Brevet FR2601506A1 — publié le 19880115

L'invention concerne un dispositif de conversion photo-électrique comportant une région d'emmagasinage de charges photo-électriques dont le potentiel est commandé par un condensateur. La figure 1A des dessins annexés et décrits ci-après est une vue en plan montrant le dessin d'un dispositif de conversion photo-électrique dans les demandes de brevets japonais N 120751/1983 à 120757/ 1983, la figure 1B est une vue en coupe suivant la 10 ligne A-A' de la figure 1A et la figure 1C est un schéma du circuit équivalent d'une cellule de photocapteur du dispositif de conversion photo-électrique. Chaque cellule de photocapteur du dispositif de conversion photoélectrique est constituée de films 15 isolants 2 et 3, par exemple en SiO2, formés sur un susbstrat 1 en silicium de type n; d'une région isolante 4 destinée à isoler électriquement chaque cellule photocaptrice; d'une région n 5 à faible concentration d'impuretés, formée par le procédé à épitaxie 20 ou analogue; une région p 6 servant de base de transistor bipolaire; une région n+ 7 servant d'émetteur; d'une interconnexion 8 réalisée en matière conductrice + telle que Al et connectée à la région n 7 par un contact 19 pour la lecture d'un signal vers le circuit exté25 rieur; d'une électrode 9 de condensateur faisant face à la région p 6, le film isolant 3 étant interposé entre elles, pour la commande flottante du potentiel de la région p 6; d'une interconnexion 10 connectée à l'électrode 9 de condensateur;d'unerégion n+ 11 formée 30 sur la face arrière du substrat 1 pour l'établissement d'un contact ohmique avec le substrat 1; et d'une électrode 12 pour l'application d'un potentiel de collecteur au transistor. En référence au circuit équivalent montré 35 sur la figure 1C, le condensateur Cox 13 est constitué d'une structure MOS comprenant l'électrode 9, le film isolant 3 et la région p 6. Le transistor bipolaire est constitué de la région n+ 7 d'émetteur, de la région p 6 de base, de la région n 5 de collecteur et du substrat 1. Les opérations fondamentales comprennent l'emmagasinage, la lecture et la régénération. Tout d'abord, la région de base p 6 à un potentiel négatif est rendue flottante afin que les 10 trous des paires électron/trou, induites par la lumière, soient stockées dans la région de base p 6 (opération de stockage). Ensuite, une impulsion positive de lecture est appliquée à l'électrode 9 du condensateur pour 15 élever le potentiel de la région de base p 6 et polariser dans le sens passant la jonction émetteur-base afin qu'une tension de stockage générée par les trous stockés soit lue sur l'électrode 8 d'émetteur dans un état flottant (opération de lecture). Les trous stockés dans la région de base p 6 sont déplacés vers l'émetteur par mise à la masse de l'émetteur 8 et application d'une impulsion positive de régénération à l'électrode 9 du condensateur (opération de régénération). Après que les trous stockés 25 ont été éliminés de l'émetteur, la région de base p 6 prend un potentiel initial négatif au passage du flanc arrière de l'impulsion positive de régénération. Les opérations précédentes de stockage, de lecture et de régénération sont ensuite répétées. Les électrodes 8 et 9 d'émetteur et de condensateur du dispositif classique de conversion photo-électrique sont formées sur la face recevant la lumière. Il en résulte donc un problème dû au fait que plus la cellule photocaptrice réalisée est petite, 35 plus la dimension de l'ouverture diminue. L'invention a pour objet de résoudre leproblème ci-dessus et propose un dispositif de conversion photo-électrique comprenant un transistor constitué d'une région d'électrode principale d'un premier 5 type de conductivité et d'une région d'électrode *de commande d'un second type de conductivité, opposé au premier type de conductivité, ainsi qu'un condensateur dans un état flottant destiné à commander le potentiel de ladite région d'électrode de commande, ledit disposi10 tif de conversion photo-électrique fonctionnant de façon à stocker des porteurs, induits par la lumière, dans la région d'électrode de commande, à lire la tension stockée et à régénérer les porteurs stockés, le dispositif de conversion photo-électrique étant formé 15 de façon à présenter une structure multicouche afin qu'au moins ledit condensateur destiné à commander le potentiel de la région d'électrode de commande soit formé sous une région photoélectrique o lesdits porteurs sont induits par la lumière. Etant donné que le condensateur destiné à commander le potentiel de la région d'électrode de commande est formé sous la région de conversion photoélectrique, la zone faisant écran à la lumière, dans la surface de réception de la lumière, devient plus 25 petite que dans un dispositif classique, ce qui accroît la dimension de l'ouverture. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés A titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1A est une vue en plan montrant le dessin d'un dispositif de conversion électrique tel que décrit dans les demandes N 120751/1983 à 120757/1983 précitées; la figure lB est une coupe suivant la ligne 35 A-A' de la figure 1A; la figure 1C est un schéma du circuit équivalent d'une cellule photocaptrice du dispositif de conversion photo-électrique; la figure 2A est une coupe transversale 5 d'une forme de réalisation lu dispositif de conversion photo-électrique selon l'invention; la figure 2B est un schéma du circuit équivalent d'une cellule photocaptrice du dispositif de conversion photo-électrique de la figure 2A; la figure 3A est une coupe transversale d'une autre forme de réalisation du dispositif de conversion électrique selon l'invention; la figure 3B est un schéma du circuit équivalent d'une cellule photocaptrice du dispositif de 15 conversion photo-électrique de la figure-3A; la figure 4 est un diagramme des temps utilisé pour expliquer le fonctionnement des formes de réalisation de l'invention; les figures 5A et 5B sont des vues schéma20 tiques utilisées pour expliquer le procédé de déposition sélective; la figure 6 est un graphique montrant la variation des densités de nucleation avec le temps, respectivement, au-dessus des surfaces de déposition 25 de SiO2 et de nitrure de silicium; les figures 7A à 7D sont des vues schématiques montrant un exemple d'opérations du procédé de formation de silicium monocristallin; les figures 8A et 8B sont des vues en pets30 pective des éléments illustrés, respectivement, sur. les figures 7A et 7B; la figure 9 est un graphique montrant la relation entre le rapport des débits d'écoulement NH3/SiH4 et le rapport de composition Si/N dans un 35 film de nitrure de silicium; la figure 10 est un graphique montrant le relation entre le rapport de composition Si/N et la densité de nucléation; la figure 11 est un graphique montrant 5 la relation entre la quantité d'injection d'ions Si et la densité de nucléation; et les figures 12A à 12C sont des vues schématiques montrant les opérations de formation de silicium monocristallin dans les formes de réalisation de l'inven10 tion. La figure 2A est une vue en coupe d'une forme de réalisation du dispositif de conversion photoélectrique selon l'invention, et la figure 2B est une schéma d'un circuit équivalent d'une cellule photo15 captrice du dispositif de conversion photo-électrique de la figure 2A. Les éléments assumant les mêmes fonctions que celles d'un élément classique tel que montré sur la figure 1 sont désignés par les mêmes références numériques. En référence aux figures 2A et 2B, une couche épitaxiale n 5 est formée sur un substrat n 1. Une région de base p 6 est formée dans la couche n 5 et est entourée d'une région isolante 4. Une région d'émet+ teur n 7 est formée dans la région de base p 6 et 25 connectée à une électrode 8 d'émetteur. Une couche isolante 3 est formée sur la couche épitaxiale n 5. Une électrode 9 de condensateur faisant face à la région de base p 6 est formée sur la couche isolante 3. Le transistor bipolaire réalisé comme décrit ci-dessus forme une couche inférieure du dispositif photo-électrique. Une couche isolante 2, telle que du Si02, est formée sur la couche plus haute. A l'intérieur d'un évidement formé dans la couche isolante 35 2, on fait croître du silicium monocristallin en utili- sant le procédé de croissance monocristalline décrit ci-après. Une matière de départ pour la croissance d'un monocristal est une matière très fine 20 telle que du Si3N4, différente de la matière de la couche isolante 2. Une région p 14, une région n 16 et une région + n 17 sont formées au moyen du procédé de diffusion ou d'implantation ionique dans la couche de silicium monocristallin formée par le procédé de croissance 10 monocristalline. Une diode pn servant de région photoélectrique est formée par la région p 14 et la région n 16. La région p 14 de la diode pn est connectée à la région p 6 du transistor bipolaire par une inter15 connexion 15, alors que la région n 16 est connectée à une électrode 18 par l'intermédiaire d'une couche de contact ohmique d'une région n+ 17. La diode pn estrecouverte d'une couche 21 de passivation. La forme de réalisation construite comme 20 indiqué ci-dessus devient équivalente à la forme de réalisation classique si les électrodes 18 et 12 sont connectées l'une à l'autre. En particulier, lorsqu'un potentiel positif est appliqué aux électrodes 18 et 12, la région p 14 et la région n 16, ainsi que la ré25 gion de base p 6 et la région n 5, sont polarisées en sens inverse, respectivement. Par conséquent, si de la lumière arrive sur la diode pn, elle induit des paires électron/trou et les trous sont stockés dans la région p 14 et dans la région de base p 6 dans un 30 état flottant (opération de stockage). Comme décrit précédemment, si l'électrode 8 d'émetteur est rendue flottante et que l'électrode 9 du condensateur reçoit une impulsion positive de lecture, une opération de lecture a lieu. Si l'électrode d'émetteur est mise 35 à la masse et que l'électrode 9 du condensateur reçoit une impulsion positive de régénération, une opération de régénération a lieu. En outre, si l'électrode 18 est maintenue au même potentiel que l'électrode 12 de collecteur 5 durant une opération de lecture et qu'elle est maintenue à un potentiel de masse ou à un certain potentiel approprié durant les autres opérations, les charges stockées en excès sont éliminées automatiquement. En particulier, en réglant le potentiel de l'électrode 18 de manière 10 que la diode pn soit polarisée dans le sens passant lorsqu'elle reçoit une forte lumière et que le potentiel de la région p et de la région de base p 6 devient trop élevée, il est possible d'éliminer les trous stockés en excès dans la région p 14 et dans la région 15 de base p 6. On peut éviter efficacement les défauts de flou ou de trainage lorsqu'un capteur d'aire est utilisé. Conformément à la forme de réalisation de l'invention, la région photo-électrique est réalisée 20 sous la forme d'une couche supérieure, tandis que l'électrode de condensateur destinée à commander le potentiel de base est formée en tant que couche inférieure. La dimension de l'ouverture de la cellule photocaptrice est donc grande. En outre, étant donné que les cellules photocaptrices sont isolées les unes des autres par la couche isolante 2, on évite toute fuite de porteurs induits par la lumière vers des cellules adjacentes. La figure 3A est une vue en coupe d'une 30 autre forme de réalisation du dispositif de conversion photo-électrique selon l'invention, et la figure 3B est un schéma du circuit équivalent d'une cellule photocaptrice du dispositif de conversion photo-électrique de la figure 3A. En référence à la figure 3A, des régions p 6 et 22 sont formées sur un substrat 1 de type n. + Une région n 24 est formée dans la région p 6. Les régions p 6 et 22 servent de source et de drain d'un 5 transistor MOS à canal p, respectivement. La région p 6 et la région n+ 24 servent de diode pn. Une électrode de grille 23 est formée sur une couche isolante 3. La région n+ 24 de la diode pn et la région p 22 du transistor MOS sont connectées 10 l'une à l'autre par une interconnexion 25. La diode pn et le transistor MOS réalisés comme décrit ci-dessus forment une couche inférieure sur laquelle un transistor bipolaire, présentant une région de conversion photo-électrique, est formée avec 15 une électrode 9 de condensateur et la couche isolante 3. Le silicium monocristallin formé dans l'évidement situé à l'intérieur de la couche isolante 3 sera décrit ci-après. A l'intérieur du silicium mono20 cristallin, il est formé une région p 14 de base, une + région n 6 de collecteur, une région n 17 de contact + d ohmique et une région n 7 d'émetteur. Dans cette forme de réalisation, l'électrode 9 de condensateur est formée sous la région p 14 afin de commander le 25 potentiel de la région p 14 de base. La région p 14 est connectée à la région p 6 par une interconnexion 15, tandis que le substrat 1 de type n est connecté à l'électrode 8 de collecteur. Etant donné que la région de conversion 30 photo-électrique est réalisée sous la forme d'une couche supérieure dans les formes de réalisation cidessus, la couche épitaxiale n 5 et la région isolante 4 ne sont pasnécessaires, ce qui simplifie les opérations de formation de la couche sous-jacente. Le fonctionnement des formes de réalisation sera à présent décrit en référence aux figures 3A et 3B. La figure 4 est un diagramme des temps illustré pour expliquer le fonctionnement des formes de réalisation. Tout d'abord, l'électrode 9 de condensateur, l'électrode 23 de grille et l'électrode 25 sont mises à la masse pour stocker des trous régénérés par la lumière arrivant à la région 14. Dans ce cas, s'il est stocké un excédent de trous par suite d'une forte lumière, la région p 6, ayant le même potentiel que la région p 14, est polarisée dans le sens passant par rapport à la région n+ 24,' de sorte que les trous 15 en excès sont éliminés de l'électrode 25 qui est à la masse. Le transistor MOS est bloqué, tandis que l'électrode 23 de grille est à la masse. Après l'opération de stockage, l'électrode d'émetteur est rendue flottante et l'électrode 25 reçoit 20 une tension positive Vcc afin d'empêcher la charge stockée d'être éliminée à travers la diode pn. Puis une impulsion positive de lecture est appliquée à l'électrode 9 de condensateur pour élever le potentiel de la région p 14 et obtenir une tension correspondant 25 à la lumière incidente à l'électrode 8 d'émetteur (opération de lecture). Après l'opération de lecture, l'électrode 8 d'émetteur et l'électrode 25 sont de nouveau mises à la masse et l'électrode 23 de grille reçoit une impul30 sion négative. Puis le transistor MOS à canal p est rendu conducteur afin que le potentiel de la région de base p 14 soit maintenu constant, quel que soit le niveau de potentiel de charge de a-là égio6n 6-...-. p 14. Ensuite, l'électrode 9 de condensateur reçoit 35 une impulsion positive de régénération afin que la charge résiduelle soit éliminée de la région de base p 14 par l'intermédiaire de l'électrode 8 d'émetteur (opération de régénération). Comme précédemment, après avoir établi un potentiel constant sur la région de 5 base p 14, on applique une impulsion positive de régénération. En conséquence, la charge résiduelle est éliminée rapidement, afin de permettre un fonctionnement à vitesse élevée. On décrira à présent en détail le procédé 10 de croissance d'un monocristal, utilisé pour faire croître du silicium monocristallin dans l'évidement se trouvant à l'intérieur de la couche isolante 2. On décrira en premier le procédé de déposition sélective destiné à déposer sélectivement un film 15 sur une surface de déposition. Le procédé de déposition sélective a pour but de former sélectivement un film mince sur un substrat en utilisant les différences entre des matières de substrat ayant chacune un facteur différent 20 qui influence la formation de germes durant les opérations de formation d'un film mince. Ces facteurs comprennent l'énergie superficielle, le coefficient de fixation, le coefficient de désorption, la vitesse de diffusion superficielle, etc. Les figures 5A et 5B illustrent le procédé de déposition sélective. Comme montré sur la figure 5A, un film mince 102 est formé sur une partie souhaitée d'un substrat 101, le film mince ayant un facteur différent de celui du substrat. Puis on fait croître un 30 film mince 103 uniquement sur le film mince 102, à l'exception du substrat 101, en utilisant une matière convenable dans des conditions appropriées de déposition. Il est donc possible de faire croître le film mince auto-aligné 103 sans faire appel à des opérations classiques de lithographie utilisant des réserves. Des exemples de matières utilisées dans le procédé de déposition sélective sont le SiO2 pour le substrat 101, le Si, le GaAs et le nitrure de silicium 5 pour le film mince 2, et le Si, le W, le GaAs et le InP pour le film mince déposé 103. La figure 6 est un graphique montrant la variation, avec le temps, des densités de nucléation sur une surface de dé-position en SiO2 et sur du nitrure 10 de silicium. Comme le montre le graphique, la densité de nucléation sur le SiO2 se sature immédiatement après 3 -2 le commencement de la déposition, audessous de 10 cm2, et elle ne change que légèrement, même après 20 minutes. 15 Par contre, la densité sur le nitrure de silicium (Si3N4) devient saturée au-dessous de 4 x 10 cm-, et elle croit ensuite rapidement. Dans cet exemple de mesure, le film mince a été déposé par le procédé de déposition chimique en phase vapeur, 20 avec du SiCl4 gazeux dilué par du H2 gazeux et sous une pression de 23 330 Pa et une température de 1000 C. Comme gaz réactif, on peut utiliser du SiH4, du SiH2Cl2, du SiHCl3 ou du SiF4, sous une pression à une température appropriées, pour obtenir des effets similaires. 25 Ce procédé de déposition sous vide peut également être utilisé. Il n'y a pratiquement pas de nucléation sur le SiO2. Cependant, si du HCl gazeux est ajouté au gaz réactif, on supprime encore plus la nucléation 30 sur le SiO2 afin d'empêcher totalement le dépôt de silicium sur le SiO2. La déposition ci-dessus repose principalement sur les différences entre les coefficients de fixation, les coefficients de déposition, les vitesses 35 de diffusion superficielles, etc., présentées par les surfaces de déposition de SiO2 et du nitrure de silicium. Cependant, on peut concevoir que la déposition sélective est également due au fait que le SiO2 réagit avec les atomes de Si pour générer du monoxyde de silicium ayant une pression de vapeur élevée qui attaque SiO2 luim6me, alors que ce phénomène d'attaque ne se produit pas sur le nitrure de silicium (T.Yonehara, S.Yoshioka, S.Miyazawa, Journal of Applied Physics 53, page 6839, 1982). On peut atteindre, comme montré sur le graphique, une différence de densité de nucléation assez importante pour la formation sélective d'un film mince en choisissant du SiO2 et du nitrure de silicium comme matière de surface de déposition et du silicium 15 comme matière de déposition. Bien qu'il soit préférable d'utiliser du SiO2 comme surface de déposition, la présente invention n'est pas limitée à cette utilisation. On peut également utiliser du SiOx pour obtenir une telle différence de densité de nucléation. D'autres matières décrites ci-après peuvent être utilisées pour la formation sélective d'une couche de déposition si seulement elles peuvent présenter une différence de densité de nucléation supérieure de plus de 10 fois à celle du SiO2. Un autre procédé pour l'obtention d'une différence de densité de nucléation est l'implantation locale d'ions tels que Si ou N dans du SiO2 pour former des régions possédant du Si ou du N en excès. Dans le procédé de déposition sélective 30 tel que décrit ci-dessus, une matière ayant une densité de nucléation différente de celle de la surface de déposition est formée en dimensions très petites, suffisantes pour la croissance d'un seul germe. En procédant ainsi, il est possible de faire croître sélec35 tivement un monocristal sur la très fine matière. Etant donné que la croissance sélective d'un monocristal dépend de l'état électronique de la surface de déposition, en particulier de l'état des liaisons libres, il n'est pas indispensable que la matière (par exemple le SiO2) à faible densité de nucléation soit une matière en masse, mais on peut utiliser la surface de toute matière ou de tout substrat comme surface de déposition. Les figures 7A à 7D montrent un exem10 ple des opérations effectuées dans le procédé de croissance d'un monocristal, et les figures 8A et 8B sont des vues en perspective du substrat montré sur les figures 7A et 7D. Comme montré sur les figures 7A et 8A, 15 un film mince 105, présentant une densité de nucléation assez faible pour une déposition sélective, est formé sur un substrat 104. Puis une matière à forte densité de nucléation est déposée en couche mince sur le film 105. La matière est dessinée par lithographie 20 de façon que l'on obtienne une quantité de matière très ténue 106. On peut utiliser toute structure et toute composition cristallines du substrat 104. On peut également utiliser un substrat à éléments fonctionnels. La matière très ténue 106 peut comprendre, comme 25 décrit précédemment, la région affectée par des ions excédentaires tels que Si ou N, qui sont implantés dans le film mince 105. Dans des conditions appropriées de déposition, un seul germe d'une matière pour film mince est 30 formé sur la matière très ténue 106. La dimension de cette quantité de matière très ténue 106 peut être inférieure à quelques micromètres, bien qu'elle dépende de la matière utilisée. Le germe croît tout en conservant une structure monocristalline de façon à devenir 35 un grain monocristallin 107 ayant la forme d'un flot, comme montré sur la figure 7B. Pour la formation du grain de monocristal 107 en forme d'îlot, il est nécessaire d'établir les conditions de déposition de façon qu'une nucléation n'apparaisse pas sur le film mince 105, comme décrit précédemment. Le grain 107 de monocristal en forme d'îlot croit encore autour de la quantité de matière très ténue 106 tout en conservant une structure monocristalline, et il recouvre la totalité du film mince 105 comme montré sur la figure 7C. Puis le grain monocristallin 107 est aplani par attaque chimique' ou par rectification afin que l'on obtienne, sur le film mince 105, une couche 108 de monocristal dans laquelle les éléments nécessaires 15 peuvent être formés, comme montré sur les figures 7D et 8B. Etant donné que le film mince 105 de la matière de la surface de déposition est formé sur le substrat 104, on peut utiliser une matière quelconque 20 pour le substrat 104. En outre, on peut même former une couche de monocristal sur un substrat 104 dans lequel sont formés des éléments fonctionnels. Dans les formes de réalisation ci-dessus, le film mince 105 est utilisé comme matière de surface 25 de déposition. Cependant, un substrat comprenant une matière à faible nucléation, capable d'une déposition sélective, peut être utilisé lorsqu'il s'agit de former une couche de monocristal. Exemple Un exemple de formation d'une couche de monocristal sera à présent décrit. On a utilisé du SiO2 comme matière de surface de déposition du film mince 105. On peut utiliser un substrat de quartz. Un substrat en métal, en semi35 conducteur, en matière magnétique, en matière piézo- électrique ou en matière diélectrique peut également être utilisé, substrat sur lequel du SiO2 est formé par le procédé de pulvérisation, de déposition chimique en phase vapeur ou de déposition sous vide. Il est 5 préférable d'utiliser du SiO2 comme matière de surface de déposition. On peut également utiliser du SiOx, dans lequel x présente une valeur souhaitée. Une couche de nitrure de silicium (couche de Si3N4) ou une couche de silicium polycristallin 10 a été déposée sur la couche 105 de SiO2 ainsi formée, par l'utilisation d'une matière ayant une densité de nucléation différente de celle du SiO2. La couche de nitrure de silicium ou la couche de silicium polycristallin a été dessinée de façon à former une quantité très 15 ténue 106 de matière, inférieure à quelques micromètres, de préférence inférieure à un micromètre, par lithographie classique ou par lithographie utilisant des rayons X, des faisceaux d'électrons ou des faisceaux d'ions. Ensuite, on a fait croître sélectivement du Si sur le substrat 11 en utilisant un mélange gazeux de HCl et H2, SiH2Cl2, SiCl4, SiHC13, SiF4 ou SiH4. La température du substrat était de 700 à 1100 C et la pression était d'environ 13 332 Pa. On a fait croître un grain 107 de silicium monocristallin pendant quelques dizaines de minutes autour de la quantité très ténue 106 de matière, sur le SiO2, autour du nitrure de silicium ou du silicium polycristallin. En utilisant des conditions optimales, 30 on a fait croître le grain 107 à une dimension supérieure à plusieurs dizaines de micromètres. Ensuite, on a attaqué uniquement le silicium pour aplanir la surface du grain en utilisant le procédé d'attaque ionique réactive qui utilise la différence 35 de vitesse d'attaque entre le Si et le SiO2. Ainsi, on a formé une couche de silicium polycristallin en maftrisant le diamètre du grain. Puis on a supprimé les limites granulaires pour former une couche 108 de silicium monocristallin en forme d'flot. Dans le cas o la sur5 face du grain 107 de monocristal est rugueuse, une rectification mécanique est effectuée avant l'attaque chimique. On a formé des transistors à effet de champ dans la couche 108 de silicium polycristallin ainsi 10 formée, ces transistors ayant une dimension supérieure à plusieurs dizaines de micromètres et ne présentant aucune limite granulaire; et ils ont présenté des performances qui n'étaient pas inférieures à celles des transistors formés dans une tranche de silicium 15 monocristallin. Etant donné que les couches adjacentes 108 de silicium monocristallin sont isolées électriquement l'une de l'autre par du Si02, il n'y a aucune interférence mutuelle entre les transistors du type C-MOS. 20 En outre, étant donné que l'épaisseur d'une région active pour des éléments fonctionnels est inférieure à celle obtenue lorsque l'on utilise une tranche de silicium, on peut éviter tout défaut de fonctionnement dû à une charge engendrée dans la tranche par des rayons 25 radiaux. En outre, du fait de la diminution de la capacité parasite, un fonctionnement à vitesse élevée des éléments devient possible. En outre, on peut utiliser tout substrat de grande dimension pour la formation sur ce substrat d'un monocristal, ce qui permet de 30 réduire le cofit en comparaison avec une tranche de silicium. De plus, étant donné que l'on peut utiliser un substratconstitué d'un semiconducteur, d'une matière piézo-électrique ou d'une matière diélectrique pour y former une couche de monocristal, on peut réaliser 35 un circuit intégré tridimensionnel à fonctions multiples. On décrira à présent la composition du nitrure de silicium. On peut utiliser non seulement du Si3N4, mais aussi d'autres nitrures de silicium avec divers composants de Si et de N pour l'obtention 5 d'une différence de densité de nucléation suffisante entre la matière constituant la surface de déposition et la matière constituant la quantité très ténue. En utilisant le procédé de déposition chimique en phase vapeur sous plasma, dans lequel du SiH4 gazeux et du NH3 sont décomposés sous un plasma RF à basse température pour former un film de nitrure de silicium, il est possible de manipuler notablement le rapport de composition du Si au N du film de nitrure de silicium déposé en fonction d'une modification des 15 débits d'écoulement du SiH4 gazeeux et du NH3 gazeux. La figure 9 est un graphique montrant la relation entre le rapport des débits d'écoulement du SiH4 et du- NH3 et le rapport de composition du Si au 4 3 N du film de nitrure de silicium. Les conditions de déposition étaient les suivantes: avec une puissance de sortie RF de 175 W et une température du substrat de 380 C, on a fait varier le débit d'écoulement du NH3 gazeux en maintenant à une valeur fixe de 300 cm3/min le débit d'écoulement 25 du SiH4 gazeux. Comme le montre le graphique, lorsque le rapport des débits d'écoulement NH3/SiH4 passe de 4 à 10, le rapport Si/N du nitrure de silicium passe de 1,1 à 0, 58, ce qui a été observé par spectroscopie électronique d'Auger. Un film de nitrure de silicium, qui a été formé par le procédé de déposition chimique en phase vapeur sous pression sous-réduite et introduction de SiH2 gazeux et de NH3 gazeux à la pression réduite de Pa et à la température d'environ 800 C, a présenté 35 une composition sensiblement proche du rapport stoechiotrique du Si3N4 (Si/N = 0,75). En outre, un film de nitrure de silicium qui a été formé par l'utilisation du procédé de nitruration thermique et par traitement thermique du Si à environ 1200 C dans de l'ammonium gazeux ou du N2 gazeux, 5 a présenté une composition plus rapprochée du rapport stoechiométrique du Si3N4, car l'opération a eu lieu sous équilibre thermique. On a fait croître un germe de silicium en utilisant du nitrure de silicium formé par les procé10 dés ci-dessus, comme matière de surface de déposition ayant une densité de nucléation supérieure à celle du silicium. Il a été confirmé que la densité de nucléation différait en fonction du rapport de la composition. La figure 10 est un graphique montrant la relation entre le rapport de composition Si/N et la densité de nucléation. Comme le montre le graphique, en modifiant la composition du nitrure de silicium, on fait varier notablement la densité de nucléation 20 du silicium croissant sur le nitrure de silicium. Les conditions de déposition étaient les suivantes: on a fait réagir du SiCl4 gazeux avec du H2 gazeux à 1000'C, sous une pression réduite de 23 330 Pa pour former du silicium. Le phénomène selon lequel la densité de nucléation change en fonction de la composition du nitrure de silicium produit un effet important sur la dimension du nitrure de silicium très ténu convenant à la croissance d'un cristal unique. En particulier, 30 on ne peut pas utiliser du nitrure de silicium à forte densité de nucléation pour former un germe unique à moins qu'il soit obtenu sous une forme très ténue. Il est donc nécessaire de choisir la dimension du nitrure de silicium convenant à la formation 35 d'un germe unique et de choisir une densité de nucléa- tion. Par exemple, dans les conditions de déposition permettant d'obtenir une densité de nucléation attei5 - 2 gnant 105.cm 2, du nitrure de silicium dont la dimension est inférieure à environ 4 micromètres permet de faire croître un germe unique. On décrira à présent la formation d'une quantité très ténue de matière par implantation ionique. Pour réaliser une différence de densité de nucléation par rapport au silicium, on peut utiliser un autre procédé dans lequel des ions tels que Si, N, P, B, F, Ar, He, C, As, Ga ou GE sont implantés localement dans le SiO2 utilisé comme matière de surface de déposition ayant une faible densité de nucléation, afin de former sur la surface de cette matière une région affec15 tée qui est utilisée comme région de déposition à haute densité de nucléation. En particulier, on a déposé une réserve sur la surface de SiO2. La réserve a été localement exposée, développée et dissoute pour mettre à découvert 20 une partie souhaitée de la surface de SiO2. Puis on a utilisé du SiF4 gazeux comme source de gaz pour -l'implantation d'ions silicium sur la surface de SiO2, à 10 K eV etàla concentration de 16 2 18 -2 1 x 10 à 1 x 10 cm. On a obtenu une distance 25 d'implantation de 11,4 nanomètres et une concentration 22 -3 de silicium s'élevant à 10.cm à la surface du SiO2. Etant donné que le SiO2 est amorphe, la région dans laquelle des ions silicium sont implantés a été également maintenue amorphe. - Pour définir l'aire de la région affectée, bien que l'on puisse utiliser l'implantation ionique utilisant une réserve comme masque, il est également possible d'implanter des ions silicium à la surface du SiO2 en utilisant le procédé à faisceau ionique 35 focalisé, sans employer un masque constitué d'une réserve. Après l'implantation ionique, on a éliminé la réserve pour obtenir ainsi la région affectée avec des ions silicium en excès sur la surface du SiO2. Puis du silicium a été déposé en phase vapeur sur la surface du SiO2 avec la région affectée. La figure 11 est un graphique montrant la relation entre la quantité d'injection d'ions silicium et la densité de nucléation. Comme le montre le graphique, lorsque 10 la quantité d'injection de silicium croît, la densité de nucléation croft. Par conséquent, la région affectée, sous la forme de la quantité très ténue de matière, a été utilisée pour permettre la formation d'un noyau unique de silicium et donc d'un monocristal comme décrit 15 précédemment. Pour former une région affectée très ténue, suffisante à la formation d'un germe unique, on peut dessiner un masque constitué d'une réserve ou on peut utiliser le procédé à faisceau ionique focalisé. On décrira à présent un procédé de déposition de silicium autre que le procédé de déposition chimique en phase vapeur. Au lieu du procédé de déposition chimique en phase vapeur, on peut utiliser un autre procédé 25 pour réaliser la croissance d'un monocristal basé sur la formation sélective d'un germe de silicium, autre procédé dans lequel on évapore sous vide (pression inférieure à 133.10 6 Pa) du silicium en utilisant un canon à électrons afin de déposer le silicium sur 30 un substrat chauffé. Dans le procédé à épitaxie par faisceau moléculaire sous vide très poussé (inférieur à 133.10-9 Pa) en particulier, il est connu qu'un faisceau de silicium commence à réagir avec le SiO2 lorsque la température du substrat est supérieur à.900 C, de 35 sorte que la nucléation du silicium sur le SiO2 est tota- lement supprimée (T. Yonehara, S. Yoshioka et S. Miyazawa, Journal of Applied Physics 53, 10, page 68839, 1983). En utilisant la technologie ci-dessus, 5 on a formé des noyaux uniques de silicium avec une sélectivité parfaite des divers nitrures de silicium formés sur le SiO2 pour former, en conséquence, du silicium monocristallin. Les conditions de déposition étaient les suivantes: un vide inférieur à 133.10-8 Pa, 14 une intensité du faisceau de silicium de 9,7 x 104 atomes/cm2.s, et une température du substrat de 900 à 1000 C. Dans ce cas, un produit de réaction du SiO2, ayant une pression de vapeur extrêmement élevée, 15 a été obtenu par la réaction de SiO2 + Si 2SiO, de sorte que le SiO2 lui-même a été attaqué par le silicium évaporé. Par contre, le phénomène d'attaque cidessus n'est pas apparu sur le nitrure de silicium, mais 20 des germes ont été formés et un silicium monocristallin a également été formé. A la place du nitrure de silicium, on peut utiliser de l'oxyde de tantale (Ta205), du nitrure-oxyde de silicium (SiON) ou d'autres matières, comme matière 25 de surface de déposition ayant une densité de nucléation élevée, pour obtenir des effets similaires. Une telle matière, façonnée sous une forme très ténue, peut être utilisée pour la formation de silicium monocristallin. En utilisant le procédé de croissance d'un monocristal décrit en détail ci-dessus, on a formé le silicium monocristallin dans l'évidement de la couche isolante 2 des formes de réalisation précédentes. Les figures 12A à 12C montrent les opéra35 tions de formation de silicium monocristallin des formes de réalisation précédentes. Tout d'abord, comme montré sur la figure 12A, on a formé un évidement dans la couche isolante 2 de SiO2 par attaque chimique. Une quantité très ténue de matière (Si3N4) 20, ayant une densité de nucléation différente, a été formée sur l'évidement. Puis on a fait croître du silicium monocristallin avec une impureté gazeuse de type p afin de remplir l'évidement de silicium monocristallin de type p, comme montré sur la figure 12B. On a ensuite 10 formé la région p 14 en égalisant la surface. Puis, comme montré sur la figure 12C, on a formé un film d'oxyde sur la surface de la région p 14 afin de constituer une région n 16 et une région + n 17 par implantation ionique. Comme décrit plus en détail précédemment, dans les formes de réalisation du dispositif photoélectrique de l'invention, un condensateur destiné à commander la région d'électrode de commande est formé sous la région de conversion photo-électrique afin 20 que la partie faisant écran à la lumière de la surface de réception de la lumière soit réduite en comparaison avec un-dispositif classique, ce qui agrandit la dime.nsion de l'ouverture. Il va de soi que de nombreuses modifications 25 peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de conversion photo-électrique, caractérisé en ce qu'il comporte un transistor constitué d'une région d'électrode principale d'un 5 premier type de conductivité et d'une région d'électrode de commande d'un second type de conductivité, opposé au premier type de conductivité, et un condensateur (13) dans un état flottant, destiné à commander le potentiel de la région d'électrode de commande, le 10 dispositif de conversion photo-électrique travaillant de façon à stocker des porteurs induits par la lumière dans la région d'électrode de commande, à lire la tension stockée et à régénérer les porteurs stockés, le dispositif de conversion photo-électrique étant formé 15 de façon à présenter une structure multicouche telle qu'au moins ledit condensateur destiné à commander le potentiel de la région d'électrode de commande soit formé sous une région de conversion photo-électrique o lesdits porteurs sont induits par la lumière. 2. Dispositif de conversion photo-électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la région de conversion photo-électrique est formée sur une couche isolante (3). 3. Dispositif de conversion photo-électrique 25 selon la revendication 2, caractérisé en ce que la région de conversion photo-électrique est réalisée sous la forme d'une diode comprenant une première région semiconductrice (14) du second type de conductivité et une seconde région semiconductrice (16) du premier 30 type de conductivité, la région de conversion photoélectrique étant réalisée sous la forme d'une couche supérieure, tandis que le transistor et le condensateur sont réalisés sous la forme d'une couche inférieure, et la région d'électrode de commande du transistor 35 étant connectée électriquement à la première région semiconductrice de ladite région de conversion photoélectrique. 4. Dispositif de conversion photo-électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que 5 ladite région de conversion photo-électrique comporte ledit transistor, la région d'électrode de commande est formée dans la partie la plus basse de la région de conversion photo-électrique, et le condensateur est formé par réalisation d'une électrode (9) audessous 10 de ladite région d'électrode de commande, une couche isolante (3) étant intercalée entre elles.