CA3183838A1 - Procede de fabrication d'une tete d'irradiation d'une cible avec un faisceau de particules chargees - Google Patents

Abstract

Un procédé de fabrication d'une tête d'irradiation peut comporter la fourniture d'un canon émettant un faisceau primaire de particules chargées le long d'un axe de propagation, ce faisceau primaire présentant une distribution spatiale de particules chargées comportant une densité médiane Dmed1 de particules chargées située a une distance di de l'axe de propagation. Le procédé peut aussi comporter la conception et la fabrication d'un capteur apte à mesurer L'intensité d'un faisceau de particules chargées, ce capteur comportant une face de sortie par I ‘intermédiaire de laquelle ressort un faisceau secondaire de particules chargées présentant une distribution spatiale comportant une densité médiane Dmed2 de particules chargées, cette densité médiane Dmed2 étant située a une distance d2 de I ‘axe de propagation, une couche semiconductrice. La conception du capteur peut comporter la sélection d'une épaisseur pour la couche semiconductrice pour laquelle la distance d2 est deux fois supérieure à la distance d1.

Description

Procédé de fabrication d'une tête d'irradiation d'une cible avec un faisceau de particules chargées [001] L'invention concerne un procédé de fabrication d'une tête d'irradiation d'une cible avec un faisceau de particules chargées, ainsi que la tête d'irradiation fabriquée par ce procédé.

[002] De telles têtes d'irradiation sont utilisées dans de nombreux domaines comme en radiothérapie, en protonthérapie, en imagerie médicale, dans le domaine de la sécurité ou autres.

[003] Ces têtes d'irradiation comportent :
- un canon à particules chargées qui émet un faisceau primaire de particules chargées, - du matériel de mise en forme du faisceau primaire pour obtenir en sortie un faisceau secondaire qui diffère du faisceau primaire par son homogénéité et/ou son angle d'ouverture.

[004] Le matériel de mise en forme comporte à. cet effet typiquement :
- un ou plusieurs dispositifs égalisateurs, tels que des cônes égalisateurs, pour accroître l'homogénéité des particules dans une section transversale du faisceau secondaire, et - un ou plusieurs collimateurs pour augmenter ou, au contraire, diminuer l'angle d'ouverture du faisceau secondaire.

[005] C'est le faisceau secondaire qui im pacte directement la cible à
irradier.

[006] Pour contrôler la dose de particules chargées appliquée sur la cible, la tête d'irradiation comporte aussi un capteur qui mesure l'intensité du faisceau secondaire.

[007] Le matériel de mise en forme absorbe des particules chargées et diminue donc l'intensité du faisceau secondaire. De plus, le matériel de mise en forme est volumineux, ce qui augmente l'encombrement de la tête d'irradiation.

[008] De l'état de la technique est également connu de W02017/198630A1, FR2379294A1 et US2019/269940A1.

[009] L'invention vise à proposer une tête d'irradiation dans laquelle l'absorption des particules chargées par le matériel de mise en forme est limitée et/ou dans lequel l'encombrement du matériel de mise en forme est diminué.

[0010] Elle a donc pour objet un procédé de fabrication d'une telle tête d'irradiation conforme à la revendication 1.

[0011] L'invention a également pour objet une tête d'irradiation fabriquée à
l'aide du procédé ci-dessus.

[0012]L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels :
- la figure 1 est une illustration schématique de l'architecture d'une tête d'irradiation ;
- la figure 2 est un diagramme en perspective d'une distribution spatiale de la densité
des particules chargées dans un faisceau primaire ;
- la figure 3 est une illustration en coupe de la distribution spatiale représentée sur la figure 2 ;
- la figure 4 est un diagramme en perspective d'une distribution spatiale de la densité
de particules chargées dans un faisceau secondaire ;
- la figure 5 est une illustration schématique et en coupe verticale, d'un capteur d'intensité mis en oeuvre dans la tête d'irradiation de la figure 1 ;
- la figure 6 est un organigramme d'un procédé de fabrication de la tête d'irradiation de la figure 1 ;
- les figures 7 à 9 sont des diagrammes illustrant différentes distributions spatiales de la densité de particules chargées dans un faisceau secondaire.

[0013]Dans la suite de cette description, les caractéristiques et fonctions bien connues de l'homme du métier ne sont pas décrites en détail.

[0014] Dans cette description, des exemples détaillés de modes de réalisation sont d'abord décrits dans le chapitre I en référence aux figures. Ensuite, dans le chapitre Il suivant, des variantes de ces modes de réalisation sont présentées. Enfin, les avantages des différents modes de réalisation sont présentés dans un chapitre III.

[0015] Dans ce texte, l'expression faisceau de particules chargées désigne un rayonnement ionisant, c'est-à-dire un faisceau capable de produire directement ou indirectement des ions lors de son passage à travers la matière.

[0016]Chapitre I : Exemples de modes de réalisation.

[0017]La figure 1 représente une tête 2 d'irradiation d'une cible 4 avec un faisceau secondaire 8 de particules chargées.

[0018]La cible 4 peut être un objet inerte ou une partie d'un corps humain à
traiter à
l'aide du faisceau 8.

[0019]Entre la tête 2 et la cible 4, le faisceau 8 se propage le long d'un axe 10 de propagation dirigé vers la cible 4. L'axe 10 est parallèle à une direction horizontale Z
d'un repère orthogonal XYZ. Ici, la direction Y de ce repère est verticale.
Les figures 1 et suivantes sont orientées par rapport à ce repère XYZ.

[0020]En sortie de la tête 2, l'essentiel des particules chargées sont comprises à
l'intérieur d'un cône qui s'étend le long de l'axe 10. Par l'essentiel des particules chargées sont comprises à l'intérieur de ce cône , on désigne le fait que 90%
ou 95% des particules chargées émises par la tête 2 sont comprises à l'intérieur de ce cône. Par exemple, ce cône est un cône de révolution dont l'axe de révolution est confondu avec l'axe 10.

[0021]Ce cône présente un sommet A situé, ici, à l'intérieur de la tête 2.
L'angle solide au niveau du sommet A est par la suite appelé angle d'ouverture et noté
az.

[0022]Le faisceau 8 est un faisceau dit à haute énergie , c'est-à-dire un faisceau dont l'énergie est supérieure ou égale à 1 MeV ou 10 MeV. Ici, à titre d'illustration, l'énergie du faisceau 8 est de 6 MeV.

[0023]La suite de cette description est faite dans le cas particulier où le faisceau 8 est un faisceau d'électrons (rayonnement r3-). Dans ce cas, les particules chargées sont des électrons. Toutefois, comme indiqué dans le chapitre III, de nombreux autres faisceaux de particules chargées sont possibles. Ici, le faisceau 8 est un faisceau pulsé à haute fréquence, c'est-à-dire un faisceau qui est formé par des salves d'impulsions répétées à intervalles réguliers à une fréquence fp. Par exemple, la fréquence fp est supérieure à 1 kHz ou à 1 MHz ou à 100 MHz. Chaque salve d'impulsions est formée d'une successions de courtes impulsions de particules chargées répétées à une fréquence fz. Par haute fréquence , on désigne le fait que la fréquence fz est supérieure à 1 GHz ou 3 GHz et, généralement, inférieure à
100 GHz ou 10 GHZ.

[0024]La tête 2 comporte un boîtier 20 à l'intérieur duquel sont logés et fixés ensemble les différents composants nécessaires pour générer le faisceau 8. Le boîtier 20 est aussi conçu pour isoler l'intérieur du boîtier vis-à-vis des perturbations électromagnétiques provenant de l'extérieur de ce boîtier. A cet effet, par exemple, le boîtier 20 comporte une enveloppe en matériaux conducteurs raccordée électriquement à la masse.

[0025]Le boîtier 20 comporte une ouverture 22 par laquelle est émis le faisceau 8.
Ici, l'espace traversé par le faisceau 8 entre l'ouverture 22 et la cible 4, est dépourvu de tout matériel susceptible de modifier l'homogénéité ou l'angle d'ouverture du faisceau 8. En absence de tel matériel, les caractéristiques du faisceau 8 restent constantes sur des distances inférieures à 1 m ou 50 cm.

[0026]La tête 2 comporte :
- un canon 24 à particules chargées qui génère un faisceau primaire 26 de particules chargées, - du matériel 30 de mise en forme du faisceau 26 pour le transformer en faisceau 8, et - une unité 32 de commande du canon 24.

[0027]La tête 2 diffère des têtes d'irradiation connues essentiellement par le matériel 30. Ainsi, par la suite, les autres composants de la tête 2 ne sont pas décrits en détail.

[0028]Le canon 24 comporte :
- une source 40 de particules chargées qui produit les particules chargées, - une chambre 42 d'accélération qui accélère les particules chargées produites par la source 40, et - une fenêtre 44 de tir à travers laquelle est émis le faisceau 26.

[0029]La quantité de particules chargées produites par la source 40 est commandable. Cela permet notamment d'ajuster la dose de particules chargées délivrée sur la cible 4.

[0030]Typiquement, la chambre 42 accélère les particules chargées produites en utilisant pour cela des champs électromagnétiques. Par exemple, le canon 24 est un canon connu sous l'acronyme LINAC ( Linear Particule Accelerator ).

[0031]Le faisceau 26 est un faisceau identique au faisceau 8 sauf que :
- son sommet B est, par exemple, situé à l'intérieur du canon 24, - son angle ai d'ouverture est différent de l'angle az, et - la distribution spatiale des particules chargées dans une section transversale du faisceau 26 est différente de la distribution spatiale des particules chargées dans une section transversale du faisceau 8.

[0032]Les particules chargées du faisceau 26 sont les mêmes que celles du faisceau 8.

[0033]Par exemple, l'angle ai est deux, quatre ou six fois plus petit que l'angle az.

[0034]Un exemple de distribution spatiale 46 des particules chargées dans une section transversale du faisceau 26 est représenté sur la figure 2. Une section transversale du faisceau est une section du faisceau le long d'un plan perpendiculaire à son axe de propagation. Ici, la distribution spatiale 46 correspond à la distribution spatiale des particules chargées dans un plan P1 situé à
l'intérieur du boîtier 20 entre le sommet B et l'entrée du matériel 30 de mise en forme.
Typiquement, ce plan P1 est situé à moins de 50 cm ou à moins de 10 cm de la fenêtre 44 de tir. Ici, le plan P1 est situé à 5 cm de la fenêtre 44.

[0035] La distribution spatiale 46 représente la densité de particules chargées en chaque point du plan P1. A cet effet, les axes x et y de la distribution spatiale 46 correspondent aux axes, respectivement, des abscisses et des ordonnées. Ces axes x et y sont contenus dans le plan P1. Ici, les axes x et y sont parallèles, respectivement, aux directions X et Y du repère XYZ. Sur la figure 2, ces axes x et y sont gradués en centimètre. L'axe 10 traverse le plan Pi au niveau du point de coordonnées 0 cm en abscisse et 0 cm en ordonnée. L'axe z de la figure 2, qui est perpendiculaire aux axes x et y, représente la densité de particules chargées par cm2. Ici, l'axe z est gradué dans une unité arbitraire "ua" proportionnelle à
la densité
de particules chargées par cm2. Cette unité ua est la même dans toutes les figures représentant une distribution spatiale de particules chargées.

[0036]Comme illustré par la distribution spatiale 46, la densité de particules chargées présente un maximum, noté Dmaxi, au niveau de l'axe 10. Ensuite, cette densité diminue progressivement et continûment au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'axe 10 jusqu'à atteindre une valeur nulle ou pratiquement nulle en dehors du cône à l'intérieur duquel sont contenues l'essentiel des particules chargées du faisceau. Par exemple, dans le cas du faisceau 26, la densité
Dmaxi est égale à 16 ua.

[0037] La distribution spatiale 46 est symétrique par rapport à l'axe 10.
Ainsi, la façon dont la densité des particules chargées diminue lorsque l'on s'éloigne de l'axe 10 en 5 suivant une direction prédéterminée contenue dans le plan P1 est la même quelle que soit cette direction prédéterminée.

[0038] Classiquement, la distribution spatiale 46 présente une géométrie gaussienne. Autrement dit, lorsqu'on observe une coupe de la distribution spatiale 46 le long d'un plan contenant l'axe 10, on obtient une courbe 48 (figure 3) en forme de cloche. Sur la figure 3, la courbe 48 est celle obtenue le long d'un plan de coupe perpendiculaire à l'axe x des abscisses. Plus précisément, la courbe 48 est ici, par exemple, une fonction gaussienne.

[0039] La courbe 48 montre l'homogénéité de la distribution spatiale des particules chargées dans le plan P1. Plus précisément, dans ce texte, l'homogénéité de la distribution spatiale des particules chargées est représentée par une grandeur physique appelée "distance" et notée d1 dans le plan P1. La distance dl est la distance, exprimée en centimètre, qui sépare l'axe 10 du point du plan P1 où
la densité des particules chargées est égale à Dmedi. La densité Dmedi est la densité
médiane des particules chargées, c'est-à-dire la densité égale à Dmax1/2. Plus la distance d1 est importante, meilleure est l'homogénéité de la distribution spatiale des particules chargées dans le plan P1. De plus, plus la distance dl est importante, plus l'angle ai est important. Classiquement, l'homogénéité du faisceau 26 est médiocre.
Par exemple ici, la distance d1 est inférieure à 0,5 cm et l'angle ai est faible.

[0040]Le matériel 30 est interposé, le long de l'axe 10, entre la fenêtre 44 et l'ouverture 22, pour modifier l'homogénéité et l'angle d'ouverture du faisceau 26 de manière à obtenir le faisceau 8 qui présente une homogénéité souhaitée et l'angle d'ouverture a2. L'homogénéité souhaitée et l'angle d'ouverture a2 sont des caractéristiques prédéterminées et imposées par l'utilisateur de la tête 2.
Ces caractéristiques sont donc des données connues à l'avance et donc même avant la conception de la tête 2.
[0041.]A titre d'illustration, la figure 4 représente une distribution spatiale 50 des particules chargées pour le faisceau 8. La distribution spatiale 50 est identique à la distribution spatiale 46 sauf que :
- la densité maximale au niveau de l'axe 10 est notée Dmax2, - la densité médiane est notée Dmed2, et - la distance qui sépare l'axe 10 du point où la densité de particules chargées est égale à Dmed2, est notée d2.
[0042]Autrement dit, la distance d2 est définit comme la distance d1 sauf qu'elle est mesurée dans la distribution spatiale du faisceau 8. Sur la figure 4, Dmax2 est de l'ordre de 0,0008 ua.

[0043] Ici, l'homogénéité du faisceau 8 est au moins deux fois ou quatre fois ou dix fois supérieure à l'homogénéité du faisceau 26. Ainsi, la distance d2 est deux fois, quatre fois ou dix fois supérieure à la distance dl [0044]Dans ce premier mode de réalisation, pour mettre en forme le faisceau 26 afin d'obtenir le faisceau 8, le matériel 30 comporte uniquement un capteur 60 de l'intensité du faisceau 8. Autrement dit, entre la fenêtre 44 du canon 24 et le capteur 60 et entre le capteur 60 et l'ouverture 22, la tête 2 est dépourvue de tout autre matériel de mise en forme tel qu'un dispositif égalisateur ou un collimateur, capable de modifier l'homogénéité et/ou l'angle d'ouverture du faisceau 8.
[0045] L'architecture et la conception du capteur 60 sont décrites plus en détail en référence aux figures 5 et 6 suivantes.
[0046]Le capteur 60 transmet l'intensité mesurée du faisceau 8 à l'unité 32 de commande. Par exemple, pour cela, le capteur 60 est raccordé, par l'intermédiaire d'une liaison filaire, à l'unité 32.
[0047]L'unité 32 commande le canon 24 en fonction de l'intensité du faisceau 8 mesurée par le capteur 60. Typiquement, l'unité 32 commande le canon 24 de manière à maintenir la dose de particules chargées appliquée sur la cible 4 égale ou pratiquement égale à une consigne Cd préenregistrée. Par exemple, pour cela, l'unité 32 commande la source 40 en fonction d'un écart entre l'intensité
mesurée du faisceau 8 et une consigne d'intensité. A cet effet, l'unité 32 comporte un microprocesseur 62 et une mémoire 64. La mémoire 64 comporte les instructions exécutées par le microprocesseur 62 afin de commander le canon 24.
[0048] La figure 5 représente plus en détail un exemple possible d'agencement du capteur 60. Dans cet exemple de réalisation, l'architecture du capteur 60 est identique à celle décrite en référence à la figure 2 de la demande W02017198630.
Ainsi, pour plus de détail sur l'architecture du capteur 60, le lecteur peut consulter cette demande.
[0049] Le capteur 60 est un capteur à semi-conducteur. Plus précisément, le capteur 60 comporte une zone active 70 apte à générer des charges électriques lorsqu'elle est traversée par des particules chargées. A cet effet, la zone 70 est située sur l'axe 10. Ici, elle est centrée sur l'axe 10. Plus précisément, dans ce mode de réalisation, la zone 70 est un cylindre de révolution dont l'axe de révolution est confondu avec l'axe 10.
[0050] La zone 70 présente une face 72 d'entrée située dans le plan P1 et directement exposée au faisceau 26. La zone 70 comporte aussi une face 74 de sortie située dans un plan P2 perpendiculaire à l'axe 10. Le faisceau 26 ressort du capteur 60 par la face 74 et forme le faisceau 8. Dans le plan P2, la distribution spatiale des particules chargées est, par exemple, celle représentée sur la figure 4.
[0051] La zone 70 comporte une région 76 de déplétion également appelée zone de charge d'espace . Cette région 76 produit des porteurs de charge d'un premier type et des porteurs de charge d'un second type lorsqu'elle est traversée par les particules chargées du faisceau 26. Cette région 76 est située entre la face 72 et une limite représentée par un trait en pointillés parallèle à la direction Y
dans la figure 5.
[0052]A cet effet, dans cet exemple, la zone 70 comporte une couche semi-conductrice 78 et une couche conductrice 80 directement déposées sur la face de la couche 78 tournée vers le canon 24. La face 72 est ici formée par la face extérieure de la couche 80 tournée vers le canon 24. La face 74 de la zone 70 est formée par la face de la couche 78 tournée vers la cible 4. L'épaisseur ei de la couche 78 est la distance, le long de l'axe 10, entre ses deux faces opposées. Ici, cette épaisseur est constante à l'intérieur de toute la zone 70.
[0053] La région 76 est située dans la région de la couche 78 en contact avec la couche conductrice 80. L'association des couches 78 et BO forme une jonction à

effet redresseur et plus précisément une diode Schottky dans ce mode de réalisation.
[0054] Le matériau semi-conducteur utilisé pour réaliser la couche 78 comporte deux bandes d'énergie connues sous les termes, respectivement, de bande de valence et bande de conduction . Dans le cas des matériaux semi-conducteurs, ces deux bandes d'énergie sont séparées l'une de l'autre par une bande interdite plus connue sous le terme anglais de gap . De préférence, le matériau semi-conducteur utilisé pour réaliser la couche 78 est un matériau semi-conducteur à
grand gap, c'est-à-dire un matériau semi-conducteur présentant un gap dont la valeur est au moins deux fois supérieure à la valeur du gap du silicium.
Typiquement, le gap du matériau semi-conducteur utilisé pour la couche 78 est donc supérieur à 2,3 eV.
[0055]Ici, la couche 78 est réalisée en carbure de silicium SiC-4H. Dans cette description, l'expression un élément réalisé en matériau X signifie que le matériau X représente au moins 70% ou 80 % ou 90% de la masse de cet élément.
Ici, la couche semi-conductrice 78 est en plus dopée. Par exemple, lorsque la couche semi-conductrice 78 est réalisée en carbure de silicium, un dopage P
peut être obtenu par implantation d'atonies de bore et, alternativement, un dopage N peut être obtenu par implantation d'atomes d'azote.
[0056] La couche conductrice 80 est par exemple réalisée en métal telle que du cuivre, du zinc ou de l'or.
[0057] Dans ce mode de réalisation, les couches 78 et 80 s'étendent transversalement au-delà de la zone 70 pour former une partie périphérique 84 qui entoure complètement la zone active 70. Contrairement à la zone 70, la partie périphérique 84 n'est pas traversée par le faisceau de particules chargées. La portion 86 de la couche conductrice 80 qui s'étend au-delà de la zone 70 forme une première électrode qui collecte les porteurs de charge du premier type produit par la région 76.

[0058] Ici, l'épaisseur de la couche semi-conductrice 78 dans la partie périphérique 84 est supérieure à l'épaisseur eõ de sorte qu'elle forme les parois latérales d'un trou borgne 88 dont le fond est confondu avec la face 74. La projection orthogonale de la paroi latérale du trou 88 sur le plan P2 entoure complètement la face 74.
[0059] Enfin, uniquement dans la partie périphérique 84, la face de la couche semi-conductrice 78 qui est tournée vers la cible 4 est recouverte d'une couche conductrice 90. La couche conductrice 90 est par exemple réalisée dans le même matériau conducteur que la couche conductrice 80. La couche conductrice 90 forme une seconde électrode qui collecte les porteurs de charge du second type produit par la région 76.
[0060] Par exemple, la face 74 est structurée comme décrit dans la demande W02017198630A1. De même, des billes de métal peuvent être introduites dans la couche semi-conductrice 78 comme décrit dans cette même demande de brevet.
[0061] Le procédé de fabrication de la tête 2 va maintenant être décrit en référence à
la figure 6.
[0062] Initialement, lors d'une étape 100, les différentes caractéristiques du faisceau 8 qui doivent être générées par la tête 2 sont acquises. Ces caractéristiques comportent notamment le type de particules chargées et la gamme d'énergie du faisceau 8.
[0063] Ensuite, lors d'une étape 102, un canon 24 capable de générer un faisceau avec les mêmes particules chargées et sur une plage d'énergie qui englobe la gamme d'énergie souhaitée pour le faisceau 8 est fourni. Par exemple, ce canon est construit ou acheté. Dès lors, à ce stade, les différentes caractéristiques du faisceau 26 sont connues. En particulier, son angle ai et la distance d1 sont alors connus ou déterminables.
[0064] Débute alors une phase 104 de conception et de fabrication du capteur pour que celui-ci remplisse à lui seul à la fois :
- la fonction de mesure de l'intensité du faisceau 8, et - la fonction de matériel de mise en forme pour transformer le faisceau 26 en faisceau 8.
[0065] A ce stade, il est précisé que dans l'état de l'art, il n'a jamais été
imaginé
qu'un capteur à semiconducteur peut modifier substantiellement et à lui seul l'homogénéité et l'angle d'ouverture du faisceau de particules chargées qui le traverse. Ici, par substantiellement modifié , on désigne une modification qui permet d'obtenir une distance d2 au moins deux fois et, de préférence, au moins quatre ou dix fois supérieure à la distance d1. Au contraire, dans l'état de l'art, l'épaisseur ei est systématiquement choisie aussi faible que possible pour maximiser le taux de transmission du capteur. Le taux de transmission d'un capteur est égal au ratio loudlin, ou 'out et lin sont les intensités des faisceaux, respectivement, sortant et entrant du capteur. Or, un tel capteur à semi-conduteur avec une très faible épaisseur ei ne modifie pas substantiellement l'homogénéité du faisceau qui le traverse.
[0066]1ci, cette idée est exploitée pour concevoir un capteur 60 qui, à lui seul, permet de transformer le faisceau 26 en faisceau 8 sans l'aide de matériel additionnel de mise en forme du faisceau.
[0067]A cet effet, lors d'une étape 110, le matériau semi-conducteur dans lequel doit être réalisé la couche semi-conductrice 78 est d'abord sélectionné dans la liste des matériaux semi-conducteurs qui sont de bons candidats pour fabriquer la zone active 70. Ici, ce matériau semi-conducteur est le carbure de silicium SiC-4H.
A ce stade, les différentes caractéristiques du matériau semi-conducteur choisi sont donc connues. En particulier, la densité du matériau choisi est connue.
[0068] Ensuite, lors d'une étape 112, l'épaisseur e, de la couche semi-conductrice 78 est ajustée pour que la distribution spatiale des particules chargées du faisceau 8 dans le plan P2 soit substantiellement modifiée par rapport à la distribution spatiale 46 du faisceau 26 dans le plan P1. Ainsi, ici, a minima, l'épaisseur ei est ajustée pour que la distance dz soit au moins deux fois supérieure à la distance d1.
[0069] Pour cela, il est procédé par essais successifs de plusieurs valeurs possibles de l'épaisseur ei jusqu'à obtenir une ou plusieurs épaisseurs ei qui satisfont différents critères de sélection. Parmi ces différents critères de sélection, au moins l'un d'entre eux conduit systématiquement à sélectionner une valeur pour l'épaisseur ei telle que la distance dz soit supérieure à deux fois la distance dl. Ici, ce premier critère de sélection est le suivant :
- Critère 1) : l'épaisseur ei sélectionnée correspond à une distance dz supérieure à
un seuil dminz, où le seuil dm inz est supérieur à deux fois la distance d1.
[0070]Par exemple, lors d'une opération 116, plusieurs valeurs possibles de l'épaisseur ei sont choisies. Les valeurs sont choisies comprises dans un intervalle [emini ; emaxi] et sont espacées les unes des autres d'un pas, par exemple, régulier.
La valeur emini est par exemple supérieure ou égale à l'épaisseur minimale que doit avoir la couche semi-conductrice 78 de manière à permettre la mesure de l'intensité
du faisceau 8. La valeur emaxi est cinq, ou dix ou cinquante fois plus grande que la valeur emini. Généralement, la valeur emaxi est inférieure à 1 cm ou 5 mm. Par exemple, ici, la valeur emin, est égale à 50 pi.m, alors que la valeur minimale de l'épaisseur e, qui permet de mesurer l'intensité du faisceau 8 est plutôt de l'ordre de 10 m. Ici, la valeur emaxi est égale à 1 mm.
[0071] Le pas régulier est choisi pour que le nombre d'essais à réaliser soit raisonnable. Par exemple, le pas choisi est de 50 pm.
[0072] Ensuite, lors d'une opération 118, la valeur de la distance dz correspondant à
chacune des valeurs de l'épaisseur ei choisies lors de l'opération 116, est déterminée. Ici, de plus, lors de l'opération 118, la valeur de l'angle az et du taux T2 de transmission du capteur 60 correspondant à chacune des valeurs choisies de l'épaisseur el sont également déterminées.

[0073]A cet effet, pour chaque valeur de l'épaisseur ei choisie, la distribution spatiale des particules chargées du faisceau dans le plan P2 est d'abord construite par simulation numérique. Par exemple, une telle simulation numérique est réalisée en utilisant le logiciel MCNP (Monte-Carlo N-Particules transport code) ou le logiciel 5 Geant (GEometry ANd Tracking). Ces logiciels permettent de modéliser le faisceau 26 et la zone active 70. Ensuite, en mettant en oeuvre des simulations de Monte-Carlo, ils construisent la distribution spatiale des particules chargées dans un plan quelconque dont l'emplacement le long de l'axe 10 est spécifié. Ainsi, pour obtenir la distribution spatiale dans le plan P2, la position et les différentes caractéristiques du 10 faisceau 26 et des couches 78 et 80 sont modélisées et introduites dans ce logiciel.
Les caractéristiques du faisceau 26 sont celles choisies lors des étapes 100 et 102.
Les positions des plans P1 et P2 sont aussi spécifiées. Lors de la simulation, les caractéristiques suivantes sont également introduites dans le logiciel de simulation :
- les caractéristiques du matériau semi-conducteur utilisé pour réaliser la couche semiconductrice 78 et notamment sa densité et son épaisseur ei, - éventuellement, les caractéristiques du matériau conducteur utilisé pour réaliser la couche conductrice 80 et notamment sa densité et son épaisseur, et - la position du capteur 60 par rapport à la fenêtre 44 telle que précédemment décrite au regard de la figure 1.
[0074]Enfin, en plus de la distribution spatiale des panicules chargées dans les plans P1 et P2, ces logiciels permettent aussi de déterminer en même temps :
- les intensités l et lout du faisceau de particules chargées au niveau des plans, respectivement, Pi et P2, - l'angle d'ouverture du faisceau 8.
[0075] Une fois que la distribution spatiale du faisceau dans le plan P2 est construite, la valeur de la distance d2 est ensuite déterminée. Pour cela, par exemple :
- la densité maximale Dmax2 est relevée au niveau du point de coordonnées (0 cm;
0 cm), puis - la densité médiane Dmed2 est calculée à l'aide de la relation suivante :
Dmed2 Dmax2/2, puis - les coordonnées d'un point où la densité de particules chargées est égale à la densité Dmed2 sont relevées, et enfin, - la distance entre ce point relevé et le point de coordonnées (0 cm; 0 cm) est calculée.
[0076]Cette distance calculée est la distance d2 de la distribution spatiale du faisceau dans le plan P2.
[0077]Une telle simulation numérique permet aussi de déterminer le nombre de particules chargées qui traverse les plans P1 et P2 pendant un intervalle de temps prédéterminé. Les intensités lin et Inut sont alors déduites de ces informations.
[0078] L'angle d'ouverture du faisceau 8 simulé qui ressort par la face 74 est aussi déterminé.

[0079] A chaque fois qu'une valeur spécifique de l'épaisseur e1 est simulée, cette valeur spécifique est enregistrée sur une ligne d'une table de résultat et les valeurs de la distance d2, du taux T2 et de l'angle 02 correspondantes à cette épaisseur sont enregistrées sur la même ligne.
[0080]La figure 4 est un premier exemple de distribution spatiale obtenue par simulation numérique lorsque l'épaisseur e, est prise égale à 200 m. Les figures 7 à
9 représentent des distributions spatiales identiques sauf que celles-ci sont obtenues pour des épaisseurs e, égales à, respectivement, 50 m, 100 lm et 300 m.
Comme le montrent les figures 4 et 7 à 9, la distance d2 augmente fortement en fonction de l'épaisseur e,.
[0081]Ensuite, lors d'une opération 120, la valeur de l'épaisseur e, à
utiliser pour fabriquer le capteur 60 est sélectionnée parmi les différentes valeurs simulées lors de l'opération 118. Pour cela, ici, en plus du critère 1) de sélection, des critères supplémentaires de sélection sont utilisés. Plus précisément, les deux critères supplémentaires de sélection suivants sont utilisés :
- Critère 2) : l'épaisseur a doit correspondre à un taux T2 de transmission supérieur à
un seuil et - Critère 3) : l'épaisseur e, doit correspondre à une valeur de l'angle 02 supérieure à
un seuil amin2.
[0082]Par exemple, le seuil Tr11112 est supérieur à 0,4 ou 0,5 et, de préférence, supérieur à 0,7 ou 0,9. Le seuil aminzest par exemple supérieur à deux ou quatre ou dix fois l'angle ai.
[0083] L'ordre de priorité entre les trois critères 1) à 3) est ici le suivant : le critère 1) est plus important que le critère 2), le critère 2) est plus important que le critère 3).
[0084] Dès lors, les différentes valeurs de l'épaisseur ei de la table de résultat qui satisfont le critère 1) sont d'abord sélectionnées. Ensuite, s'il existe plusieurs valeurs de l'épaisseur e, qui satisfont le critère 1), seules les valeurs de l'épaisseur e, qui satisfont en plus le critère 2) sont sélectionnées.
[0085]Si à ce stade, il existe toujours plusieurs valeurs possibles de l'épaisseur ei qui satisfont à la fois les critères 1) et 2), alors parmi l'ensemble de ces valeurs possibles, seules les valeurs de l'épaisseur e1 qui satisfont en plus le critère 3) sont sélectionnées.
[0086]Enfin, si à ce stade, il existe toujours plusieurs valeurs possibles de l'épaisseur e, qui satisfont à la fois les critères 1) à 3), une seule d'entre elles est sélectionnée. Par exemple, c'est la plus petite de ces valeurs qui est sélectionnée.
[0087]L'ajustement de l'épaisseur e, est alors terminé. Les autres opérations de conception du capteur 60 sont, par exemple, conventionnelles et ne sont pas décrites ici.
[0088] La phase 104 de conception du capteur 60 est alors terminée. Par exemple, ici, c'est l'épaisseur e, égale à 200 lm qui a été sélectionnée pour fabriquer la tête 2.

[0089] Lors d'une étape 130, le capteur 60 conçu lors de la phase 104 est fabriqué.
Lors de cette étape, la couche semi-conductrice 78 est réalisée de manière à
présenter l'épaisseur el sélectionnée lors de l'étape 120.
[0090] Ensuite, lors d'une étape 132, la tête 2 d'irradiation est fabriquée.
Pour cela, le canon 24 fourni lors de l'étape 102 et le capteur 60 fabriqué lors de l'étape 130 sont assemblés et fixés à l'intérieur du boîtier 20 pour obtenir l'agencement décrit en détail en référence à la figure 1.
[0091]Chapitre II : Variantes.
[0092]Variantes du capteur :
[0093] De nombreux autres modes de réalisation du capteur 60 sont possibles.
Par exemple, la région 76 de déplétion peut aussi être formée sous la forme d'une diode PN ou d'une diode PiN ou par la région de déplétion d'un transistor à effet de champ. En particulier, les différentes architectures d'un capteur à semi-conducteur décrit dans la demande VV02017198630A1 peuvent être mises en oeuvre pour concevoir un capteur à semi-conducteur susceptible d'être utilisé à la place du capteur 60 et remplissant les mêmes fonctions.
[0094] En variante, le trou borgne 88 est omis.
[0095] D'autres matériaux que le carbure de silicium sont possibles pour réaliser la couche semiconductrice 78. Par exemple, en variante, la couche semiconductrice est réalisée en diamant ou en alliage semi-conducteur composé d'éléments de la colonne I II-V ou II-VI.
[0096]Les couches conductrices 80, 90 peuvent être réalisées dans d'autres matériaux conducteurs qu'un métal. Par exemple, en variante, elles sont réalisées en graphène mono ou multicouches. Elles peuvent aussi être réalisées dans d'autres métaux comme le nickel, l'aluminium, le titane ou le tungstène. Les couches 80 et 90 ne sont pas nécessairement réalisées dans les mêmes matériaux conducteurs.
[0097] La structuration de la face 74 peut être omise. De même, l'incorporation de billes métalliques dans la couche semi-conductrice 78 peut aussi être omise.
[0098]Variantes du procédé de fabrication :
[0099]La couche 80 a peu d'influence sur la distribution spatiale des particules chargées dans le plan P2. Ainsi, dans une variante simplifiée, seule la couche 78 est modélisée dans le logiciel de simulation. De même, il n'est pas nécessaire de modéliser les parties du capteur 60 qui ne sont pas traversées par le faisceau comme, par exemple, la partie périphérique 84.
[00100]En variante, les distributions spatiales ne sont pas déterminées par simulation numérique mais expérimentalement. Par exemple, pour cela, une grille de capteurs est placée dans le plan P1. Ces capteurs sont par exemple disposés à
intervalles réguliers dans les directions X et Y. Chaque capteur mesure localement l'intensité du faisceau de particules chargées à l'emplacement où il se trouve.
L'intensité du faisceau de particules chargées à un emplacement particulier dépend du nombre de particules chargées reçues pendant un intervalle de temps à cet emplacement et donc de la densité de particules chargées à cet emplacement.
Cette grille de capteur permet donc de mesurer la distribution spatiale des particules chargées dans le plan contenant cette grille de capteurs. Ensuite, une couche semiconductrice 78 d'une épaisseur e, choisie est placée entre les plans P1 et P2 et la grille de capteurs est placée dans le plan P2, c'est-à-dire juste derrière la couche semiconductrice testée. Aucune grille de capteurs n'est placée dans ce cas en amont de la couche semiconductrice, c'est-à-dire du côté tourné vers le canon 24.
Dans cette configuration, la grille de capteurs permet de mesurer la distribution spatiale des particules chargées dans le plan P2 en présence de la couche semi-conductrice. Ensuite, il est procédé comme décrit précédemment, c'est-à-dire que différentes épaisseurs de la couche semiconductrice sont successivement essayées jusqu'à trouver l'épaisseur qui convienne. Il est aussi possible d'utiliser un seul capteur au lieu d'une grille de plusieurs capteurs. Dans ce dernier cas, cet unique capteur est déplacé dans le plan où l'on souhaite relever la distribution spatiale des particules chargées afin de mesurer l'intensité du faisceau à différents emplacements de ce plan.
[00101] D'autres modes de réalisation de l'opération de sélection de l'épaisseur e1 à
utiliser pour fabriquer le capteur 60 sont possibles. En variante, des critères supplémentaires peuvent être pris en compte pour sélectionner la valeur de l'épaisseur el à utiliser. Par exemple, un critère supplémentaire peut être d'imposer que la valeur de l'épaisseur e, soit inférieure à un seuil maximum afin de prendre en compte des contraintes de fabrication.
[00102] A l'inverse, le nombre de critères de sélection peut aussi être réduit. Par exemple, en variante, l'un des critères 2) et 3) est omis ou remplacé par un autre critère. Lorsque les critères 2) et 3) sont omis, la détermination lors de l'opération 118 du taux T2 de transmission et/ou de la valeur de l'angle (12 peut alors être omise.
[00103] L'ordre de priorité entre les différents critères de sélection peut aussi être modifié. Par exemple, la priorité du critère 3) peut être plus importante que celle du critère 1) ou 2).
[00104] Le critère 3) peut être remplacé ou complété par un critère qui impose une valeur maximale à l'angle a2.
[00105] D'autres grandeurs physiques que la distance d1 ou d2, peuvent être utilisées en tant que mesure de l'homogénéité d'une distribution spatiale de particules chargées. Toutefois, quelle que soit la grandeur physique utilisée, celle-ci est représentative d'une distance dl ou d2. Typiquement, il existe une correspondance biunivoque ("one-to-one correspondence" en anglais) entre les valeurs de cette grandeur physique et les valeurs de la distance dl ou d2. Par exemple, une grandeur physique représentative de la distance d1 ou d2 est l'écart type ou la variance de la distribution spatiale. L'écart type de la distribution spatiale est, par exemple, calculé
à partir des données d'une coupe transversale de la distribution spatiale telle que celle représentée sur la figure 3. Le rapport Dmax2/Dmax1 est aussi une grandeur physique représentative de l'homogénéité de la distribution spatiale. En effet, plus ce rapport est petit, plus l'homogénéité de la distribution spatiale secondaire est importante par rapport à la distribution spatiale primaire. De même, d'autres distances que la distance d1 ou d2 sont utilisables. Par exemple, il est possible d'utiliser une distance d2' entre l'axe 10 et un point où la densité de particules chargées est égale à une densité prédéterminée D2, où la densité D2 est inférieure à
la densité Dmax2 et différente de la densité Dmed2. Il est aussi possible d'utiliser une distance entre deux points correspondant à deux densités prédéterminées différentes, respectivement, D2 et D3, où la densité D3 est différente de la densité D2.
[00106] Autres variantes :
[00107] En variante, la section transversale du faisceau 8 n'est pas nécessairement circulaire. Autrement dit, le cône qui délimite le faisceau 8 en sortie de la tête 2 n'est pas nécessairement un cône de révolution.
[00108] Le procédé de fabrication décrit ici s'applique aussi pour la fabrication de têtes d'irradiation de faisceaux de particules chargées de plus faible énergie et notamment pour des faisceaux de particules chargées dont l'énergie est inférieure à
1 MeV ou 100 keV ou 10 keV.
[00109] Le faisceau n'est pas nécessairement un faisceau d'électrons. Le procédé
de fabrication décrit ici s'applique à tout type de faisceau de particules chargées. Par exemple, les particules chargées appartiennent au groupe composé des électrons, des positons, des protons et des particules lourdes chargées. Les particules lourdes chargées comportent toutes les particules comportant un noyau. Par exemple, il s'agit de particules a, des ions de carbone, des ions de cuivre ou des ions d'or.
[00110] En fait, pour toutes particules chargées choisies, pour tout matériau semi-conducteur choisi pour la couche 78 et pour toute énergie choisie du faisceau 26, il existe au moins une épaisseur el qui permet de modifier substantiellement la distribution spatiale du faisceau 26. Toutefois, si l'étape 112 conduit à
sélectionner une épaisseur e, qui n'est pas compatible avec d'autres contraintes de fabrication, comme par exemple l'encombrement du capteur 60, alors l'un des choix précédents peut être modifié puis l'étape 112 réitérée. Par exemple, un autre matériau semiconducteur est sélectionné pour la couche 78.
[00111] Dans un autre mode de réalisation, le faisceau 8 n'est pas un faisceau pulsé
mais un faisceau continu.
[00112] L'unité 32 de commande peut aussi être placée en dehors du boîtier 20.
[00113] En variante le matériel 30 comporte, en plus du capteur 60, un dispositif égalisateur et/ou un collimateur. Dans ce cas, de préférence, ce dispositif égalisateur et/ou ce collimateur est placé en amont du capteur 60. Dans cette variante, puisque le capteur est conçu pour faire une partie du travail de mise en forme du faisceau, le dispositif égalisateur et/ou le collimateur sont plus simples et moins encombrant.
[00114] Chapitre III : Avantages des modes de réalisation décrits :
5 [00115] Le choix d'une épaisseur e, de la couche semiconductrice qui permet d'améliorer l'homogénéité du faisceau de particules chargées par un facteur d'au moins deux permet de simplifier la tête d'irradiation. Par exemple, lorsque le capteur à semiconducteur permet d'atteindre l'homogénéité souhaitée du faisceau 8 sans aucun autre dispositif égalisateur que le capteur lui-même, alors cela limite 10 l'encombrement de la tête d'irradiation. En effet, aucun dispositif égalisateur supplémentaire n'est nécessaire. De plus, lorsqu'un dispositif égalisateur autre que le capteur est utilisé dans une tête d'irradiation, il absorbe une partie des particules du faisceau 8. Ainsi, la tête d'irradiation décrite ici, en éliminant tout dispositif égalisateur supplémentaire, limite aussi le problème d'absorption des particules 15 chargées par ces dispositifs égalisateurs supplémentaires.
[00116] Dans le cas où l'épaisseur de la couche semi-conductrice du capteur ne permet pas d'atteindre l'homogénéité souhaitée ou l'angle d'ouverture souhaité
pour le faisceau 8, un dispositif égalisateur supplémentaire ou un collimateur supplémentaire peut être utilisé en complément du capteur. Toutefois, même dans ce cas, l'utilisation du capteur décrit ici permet de simplifier ce dispositif égalisateur ou ce collimateur, car une partie substantielle du travail de mise en forme du faisceau de particules chargées est réalisée par le capteur. Ainsi, le nombre et/ou la structure du dispositif égalisateur supplémentaire et/ou du collimateur supplémentaire sont simplifiés. Dès lors, même dans ce dernier cas, le capteur décrit ici permet de simplifier la tête d'irradiation et donc d'en limiter l'encombrement tout en limitant en même temps le problème d'absorption de particules chargées par le matériel de mise en forme.
[00117] La détermination par simulation numérique de la distribution spatiale simplifie la mise en oeuvre du procédé de fabrication de la tête d'irradiation.
[00118] La sélection de l'épaisseur de la couche semi-conductrice de manière à

augmenter le taux de transmission du capteur permet d'obtenir à la fois un capteur fortement transparent au faisceau de particules chargées tout en étant capable de substantiellement homogénéiser ce faisceau de particules chargées.
[00119] La sélection de l'épaisseur de la couche semi-conductrice de manière à
augmenter substantiellement l'angle d'ouverture du faisceau de particules chargées permet d'obtenir à la fois un capteur qui augmente substantiellement l'angle d'ouverture tout en étant capable, en même temps, de substantiellement homogénéiser le faisceau de particules chargées.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Procédé de fabrication d'une tête d'irradiation d'une cible avec un faisceau de particules chargées, ce procédé comportant :
- la fourniture (102) d'un canon à particules chargées comportant une fenêtre de tir à
partir de laquelle est érnis un faisceau primaire de particules chargées le long d'un axe de propagation, ce faisceau primaire de particules chargées présentant une distribution spatiale primaire de particules chargées dans un premier plan perpendiculaire à l'axe de propagation et situé à une distance prédéterminée de la fenêtre de tir, cette distribution spatiale primaire comportant une densité
maximale Dmax1 de particules chargées sur l'axe de propagation et une densité médiane Dmed1 de particules chargées égale à la moitié de la densité maximale Dmax1, cette densité médiane Dmed1 étant située à une distance dl de l'axe de propagation dans une première direction perpendiculaire à l'axe de propagation, - la conception et la fabrication (104) d'un capteur apte à mesurer l'intensité d'un faisceau de particules chargées, ce capteur comportant :
- une zone active apte à interagir avec les particules chargées pour produire des charges électriques lorsque cette zone active est traversée par le faisceau de particules chargées, cette zone active comportant :
- une face d'entrée qui s'étend dans le premier plan et qui est centrée sur l'axe de propagation, - une face de sortie par l'interrnédiaire de laquelle ressort le faisceau de particules chargées qui est reçu sur la face d'entrée, le faisceau qui ressort de cette face de sortie étant appelé "faisceau secondaire", cette face de sortie s'étendant dans un second plan parallèle au premier plan, le faisceau secondaire de particules chargées présentant une distribution spatiale secondaire dans le second plan, cette distribution spatiale secondaire comportant une densité maximale Dmax2 de particules chargées sur l'axe de propagation et une densité médiane Dmed2 de particules chargées égale à
la moitié de la densité maximale Dmax2, cette densité médiane Dmed2 étant située à une distance d2 de l'axe de propagation dans la première direction, - une couche semiconductrice interposée entre les faces d'entrée et de sortie et parallèle à ces faces d'entrée et de sortie, et - des électrodes pour capter les charges électriques produites par la zone active, l'intensité du courant entre ces électrodes étant représentative de l'intensité du faisceau de particules chargées qui traverse ce capteur, la conception du capteur comportant :
- la sélection (110) du matériau semi-conducteur utilisé pour réaliser la couche semiconductrice, et - l'ajustement (112) de l'épaisseur de la couche semi-conductrice, caractérisé en ce que l'ajustement de l'épaisseur de la couche semiconductrice comporte la sélection (120) d'une épaisseur pour laquelle la distance d2 est deux fois supérieure à la distance d1.

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'ajustement (112) de l'épaisseur de la couche semiconductrice comporte :
- le choix (116) de plusieurs épaisseurs possibles pour la couche semiconductrice, puis - pour chacune des épaisseurs choisies, la détermination (118), par expérimentation ou par simulation, d'une grandeur physique représentative de la distance d2, puis - la sélection (120), parmi les différentes épaisseurs possibles choisies, d'une épaisseur pour laquelle la grandeur physique déterminée correspond à une distance d2 deux fois supérieure à la distance d1.

3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la détermination (118) de la grandeur physique comporte la détermination par simulation numérique de la distribution spatiale secondaire puis le calcul de la valeur de la grandeur physique à
partir de la distribution spatiale déterminée.

4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la simulation numérique est réalisée en utilisant le logiciel MCNP (Monte-Carlo N-Particule transport code) ou le logiciel Geant (GEometry ANd Tracking).

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'ajustement (112) de l'épaisseur de la couche semiconductrice comporte la sélection (120) d'une épaisseur pour laquelle la distance d2 est quatre fois supérieure à la distance dl.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'ajustement (112) de l'épaisseur de la couche semiconductrice comporte la sélection (120) d'une épaisseur pour laquelle, en plus, le ratio I õt/I in est supérieur à 0,5 ou 0,7 ou 0,9, où lin et 1õt sont les intensités des faisceaux, respectivement, primaire et secondaire.

7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel les intensités lin et lOut sont établies à partir, respectivement, des distributions spatiales primaire et secondaire.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'ajustement (112) de l'épaisseur de la couche semiconductrice comporte la sélection (120) d'une épaisseur pour laquelle, en plus, l'angle solide du faisceau secondaire est deux fois supérieur à l'angle solide du faisceau primaire.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le procédé comporte aussi la détermination, par expérimentation ou par simulation, de la grandeur physique représentative de la distance d1.

10. Tête d'irradiation d'une cible avec un faisceau de particules chargées, fabriquée par un procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, cette tête d'irradiation comportant :
- un canon (24) à particules chargées comportant une fenêtre (44) de tir à
partir de laquelle est émis un faisceau primaire (26) de particules chargées le long d'un axe (10) de propagation, ce faisceau primaire de particules chargées présentant une distribution spatiale primaire (46) de particules chargées dans un premier plan perpendiculaire à l'axe de propagation et situé à une distance prédéterminée de la fenêtre de tir, cette distribution spatiale primaire comportant une densité
maximale Dmax1 de particules chargées sur l'axe de propagation et une densité médiane Dmed1 de particules chargées égale à la moitié de la densité maximale Dmax1, cette densité médiane Dmed1 étant située à une distance d1 de l'axe de propagation dans une première direction perpendiculaire à l'axe de propagation, - un capteur (60) apte à mesurer l'intensité du faisceau de particules chargées, ce capteur comportant :
- une zone active (70) apte à interagir avec les particules chargées pour produire des charges électriques lorsque cette zone active est traversée par le faisceau de particules chargées, cette zone active comportant :
- une face (72) d'entrée qui s'étend dans le premier plan et qui est centrée sur l'axe de propagation, - une face (74) de sortie par l'intermédiaire de laquelle ressort le faisceau de particules chargées qui est reçu sur la face d'entrée, le faisceau qui ressort de cette face de sortie étant appelé "faisceau secondaire", cette face de sortie s'étendant dans un second plan parallèle au premier plan, le faisceau secondaire (8) de particules chargées présentant une distribution spatiale secondaire (50) dans le second plan, cette distribution spatiale secondaire comportant une densité maximale Dmax2 de particules chargées sur l'axe de propagation et une densité médiane Dmed2 de particules chargées égale à
la moitié de la densité maximale Dmax2, cette densité médiane Dmed2 étant située à une distance d2 de l'axe de propagation dans la première direction, - une couche semiconductrice (78) interposée entre les faces d'entrée et de sortie et parallèle à ces faces d'entrée et de sortie, et - des électrodes (86, 90) pour capter les charges électriques produites par la zone active, l'intensité du courant entre ces électrodes étant représentative de l'intensité du faisceau de particules chargées qui traverse ce capteur, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche semiconductrice (78) est ajustée pour que la distance d2 soit deux fois supérieure à la distance d1.

11. Tête selon la revendication 10, dans laquelle la tête est dépourvue de dispositif supplémentaire d'homogénéisation de la densité de particules chargées du faisceau de particules chargées situé, le long de l'axe de propagation, en amont ou en aval du capteur.

12. Tête selon l'une quelconque des revendications 10 à 11, dans laquelle la zone active comporte une jonction (76) à effet redresseur apte à basculer entre :
- un état passant dans lequel la jonction laisse passer un courant dans un sens, et - un état bloqué dans lequel la jonction s'oppose au passage du courant dans le sens opposé.