FR3054318A1 - Detecteur bolometrique avec matrice de filtres a mode guide. - Google Patents

Detecteur bolometrique avec matrice de filtres a mode guide. Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un détecteur bolométrique matriciel, chaque pixel (100) comprenant une planche bolométrique (110) suspendue au-dessus d'un substrat (120). Chaque pixel (100) comprend en outre : - une capsule respective (130), formant une cavité (140) à l'intérieur de laquelle s'étend la planche bolométrique (110) ; et - une structure diffractive (150), constituée de plots (151) répartis selon un pas régulier (p) sur une paroi supérieure (132) de la capsule, du côté opposé à la planche bolométrique, ou dans l'épaisseur de ladite paroi supérieure, pour former avec ladite paroi supérieure un filtre à mode guidé en transmission. On propose ainsi un détecteur bolométrique de grande finesse spectrale. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans la réalisation d'un détecteur bolométrique multi-spectral, constitué de plusieurs types de pixels dédiés chacun à la détection d'une longueur d'onde donnée.

Description

Titulaire(s) : COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES Etablissement public.
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : BREVALEX.
54) DETECTEUR BOLOMETRIQUE AVEC MATRICE DE FILTRES A MODE GUIDE.
FR 3 054 318 - A1
L'invention concerne un détecteur bolométrique matriciel, chaque pixel (100) comprenant une planche bolométrique (110) suspendue au-dessus d'un substrat (120).
Chaque pixel (100) comprend en outre:
- une capsule respective (130), formant une cavité (140) à l'intérieur de laquelle s'étend la planche bolométrique (110); et
- une structure diffractive (150), constituée de plots (151) répartis selon un pas régulier (p) sur une paroi supérieure (132) de la capsule, du côté opposé à la planche bolométrique, ou dans l'épaisseur de ladite paroi supérieure, pour former avec ladite paroi supérieure un filtre à mode guidé en transmission.
On propose ainsi un détecteur bolométrique de grande finesse spectrale.
L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans la réalisation d'un détecteur bolométrique multi-spectral, constitué de plusieurs types de pixels dédiés chacun à la détection d'une longueur d'onde donnée.
150
----, 100
Figure FR3054318A1_D0001
Figure FR3054318A1_D0002
DÉTECTEUR BOLOMÉTRIQUE AVEC MATRICE DE FILTRES À MODE GUIDÉ
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne un détecteur bolométrique, c'est-à-dire un détecteur comprenant un élément absorbeur, qui absorbe un rayonnement électromagnétique incident et dont la température augmente en réaction à cette absorption, et un élément thermométrique dont une grandeur électrique ou magnétique varie avec la température.
Un tel détecteur peut se présenter sous forme matricielle, constitué d'une pluralité de bolomètres élémentaires juxtaposés formant chacun un pixel du détecteur.
Un détecteur bolométrique est adapté notamment à détecter des rayonnements électromagnétiques situés dans l'infrarouge, en particulier à des longueurs d'onde comprises entre 0,7 pm et 5 mm.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
On connaît dans l'art antérieur des détecteurs bolométriques de type matriciel, dans lesquels chaque pixel est formé par un bolomètre tel que décrit à la figure IA de la demande de brevet FR-2977937.
Dans chaque pixel, le bolomètre comprend une planche bolométrique suspendue au-dessus d'un réflecteur, à une distance Ào/4 de celui-ci, où Ào est la longueur d'onde centrale d'une bande spectrale de détection.
La planche bolométrique comprend un élément absorbeur tel qu'une fine couche de métal, qui absorbe un rayonnement électromagnétique incident et dont la température augmente en réaction à cette absorption, et un élément thermométrique dont la résistivité varie avec la température.
Le réflecteur et la planche bolométrique forment ensemble une cavité quart-d'onde permettant une absorption élevée, typiquement 90%, sur une bande spectrale allant de 8 à 12 pm ou sur une bande spectrale allant de 3 pm à 5 pm.
Un inconvénient de ce bolomètre est qu'il n'offre pas une grande sélectivité spectrale, toutes les longueurs d'onde étant absorbées sur une large bande spectrale, de plusieurs micromètres de large.
Pour pallier cet inconvénient, la demande de brevet FR-2977937 propose de déposer, sur la planche bolométrique, un empilement métal-isolant-métal (structure MIM). Au moins une dimension latérale de l'empilement est déterminée pourgénérer une résonance plasmonique avec une radiation incidente de fréquence comprise dans ladite large bande spectrale. On obtient ainsi un bolomètre présentant une grande sélectivité spectrale.
Un inconvénient de ces empilements déposés sur la planche bolométrique est qu'ils augmentent la masse thermique de cette dernière, et donc sa constante de temps thermique.
Un objectif de la présente invention est de proposer un détecteur bolométrique de type matriciel, dans lequel chaque pixel est un bolomètre présentant une grande sélectivité spectrale, et qui ne présente pas au moins l'un des inconvénients de l'art antérieur.
En particulier, un but de la présente invention est de proposer un détecteur bolométrique de type matriciel, dans lequel chaque pixel est un bolomètre présentant une grande sélectivité spectrale, et une masse thermique réduite équivalente à celle de la planche bolométrique considérée seule.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
Cet objectif est atteint avec un détecteur bolométrique comprenant une matrice de pixels, chaque pixel comprenant une planche bolométrique suspendue au-dessus d'un substrat.
Selon l'invention, chaque pixel comprend en outre :
une capsule respective, formant une cavité à l'intérieur de laquelle s'étend la planche bolométrique ; et une structure tridimensionnelle, dite structure diffractive, constituée de plots répartis selon un pas régulier sur une paroi supérieure de la capsule, du côté opposé à la planche bolométrique, ou dans l'épaisseur de ladite paroi supérieure, pour former avec ladite paroi supérieure un filtre à mode guidé en transmission.
Il est connu de mettre en oeuvre une encapsulation des planches bolométriques d'une matrice de bolomètres, afin de placer ces planches bolométriques sous une atmosphère contrôlée, en particulier sous vide ou sous pression réduite.
Une encapsulation individuelle de chaque planche bolométrique d'une matrice de bolomètres est également connue en soi, notamment du document EP 1 243 903. Cette encapsulation individuelle est connue de l'homme du métier sous l'appellation « Pixel Level Packaging ».
Une idée à la base de l'invention consiste à mettre en oeuvre une encapsulation individuelle de chaque planche bolométrique d'une matrice de bolomètres, et à exploiter cette encapsulation individuelle pour affiner une sensibilité spectrale de chaque pixel de ladite matrice.
En particulier, on utilise une capsule recouvrant ladite planche bolométrique pour former un filtre à mode guidé, en disposant sur cette capsule une structure diffractive.
Aucun élément de filtrage n'est déposé directement sur la planche bolométrique, de sorte que le filtrage n'augmente pas la masse thermique de la planche bolométrique.
On obtient ainsi un détecteur bolométrique de type matriciel, dans lequel chaque pixel est un bolomètre présentant une grande sélectivité spectrale, et une faible constante de temps thermique (temps de réponse court).
La faible constante de temps thermique est obtenue sans diminution de la section de bras de soutien supportant la planche bolométrique, donc sans dégradation de l'isolation thermique des planches bolométriques, et donc sans perte de sensibilité du bolomètre.
En outre, la fabrication d'un tel détecteur bolométrique n'implique qu'un nombre réduit d'étapes, puisque l'on exploite pour le filtrage spectral l'encapsulation des planches bolométriques.
On peut remarquer qu'il n'aurait pas été possible de déposer une structure MIM telle que décrite en introduction, sur un élément d'encapsulation de la planche bolométrique, car la structure MIM n'offre un filtrage efficace que si elle travaille en absorption, et non en transmission.
De préférence, la matrice de pixels est formée de plusieurs types de pixels qui diffèrent les uns des autres par les dimensions latérales de la paroi supérieure de la capsule, et par le pas de répartition des plots de la structure diffractive.
Dans chaque pixel, le pas de répartition des plots de la structure diffractive et la longueur d'onde centrale d'une plage de sensibilité spectrale du pixel sont avantageusement reliés par la relation :
Λ p Ne„ avec ÎVeyy l'indice effectif du mode guidé dans la paroi supérieure de la capsule, p le pas de répartition des plots de la structure diffractive, et xL la longueur d'onde centrale de la plage de sensibilité spectrale du pixel.
De préférence, dans chaque pixel, la structure diffractive est un réseau de plots à section carrée, répartis selon un maillage carré.
Dans chaque pixel, la structure diffractive peut être en métal.
Dans chaque pixel, la paroi supérieure de la capsule présente avantageusement une épaisseur comprise entre — 250 nm} et + 250 nm} avec :
λΜ la longueur d'onde centrale d'une plage de sensibilité spectrale du détecteur bolométrique ; et
Nc l'indice de réfraction moyen de la paroi supérieure de la capsule, à la longueur d'onde
ÂM.
Dans chaque pixel, les dimensions latérales de la paroi supérieure de la capsule peuvent être adaptées pour que le mode guidé dans ladite paroi supérieure forme une onde stationnaire.
De préférence, dans chaque pixel, la paroi supérieure de la capsule présente une section carrée, dont la largeur est inférieure au pas de la matrice de pixels, et est égale :
avec m un entier supérieur ou égal à l'unité ;
λι la longueur d'onde centrale de la plage de sensibilité spectrale du pixel ; et l'indice effectif du mode guidé dans la paroi supérieure de la capsule.
Ledit nombre entier peut être le plus grand nombre entier permettant que ladite largeur soit inférieure au pas de la matrice de pixels.
Dans chaque pixel, la distance entre la paroi supérieure de la capsule et la planche bolométrique, est avantageusement comprise entre et avec λΜ la longueur d'onde centrale d'une plage de sensibilité spectrale du détecteur bolométrique.
Les différents types de pixels peuvent se distinguer également les uns des autres par les dimensions de la planche bolométrique.
De préférence, les différents types de pixels se distinguent alors également par les dimensions et/ou la structure de bras de soutien, qui s'étendent parallèles à la planche bolométrique pour supporter celle-ci au-dessus du substrat, les dimensions et/ou la structure desdits bras de soutien définissant une isolation thermique entre la planche bolométrique et le substrat, et d'un pixel à l'autre de la matrice de pixels, ladite isolation thermique est d'autant plus élevée que la surface de la planche bolométrique est faible.
Dans chaque pixel, la capsule présente avantageusement au moins une ouverture traversante, dite évent, chaque évent étant fermé par un plot de la structure diffractive.
En variante, dans chaque pixel, la capsule peut présenter au moins une ouverture traversante, dite évent, chaque évent étant fermé par un plot de bouchage distinct des plots de la structure diffractive.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels :
les figures IA et IB illustrent de façon schématique, selon une vue en coupe et selon une vue de dessus, un pixel d'un détecteur bolométrique selon l'invention ;
la figure 2 illustre de façon schématique, selon une vue de dessus, un exemple d'un détecteur bolométrique selon l'invention ;
la figure 3 illustre la sélectivité spectrale de différents types de pixels d'un détecteur bolométrique selon l'invention ;
la figure 4 illustre un premier mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'un détecteur bolométrique selon l'invention ;
la figure 5 illustre des étapes d'un second mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'un détecteur bolométrique selon l'invention ; et la figure 6 illustre de façon schématique, selon une vue en coupe, un pixel selon une variante avantageuse d'un détecteur bolométrique selon l'invention.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
Le détecteur bolométrique selon l'invention est destiné à la détection d'un rayonnement électromagnétique dans l'infrarouge.
II s'agit en particulier d'un détecteur matriciel, constitué d'une pluralité de pixels agencés par exemple en lignes et colonnes, en une matrice de pixels.
Pour des raisons de lisibilité des figures, on a illustré en figures IA et IB, et de façon schématique, un unique pixel 100 d'un détecteur bolométrique selon l'invention.
La largeur P du pixel 100 définit le pas de la matrice de pixels.
Le pixel 100 comprend en particulier une planche bolométrique 110, suspendue audessus d'un substrat 120, en appui sur des éléments de soutien 111 par l'intermédiaire de bras de soutien 112.
Les éléments de soutien 111 forment des pieds verticaux, qui s'étendent selon un axe orthogonal au plan de la planche bolométrique 110. Les éléments de soutien 111 règlent la distance entre le substrat 120 et la planche bolométrique 110.
Les bras de soutien 112 s'étendent dans le plan de la planche bolométrique, et la relient aux éléments de soutien 111. L'isolation thermique entre le substrat et la planche bolométrique 110 dépend des dimensions des bras de soutien 112.
Dans le détecteur bolométrique matriciel selon l'invention, tous les pixels sont formés côte à côte sur le même substrat.
La planche bolométrique 110, également nommée membrane bolométrique, est constituée d'une membrane d'absorption et d'un élément thermométrique.
La membrane d'absorption est constituée d'un matériau adapté à absorber et convertir en chaleur l'énergie d'un rayonnement électromagnétique incident, notamment un rayonnement infrarouge à des longueurs d'onde comprises entre 0,7 pm et 3 mm, et plus particulièrement entre 3 pm et 20 pm. La membrane d'absorption peut être en métal, en particulier en nitrure de titane (TiN). L'épaisseur de la membrane d'absorption est adaptée pour obtenir un bon couplage électromagnétique avec le milieu de propagation du rayonnement électromagnétique incident (adaptation d'impédance).
La membrane d'absorption est en contact thermique avec l'élément thermométrique. L'élément thermométrique est par exemple une couche d'un matériau présentant une forte variation de résistivité en fonction de la température, déposée directement sur la membrane d'absorption. L'élément thermométrique est par exemple en oxyde de vanadium ou en silicium amorphe.
De façon connue en soi, l'élément thermométrique est relié à des moyens de mesure d'une résistance électrique, intégrés dans le substrat 120 et non représentés sur les figures.
L'élément thermométrique permet ainsi de mesurer réchauffement de la membrane d'absorption, et donc l'énergie du rayonnement électromagnétique incident sur celle-ci.
La connexion électrique entre la planche bolométrique et des circuits de lecture situés dans le substrat est assurée de préférence par les éléments de soutien 111.
Le substrat est ici en silicium.
La surface supérieure du substrat est recouverte d'une fine couche métallique (non représentée), par exemple de l'aluminium ou du cuivre ou du titane, d'épaisseur comprise entre 50 nm et 200 nm.
Cette fine couche métallique forme une surface réfléchissante 121, qui s'étend sous la planche bolométrique 110 et réfléchit aux longueurs d'onde auxquelles la planche bolométrique est absorbante.
La surface réfléchissante 121 et la planche bolométrique 110 forment ensemble une cavité quart-d'onde, permettant d'améliorer l'absorption par la planche bolométrique. On donnera dans la suite plus de détails sur le dimensionnement de la cavité quart-d'onde.
Selon l'invention, chaque pixel comprend en outre une capsule 130, nommée également capot.
L'intérieur de la capsule 130 définit une cavité 140, à l'intérieur de laquelle s'étend la planche bolométrique 110.
En d'autres termes, chaque capsule 130 recouvre une unique planche bolométrique
110.
La capsule 130 désigne une structure tridimensionnelle comprenant des parois latérales 131, et une paroi supérieure 132.
Les parois latérales 131 de la capsule entourent latéralement la planche bolométrique 110.
Les parois latérales 131 s'étendent ici verticalement, c'est-à-dire parallèles à la normale au substrat.
La plus petite distance bord à bord entre la planche bolométrique 110 et les parois latérales 131 est généralement de l'ordre du micromètre, de préférence supérieure à 100 nm.
Afin d'assurer l'isolation thermique de la planche bolométrique 110, celle-ci n'est pas en contact avec les parois latérales 131 de la capsule 130.
La paroi supérieure 132 de la capsule s'étend au-dessus de la planche bolométrique 110, de sorte que la planche bolométrique 110 se trouve entre ladite paroi supérieure 132 et le substrat 120.
La paroi supérieure 132 de la capsule s'étend horizontalement, c'est-à-dire parallèle au substrat.
La paroi supérieure 132 de la capsule est en contact physique direct avec les parois latérales 131, sur tout son périmètre.
La paroi supérieure 132 de la capsule présente de préférence une section carrée, dans un plan parallèle au substrat (voir figure IB).
Cependant, l'invention n'est pas limitée à cet exemple, et on pourra réaliser de nombreuses variantes dans lesquelles cette section n'est pas carrée, par exemple circulaire.
La paroi supérieure 132 de la capsule s'étend à distance de la planche bolométrique. On donnera dans la suite plus de détails sur cette distance.
Dans le détecteur bolométrique matriciel selon l'invention, les parois supérieures respectives des différentes capsules sont espacées les unes des autres, sans contact physique direct entre elles.
La capsule 130 est constituée de matériau transparent dans la gamme de longueurs d'onde que le détecteur bolométrique est destiné à détecter, ici l'infrarouge.
De préférence, ce matériau est un matériau diélectrique.
La capsule 130 est par exemple en silicium amorphe.
La cavité 140 formée par la capsule est fermée par le substrat 120, de façon à définir à l'intérieur de chaque capsule 130 un volume fermé recevant une planche bolométrique.
En variante, la cavité 140 formée par la capsule est fermée par une couche recouvrant le substrat 120.
En tout état de cause, la planche bolométrique 110 s'étend à l'intérieur d'un volume fermé, de préférence hermétiquement, à l'intérieur duquel règne un vide ou une pression réduite, par exemple une pression inférieure à 103 mbar.
Il est connu en soi d'encapsuler les planches bolométriques, chacune à l'intérieur d'une capsule respective.
Dans l'art antérieur, chaque planche bolométrique ainsi encapsulée définit un bolomètre à faible sélectivité spectrale, absorbant toutes les longueurs d'onde sur une large bande spectrale, dite bande spectrale initiale.
La bande spectrale initiale présente une largeur spectrale de plusieurs micromètres.
L'idée à la base de l'invention est d'utiliser la paroi supérieure 132 de la capsule, pour former un filtre à mode guidé qui ne transmet qu'une partie de ladite bande spectrale initiale.
Les filtres à mode guidés sont connus de l'homme du métier. Ils sont par exemple étudiés par Z. S. Liu et ol. dans l'article « High-efficiency guided-mode résonance filter », Optics Letters, Vol. 23, No. 19, 1er octobre 1998.
Ils sont également décrits dans le brevet US 8,698,207, qui s'intéresse en particulier à des filtres à mode guidé en transmission.
Un filtre à mode guidé exploite un phénomène de résonance de mode guidé qui résulte du couplage entre un ordre de diffraction d'une structure diffractive et un mode guidé d'un guide d'onde.
Selon l'invention, on forme dans le pixel 100 un filtre à mode guidé en transmission, en utilisant comme guide d'onde la paroi supérieure 132 de la capsule, et en formant sur celle-ci une structure diffractive 150.
La paroi supérieure 132 de la capsule présente donc à la fois une fonction de guide pour le filtre à mode guidé, et une fonction d'étanchéité pour enfermer la planche bolométrique dans un vide ou sous pression réduite.
Le filtre à mode guidé ne transmet vers la planche bolométrique 110 qu'une petite plage de longueurs d'onde.
Cette petite plage de longueurs d'onde forme donc la plage de longueurs d'onde que le pixel 100 est adapté à détecter, nommée plage de sensibilité spectrale du pixel 100.
En d'autres termes, la plage de sensibilité spectrale du pixel 100 correspond à la plage de transmission du filtre à mode guidé selon l'invention.
La longueur d'onde centrale de la plage de sensibilité spectrale du pixel 100 est notée
La plage de sensibilité spectrale du pixel est située dans la bande spectrale initiale mentionnée ci-avant, et présente une largeur spectrale plus faible, par exemple inférieure au micromètre.
Ainsi, la longueur d'onde centrale de la plage de sensibilité du pixel 100 ne peut prendre que des valeurs situées dans la bande spectrale initiale mentionnée ci-avant.
La structure diffractive 150 est une structure tridimensionnelle constituée d'une pluralité de plots 151 répartis selon un pas régulier, sur la paroi supérieure 132 de la capsule 130, du côté opposé à la planche bolométrique 110.
La structure diffractive 150 s'étend ici directement sur la paroi supérieure 132 de la capsule.
En variante, une fine couche d'accroche peut être intercalée entre la paroi supérieure 132 de la capsule et la structure diffractive 150.
La structure diffractive 150 est de préférence en métal, par exemple de l'or, du cuivre, ou de l'aluminium.
La structure diffractive 150 peut ainsi présenter un indice de réfraction élevé, et donc une épaisseur réduite.
L'épaisseur h de la structure diffractive 150 est comprise avantageusement entre 30 nm et 250 nm, et même entre 30 nm et 200 nm, par exemple égale à 150 nm.
Selon le mode de réalisation avantageux illustré sur les figures IA et IB, la structure diffractive 150 est constituée d'un réseau de plots 151, répartis selon un maillage carré, et présentant chacun une section carré.
La structure diffractive d'onde présente elle-même une forme carrée, avec autant de plots en largeur qu'en longueur.
Le pas p du réseau de plots est inférieur à la longueur d'onde centrale de la plage de sensibilité spectrale du pixel 100,
En particulier, le pas p du réseau de plots et la longueur d'onde centrale de la plage de sensibilité spectrale du pixel 100, 7it sont reliés par la formule suivante :
avec Nejy l'indice effectif du mode guidé dans la paroi supérieure 132 de la capsule.
Le mode guidé est de préférence le mode TMo, c'est-à-dire le mode transverse magnétique d'ordre zéro du guide d'onde diélectrique, ici la paroi supérieure 132 de la capsule.
L'indice effectif Ne^ dépend de la longueur d'onde λι et du mode considéré, ainsi que des propriétés du milieu (en particulier indice de réfraction et géométrie).
Pour une même valeur du pas p, la largeur du plot 151 modifie la largeur de la plage de sensibilité spectrale du pixel. Plus les plots sont larges, plus cette plage est étroite.
Les dimensions latérales de la paroi supérieure 132 de la capsule dépendent également de la valeur de la longueur d'onde centrale de la plage de sensibilité spectrale du pixel 100, λ^.
En particulier, les dimensions latérales de la paroi supérieure 132 de la capsule sont adaptées pour que le mode guidé dans la paroi supérieure de la capsule, forme une onde stationnaire dans ladite paroi supérieure 132, avec des nœuds au niveau des bords de la paroi supérieure 132.
Avec une structure diffractive 150 telle que décrite en référence aux figures IA et IB, cette condition est vérifiée avec une paroi supérieure 132 à section carrée de côté Lo, Lo étant une longueur égale à un nombre entier de longueurs d'onde dudit mode guidé.
Cette condition s'écrit :
Lo = m * (3) ° Neff m étant un entier strictement positif ;
λι étant la longueur d'onde centrale de la plage de sensibilité spectrale du pixel 100 ; et
Ne^ étant l'indice effectif du mode guidé dans la paroi supérieure 132 de la capsule.
Le rapport est égal au pas p du réseau de plots formant la structure diffractive Neff
150.
En outre, et de façon évidente, la longueur Lo doit être strictement inférieure à la largeur P du pixel 100, ou en d'autres termes, au pas de la matrice de bolomètres formant le détecteur bolométrique selon l'invention.
Cette condition s'écrit :
< Lo < P (4)
Considéré autrement, en fixant le pas P de la matrice de bolomètres, l'indice effectif Ne^ et une longueur Lgap égale à la différence entre le pas P de la matrice de bolomètres et la longueur Lo du côté de la paroi supérieure 132 de la capsule, la longueur d'onde centrale de la plage de sensibilité spectrale du pixel 100 est donnée par :
Λ — Neff
P-L gap (5)
De préférence, on choisit la valeur de Lo la plus grande qui vérifie les deux conditions (3) et (4). En d'autres termes, on a alors :
Lq = P — mod(P,p') (6) où mod(P,p) est le reste de la division de P et p.
mod(P, p) définit la longueur Lgap égale à la différence entre le pas P de la matrice de pixels et la longueur Lo du côté de la paroi supérieure 132 de la capsule.
De préférence, l'épaisseur e de la paroi supérieure 132 de la capsule est également adaptée à la longueur d'onde centrale λι de la plage de sensibilité spectrale du pixel 100.
En particulier, cette épaisseur e est sensiblement égale à avec Nc l'indice de réfraction du matériau de la paroi supérieure 132 de la capsule, à la longueur d'onde
On peut avoir en particulier :
f—— 250 nmj < e < f— + 250 nmj (7)
En outre, cette épaisseur e est de préférence supérieure ou égale à 800 nm, ce qui permet d'assurer une épaisseur d'au moins 600 nm sur les parois latérales 131 de la capsule, et ainsi une bonne tenue mécanique de la capsule.
En pratique, l'épaisseur e est avantageusement comprise entre 1,0 pm et 1,5 pm, par exemple 1,3 pm pour détecteur des longueurs d'onde comprises entre 8 pm et 12 pm.
En tout état de cause, cette épaisseur e est avantageusement inférieure ou égale à 2 pm, notamment inférieure ou égale à 1,8 pm, pour éviter l'apparition d'un guidage multimode dans la paroi supérieure de la capsule.
La valeur de la longueur d'onde centrale λι de la plage de sensibilité spectrale du pixel 100 permet également de définir une hauteur optimale de la planche bolométrique 110, à l'intérieur de la capsule 130.
De façon connue, la distance Dr entre la surface réfléchissante 121, et la face inférieure de la planche bolométrique 110 située du côté de la surface réfléchissante 121, est sensiblement égale à pour former une cavité résonante quart d'onde à la longueur d'onde
On peut prévoir une certaine tolérance sur Dlt par exemple :
< T>1 < 7 (8)
En outre, la distance D2 entre une face supérieure de la planche bolométrique 110, du côté de la paroi supérieure 132 de la capsule, et une face inférieure de ladite paroi 132, du côté de la planche bolométrique, est adaptée à former une cavité non résonante à la longueur d'onde Il s'agit en d'autres termes d'éviter un couplage du type Fabry-Perrot entre la paroi supérieure de la capsule et la planche bolométrique.
En d'autres termes, la distance D2 est sensiblement égale à p
On peut prévoir une certaine tolérance sur D2, par exemple :
En outre, D2 est de préférence supérieure à 1 pm, pour éviter tout risque de contact entre la planche bolométrique 110 et la capsule 130, et tout couplage évanescent entre la planche bolométrique 110 et la capsule 130
Par exemple, D2 est une distance comprise entre 1 pm et 1,7 pm, dans un détecteur bolométrique adapté à la détection d'un rayonnement électromagnétique à des longueurs d'onde comprises entre 8 pm et 12 pm.
On remarque que les valeurs que peut prendre λι sont limitées, et situées à l'intérieur d'une bande spectrale initiale mentionnée ci-avant, correspondant à la bande spectrale absorbée par la planche bolométrique en l'absence de filtre.
Par conséquent, le pas p de répartition des plots de la structure diffractive ne prend que des valeurs situées à l'intérieur d'un intervalle prédéterminé.
De la même façon, la longueur Lo et/ou l'épaisseur e et/ou la distance D± et/ou la distance D2, ne prend que des valeurs situées à l'intérieur d'un intervalle prédéterminé respectif.
Tous les pixels du détecteur bolométrique selon l'invention peuvent être identiques, et associés à une même valeur de la longueur d'onde centrale λι de la plage de sensibilité spectrale du pixel.
On définit dans ce cas la plage de sensibilité spectrale du détecteur bolométrique selon l'invention, comme étant la plage de sensibilité spectrale d'un pixel du détecteur bolométrique.
La plage de sensibilité spectrale du détecteur bolométrique est alors centrée sur une longueur d'onde λΜ égale à la longueur d'onde
Selon une variante avantageuse, le détecteur bolométrique selon l'invention présente plusieurs types de pixels, chaque type de pixel étant associé à une valeur distincte de la longueur d'onde centrale de sa plage de sensibilité,
Le détecteur bolométrique selon l'invention est alors un détecteur multi-spectral.
On définit dans ce cas la plage de sensibilité spectrale du détecteur bolométrique selon l'invention, comme étant l'ensemble des plages de sensibilité spectrale des différents types de pixels du détecteur bolométrique.
La plage de sensibilité spectrale du détecteur bolométrique est alors centrée sur une longueur d'onde λΜ, égale à la valeur médiane des longueurs d'onde centrales des plages de sensibilité spectrales des différents types de pixels.
Dans un tel détecteur bolométrique multi-spectral, les différents types de pixels diffèrent les uns des autres par les dimensions latérales de la paroi supérieure de leurs capsules respectives, ici la valeur de la longueur Lo, et par les dimensions de leurs structures diffractives respectives, ici la valeur du pas p.
On nomme λΜαχ la plus grande valeur, parmi les valeurs de longueur d'onde centrale des plages de sensibilité spectrales associées aux différents types de pixels du détecteur bolométrique multi-spectral.
On nomme λΜΙη la plus petite de ces valeurs.
De préférence, la différence entre λΜαχ et λΜΙη est inférieure ou égale à 2,5 pm, et même inférieure ou égale à 2 pm.
L'homme du métier saura réaliser un détecteur bolométrique, dans lequel les parois supérieures des capsules présentent différentes épaisseurs en fonction du type de pixel considéré.
Cependant, afin de simplifier la fabrication d'un détecteur multi-spectral selon l'invention, la paroi supérieure 132 de la capsule présente avantageusement la même épaisseur e sur tous les pixels.
En particulier, cette épaisseur e est sensiblement égale à avec Nc l'indice de réfraction du matériau de la paroi supérieure 132 de la capsule à la longueur d'onde λΜ, et λΜ la longueur d'onde centrale de la plage de sensibilité spectrale du détecteur bolométrique.
Autrement dit, cette épaisseur e est sensiblement égale à ÀMa^Minr avec χΜ = /·Μαχ~/·Μίη
On peut avoir en particulier :
13«. _ 250 nm\ < e < i— + 250 nm\ (10) (,2NC J L2NC ) ' '
De la même façon, afin de simplifier la fabrication d'un détecteur multi-spectral selon l'invention, la planche bolométrique est avantageusement située à même distance de la surface réfléchissante sur tous les pixels.
En d'autres termes, la distance D± est la même sur tous les pixels, et sensiblement égale à
Avec une certaine tolérance sur Dlr on obtient :
— < D <
— 1 — 3 (11)
De la même façon, la planche bolométrique est avantageusement située à même distance de la paroi supérieure de la capsule sur tous les pixels.
En d'autres termes, la distance D2 est la même sur tous les pixels, et sensiblement égale à γ.
Avec une certaine tolérance sur D2, on obtient :
D? <— (12) — 2 — 6 ' '
A titre d'exemple, on indique dans le tableau ci-dessous les valeurs du pas p du réseau de plots et de la longueur Lgap = P — Lo, pour les différents types de pixels d'un détecteur bolométrique multi-spectral selon l'invention.
On souhaite que les différents types de pixels détectent respectivement aux longueurs d'onde centrales 2^=10 pm, 11 pm, 12 pm, 13 pm, 14 pm, 15 pm et 16 pm.
La valeur médiane de ces différentes longueurs d'onde est λΜ =13 pm.
On en déduit une épaisseur optimale de la paroi supérieure 132 de la capsule : e = avec Nc l'indice de réfraction du silicium amorphe à 13 pm.
A partir de cette épaisseur optimale, on obtient une valeur de Ne^, à l'aide d'un calcul modal connu de l'homme du métier. Ici, Ne^ = 3,10.
Soit un pas de pixel P = 34,0 pm, on en déduit les valeurs suivantes :
(pm) P = 7©(Pm) Neff Lgap = mod(p,p) (pm)
10 pm 3,23 1,74
11 pm 3,55 2,06
12 pm 3,87 3,02
13 pm 4,19 0,45
14 pm 4,52 2,39
15 pm 4,84 0,13
16 pm 5,16 3,03
Tableau 1
Comme illustré notamment par le tableau 1, dans un détecteur bolométrique multispectral selon l'invention, les différents types de pixel diffèrent notamment par les dimensions latérales de la paroi supérieure de la capsule.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les dimensions latérales de la planche bolométrique sont les mêmes pour tous les types de pixels, et adaptées aux dimensions de la plus petite taille de capsule.
En variante, les dimensions latérales de la planche bolométrique sont adaptées à la taille de capsule de chaque type de pixel, et diffèrent d'un type de pixel à l'autre sur la matrice de pixels. Plus la capsule est large, plus la planche bolométrique peut être large.
Or, les dimensions de la planche bolométrique impactent la sensibilité du pixel correspondant. Plus la surface de la planche bolométrique est importante, meilleure est la sensibilité du pixel.
Afin d'éviter que dans un même détecteur bolométrique multi-spectral, certaines 15 longueurs d'onde soient détectées avec une meilleure sensibilité que d'autres, on compense une surface moins élevée de la planche bolométrique par une meilleure isolation thermique de celle-ci.
L'isolation thermique de la planche bolométrique peut être ajustée en modifiant les dimensions et/ou la structure des bras de soutien 112 (voir figure IA) qui supportent la planche.
L'isolation thermique de la planche bolométrique peut notamment être augmentée en affinant le diamètre des bras de soutien.
En variante, on peut augmenter la longueur de ces bras de soutien pour augmenter cette isolation thermique.
Selon une autre variante, on peut inclure une couche d'isolant thermique dans les bras de soutien.
Ainsi, sur un détecteur bolométrique multi-spectral selon l'invention, les différents types de pixels se distinguent également par les dimensions et/ou la structure des bras de soutien.
La figure 2 illustre de façon schématique, selon une vue de dessus, un exemple d'un détecteur bolométrique 1000 selon l'invention, en particulier un détecteur bolométrique multi-spectral.
Le détecteur 1000 est constitué d'une matrice de pixels, et présente quatre types de pixels 100a, 100b, 100c, 100d qui diffèrent par la valeur de la longueur d'onde centrale de leur plage de sensibilité spectrale.
Chaque type de pixel 100a, 100b, 100c, 100d présente une capsule de largeur LQA, Lqb,Lqc, respectivement LQD, et une structure diffractive avec un pas de réseau pA, pB, Pc, Pd (non représentés sur la figure 2).
Les différents types de pixels sont agencés selon un motif périodique caractérisé par un macro-pixel carré, comprenant un pixel 100a, un pixel 100b, un pixel 100c, et un pixel 100D.
L'invention offre une grande souplesse dans l'agencement des différents types de pixels, chaque pixel étant indépendant du ou des pixel(s) voisin(s).
Selon une variante non représentée, le détecteur 1000 présente trois types de pixels 100a, 100b, 100c, agencés selon un motif périodique caractérisé par un macro-pixel carré, comprenant un pixel 100a, un pixel 100b, et deux pixels 100c agencé selon une diagonale du macro-pixel (matrice de Bayer).
La figure 3 illustre les performances d'un détecteur bolométrique multi-spectral selon l'invention. L'axe des abscisses est une longueur d'onde, en mètre. L'axe des ordonnées est un taux d'absorption par la planche bolométrique.
Chaque pic d'absorption 31, 32, 33, 34, 35, 36 correspond à un type de pixel et à une valeur correspondante de la longueur d'onde centrale de la plage de sensibilité du pixel.
La figure 4 illustre de façon schématique un premier mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'un détecteur bolométrique selon l'invention.
Dans une première étape 401, on forme les planches bolométriques 110, les bras de soutien (non représentés) et les éléments de soutien 111, par dépôt et gravure sur une première couche sacrificielle 41, elle-même déposée sur le substrat 120.
On recouvre ensuite le tout d'une deuxième couche sacrificielle 42, de préférence de même nature que la première couche sacrificielle 41, et on grave des tranchées 43 entre les planches bolométriques 110 (étape 402).
Les couches sacrificielles peuvent être organiques ou minérales, par exemple du polyimide ou du dioxyde de silicium.
Les tranchées 43 sont gravées par photolithographie, et la position des tranchées est définie par les dimensions souhaitées pour la paroi supérieure de la capsule.
On dépose ensuite une couche 44 d'un matériau transparent à l'infrarouge, par exemple du silicium amorphe, sur et autour des plots de couche sacrificielle formés par la gravure des tranchées (étape 403).
En particulier, le matériau transparent à l'infrarouge 44 tapisse le dessus de la deuxième couche sacrificielle 42, ainsi que le fond et les flancs des tranchées 43. On forme ainsi les capsules selon l'invention.
On ouvre ensuite des ouvertures traversantes 45, ou évents, dans la couche 44, à travers lesquelles on évacue le matériau de la première et de la deuxième couches sacrificielles, par gravure chimique (étape 404).
Les évents 45 peuvent présenter chacun un diamètre compris entre 0,1 et 1 pm.
A chaque planche bolométrique, ou capsule, correspond au moins un évent 45.
On dépose ensuite un film métallique 46 sur chaque capsule (étape 405).
Sur chaque capsule, le film métallique 46 obture l'évent 45, de façon à fermer hermétiquement la capsule.
Chaque film métallique 46 est constitué par exemple d'une couche d'aluminium d'épaisseur 200 nm.
Le dépôt de film métallique est réalisé par exemple sous vide, par dépôt physique en phase vapeur, préférentiellement par évaporation d'une source d'aluminium chauffée par faisceau électronique ou par effet Joule.
Dans une dernière étape 406, les films métalliques 46 sont gravés pour former les structures diffractives selon l'invention. Lors de cette gravure, on épargne des portions 46A des films métalliques 46 qui obturent les évents 45.
Les dimensions des portions 46A peuvent différer légèrement des dimensions des autres plots du réseau, sans que cela n'altère la qualité de la structure diffractive ainsi réalisée.
Pour des raisons de concision, on ne décrit pas ici les étapes préalables standard de réalisation de circuits de lecture dans le substrat.
La figure 5 illustre des étapes d'un second mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'un détecteur bolométrique selon l'invention.
Ce procédé comprend tout d'abord les étapes 401 à 403 telles que décrites en référence à la figure 4.
Dans une étape suivante 504, on dépose sur chaque capsule un film métallique 56, par exemple par dépôt physique en phase vapeur, ou par dépôt chimique en phase vapeur.
Chaque film métallique 56 est ensuite gravé pour former les structures diffractives selon l'invention, puis les structures diffractives sont recouvertes chacune d'une fine couche 57 d'arrêt de la gravure (étape 505).
La couche 57 d'arrêt de la gravure est par exemple du dioxyde de silicium, d'épaisseur comprise par exemple entre 20 nm et 100 nm.
Ensuite, on ouvre des évents 55 dans les capsules et on évacue les couches sacrificielles, comme décrit en référence à la figure 4 (étape 506).
On dépose ensuite sur chaque capsule une couche de bouchage 58, qui recouvre les structures diffractives recouvertes par les couches d'arrêt de la gravure, et bouche les évents 55 (étape 507).
Sur chaque capsule, la couche de bouchage 58 obture l'évent 55, de façon à fermer hermétiquement la capsule.
La couche de bouchage est par exemple en germanium ou en silicium, déposé par dépôt physique en phase vapeur par faisceau d'électrons.
L'épaisseur de la couche de bouchage est comprise par exemple entre 1 pm et 1,7 pm, pour garantir un bouchage hermétique des évents.
Dans une dernière étape 508, on grave la couche de bouchage 58 en épargnant les portions 58A de la couche de bouchage qui obturent les évents.
Le contrôle de cette gravure est facilité par la couche d'arrêt de la gravure 57 qui permet d'arrêter la gravure avant qu'elle n'entame le métal de la structure diffractive.
Les dimensions des portions 58A peuvent différer légèrement des dimensions des plots du réseau, sans que cela n'altère la qualité de la structure diffractive ainsi réalisée.
Une gravure à l'acide fluorhydrique permet de supprimer ensuite la couche d'arrêt de la gravure 57. La couche d'arrêt de la gravure 57, de fine épaisseur, peut être supprimée sans entamer une éventuelle portion de ladite couche incorporée dans les portions 58A d'obturation des évents.
Selon une variante non représentée, les couches d'arrêt de la gravure sont déposées sur les films métalliques 56, avant gravure d'une structure diffractive. Chaque structure diffractive est ensuite gravée par gravure de l'empilement d'un film métallique et d'une couche d'arrêt de la gravure.
Ce second mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'un détecteur bolométrique selon l'invention permet que la gravure de la structure diffractive se fasse sur une surface plane, les évents n'étant pas encore ouverts lors de cette gravure.
La paroi supérieure 132 de chaque capsule présente donc au moins un évent, fermé hermétiquement par un bouchon inséré dans l'évent.
Cet évent, non représenté sur la représentation schématique de la figure IA, permet l'évacuation d'une couche sacrificielle utilisée pour fabriquer la capsule, comme décrit en référence aux figures 4 et 5.
Le bouchon inséré dans l'évent peut être constitué par un plot de la structure diffractive, ou par un plot de bouchage constitué d'un autre matériau que la structure diffractive.
De nombreuses variantes d'un détecteur bolométrique peuvent être mises en œuvre sans sortir du cadre de l'invention.
On a décrit plus particulièrement le cas d'une structure diffractive formée d'un réseau de plots carrés, sur une paroi supérieure de capsule à section carrée.
Le détecteur bolométrique selon l'invention peut présenter de nombreuses autres formes des structures diffractives.
Par exemple, chaque structure diffractive peut être constituée d'anneaux concentriques espacés les uns des autres selon un pas régulier p = .
En variante, chaque structure diffractive peut être constituée de deux séries de demicercles concentriques, les demi-cercles de chaque série étant espacés les uns des autres selon un pas régulier p = .
Neff
Selon une autre variante, chaque structure diffractive peut être constituée de deux réseaux imbriqués, chacun en forme de râteau, etc.
De tels exemples de structure diffractive sont illustrés notamment dans le brevet US 8,698,207.
A chaque fois, la structure diffractive est constituée de plots répartis selon un pas régulier p = .
Neff
En tout état de cause, dans chaque cas, le pas p de la structure diffractive fixe la valeur de la longueur d'onde centrale λι de la plage de sensibilité spectrale du pixel, et la largeur des plots de la structure diffractive fixe la largeur de cette plage de sensibilité spectrale (plus les plots sont larges, plus le pic de transmission du filtre à mode guidé est étroit et donc plus la plage de sensibilité spectrale du pixel est étroite).
Les dimensions latérales de la paroi supérieure de la capsule, et la forme de la structure diffractive, sont adaptées l'une à l'autre de sorte que l'onde guidée dans ladite paroi supérieure soit une onde stationnaire.
Par exemple, pour une structure diffractive formée par des anneaux concentriques, la paroi supérieure de la capsule présente une section circulaire. Le rayon permettant d'obtenir ladite onde stationnaire peut être calculé à l'aide d'une fonction de Bessel.
La section de la paroi supérieure des capsules peut également présenter d'autres formes, par exemple une forme hexagonale.
Selon une autre variante, la structure diffractive est noyée dans l'épaisseur de la paroi supérieure 632 de la capsule.
La figure 6 illustre, selon une vue en coupe, un pixel 600 d'un détecteur bolométrique selon cette variante.
La structure diffractive 650, constituée ici d'un réseau de plots 651 en métal, est noyée dans le matériau formant la capsule.
Ici, le réseau de plots 651 est noyé dans du silicium amorphe. Par exemple, il est situé entre une première couche élémentaire en silicium amorphe d'épaisseur 650 nm, et une seconde couche élémentaire en silicium amorphe d'épaisseur 650 nm.
L'épaisseur de la paroi supérieure de la capsule est alors mesurée sans tenir compte du réseau de plots 651.
Au-dessus de ce réseau de plots 651, le matériau formant la capsule reproduit à l'identique la topographie du réseau de plots 651.
De manière formelle, on peut donc également considérer que l'on a une structure diffractive en silicium amorphe, reposant sur la paroi supérieure de la capsule. La paroi supérieure de la capsule intègre alors le réseau métallique.
Cette variante permet de faciliter la lithographie du réseau métallique. En particulier, cette lithographie se fait sur une surface plane.
Cette variante est particulièrement adaptée lorsque les plots métalliques présentent une épaisseur de l'ordre de 30 nm.
L'invention est particulièrement avantageuse dans le cadre d'un détecteur bolométrique multi-spectral, pour des applications dans l'imagerie, la thermographie, la détection de gaz, etc.
Le détecteur bolométrique multi-spectral selon l'invention peut former en particulier 5 un détecteur hyper-spectral, permettant de distinguer de nombreuses bandes spectrales au-delà du visible.

Claims (14)

  1. REVENDICATIONS
    1. Détecteur bolométrique (1000) comprenant une matrice de pixels (100; 100a; 100b ; 100c ; 100d ; 600), chaque pixel (100 ; 100a ; 100b ; 100c ; 100d ; 600) comprenant une planche bolométrique (110) suspendue au-dessus d'un substrat (120), caractérisé en ce que chaque pixel comprend en outre :
    une capsule respective (130), formant une cavité (140) à l'intérieur de laquelle s'étend la planche bolométrique (110) ; et une structure tridimensionnelle (150 ; 650), dite structure diffractive, constituée de plots (151 ; 651) répartis selon un pas régulier (p) sur une paroi supérieure (132) de la capsule, du côté opposé à la planche bolométrique, ou dans l'épaisseur de ladite paroi supérieure (632), pour former avec ladite paroi supérieure (132 ; 632) un filtre à mode guidé en transmission.
  2. 2. Détecteur (1000) selon la revendication 1, caractérisé que la matrice de pixels est formée de plusieurs types de pixels (100 ; 100a ; 100b ; 100c ; 100d; 600) qui diffèrent les uns des autres par les dimensions latérales (Lo; LQA; LQB; Loc; L0D)de la paroi supérieure (132 ; 632) de la capsule, et par le pas (p) de répartition des plots (151 ; 651) de la structure diffractive.
  3. 3. Détecteur (1000) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans chaque pixel (100 ; 100a ; 100b ; 100c ; 100d ; 600), le pas (p) de répartition des plots de la structure diffractive et la longueur d'onde centrale (A[) d'une plage de sensibilité spectrale du pixel sont reliés par la relation :
    Λ P ef, avec Ne^ l'indice effectif du mode guidé dans la paroi supérieure (132 ; 632) de la capsule, p le pas de répartition des plots de la structure diffractive, et λι la longueur d'onde centrale de la plage de sensibilité spectrale du pixel.
  4. 4. Détecteur (1000) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans chaque pixel (100; 100a; 100b; 100c; 100d; 600), la structure diffractive (150; 650) est un réseau de plots (151 ; 651) à section carrée, répartis selon un maillage carré.
  5. 5. Détecteur (1000) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans chaque pixel (100; 100a; 100b; 100c; 100d; 650), la structure diffractive (150; 650) est en métal.
  6. 6. Détecteur (1000) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que dans chaque pixel (100 ; 100a ; 100b ; 100c ; 100d ; 600), la paroi supérieure (132 ; 632) de la capsule présente une épaisseur comprise entre — 250 nm} et + 250 nm}, avec :
    λΜ la longueur d'onde centrale d'une plage de sensibilité spectrale du détecteur bolométrique (1000) ; et
    Nc l'indice de réfraction moyen de la paroi supérieure (132; 632) de la capsule, à la longueur d'onde λΜ.
  7. 7. Détecteur (1000) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que dans chaque pixel (100 ; 100a ; 100b ; 100c ; 100d ; 600), les dimensions latérales de la paroi supérieure (132 ; 632) de la capsule sont adaptées pourque le mode guidé dans ladite paroi supérieure (132 ; 632) forme une onde stationnaire.
  8. 8. Détecteur (1000) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que dans chaque pixel (100 ; 100a ; 100b ; 100c ; 100d ; 600), la paroi supérieure (132 ; 632) de la capsule présente une section carrée, dont la largeur (Lo; LQA; LQB; Loc; LQD) est inférieure au pas (P) de la matrice de pixels, et est égale :
    avec m un entier supérieur ou égal à l'unité ;
    λι la longueur d'onde centrale de la plage de sensibilité spectrale du pixel ; et
    Ne^ l'indice effectif du mode guidé dans la paroi supérieure (132 ; 632) de la capsule.
  9. 9. Détecteur (1000) selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit nombre entier est le plus grand nombre entier permettant que ladite largeur (Lo; LQA; LQB; Loc; L0D)soit inférieure au pas (P) de la matrice de pixels.
  10. 10. Détecteur (1000) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que dans chaque pixel (100; 100a; 100b; 100c; 100d; 600), la distance entre la paroi supérieure (132 ; 632) de la capsule et la planche bolométrique (110), est comprise entre et avec λΜ la longueur d'onde centrale d'une plage de sensibilité spectrale du détecteur bolométrique (1000).
  11. 11. Détecteur (1000) selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que les différents types de pixels (100; 100a; 100b; 100c; 100d; 600) se distinguent également les uns des autres par les dimensions de la planche bolométrique (110).
  12. 12. Détecteur (1000) selon la revendication 11, caractérisé en ce que les différents types de pixels (100; 100a; 100b; 100c; 100d; 600) se distinguent également par les dimensions et/ou la structure de bras de soutien (112), qui s'étendent parallèles à la planche bolométrique (110) pour supporter celle-ci au-dessus du substrat (120), les dimensions et/ou la structure desdits bras de soutien définissant une isolation thermique entre la planche bolométrique (110) et le substrat (120), et en ce que d'un pixel à l'autre de la matrice de pixels, ladite isolation thermique est d'autant plus élevée que la surface de la planche bolométrique (110) est faible.
  13. 13. Détecteur (1000) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que dans chaque pixel (100; 100a; 100b; 100c; 100d; 600), la capsule (130) présente au moins une ouverture traversante (45), dite évent, chaque évent (45) étant fermé par un plot (46A) de la structure diffractive.
  14. 14. Détecteur (1000) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que dans chaque pixel (100; 100a; 100b; 100c; 100d; 600), la capsule (130) présente au moins une ouverture traversante (55), dite évent, chaque évent (55) étant fermé par un plot de bouchage (58A) distinct des plots de la structure diffractive.
    S.60719
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