FR2626109A1 - Dispositifs de visualisation de rayonnement thermique, systemes comportant de tels dispositifs, et methode de fabrication de tels dispositifs de visualisation - Google Patents

Abstract

Un dispositif de visualisation de rayonnement thermique, comprend au moins une portion de corps semi-conducteur 10, 20, 30, 40 par exemple de tellurure de mercure-cadmium, sur lequel des électrodes de polarisation 1 à 4 et 41b à 44bpar exemple en or, sont espacées pour produire un courant de polarisation principalement de porteurs de charges majoritaires s'écoulant le long des barrettes 10, 20, 30, 40. Le courant de polarisation permet un déplacement ambipolaire de porteurs de charges générés par le rayonnement dans la direction opposée. Un ou plus d'un moyen de lecture (par exemple 11, 21, 51, 41 est présent sur le trajet de déplacement de chaque portion de corps (par exemple 10). La portion de corps 10, 20, 30, 40 est placée sur un substrat 100 muni d'un réseau de conducteurs 61 à 64, 71 à 74, 81 à 84, 91 à 94 qui permet la connexion électrique de chacun des moyens de lecture. Chaque moyen de lecture qui peut être une jonction de diode ou une paire d'électrodes est situé à l'emplacement de trous (dont la référence est a et bpour une paire d'électrodes) ces derniers s'étendant à travers l'épaisseur de la portion de corps 10, 20, 30, 40 jusqu'au réseau de conducteurs du substrat 100. Ces trous peuvent être réalisés avec de petites dimensions transversales par gravure ionique. La métallisation 7 qui réalise une connexion avec le réseau de conducteurs du substrat 61 à 64, 71 à 74, 81 à 84, 91 à 94 est déposée principalement sur l'entière paroi latérale de chaque trou sans s'étendre sur la face principale supérieure de la portion de corps 10, 20, 30, 40. De cette façon, des connexions précises et sûres peuvent être réalisées pour les moyens de lecture dans une structure de dispositif compacte sans interférer de façon gênante avec le déplacement ambipolaire de porteurs minoritaires.

Description

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"Dispositifs de visualisation de rayonnement thermique, systèmes compor-

tant de tels dispositifs, et méthode de fabrication de tels dispositifs de visualisation" La présente invention se rapporte à un dispositif de

visualisation de rayonnement thermique comprenant un corps semi-conduc-

teur (en particulier, mais non exclusivement, de tellurure de mercure-

cadmium) et utilisant un déplacement ambipolaire de porteurs de charge minoritaires libres engendré par rayonnement. L'invention se rapporte

également à des systèmes de visualisation de rayonnement thermique com-

prenant un tel dispositif et aux méthodes de fabrication d'un tel dis-

positif. Le brevet britannique n i 4388 258 décrit un dispositif de visualisation de rayonnement thermique comprenant une partie d'un

corps semi-conducteur d'une conductivité donnée dans laquelle les por-

teurs de charge libres peuvent être engendrés par absorption de rayon-

nement thermique. Des électrodes de polarisation sont disposées de manière espacée sur le corps semi-conducteur de façon à engendrer un

courant de polarisation constitué de manière prédominante par des por-

teurs de charge majoritaires circulant dans le corps dans une direction et parallèlement à une surface principale de ce corps. Ledit courant de

polarisation est capable de permettre un déplacement ambipolaire de por-

teurs de charge minoritaires libres engendrés par le rayonnement dans le sens opposé audit courant de porteurs majoritaires. Des moyens de

lecture sont présents sur le trajet de déplacement ambipolaire.

Le matériau utilisé généralement pour le corps semi-

conducteur est le tellurure de mercure-cadmium. Les moyens de lecture

peuvent comprendre une paire de première et seconde électrodes de lec-

ture, très rapprochées et constituant des contacts ohmiques sur lecorps semi-conducteur; ces électrodes peuvent être constituées d'un métal tel que l'aluminium. Le signal image est dérivé sous forme de tension entre

les deux électrodes de lecture, la modulation ce conductivité en résul-

tant étant un moyen de mesurer la densité de porteurs de charge minori-

taires qui sont engendrés par le rayonnement et dirigés vers les moyens de lecture. Sous une autre forme les moyens de lecture peuvent être

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constitués soit d'un métal ou d'une région semi-conductrice qui forme une jonction de diode avec le corps semi-conducteur d'une conductivité d'un type déterminé, la polarité de cette jonction étant inversée par

l'application d'une tension de polarisation convenable. Le courant en-

gendré par cette diode est également un moyen de mesurer la densité des porteurs minoritaires engendrés par le rayonnement. La jonction de

diode peut être utilisée également sans polarisation.

Le dispositif constitue une partie d'un système de visua-

lisation d'images thermiques dans lequel l'image de rayonnement thermi-

que est balayée le long du corps du dispositif dans la même direction et à la même vitesse que la vitesse de déplacement ambipolaire de telle sorte que se produise au long du trajet du courant et en amont des moyens de lecture une intégration de porteurs minoritaires engendrés

par chaque élément de l'image de rayonnement.

Dans le dispositif particulier de visualisation qui est décrit et démontré dans le brevet britannique no 1 488 258, les moyens

de lecture sont positionnés uniquement à une extrémité du corps semi-

conducteur, et le corps semi-conducteur se présente sous la forme d'une

barrette allongée qui comprend seulement un dispositif de visualisation.

Lorsque le moyen de lecture est constitué d'une paire d'électrodes, la seconde électrode forme souvent l'électrode de polarisation. Quoi qu'il en soit, sont souhaitables des dispositifs de visualisation, tels que

décrits dans les demandes de brevet français n0 81 10266 (notre réfé-

rence PHB 32616) et 80 11363 (notre référence PHB 32660) dans lesquel-

les une pluralité de moyens de lecture sont positionnés sur le trajet du déplacement ambipolaire à différents endroits entre les électrodes de polarisation espacées. Ces moyens de lecture peuvent être disposés en séquence le long de la barrette semi-conductrice de façon à former une pluralité de dispositifs utilisée séquentiellement. Un montage en parallèle de telles barrettes à muiti-éléments composées de tellurure

de mercure et de cadmium peut également être formé sur un substrat com-

mun ou bien des trajets de déplacement parallèles peuvent être formés dans un corps commun de tel].urure de mercure et de cadmium. Dans une

autre disposition les moyens de lecture sont répartis dans une direc-

tion transversale au/aux trajet/s de déplacement ambipolaire. Il faut noter que les deux demandes de brevet français 80 11363 et 81 10266 n'avaient pas été publiées avant la date de priorité de la présente

demande de brevet.

Sous les formes particulières de dispositifs de visuali-

sation tels décrits et démontrés dans le brevet britannique 1 438 258, le métal ou les régions semi-conductrices formant les moyens de lecture sont présents à la partie supérieure de la surface de la barrette et s'étendent généralement au travers de toute la largeur de la barrette sur ladite surface supérieure. Néanmoins, les Demandeurs ont déterminé qu'une telle configuration de moyens de lecture peut interférer avec et perturber le déplacement ambipolaire des porteurs minoritaires libres générés par rayonnement en augmentant la recombinaison des porteurs de

telle sorte qu'une partie du signal soit perdue. Ceci revêt une parti-

culière importance pour les dispositifs ayant une pluralité de moyens

de lecture disposés sur le trajet de déplacement. La barrette propre-

ment dite est montée dans un agencement d'encapsulation conventionnel pour refroidir la barrette à la température de fonctionnement désirée et pour fournir les connexions électriques appropriées. il est d'usage courant d'utiliser des liaisons par fils conducteurs pour fournir les liaisons électriques à un dispositif de visualisation par rayonnement thermique dans une telle encapsulation. Cependant la liaison directe d'une connexion par fils conducteurs à de tels moyens de lecture sur la surface principale de la barrette semi-conductrice peut entraîner des dommages à l'intérieur du corps semi-conducteur, provoquant des

recombinaisons nonnégliFeab1es des porteurs de charge dans cette ré-

gion sensible du trajet de déplacement ambipolaire.

Le Déposant a aussi assemblé une pluralité de telles bar-

rettes du dispositif en parallèle sur un substrat commun, comme décrit dans la demande de brevet français non encore publiée nO 30 11363. Afin de réduire la région non sensible région dite "espace mort". entre les barrettes parallèles il est souhaitable que les barrettes soient très

peu espacées l'une de l'autre. Pour simplifier le système de visualisa-

tion utilisant de telles barrettes parallèles, il est aussi souhaitable

que les moyens de lecture et les moyens constituant l'électrode de pola-

risation soient respectivement alignés en substance dans des directions

sensiblement perpendiculaires aux barrettes. Ces deux souhaits d'espace-

ment réduit et d'alignement peuvent être satisfaits même avec des bar-

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rettes à plusieurs éléments) en reliant directement les fils conduc-

teurs aux moyens de lecture sur la surface principale supérieure de

chaque barrette, mais cette opération est pénalisée par les mêmes in-

convénients que ceux décrits ci-dessus. De plus, il faut opérer déli-

catement pour être certain que des connexions individuelles ne soient pas court-circuitées l'une à l'autre ou à des régions de barrettes de dispositif adjacentes et que la connexion obtenue pour un moyen de lecture ne cache pas ni ne masque de façon indésirable du rayonnement

d'autres parties du trajet de déplacement ou des trajets de déplace-

ment ou d'autres éléments du dispositif.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, un dispositif de visualisation de rayonnement thermique comportant une partie de corps semi-conducteur d'un type de conductivité dans lequel des porteurs de charge libres peuvent être engendrés par absorption de rayonnement thermique, des électrodes de polarisation espacées sur la partie du corps pour produire un courant de polarisation constitué pour l'essentiel par des porteurs de charge majoritaires circulant dans la

partie du corps selon une certaine direction et parallèlement à une sur-

face principale de la partie du corps, ledit courant de polarisation étant capable de permettre un déplacement ambipolaire de porteurs de

charge minoritaires libres engendrés par rayonnement en direction oppo-

sée à celle du courant de porteurs majoritaires, et des moyens de lec-

ture dans le trajet de déplacement ambipolaire, caractérisé en ce que ladite partie du corps semi-conducteur est placée sur un substrat muni d'un réseau de conducteurs qui réalise une connexion électrique pour lesdits moyens de lecture, en ce que au niveau de la région desdits moyens de lecture au moins un trou est présent dans la partie du corps, ce trou s'étendant à travers l'épaisseur de la partie du corps vers le

réseau conducteur du substrat, et en ce que la métallisation qui cons-

titue une connexion électrique avec le réseau conducteur au niveau du trou s'étend en substance sur toute la paroi latérale du trou sans s'étendre sur la surface principale supérieure de la partie du corps semiconducteur. Une structure de connexions particulièrement compacte

pour les moyens de lecture ainsi que des caractéristiques du disposi-

tif avantageuses peuvent être obtenues de cette manière selon l'inven-

tion. Le moyen de lecture est orienté selon l'épaisseur de la partie du corps et non selon sa surface principale supérieure, Le trou ou les

trous métallisé(s du moyen de lecture n'implique(nt, pas la métalli-

sation de la surface principale supérieure de la partie de corps semi-

conducteur et ne nécessite(nt) pas que le trajet de déplacement ambipolaire soit interrompu dans une large mesure ni n'interfére(nt) de

façon significative avec le déplacement ambipolaire des porteurs mino-

ritaires. Cependant de tels trous métallisés peuvent fournir des con-

nexions individuelles fiables avec le réseau conducteur du substrat même dans des régions très petites, et au moyen du réseau conducteur du substrat les connexions avec les moyens de lecture peuvent être effectuées sous la partie ou les parties de corps semi-conducteur et de ce fait de façon non obscursissantes. Ceci est particulièrement avantageux pour obtenir des structures de dispositifs compactes ayant une pluralité de parties de corps rapprochées en substance parallèles avec peu "d'espaces morts". En particulier cela permet aux moyens de lecture des différentes parties du corps d'être en substance alignés en direction en substance perpendiculaire aux trajets de déplacement ambipolaire, même lorsqu'une pluralité desdits moyens de lecture est présente sur le trajet de déplacement ambipolaire à différents endroits

entre les électrodes de polarisation espacées. Les désavantages résul-

tant de la liaison directe par fils conducteur aux moyens de lecture

sur la surface supérieure de la partie du corps sont évités.

Bien que de telles connexions par trou(s) métallisé(s]

puassent être utilisées avec un mo)en de lecture par diodes à jonc-

tion p-n, une structure particulièrement simple est obtenue lorsque les trous métallisés eux-mêmes constituent les moyens de lecture. Dans ce dernier cas, la métallisation peut constituer une diode Schottky avec la paroi latérale du trou, ou le moyen de lecture peut comporter une paire de trous qui sont espacés le long du trajet de déplacement ambipolaire et sur les parois latérales desquelles la métallisation constitue une connexion d'électrodes avec la partie du corps dudit

type de conductivité.

Comme décrits ci-dessous, les trous formés peuvent avoir de très petites dimensions transversales par exemple: -15 microns> au moyen d'une gravure ionique avec une technique de masquage, et il

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est particulièrement avantageux qu'une telle paire de trous formant des connexions d'électrodes soit utilisée comme moyen de lecture. Pour

faire en sorte que les trous métallisés n'interrompent pas trop le tra-

jet de déplacement ambipolaire il est préférable que la plus grande di-

mension transversale de chacun desdits trous soit inférieure au tiers

de lalargeur de trajet de déplacement ambipolaire devant la région du-

dit moyen de lecture. Du fait que la largeur de chaque trajet de dépla-

cement ambipolaire particulier est souvent d'environ 50 microns ou plus, la plus grande dimension transversale desdits trous peut être souvent de moins du quart et même de moins du cinquième de la largeur de trajet de déplacement ambipolaire. Ceci permet de choisir l'emplacement précis dans le sens de la largeur du trajet de déplacement o sont pratiqués les trous comme moyens de lecture. Ainsi, les trous métallisés peuvent être pratiqués au centre du trajet de déplacement ou à des endroits qui sont assez proches d'un bord de la partie du corps, par exemple à des endroits qui sont espacés de la périphérie d'un tiers de la largeur du trajet de déplacement. Cependant, dans une autre réalisation, les trous s'étendent à travers l'épaisseur de la partie du corps à des endroits

placés le long de la périphérie de la partie du corps.

Comme déjà décrit dans ladite demande de brevet français non encore publiée na 80 11363, il est avantageux de restreindre le trajet de déplacement ambipolaire à la région des moyens de lecture parce que le rétrécissement se traduit par une constriction du courant

de polarisation dans cette région et introduit ainsi un champ électri-

que plus élevé qui améliore les caractéristiques du dispositif par accroissement à la fois de la vitesse de déplacement et de la rapidité de réponse du dispositif. Lorsque les trous de lecture métallisés sont espacés de la périphérie de la partie de corps, un évidement peut être présent à la périphérie de cette région pour obtenir le rétrécissement

avantageux du trajet de déplacement. Lorsque les trous de lecture mé-

tallisés sont présents le long de la périphérie de la partie de corps, ces moyens de lecture se trouvent de préférence au niveau de la région d'un tel évidement dans la périphérie. Cependant, le fait de rétrécir le trajet de déplacement au niveau des trous de lecture métallisés peut

faire que ces trous aient un effet plus prononcé sur le trajet de dé-

placement, et ainsi afin de réduire cet effet tout en continuant d'uti-

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liser un évidement il est particulièrement avantageux de pratiquer les trous de lecture métallisés aux extrémités des parties de la partie du corps en forme de barrettes qui s'étendent dans l'évidement à partir

du trajet de déplacement ambipolaire.

Selon un autre aspect de la présente invention, il est

proposé un procédé de fabrication d'un dispositif de visualisation se-

lon l'invention, caractérisé par les étapes qui consistent à fournir au moins une partie d'un corps semi-conducteur sur le substrat muni d'un réseau conducteur pour former la connexion électrique pour les moyens de lecture, appliquer sur la partie de corps semi-conducteur et sur le substrat une couche de masquage comportant au moins une fenêtre o au

moins un trou doit être formé dans la partie de corps, graver par bom-

bardement ionique à travers l'épaisseur de la partie du corps au niveau de ladite fenêtre pour former au moins un tel trou, déposer une couche de métallisation sur ladite couche de masquage et au moins dans ladite fenêtre de la couche de masquage, et retirer ladite couche de masquage

de ladite partie de corps pour éliminer la métallisation qui la recou-

vre tout en conservant la métallisation dans le trou de façon à former la connexion électrique entre la partie latérale du trou et le réseau

conducteur du substrat.

La même couche de masquage peut comporter des fenêtres supplémentaires pour graver et métalliser les extrémités de la partie

ou des parties de corps semi-conducteur de façon à former des électro-

des de polarisation.

Selon un autre aspect de l'invention, un système de visualisation de rayonnement thermique comportant un dispositif de visualisation selon l'invention, est caractérisé en outre par des moyens pour réaliser un balayage d'images de rayonnement thermique

le long de ladite partie de corps dans la même direction que le dé-

placement ambipolaire et à une vitesse correspondante en substance à

la vitesse de déplacement ambipolaire. Ainsi, les dispositifs de vi-

sualisation selon l'invention peuvent être utilisés dans des systèmes comprenant des moyens de balayages mécaniques similaires à ceux décrits

dans le brevet GB-A 1 488 258 et dans lesdites demandes de brevet addi-

tionnelles de Grande-Bretagne non encore publiées.

Quoiqu'il en soit, les dispositifs selon l'invention peu-

vent être utilisés dans des systèmes de visualisation de rayonnement

thermique utilisant d'autres formes de balayage, par exemple un sys-

tème comprenant des moyens pour appliquer à la partie de corps semi-

conducteur un gradient de tension de balayage au moyen d'une électrode de polarisation de façon à diriger les porteurs engendrés par rayonne-

ment vers les moyens de lecture.

Les différentes réalisations de l'invention vont être maintenant décrites grâce aux exemples suivants, en se rapportant aux figures schématiques jointes dans lesquelles: la figure 1 est une vue en perspective, sous une forme simplifiée, d'un système de visualisation de rayonnement thermique, selon l'invention, la figure 2 est une vue plane (partiellement tronquée)

d'un dispositif de visualisation de rayonnement thermique selon l'in-

vention et applicable au système de la figure 1, la figure 3 est une vue partiellement en perspective et partiellement en coupe du dispositif de la figure 2 prise dans la région

d'un moyen de lecture intermédiaire entre deux parties du corps du dis-

positif, la figure 4 est une vue en coupe d'une autre partie du dispositif de la figure 2, prise dans la région d'un moyen de lecture situé à l'extrémité de l'une des parties du corps du dispositif et dans une direction perpendiculaire à celle de la coupe de la figure 3, la figure 5 est une vue plane de la région d'un moyen de lecture modifiée d'un tel dispositif selon l'invention, et, la figure 6 est une vue plane d'une couche de masquage

pouvant être utl1_s4e pour les étapes de gravure ionique et de métal-

lisation pour la fabrication de tels dispositifs selon l'invention.

Il doit être noté que les figures ne sont pas dessinées

à l'échelle, et que les dimensions relatives et les proportions de cer-

taines parties ont été exagérées ou réduites par soucis de clarté et

en accord avec la dimension des dessins. Les mêmes références numéri-

ques sont utilisées dans les différentes figures pour désigner non seu-

lement les mêmes parties du même élément mais également les parties

similaires d'éléments similaires mais différents.

Le dispositif de visualisation de rayonnement thermique

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tel que dans les figures 1 à 4 comprend une pluralité de partie d'un

corps semi-conducteur, numérotées, 10, 20, 30 et 40 d'un type de con-

ductivité donné dans lequel des porteurs de charge libres peuvent être engendrés par absorption d'un rayonnement thermique 110 émanant d'une image 111. Ces parties de corps ont la forme de barrettes allongées

d'un matériau semi-conducteur disposées en parallèle et fixées au subs-

trat 100. Dans un exemple type, le ma:erau semi-conducteur peut être de tellurure de mercure-cadmium de type n, de Formule Hgo.79 Cdo.21 Te, ayant un taux de concentration de porteur de moins de 5 x 1014cm.-3à une température de 77 K et en l'absence de rayonnement incident 110. Avec un matériau de cette composition l'absorption de rayonnement maximalà une température opérationnelle de 77uK est obtenue avec une longueur

d'onde de l'ordre de 12 microns. Avec un tel matériau l'absorption de rayon-

nement infrarouge dans la fenêtre atmosphérique de à 14 microns a pour effet d'engendrer des paires d'électrons-trous, lamobilité des trous à la température opérationnelle de 771K pouvant être de l'ordre de 600cm.2 V-1 sec.-1 et leur durée de vie de l'ordre de 2,5 micro-secondes. La

mobilité des électrons peut être de l'ordre de 2 x i05 cm.2 V-1 sec.-i.

Chaque barrette 10, 20, 30, 40 peut avoir une largeur

de, par exemple, 62,5 microns et une épaisseur de 10 microns. Les bar-

rettes 10, 20, 30, 40 peuvent être séparées par des rainures ayant une largeur de par exemple 12,5 microns. Les figures 1 et 2 montrent par exemple quatre de ces barrettes séparées 10, 20, 30, 40. La Iongueur des barrettes 10, 20, 30, 40 dépend du nombre et de l'espacement des

moyens de lecture le long de chaque barrette. Les figures 1 et 2 re-

présentent quatre moyens de lecture le long de chaque barrette, et dans ce cas la longueur de chaque barrette 10, 20, 30, 40 peut être par exemple de l'ordre de 2 à 3 mm selon l'espacement des moyens de

lecture. Il est évident que les différents systèmes requièrent un nom-

bre différent de barrettes 10, 20, 30, 40 et des dimensions différen-

tes quant à leur longueur, largeur, épaisseur et espacement.

Les couches de métal 1 à 4 et 41b à 44b constituent des contacts ohmiques avec l'extrémité opposée des barrettes 10, 20, 3G,

afin de constituer des électrodes de polarisation espacées sur cha-

que barrette. Au moyen de ces électrodes espacées 1 et 4ib, 2 et 42b,

3 et 43b, 4 et 44b (et leur contact 51 à 54 et 61b à 64b sur le subs-

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trat 100), chaque barrette 10, 20, 30, 40 est connectée en série avec une source de courant continu 121 et une résistance variable 122 dans

le but de produire un courant de polarisation constant composé de ma-

nière prédominante de porteurs de charge majoritaires (électrons dans notre exemple) devant circuler dans la barrette respective dans la direction longitudinale des électrodes 41b à 44b vers les électrodes 1 à 4. Par souci de clarté du dessin, les sources de polarisation individuelle 121 connectées aux barrettes 10, 20 et 30 ne sont pas

montrées sur la figure 1 qui indique uniquement la source de polari-

sation 21 connectée à la barrette 40. Ce courant de polarisation est capable de permettre un déplacement ambipolaire de porteurs de charge minoritaires libres engendrés par rayonnement (les trous dans notre

exemple) dans la direction opposée à la circulation des porteurs majo-

ritaires, c'est-à-dire de l'électrode 4 à l'électrode 44b sur la bar-

rette 40. Avec une chute de tension par exemple de l'ordre de 15 à -1 volts cm. 1 dans un matériau de tellurure de mercure-cadmium de type n de composition préalablement établit la mobilité ambipolaire

peut tre de l'ordre de 400 cm.2V sec 1 La tension de polarisa-

peut être de l'ordre de 400 cm. V sec.-. La tension de polarisa-

tion précise, appliquée entre les électrodes de polarisation espacées

est choisie de façon que la vitesse de déplacement ambipolaire corres-

ponde à la vitesse avec laquelle l'image de rayonnement incidente 110

est balayée le long des barrettes 10, 20, 30, 40.

Durant l'opération, le dispositif est maintenu à une

température cryogénique et doit être donc assemblé en fonction du ré-

sultat attendu. Un tel assemblage n'est pas représenté sur les dessins cijoints mais doit être normalement effectué par l'incorporation du substrat 100 dans une enceinte sous vide munie d'une fenêtre utilisée pour la transmission du rayonnement infrarouge 110 (d'une longueur d'onde de l'ordre de 8 à 14 microns par exemple) à partir du système

de lentille 127, l'enceinte étant munie de moyen réfrigérant pour main-

tenir le substrat 100 et les barrettes 10, 20, 30 et 40 à la tempéra-

ture opérationnelle requise (par exemple de 771 K. Une telle forme

d'assemblage consiste en des encapsulations du type Dewar tels qu'em-

ployés couramment pour la technique du détecteur infrarouge.

Le balayage d'un secteur de rayonnement infrarouge et la focalisation d'une image d'une région élémentaire de ce secteur sur les barrettes 10, 20, 30, 40 peut être effectué de façon similaire à celle décrite dans le brevet britannique 1 458 258. De tels moyens de balayage d'une image de rayonnement thermique le long des barrettes , 20, 30, 40 dans la même direction que le déplacement ambipolaire et à une vitesse correspondant substantiellement à la vitesse dudit

déplacement ambipolaire sont illustrés sous la forme d'un schéma sim-

plifié dans la figure 1. Ils peuvent comprendre une paire de miroirs rotatifs 125 et 126 et un système de lentille 127. Par ces moyens,

l'image d'un secteur de rayonnement d'une scène 111 peut être dépla-

cée avec une vitesse de l'ordre de 5000 cm. sec.o- et 50 CO cm. sec.

le long d'une ou plusieurs barrettes semi-conductrices 10, 20. 30 et

qui sont situées dans le plan focal du montage de formation d'image.

Du fait que l'image est balayée le long des barrettes , 20, 30, 40 à une vitesse correspondant à la vitesse du déplacement ambipolaire, l'intégration des porteurs minoritaires engendrés par rayonnement se réalise alors que ces porteurs minoritaires s'écoulent le long de la partie de la barrette de type n o le rayonnement 110 est incident. La longueur du trajet de déplacement ambipolaire le long duquel se réalise le maximum d'intégrations des porteurs minoritaires engendrés par rayonnement est limité à une distance L) déterminée par

une durée de vie (ô des porteurs minoritaires dans le matériau semi-

conducteur, le champ électrique (E, et la mobilité ambipolaire ',us) qui dépend du matériau semi-conducteur et qui habituellement est d'une valeur approchant de celle de la mobilité du porteur minoritaire, de

telle sorte que L: J. E u. u.

Ceci doit être pris en compte lors du positionnement

des moyens de lecture le long des barrettes 10, 20, 30 et 40.

Une pluralité de moyens de lecture 'dont quatre d'entre eux sont montrés pour exemple dans les figures 1 et 2. est présente sur le trajet de déplacement ambipolaire de chacune des barrettes 10,

, 30 et 40 à savoir les moyens de lecture Il, 21, 31, et 41 dis-

posés séquentiellement le long de la barrette 10, les moyens de lec-

ture 12, 22, 32 et 42 disposés séquentiellement le long de la barrette , les moyens de lecture 13, 23, 33 et 43 disposés séquentiellement le long de la barrette 30 et les moyens de lecture 14, 24, 34 et '4 disposés séquentiellement le long de la barrette 40. Le substrat 10

26 2 6 1 0 9 dispose d'un réseau de conducteurs 61 à 64, 71 à 74, 81 à 84, 91 à 94, qui

fournit des connexions électriques pour chacun de ces moyens de lecture 41 à 44, 11 à 14, 21 à 24 et 31 à 34 respectivement. Ces moyens de lecture sont constitués à l'endroit des trous métallisés 41a à 44a, lia à 14a, llb à 14b, 21a à 24a, 21b à 24b, 31a à 34a et 31b à 34b dans les barrettes 10, 20, 30, 40 lesquels trous se prolongent à travers l'épaisseur des barrettes 10, 20, 30, 40 vers les réseaux deconducteurs 61 à 64, 71 à 74, 81 à 84 et 91 à 94 du substrat 100. Comme illustré dans les gros plans des figures 3 et 4, la métallisation 7 qui forme un

contact électrique avec le réseau de conducteurs de substrat pour cha-

cun de ces trous se prolonge substantiellement le long de la totalité

de la paroi latérale de chacun de ces trous sans s'étendre sur la sur-

face principale supérieure des barrettes 10, 20, 30, 40. Dans un exem-

ple type, les trous peuvent être approximativement circulaires avec

un diamètre de l'ordre de 10 microns et peuvent être formés par gra-

vure ionique.

Sous la forme illustrée dans la figure 2, chacun des moyens de lecture 11 à 14, 21 à 24 et 31 à 34 comprend une paire de trous métallisés (pour lesquels sont rajoutées les désignations a et b) qui sont espacés dans la direction de déplacement ambipolaire et sur les faces latérales desquels la métallisation 7 constitue un contact ohmique d'électrode avec le matériau de type n des barrettes 10, 20, et 40. Chacun des moyens de lecture 41 à 44 est positionné à une

extrémité de la barrette 10, 20, 30, 40 et comprend une paire d'élec-

trodes ohmiques, la première d'entre elles étant constituée par la mé-

tallisation 7dans untrou 41a, 42a, 43a,44aet la seconde d'entre elles

est formée par l'électrode de polarisation 41b, 42b, 43b, 44b. L'espa-

cement des électrodes moyens de lecture dans chacune des paires formant des moyens de lecture 11 à 14, 21 à 24, 31 à 34 ou 41 à 44, peut être

par exemple de 50 à 60 microns, et est déterminé en fonction de la ré-

solution souhaitée pour le dispositif de visualisation. Lorsque les porteurs minoritaires engendrés par rayonnement s'écoulent à travers une région de lecture entre ses paires d'électrodes, une modulation de conductivité se produit, entre cette paire d'électrodes, dans la partie de la barrette 10, 20, 30, 40 (dans la région 1h à 14, 21 à 24, 31 à 34 ou 41 à 44). Le changement de tension résultant de la modulation de conductivité et se produisant dans la région du moyen de lecture est

amplifié et développé par un circuit de sortie 129 dans le but de pro-

duire un signal d'image. Par souci de clarté du dessin, seul le circuit de sortie 129 pour la barrette 40 est représenté dans la figure 1 alors qu'en pratique des circuits de sortie 129 indépendants sont disposés

pour chacune des barrettes 10, 20, 30 et 40 et sont connectés aux pai-

res d'électrodes de lecture de leurs barrettes respectives par l'inter-

médiaire du réseau de conducteurs du substrat 61 à 64, 71 à 74, 81 à

84 et 91 à 94.

Comme indiqué ci-dessus l'emplacement des moyens de lec-

ture le long de chaque barrette 10, 20, 30, 40 est choisi conformément à la longueur (L) du trajet de déplacement ambipolaire le long duquel peut être réalisée une intégration maximale des porteurs minoritaires engendrés par rayonnement. L'espacement entre les moyens de lecture adjacent le long de chaque barrette 10, 20, 30, 40 peut être au moins

aussi important que cette distance L dans le but de réduire la corré-

lation de bruit entre les signaux de sortie dérivés de la densité de porteurs minoritaires intégrés engendrés par rayonnement résultant du même élément d'images thermiques lorsqu'ils sont balayés au-delà de

ces moyens de lecture adjacents. Dans ces circonstances, une propor-

tion significative de porteurs minoritaires engendrés par l'élément d'images thermiques, par exemple dans la longueur comprise entre la barrette 40 et la première région de moyens de lecture 14 (ayant des trous 14a et 14b) se recombinent avant d'atteindre la seconde région de moyens de lecture 24 (ayant des trous 24a et 24b) et similairement une proportion significative de tels porteurs minoritaires engendrés entre les régions de lecture 14 et 24 se recombine avant d'atteindre la troisième région de lecture 34 (ayant des trous 34a et 34bi. Chacune des barrettes 10, 20, 30, 40 se comporte en conséquence d'une manière similaire à une séquence de 4 éléments de détection 'chaque élément étant similaire au dispositif discret du brevet Grande-Bretagne ns 1 488 258) mais avec uniquement deux électrodes de polarisation

1 à 4 et 41b à 44b. Le circuit de sortie 129 comprend un circuit d'in-

tégration à retard (en anglais "Time delay integration (TDI) device"l, qui cumule les signaux provenant des moyens de lecture isusss en

séquence (14, 24, 34, 44) mais avec un retara approprié pour respec-

* ter le temps fini nécessaire au balayage de l'élément d'images thermi-

ques d'une région de moyens de lecture à la suivante en séquence. Un tel "TDI device" peut être constitué, par exemple, en technologie de dispositif à couplage de charges (CCD). Ainsi pour chacun des passages de l'image de rayonnement 110 le long du dispositif de barrette 40 en- tre ses deux électrodes de polarisation 4 et 44b, il y a quatre étages d'intégration (chacun d'une longueur comparable avec L) au lieu d'un seul étage d'intégration (d'une longueur approchant L) comme cela était dans le dispositif de l'art antérieur du brevet Grande-Bretagne 1 488 258. Ceci permet un avantage considérable pouvant être mesuré

en terme de rapport signal-bruit.

L'espacement entre les moyens de lecture adjacents le

long de chaque barrette 10, 20, 30, 40 peut être inférieur à la dis-

tance moyenne L le long de laquelle les porteurs de charges minori-

taires libres engendrés par rayonnement peuvent passer en un laps de

temps correspondant à leur durée de vie, et le long duquel une inté-

pration maximale peut être opérée. Un tel espacement réduit desmoyens de lecture peut être utilisé, par exemple pour réduire le brouillage de l'image dû à une propagation extérieure (diffusion) d'un paquet de porteurs minoritaires libres engendrés par rayonnement alors que ce paquet s'écoule vers le moyen de lecture suivant. Dans des matériaux tels que le tellurure de mercure-cadmium ayant sa capacité maximale d'absorption dans une fenêtre atmosphérique de 3 à 5 microns, les porteurs minoritaires peuvent avoir une plus grande durée de vie et ainsi une plus grande longueur de diffusion de telle sorte qu'il peut

se produire plus aisément un tel brouillage à origine de diffusion.

La réalisation des moyens de lecture 11 à 14, 21 à 24,

31 à 34 et 41 à 44 selon l'invention, à l'endroit desdits trous mé-

tallisés, lesquels s'étendent à travers les barrettes 10, 20, 30 et 40 afin d'être reliées au réseau de conducteurs 71 à 74, 81 à 84, 91 à 94 et 61 à 64 du substrat 100, permet d'obtenir une structure de

connexions particulièrement compacte et des caractéristiques avanta-

geuses pour le dispositif. Les moyens de lecture sont orientés dans le sens de l'épaisseur des barrettes 10, 20, 30 et 40 (et non pas

dans le sens de leurs surfaces principales supérieures' la métalli-

sation 7 ne se prolonge sur aucune région significative de la surface

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principale supérieure des barrettes 10, 20, 30 et 40 et les trous occupent typiquement moins que le 5ième de la largeur totale de chaque barrette 10, 20, 30 et 40. On obtient pour résultat que les moyens de lecture et leurs connexions n'interrompent pas de façon importante le trajet du déplacement ambipolaire, qu'ils peuvent être situés àdes en- droits particuliers de la largeur des barrettes 10, 20, 30 et 40, et qu'il n'est pas nécessaire qu'ils interfèrent de façon importante avec

le déplacement ambipolaire des porteurs minoritaires le long des bar-

rettes 10, 20, 30 et 40.

Le réseau de conducteurs du substrat -par exemple les conducteurs 62,72, 82 et 92) peuvent porter les contacts des moyens de lecture d'une barrette (par exemple la barrette 20) jusqu'au dessous d'une barrette adjacente (par exemple la barrette '3 e See sorte ue ces contacts ne masquent pas le trajet de déplacement de la barrette adjacente (10) et que l'on puisse obtenir un format particulièrement compact des barrettes reliées en parallèle avec les moyens de lecture des différentes barrettes 10, 20, 30 et 40 montées en ligne dans une direction perpendiculaire à la irec:ion du balayage de l'image et à celle des trajets de déplacement ambipolaire, c'est-à-dire les moyens de lecture placés en ligne 1l à 14, les moyens de lecture placés en ligne 21 à 24, les moyens de lecture placés en ligne 31 à 34 et les

moyens de lecture placés en ligne 41 à 44.

Par souci de clarté des dessins, les parties des conduc-

teurs 81 à 84 situés sur le substrat et qui s'étendent sous les barrettes

10, 20, 30, 40 ne sont pas montrées sur la figure 2. Pour la même rai-

son les parties de barrettes 10, 20, 30 et 40 qui s'étendent le long des conducteurs 91 à 94 situés sur le substrat ne sont pas montrées dans la figure 2, bien'que l'emplacement des trous de lecture associés 31 à 34 soient indiqués dans la figure 2. Les réseaux de conducteurs des moyens de lecture 61 à 64, 71 à 74, 81 à 84 et 91 à 94 aussi bien que ies contacts des électrodes de polarisation 51 à 54 peuvent être

constitués de pistes métalliques noyées dans un matériau électrique-

ment isolant à l'endroit situé sur la surface principale supérieure du substrat 100, alors que à l'endroit o ces pistes métalliquessont

en contact par le biais de la métallisation, avec les trous de lec-

ture. etavec les métallisations d'électrodes de polarisation 1 à 4

2626 109

et 4lb à 44b, lesdites pistes peuvent être mises à nu à travers les

fenêtres de contact créées par gravure ionique dans une couche de ma-

tériau isolant placé entre le substrat 100 et les barrettes 10, 20, et 40. Dans ce cas la totalité du substrat 100 peut être constituée d'un matériau électrique isolant. Toutefois, en utilisant un substrat semi- conducteur 100, au moins une partie d'au moins quelques pistes formant le réseau de conducteurs du substrat peut être constitué par des régions de semi-conducteur à haut degré de dopage d'un type de

conductivité donné diffusées ou implantées dans une partie du subs-

trat du type de conductivité opposée.

Au moyen d'exemples les figures 3 et 4 représentent des parties de réseau de conducteurs du substrat 51 à 54, 61 à 64, 71 à 74, 81 à 84, 91 à 94 constituées de régions 101 de semi-condcuteurs de type

n et des parties constituées par des pistes de métal 102 dans un maté-

riau isolant 103. Les pistes métalliques 102 sont ajustées dans des évidements pratiqués dans la couche isolante 103 de manière à former une surface principale supérieure plate au moins aux endroits ou sont

placées les barrettes 10, 20, 30, 40. Le substrat 100 peut être cons-

titué de silicium, muni sur le dessus d'une structure de couches iso-

lantes 103 constituées de dioxyde de silicium. Les circuits de sorties 129 pour chaque barrette 10, 20, 30 et 40 peuvent être constituées

d'un tel substrat semi-conducteur 100 (utilisant par exemple la tech-

nique connue du CCD), de telle sorte que le réseau de conducteurs du substrat fournisse des connexions entre les différentes régions du substrat 100. De façon à minimiser le signal de bruit, chaque piste

de conducteur de moyens de lecture a approximativement la même résis-

tance électrique entre ses barrettes 10, 20, 30 ou 40 et ses circuits

de sortie 129, ceci pouvant être réalisé par le contrôle de la résis-

tivité, de la largeur et de l'épaisseur des parties formant le réseau de conducteurs. Les barrettes de tellurure de mercure-cadmium 10, 20, et 40 peuvent être fixées sur le substrat 100 par une mince couche

adhésive 104 en époxy électriquement isolante, qui peut être par exem-

ple au plus d'une épaisseur de 0,5 micron. Sur les surfaces principales inférieures et supérieures des barrettes 10, 20, 30 et 40 il y a une mince couche de passivation qui peut être d'un quelconque type connu, par exemple une couche anodique constituée principalement d'oxydes de

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mercure, cadmium et tellure. Par souci de clarté des dessins, ces couches de passivation supérieures et inférieures ne sont pas montrées dans les vues en coupe des figures 3 et 4. Les barrettes 10, 22, 30 et

sont préférentiellement disposées sur le substrat 100, par la fixa-

tion sur ce dernier d'un corps ayant subi un traitement de passivation

en tellurure de mercure-cadmium, de l'épaisseur désirée, avec une cou-

che adhésive 104, en réalisant un réseau de couches de masquage consis-

tant en des régions de photorésist en Forme de barrettes sur la surface

supérieure du corps, et ensuite en créant des fentes par gravure ioni-

que au travers de l'épaisseur du corps de façon à constituer les par-

ties séparées en forme de barrette 10, 20, 30 et 40. Les évidements 8 situés dans la périphérie des parties du corps 30 et 40 peuvent être réalisés lors de la même étape de gravure ionique en donnant la forme

appropriée au réseau de la couche de masquage.

Le positionnement du corps et du réseau de masques sur le substrat 100 est tel que les barrettes en résultant '0, 20, 30 et

sont orientées de façon souhaitée par rapport au réseau de conduc-

teurs du substrat 100.

Après retrait de ce premier réseau de masques un second réseau de masques est réalisé sur les barrettes 10, 20, 30, 40 et sur la région environnante du substrat 100 afin de délimiter les trous de lecture et leur métallisation 7. Cette nouvelle couche de masquage peut aussi délimiter la métallisation d'électrodes 1 à 4 et 41b à 44b pour les électrodes de polarisation à l'extrémité de chaque barrette 10, 20, 30, 40. Un exemple de la géométrie de cette couche de masquage (qui peut être à nouveau de photorésistl est illustré dans la figure 6 selon le schéma du dispositif de la figure 2. Les fenêtres suivantes sont disposées dans cette couche de masquage: deux rangées de fenêtres

1' à 4' et 41b' à 44b' en forme de fentes, o les électrodes de polari-

sation doivent être réalisées aux extrémités opposées des barrettes 10,

, 30 et 40; une rangée de fenêtres circulaires 41a' à 44a' o la ré-

gion de lecture finale est réalisée à une extrémité de chaque barrette , 20, 30 et 40 et trois rangées de fenêtres circulaires apariées 11' à 14', 21' à 24' et 31' à 34', o les régions de lecture intermédiaires

doivent être réalisées le long des barrettes 10, 20, 30 et 40.

Les barrettes 10, 20, 30 et 40 doivent alors être soumi-

26 2 6 10 9

ses à une nouvelle étape de gravure ionique à travers l'épaisseur du

tellurure de mercure-cadmium (et ses couches de passivation) à l'en-

droit de ces fenêtres afin de constituer les trous de lecture et les

extrémités des faces de contact pour les électrodes de polarisation.

La couche adhésive 104 est également retirée à l'endroit de ces fenê-

tres afin de mettre à nu le réseau de conducteurs du substrat à l'en-

droit o il doit être connecté. La métallisation, par exemple une

couche d'or d'une épaisseur convenable est alors déposée sur ce nou-

veau réseau de masques et sur ses fenêtres, après quoi cette nouvelle couche de masquage est retirée de façon à éliminer (lift-off process)

la métallisation située à sa surface tout en préservant la métallisa-

tion située dans les trous de lecture de façon à constituer les con-

tacts électriques 7 de la paroi latérale de chacun de ces trous avec les conducteurs de lecture 71 à 74, 81 à 84, 91 à 94 et 61a à 64a du substrat 100. De façon similaire la métallisation est conservée sur la face extrême des barrettes 10, 20, 30 et 40 de façon à constituer

les électrodes de polarisation 1 à 4, 41b à 44b reliées aux conduc-

teurs de polarisation 51 à 54 et 61b à 64b du substrat 100. La forma-

tion des trous de lecture dans les barrettes de tellurure de mercure-

cadmium par gravure ionique produit des faces latérales pentues pour

ces trous avec au plus uniquement une petite gravure latérale se pro-

duisant sous l'arête du réseau de masques de la couche de photoresist, Une inclinaison type pour ces faces latérales est par exemple de 75 , afin que puisse être constitués de cette manière, à travers l'épaisseur des barrettes 10, 20, 30 et 40, des trous de lecture étroits, situés de façon précise. De plus en utilisant la même couche de masquage et une étape de décapage pour délimiter la métallisation 7, la surface

totale de ces faces latérales pentues peut être mise en contact de fa-

gon convenable avec la surface principale supérieure des barrettes 10,

20, 30 et 40, sans extension de métallisation. L'utilisation de métal-

lisation réalisée par gravure ionique et décapage ultérieur pour des détecteurs à photoconduction infrarouge qui ne comprennent pas des moyens de lecture dans un trajet de déplacement ambipolaire est déjà décrite dans notre demande de brevet européen publiée EP-A 0007667

(nos réf.: PHB 32631) auquel nous faisons référence.

Habituellement toutes les barrettes 10, 20, 30 et 40 du

même dispositif auront la même configuration de trou de lecture. Cepen-

dant, de façon à illustrer certaines modifications possibles sans mul-

tiplier de façon inutile le nombre des dessins, la figure 2 illustre différentes configurations de trous de lecture au travers de la largeur des différentes barrettes 10, 20, 30 et 40. Ainsi les trous de lecture lla et b, 21a et b, 31a et b et 41a sont situés dans des régions le

long de la périphérie de la barrette 10 qui est d'autre part d'une lar-

geur uniforme tout au long de sa longueur. Les trous de lecture 12a et b, 22a et b, 32a et b, 42a sont situés sur des régions éloignées de la périphérie de la barrette 20 et peuvent être par exemple à la moitié de la largeur de la barrette 20 qui est également de largeur uniforme

sur toute sa longueur. Les barrettes 30 et 40 sont similaires aux bar-

rettes 20 et 10 respectivement excepté que les évidements S sont pré-

sents à la périphérie des barrettes 30 et 40, afin de réduire le trajet de déplacement dans la région de lecture. Toutes ces configurations

différentes de trou de lecture fournissent des caractéristiques de dis-

positifs acceptables.

La figure 5 illustre une combinaison particulièrement avantageuse d'un trajet de déplacement ambipolaire rétréci avec des trous de lecture métallisés selon l'invention. Bien que soit seulement illustrée dans la figure 5 une région de lecture, une pluralité de telles régions de lecture est réalisée dans le trajet de déplacement ambipolaire d'un dispositif selon l'invention, par exemple dans les

régions 14, 24 et 34 de la barrette 40 de la figure 2. Dans la confi-

guration de la figure 5 l'accroissement de vitesse de déplacement et l'accroissement de sensibilité sont obtenus grâce au rétrécissement du trajet par l'évidement 8, alors que la perturbation du trajet de déplacement et le brouillage optique sont réduits par la disposition de trous de lecture métallisés aux extrémités de la partie 9 en forme de barrette de la portion de corps en tellurure de mercure-cadmium (40) lesquelles parties 9 en forme de languette s'étendent du trajet

de déplacement ambipolaire jusqu'à l'évidement 8.

Dans ce cas les parties 9 en forme de barrette de tellu-

rure de mercure-cadmium constituent une partie des électrodes de lec-

ture; du fait de leur résistivité plus grande que celle de la métalli-

sation 7, ces parties 9 produisent une résistance en série plus grande

262610 9

au niveau des connexions d'électrode de lecture avec le trajet de déplacement ambipolaire. Dans ce cas, les trous métallisés (14a, 14b, etc.

) peuvent être placés en ligne avec la périphérie principale de..DTD: la barrette (40) de telle sorte que les parties 9 sont approximative-

ment aussi longues que l'évidement 8 est profond. Quoiqu'il en soit, de façon à réduire la résistance en série, ces parties 9 peuvent être plus courtes, particulièrement lorsque l'évidement 8 est très profond,

par exemple de l'ordre de la moitié ou plus de la largeur de la bar-

rette (40).

I1 est évident que de nombreuses modifications sont pos-

sibles dans le cadre de l'étendue de la présente invention. Ainsi, par exemple, le premier trou de lecture a de chaque paire 11, 21, 31, 41 et 12, 22, 32, 42 le long des barrettes 10, 20 peut être situé sur ou près d'un côté de la périphérie (par exemple le côté gauche) de la barrette tandis que le second trou de lecture b de cette paire peut être situé sur ou près du côté opposé de la périphérie (par exemple droit) de cette barrette. Comme il a déjà été indiqué la composition

du tellurure de mercure-cadmium de type n peut être choisi différem-

ment par exemple pour procurer un dispositif de visualisation de rayon-

nement dans la fenêtre atmosphérique de 3 à 5 microns. Des matériaux semiconducteurs autres que le tellurure de mercure-cadmium peuvent être utilisés pour constituer des barrettes photoconductrices 10, 20, , 40. En plus ou à la place de l'espacement des régions de lecture successives par une distance inférieure à la longueur L au long de laquelle les porteurs de charge minoritaires engendrés par rayonnement peuvent s'écouler pendant leur durée de vie, le trajet de déplacement ambipolaire peut être dérivé en incorporant des fentes transversales interdigitales dans les barrettes 10, 20, 30 et 40 sur leur longueur avant les régions de lecture de façon à restreindre la propagation diffuse des porteurs qui s'écoulent, avant qu'ils n'atteignent les régions de lecture. Des barrettes individuelles à dérivation qui sont

munies simplement d'un seul moyen de lecture conventionnel sont dé-

crites dans la demande de brevet britannique publiée GB 2 019 649 A

à laquelle on peut se reporter.

L'utilisation de la gravure ionique pour fabriquer les barrettes 10, 20, 30 et 40 à partir d'un corps commun produit des

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parois périphériques pour les barrettes précédemment exposées. Quoique ces parois périphériques ne soient pas montrées comme étant passivées dans les figures 3 et 4, une couche de passivation peut être réalisée

de façon connue sur ces parois périphériques de tellurure de mercure-

cadmium exposées précédemment. Spécialement en présence de trajet de

déplacement rétréci une telle passivation périphérique peut être béné-

fique en diminuant les effets de la recombinaison des porteurs à l'en-

droit de ces parois périphériques.

Dans la réalisation de la figure 2, la couche métallique qui constitue la deuxième électrode de la paire finale de lecture 41,

42, 43 et 44 de chaque barrette 10, 20, 30 et 40 forme également l'élec-

trode de polarisation 41b, 42b, 43b, 44b à l'extrémité de cette barrette , 20, 30 et 40. Cependant, il est également possible que la seconde

électrode de la paire finale de lecture soit un trou métallisé sembla-

ble aux autres trous de lecture et séparés des électrodes de polarisa-

tion. I1 est également possible que cette électrode de polarisation, placée en extrémité, 41b, 42b, 43b et 44b, vers laquelle s'écoulent les porteurs minoritaires soit commune à toutes les barrettes 10, 20,

et 40 et que les barrettes 10, 20, 30 et 40 puissent même être réu-

nies intégralement au moyen d'une portion commune de tellurure de mer-

cure-cadmium qui peut supporter cette électrode de polarisation commune.

Seulement une des extrémités de chaque barrette 10, 20, et 40 du dispositif tel qu'illustré dans la figure 2 dispose d'une

région de lecture. Cependant, les régions de lecture peuvent être pré-

sentes aux deux extrémités des barrettes 10, 20, 30 et 4G, même lorsque les électrodes de polarisation d'extrémité constituent une partie des paires d'électrodes de lecture terminales. Cette possibilité de lecture à chaque extrémité permet de lire avec des barrettes 10, 20, 30 et 40

polarisées dans une quelconque direction, c'est-à-dire soit en direc-

tion des électrodes de polarisation 41b à 44b, ou en direction des

électrodes de polarisation 1 à 4. En conséquence, si les caractéristi-

ques du dispositif sont meilleures lorsqu'il est polarisé dans une direction plutôt que dans une autre, cette direction peut être choisie

comme opérationnelle.

Bien que, comme décrit précédemment, la métallisation d'électrodes de polarisation puisse être effectuée au moyen du même

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dépôt et des mêmes étapes de décapage que ceux utilisés pour effectuer

la métallisation 7 dans les trous de lecture, les électrodes de pola-

risation 1 à 4 et 41b à 44b peuvent être effectuées par étapes de pro-

cédés séparés de celles de la métallisation 7.

Les moyens de lecture des barrettes de tellurure de mercure- cadmium peuvent être de tout autres types connus au lieu de comprendre une paire d'électrodes formées par une paire de trous métallisés. Ainsi chacun des moyens de lecture 11 à 14, 21 à 24, 31 à 34 et 41 à 44, peut

comprendre un unique trou métallisé plus grand, dans lequel la métalli-

sation 7 constitue une jonction de diode de type Schottky (métal-semi-

conducteur) avec le matériau de type n des barrettes 10, 20, 30 et 40.

De plus, au lieu de comprendre une jonction de diode Schottky, chacun

des moyens de lecture 11 à 14, 21 à 24, 31 à 34 et 41 à 44 peut com-

prendre un seul trou métallisé et une région de type P plus large qui constitue une jonction de diode de type P-n avec le corps du matériau

de type n de la barrette 10, 20, 30 et 40; dans ce cas, la métallisa-

tion "7" procure un contact ohmique avec la région de diodes de type P le long de toute la paroi latérale du trou. Ces jonctions de diode

s'étendent à travers l'épaisseur des barrettes. Les électrodes de pola-

risation 41b à 44b procurent un contact ohmique avec le matériau commun de type n, et le positionnement des jonctions de diode par rapport à cette électrode 41b à 44b n'est pas critique du fait que l'impédance de la partie intermédiaire de type n est moindre que l'impédance des

jonctions de diode.

Spécialement lorsque les jonctions de diode sont consti-

tuées à l'endroit des trous de lecture métallisés, les trous de lecture peuvent être situés de façon transversale au trajet du déplacement dans

une portion plus large du corps, à la place ou aussi bien qu'être pla-

cés en séquence le long du trajet du déplacement. Bien que l'invention soit particulièrement avantageuse et importante pour les dispositifs

de visualisation munis de plusieurs moyens de lecture dans le (ou cha- que) trajet de déplacement ambipolaire, des connexions au moyen de trous

métallisés similaires peuvent être utilisées pour des dispositifs de visualisation ayant seulement un unique moyen de lecture dans le (ou

chaque) trajet de déplacement, par exemple à une extrémfté du trajet.

2626 109

Claims (20)

REVENDICATIONS

1. Un dispositif de visualisation de rayonnement thermique

comprenant une partie de corps semi-conducteur d'un type de conducti-

vité donné, dans lequel des porteurs de charge libres peuvent être engendrés par absorption de rayonnement thermique, des électrodes de polarisation espacées le long de la partie du corps afin de créer un

courant de polarisation constitué de façon prédominante par des por-

teurs de charge majoritaires circulant dans la partie du corps dans une direction et parallèlement à la surface principale de la partie

du corps, ledit courant de polarisation pouvant permettre un déplace-

ment ambipolaire de porteurs de charge minoritaires libres engendrés par rayonnement dans la direction opposée auxdits flux de porteurs majoritaires, et des moyens de lecture localisés sur le trajet du déplacement ambipolaire, caractérisé en ce que ladite partie decorps

semi-conducteur est placée sur un substrat muni d'un réseau de con-

ducteurs qui réalise une connexion électrique pour lesdits moyens de lecture, en ce que au niveau de la région desdits moyens de lecture, au moins un trou est présent dans la partie du corps et s'étend à travers l'épaisseur de la partie du corps en direction du réseau de conducteurs du substrat, et en ce que la métallisation qui constitue une connexion électrique avec le réseau de conducteurs au niveau du trou s'étend substantiellement le long de toute la paroi latérale du

trou sans s'étendre sur la surface principale supérieure de la par-

tie de corps semi-conducteur.

2. Un dispositif de visualisation selon la revendication

1, caractérisé en ce que au moins un desdits moyens de lecture com-

prend une paire desdits trous qui sont espacés le long du trajet de

déplacement ambipolaire et sur la paroi latérale desquelles la métal-

lisation constitue un contact d'électrode avec la partie du corps

dudit type de conductivité.

3. Un dispositif de visualisation selon les revendications

1 et 2, caractérisé en ce que au moins un dit trou des moyens de lec-

ture s'étend au travers de la partie du corps à un endroit éloigné

de la périphérie de la partie du corps.

4. Un dispositif de visualisation selon l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins un

2 6 2 6 1 0 9

dit trou des moyens de lecture s'étend à travers l'épaisseur de la partie du corps à un point situé sur la périphérie de la partie du corps.

5. Un dispositif de visualisation selon l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans la région

desdits moyens de lecture, le trajet de déplacement est rétréci par

un évidement dans la périphérie de la partie du corps.

6. Un dispositif de visualisation selon la revendication , celle-ci étant alors subséquente à la revendication 4, caractérisé en ce que au moins un desdits trous des moyens de lecture est présent à l'extrémité d'une partie en forme de barrette de ladite partie de corps, laquelle partie s'étend à l'intérieur dudit évidement situé

dans le trajet de déplacement ambipolaire.

7. Un dispositif de visualisation selon une quelconque des

précédentes revendications, caractérisé en ce que la dimension trans-

versale la plus importante d'au moins un desdits trous des moyens de

lecture est inférieure au tiers de la largeur du trajet de déplace-

ment ambipolaire, dans la région antérieure à la région des moyens de lecture.

8. Un dispositif de visualisation selon l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisé en ce que une pluralité

desdits moyens de lecture est présente dans le trajet de déplacement

ambipolaire à différents endroits entre les électrodes de polarisa-

tion espacées, chacun desdits moyens de lecture ayant au moins un

dit trou dans la partie du corps.

9. Un dispositif de visualisation selon la revendication 8, caractérisé en ce que une pluralité desdits moyens de lecture, chacun disposant au moins d'un dit trou, est réalisé en séquence le long du trajet de déplacement ambipolaire, entre les électrodes de

polarisation espacées.

10. Un dispositif de visualisation selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'espacement entre les moyens de lecture

disposés séquentiellement le long du trajet de déplacement ambipo-

laire est au moins aussi grand que la distance moyenne que peuvent

parcourir, dans la partie de corps semi-conducteur, pendant leur du-

rée de vie, les porteurs de charge minoritaires libres engendrés par

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rayonnement.

11. Un dispositif de visualisation selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'espacement entre les moyens de lecture disposés en séquence le long du trajet de déplacement ambipolaire est inférieure à la distance moyenne que peuvent parcourir, pendant

leur durée de vie, dans la partie de corps semi-conducteur, les por-

teurs de charge minoritaires libres engendrés par rayonnement.

12. Un dispositif de visualisation selon l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisé en ce que se trouve pré-

sente sur le substrat une pluralité desdites parties de corps semi-

conducteurs disposées substantiellement en parallèle, chacune ayant un trajet de déplacement ambipolaire, et en ce que se trouve présent dans chacun desdits trajet de déplacement ambipolaire une pluralité

de moyens de lecture, chacun comprenant au moins un dit trou.

13. Un dispositif de visualisation selon la revendication

12, caractérisé en ce que les moyens de lecture des différentes par-

ties de corps sont substantiellement alignées dans une direction

substantiellement perpenaiculaire aux trajets de déplacement ambipo-

laire.

14. Un dispositif de visualisation selon l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réseau de

conducteurs du substrat comprend des pistes métalliques disposées

dans des lacunes dans une couche isolante sur le substrat.

15. Un dispositif de visualisation selon l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat

est réalisé en un matériau semi-conducteur donné et que le réseau de conducteurs comprend des pistes semi-conductrices d'un type de

conductivité réalisées dans une partie du substrat d'un type de con-

ductivité opposé.

16. Un dispositif de visualisation selon l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat

comprend un circuit de traitement du signal de sortie qui est relié

aux moyens de lecnure par le moyen du réseau se conducteurs.

17. Un dispositif de visualisation selon l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie de

corps semi-conducteur est constituée de tellurure de mercure-cadmium

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de type n.

18. Une méthode de fabrication d'un dispositif de visuali-

sation selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac-

térisée par les étapes suivies pour réaliser au moins une partie de corps semi-conducteur sur le substrat muni d'un réseau de conducteurs pour constituer les connexions électriques pour les moyens de lecture,

étapes quiconsistent d'abord à réaliser sur la partie de corps semi-

conducteur et sur le substrat une couche de masquage présentant au moins une fenêtre au moyen de laquelle on réalise au moins un trou

dans la partie de corps, qui consistent ensuite à procéder à une gra-

vure ionique à travers l'épaisseur de la partie de corps à l'endroit de ladite fenêtre pour réaliser ledit trou, qui consistent de plus à déposer une métallisation sur ladite couche de masquage et dans ladite fenêtre de la couche de masquage, et qui consistent enfin à décaper [Lift-off) ladite couche de masquage de ladite partie de corps afin d'éliminer la métallisation qui la recouvre tandis que

l'on conserve la métallisation dans ledit trou de manière à consti-

tuer le contact électrique entre la paroi latérale du trou et le

réseau de conducteurs du substrat.

19. Un système de visualisation de rayonnement thermique tel que décrit en substance avec référence à l'une quelconque des

figures 2 à 5.

20. Un système de visualisation de rayonnement thermique comprenant un dispositif de visualisation selon la revendication 19

ou l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé par des

moyens de balayage de l'image de rayonnement thermique le long de

ladite partie de corps dans la même direction que celle du déplace-

ment ambipolaire et à une vitesse correspondant substantiellement à

celle du déplacement ambipolaire.