FR3134233A1 - Capteur d'image - Google Patents
Capteur d'image Download PDFInfo
- Publication number
- FR3134233A1 FR3134233A1 FR2203036A FR2203036A FR3134233A1 FR 3134233 A1 FR3134233 A1 FR 3134233A1 FR 2203036 A FR2203036 A FR 2203036A FR 2203036 A FR2203036 A FR 2203036A FR 3134233 A1 FR3134233 A1 FR 3134233A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- photo
- sensors
- nanometers
- light
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 3
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 claims description 3
- 229940056932 lead sulfide Drugs 0.000 claims description 3
- 229910052981 lead sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 6
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- -1 halide compound Chemical class 0.000 description 2
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011146 organic particle Substances 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000000475 sunscreen effect Effects 0.000 description 1
- 239000000516 sunscreening agent Substances 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-VENIDDJXSA-N tin-113 Chemical compound [113Sn] ATJFFYVFTNAWJD-VENIDDJXSA-N 0.000 description 1
- 238000002211 ultraviolet spectrum Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
- H01L27/14649—Infrared imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/1462—Coatings
- H01L27/14621—Colour filter arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
- H01L27/1461—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements characterised by the photosensitive area
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
- H01L27/14612—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L27/14627—Microlenses
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/1463—Pixel isolation structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14636—Interconnect structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
Capteur d'image La présente description concerne un capteur d'image (100) comprenant : - un réseau (102) de photo-capteurs (104), le réseau (102) comprenant un film (106) de nanoparticules semiconductrices commun aux photo-capteurs (104) du réseau (102), les nanoparticules étant aptes à être excitées par une lumière ayant des longueurs d'onde dans la plage allant de 280 à 1500 nanomètres, dans lequel : chaque photo-capteur comprend une électrode supérieure (108) et une électrode inférieure (110) disposées sur des côtés opposés du film (106) de nanoparticules semiconductrices ; et au moins certains des photo-capteurs (104) comprennent un premier filtre configuré pour transmettre une lumière ayant des longueurs d'onde dans la plage allant de 280 à 400 nanomètres, et pour éliminer par filtrage au moins partiellement, et pour éviter au moins partiellement qu'elle n'atteigne le photo-capteur, une lumière ayant des longueurs d'onde supérieures à 400 nanomètres ; et - un niveau de transistors (140) relié aux électrodes supérieures ou inférieures (108, 110) des photo-capteurs (104). Figure pour l'abrégé : Fig. 1
Description
La présente description concerne de façon générale des capteurs d'image et leurs procédés de fabrication.
Une détection à la lumière UV (ultra-violette) et IR (infra-rouge) peut révéler des détails qui sont cachés à une détection dans la plage de lumière visible. Néanmoins, les capteurs d'images existants, en particulier des capteurs d'image UV et/ou IR basés sur des technologies de semiconducteur massif, connaissent généralement des inconvénients tels qu'un coût élevé de fabrication, une surface élevée de pixel et/ou une résolution relativement faible.
Il existe un besoin de proposer un capteur d'image apte à détecter l'UV et optionnellement l'IR, qui pallie au moins partiellement des inconvénients de l'art antérieur et qui présente par exemple une résolution améliorée et/ou une surface occupée réduite et qui soit compatible avec une production de masse afin, par exemple, de pouvoir intégrer des téléphones mobiles tels que des téléphones intelligents.
Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des capteurs d'image connus.
Un mode de réalisation prévoit un capteur d'image comprenant :
- un réseau de photo-capteurs, le réseau comprenant un film de nanoparticules semiconductrices commun aux photo-capteurs du réseau, les nanoparticules étant aptes à être excitées par une lumière ayant des longueurs d'onde dans la plage allant de 280 à 1500 nanomètres, dans lequel :
chaque photo-capteur comprend une électrode supérieure et une électrode inférieure disposées sur des côtés opposés du film de nanoparticules semiconductrices ; et
au moins certains des photo-capteurs comprennent un premier filtre configuré pour transmettre une lumière ayant des longueurs d'onde dans la plage allant de 280 à 400 nanomètres, et pour éliminer par filtrage au moins partiellement, et pour éviter au moins partiellement qu'elle n'atteigne le photo-capteur, une lumière ayant des longueurs d'onde supérieures à 400 nanomètres ; et
- un niveau de transistors relié aux électrodes supérieures ou inférieures des photo-capteurs.
- un réseau de photo-capteurs, le réseau comprenant un film de nanoparticules semiconductrices commun aux photo-capteurs du réseau, les nanoparticules étant aptes à être excitées par une lumière ayant des longueurs d'onde dans la plage allant de 280 à 1500 nanomètres, dans lequel :
chaque photo-capteur comprend une électrode supérieure et une électrode inférieure disposées sur des côtés opposés du film de nanoparticules semiconductrices ; et
au moins certains des photo-capteurs comprennent un premier filtre configuré pour transmettre une lumière ayant des longueurs d'onde dans la plage allant de 280 à 400 nanomètres, et pour éliminer par filtrage au moins partiellement, et pour éviter au moins partiellement qu'elle n'atteigne le photo-capteur, une lumière ayant des longueurs d'onde supérieures à 400 nanomètres ; et
- un niveau de transistors relié aux électrodes supérieures ou inférieures des photo-capteurs.
Un mode de réalisation prévoit un procédé de fabrication d'un capteur d'image, le procédé comprenant :
- la fourniture d'un niveau de transistors d'un capteur d'image ;
- la fourniture d'électrodes inférieures de photo-capteurs d'un réseau ;
- la formation d'un film de nanoparticules semiconductrices commun aux photo-capteurs du réseau, les nanoparticules étant aptes à être excitées par une lumière ayant des longueurs d'onde dans la plage allant de 280 à 1500 nanomètres ;
- la formation d'électrodes supérieures des photo-capteurs, les électrodes supérieures et inférieures étant disposées sur des côtés opposés du film de nanoparticules semiconductrices ;
le niveau de transistors étant relié aux électrodes supérieures et inférieures des photo-capteurs ;
- la formation d'un premier filtre sur au moins certains des photo-capteurs et configuré pour transmettre une lumière ayant des longueurs d'onde dans la plage allant de 280 à 400 nanomètres, et pour éliminer par filtrage au moins partiellement, et pour éviter au moins partiellement qu'elle n'atteigne le photo-capteur, une lumière ayant des longueurs d'onde supérieures à 400 nanomètres.
- la fourniture d'un niveau de transistors d'un capteur d'image ;
- la fourniture d'électrodes inférieures de photo-capteurs d'un réseau ;
- la formation d'un film de nanoparticules semiconductrices commun aux photo-capteurs du réseau, les nanoparticules étant aptes à être excitées par une lumière ayant des longueurs d'onde dans la plage allant de 280 à 1500 nanomètres ;
- la formation d'électrodes supérieures des photo-capteurs, les électrodes supérieures et inférieures étant disposées sur des côtés opposés du film de nanoparticules semiconductrices ;
le niveau de transistors étant relié aux électrodes supérieures et inférieures des photo-capteurs ;
- la formation d'un premier filtre sur au moins certains des photo-capteurs et configuré pour transmettre une lumière ayant des longueurs d'onde dans la plage allant de 280 à 400 nanomètres, et pour éliminer par filtrage au moins partiellement, et pour éviter au moins partiellement qu'elle n'atteigne le photo-capteur, une lumière ayant des longueurs d'onde supérieures à 400 nanomètres.
Selon un mode de réalisation, les photo-capteurs sont agencés dans le réseau en colonnes et en lignes avec un pas de 2 micromètres ou moins dans la direction des colonnes et/ou des lignes.
Selon un mode de réalisation, au moins certains autres des photo-capteurs comprennent un deuxième filtre configuré pour transmettre une lumière dans la plage allant de 900 à 1500 nanomètres, et pour éliminer par filtrage au moins partiellement, et pour éviter qu'elle n'atteigne le photo-capteur, une lumière ayant des longueurs d'onde inférieures à 900 nanomètres.
Selon un mode de réalisation, l'électrode supérieure de chaque photo-capteur comprend un empilement d'une barrière à l'humidité, d'une couche de transport de trous et d'une couche de transport d'électrons.
Selon un mode de réalisation, l'électrode inférieure de chaque photo-capteur comprend une face supérieure et une pluralité de faces latérales, en contact avec le film de nanoparticules semiconductrices.
Selon un mode de réalisation, l'électrode inférieure de chaque photo-capteur comprend un empilement de couches de TiN et de Ta.
Selon un mode de réalisation, le réseau de photo-capteurs comprend en outre un empilement antireflet agencé au sommet des électrodes supérieures des photo-capteurs.
Selon un mode de réalisation, chaque photo-capteur est surmonté d'une microlentille configurée pour focaliser la lumière latéralement vers un centre latéral de l'extension latérale du photo-capteur correspondant et pour focaliser la lumière verticalement vers un centre vertical d'une extension verticale du film.
Selon un mode de réalisation, le niveau de transistors est relié à l'électrode inférieure de chaque photo-capteur au moyen d'un pilier métallique correspondant.
Selon un mode de réalisation, chacun des piliers a un rapport hauteur sur largeur égal ou supérieur à 3.
Selon un mode de réalisation, les nanoparticules comprennent du sulfure de plomb.
Selon un mode de réalisation, les nanoparticules du film ont un diamètre moyen inférieur ou égal à 15 nanomètres et une distribution de diamètre ayant un écart type par rapport à la moyenne de 7 % ou moins.
Selon un mode de réalisation, les nanoparticules du film sont revêtues en surface par des ligands configurés pour passiver et rendre fonctionnelle la surface des nanoparticules.
Selon un mode de réalisation, au moins certains autres des photo-capteurs comprennent un troisième filtre configuré pour transmettre une lumière dans la plage allant de 400 à 800 nanomètres, et pour éliminer par filtrage au moins partiellement, et éviter qu'elle n'atteigne le photo-capteur, une lumière ayant des longueurs d'onde inférieures à 400 nanomètres ou supérieures à 800 nanomètres.
Selon un mode de réalisation, entre 45 et 55 pour cent du nombre de photo-capteurs du réseau de photo-capteurs comprennent le premier filtre et les photo-capteurs restants du réseau de photo-capteurs comprennent le deuxième filtre.
Selon un mode de réalisation, le capteur comprend en outre une source de lumière configurée pour émettre une lumière ayant une longueur d'onde dans la plage allant de 280 à 400 nanomètres.
Selon un mode de réalisation, la source de lumière est en outre configurée pour émettre une lumière ayant une longueur d'onde dans la plage allant de 900 à 1500 nanomètres et/ou le capteur comprend une source de lumière supplémentaire configurée pour émettre une lumière ayant une longueur d'onde dans la plage allant de 900 à 1500 nanomètres.
Un mode de réalisation prévoit un appareil de surveillance de la peau comprenant un tel capteur d'image.
Un mode de réalisation prévoit un appareil de surveillance de l'eau et/ou gaz comprenant un tel capteur d'image.
Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
la est une vue en coupe schématique d'un capteur d'image selon un exemple de mode de réalisation de la présente description ;
la est une vue en coupe schématique d'un dispositif électronique selon un autre exemple de mode de réalisation de la présente description ;
la est un organigramme représentant des étapes d'un procédé de fabrication du capteur d'image de la et 2 ;
la représente une vue de dessus schématique du capteur d'image selon la et 2 ; et
la est une vue schématique du dispositif électronique des exemples de la et 2 selon un autre exemple de mode de réalisation de la présente description.
De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.
Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés.
Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés (en anglais "coupled") entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments.
Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures ou à un capteur d'image dans une position normale d'utilisation.
Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.
La est une vue en coupe schématique d'un capteur d'image 100 selon un exemple de mode de réalisation de la présente description.
Le capteur d'image de la comprend, par exemple, un réseau 102 de photo-capteurs 104. Le réseau comprend, par exemple, un film de nanoparticules semiconductrices 106, qui est commun à tous les photo-capteurs du réseau. Le film comprend, par exemple, des nanoparticules configurées pour être excitées par une lumière ayant des longueurs d'onde dans la plage allant de 280 à 1500 nanomètres. Les nanoparticules comprennent, par exemple, du sulfure de plomb. Les propriétés des particules nanométriques en termes d'absorption de longueur d'onde peuvent être facilement accordées en modifiant leur diamètre. Afin d'absorber une lumière UV, c'est-à-dire des longueurs d'onde entre 280 et 400 nanomètres, les nanoparticules du film ont, par exemple, un diamètre moyen inférieur ou égal à 15 nanomètres, par exemple entre 3 et 5 nanomètres, et une distribution de diamètre ayant un écart type par rapport à la moyenne de 7 % ou moins, par exemple de 5 %. Les mêmes particules peuvent être utilisées pour absorber une lumière dans le spectre ultraviolet, c'est-à-dire allant de 280 à 400 nanomètres, et dans le spectre infrarouge, c'est-à-dire allant de 900 à 1500 nanomètres.
Dans un exemple, les nanoparticules du film 106 sont revêtues en surface par des ligands configurés pour passiver et rendre fonctionnelle la surface des nanoparticules. Les ligands sont, par exemple, choisis parmi des molécules aliphatiques organiques, organométalliques ou inorganiques pour modifier les niveaux d'énergie des nanoparticules et par conséquent les longueurs d'onde de la lumière qui sont absorbées par les nanoparticules.
Dans un exemple, le film 106 comprend également des éléments de passivation constitués d'halogénure.
Dans un exemple, le film de nanoparticules 106 est obtenu en répétant, par exemple jusqu'à 10 fois, des cycles de dépôt d'une couche par un procédé de dépôt de couche, chaque cycle de dépôt comprenant par exemple le dépôt d'une couche de nanoparticules, le dépôt d'une couche de ligands et le dépôt d'une couche de composé halogénure, suivi d'une étape de frittage.
Les photo-capteurs 104 sont agencés dans le réseau 102 avec un pas P qui est par exemple inférieur à 3 micromètres, et par exemple de 2 micromètres ou moins. Un tel pas de pixel peut être obtenu grâce à l'utilisation du film continu de nanoparticules semiconductrices 106 qui est commun aux pixels du réseau 102. En effet, ce film 106 constitue la couche photosensible de chaque pixel et, au contraire de photodiodes formées dans des technologies semiconductrices massiques, il n'est pas nécessaire de prévoir un isolement entre les couches photosensibles de pixels adjacents à l'intérieur du film 106.
Chaque photo-capteur 104 comprend, par exemple, une électrode supérieure 108 et une électrode inférieur 110 disposées sur des côtés opposés du film de nanoparticules semiconductrices 106. Comme cela est illustré en figure 1, l'électrode inférieure 110 de chaque photo-capteur comprend, par exemple, une face supérieure 115 et une pluralité de faces latérales 117, en contact avec le film de nanoparticules semiconductrices 106. Les électrodes inférieures 110 des photo-capteurs 104 comprennent, par exemple, un empilement de couches de TiN 113 et de Ta 114. Ces couches 113, 114 peuvent servir comme barrière contre la diffusion d'un métal. Les électrodes supérieures 108 sont par exemple constituées d'une couche qui est commune à plusieurs photo-capteurs 104 et dans certains modes de réalisation commune à tous les photo-capteurs du réseau. Les électrodes supérieures 108 sont, par exemple, en contact avec le film 106. Les électrodes supérieures 108 comprennent, par exemple, un empilement de couches comprenant une barrière contre l'humidité, constituée par exemple de , une couche de transport de trous, constituée par exemple de , et une couche de transport d'électrons, constituée par exemple d'oxyde d'indium transparent (ITO).
Comme cela est représenté en , le réseau 102 de photo-capteurs comprend, par exemple, un empilement antireflet 150 agencé sur le sommet des électrodes supérieures 108 des photo-capteurs 104. L'empilement antireflet 150 est, par exemple, constitué d'un empilement de couches de nitrure de silicium et SiON. Dans un exemple, la couche antireflet 150 est constituée d'une couche de SiN ayant une épaisseur comprise entre 100 et 500 nanomètres, revêtues par une couche de SiON ayant une épaisseur comprise entre 100 et 500 nanomètres. La personne du métier comprendra comment modifier l'épaisseur de ces couches et/ou leurs indices optiques respectifs de sorte que la couche antireflet 150 soit relativement transparente à la lumière UV.
Comme cela est représenté en , les électrodes inférieures 110 sont, par exemple, reliées à un niveau de transistors 140 de chaque photo-capteur 104 au moyen d'un pilier métallique correspondant 130. Le matériau des piliers peut être du cuivre, ou de l'aluminium, par exemple. Dans un exemple, les piliers 130 ont un rapport hauteur sur largeur égal ou supérieur à 3. Cela a l'avantage de permettre une séparation relativement importante entre le film 106 et la couche de transistors 140, ce qui permet par exemple la formation de plots de connexion (voir la décrite ci-dessous) adjacents au réseau, tout en maintenant le pas de pixel P relativement faible. Les piliers 130 peuvent être encapsulés dans un isolant 142 constitué d'une ou de plusieurs couches de matériau isolant, par exemple, en dioxyde de silicium ou en nitrure de silicium ou en un matériau à faible k. Une couche isolante ou de passivation 118 constituée d'un isolant est, par exemple, agencée entre l'isolant 142 et le film 106 et contacte également par exemple une partie supérieure des côtés des piliers 130 et une partie inférieure de l'électrode inférieure 110 afin d'assurer une isolation entre les côtés des piliers 130 et le film 106. Le niveau de transistors 140 est, par exemple, également relié aux électrodes supérieures 108 des photo-capteurs, cette connexion n'étant pas représentée en .
Chaque photo-capteur 104 est, par exemple, surmonté d'une microlentille 120 configurée pour focaliser la lumière vers une partie centrale de la couche photosensible du photo-capteur 104. Par exemple, chaque microlentille 120 est configurée pour focaliser la lumière latéralement vers le centre d'une extension latérale du photo-capteur correspondant et verticalement vers le centre de l'extension verticale du film 106. Les microlentilles 120 sont, par exemple, agencées sur l'empilement antireflet 150 ou, comme cela est représenté dans l'exemple de la , sur une couche d'encapsulation optionnelle 160, qui est par exemple agencée sur l'empilement antireflet 150. La couche d'encapsulation 160 est par exemple en nitrure de silicium et est configurée pour éviter que l'humidité ou l'oxygène extérieur ne rentre dans les photo-capteurs. Dans un exemple, chaque microlentille 120 est constituée d'une lentille plane convexe dont la surface convexe est orientée vers la scène d'image d'où provient la lumière qui doit être capturée par le réseau 102.
Lorsqu'une lumière dans la plage d'excitation des nanoparticules du film 106, provenant de la scène d'image extérieure au capteur d'image, atteint ces nanoparticules, par exemple par l'intermédiaire des microlentilles 120, un exciton est créé. Des électrons et des trous sont ensuite dissociés en raison de la forme des nanoparticules et, par exemple, collectés par les électrodes supérieures et inférieures 108, 130. Les charges sont transférées par l'intermédiaire des électrodes inférieures 108 au niveau de transistors 140, où le signal généré par chaque pixel est capturé et lu. Dans certains modes de réalisation, une opération d'obturateur global est exécutée, selon laquelle les signaux provenant de tous les pixels du réseau sont capturés en même temps, et soit lus immédiatement, soit stockés temporairement avant d'être lus pixel par pixel ou ligne par ligne. La fonction de lecture du niveau de transistors 140 est, par exemple, similaire à une fonction de lecture classique mise en œuvre par des technologies CMOS, en utilisant des circuits de pixel mis en œuvre dans le niveau de transistors 140. Bien que cela ne soit pas représenté dans les figures, le niveau de transistors 140 comprend par exemple, pour chaque photo-capteur 104, un élément de stockage de charge, par exemple un nœud capacitif, qui stocke temporairement des charges générées par le film de nanoparticules 106 pendant une période d'intégration du capteur d'image. A la fin de la période d'intégration, un élément de transfert de chaque circuit de pixel transfert par exemple les charges sur un nœud de lecture du circuit de pixel, par exemple conformément à une opération d'obturateur global ou déroulant. Pendant une phase de lecture, la tension au nœud de lecture est par exemple lue en utilisant un transistor suiveur de source du circuit de pixel. Chaque circuit de pixel comprend également par exemple une fonction de réinitialisation pour réinitialiser la tension entre les électrodes inférieures et supérieures avant le début de chaque période d'intégration de la lumière.
Au moins certains des photo-capteurs 104 comprennent par exemple, (non représenté en ), un premier filtre configuré pour transmettre une lumière ayant des longueurs d'onde dans la plage allant de 280 à 400 nanomètres, et pour éliminer par filtrage au moins partiellement, et pour éviter au moins partiellement qu'elle n'atteigne le photo-capteur, une lumière ayant des longueurs d'onde supérieures à 400 nanomètres. Par l'expression "éliminer par filtrage", on comprendra que plus de la moitié de la lumière arrivante est par exemple absorbée ou réfléchie par le filtre.
Dans un exemple, tous les photo-capteurs 104 comprennent le premier filtre et, dans ce cas, le filtre est par exemple constitué d'une couche s'étendant à travers le réseau 102 qui est commune à tous les photo-détecteurs 104.
Dans un autre exemple, seulement certains des photo-capteurs 104 du réseau 102 comprennent le premier filtre, et au moins certains des photo-capteurs 104 comprennent un deuxième filtre (non représenté en ) configuré pour transmettre une lumière dans la plage allant de 900 à 1500 nanomètres, et pour éliminer par filtrage au moins partiellement, et pour éviter au moins partiellement qu'elle n'atteigne le photo-capteur, une lumière ayant des longueurs d'onde inférieures à 900 nanomètres. Par exemple, les photo-capteurs 104 du réseau 102 sont agencés en lignes et en colonnes et les photo-capteurs comprenant le premier filtre sont agencés selon un motif en damier, les photo-capteurs restants 104 du réseau comprenant le deuxième filtre.
Dans un exemple, le réseau de photo-capteurs peut être agencé en pixels comprenant chacun une pluralité de photo-capteurs 104, parmi lesquels au moins un comprend le premier filtre et au moins un comprend le deuxième filtre.
Le premier ou le deuxième filtre peut être agencé sous forme d'une couche recouvrant le sommet des microlentilles 120 si elles sont présentes ou sous forme d'une couche entre les microlentilles 120 et la couche d'encapsulation 160 si elle est présente.
Le premier et/ou le deuxième filtres peuvent comprendre des particules organiques encapsulées dans une matrice polymère. Selon une variante, les premier et/ou deuxième filtres comprennent une structure de Bragg ou sont mis en œuvre par un filtre d'interférence.
La est une vue en coupe schématique d'un capteur d'image 200 selon un autre exemple de mode de réalisation de la présente description.
Dans l'exemple de la , le capteur d'image 200 comprend plusieurs éléments similaires à ceux du capteur d'image 100 de la , incluant la couche isolante 118, les électrodes inférieures, les piliers métalliques 130, la couche isolante 142 et le niveau de transistors 140.
Dans l'exemple de la , l'électrode supérieure 108 et le film de nanoparticules 106 sont, par exemple, absents sur une partie 202 du capteur d'image 200 de telle sorte que le film 106 et l'électrode supérieure le recouvrant 108 soient interrompus au début de la partie 202. La partie 202 est, par exemple, située au-dessus d'un ou de plusieurs piliers supplémentaires 210 similaires aux piliers 130. La couche antireflet 150 est, par exemple, agencée dans la partie 202 entre une région d'une surface supérieure du pilier supplémentaire 210 et une surface latérale du film 106 et l'électrode supérieure le recouvrant 108 là où ils sont interrompus. La couche antireflet 150 recouvre également, par exemple, la couche isolante 118 qui est en contact avec le pilier supplémentaire 210.
Dans l'exemple de la , l'électrode supérieure 108 est, par exemple, reliée à une piste conductrice 208. La piste conductrice 208 est, par exemple, reliée au pilier supplémentaire 210 à travers la couche antireflet 150. Le pilier supplémentaire 210 est, par exemple, relié au niveau de transistors 140. Dans l'exemple de la , la couche antireflet 150 recouvre, par exemple, un espace entre une surface supérieure de l'électrode supérieure 108 et une surface inférieure de la piste conductrice 208.
Dans l'exemple de la , un plot métallique 220 est, par exemple, agencé en contact avec le niveau de transistors 140 afin de permettre un contact extérieur.
La représente des étapes d'un procédé de fabrication du capteur d'image de la et 2.
Dans une première étape 302 (PROVIDING A TRANSISTOR LEVEL), le niveau de transistors 140 est formé, par exemple, en utilisant des technologies CMOS connues.
Dans une étape 304 (PROVIDING BOTTOM ELECTRODES COUPLED TO TRANSISTOR LEVEL), les électrodes inférieures des photo-capteurs 104 du réseau sont formées en utilisant, par exemple, des technologies d'interconnexion connues.
Dans une étape 306 (FORMING A FILM OF SEMICONDUCTOR NANOPARTICLES), le film de nanoparticules semiconductrices 106, est formé, par exemple, en utilisant un procédé couche par couche tel que décrit ci-dessus, ou par exemple un dépôt de couche en une étape, sur la surface supérieure obtenue dans l'étape 304 de telle sorte que le film 106 soit commun aux photo-capteurs 104 du réseau.
Dans une étape 308 (FORMING TOP ELECTRODES ON OPPOSITE SIDES OF THE FILM AND COUPLED TO TRANSISTOR LEVEL), les électrodes supérieures 108 des photo-capteurs sont formées, par exemple, de telle sorte que les électrodes inférieures et supérieures soient disposées sur un côté opposé du film de nanoparticules semiconductrices 106 et de telle sorte que le niveau de transistors 140 soit relié aux électrodes inférieures 110 et supérieures 108 des photo-capteurs 104.
Dans une étape 310 (FORMING A FILTER), le premier filtre et/ou le deuxième filtres sont formés. Les premier et/ou deuxième filtres sont prévus, par exemple, en tant que partie de pièces mécaniques supplémentaires sur les microlentilles ou sur les couches antireflets.
Ce procédé permet avantageusement la fabrication d'un capteur d'image ayant un pas P qui est compatible avec une imagerie UV haute résolution.
La représente une vue de dessus schématique du capteur d'image 100, 200 de la et 2.
Dans l'exemple de la , des photo-capteurs sont agencés selon un réseau de 4 par 4. Dans un autre exemple, il pourrait y avoir un nombre différent de lignes et de colonnes dans le réseau 102, tel que par exemple des milliers ou des dizaines de milliers de colonnes et de lignes. Une région de détection associée à chaque photo-capteur est représentée schématiquement par des lignes en traits pointillés en . Dans la vue représentée en , seules les électrodes inférieures des photo-capteurs sont représentées et elles présentent, par exemple, une forme carrée ou une forme rectangulaire. Dans des variantes de mode de réalisation, d'autres formes seraient possibles. Chaque électrode inférieure 110 a par exemple une surface dans la vue plane de la qui est comprise entre 30 % et 60 % de la surface de la région de détection du photo-capteur. Un tel mode de réalisation prévoit une efficacité quantique supérieure à 50 % et une fonction de transformation de modulation (MTF) à Nyquist/2 de plus de 0,75 pour un capteur d'image à obturateur global à pas de 2,2 µm.
La est une vue en coupe schématique du capteur d'image 100 ou 200 des figures 1 et 2 selon un autre exemple de mode de réalisation de la présente description.
Dans l'exemple de la , le capteur d'image 100, 200 comprend, par exemple, une source de lumière 504 configurée pour émettre une lumière ayant une longueur d'onde dans la plage allant de 280 à 400 nanomètres. La source de lumière 504 est configurée, par exemple, pendant une période d'intégration du capteur d'image 100 ou 200, pour générer des rayons lumineux vers une scène extérieure à capturer. Les rayons lumineux générés par la source de lumière 504 sont diffusés et/ou réfléchis par la scène. Le capteur d'image 100 ou 200 est par exemple configuré pour éteindre la source de lumière 504 à la fin de la phase d'intégration et pour entrer dans une phase de lecture pendant laquelle les charges générées correspondantes sont transférées aux circuits de pixel et traitées.
Dans un exemple dans lequel le réseau 102 comprend au moins certains des photo-capteurs configurés pour capturer de la lumière IR, la source de lumière 504 est par exemple configurée en outre pour émettre une lumière ayant une longueur d'onde dans la plage allant de 900 à 1500 nanomètres pendant une période d'intégration correspondante.
Dans l'exemple de la , le capteur d'image 100 ou 200 comprend, par exemple, une source de lumière supplémentaire 506 configurée pour émettre une lumière ayant une longueur d'onde dans la plage allant de 900 à 1500 nanomètres. Dans un exemple, la source de lumière supplémentaire 506 fonctionne d'une façon similaire à la source de lumière 504. Dans un autre exemple, les deux sources de lumière 504 et 506 sont allumées séquentiellement afin d'irradier une scène avec différentes longueurs d'onde d'irradiation. Dans ce cas, par exemple, seules des charges générées dans les photo-capteurs qui sont surmontés du filtre permettant le passage de la même longueur d'onde que la source de lumière d'irradiation peuvent être traitées. Cela permet d'obtenir des images d'une même scène irradiée par différentes longueurs d'onde. En comparant les images capturées avec différentes longueurs d'onde d'irradiation, il est possible de déduire des informations relatives à la scène irradiée, qui ne seraient pas accessibles avec une seule source d'irradiation. De plus, une imagerie UV donne des détails différents sur un objet par rapport à ce qu'une lumière visible ou infrarouge donnerait.
Le capteur d'image 100 ou 200 peut avoir différentes applications dans lesquelles une imagerie UV de relativement haute résolution est utilisée. Selon un exemple, le capteur d'image 100 ou 200 est une partie d'un appareil de surveillance de la peau configuré pour effectuer une imagerie UV de la peau, telle que la figure d'un utilisateur, afin de vérifier la santé de la peau et/ou pour détecter la présence de produits sur la peau, tels que du maquillage ou de l'écran solaire. Selon un autre exemple, le capteur d'image est une partie d'un appareil de surveillance d'eau et/ou de gaz, qui est par exemple configuré pour mesurer des composants polluants, tels que du phosphate, du sulfure d'hydrogène et/ou des hydrocarbures dans l'eau ou des polluants tels que de l'ammoniaque, du sulfure d'hydrogène, de l'oxyde nitrique, du dioxyde de soufre, du dioxyde d'azote et/ou des mercaptans dans l'air.
Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. La personne du métier comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d’autres variantes apparaîtront à la personne du métier. Par exemple, bien que des modes de réalisation aient été décrits dans lesquels le capteur d'image comprend un circuit de lecture CMOS, d'autres types de circuit de lecture pourraient être utilisés. En outre, il sera clair pour la personne du métier que, plutôt que d'être intégrés dans les photo-capteurs, les filtres décrits ici pourraient être intégrés dans un module optique disposé au-dessus du réseau 102, les filtres étant par exemple mis en œuvre sous forme d'un revêtement sur une ou plusieurs lentilles ou des fenêtres planes recouvrant le réseau.
Des modes de réalisation des capteurs d'image 100, 200 ont été décrits dans lesquels les photo-capteurs 104 ont tous le premier filtre ou certains ont le premier filtre et d'autres ont le deuxième filtre. Par exemple, le réseau de photo-capteurs est constitué de sensiblement la moitié, ou entre 45 % et 55 %, du nombre de photo-capteurs comprenant le premier filtre et les photo-capteurs restants comprenant le deuxième filtre.
Dans des variantes de mode de réalisation des capteurs d'image 100, 200, en plus des photo-capteurs 104 ayant les premier et/ou deuxième filtres, au moins certains des photo-capteurs 104 comprennent un troisième filtre configuré pour émettre une lumière dans la plage allant de 400 à 800 nanomètres et pour éliminer par filtrage au moins partiellement, et pour éviter qu'elle n'atteigne le photo-capteur 104, une lumière ayant des longueurs d'onde inférieures à 400 nanomètres ou supérieures à 800 nanomètres.
Dans d'autres variantes de mode de réalisation des capteurs d'image 100, 200, le réseau de photo-capteurs est constitué de sensiblement un tiers, ou entre 30 % et 35 %, des photo-capteurs 104 comprenant le premier filtre, sensiblement un tiers, ou entre 30 % et 35 %, des photo-capteurs 104 comprenant le deuxième filtre et sensiblement un tiers, ou entre 30 % et 35 %, des photo-capteurs 104 comprenant le troisième filtre.
Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de la personne du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus.
Claims (20)
- Capteur d'image (100, 200) comprenant :
- un réseau (102) de photo-capteurs (104), le réseau (102) comprenant un film (106) de nanoparticules semiconductrices commun aux photo-capteurs (104) du réseau (102), les nanoparticules étant aptes à être excitées par une lumière ayant des longueurs d'onde dans la plage allant de 280 à 1500 nanomètres, dans lequel :
chaque photo-capteur comprend une électrode supérieure (108) et une électrode inférieure (110) disposées sur des côtés opposés du film (106) de nanoparticules semiconductrices ; et
au moins certains des photo-capteurs (104) comprennent un premier filtre configuré pour transmettre une lumière ayant des longueurs d'onde dans la plage allant de 280 à 400 nanomètres, et pour éliminer par filtrage au moins partiellement, et pour éviter au moins partiellement qu'elle n'atteigne le photo-capteur, une lumière ayant des longueurs d'onde supérieures à 400 nanomètres ; et
- un niveau de transistors (140) relié aux électrodes supérieures ou inférieures (108, 110) des photo-capteurs (104). - Procédé de fabrication d'un capteur d'image, le procédé comprenant :
- la fourniture d'un niveau de transistors (140) d'un capteur d'imageur ;
- la fourniture d'électrodes inférieures (110) de photo-capteurs (104) d'un réseau (102) ;
- la formation d'un film (106) de nanoparticules semiconductrices commun aux photo-capteurs (104) du réseau (102), les nanoparticules étant aptes à être excitées par une lumière ayant des longueurs d'onde dans la plage allant de 280 à 1500 nanomètres ;
- la formation d'électrodes supérieures (108) des photo-capteurs (104), les électrodes supérieures et inférieures (108, 110) étant disposées sur des côtés opposés du film (106) de nanoparticules semiconductrices ;
le niveau de transistors (140) étant relié aux électrodes supérieures et inférieures (108, 110) des photo-capteurs (104) ;
- la formation d'un premier filtre sur au moins certains des photo-capteurs (104) et configuré pour transmettre une lumière ayant des longueurs d'onde dans la plage allant de 280 à 400 nanomètres, et pour éliminer par filtrage au moins partiellement, et pour éviter au moins partiellement qu'elle n'atteigne le photo-capteur, une lumière ayant des longueurs d'onde supérieures à 400 nanomètres. - Capteur selon la revendication 1 dans lequel les photo-capteurs (104) sont agencés dans le réseau (102) en colonnes et en lignes avec un pas de 2 micromètres ou moins dans la direction des colonnes et/ou des lignes.
- Capteur selon la revendication 1 ou 3, dans lequel au moins certains des photo-capteurs (104), différents des photo-capteurs comprenant le premier filtre, comprennent un deuxième filtre configuré pour transmettre une lumière dans la plage allant de 900 à 1500 nanomètres, et pour éliminer par filtrage au moins partiellement, et pour éviter qu'elle n'atteigne le photo-capteur (104), une lumière ayant des longueurs d'onde inférieures à 900 nanomètres.
- Capteur selon la revendication 1, 3 ou 4, dans lequel l'électrode supérieure (108) de chaque photo-capteur (104) comprend un empilement d'une barrière à l'humidité, d'une couche de transport de trous et d'une couche de transport d'électrons.
- Capteur selon la revendication 1 ou l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel l'électrode inférieure (110) de chaque photo-capteur (104) comprend une face supérieure (115) et une pluralité de faces latérales (117), en contact avec le film (106) de nanoparticules semiconductrices.
- Capteur selon la revendication 1 ou l'une quelconque des revendications 3 à 6, dans lequel l'électrode inférieure (110) de chaque photo-capteur (104) comprend un empilement de couches de TiN et de Ta.
- Capteur selon la revendication 1 ou l'une quelconque des revendications 3 à 7, dans lequel le réseau (102) de photo-capteurs (104) comprend en outre un empilement antireflet (150) agencé au sommet des électrodes supérieures (108) des photo-capteurs (104).
- Capteur selon la revendication 1 ou l'une quelconque des revendications 3 à 8, dans lequel chaque photo-capteur (104) est surmonté d'une microlentille (120) configurée pour focaliser la lumière latéralement vers un centre latéral de l'extension latérale du photo-capteur correspondant et pour focaliser la lumière verticalement vers un centre vertical de l'extension verticale du film (106).
- Capteur selon la revendication 1 ou l'une quelconque des revendications 3 à 9, dans lequel le niveau de transistors (140) est relié à l'électrode inférieure (110) de chaque photo-capteur (104) au moyen d'un pilier métallique correspondant (130).
- Capteur selon la revendication 1 ou l'une quelconque des revendications 3 à 10, dans lequel chacun des piliers (130) a un rapport hauteur sur largeur égal ou supérieur à 3.
- Capteur selon la revendication 1 ou l'une quelconque des revendications 3 à 11, dans lequel les nanoparticules comprennent du sulfure de plomb.
- Capteur selon la revendication 1 ou l'une quelconque des revendications 3 à 12, dans lequel les nanoparticules du film (106) ont un diamètre moyen inférieur ou égal à 15 nanomètres et une distribution de diamètre ayant un écart type par rapport à la moyenne de 7 % ou moins.
- Capteur selon la revendication 1 ou l'une quelconque des revendications 3 à 13, dans lequel les nanoparticules du film (106) sont revêtues en surface par des ligands configurés pour passiver et rendre fonctionnelle la surface des nanoparticules.
- Capteur selon la revendication 1 ou l'une quelconque des revendications 3 à 14, dans lequel au moins certains des photo-capteurs (104), différents des photo-capteurs comprenant le premier filtre et différents des photo-capteurs comprenant le deuxième filtre, comprennent un troisième filtre configuré pour transmettre une lumière dans la plage allant de 400 à 800 nanomètres, et pour éliminer par filtrage au moins partiellement, et pour éviter qu'elle n'atteigne le photo-capteur (104), une lumière ayant des longueurs d'onde inférieures à 400 nanomètres ou supérieures à 800 nanomètres.
- Capteur selon la revendication 1 ou l'une quelconque des revendications 3 à 15, dans lequel entre 45 et 55 pour cent du nombre de photo-capteurs du réseau de photo-capteurs comprennent le premier filtre et les photo-capteurs restants du réseau de photo-capteurs comprennent le deuxième filtre.
- Capteur selon la revendication 1 ou l'une quelconque des revendications 3 à 16, comprenant en outre une source de lumière (504) configurée pour émettre une lumière ayant une longueur d'onde dans la plage allant de 280 à 400 nanomètres.
- Capteur selon la revendication 17, dans lequel la source de lumière est en outre configurée pour émettre une lumière ayant une longueur d'onde dans la plage allant de 900 à 1500 nanomètres et/ou dans lequel le capteur comprend une source de lumière supplémentaire (506) configurée pour émettre une lumière ayant une longueur d'onde dans la plage allant de 900 à 1500 nanomètres
- Appareil de surveillance de la peau comprenant le capteur d'image selon la revendication 1 ou l'une quelconque des revendications 3 à 18.
- Appareil de surveillance de l'eau et/ou gaz comprenant le capteur d'image selon la revendication 1 ou l'une quelconque des revendications 3 à 18.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2203036A FR3134233A1 (fr) | 2022-04-04 | 2022-04-04 | Capteur d'image |
| EP23163620.0A EP4258357A1 (fr) | 2022-04-04 | 2023-03-23 | Dispositif d'imagerie |
| US18/129,993 US20230317748A1 (en) | 2022-04-04 | 2023-04-03 | Imaging device |
| CN202310349330.0A CN116895669A (zh) | 2022-04-04 | 2023-04-04 | 成像装置 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2203036 | 2022-04-04 | ||
| FR2203036A FR3134233A1 (fr) | 2022-04-04 | 2022-04-04 | Capteur d'image |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3134233A1 true FR3134233A1 (fr) | 2023-10-06 |
Family
ID=83505708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2203036A Pending FR3134233A1 (fr) | 2022-04-04 | 2022-04-04 | Capteur d'image |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230317748A1 (fr) |
| EP (1) | EP4258357A1 (fr) |
| CN (1) | CN116895669A (fr) |
| FR (1) | FR3134233A1 (fr) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9117722B1 (en) * | 2011-09-23 | 2015-08-25 | Rockwell Collins, Inc. | Image sensor integrated circuit |
| WO2021023655A1 (fr) * | 2019-08-05 | 2021-02-11 | Nexdot | Dispositif photosensible |
| US20210074744A1 (en) * | 2019-09-09 | 2021-03-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
-
2022
- 2022-04-04 FR FR2203036A patent/FR3134233A1/fr active Pending
-
2023
- 2023-03-23 EP EP23163620.0A patent/EP4258357A1/fr active Pending
- 2023-04-03 US US18/129,993 patent/US20230317748A1/en active Pending
- 2023-04-04 CN CN202310349330.0A patent/CN116895669A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9117722B1 (en) * | 2011-09-23 | 2015-08-25 | Rockwell Collins, Inc. | Image sensor integrated circuit |
| WO2021023655A1 (fr) * | 2019-08-05 | 2021-02-11 | Nexdot | Dispositif photosensible |
| US20210074744A1 (en) * | 2019-09-09 | 2021-03-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4258357A1 (fr) | 2023-10-11 |
| US20230317748A1 (en) | 2023-10-05 |
| CN116895669A (zh) | 2023-10-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11404463B2 (en) | Color filter array, imagers and systems having same, and methods of fabrication and use thereof | |
| EP2786412B1 (fr) | Bloc detecteur optique | |
| FR2935839A1 (fr) | Capteur d'images cmos a reflexion lumineuse | |
| WO2020178496A1 (fr) | Capteur d'images couleur et infrarouge | |
| FR2969385A1 (fr) | Capteur d'images a taux d'intermodulation réduit | |
| US8766391B2 (en) | Photodetector array having array of discrete electron repulsive elements | |
| EP2840614B1 (fr) | Photodiode à haut rendement quantique | |
| US20230207594A1 (en) | Backside refraction layer for backside illuminated image sensor and methods of forming the same | |
| FR2945666A1 (fr) | Capteur d'image. | |
| US20110101201A1 (en) | Photodetector Array Having Electron Lens | |
| EP2846357A1 (fr) | Dispositif photodétecteur a regions de semi-conducteurs séparées par une barriàre de potentiel | |
| FR3134233A1 (fr) | Capteur d'image | |
| EP2840616B1 (fr) | Photodiode SPAD à haut rendement quantique | |
| FR3072499A1 (fr) | Photodetecteur a resonateur de helmholtz | |
| EP3742493B1 (fr) | Capteur d'image | |
| WO2004057678A1 (fr) | Dispositif de detection de lumiere a filtre integre | |
| WO2023036481A1 (fr) | Capteur d'images couleur et infrarouge | |
| FR3132761A1 (fr) | Imageur multi-spectral | |
| FR3112425A1 (fr) | Capteurs d'images comprenant une matrice de filtres interférentiels | |
| WO2023037057A1 (fr) | Capteur d'images couleur et infrarouge | |
| FR3142856A1 (fr) | Dispositif d’acquisition d’une image 2D et d’une image de profondeur d’une scène | |
| WO2022136378A1 (fr) | Integration d'un circuit de detection a base de resonateurs optiques sur un circuit de lecture d'un imageur | |
| WO2020178497A1 (fr) | Capteur d'images couleur et infrarouge | |
| WO2021013667A1 (fr) | Pixel de capteur d'images | |
| FR2969820A1 (fr) | Capteur d'image éclairé par la face avant a faible diaphotie |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20231006 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |