FR2833755A1 - Production of a hybrid photodetector array on a read circuit involves hybridization of a first substrate containing photodetectors and a second substrate containing a read circuit - Google Patents

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Abstract

Production of a hybrid photodetector array on a read circuit involves: forming photodetectors on a thin semiconducting layer (13); forming the read circuit on a second substrate (20); hybridization of the first and second substrates; and removal of the remaining part (11) of the first substrate (10) and obtaining a hybrid photodetector array on a read circuit. Production of a hybrid photodetector array on a read circuit involves: (a) forming photodetectors on a thin semiconducting layer (13) used for forming a photodetector array, the semiconducting layer (13), preferably made of silicon, being separated from the remaining part (11) of the first substrate (10) by a barrier layer (12) made of SiO2 (preferred), Si3N4 or diamond and preferably comprising at least two sub-layers, for thinning down the first substrate (10), and the photodetectors having bonding pads (18) for connection to the read circuit; (b) forming the read circuit comprising CMOS transistors, bipolar transistors or Bi-CMOS transistors on a second substrate having bonding pads for connection to the photodetectors; (c) hybridization of the first (10) and second substrates by electrical connections (30) comprising fusible metallic balls between the bonding pads of the substrates; and (d) removal of the remaining part (11) of the first substrate (10) by polishing and/or etching and obtaining a hybrid photodetector array on a read circuit after removing the remaining part (11) of the first substrate (10). After producing the hybrid photodetector array on a read circuit, at least one other layer is applied on the photodetector array in order to implement optical treatment of the surface. The other layer can be an antireflection layer or an optical filter layer. The area of the thin semiconducting layer in contact with barrier layer is preferably doped in order to form a common electrode for the photodetector array. Localized electrical connections are formed with the doped area across the barrier layer. The space between the electrical connections, separating the photodetector array from the read circuit, is filled with an electrically insulating material.

Description

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PROCEDE DE REALISATION D'UNE MATRICE DE PHOTODETECTEURS
HYBRIDEE SUR UN CIRCUIT DE LECTURE
DESCRIPTION Domaine technique
L'invention concerne un procédé de réalisation d'une matrice de photodétecteurs, en particulier de détecteurs de lumière visible, hybridée sur un circuit de lecture.
METHOD FOR PRODUCING A MATRIX OF PHOTODETECTORS
HYBRIDED ON A READING CIRCUIT
DESCRIPTION Technical field
The invention relates to a method for producing a matrix of photodetectors, in particular visible light detectors, hybridized on a read circuit.

Le procédé peut être un procédé collectif, permettant la réalisation simultanée de plusieurs matrices de photodétecteurs. Ces matrices ont le plus souvent pour but de retranscrire des images. Elles peuvent aussi être utilisées pour exploiter des signaux lumineux issus d'appareils de mesure.  The method can be a collective process, allowing the simultaneous production of several matrices of photodetectors. These matrices are most often intended to retranscribe images. They can also be used to exploit light signals from measuring devices.

Les matrices de photodétecteurs délivrent des signaux électriques en rapport avec les intensités lumineuses reçues. Certaines délivrent plusieurs signaux en parallèle, soit pour transmettre l'information plus rapidement, soit pour séparer les signaux issus de filtres de couleurs (donc de longueurs d'onde) différents.  The photodetector arrays deliver electrical signals in relation to the light intensities received. Some deliver several signals in parallel, either to transmit the information more quickly, or to separate the signals from different color filters (and therefore wavelengths).

Etat de la technique
On connaît plusieurs variantes dans les techniques de fabrication de matrices de photodétecteurs hybridées sur des circuits de lecture. Le principe commun est de fabriquer séparément le circuit de lecture et la matrice, puis de les associer. Les photodétecteurs sont des photodiodes qui ont toutes leur cathode en commun.
State of the art
Several variants are known in the techniques for producing photodetector matrices hybridized on read circuits. The common principle is to separately manufacture the read circuit and the matrix, and then associate them. Photodetectors are photodiodes that all have their cathode in common.

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Plusieurs techniques d'hybridation existent. L'une des plus utilisées est la technique des billes fusibles.  Several hybridization techniques exist. One of the most used is the technique of fusible beads.

Un des problèmes rencontrés provient de l'épaisseur finale que doit présenter la matrice de photodétecteurs. Cette épaisseur doit être de quelques dizaines de micromètres au plus pour maintenir le compromis entre absorption des photons et collection des charges.  One of the problems encountered comes from the final thickness that the matrix of photodetectors must exhibit. This thickness must be a few tens of micrometers at most to maintain the compromise between photon absorption and charge collection.

Une première méthode connue pour obtenir une telle matrice de photodétecteurs consiste à utiliser une plaque mince, de l'épaisseur désirée pour la matrice, pendant tout le déroulement du procédé de réalisation des photodétecteurs. Cette méthode présente un risque non négligeable de casse de la plaque mince et présente l'obligation d'utiliser des équipements non standard.

Figure img00020001
A first known method for obtaining such a photodetector matrix consists in using a thin plate, of the desired thickness for the matrix, during the entire course of the photodetector embodiment process. This method presents a significant risk of breakage of the thin plate and presents the obligation to use non-standard equipment.
Figure img00020001

Une seconde méthode connue consiste à utiliser une 'liser une plaque d'épaisseur standard qui est amincie une fois l'hybridation réalisée et/ou la découpe en puces effectuée. Cette étape d'amincissement rend difficile l'obtention d'une surface optique polie à faible recombinaison des paires électrons-trous. Le contrôle de la faible épaisseur restante est également difficile à maîtriser. Par ailleurs, une électrode commune ne peut pas être facilement réalisée sur la face de la matrice qui est destinée à être éclairée. Pour surmonter ce problème, il a été proposé de réaliser, à l'opposé de la face destinée à être éclairée, une cathode en couronne ou en points autour de la matrice. A second known method is to use a plate of standard thickness which is thinned once the hybridization has been performed and / or the chip cut is done. This thinning step makes it difficult to obtain a polished optical surface with low recombination of the electron-hole pairs. The control of the remaining small thickness is also difficult to control. Moreover, a common electrode can not easily be made on the face of the matrix which is intended to be illuminated. To overcome this problem, it has been proposed to make, opposite the face to be illuminated, a cathode ring or points around the matrix.

Cependant, cette façon de faire induit des pertes électriques. However, this way of doing things leads to electrical losses.

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Exposé de l'invention
La présente invention permet de remédier aux inconvénients de l'art antérieur par l'utilisation, pour obtenir la matrice de photodétecteurs, d'une plaque d'épaisseur standard mais de structure non standard et complexe.
Presentation of the invention
The present invention makes it possible to overcome the drawbacks of the prior art by using, to obtain the matrix of photodetectors, a plate of standard thickness but of non-standard and complex structure.

L'invention a donc pour objet un procédé de réalisation d'une matrice de photodétecteurs hybridée sur un circuit de lecture, comprenant : - la réalisation des photodétecteurs à la surface d'une couche mince semiconductrice d'un premier substrat pour constituer une matrice de photodétecteurs, la couche mince, d'épaisseur déterminée, étant séparée de la partie restante du premier substrat par une couche dite couche d'arrêt à l'amincissement du premier substrat, les photodétecteurs présentant des plots de connexion pour leur connexion au circuit de lecture, - la réalisation du circuit de lecture sur un deuxième substrat, le deuxième substrat présentant en surface des plots de connexion pour la connexion du circuit de lecture aux photodétecteurs, - l'hybridation du premier substrat et du deuxième substrat grâce à des moyens de connexion électrique disposés entre les plots de connexion de la matrice de photodétecteurs et les plots de connexion du circuit de lecture, - l'élimination de la partie restante du premier substrat et l'obtention d'une matrice de photodétecteurs hybridée sur un circuit de lecture.  The subject of the invention is therefore a method for producing a hybridized photodetector matrix on a read circuit, comprising: - producing photodetectors on the surface of a thin semiconductor layer of a first substrate to form a matrix of photodetectors, the thin layer, of determined thickness, being separated from the remaining portion of the first substrate by a so-called stop layer at the thinning of the first substrate, the photodetectors having connection pads for their connection to the reading circuit; - The realization of the read circuit on a second substrate, the second substrate having on the surface of the connection pads for the connection of the reading circuit to the photodetectors, - the hybridization of the first substrate and the second substrate by means of connection means electrical arranged between the connection pads of the photodetector matrix and the connection pads of the circuit of lec ture, - the elimination of the remaining portion of the first substrate and obtaining a photodetector matrix hybridized on a read circuit.

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Ainsi, l'épaisseur finale de la matrice de photodétecteurs est déterminée à la fabrication du premier substrat et non plus par l'amincissement d'un substrat massif.  Thus, the final thickness of the photodetector matrix is determined in the manufacture of the first substrate and no longer by the thinning of a solid substrate.

La passivation de la face de la matrice de photodétecteurs destinée à recueillir une lumière incidente peut être réalisée lors de la fabrication du premier substrat, c'est-à-dire au début du procédé et non plus à la fin. Ceci a pour avantage que moins d'impuretés pénètrent dans le matériau photosensible.  The passivation of the face of the photodetector matrix for collecting incident light may be performed during the manufacture of the first substrate, that is to say at the beginning of the process and no longer at the end. This has the advantage that fewer impurities enter the photosensitive material.

La partie restante du premier substrat peut être choisie fragile (donc plus facile à éliminer) et différente de la couche mince à conserver.  The remaining portion of the first substrate may be chosen fragile (thus easier to eliminate) and different from the thin layer to be preserved.

L'élimination de la partie restante du premier

Figure img00040001

substrat peut être obtenue par polissage et/ou gravure - peut--ssage et/ou gravure de cette partie restante. Elimination of the remaining part of the first
Figure img00040001

substrate can be obtained by polishing and / or etching - can - ssage and / or etching of this remaining part.

Si la couche d'arrêt est transparente, l'obtention d'une matrice de photodétecteurs hybridée sur un circuit de lecture peut être obtenue après l'élimination de la partie restante du premier substrat.  If the barrier layer is transparent, obtaining a hybridized photodetector matrix on a read circuit can be obtained after the removal of the remaining portion of the first substrate.

La couche d'arrêt peut être choisie parmi Si02, Si3N4 et le diamant.  The barrier layer may be selected from SiO 2, Si 3 N 4 and diamond.

La couche mince semiconductrice du premier substrat peut être en silicium et la couche d'arrêt en Si02.  The semiconductor thin film of the first substrate may be silicon and the SiO 2 barrier layer.

La couche d'arrêt peut comprendre au moins deux sous-couches. L'une des sous-couches peut présenter une plus grande résistance mécanique et l'autre peut présenter de meilleures qualités de passivation.  The barrier layer may comprise at least two sublayers. One of the underlays may have a higher mechanical strength and the other may have better passivation qualities.

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Après l'obtention d'une matrice de photodétecteurs hybridée sur un circuit de lecture, au moins une autre couche peut être ajoutée sur la matrice de photodétecteurs pour réaliser un traitement optique de surface. L'autre couche ajoutée peut être une couche antireflet pour optimiser la transmission ou une couche formant filtre optique afin de filtrer certaines longueurs d'onde.  After obtaining a photodetector matrix hybridized on a read circuit, at least one other layer may be added to the photodetector matrix to perform surface optical treatment. The other added layer may be an antireflection layer for optimizing the transmission or an optical filter layer for filtering certain wavelengths.

La zone de la couche mince semiconductrice du premier substrat, en contact avec la'couche d'arrêt, peut être une zone dopée pour constituer une électrode commune pour la matrice de photodétecteurs. Dans ce cas, le procédé peut comprendre également la formation localisée de moyens de connexion électrique avec la zone dopée, au travers de la couche d'arrêt.  The region of the semiconductor thin film of the first substrate, in contact with the stop layer, may be a doped zone to form a common electrode for the photodetector matrix. In this case, the method may also comprise the localized formation of electrical connection means with the doped zone, through the stop layer.

La réalisation du circuit de lecture peut comprendre la réalisation de transistors CMOS, bipolaires ou Bi-CMOS.  The realization of the reading circuit may comprise the production of CMOS, bipolar or Bi-CMOS transistors.

Le procédé peut comprendre en outre le remplissage de l'espace entre les moyens de connexion électrique séparant la matrice de photodétecteurs du circuit de lecture par un matériau isolant électrique.  The method may further comprise filling the space between the electrical connection means separating the matrix of photodetectors from the reading circuit by an electrical insulating material.

Avantageusement, les moyens de connexion électrique disposés entre les plots de connexion de la matrice de photodétecteurs et les plots de connexion correspondants du circuit de lecture comprennent des billes métalliques fusibles.  Advantageously, the electrical connection means arranged between the connection pads of the photodetector matrix and the corresponding connection pads of the read circuit comprise fusible metal balls.

Brève description des dessins
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages et particularités apparaîtront à la lecture
Brief description of the drawings
The invention will be better understood and other advantages and particularities will appear on reading

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de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, accompagnée des dessins annexés, parmi lesquels : - les figures 1A à 1F illustrent la réalisation d'une première variante de matrice de photodétecteurs hybridée sur un circuit de lecture, selon l'invention ; - les figures 2A à 2C illustrent la réalisation d'une deuxième variante de matrice de photodétecteurs hybridée sur un circuit de lecture, selon l'invention.  of the description which follows, given by way of non-limiting example, accompanied by the appended drawings, among which: FIGS. 1A to 1F illustrate the production of a first variant of photodetector matrix hybridized on a reading circuit, according to the invention; FIGS. 2A to 2C illustrate the production of a second hybridized photodetector matrix variant on a read circuit, according to the invention.

Description détaillée de modes de réalisation de l'invention
Les figures 1A à 1F sont des vues en coupe transversale illustrant la réalisation d'une première variante de l'invention.
DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION
FIGS. 1A to 1F are cross-sectional views illustrating the embodiment of a first variant of the invention.

La figure 1A montre un substrat SOI 10 constitué d'une plaque de silicium 11 supportant successivement une couche d'oxyde de silicium 12 et une couche mince de silicium 13. Un tel substrat est disponible dans le commerce, l'épaisseur, le type et le dopage de la couche mince 13 pouvant être choisis à la commande.  FIG. 1A shows an SOI substrate 10 consisting of a silicon wafer 11 successively supporting a silicon oxide layer 12 and a thin layer of silicon 13. Such a substrate is commercially available, the thickness, the type and the doping of the thin layer 13 can be chosen to control.

Ce substrat SOI subit les étapes classiques suivantes : - oxydation de passivation de surface et de protection de la couche mince de silicium pour obtenir une couche d'oxyde de silicium d'environ 0, 5 am d'épaisseur 1 - photolithographie d'une couche de résine déposée sur la couche mince oxydée pour définir des zones actives, - gravure de la couche d'oxyde de surface,  This SOI substrate undergoes the following conventional steps: surface passivation oxidation and protection of the thin layer of silicon to obtain a layer of silicon oxide approximately 0.5 μm thick 1 - photolithography of a layer of resin deposited on the oxidized thin layer to define active zones, etching of the surface oxide layer,

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- retrait de la résine, - oxydation fine de pré-implantation des zones de la couche mince de silicium définies par la gravure (environ 0, 02 am d'épaisseur), - photolithographie d'une couche de résine pour définir des zones N+, - implantation de dopants N+ dans les zones définies précédemment, - retrait de la résine, - dépôt d'une autre couche de résine et photolithographie de la résine déposée pour définir des zones P+, - implantation de dopants complémentaires P+, - retrait de la résine, - désoxydation partielle pour permettre les prises de contact électrique avec les zones implantées, - recuit de diffusion et d'activation des dopants, - dépôt d'une couche métallique, - dépôt d'une couche de résine et photolithographie de la résine déposée pour définir des zones sans métal, - gravure de la couche métallique, - retrait de la résine.  removal of the resin, fine pre-implantation oxidation of the zones of the thin layer of silicon defined by etching (approximately 0.02 am thick), photolithography of a resin layer to define N + zones, implantation of N + dopants in the zones defined above, removal of the resin, deposition of another resin layer and photolithography of the resin deposited to define P + zones, implantation of complementary dopants P +, removal of the resin. - partial deoxidation to allow electrical contact with the implanted zones, - diffusion annealing and dopant activation, - deposition of a metal layer, - deposition of a resin layer and photolithography of the resin deposited for define zones without metal, - etching of the metal layer, - removal of the resin.

La structure obtenue à l'issue de ces étapes est représentée à la figure 1B. C'est une matrice de photodétecteurs. On reconnaît la couche d'oxyde 14 de passivation de surface, gravée pour la formation de zones 15 dopée P+ et de zones 16 dopées N+. La couche métallique gravée fournit des plots de connexion 17 assurant un contact électrique avec les zones 15 dopées  The structure obtained at the end of these steps is shown in FIG. 1B. It is a matrix of photodetectors. The surface passivation oxide layer 14 is etched for the formation of P + doped areas and N + doped areas 16. The etched metal layer provides connection pads 17 providing electrical contact with the doped areas

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P+. Elle fournit également des plots de connexion 18 assurant un contact électrique avec les zones 16 dopées N+.  P +. It also provides connection pads 18 providing electrical contact with the N + doped areas 16.

La figure 1C illustre à titre d'exemple un circuit de lecture réalisé sur un substrat 20 en silicium et destiné à être associé à la matrice de photodétecteurs réalisée sur le substrat SOI. De manière connue, des amplificateurs et circuits de traitement CMOS 21 ont été réalisés sur une face du substrat 20. On reconnaît des zones de dopage P ou N 22 et 23,'les grilles en polysilicium 24, des contacts de drain et de source 25 et 26 et une couche d'oxyde de silicium gravée 27.  FIG. 1C illustrates, by way of example, a reading circuit made on a substrate 20 made of silicon and intended to be associated with the photodetector matrix produced on the SOI substrate. In known manner, amplifiers and CMOS processing circuits 21 have been made on one side of the substrate 20. P or N doping zones 22 and 23 are recognized, the polysilicon gates 24, drain and source contacts 25 and 26 and an etched silicon oxide layer 27.

Des billes métalliques fusibles sont ensuite formées sur l'un ou l'autre substrat. Dans cet exemple de réalisation, les billes 30 ont eue formées sur les plots de connexion 17 et 18 du substrat SOI 10 (voir la figure 1D).  Fusible metal balls are then formed on one or the other substrate. In this exemplary embodiment, the balls 30 were formed on the connection pads 17 and 18 of the SOI substrate 10 (see FIG. 1D).

L'hybridation des deux substrats est ensuite réalisée. C'est ce que montre la figure lE. Les substrats sont disposés face à face comme le montre la figure 1E. Les plots de connexion 17 et 18 ne sont reliés, par l'intermédiaire des billes 30, qu'avec les contacts 26 de certains transistors.  The hybridization of the two substrates is then carried out. This is shown in Figure lE. The substrates are arranged face to face as shown in Figure 1E. The connection pads 17 and 18 are connected, via the balls 30, only with the contacts 26 of some transistors.

La plaque de silicium 11 du substrat 10 est ensuite éliminée par polissage et/ou par gravure avec arrêt sélectif sur la couche d'arrêt 12. C'est ce que montre la figure 1F. La précision de fabrication du substrat SOI détermine la précision de l'épaisseur de la matrice de photodétecteurs. La couche dure de silice 12 étant passivante et transparente, aucune autre couche n'est a priori nécessaire.  The silicon wafer 11 of the substrate 10 is then removed by polishing and / or etching with selective stop on the barrier layer 12. This is shown in FIG. 1F. The fabrication accuracy of the SOI substrate determines the thickness accuracy of the photodetector array. The hard layer of silica 12 being passivating and transparent, no other layer is a priori necessary.

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Pour une application à d'autres semiconducteurs ou pour parfaire les performances, la couche d'arrêt (ou couche dure) pourrait être associée à d'autres couches lors de la fabrication du substrat SOI. Pour autant, la réalisation de l'hybridation et l'amincissement serait menés de la même façon que ci-dessus.  For application to other semiconductors or to improve performance, the barrier layer (or hard layer) could be associated with other layers during SOI substrate fabrication. However, the realization of hybridization and thinning would be conducted in the same manner as above.

Si la découpe en puce n'a pas déjà été faite, cette étape peut intervenir à l'issue du procédé pour séparer les matrices de photodétecteurs.  If the die cut has not already been made, this step may be performed at the end of the process to separate the photodetector matrices.

Les figures 2A à 2C sont des vues en coupe transversale illustrant la réalisation d'une deuxième variante de l'invention.  Figures 2A to 2C are cross-sectional views illustrating the embodiment of a second variant of the invention.

La figure 2A montre un substrat SOI 100 constitué d'une plaque de silicium 101 supportant successivement une couche 102 d'oxyde de silicium, une couche très fine et dopée de silicium 109 et une couche mince de silicium 103. La couche 109 est suffisamment dopée pour qu'elle puisse être considérée comme une électrode.  FIG. 2A shows an SOI substrate 100 consisting of a silicon wafer 101 successively supporting a layer 102 of silicon oxide, a very thin layer doped with silicon 109 and a thin layer of silicon 103. The layer 109 is sufficiently doped so that it can be considered as an electrode.

D'autres couches intermédiaires pourraient être utilisées, par exemple une couche antireflet.  Other intermediate layers could be used, for example an antireflection layer.

La matrice de photodétecteurs est ensuite réalisée sur le même principe que précédemment pour obtenir la structure représentée à la figure 2B qui est à comparer à la structure représentée à la figure 1D. Ainsi, la figure 2B montre une couche d'oxyde 104, des zones 106 dopées N+ en contact électrique avec des plots de connexion 108. Des billes métalliques fusibles 30 ont également été représentées.  The matrix of photodetectors is then made on the same principle as before to obtain the structure shown in Figure 2B which is to be compared to the structure shown in Figure 1D. Thus, FIG. 2B shows an oxide layer 104, N + doped areas 106 in electrical contact with connection pads 108. Fusible metal balls 30 have also been shown.

On s'aperçoit en comparant les figures 2B et 1D que l'une des implantations de dopage n'est plus  It can be seen by comparing FIGS. 2B and 1D that one of the doping implantations is no longer

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nécessaire pour la raison qu'elle est remplacée par la couche dopée 109.  necessary because it is replaced by the doped layer 109.

Les opérations d'hybridation et de polissage sont analogues à celles effectuées pour la première variante de réalisation.  The hybridization and polishing operations are similar to those carried out for the first variant embodiment.

La figure 2C montre la structure obtenue après les opérations d'hybridation, de polissage et quelques étapes supplémentaires.  Figure 2C shows the structure obtained after the hybridization, polishing operations and some additional steps.

La référence 200 désigne un substrat en silicium sur lequel a été réalisé un circuit de lecture du type de celui représenté à la figure 1C.  The reference 200 denotes a silicon substrate on which a reading circuit of the type shown in FIG. 1C has been made.

Des éléments de liaison électrique entre la couche dopée 109 et le circuit de lecture ont été ajoutés. Ils comprennent des vias 111 traversant la couche d'oxyde 102 pour établir des contacts localisés avec la couche dopée 109. Ces vias sont reliés à une plage conductrice 112, elle-même reliée électriquement au circuit de lecture par une liaison électrique 113.  Electrical connection elements between the doped layer 109 and the read circuit have been added. They include vias 111 passing through the oxide layer 102 to establish localized contacts with the doped layer 109. These vias are connected to a conductive pad 112, itself electrically connected to the reading circuit by an electrical connection 113.

Les étapes supplémentaires peuvent être les suivantes : - dépôt de résine sur la couche d'oxyde 102 et photolithographie de la résine pour exposer les emplacements des vias, - gravure de la couche d'oxyde 102 aux emplacements exposés jusqu'à atteindre la couche dopée 109, - retrait de la résine, - dépôt d'une couche de métal sur la couche d'oxyde 102,  The additional steps may be as follows: resin deposition on the oxide layer 102 and photolithography of the resin to expose the locations of the vias, etching of the oxide layer 102 at the exposed locations until reaching the doped layer 109, - removal of the resin, - deposition of a metal layer on the oxide layer 102,

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- dépôt de résine sur la couche de métal déposée précédemment et photolithographie de la résine pour exposer les zones de métal à graver, - gravure de la couche de métal, - retrait de la résine, - découpe pour obtenir une structure en escalier et mise en place de la liaison électrique avec le circuit de lecture.  resin deposition on the previously deposited metal layer and photolithography of the resin to expose the areas of metal to be etched, etching of the metal layer, removal of the resin, cutting to obtain a stepped structure and setting place of the electrical connection with the reading circuit.

Les étapes supplémentaires peuvent aussi être exécutées de la façon suivante : - dépôt de résine sur la couche d'oxyde 102 et photolithographie de la résine pour exposer les emplacements des vias, - gravure de la couche d'oxyde 102 aux emplacements exposés jusqu'à atteindre la couche dopée 109, - retrait de la résine, - dépôt de résine sur la couche d'oxyde 102 et photolithographie de la résine pour exposer les zones devant recevoir les éléments de liaison électrique, - dépôt d'une couche de métal, - retrait de la résine et du métal non désiré par la technique dite du"lift-off", - découpe pour obtenir une structure en escalier et mise en place de la liaison électrique avec le circuit de lecture.  The additional steps can also be carried out as follows: resin deposition on the oxide layer 102 and photolithography of the resin to expose the vias locations, etching of the oxide layer 102 at exposed locations up to to reach the doped layer 109, - removal of the resin, - deposition of resin on the oxide layer 102 and photolithography of the resin to expose the areas to receive the electrical connection elements, - deposition of a metal layer, - removal of the resin and unwanted metal by the so-called "lift-off" technique, - cutting to obtain a staircase structure and implementation of the electrical connection with the read circuit.

Les dimensions de la structure obtenue sont fonction des dimensions des substrats utilisés et de la nature du semiconducteur utilisé. L'épaisseur de la couche photosensible est de quelques m à quelques  The dimensions of the structure obtained are a function of the dimensions of the substrates used and the nature of the semiconductor used. The thickness of the photosensitive layer is from a few m to a few

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dizaines de Mm. L'épaisseur de la couche d'arrêt est d'une fraction de Mm à quelques Mm. L'épaisseur de la plaque support du substrat SOI est de quelques centaines de Mm à quelques mm. L'épaisseur des couches métalliques est d'une fraction de Mm à quelques Mm. Le pas des plots de connexion est de quelques Mm à quelques dizaines de Mm.  tens of Mm. The thickness of the barrier layer is from a fraction of Mm to a few Mm. The thickness of the support plate of the SOI substrate is from a few hundred of Mm to a few mm. The thickness of the metal layers is from a fraction of Mm to a few Mm. The pitch of the connection pads is from a few Mm to a few tens of Mm.

Claims (13)

REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'une matrice de photodétecteurs hybridée sur un circuit de lecture, comprenant : - la réalisation des photodétecteurs à la surface d'une couche mince semiconductrice (13, 103) d'un premier substrat (10,100) pour constituer une matrice de photodétecteurs, la couche mince, d'épaisseur déterminée, étant séparée de la partie restante (11, 101) du premier substrat par une couche (12,102) dite couche d'arrêt à l'amincissement du premier substrat, les photodétecteurs présentant des plots de connexion (18,108) pour leur connexion au circuit de lecture, - la réalisation du circuit de lecture sur un deuxième substrat (20,200), le deuxième substrat présentant en surface des plots de connexion (26) pour la connexion du circuit de lecture aux photodétecteurs, - l'hybridation du premier substrat et du deuxième substrat grâce à des moyens de connexion électrique (30) disposés entre les plots de connexion (18,108) de la matrice de photodétecteurs et les plots de connexion correspondants (26) du circuit de lecture, - l'élimination de la partie restante (11, 101) du premier substrat (10,100) et l'obtention d'une matrice de photodétecteurs hybridée sur un circuit de lecture. A method of producing a photodetector array hybridized on a read circuit, comprising: - producing photodetectors on the surface of a thin semiconductor layer (13, 103) of a first substrate (10, 100) to form a photodetector matrix, the thin layer, of determined thickness, being separated from the remaining portion (11, 101) of the first substrate by a layer (12, 102) known as a thinning stop layer of the first substrate, the photodetectors having connecting pads (18, 108) for their connection to the reading circuit; - producing the reading circuit on a second substrate (20, 200), the second substrate having on its surface connection pads (26) for connecting the read circuit to the photodetectors, - the hybridization of the first substrate and the second substrate by means of electrical connection means (30) arranged between the connection pads (18, 108) of the photodetector matrix s and the corresponding connection pads (26) of the reading circuit, - the elimination of the remaining part (11, 101) of the first substrate (10, 100) and the obtaining of a matrix of photodetectors hybridized on a read circuit . 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite élimination de la partie restante (11, 101) du premier substrat (10,100) est obtenue par polissage et/ou gravure de cette partie restante.  2. Method according to claim 1, characterized in that said elimination of the remaining portion (11, 101) of the first substrate (10,100) is obtained by polishing and / or etching this remaining portion. <Desc/Clms Page number 14> <Desc / Clms Page number 14> 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche d'arrêt (12,102) étant transparente, l'obtention d'une matrice de photodétecteur hybridée sur un circuit de lecture est obtenue après l'élimination de la partie restante (11, 101) du premier substrat.  3. Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the barrier layer (12,102) being transparent, obtaining a hybridized photodetector matrix on a read circuit is obtained after the elimination of the remaining portion (11, 101) of the first substrate. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche d'arrêt (12,102) est choisie parmi Si02, Si3N4 ou le diamant.  4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the barrier layer (12,102) is selected from SiO2, Si3N4 or diamond. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche mince semiconductrice (13,103) du premier substrat (10,100) est en silicium et la couche d'arrêt (12, 102) est en Si02.  5. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the thin semiconductor layer (13,103) of the first substrate (10,100) is silicon and the barrier layer (12, 102) is Si02. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche d'arrêt comprend au moins deux sous-couches.  6. Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the barrier layer comprises at least two sublayers. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, après l'obtention d'une matrice de photodétecteurs hybridée sur un circuit de lecture, l'ajout d'au moins une autre couche sur la matrice de photodétecteurs pour réaliser un traitement optique de surface.  7. Method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it further comprises, after obtaining a hybridized photodetector matrix on a read circuit, the addition of at least one other layer on the photodetector matrix to perform optical surface treatment. <Desc/Clms Page number 15> <Desc / Clms Page number 15> 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'autre couche ajoutée sur la matrice de photodétecteurs est choisie parmi une couche antireflet et une couche formant filtre optique.  8. Method according to claim 7, characterized in that the other layer added to the photodetector matrix is chosen from an antireflection layer and an optical filter layer. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la zone (109) de la couche mince semiconductrice (103) du premier substrat (100), en contact avec la couche d'arrêt (102), est une zone dopée pour constituer une électrode commune pour la matrice de photodétecteurs.  9. Process according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the zone (109) of the semiconductor thin layer (103) of the first substrate (100), in contact with the barrier layer (102), is a doped zone to constitute a common electrode for the matrix of photodetectors. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend également la formation localisée de moyens de connexion électrique (111, 112) avec ladite zone dopée (109), au travers de la couche d'arrêt (102).  10. The method of claim 9, characterized in that it also comprises the localized formation of electrical connection means (111, 112) with said doped zone (109), through the barrier layer (102). 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la réalisation du circuit de lecture comprend la réalisation de transistors CMOS, bipolaires ou Bi-CMOS.  11. Method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the realization of the read circuit comprises the production of CMOS transistors, bipolar or Bi-CMOS. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend en outre le remplissage de l'espace entre les moyens de connexion électrique séparant la matrice de photodétecteurs du circuit de lecture par un matériau isolant électrique.  12. Method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that it further comprises the filling of the space between the electrical connection means separating the matrix of photodetectors from the reading circuit by an electrical insulating material. <Desc/Clms Page number 16> <Desc / Clms Page number 16> 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les moyens de connexion électrique disposés entre les plots de connexion (18,108) de la matrice de photodétecteurs et les plots de connexion correspondants (26) du circuit de lecture comprennent des billes métalliques fusibles (30). 13. Method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the electrical connection means arranged between the connection pads (18,108) of the photodetector matrix and the corresponding connection pads (26) of the read circuit. include fusible metal balls (30).
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