Brevet FR2451638A1 — publié le 19801010

L'invention concerne l'élaboration des dispositifs opto-électroniques. Elle a plus particulièrement pour objet un nouveau type de traitement thermique permettant de faire apparaitre ou d'augmenter considérablement les propriétés photoconductrices des matériaux utilisés. On sait fabriquer des dispositifs opto-électroniques et notamment photoconducteurs à partir de composés du cadmium entre autres. Dans les procédés de fabrication connus, on réalise généralement un traitement thermique lent pendant lequel les éléments photoconducteurs sont portés progressivement à une certaine température, pour acquérir leurs propriétés photoconductrices définitives. Le traitement thermique peut être considéré comme un dopage,étanl donné qu'il s'effectue généralement en présence d'impuretés. Une particularité importante des techniques antérieures de fabrication résiderdonc dans le fait qu'on procède à un traitement thermique lent avec une élévation de température régulière et progressive pour atteindre la température de traitement, Le traitement thermique peut prendre de nombreuse heures et ne se prête pas à une correction locale des caractéristiques photoconductrices étant donné que c'est l'ensemble du dispositif qui se trouve soumis au traitement thermique, L'invention apporte une solution à tous ces problèmes. L'invention consiste donc en un procédé de fabrication d'un système opto-électronique à partir d'un matériau susceptible de présenter des propriétés photoconductrices, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre ledit matériau à un choc thermique au moins localisé, pour augmenter ou faire appraitre des propriétés photoconductricesdans au moins une zone prédéterminée dudit matériau ayant été soumise audit choc thermique, On a en effet découvert qutune éléution brutale de température dans certains matériaux antérieurement soumis à un traitement thermique lent en présence d'impuretés, du type mentionné ci-dessus, pouvait faire acquérir auxdits matériaux cts propriétés plotoconductrices comparables, sans apport obligatoire d'impuretés de dopage, On entend par "matériaux susceptibles de présenter des propriétés photo conductrices" tout matériau susceptible d'acquérir lesdites propriétés photoconductrices ou tout au moins de les voir considérablement augmenter, par ledit choc thermique. Jus qu à présent, on a pu vérifier que certains composés du cadmium répondent à une telle définition. Parmi eux , on citera tout particulièrement le sulfure de cadmium. Un moyen particulièrement efficace pour produire le choc thermique mentionné ci-dessus consiste à utiliser un dispositif laser et à diriger le faisceau laser sur le matériau déposé en couche mince sur un substrat, Dans cet esprit, l'invention concerne donc aussi un procédé du type défini ci-dessus, consistant en outre à réaliser sur un substrat un dépôt de configuration donnée dudit matériau, caractérisé en ce qu'on obtient ledit choc thermique par l'impact d'un faisceau laser, en dirigeant ledit faisceau sur ledit dépôt et en ce qu'on produit un mouvement relatif entre ledit faisceau et ledit substrat pour que le point d'impact décrive un trajet prédéterminé créant ladite zone dotée de propriétés photoconductrices, Avec un agencement exécutant le procédé défini ci-dessus, on comprend facilement qu'on peut revenir sur certaines parties du dépôt soumises au choc thermique pour corriger et notamment pour égaliser les propriétés photoconductrices de ladite zone. Il suftlt par exemple pour cela de reproduire à nouveau le même mouvement relatif entre ledit faisceau et ledit substrat et d'activer le système laser sélectivement de façon que le faisceau laser ne vienne frapper ladite zone qu'à des endroits choisis nécessitant une correction des propriétés photoconductrices locales, L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple etfsite en référence au dessin non limitatif annexé dans lequel - la figure 1 représente un agencement linéaire d'une succEssion de cellules photoconductrices susceptibles, par exemple, de constituer un dispositif d'analyse de documents entrant par exemple dans la constitution d'un appareil de production de fac-simile - la figure 2 représente une vue en coupe de l'une des cellules de la figure 1, au cours d'un traitement thermique réalisé conformément à l'invention ; et - la figure 3 représente une autre application des principes de l'invention, pour la réalisation d'un ou plusieurs dispositifs photoconducteurs, En se référant aux figures 1 et 2, on a déposé sur un substrat de verre 11, par tout procédé connu, une pellicule de sulfure de cadmium 12 ayant une bordure 13 en forme de méandres ou de grecques, Dans le but de réaliser à partir de cette structure un appareil de production de fac-similè qui a été décrit dans une autre demande de brevet déposée par les mêmes inventeurs, on a également déposé, avant la couche de sulfure de cadmium 12, un alignement d'une pluralité de masque opaques 14, rectangulaires, de préférence en tantale, Les masques 14 sont disposés pour être finalement recouverts par des bandes parallèles 15 de la couche de sulfure de cadmium, définies par la bordureS130 Pour éviter de court-circuiter le sulfure de cadmium de la bande 15, chaque masque 14 est anodisé super#ficiellement et recouvert d'une mince pellicule de silice 16o En fait, la pellicule de silice 16 est commune à toutes les bandes 15 et recouvre ainsi l'ensemble des masques de tantale 14o En outre, une mince pellicule d'alumine 17 recouvre la pellicule de silice 16 et de préférence tout le substrat 11. L'intérêt premier de cette pellicule d'alumine 17 est d'améliorer l'adhérence du dépôt de sulfure de cadmium sur le substrat et au dessus des masques 14, comme cela ressort d'une autre demande de brevet déposée au nom des mêmes inventeurs, mais, par rapport à la présente invention, la pellicule d'alumine joue aussi un autre rôle important qui sera expliqué plus loin. Une fois que les masques 14, les pellicules 16 et 17 et le dépôt de sulfure de cadmium 12 ont été déposés sur le substrat 11, on procède à la phase caractéristique de l'invention, à savoir le choc thermique sur le sulfure de cadmium, Ayant de procéder à ce choc thermique, on peut déposer sur le sulfure de cadmium une mince couche de chlorure de cadmium 18 visible sur la figure 2. L'avantage constaté est attribué à une réaction chimique entre le chlorure de cadmium et le soufre pendant le traitement thermique, Comme mentionné précédemment, ce traitement thermique est en fait un choc thermique provoqué par l'impact d'un faisceau laser 20, engendré par un dispositif laser 21, sur une certaine zone du dépôt de sulfure de cadmium 12.Dans le cas illustré par les figures 1 et 2 où la configuration du dépôt de sulfure de cadmium est telle qu'il présente une bordure -en forme de grecques, le trajet du point d'impact du faisceau 20 sur le substrat Il, créé par un mouvement relatif entre ce dernier et le dispositif laser 21, est une simple ligne droite 22 #pan# de multiples fois la bordure 15.Pour l'application envisagée du dispositif de production de fac-similé, le trajet 22 passe sensiblement au milieu de tous les masques 14o Pendant le choc thermique provoqué par le déplacement du point d'impact du faisceau 20 le long du trajet 22, la pellicule morcelée de tantale constituant les masques 14 et la pellicule continue d'alumine 17 jcuent un rôle important de diffuseurs thermiques, du fait de leur bonne conductivité thermique. il est a' notv que, pour jouer ce rôle, îa pellicule d'alumine a l'avantage d'être située plus près (dans l'ordre de succession des couches) du dépôt de sulfure de cadmium, mais que la pellicule morcelée de tantale constituant les masques 14, est en revanche plus épaisse. A l'issu du choc thermique provoqué tout au long du trajet rectiligne 22, les propriétés photoconductrices du sulfure de cadmium dans les zones 25 ayant subies le choc thermique sont considérablement augmentées et, étant donnée la structure du dépôt 12, on obtient une succession de cellules photoconductrices 26 comportant chacune un masque optique 14, une électrode commune 27 et une électrode individuelle 28, les électrodes 27 et 28 étant constituées par les parties du dépôt 12 situés de part et d'autre du trajet 22 et n'ayant pas été soumise au choc thermique. Ainsi, la zone photoconductrice 25 et les électrodes 27 et 28 de chaque cellule setrouvent électriquement raccordées automatiquement puisqu'elles sont issu sdu même dépôt d'origine 12 de sulfure de cadmium sur le substrat 11. On comprend par ailleurs que si l'une des cellules 26 ne possède pas tout à fait les mêmes propriétés photoconductrices que les cellules voisines, il est possible d'effectuer un premier contrôle de toutes les cellules après un premier passage du faisceau 20 le long du trajet 22 et de renouveler le choc thermique à des endroits choisis (c'est-à-dire plus particulièrement sur certaines des cellules 26) des zones du dépôt 12 ayant subi ledit choc thermique.Le procédé de l'invention permet donc, dans ce type d'application, un équilibrage rapide et facile des caractéristiques des cellules photoconductrices 260 D'après ce qui précède, ilestà noter que l'invention concerne également tout dispositif opto-électronique conforme aux figures 1 et2 et comportant par conséquent un dépôt 12 en matériau susceptible d'acquérir des propriétés photoconductrices sur un substrat et comportant-plusieurs zones 25 sous forme de minces segments rectilignes, situés le long d'une ligne droite commune coïncidant avec le trajet 22 et coupant de multiples fois la bordure 13 du dépôt 12, chaque segment 25 s'étendant entre deux bords parallèles adjacents de la bordure 13, tandis qu'un masque optique 14 est situé sous chaque segment, entre le substrat Il et le dépôt 120 Ce n'est cependant pas le seul type d'application envisagé dans le cadre de l'invention. En particulier, la figure 3 montre une application plus générale où un dépôt de sulfure de cadmium 12a a été déposé sur un substrat Il a à faible rugosité, éventuellement par l'intermédiaire d'une sous-couche d'alumine comme mentionnée précédemment. Le substrat peut tout simplement être du verre; A partir de cette structure de base très simple, il est possible de réaliser une succession d'élémentsphotoconducteurs individualisés selon un processus qui va maintenant être décrit. Au lieu de prévoir un mouvement relatif rectiligne entre le substrat Il a et un dispositif laser (analogue au dispositif 21 représenté sur la figure 2) on donne au mouvement relatif précité une configuration telle que le trajet 22a précité ait sensiblement la forme de méandres ou de grecques.Ceci permet, par unité de lnngueur du substrat, d'augmenter proportionnellement la zone ayant subi le choc thermique entre les parties restantes 30 et 31 du dépôt de sulfure de cadmium, lesque)Ies peuvent constituer comme précédemment des électrodes ou parties d'électrodes.Si on désire individualiser plusieurs cellules photoconductrices sur le même substrat, il suffit d'accentuer le choc thermique sur au moins certaines parties de trajet, comme par exemple la partie de trajet 32o L'accentuation du choc thermique qui peut être opérée par augmentation de la puissance du rayon laser et/ou par diminution de la vitesse du mouvement relatif le long de la partie de trajet 32, provoque la disparition complète du sulfure de cadmium à cet endroit ce qui permet d'isoler deux cellules photoconductrices adjacentes, Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple, En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un système opto-électronique, à partir d'un matériau susceptible de présenter des propriétés photoconductrices, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre ledit matériau à un choc thermique au moins localise pour augmenter ou faire apparaître des propriétés photoconductrices dans au moins une zone prédéterminée dudit matériau ayant été soumise audit choc thermique 20 Procédé selon la revendication 1, consistant à réaliser sur un substrat un dépôt de configuration donné dudit matériau, caractérisé en ce qu'on obtient ledit choc thermique par l'impact d'un faisceau laser en dirigeant ledit faisceau sur ledit dépôt et en ce qu'on produit un mouvement relatif entre ledit faisceau et ledit substrat pour que le point d'impact décrive un trajet prédéterminé créant ladite zone dotée de propriétés photoconductrices, 3.Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à contrôler localement les propriétés photoconductrices de ladite zone et à renouveler ledit choc thermique à des endroits choisis de celle-ciO 40 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit matériau est un composé du cadmium et par exemple le sulfure de cadmium. 50 Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit matériau étant du sulfure de cadmium, on réalise ledit traitement thermique en présence de chlorure de cadmium. 6o Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on dépose une couche de chlorure de cadmium sur ledit dépôt, au moins au voisinage de ladite zone, avant de réaliser ledit choc thermique. 7o Procédé selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la configuration précitée dudit dépôt comporte une bordure en forme de méandres ou de grecques et que ledit trajet est sensiblement une ligne droite coupant de multiples fois ladite bordure, 8o Procédé selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que ledit dépôt étant sensiblement uniforme sur au moins une partie dudit substrat, ledit trajet a sensiblement la forme de méandres ou de grecques pour augmenter ladite zone ayant subi ledit choc thermique entre les parties restantes du dépôt qui peuvent constituer des électrodes ou parties d'électrodes. 9. Procédé selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste à accentuer ledit choc thermique sur au moins une certaine partie de trajet choisie, par augmentation de la puissance dudit faisceau laser et/ou par diminution de la vitesse dudit mouvement relatif, jusqu'à disparition complète dudit matériau le long de ladite partie de trajet ; pour matérialiser et séparer plusieurs dispositifs photoconducteurs distincts sur ledit substrat. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on dépose au moins une couche de bonne conductivité thermique sur ledit substrat, avant le dépôt dudit matériau et sur au moins une région en regard de la zone prédéterminée précitée. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que, pour fabriquer ladite couche de bonne conductivité thermique, on effectue d'abord un dépôt métallique, par exemple en tantale, et qu'on le recouvre ensuite d'une fine pellicule de silice, le tantale étant de préférence anodisé superficiellement avant d'être recouvert de ladite pellicule de silice. 12. Procédé selon l'ensemble des revendications 7 et 11, caractérisé en ce que, ledit substrat étant transparent, on morcelle ledit dépôt métallique pour former une pluralité de masques optiques opaques en regard des régions dudit dépôt traversée par ledit trajet. 13. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que, pour fabriquer ladite couche de bonne conductivité thermique, on dépose ledit matériau sur ledit substrat par l'intermédiaire d'une sous-couche d'alumine. 14. Dispositif opto-électronique comportant au moins une cellule photoconductrice, caractérisé en ce qu'il est constitué par un dépôt sur un substrat d'un matériau susceptible de présenter des propriétés photoconductrices, en une configuration prédéterminée, et qu'en au moins une zone dudit dépôt, ledit matériau est doté de propriétés photoconductrices résultant d'un choc thermique dans ladite zone, provoqué de préférence par l'action d'un faisceau laser. 15 Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que ladite zone est une mince bande en forme de méandres ou de grecques. 160 Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que ledit dépôt comporte une bordure en forme de grecques et qu'il est déptsé sur un substrat transparent, qui comporte plusieurs zones précitées sous forme de minces segments rectilignes situés le long d'une ligne droite commune coupant de multiples fois ladite bordure, chaque segment s'étendant entre deux bords parallèles adjacents de ladite bordure, et qu'un masque optique opaque est situé sous chaque segment, respectivement, entre ledit substrat transparent et ledit dépôt de matériau 17 Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que chaque masque optique est constitué par du tantale de préférence anodisé superficiellement ; l'ensemble desdits masques étanhde préférence recouvert d'une mince pellicule de silice