel pour les porteurs majoritaires de la première zone (10) lorsque ces derniers passent de la couche de dispersion (13) à la deuxième partie (12). 5. Structure (1) according to any preceding claim, wherein the dispersing layer (13) is adapted to form with the second part (12) a potential drop for the majority carriers of the first zone (10) when they move from the dispersing layer (13) to the second part (12).
6. Structure (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle la couche de dispersion (13) est adaptée pour former avec la deuxième partie (12) une barrière de potentiel pour les porteurs majoritaires de la première zone (10) lorsque ces derniers passent de la couche de dispersion (13) à la deuxième partie (12). 6. Structure (1) according to any one of claims 1 to 4, wherein the dispersing layer (13) is adapted to form with the second part (12) a potential barrier for majority carriers of the first region ( 10) when they pass from the dispersing layer (13) to the second part (12).
7. Structure (1) selon les revendications 4 et 6 dans laquelle la couche de dispersion (13) forme un puits de potentiel, pour les porteurs majoritaires de la première zone (10), entre la première et la deuxième partie (11, 12) de la première zone. 7. Structure (1) according to claims 4 and 6 wherein the dispersing layer (13) forms a potential well for the majority carriers of the first zone (10) between the first and second portion (11, 12 ) of the first zone. 25 25
8. Structure (1) selon l'une quelconque des revendications 4 à 7 dans laquelle la première zone (10) est formée d'au moins trois éléments chimiques dont la proportion en au moins un desdits éléments permet de varier la largeur de bande interdite d'un matériau semiconducteur formé desdits éléments, la couche de dispersion 30 présentant une proportion moyenne en au moins un des éléments différents de celle d'aumoins la première partie (11) de manière à ce que la couche de diffusion (13) présente une largeur de bande interdite inférieure à celle de la première partie (11). 8. Structure (1) according to any one of claims 4 to 7 wherein the first region (10) is formed of at least three chemical elements whose proportion in at least one of said elements allows to vary the bandgap a semiconductor material formed of said elements, the scattering layer 30 having an average proportion of at least one of the components of that of atleast the first portion (11) so that the diffusion layer (13) has a bandgap smaller than that of the first portion (11).
9. Procédé de fabrication d'une structure (1) semiconductrice selon l'une quelconque des précédentes revendications comportant les étapes consistant à : - former la première partie (11) de la première zone (10), - former la couche de dispersion (13) en contact sur l'une de ses deux faces avec la première partie (11), - former la deuxième partie (12) de la première zone (10) en contact avec la couche de dispersion (13) sur la face de la couche de dispersion (13) qui est opposée à la première partie (11), - former la deuxième zone (20) de la structure (1), la deuxième zone (20) de la structure (1) étant reliée à la première zone (10). 9. A method of making a structure (1) semiconductor according to any preceding claim comprising the steps of: - forming the first portion (11) of the first zone (10), - forming the dispersion layer ( 13) in contact on one of its two faces with the first part (11), - forming the second portion (12) of the first zone (10) in contact with the dispersion layer (13) on the face of the scattering layer (13) which is opposite to the first portion (11), - forming the second zone (20) of the structure (1), the second region (20) of the structure (1) being connected to the first zone (10). 15 15
10. Procédé selon la revendication précédente dans lequel la première zone (10) est une multicouche comportant une première et une deuxième couche formant respectivement la première et la deuxième partie (11, 12), les étapes de 20 formation de la première et de la deuxième partie (11, 12) étant chacune une étape de dépôt d'un matériau semiconducteur afin de former une couche dudit matériau. 10. Method according to the preceding claim wherein the first zone (10) is a multilayer comprising a first and a second layer respectively forming the first and the second part (11, 12), the steps 20 forming the first and second portion (11, 12) each being a step of depositing a semiconductor material to form a layer of said material.
11. Procédé selon la revendication précédente dans laquelle, les étapes de formation des première et deuxième parties (11, 11. Method according to the preceding claim wherein the steps of forming first and second portions (11,
12) et de la couche de dispersion (13) 25 sont réalisées en une seule étape consistant à déposer un matériau semiconducteur comportant au moins un type d'éléments dopants adaptés pour fournir des porteurs correspondant au premier type de conductivité, la concentration en l'au moins un type d'éléments dopants étant variée pendant le dépôt de manière à former la couche de dispersion (13). 12) and the dispersing layer (13) 25 are formed in a single step of depositing a semiconductor material comprising at least one type of dopants suitable for supplying carriers corresponding to the first conductivity type, the concentration of the at least one type of doping elements being varied during the deposition so as to form the scattering layer (13). 3012. Procédé selon la revendication 11, dans lequel, les première et deuxième parties (11, 12) de la première zone (10) et la couche de dispersion (13) sont formées de matériaux semiconducteurs présentant pour au moins la première partie (11) et la couche de dispersion (13) une largeur de bande interdite différente, la formation des première et deuxième parties (11, 12) et de la couche de dispersion (13) étant réalisée en une seule étape consistant à déposer des éléments chimiques, formant un matériau semiconducteur, dont la composition est variée pendant le dépôt de manière à former successivement la deuxième partie (12), la couche de dispersion (13) et la première partie (11).10 3012. The method of claim 11, wherein the first and second portions (11, 12) of the first zone (10) and the dispersion layer (13) are formed of semiconductor materials having at least the first part (11 ) and the dispersion layer (13) a band gap width different, the forming the first and second portions (11, 12) and the dispersion layer (13) being made in a single step of depositing the chemical elements, forming a semiconductor material whose composition is varied during deposition so as to successively form the second portion (12), the scattering layer (13) and the first portion (11) .10
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