Dispositif optoélectronique comprenant une couche organique active à performances améliorées et son procédé de fabrication

La présente demande de brevet revendique la priorité de la demande de brevet français FR19/08250 qui sera considérée comme faisant partie intégrante de la présente description.

Domaine technique

[0001] La présente description concerne de façon générale les dispositifs optoélectroniques comprenant des capteurs optiques à photodiodes organiques ou des pixels d'affichage à diodes électroluminescentes organiques et leurs procédés de fabrication .

Technique antérieure

[0002] La fabrication d'un dispositif optoélectronique organique comprend généralement la formation successive d'éléments se recouvrant au moins partiellement, au moins l'un de ces éléments étant en un matériau organique. Un procédé de fabrication d'un élément organique comprend le dépôt d'une couche organique et la gravure de portions de la couche organique pour délimiter l'élément organique.

[0003] Un dispositif optoélectronique organique comprend généralement une couche organique active qui est la zone du dispositif optoélectronique dans laquelle la majorité du rayonnement d'intérêt est captée par le dispositif optoélectronique ou de laquelle la majorité du rayonnement d'intérêt est émise par le dispositif optoélectronique.

[0004] Un inconvénient est que des étapes du procédé de fabrication du dispositif optoélectronique, notamment les étapes de gravure de la couche active, peuvent entraîner une détérioration de la couche active et donc une diminution des performances du dispositif optoélectronique.

Résumé de l'invention [0005] Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des dispositifs optoélectroniques décrits précédemment .

[0006] Un objet d'un mode de réalisation est d'empêcher une détérioration de la couche active au cours de la fabrication du dispositif optoélectronique.

[0007] Un objet d'un mode de réalisation est la fabrication d'un dispositif optoélectronique à performances améliorées.

[0008] Un mode de réalisation prévoit un procédé de fabrication d'un dispositif optoélectronique comprenant les étapes successives suivantes :

a) formation sur un support de premier et deuxième plots conducteurs électriquement ;

b) dépôt d'une couche organique active recouvrant les premier et deuxième plots conducteurs électriquement ;

c) dépôt d'une première couche d'interface sur la couche organique active au contact de la couche organique active ; d) formation d'une première ouverture dans la première couche d'interface et d'une deuxième ouverture dans la couche organique active dans le prolongement de la première ouverture, pour exposer le deuxième plot conducteur électriquement ; et e) formation d'une deuxième couche d'interface s'étendant au moins en partie dans les première et deuxième ouvertures, la deuxième couche d'interface étant au contact de la première couche d'interface et du deuxième plot conducteur électriquement .

[0009] Selon un mode de réalisation, la formation de la première ouverture et/ou de la deuxième ouverture est réalisée par gravure ionique réactive.

[0010] Selon un mode de réalisation, l'étape d) comprend l'application d'un masque contre la première couche d'interface, ledit masque comprenant une troisième ouverture, la première ouverture étant gravée dans le prolongement de la troisième ouverture.

[0011] Selon un mode de réalisation, l'étape d) comprend le dépôt d'une couche d'une résine photosensible sur la première couche d'interface et la formation d'une troisième ouverture dans la couche de résine photosensible, la première ouverture étant gravée dans le prolongement de la troisième ouverture.

[0012] Selon un mode de réalisation, le procédé comprend, entre les étapes a) et b), la formation d'un bloc en résine photosensible en vis-à-vis du deuxième plot conducteur électriquement, ledit bloc comprenant un sommet et des flancs, et, après l'étape c) , l'empilement comprenant la couche organique active et la première couche d'interface recouvre notamment le sommet dudit bloc et ne recouvre pas complètement les flancs, le procédé comprenant à l'étape d) le retrait dudit bloc.

[0013] Un mode de réalisation prévoit également un dispositif optoélectronique comprenant :

- un support ;

- des premier et deuxième plots conducteurs électriquement sur le support ;

- une couche organique active recouvrant les premier et deuxième plots conducteurs électriquement ;

- une première couche d'interface recouvrant la couche organique active, au contact de la couche organique active ;

- une première ouverture dans la première couche d'interface et une deuxième ouverture dans la couche organique active dans le prolongement de la première ouverture ; et

- une deuxième couche d'interface s'étendant au moins en partie dans les première et deuxième ouvertures, la deuxième couche d'interface étant au contact de la première couche d'interface et du deuxième plot conducteur électriquement.

[0014] Selon un mode de réalisation, la première couche d'interface et/ou la deuxième couche d'interface comprennent au moins un composé choisi parmi le groupe consistant en :

- un oxyde métallique ;

- un système hôte/dopant moléculaire ;

- un polymère conducteur ou semiconducteur dopé ;

- un carbonate ;

- un polyélectrolyte ; et

- un mélange de deux ou de plus de deux de ces matériaux.

[0015] Selon un mode de réalisation, la première couche d'interface et la deuxième couche d'interface sont en des matériaux différents.

[0016] Selon un mode de réalisation, les premier et deuxième plots conducteurs comprennent au moins un composé choisi parmi le groupe consistant en :

- un oxyde conducteur ;

- un métal ou un alliage métallique ;

- un polymère conducteur ;

- des nanofils de carbone, d'argent et/ou de cuivre ;

- du graphène ; et

- un mélange d'au moins deux de ces matériaux.

[0017] Selon un mode de réalisation, la couche organique active comprend un polymère semiconducteur de type P et un matériau semiconducteur de type N, le polymère semiconducteur de type P étant le poly ( 3-hexylthiophène ) (P3HT) , le poly[N- 9' -heptadécanyl-2 , 7-carbazole-alt-5, 5- (4, 7-di-2-thiényl- 2 ' , l ' , 3 ' -benzothiadiazole ) ] (PCDTBT) , le poly [ ( 4 , 8-bis- (2- éthylhexyloxy) -benzo [ 1 , 2-b; 4 , 5-b ' ] dithiophène ) -2 , 6-diyl- alt- (4- ( 2-éthylhexanoyl ) -thieno [3, 4-b] thiophène) ) -2, 6-diyl] (PBDTTT-C) , le poly [ 2-méthoxy-5- ( 2-éthyl-hexyloxy) - 1 , 4- phénylène-vinylène ] (MEH-PPV) ou le poly [ 2 , 6- ( 4 , 4-bis- ( 2- éthylhexyl ) -4H-cyclopenta [2, 1-b; 3, 4-b ' ] dithiophène ) -alt-

4 , 7 ( 2 , 1 , 3-benzothiadiazole ) ] (PCPDTBT) et le matériau semiconducteur de type N étant un fullerène, le [ 6, 6] -phényl- C61-butanoate de méthyle ([60]PCBM), le [ 6, 6] -phényl-C71- butanoate de méthyle ([70]PCBM), le pérylène diimide, l'oxyde de zinc ou des nanocristaux permettant la formation de boîtes quantiques .

[0018] Selon un mode de réalisation, le dispositif est adapté à émettre ou à capter un rayonnement électromagnétique, la couche organique active étant la couche du dispositif optoélectronique dans laquelle la majorité du rayonnement électromagnétique est captée par le dispositif optoélectronique ou de laquelle la majorité du rayonnement électromagnétique est émise par le dispositif optoélectronique .

Brève description des dessins

[0019] Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :

[0020] la figure 1 est une vue en coupe, partielle et schématique, de la structure obtenue à une étape d'un exemple d'un procédé de fabrication d'un dispositif optoélectronique comportant une couche active organique ;

[0021] la figure 2 illustre une autre étape du procédé ;

[0022] la figure 3 illustre une autre étape du procédé ;

[0023] la figure 4 illustre une autre étape du procédé ; [0024] la figure 5 représente une image acquise par un dispositif optoélectronique illustrant des premiers défauts de la couche active du dispositif optoélectronique ;

[0025] la figure 6 représente une image acquise par un dispositif optoélectronique illustrant des deuxièmes défauts de la couche active du dispositif optoélectronique ;

[0026] la figure 7 est une vue en coupe, partielle et schématique, de la structure obtenue à une étape d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'un dispositif optoélectronique comportant une couche active organique ;

[0027] la figure 8 illustre une autre étape du procédé ;

[0028] la figure 9 illustre une autre étape du procédé ;

[0029] la figure 10 illustre une autre étape du procédé ;

[0030] la figure 11 illustre une autre étape du procédé ;

[0031] la figure 12 est une vue en coupe, partielle et schématique, de la structure obtenue à une étape d'un autre mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'un dispositif optoélectronique comportant une couche active organique ;

[0032] la figure 13 illustre une autre étape du procédé ;

[0033] la figure 14 illustre une autre étape du procédé ;

[0034] la figure 15 illustre une autre étape du procédé ;

[0035] la figure 16 illustre une autre étape du procédé ;

[0036] la figure 17 est une vue de dessus, partielle et schématique, d'un mode de réalisation d'une photodiode organique ;

[0037] la figure 18 est une vue en coupe, partielle et schématique, de la structure obtenue à une étape d'un autre mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'un dispositif optoélectronique comportant une couche active organique ;

[0038] la figure 19 illustre une autre étape du procédé ;

[0039] la figure 20 illustre une autre étape du procédé ;

[0040] la figure 21 illustre une autre étape du procédé ;

[0041] la figure 22 illustre une autre étape du procédé ;

[0042] la figure 23 illustre une autre étape du procédé ; et

[0043] la figure 24 illustre une autre étape du procédé.

Description des modes de réalisation

[0044] De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques. Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, les circuits de commande de photodiodes et de diodes électroluminescentes sont bien connus de l'homme du métier et ne sont pas décrits en détail.

[0045] En outre, on considère ici que les termes "isolant" et "conducteur" signifient respectivement "isolant électriquement" et "conducteur électriquement". En outre, sauf indication contraire, "au contact de" signifie "au contact mécanique de". De plus, on appelle "rayonnement d'intérêt" le rayonnement que l'on souhaite capter ou émettre par un dispositif optoélectronique. A titre d'exemple, le rayonnement d'intérêt peut comprendre le spectre visible et le proche infrarouge, c'est-à-dire les longueurs d'onde comprises entre 400 nm et 1700 nm, plus précisément de 400 nm à 700 nm pour le spectre visible et de 700 nm à 1700 nm pour le proche infrarouge. La transmittance d'une couche à un rayonnement correspond au rapport entre l'intensité du rayonnement sortant de la couche et l'intensité du rayonnement entrant dans la couche, les rayons du rayonnement entrant étant perpendiculaires à la couche. Dans la suite de la description, une couche ou un film est dit opaque à un rayonnement lorsque la transmittance du rayonnement au travers de la couche ou du film est inférieure à 10 %. Dans la suite de la description, une couche ou un film est dit transparent à un rayonnement lorsque la transmittance du rayonnement au travers de la couche ou du film est supérieure à 10 %.

[0046] Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures ou à un dispositif optoélectronique en position normale d'utilisation. Sauf précision contraire, les expressions "environ",

"approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.

[0047] Les figures 1 à 4 sont des vues en coupe, partielles et schématiques, de structures obtenues à des étapes successives d'un exemple d'un procédé de fabrication d'un dispositif optoélectronique 5 comprenant des composants optoélectroniques .

[0048] La figure 1 représente la structure obtenue après les étapes suivantes : fournir un support 10 comprenant une face supérieure 12 ; - former des premiers et deuxièmes plots conducteurs 14, 15 sur la face 12 du support 10 ;

- former une couche d'interface 16 sur chaque plot conducteur 14, 15 ; et

- déposer une couche active 18 organique sur la totalité de la face 12 et recouvrant notamment les couches d'interface 16.

[0049] La figure 2 représente la structure obtenue après la formation d'un masque de gravure 20 sur la couche active 18. Selon un exemple, le masque de gravure 20 est une pièce mécanique rigide qui est appliquée contre la couche active 18. Selon un autre exemple, le masque de gravure 20 est obtenu par le dépôt d'une couche de résine photosensible 22 sur la couche active 18, et la formation d'ouvertures 24 dans la couche photosensible 22, par des techniques de photolithographie, pour exposer la couche organique 18 au niveau des deuxièmes plots 15. Selon un autre exemple, le masque de gravure 20 est obtenu par le dépôt de blocs de résine directement aux emplacements souhaités sur la couche active 18, par exemple par impression par jet d'encre, héliographie, sérigraphie, flexographie ou nanoimpression. Dans ce cas, il n'y a pas d'étape de photolithographie.

[0050] La figure 3 représente la structure obtenue après la gravure d'ouvertures 26 dans la couche active 18 suivie du retrait du masque de gravure 20. Les ouvertures 26 sont situées dans le prolongement des ouvertures 24 et exposent les deuxièmes plots 15. Comme cela est illustré en figure 3, les ouvertures 26 délimitent deux zones actives 28 associées chacune à un composant optoélectronique, chaque zone active 28 recouvrant l'un des premiers plots 14.

[0051] La figure 4 représente la structure obtenue après la formation, pour chaque composant optoélectronique, d'une couche d'interface 30 recouvrant la zone active 28 et le deuxième plot 15. Deux composants optoélectroniques PH sont ainsi obtenus. Selon un exemple, un film du matériau composant les couches d'interface 30 peut être déposé sur la totalité de la structure représentée en figure 3 et la délimitation des couches d'interface 30 peut être obtenue par gravure, en mettant en oeuvre un masque de gravure qui peut être formé par des étapes de photolithographie sur une couche de résine photosensible déposée sur la totalité du film ou par le dépôt de blocs de résine directement aux emplacements souhaités sur le film, par exemple par impression par jet d'encre, héliographie, sérigraphie, flexographie, ou nanoimpression. Selon un autre exemple, les couches d'interface 30 peuvent être déposées directement aux emplacements souhaités, par exemple par impression par jet d'encre, héliographie, sérigraphie, flexographie, ou nanoimpression.

[0052] Les performances de la zone active 28 de chaque composant optoélectronique PH dépendent notamment de l'état de surface de la zone active 28 au contact de la couche d'interface 30. En général, il est souhaitable que la surface de la zone active 28 au contact de la couche d'interface 30 présente le moins de défauts possible, les défauts pouvant correspondre à des aspérités de surface, notamment des rayures, ou à des dépôts indésirables (particules, contamination, etc.) interposés entre la zone active 28 et la couche d'interface 30. Un inconvénient est que les étapes du procédé de fabrication décrit précédemment peuvent conduire à l'obtention de zones actives 28 présentant des défauts.

[0053] Dans le cas où le masque de gravure 20 est une pièce mécanique rigide appliquée contre la couche active 18 lors de l'étape de formation des ouvertures 26, le contact du masque de gravure 20 avec la couche active 18, notamment lors de la mise en place du masque de gravure 20, peut entraîner la formation de défauts en surface de la couche active 18. Ces défauts peuvent notamment correspondre à des rayures pouvant s'étendre sur la totalité de l'épaisseur de la couche active 18. Ces défauts se traduisent par une diminution locale des performances de la couche active 18, par exemple par un courant de fuite plus élevé ou une sensibilité plus faible.

[0054] La figure 5 représente une image obtenue dans le cas où le dispositif optoélectronique 5 correspond à un capteur d'images utilisé pour l'acquisition d'empreintes digitales et le masque de gravure 20 est une pièce mécanique rigide appliquée contre la couche active 18. On peut observer sur l'image obtenue des pixels d'image saturés 32, correspondant à des pixels d'image blancs en figure 5, dus aux défauts de surface de la couche active 18 résultant de l'application du masque de gravure 20, notamment un court-circuit local entre la couche d'interface 30 et le plot conducteur 14 de la photodiode formant le pixel d'image.

[0055] Dans le cas où le masque de gravure 20 est formé à partir d'une couche de résine 22, une étape de retrait du masque de gravure 20 doit être réalisée après la formation des ouvertures 26 dans la couche active 18, par exemple par trempage de la structure comprenant le masque de gravure 20 dans un bain chimique. Toutefois, le retrait du masque de gravure 20 ne doit pas entraîner de gravure de la couche active 18, ce qui peut amener des contraintes quant à la composition du bain chimique. De ce fait, il peut être difficile d'assurer le retrait complet du masque de gravure en résine, ce qui peut entraîner la présence de résidus indésirables sur la couche active 18.

[0056] La figure 6 représente une image obtenue dans le cas où le dispositif optoélectronique 5 correspond à un capteur d'images et où le masque de gravure 20 est en résine. L'image obtenue comprend des traces 34 traduisant la présence de résidus sur la couche active 18.

[0057] Les figures 7 à 11 sont des vues en coupe, partielles et schématiques, de structures obtenues à des étapes successives d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'un dispositif optoélectronique 35.

[0058] La figure 7 représente la structure obtenue après les étapes suivantes :

- fournir un support 40 comprenant une face supérieure 42 ;

- former, pour chaque composant optoélectronique, un premier plot conducteur ou une première piste conductrice 44 et un deuxième plot conducteur ou une deuxième piste conductrice 45 sur la face 42 du support 40, deux premiers plots 44 et deux deuxièmes plots 45 étant représentés en figure 7, à chaque composant optoélectronique étant associés l'un des premiers plots 44 et l'un des deuxièmes plots 45 ;

- former une couche d'interface 46 sur chaque plot conducteur

44, 45 ;

- déposer une couche active 47 organique sur la totalité de la face 42 et recouvrant notamment les plots conducteurs 44, 45 ; et

- dépôt d'une couche d'interface 48 sur la totalité de la couche active 47, au contact de la couche active 47.

[0059] Les couches 46, 47 et 48 peuvent être chacune déposées par voie liquide. Il peut s'agir notamment de procédés du type dépôt à la tournette, revêtement par pulvérisation, héliographie, revêtement par filière (en anglais slot-die coating) , revêtement à la lame (en anglais blade-coating) , flexographie, sérigraphie, ou trempage (en anglais dip coating, notamment pour la couche 46) . A titre de variante, les couches 47 et 48 peuvent être déposées par pulvérisation cathodique ou par évaporation. Selon le procédé de dépôt mis en oeuvre, une étape de séchage des matériaux déposés peut être prévue.

[0060] Selon un mode de réalisation, le support 40 peut correspondre à un circuit intégré comprenant un substrat semiconducteur, par exemple en silicium monocristallin, dans lequel et sur lequel sont formés les transistors à effet de champ à grille isolée, également appelés transistors MOS, par exemple des transistors MOS à canal N et à canal P, et un empilement de couches isolantes recouvrant le substrat et les transistors, des pistes conductrices et des vias conducteurs étant formés dans l'empilement pour relier électriquement les transistors et les plots. Le circuit intégré 40 peut avoir une épaisseur comprise entre 100 pm et 775 pm, de préférence entre 200 pm et 400 pm. Selon un autre mode de réalisation, le support 40 peut être en un matériau diélectrique. Le support 40 est, par exemple, un support rigide, notamment en verre ou un support flexible, par exemple en polymère ou en un matériau métallique. Des exemples de polymères sont le polyéthylène naphtalène (PEN) , le polyéthylène téréphtalate (PET), le polyimide (PI), et le polyétheréthercétone (PEEK) . L'épaisseur du support 40 est alors, par exemple, comprise entre 20 pm et 1 cm, par exemple environ 125 pm. Dans le cas où le rayonnement d'intérêt émis ou capté par les composants optoélectroniques doit traverser le support 40, celui-ci peut être transparent.

[0061] Selon un mode de réalisation, le matériau composant les plots conducteurs 44, 45 est choisi parmi le groupe comprenant :

- un oxyde conducteur tel que l'oxyde de tungstène (W0 ₃₎ , l'oxyde de nickel (NiO) , l'oxyde de vanadium (V2O5) , ou l'oxyde de molybdène (M0O3) , notamment un oxyde conducteur transparent (TCO, sigle anglais pour Transparent Conductive Oxide) , notamment de l'oxyde d'indium dopé à l'étain (ITO, sigle anglais pour Indium Tin Oxide) , un oxyde de zinc et d'aluminium (AZO, acronyme anglais pour Aluminium Zinc Oxide), un oxyde de gallium et de zinc (GZO, acronyme anglais pour Gallium Zinc Oxide), une structure multicouche ITO/Ag/ITO, une structure multicouche ITO/Mo/ITO, une structure multicouche AZO/Ag/AZO ou une structure multicouche ZnO/Ag/ZnO ;

- le nitrure de titane (TiN) ;

- un métal ou un alliage métallique, par exemple de l'argent (Ag) , de l'or (Au), du plomb (Pb) , du palladium (Pd) , du cuivre (Cu) , du nickel (Ni), du tungstène (W) , du molybdène (Mo), de l'aluminium (Al), du chrome (Cr) , ou un alliage de magnésium et d'argent (MgAg) ;

- un polymère conducteur, notamment le polymère PEDOT:PSS, qui est un mélange de poly ( 3 , 4 ) -éthylènedioxythiophène et de polystyrène sulfonate de sodium, ou une polyaniline ;

- des nanofils de carbone, d'argent et/ou de cuivre ;

- du graphène ; et

- un mélange d'au moins deux de ces matériaux.

[0062] Dans le cas où le rayonnement d'intérêt émis ou capté par les composants optoélectroniques doit traverser le support 40, les plots 44, 45 peuvent être transparents au rayonnement d'intérêt.

[0063] La couche active 47 comprend au moins un matériau organique et peut comprendre un empilement ou un mélange de plusieurs matériaux organiques. La couche active 47 peut comprendre un mélange d'un polymère donneur d'électrons et d'une molécule accepteuse d'électrons. L'épaisseur de la couche active 47 peut être comprise entre 50 nm et 2 pm, par exemple de l'ordre de 300 nm. [0064] La couche active 47 peut comprendre des petites molécules, des oligomères ou des polymères. Il peut s'agir de matériaux organiques ou inorganiques. La couche active 47 peut comprendre un matériau semiconducteur ambipolaire, ou un mélange d'un matériau semiconducteur de type N et d'un matériau semiconducteur de type P, par exemple sous forme de couches superposées ou de mélange intime à l'échelle nanométrique de façon à former une hétéroj onction en volume.

[0065] Des exemples de polymères semiconducteurs de type P adaptés à la réalisation de la couche active 47 sont le poly ( 3-hexylthiophène ) (P3HT) , le poly [N-9' -heptadécanyl-

2, 7-carbazole-alt-5, 5- (4, 7-di-2-thiényl-2 ' , l' , 3' - benzothiadiazole) ] (PCDTBT) , le poly [ ( 4 , 8-bis- (2- éthylhexyloxy) -benzo [ 1 , 2-b; 4 , 5-b ' ] dithiophène ) -2 , 6-diyl- alt- (4- ( 2-éthylhexanoyl ) -thieno [3, 4-b] thiophène) ) -2, 6-diyl] (PBDTTT-C) , le poly [ 2-méthoxy-5- ( 2-éthyl-hexyloxy) - 1 , 4- phénylène-vinylène ] (MEH-PPV) ou le poly [2 , 6- ( 4 , 4-bis- (2- éthylhexyl ) -4H-cyclopenta [2, 1-b; 3, 4-b ' ] dithiophène ) -alt-

4,7 (2,1, 3-benzothiadiazole ) ] (PCPDTBT) .

[0066] Des exemples de matériaux semiconducteurs de type N adaptés à la réalisation de la couche active 47 sont les fullerènes, notamment le C60, le [ 6, 6] -phényl-C61-butanoate de méthyle ([60]PCBM), le [ 6, 6] -phényl-C71-butanoate de méthyle ([70]PCBM), le pérylène diimide, l'oxyde de zinc (ZnO) ou des nanocristaux permettant la formation de boîtes quantiques (en anglais quantum dots) .

[0067] La couche d'interface 48 peut correspondre à une couche injectrice d'électrons ou à une couche injectrice de trous. Le travail de sortie de la couche d'interface 48 est adapté à bloquer, collecter ou injecter des trous et/ou des électrons suivant que cette couche d'interface joue le rôle d'une cathode ou d'une anode. Plus précisément, lorsque la couche d'interface 48 joue le rôle d'anode, elle correspond à une couche injectrice de trous et bloqueuse d'électrons. Le travail de sortie de la couche d'interface 48 est alors supérieur ou égal à 4,5 eV, de préférence supérieur ou égal à 4,8 eV. Lorsque la couche d'interface 48 joue le rôle de cathode, elle correspond à une couche injectrice d'électrons et bloqueuse de trous. Le travail de sortie de la couche d'interface 48 est alors inférieur ou égal à 4,5 eV, de préférence inférieur ou égal à 4,2 eV. Dans le cas où le rayonnement d'intérêt émis ou capté par la couche active 47 doit traverser la couche d'interface 48, la couche d'interface 48 est transparente au rayonnement d'intérêt. L'épaisseur de la couche d'interface 48 peut être comprise entre 10 nm et 2 pm, par exemple de l'ordre de 300 nm.

[0068] Dans le cas où la couche d'interface 48 joue le rôle d'une couche injectrice d'électrons, le matériau composant la couche d'interface 48 est choisi parmi le groupe comprenant :

- un oxyde métallique, notamment un oxyde de titane ou un oxyde de zinc ;

- un système hôte/dopant moléculaire, notamment les produits commercialisés par la société Novaled sous les appellations NET-5/NDN-1 ou NET-8/MDN-26 ;

- un polymère conducteur ou semiconducteur dopé, par exemple le polymère PEDOT : Tosylate qui est un mélange de poly(3,4)- éthylènedioxythiophène et de tosylate ;

- le polyéthylèneimine (PEI) ou le polyéthylèneimine éthoxylée (PEIE) , propoxylée et/ou butoxylée ;

- un carbonate, par exemple du CsC0 ₃ ;

- un polyélectrolyte, par exemple du poly [ 9, 9-bis (3 ' - (N, N- diméthylamino ) propyl ) -2 , 7-fluorène-alt-2 , 7- (9, 9- dioctyfluorène ) ] (PFN) , du poly [3- (6- triméthylammoniumhexyl ) thiophène ] (P3TMAHT) ou du poly[9,9- bis ( 2-éthylhexyl ) fluorène ] -b-poly [3- ( 6- triméthylammoniumhexyl ] thiophène (PF2/6-b-P3TMAHT) ; et

- un mélange de deux ou de plus de deux de ces matériaux.

[0069] Dans le cas où la couche d'interface 48 joue le rôle d'une couche injectrice de trous, le matériau composant la couche d'interface 48 peut être choisi parmi le groupe comprenant :

- un polymère conducteur ou semiconducteur dopé, notamment les matériaux commercialisés sous les appellations Plexcore OC RG-1100, Plexcore OC RG-1200 par la société Sigma-Aldrich, le polymère PEDOT:PSS, ou une polyaniline ;

- un système hôte/dopant moléculaire, notamment les produits commercialisés par la société Novaled sous les appellations NHT-5/NDP-2 ou NHT-18/NDP-9 ;

- l'oxyde de tungstène (W0 ₃₎ ;

- un polyélectrolyte, par exemple le Nafion ;

- un oxyde métallique, par exemple un oxyde de molybdène, un oxyde de vanadium, de l'ITO, ou un oxyde de nickel ; et

- un mélange de deux ou de plus de deux de ces matériaux.

[0070] La figure 8 représente la structure obtenue après la formation d'un masque de gravure 50 sur la couche d'interface 48. Selon un exemple, le masque de gravure 50 est obtenu par le dépôt d'une couche de résine photosensible 52 sur la couche d'interface 48, et la formation d'ouvertures 54 dans la couche photosensible 52, par des techniques de photolithographie, pour exposer la couche d'interface 48 notamment au niveau des deuxièmes plots 45. Selon un autre exemple, le masque de gravure 50 est obtenu par le dépôt de blocs de résine directement aux emplacements souhaités sur la couche d'interface 48, par exemple par impression par jet d'encre, héliographie, sérigraphie, flexographie, nano-impression. Dans ce cas, il n'y a pas d'étape de photolithographie. Selon un autre exemple, le masque de gravure 50 est une pièce mécanique rigide comprenant les ouvertures 54 et qui est appliquée contre la couche d'interface 48.

[0071] La figure 9 représente la structure obtenue après la gravure d'ouvertures 56 dans la couche d'interface 48 dans le prolongement des ouvertures 54 et la gravure d'ouvertures 58 dans la couche active 47 dans le prolongement des ouvertures 56, notamment pour exposer les deuxièmes plots 45. Dans le présent exemple, les ouvertures 56, 58 délimitent deux zones actives 60 associées chacune à un composant optoélectronique, chaque zone active 60 recouvrant le premier plot 44 associé. Chaque gravure peut être une gravure ionique réactive (RIE, sigle anglais pour Reactive-Ion Etching) ou une gravure chimique .

[0072] La figure 10 représente la structure obtenue après le retrait du masque de gravure 50. Lorsque le masque de gravure 50 est en résine, le retrait du masque de gravure 50 peut être obtenu par tout procédé de décapage (en anglais stripping) , par exemple par trempage de la structure comprenant le masque de gravure 50 dans un bain chimique ou par gravure RIE.

[0073] La figure 11 représente la structure obtenue après la formation, pour chaque zone active 60, d'un élément de liaison 62 conducteur recouvrant au moins partiellement la couche d'interface 48 et recouvrant le deuxième plot 45 associé, de préférence au contact de la couche d'interface 48 et au contact de la couche d'interface 48 recouvrant le deuxième plot 45. L'élément de liaison 62 peut être réalisé dans l'un des matériaux conducteurs de la liste des matériaux cités précédemment pour la couche d'interface 48. L'élément de liaison 62 peut être du même matériau que la couche d'interface 48 ou en un matériau différent de celui de la couche d'interface 48. Lorsque la couche d'interface 48 est en un matériau non conducteur, l'élément de liaison 62 recouvre de préférence totalement la couche d'interface 48. Selon un mode de réalisation, la couche d'interface 48 peut être transparente au rayonnement d'intérêt et l'élément de liaison 62 peut être opaque au rayonnement d'intérêt, notamment lorsque la couche d'interface 48 est conductrice et que l'élément de liaison 62 ne recouvre que partiellement la couche d'interface 48. L'épaisseur maximale de l'élément de liaison 62 peut être comprise entre 10 nm et 2 pm.

[0074] Selon le matériau composant les plots 44, 45 et les éléments de liaison 62, le procédé de formation des éléments de liaison 62 peut correspondre à un procédé dit additif, par exemple par impression directe d'une composition fluide ou visqueuse comprenant le matériau composant les pistes de connexion aux emplacements souhaités, par exemple par impression par jet d'encre, héliographie, sérigraphie, flexographie, revêtement par pulvérisation (en anglais spray coating) , dépôt de gouttes (en anglais drop-casting) , ou nanoimpression. Selon le matériau composant les plots 44, 45 et les éléments de liaison 62, le procédé de formation des éléments de liaison 62 peut correspondre à un procédé dit soustractif, dans lequel le matériau composant les pistes de connexion est déposé sur la totalité de la structure et dans lequel les portions non utilisées sont ensuite retirées, par exemple par photolithographie, ablation laser ou par un procédé de décollage (en anglais lift-off) . Selon le matériau considéré, le dépôt sur la totalité de la structure peut être réalisé, par exemple, par voie liquide, par pulvérisation cathodique ou par évaporation. Il peut s'agir notamment de procédés du type dépôt à la tournette, revêtement par pulvérisation, héliographie, revêtement par filière (en anglais slot-die coating) , revêtement à la lame (en anglais blade-coating) , flexographie ou sérigraphie. Selon le procédé de dépôt mis en oeuvre, une étape de séchage des matériaux déposés peut être prévue.

[0075] De façon avantageuse, l'étape de délimitation des zones actives 60 met en oeuvre un masque de gravure 50 qui est appliqué contre la couche d'interface 48 et non contre la couche active 47. De ce fait, la surface de la couche active 47 en contact avec la couche d'interface 48 n'est pas dégradée par le masque de gravure 50. En outre, le retrait du masque de gravure 50 ne peut pas entraîner la présence de résidus au contact de l'interface entre la couche active 47 et la couche d'interface 48. En outre, lorsque le masque de gravure 50 est en résine photosensible, il y a moins de contraintes quant au choix du traitement mis en oeuvre pour le retrait du masque de gravure 50 du fait de la moindre sensibilité de la couche d ' interface 48.

[0076] Les figures 12 à 16 sont des vues en coupe, partielles et schématiques, de structures obtenues à des étapes successives d'un autre mode de réalisation d'un procédé de fabrication du dispositif optoélectronique 35.

[0077] La figure 12 représente la structure obtenue après l'étape de formation des plots conducteurs 44, 45 sur la face 42 du support 40 et des couches d'interface 46 sur les plots conducteurs 44, 45, seuls un plot conducteur 44 et un plot conducteur 45 étant représentés sur les figures 12 à 16.

[0078] La figure 13 représente la structure obtenue après une étape de formation d'un bloc sacrificiel 64 sur chaque deuxième plot 45, un seul bloc 64 étant représenté sur la figure 13. Chaque bloc sacrificiel 64 est de préférence en une résine photosensible. Les blocs sacrificiels 64 peuvent être formés par des étapes de photolithographie. Selon un mode de réalisation, comme cela est représenté en figure 13, chaque bloc sacrificiel 64 peut avoir une forme évasée en s'éloignant du plot 45 sur lequel il repose ou un profil dit en casquette, c'est-à-dire avoir un sommet de dimensions plus importantes que la base en contact avec le plot 45. Selon un exemple, une telle forme peut être obtenue notamment en prévoyant, lors des étapes de photolithographie, une étape de durcissement de la surface de la couche photosensible utilisée pour former les blocs 64, par exemple en plongeant la couche de résine dans un solvant aromatique, tel que le chlorobenzène Selon un autre exemple, une telle forme peut être obtenue au cours de l'étape de développement de la couche de résine, la résine étant choisie pour présenter un taux de développement qui varie selon la direction perpendiculaire à la couche de résine, la couche de résine étant plus résistante au développement du côté de sa face supérieure libre. Selon un mode de réalisation, les dimensions de la base du bloc 64 sont supérieures au plot 45 de façon à assurer que le bloc 64 recouvre la totalité du plot 45.

[0079] La figure 14 représente la structure obtenue après une étape de dépôt de la couche active 47 et de la couche d'interface 48 sur la totalité de la structure représentée en figure 13. L'épaisseur de la partie de chaque bloc sacrificiel 64 reposant sur la couche d'interface 46 est de préférence supérieure à la somme des épaisseurs de la couche active 47 et de la couche d'interface 48. L'empilement de la couche active 47 et de la couche d'interface 48 s'étend sur les plots 44, 45, sur la face 42 du support 40 entre les plots 44, 45 et sur la face supérieure de chaque bloc sacrificiel 64. Le procédé de formation de l'empilement est de préférence un procédé de dépôt directif de sorte que, en raison de la forme évasée du bloc 64 qui est plus large à son sommet qu'à sa base, l'empilement ne se dépose pas sur au moins une partie des parois latérales du bloc 64.

[0080] La figure 15 représente la structure obtenue après une étape de retrait des blocs sacrificiels 64. Selon un mode de réalisation, ceci est réalisé par le trempage de la structure représentée en figure 14 dans un bain contenant un solvant qui dissout les blocs sacrificiels 64 de façon sélective sans dissoudre la couche d'interface 48. On obtient ainsi la formation des ouvertures 56 dans la couche d'interface 48 et des ouvertures 58 dans la couche active 47 délimitant les zones actives 60.

[0081] La figure 16 représente la structure obtenue après la formation, pour chaque zone active 60, de l'élément de liaison 62 recouvrant partiellement la couche d'interface 48 et recouvrant le deuxième plot 45 associé, de préférence au contact de la couche d'interface 48 et de la couche d'interface 46 recouvrant le deuxième plot 45.

[0082] La figure 17 est une vue de dessus avec transparence, partielle et schématique, d'un mode de réalisation du composant 35 correspondant à une photodiode organique. Dans ce mode de réalisation, l'empilement comprenant la zone active 60 et la couche d'interface 48 a en vue de dessus une forme circulaire .

[0083] Les figures 18 à 24 sont des vues en coupe, partielles et schématiques, de structures obtenues à des étapes successives d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'un dispositif optoélectronique comportant un capteur à photodiodes organiques et des transistors MOS.

[0084] La figure 18 est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un exemple de circuit intégré 68 comprenant une matrice de transistors MOS, six circuits de lecture 70 à transistors MOS étant représentés de façon schématique par des rectangles sur les figures 18 à 24. Selon un mode de réalisation, le circuit intégré 68 est réalisé par des techniques classiques en microélectronique. Des plots conducteurs sont formés en surface du circuit intégré 68. Parmi ces plots conducteurs, on distingue des plots 72 formés dans une zone 74 du circuit intégré 68 et qui seront utilisés comme électrodes inférieures pour les photodiodes organiques, et, en dehors de la zone 74, par exemple à la périphérie du circuit 68, des plots 76 qui seront utilisés pour la polarisation de l'électrode supérieure des photodiodes, un seul plot 76 étant représenté sur les figures 18 à 24, et des plots 78 qui seront utilisés pour la polarisation du circuit intégré 68, un seul plot 78 étant représenté sur les figures 18 à 24.

[0085] De façon classique, le circuit intégré 68 peut comprendre un substrat semiconducteur, par exemple en silicium monocristallin, dans lequel et sur lequel sont formés les transistors à effet de champ à grille isolée, également appelés transistors MOS, par exemple des transistors MOS à canal N et à canal P, et un empilement de couches isolantes recouvrant le substrat et les circuits de lecture 70, des pistes conductrices et des vias conducteurs étant formés dans l'empilement pour relier électriquement les circuits de lecture 70 et les plots 72, 76, 78.

[0086] La figure 19 représente la structure obtenue après la formation sur chaque plot 72 d'une couche organique d'interface 80. Le procédé de formation utilisé peut en outre entraîner la formation de la couche organique sur les plots 76 et 78, ce qui n'est pas représenté en figure 19. La couche d'interface 80 peut être réalisée en carbonate de césium (CSCO ₃ ) , en oxyde métallique, notamment en oxyde de zinc (ZnO), ou en un mélange d'au moins deux de ces composés. La couche d'interface 80 peut comprendre une couche monomoléculaire auto-assemblée ou un polymère, par exemple du polyéthyléneimine, polyéthyléneimine éthoxylé, ou poly[(9,9- bis ( 3 ' - (N, N-dimethylamino ) propyl ) -2 , 7-fluorene ) -alt-2 , 7-

( 9, 9-dioctylfluorene) ] . L'épaisseur de la couche d'interface 80 est de préférence comprise entre 0,1 nm et 1 pm. La couche d'interface 80 peut se greffer de façon privilégiée sur les plots 72 (et éventuellement 76 et 78), ce qui donne directement la structure représentée en figure 19. A titre de variante, la couche d'interface 80 peut être déposée sur la totalité de la structure représentée en figure 18, et être ensuite gravée en dehors des plots 72 pour donner le résultat illustré en figure 19. Selon une autre variante non illustrée, la couche d'interface 80 peut être déposée sur la totalité de la structure représentée en figure 18, cette couche ayant une très faible conductivité latérale de sorte qu'il n'est pas nécessaire de la retirer en dehors des plots 72, 76, 78.

[0087] La figure 20 représente la structure obtenue après la formation d'une couche active organique 82 sur l'ensemble de la structure représentée en figure 19 et dans laquelle seront formées, en fonctionnement, les zones actives des photodiodes La couche active 82 peut avoir la même composition que la couche active 47.

[0088] La figure 21 représente la structure obtenue après le dépôt d'une couche d'interface 84 sur la couche active 82. La couche d'interface 84 peut avoir la même composition que la couche d'interface 48.

[0089] La figure 22 représente la structure obtenue après le dépôt d'une couche de résine photosensible 86 sur la couche d'interface 84, et la formation d'ouvertures 88 dans la couche photosensible 86, par des techniques de photolithographie, une seule ouverture 88 étant représentée en figure 22, pour exposer la couche d'interface 84 au niveau des plots 76.

[0090] La figure 23 représente la structure obtenue après la gravure d'ouvertures 90 dans la couche d'interface 84 dans le prolongement des ouvertures 88 de la couche photosensible 86, et la gravure d'ouvertures 92 dans la couche active 82 dans le prolongement des ouvertures 90 de la couche d'interface 84 pour exposer les plots 76. [0091] La figure 24 représente la structure obtenue après le retrait de la couche photosensible 86 et après le dépôt, sur l'ensemble de la structure, d'une couche de liaison 94. La couche de liaison 94 est notamment en contact avec les plots 76 et peut avoir la même composition que les éléments de liaison 62.

[0092] Le procédé peut comprendre notamment des étapes ultérieures de gravure de la couche de liaison 94 et la formation d'une couche d'encapsulation recouvrant l'ensemble de la structure.

[0093] La structure comporte, dans la zone 74, une matrice de photodiodes organiques 96 formant un capteur optique, chaque photodiode 96 étant définie par la portion des couches organiques 82, 84 en vis-à-vis de l'un des plots 72. Dans l'exemple de la figure 24, six photodiodes organiques 96 sont représentées. En pratique, cette matrice se trouve à l'aplomb des circuits de lecture 70 qui, en fonctionnement peuvent être utilisés pour la commande et la lecture des photodiodes 96. Dans le présent mode de réalisation, la couche 80 est représentée discontinue au niveau des photodiodes 96 tandis que les couches organiques 82 et 84 sont représentées continues au niveau des photodiodes 96. A titre de variante, la couche d'interface 80 peut être continue au niveau des photodiodes 96. L'épaisseur de l'empilement peut être comprise entre 300 nm et 1 pm, de préférence entre 300 nm et 500 nm.

[0094] Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. L'homme de l'art comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d'autres variantes apparaîtront à l'homme de l'art. Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de l'homme du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus.