Un éclairage à DEL blanche haut rendement
La dimension de la plaquette joue un rôle important pour déterminer combien de puces DEL peuvent y trouver place. À l'heure actuelle, les DEL sont construites en couches plates. Plus de la lumière est requise, plus de surface de plaquette doit être produite. Les puces DEL semblent toutefois suivre maintenant l'industrie de pointe des semi-conducteurs allant vers le 3D. Dans le cadre de GECCO (3D GaN for high-efficiency solid-state lighting), les chercheurs ont assemblé avec succès des DEL en 3D en exploitant les parois verticales des structures de nitrure de gallium en 3D (GaN). Chaque DEL est un minuscule phare émettant de la lumière depuis toute la surface verticale. La puce prototype possède une surface cinq fois plus grande et sur le même substrat que les puces DEL actuelles, générant donc davantage de lumière. Selon ce modèle, il est possible de réaliser plusieurs milliers de puces supplémentaires à partir de chaque plaquette. Comme avec la majorité des DEL blanches, un matériau de phosphore couvre sa surface, transformant la lumière initiale bleue en lumière blanche. Des ensembles de structures de DEL GaN 3D sous-microniques ont été développés à l'aide de processus optimisés sur les modèles fabriqués soit avec la lithographie traditionnelle, soit la lithographie par nano-impression. Pour atteindre la géométrie de puce 3D, les chercheurs ont appliqué un masque particulier sur la plaquette au-dessus des premières couches de semi-conducteurs déposées. Les masques de croissance qui étaient requis pour la croissance sélective, ont été optimisés pour des raisons d'homogénéité et de reproductibilité, mais aussi pour l'isolation des propriétés à l'intérieur de la puce DEL. L'équipe a ensuite utilisé un matériel de contact transparent pour enduire les colonnes 3D GaN, veillant de la sorte à ce que le courant de conduit puisse se diffuser sur toute la surface. Dévoilant pour la première fois une puce DEL blanche au phosphore, GECCO s'est rapproché de l'éclairage transistorisé efficace même s'il n'a pas atteint la valeur d'électroluminescence visée, 200 lm/W.
Mots‑clés
DEL blanche, GaN, éclairage transistorisé, puce 3D
