Brevet FR2490010A1 — publié le 19820312

La présente invention a pour objet un procédé de réalisation d'une barrette d'éléments photosensibles et une barrette obtenue par ce procédé. Elle trouve une application en optoélectronique et plus particulièrement en télécopie. Dans les appareils de télécopie, la lecture des documents S'effectue en général ligne par ligne, à l'aide d'une barrette d'éléments photosensibles (généralement des photorés#istances ou des photodiodes). La barrette peut présenter les mêmes dimensions que la ligne du document. Alors, dans le cas d'une résolution de 8 points par millimètre et d'un document au format A4, la barrette doit comporter 1728 éléments photosensibles répartis sur 216 mm. Afin de limiter le nombre des connexions au circuit électronique de mesure, les éléments photosensibles sont groupés par 16 ou 32 éléments contigus. Les éléments d'un groupe ont en commun une électrode appelée contreélectrode, mais tous possèdent en propre, une électrode individualisée. L'article de S. BORONKAY, P. GUSTIN et D. ROSSIER intitulé "Analyse de documents pour la télécopie" publié dans Acta Electronica, 21, 1, 1978, 55-70 expose les problèmes généraux posés par la télécopie et décrit notamment des barrettes de ce genre. On connait un procédé de réalisation de telles barrettes dans lequel on dépose d'abord des couches conductrices sur un substrat puis on grave cette couche pour former les électrodes et les contre-électrodes, et enfin on dépose sur celles-ci un matériau photosensible, qui est en l'occurrence photorésistif. La barrette est ensuite soumise à des traitements physicochimiques portant sur la couche photosensible. Ce procédé présente l'inconvénient de provoquer des pollutions et des hétérogénéités des photorésis tances, du fait des métaux déposés en premier lieu (en général du molybdène et de l'or). On connaît un autre procédé de réalisation de telles barrettes dans lequel on dépose d'abord les éléments photorésistifs et ensuite les électrodes sur les extrémités de ceux-ci. Un évasement des électrodes permet de réduire la fréquence spatiale des connexions, de 8/mm sur la ligne centrale de la barrette à 4/mm en bord de barrette, là ou s'effectuent les connexions avec les circuits de mesure. Les contre-électrodes présentent des formes de triangle isocèle et les bords latéraux des groupes d'électrodes sont des lignes brisées. Une telle barrette est décrite dans l'article cité plus haut. Ce procédé présente l'inconvénient de ne permettre que très difficilement l'assemblage de différentes barrettes de dimensions réduites en vue de réaliser une barrette de grandes dimensions, du fait de la forme complexe des bords latéraux de ces barrettes. Il faut donc réaliser une barrette d'une seule pièce, et par exemple de longueur 216 mm, au pas de 8/mm au format A4, ce qui nécessite des appareils d'alignement de masques très complexes et de prix prohibitifs. La présente invention a justement pour but d'éviter ces inconvénients des procédés antérieurs. Pour cela, elle définit une procédure de réalisation tellé que le matériau photoconducteur est protégé durant toutes les opérations d'usinage des électrodes et que le module obtenu présente des bords latéraux rectilignes. La première de ces caractéristiques est obtenue par une suite d'opérations qui est essentiellement la suivante - on dépose sur un substrat isolant préparé une couche de matériau photosensible, - par une première photogravure, on forme dans cette cou che une rangée d'éléments photosensibles le long d'un axe, - on dépose sur l'ensemble une couche de résine photosen sible et, par une deuxième photogravure, on ne laisse subsister qu'une bande de cette résine le long dudit axe, cette bande recouvrant le centre des éléments mais laissant dégagées leurs extrémités, - on dépose sur l'ensemble une couche conductrice, - on dissout la bande de résine et du même coup on élimi ne le dépôt conducteur la recouvrant ce qui dégage le centre des éléments photosensibles, - par une troisième photogravure, on forme dans la couche conductrice des bandes servant d'électrodes pour les éléments photosensibles et des plaques servant de con tre-électrodes à des groupes d'éléments. La seconde des caractéristiques annoncées est obtenue en photogravant les électrodes à l'aide d'un masque tel que l'ensemble de deux éléments de barrettes contigus possède des bords latéraux rectilignes, ce qui permet facilement l'aboutage de tels éléments pour obtenir une barrette de grande longueur. Le procédé de l'invention présente en outre un intérêt concernant les extrémités des électrodes en bord de substrat, extrémités qui sont perpendiculaires à ce bord, ceci dans le but d'éviter des courts-circuits lors de la soudure des fils du circuit de connexion, risque que l'on pourrait encourir si les électrodes étaient inclinées vers les extrémités, notamment du côté incliné de la contre-électrode. L'avantage du parallélisme des extrémités des électrodes entre elles est de faciliter grandement les soudures des fils par machine automatique. Le procédé défini plus haut n'est pas limité aux barrettes d'éléments photorésistifs mais peut s'appliquer plus généralement à la réalisation d'une barrette d'éléments émetteurs d'énergie (thermique, optique ou autre) destinée par exemple à l'écriture, sur un support thermosensible ou photosensible, ou autre. Il faut donc prendre, dans les définitions qui précèdent et dans les revendications qui suivent, le terme "photosensible" dans une acception très large qui englobe l'optoélectronique. La présente invention a également pour objet une barrette d'éléments photosensibles obtenue par le procédé qui vient d'être défini plus haut. Des modes particuliers de réalisation vont maintenant être décrits en référence à des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente un masque permettant de réaliser la première photogravure, du matériau photosensible ; - la figure 2 représente un masque permettant de réaliser la seconde photogravure, de la couche de résine photo sensible, - la figure 3 représente la barrette après dépôt d'une couche conductrice et enlèvement de la bande de résine, - la figure 4 représente un masque utilisé pour la troi sième photogravure, des électrodes et de la contre électrode ; - la figure 5 représente deux éléments contigus d'une barrette formant un module. Le procédé de réalisation d'une barrette d'éléments photorésitifs qui va être décrit maintenant à titre d'exemple comporte essentiellement 7 opérations. Le substrat de base de chaque barrette est un rectangle de verre de la Marque Pyrex, de 72 x 15 mm 1 ssm et d'épaisseur 1,8 mm ; il est poli, double face. La longueur de 72 mm est choisie pour permettre, par assemblage de 3 modules élémentaires, d'obtenir une barrette de 216 mm, couvrant ainsi la largeur d'une page normalisée (210 mm) dont chaque ligne horizontale est lue par les 1728 photodétecteurs. Sur chaque substrat, sont exécutées les opérations suivantes 1) Un dépôt de 500 de SiO2 pure est effectué par pulvérisation cathodique sur l'une des faces du substrat, dans le but de supprimer les réactions avec les alcalins incorporés au verre Pyrex (NaOH 3,50 %, KOH 1,10 %). 20) Le matériau photosensible (semiconducteur II-VI, par exemple CdS, CdSe, CdSSe, généralement dopé), est disposé sur la face du substrat qui a été traitée en 10). 30) Une première photogravure, à base de résine photosensible de la Marque "RISTON" (DU PONT DE NEMOURS) de 251am d'épaisseur permet, à l'aide d'un masque représenté sur la figure 1, de dégager des éléments photosensibles rectangulaires 10 de lmm de longueur, perpendiculaires à un axe 12 et de part et d'autre de celui-ci et de 75-m de largeur. L'écart entre deux rectangles de matériau photosensible est large de 50won. Le pas d'un motif est donc de 75 + 50 = 125um, soit 8 motifs/mm. Les dégagements du matériau photosensible (CdSSe par exemple), sont effectués en gravure sèche, par attaque par pulvérisation cathodique inverse ou par usinage ionique. 40) Un dép8t d'une couche de résine de la Marque "RISTON" sur l'ensemble, de 25#im d'épaisseur, puis une seconde photogravure effectuée avec un masque conforme à celui de la figure 2 qui permet de ne garder qu'une bande 14 de résine centrée sur le grand axe du substrat ; cette bande est large de 75Bm et longue de 72mm. Cette bande délimite donc des carrés de 75-1m de côté, au centre des éléments de matériau photosensible précédemment découpés en rectangles de 75#m x 1 mm. L'épaisseur de 25 m de la résine assure une protection très efficace contre les agressions éventuelles du matériau photosensible. 50) Deux dépôts, par pulvérisation catho o dique, de 200 A de molybdène puis de lWfl d'or sont ensuite effectués sur l'ensemble du substrat. Du fait de l'opération pré#cédente, les deux dépôts couvrent toute la surface, y compris la bande de résine, mais pas les côtés de celle-ci. 60) Un traitement avec une solution de chlolure de méthylène (92 t en poids) et de méthanol (8 %) permet, par les côtés, de dissoudre la bande de résine, ce qui élimine en même temps le dépôt conducteur la recouvrant, sans altération pour le matériau photosensible sous-jacent. 70) Une troisième photogravure permet de dégager, dans le dépôt conducteur, les contre-électrodes et les électrodes au pas de 8/mm sur l'axe et de 4/mm sur les bords longs de 72 mm, ceci pour faciliter les soudures de fils du circuit de mesure. Pour protéger au maximum les points centraux du matériau photosensible et pour en éviter toute altération et pollution, le masque de photogravure présente l'allure représentée sur la figure 4. Ce masque comprend des ouvertures 20 dont la largeur (75won) correspond à celle des éléments photosensibles. Ces ouvertures sont destinées à former les électrodes. Près de l'axe, ces ouvertures sont orientées perpendiculairement à celui-ci mais elles s'inclinent ensuite pour former un réseau évasé puis, au bord du substrat elles redeviennent perpendiculaires à l'axe. La première ouverture (21) du groupe reste perpendiculaire à l'axe mais la dernière (22) est fortement inclinée sur celui-ci. De manière complémentaire, le masque comprend une large ouverture 30 destinée à former la contre-électrode. Cette ouverture est délimitée par un bord latéral 31 qui est perpendiculaire à l'axe de la barrette et un bord 32 dont l'inclinaison par rapport à l'axe cor respond à celle de l'ouverture 22. Ces ouvertures ont donc la forme d'un triangle rectangle. On obser vera que les ouvertures 20 se prolongent jusqu'à l'ouverture 30, contrairement aux masques générale ment utilisés. Ainsi, les- électrodes obtenues se prolongent-elles par-delà l'axe, jusqu'à la contre électrode qui leur fait face. En premier lieu une couche de RISTON est déposée. Cette couche est ensuite insolée à tra vers un masque par un rayonnement ultraviolet puis développée,ce qui laisse des bandes continues de ré sine sur ce que seront les électrodes prolongées jusqu'aux contre-électrodes leur faisant face, et des plaques de résine sur ce que seront les contre électrodes car la résine "RISTON" étant négative, c'est la partie insolée qui, au développement, sub siste. On effectue ensuite une attaque sèche, par pulvérisation cathodique inverse, de la couche con ductrice pour enlever les parties voisines des élé ments photosensibles. Pendant cette opération les zones centrales desdits éléments sont protégées par la couche de résine.Celle-ci est ensuite dissoute avec la solution précédemment utilisée ce qui laisse apparaître les électrodes, les parties centrales des éléments photosensibles, et les contre-électrodes. Le dégagement des électrodes et contre-électrodes en dernier lieu est bien dans l'ordre logique des phases du processus, car le dépôt de matériau actif, qu'il faut doper à haute température, a tout lieu d'être effectué en premier lieu ce qui n'était pas le cas dans l'art antérieur. La répétition du processus technologique, qui vient d'être décrit, permet d'obtenir plusieurs modules de barrettes photorésistantes qui, juxtaposés, fourniront l'élément actif de l'appareil de télécopie. La figure 5 illustre un exemple de module obtenu. Il se compose d'une rangée 40 d'éléments photosensibles disposés le long de l'axe 12, de deux familles d'électrodes 41, 41', de deux contre-électrodes 42,#42' en forme de triangle rectangle dont l'hypothénuse est inclinée sur l'axe L'ensemble possède des bords latéraux 43 et 44 rectilignes et perpendiculaires à l'axe, du fait de la forme donnée aux ouvertures du masque utilisé dans la troisième photogravure (fig. 4). Il est alors aisé d'abouter plusieurs de ces modules pour obtenir une barrette de longueur voulue. Les contacts électriques s'effectuent par les bords longitudinaux 45 et 46 au moyen de plots 47 orientés perpendiculairement au bord du module. Du fait de l'épanouissement des électrodes la densité de ces plots est moitié moindre que celle des éléments photosensibles (par exemple 4/mm au lieu de 8/mm). On observera que les contre-électrodes alternent le long de l'axe ce qui permet la mise sous tension dlun groupe d'éléments avant la fin de la mesure du groupe précédent. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'une barrette d'éléments photosensibles, caractérisé en ce que : - on dépose sur un substrat isolant préparé une couche de matériau photosensible, - par une première photogravure, on forme dans cette cou che une rangée d'éléments photosensibles le long d'un axe, - on dépose sur l'ensemble une couche de résine photosen sible et, par une deuxième photogravure, on ne laisse subsister qu'une bande de cette résine le long dudit axe, cette bande recouvrant le centre des éléments mais laissant dégagées leurs extrémités, - on dépose sur l'ensemble une couche conductrice, - on dissout la bande de résine et du même coup on élimi ne le dépôt conducteur la recouvrant, ce qui dégage le centre des éléments photosensibles, - par une troisième photogravure, on forme dans la couche conductrice des bandes servant d'électrodes pour les éléments photosensibles et des plaques servant de con tre-électrodes à des groupes d'éléments. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la troisième photogravure est réalisée avec un masque possédant des ouvertures (20) définissant des électrodes et une ouverture (30) définissant une contreélectrode, ces ouvertures étant limitées latéralement d'un côté par un bord (31) rectiligne perpendiculaire à l'axe et de l'autre par des bords (22 et 32) également inclinés sur l'axe. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la troisième photogravure est réalisée avec un masque possédant des ouvertures (20) définissant des électrodes et une ouverture (30) définissant une contre électrode, les ouvertures définissant les électrodes se prolongeant jusqu'à l'ouverture définissant la contreélectrode. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la troisième photogravure est réalisée avec un masque possédant des ouvertures (20) définissant des électrodes, ces ouvertures étant perpendiculaires au bord du substrat au voisinage de ce bord. 5. Barrette d'éléments photosensibles obtenue par le procédé de la revendication 1, comprenant une rangée d'éléments photosensibles déposés sur un substrat le long d'un axe, chaque élément étant relié à une extrémité à une électrode et à l'autre à une contre-électrode, une contre-électrode étant commune à plusieurs éléments contigus, les contre-électrodes étant réparties alternativement d'un côté et de l'autre de l'axe, caractérisé en ce que les contre-électrodes présentent la forme de triangles rectangles dont un premier côté est parallèle à l'axe, un second côté est perpendiculaire à cet axe et dont l'hypothénuse est inclinée sur l'axe, les électrodes s'épanouissant de l'axe à la périphérie, l'électrode la plus proche de la contre-électrode voisine étant parallèle à I'hypothénuse de celle-ci et l'électrode la plus éloignée étant perpendiculaire à l'axe, de sorte que l'ensemble formé par deux contre-électrodes consécutives et les deux groupes d'électrodes correspondants possèdent des bords latéraux rectilignes perpendiculaires à l'axe de la barrette.