Brevet FR2735243A1 — publié le 19961213

La présente invention concerne de façon géné- rale la détection de rayons gamma et elle concerne plus particulièrement des détecteurs de rayons gamma à semiconducteurs. Les rayons gamma ont des longueurs d'onde qui sont inférieures à 10-10 mètre et des énergies (Ey) qui sont inversement proportionnelles à leurs lon- gueurs d'onde. Lorsqu'ils interagissent avec un se- miconducteur qui a une bande d'énergie interdite Eg, approximativement Ey/3Eg paires électron-trou sont générées (le nombre 3 dans cette équation est un facteur de rendement). Par exemple, l'énergie de bande interdite du tellurure de cadmium (CdTe) est approximativement de 1,5 eV. Par conséquent, un rayon gamma ayant une énergie Ey = 150 keV générera 150 x 103/4,5 = 33,3 x 103 paires électron-trou. Le CdTe et le tellurure de cadmium-zinc (CdZnTe) se sont avérés être particulièrement utiles dans le domaine de la détection des rayons gamma. Chacun de ces semiconducteurs composés a une bande d'énergie interdite large et on peut le faire croî- tre par des processus, par exemple le procédé d'élé- ment chauffant mobile (ou THM pour "traveling heater method") et le procédé Bridgman, qui donnent des cristaux à résistivité élevée (pour avoir des dé- tails supplémentaires concernant la croissance, on se référera à l'article de Sen, S. et al. "Crystal Growth of Large-Area Single- Crystal CdTe and CdZnTe", Journal of Crystal Growth 86, 1988, North- Holland, Amsterdam, pages 111-117). Ces deux paramè- tres, c'est-à-dire une bande interdite large et une résistivité élevée, évitent l'apparition de courants de fuite produisant du bruit. De plus, du_fait que Cd et Te ont des numéros atomiques relativement éle- vés (48 et 50), ils présentent un grand nombre d'électrons pour l'interaction avec des rayons gamma incidents. Ceci favorise la génération d'électrons- trous et facilite la production de signaux de cou- rant détectables. Enfin, la technologie de fabrica- tion de ces semiconducteurs est arrivée à un degré de maturité auquel des produits conçus pour les con- tenir sont commercialement viables. On ajoute de fa- çon caractéristique Zn à CdTe pour élargir encore davantage la bande interdite. Cependant, le pourcen- tage de Zn est habituellement limité du fait de son faible numéro atomique. CdTe et CdZnTe sont respectivement des semi- conducteurs composés binaire et ternaire qui sont formés à partir d'éléments des colonnes II et VI du tableau périodique. On les appelle donc de façon ca- ractéristique des semiconducteurs II-VI. Un semicon- ducteur ternaire est quelquefois appelé un alliage semiconducteur, du fait qu'un seul sous-réseau du cristal semiconducteur est utilisé de manière parta- gée dans une composition d'alliage. La composition d'alliage de CdZnTe s'écrit de façon caractéristique sous la forme CdlxZnxTe, ce qui signifie que des atomes de Zn et des atomes de Cd sont mélangés de façon aléatoire dans le sous-réseau de groupe II du cristal, dans le rapport de fractions molaires de x et l-x. Dans cette composition, tous les sites du sous-réseau du groupe VI sont occupés par des atomes de Te. On peut aisément étendre ce type de nomencla- ture à des composés quaternaires. Par exemple, InxGalxyAlyAs décrit un composé III-V dans lequel des atomes d'In, des atomes de Ga et des atomes d'Al sont mélangés de façon aléatoire dans le sous-réseau du groupe III du cristal, dans le rapport_-de frac- tions molaires de x, y et 1-x-y. On attribue habi- tuellement la désignation x ou y à l'élément ou aux éléments qui ont un pourcentage d'alliage minori- taire. On utilise des détecteurs fabriqués avec CdTe et CdZnTe pour former des compteurs de rayons gamma et des spectromètres de rayons gamma. Un compteur de rayons gamma fournit un simple comptage de rayons gamma incidents. En plus, un spectromètre de rayons gamma fait la distinction entre des niveaux d'éner- gie de rayons gamma incidents, de façon à déterminer la population de rayons gamma à chaque niveau d'énergie incidente (ou chaque longueur d'onde inci- dente). On utilise des spectromètres de rayons gamma dans une variété de domaines techniques, par exemple la médecine nucléaire, la caractérisation de combus- tibles nucléaires, l'astronomie à bord de satellites et l'analyse chimique dans des puits de pétrole. Pour des considérations de contexte supplémentaires concernant des détecteurs au CdTe, et pour des modè- les de niveaux d'énergie qui sont associés à des dé- fauts cristallins, on se référera à l'article de Siffert P., "Cadmium Telluride Detectors and Appli- cations", Material Resource Symposium Proceedings, Vol. 16, 1983, pages 87-114. Dans un spectromètre de rayons gamma, une po- larisation électrique est appliquée de façon carac- téristique pour balayer des porteurs de charge (électrons et trous) provenant du détecteur, pour former une impulsion de courant détectable. L'ampli- tude de l'impulsion est proportionnelle au nombre de paires électron- trou qui sont générées (c'est-à-dire inversement proportionnelle à la longueur d'onde du rayonnement), et la durée de l'impulsion est fonc- tion des temps de collecte d'électrons et de trous. En pratique, un certain nombre de -facteurs diminuent l'amplitude et augmentent la durée des im- pulsions détectées. Ces facteurs occasionnent une dégradation de l'aptitude du spectromètre à faire la distinction entre des longueurs d'onde de rayons gamma (c'est-à-dire sa résolution). Parmi les fac- teurs les plus importants figurent des défauts in- trinsèques et étrangers dans le cristal de semicon- ducteur du détecteur de rayons gamma. On a donc développé des procédés pour réduire le nombre de défauts étrangers, c'est-à-dire la quantité d'impuretés, dans CdTe et CdZnTe. Une tech- nique consiste à réduire des impuretés dans les ma- tériaux de départ consistant en Cd et Te élémentai- res, par exemple par les processus de distillation et d'affinage de zone. Une autre technique consiste à réduire la quantité d'impuretés dans des cristaux de CdTe et CdZnTe après croissance, par exemple par piégeage de dommages de surface. On a également re- cuit des tranches de CdTe en présence de vapeur de Cd, dans le but d'améliorer la qualité cristalline en ajustant les caractéristiques stoechiométriques du cristal et en réduisant des précipités de Te. Des procédés pour réduire des défauts intrin- sèques étendus et ponctuels ont généralement été centrés sur la commande de conditions de croissance du cristal. Par exemple, on peut manipuler soigneu- sement la température, des taux de variation en rampe de la température, la surpression de vapeur et la direction de croissance, pour limiter des défauts cristallins étendus, par exemple des joints de grains et des joints de macles. De façon caractéris- tique, on a accordé une plus faible priorité à la réduction de défauts ponctuels intrinsèques, par exemple des lacunes (un atome manquant à un site du réseau cristallin) et des défauts interstitiels (un atome placé entre des sites du réseau). La présente invention porte sur des détec- teurs de rayons gamma qui présentent une meilleure résolution et sur des procédés de fabrication de ces détecteurs. L'amélioration de la résolution est ob- tenue par la reconnaissance du fait que des défauts ponctuels intrinsèques dans des semiconducteurs con- sistant en CdTe et CdZnTe, par exemple des lacunes de Cd, dégradent la résolution de rayons gamma de ces semiconducteurs, du fait qu'ils produisent des centres pour une recombinaison électron-trou pré- coce, et pour retarder des trous et des électrons. L'amélioration est obtenue en reconnaissant en outre qu'il est possible de réduire des lacunes de Cd par l'introduction d'atomes de Hg dans le sous-réseau du groupe II de CdTe et CdZnTe, en pourcentages d'al- liage limités, par exemple Le procédé de fabrication qui est utilisé par l'invention introduit un ensemble d'atomes de Hg dans un semiconducteur du type CdTe et CdZnTe, de façon que certains au moins des atomes de Hg occu- pent différentes lacunes de Cd, pour créer un cris- tal de semiconducteur HgxCdlxyZnyTe, dans lequel 0 Un mode de réalisation d'un détecteur com- prend des premier et second contacts ohmiques qui sont joints respectivement à des premier et second côtés d'une couche de détecteur consistant en HgxCdl-x-yZnyTe, avec 0 Un autre mode de réalisation d'un détecteur comprend une couche de semiconducteur consistant en HglzCdzTe dopé avec le type p, et une couche de se- miconducteur consistant en HglzCdzTe dopé avec le type n, qui sont disposées de façon à former des première et seconde hétérojonctions avec une couche de détecteur consistant en HgxCdlxyZnyTe, avec 0 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La suite de la description se réfère aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est un schéma d'un détecteur de rayons gamma conforme à la présente invention; le détecteur est représenté en association avec un cir- cuit de détection de courant; La figure 2 est un schéma donné à titre d'exemple pour le circuit de détection de courant de la figure 1; La figure 3 est une représentation graphique d'impulsions de rayons gamma détectées, à la sortie de l'exemple de circuit de détection de la figure 2, comparant une forme d'impulsion qui a été produite dans le détecteur de la figure 1 avec des formes d'impulsions qui ont été produites dans des détec- teurs de l'art antérieur; La figure 4 est une représentation graphique de spectres de hauteur d'impulsions à la sortie de l'exemple de circuit de détection de la figure 2, comparant un spectre qui a été produit dans le dé- tecteur de la figure 1 avec un spectre qui a été produit dans des détecteurs de l'art antérieur; La figure 5 est un schéma de sous-réseau d'un semiconducteur consistant en CdTe dans un détecteur de rayons gamma caractéristique; La figure 6 est un schéma de sous-réseau d'un semiconducteur consistant en CdZnTe dans le détec- teur de rayons gamma de la figure 1; La figure 7 est un diagramme des bandes d'énergie et de niveaux d'énergie de défauts ponc- tuels dans le semiconducteur consistant en CdTe ca- ractéristique; La figure 8 est un diagramme qui illustre la recombinaison électron-trou et le retard qui résul- tent des défauts ponctuels intrinsèques qui sont il- lustrés sur la figure 7; et La figure 9 est un schéma d'un autre détec- teur de rayons gamma conforme à la présente inven- tion; le détecteur est représenté en association avec un circuit de détection de courant. La figure 1 illustre un détecteur de rayons gamma 20 conforme à la présente invention. Un rayon- nement gamma incident 22 génère des porteurs de cou- rant dans le détecteur 20, et sous l'influence d'une polarisation électrique d'un circuit de détection 24 associé, ces porteurs forment un courant 26. Sous l'effet de ce courant, le circuit de détection 24 génère des signaux impulsionnels correspondants sur sa borne de sortie 28. Le détecteur 20 comporte une couche de détec- teur à semiconducteur 30 qui est formée par un semi- conducteur quaternaire II-VI HgxCdlxyZnyTe, avec 0 déposés (par exemple par évaporation ou par pulvéri- sation cathodique) sur chacune de ces faces. Des ma- tériaux appropriés pour les contacts ohmiques 35 et 36 comprennent l'or (Au) et le platine (Pt). Sur la figure 1, les contacts ohmiques 35 et 36 sont res- pectivement connectés aux bornes d'entrée 37, 38 du circuit de détection 24. Pour une détection efficace des rayons gamma, la couche 30 est de préférence intrinsèque. Son épaisseur 32 est sélectionnée conformément à l'ap- plication de détecteur prévue. Bien que des couches de détecteur plus minces soient plus faciles à fa- briquer, elles n'arrêteront pas autant de rayons gamma de haute énergie qu'une couche plus épaisse. D'autre part, l'augmentation de l'épaisseur 32 aug- mentera les temps de collecte d'électrons et de trous, ce qui augmente le temps de réponse de détec- teur, et augmentera également la probabilité de pié- geage de porteurs, ce qui diminue la hauteur d'im- pulsion du détecteur. Ces considérations conduisent généralement à une épaisseur 32 préférée qui est dans la plage de 0,5-10 millimètres. Dans le fonctionnement du détecteur de la fi- gure 1, chaque rayon gamma incident dans le rayonne- ment 22 fera apparaître une impulsion sur la borne de sortie 28. La forme de chaque impulsion est dé- terminée principalement par la structure du détec- teur 20 et par la structure du circuit de détection 24. Pour illustrer la résolution améliorée du détec- teur 20, on utilisera l'exemple de circuit de détec- tion 24A de la figure 2. Le circuit 24A comprend un différentiateur 44, un intégrateur 46 et un amplifi- cateur de sortie 48 qui sont connectés en série en- tre les bornes d'entrée 37, 38 et la borne de sortie 28. Le différentiateur 44 est constitué par un am- plificateur série 50 et par un condensateur 52 et une résistance shunt 54. L'intégrateur 46 est cons- titué par un amplificateur série 56 et par une ré- sistance 58 et un condensateur shunt 59. Les élé- ments sont connectés à une masse du circuit qui est également connectée à la borne d'entrée de masse 38. La courbe 60 de la figure 3 illustre une seule impulsion 62, telle qu'elle apparaît sur la borne de sortie 28 du circuit de détection 24A. L'impulsion 62 est produite par le détecteur de rayons gamma 20. En comparaison, les impulsions 64 et 66 (représentées par des lignes en pointillés) sont des impulsions caractéristiques qui proviennent du circuit de détection 24A lorsqu'on substitue CdTe ou CdZnTe à la couche de détecteur 30 dans le détec- teur 20. Du fait que ces derniers semiconducteurs ont davantage de défauts ponctuels intrinsèques, leur amplitude d'impulsion est diminuée et la durée d'impulsion est allongée. L'étendue de cette dégra- dation de l'impulsion varie avec la partie du semi- conducteur qui est associée au rayon gamma incident. Ceci est indiqué par l'amplitude et la durée diffé- rentes des impulsions 64, 66. Dans le spectromètre de rayons gamma, on traite un grand nombre d'impulsions reçues, et on génère un spectre de hauteur d'impulsion qui repré- sente graphiquement le nombre d'impulsions reçues à chaque hauteur d'impulsion. Du fait que la hauteur de chaque impulsion est fonction de la longueur d'onde du rayon gamma qui l'a produite, le spectre de hauteur d'impulsion résout la longueur d'onde et l'intensité du rayonnement gamma incident. Un ensem- ble d'impulsions qui ont la forme de l'impulsion 62 de la figure 3 généreront une raie spectrale 72, comme représenté dans le spectre de hauteur d'impul- sion 70 de la figure 4. En comparaison, les impul- sions dégradées 64, 66 de la figure 3 généreront une raie spectrale 74 (représentée par une ligne en pointillés). La structure du détecteur 20 améliore notablement la résolution du spectre de hauteur d'impulsion. On va maintenant considérer la structure dé- taillée du détecteur de rayons gamme 20 qui facilite l'obtention des meilleures performances de spectro- mètre qui sont représentées sur la figure 4, et on va considérer en particulier la structure cristal- line de la couche de détecteur 30 de la figure 1. Dans un cristal de semiconducteur parfait, tous les atomes seraient disposés à des sites atomiques pla- cés de façon uniforme. Cependant, dans u- cristal réel, divers défauts cristallins se produisent. Ceux-ci comprennent des défauts linéaires ou dislo- cations, par exemple des dislocations de bord et en vis, et des défauts plans, par exemple des joints de grains et des défauts d'empilement. Plus en rapport avec la présente invention, des défauts cristallins comprennent également des défauts ponctuels, comme représenté sur la figure 5, qui montre le sous-réseau de groupe II, 80, d'un se- miconducteur CdTe caractéristique. La disposition d'atomes de Cd, 82, dans le sous-réseau 80, comprend une lacune de Cd, 84, et un atome de cadmium 86 dans un site interstitiel. D'autres défauts ponctuels dans le sous-réseau 80 sont illustrés sous la forme d'un atome d'impureté 88 qui occupe un site atomique normal (une impureté en position de substitution) et un atome d'impureté 89 qui est dans un site atomique interstitiel (une impureté interstitielle). La la- cune de cadmium 84 et l'atome de cadmium intersti- tiel 86 sont appelés de façon caractéristique des "défauts ponctuels intrinsèques", par opposition à l'impureté en position de substitution 88 et à l'im- pureté interstitielle 89 qui sont appelées de façon caractéristique des "défauts ponctuels étrangers". Lorsque des défauts ponctuels intrinsèques et des défauts ponctuels étrangers apparaissent à proximité30 immédiate, on dit qu'ils sont "complexés". Par opposition, la figure 6 illustre le sous- réseau du groupe II, 90, dans la couche de détecteur de la figure 1, consistant en HgxCdl_xyZnyTe. Le sous-réseau 90 est similaire au sousréseau 80, et les éléments semblables sont désignés par des réfé- rences numériques semblables. Cependant, dans le sous-réseau 90, la lacune de Cd, 84, de la figure 5, est remplie par un atome de mercure (Hg) 92. On peut décrire la signification de cette réduction de dé- faut ponctuel en considérant les niveaux d'énergie de défauts ponctuels qui sont représentés dans l'exemple de modèle de niveaux d'énergie 100 de la figure 7 (voir l'article précité de Siffert, pour un examen plus approfondi du modèle). Le modèle 100 indique que chaque défaut ponc- tuel intrinsèque sur la figure 5 a un niveau d'éner- gie associé qui se trouve à l'intérieur de la bande d'énergie interdite Eg, entre les bandes de valence et de conduction du cristal de semiconducteur. Les niveaux d'énergie 102 et 104 correspondent respecti- vement à une lacune de cadmium qui a piégé un seul électron (V Cd) et à une lacune de cadmium qui a piégé deux électrons (V--Cd). Les niveaux d'énergie 106 et 108 correspondent à des complexes de lacunes de cadmium et d'atomes d'impuretés. En particulier, le niveau d'énergie 106 est associé à une lacune de cadmium qui a piégé deux électrons et à un atome d'impureté d'une espèce X qui a perdu un électron. Le niveau d'énergie 108 est associé à une lacune de cadmium qui a piégé deux électrons et à deux atomes d'impureté d'une espèce X qui ont perdu chacun un électron. (On a produit divers modèles de réseau cristallin pour définir les niveaux d'énergie de dé- fauts ponctuels intrinsèques et étrangers; voir par exemple l'article précité de Siffert). Les niveaux d'énergie de la figure 7 sont souvent appelés des centres de recombinaison ou de piégeage, ou simplement des "pièges", du fait de leur effet sur des porteurs de courant. Comme repré- senté sur la figure 8, les électrons et les trous qui sont générés par des rayons gamma incidents ont de façon caractéristique des énergies qui sont res- pectivement juste au-dessus de l'énergie de bord de la bande de conduction Ec et juste au-dessous de l'énergie de bord de la bande de valence _-Ev. Dans une forme de recombinaison, un électron 112 et un trou 114 se recombinent à un piège 116 dont le ni- veau d'énergie est profond dans la bande interdite 118, par exemple le piège 104 de la figure 7. D'autre part, un trou 120 peut tomber dans un piège 122 qui est proche de l'énergie de bord de la bande de valence Ev, par exemple le piège 102 de la figure 7. Au bout d'un certain retard, ce trou peut retourner à la bande de valence dans laquelle il est disponible pour la recombinaison ou la collecte à un moment ultérieur. D'une manière similaire, un élec- tron 124 peut être retardé dans un piège 126 qui est proche de l'énergie de bord de la bande de conduc- tion Ec, par exemple le piège 108 de la figure 7. L'énergie en excès de porteurs qui se recombinent dans des pièges dans la bande interdite 118 est gé- néralement emportée par des phonons dans un proces- * sus non radiatif, c'est-à-dire sous la forme de cha- leur qui est absorbée par le réseau cristallin. En général, des défauts ponctuels intrinsèques et étrangers donnent naissance à des niveaux d'énergie qui se comportent comme des centres de recombinaison ou comme des stations de retard pour des porteurs de courant. Des processus de recombinaison, exemplifiés par la recombinaison au piège 116 de la figure 8, occasionnent une réduction de niveaux d'impulsions détectées, comme représenté par des lignes en poin- tillés sur les figures 3 et 4. Le piégeage tempo- raire de porteurs, qui est exemplifié par la capture d'un trou dans le piège 122 de la figure 8, occa-35 sionne un élargissement d'impulsions détectées, comme représenté également par des lignes en poin- tillés sur les figures 3 et 4. La valeur de réduc- tion de hauteur et de l'allongement de durée dépen- dent de l'endroit auquel chaque rayon gamma tombe sur la touche de détecteur 30, c'est-à-dire qu'ils dépendent du nombre de centres de piégeage qui in- terviennent. Ces processus de dégradation d'impul- sions sont réduits dans le détecteur 20 de la figure 1 du fait que, comme représenté dans son sous-réseau de la figure 6, le nombre de lacunes de Cd a été réduit par des atomes de Hg en position de substitu- tion. Chaque atome de Hg qui remplit une lacune de Cd supprime effectivement ce site de piégeage du sous-réseau cristallin. Des atomes de Hg conviennent particulièrement bien pour cette substitution, du fait de leur mobilité élevée dans le réseau. Dans la mise en pratique de la présente in- vention, un processus d'introduction de Hg dans CdTe ou CdZnTe, consiste à recuire une tranche dans de la vapeur de Hg, à une température qui est pratiquement dans la plage de 300-600 C, pendant une durée qui est pratiquement dans la plage de 1-90 jours. On peut sélectionner une combinaison température-temps dans cette plage, pour faire en sorte que Hg occupe un faible pourcentage d'alliage des sites du réseau du groupe II. Du fait que ce processus est essen- tiellement destiné à remplir des lacunes de Cd, le pourcentage doit être limité à 5%, une limite plus préférable étant de 1%. Ceci conduira à une réduc- tion notable des défauts ponctuels intrinsèques de la tranche, tout en ayant un effet négligeable sur la bande interdite. Une pellicule de CdTe ou CdZnTe, par exemple de 30 micromètres ou moins, nécessite une plus courte durée de recuit, par exemple 1-24 heures. Un autre processus qui convient particulière- ment bien pour introduire Hg dans une pellicule (ou dans une zone mince proche de la surface d'un subs- trat épais) consiste à faire croître initialement par épitaxie une couche de HgCdTe sur la pellicule. Lorsque cette hétérostructure est recuite, le Hg est fourni par la couche de HgCdTe. Ensuite, la couche de HgCdTe peut être enlevée ou bien elle peut être laissée en place à titre de couche de contact, comme par exemple les couches 132 et 134 de la figure 9. On peut également mettre en oeuvre l'inven- tion en ajoutant des atomes de Hg pendant la crois- sance du matériau du détecteur. On peut placer du Hg élémentaire ou un composé tel que HgTe à proximité du cristal semiconducteur pendant sa croissance. Un exemple de processus de recuit pour intro- duire Hg dans une tranche de CdTe pourrait se dérou- ler à une température de 550 C. A cette température, le coefficient de diffusion rapide D pour Hg dans CdTe est de 3,9 x 10-11 cm2/s (Jones E.D. et al., "The diffusion of mercury in cadmium telluride", Journal of Crystal Growth 118, 1992, pages 1-13). Avec une durée de diffusion de 30 jours, la longueur de diffusion caractéristique est égale à 2(Dt)1/2 = micromètres (Grove, A.S., Physics and Technology of Semiconductor Devices, John Wiley & Sons, New York, 1967, page 46). La longueur caractéristique est la longueur sur laquelle le profil de concentra- tion de Hg diminuerait jusqu'à 16% de sa valeur de surface (en supposant qu'il obéisse à une fonction d'erreur complémentaire). La queue du profil s'étend beaucoup plus profondément que la longueur caracté- ristique. Du fait que seules des quantités de Hg de l'ordre de traces sont nécessaires pour une réduc- tion de défauts ponctuels intrinsèques, le Hg peut effectivement atteindre des sites de défauts dans toute l'épaisseur d'une couche beaucoup plus épaisse. On peut réduire le temps de traitement en faisant en sorte que la diffusion atteigne des faces opposées de la tranche. La figure 9 montre un autre détecteur de rayons gamma 130 conforme à la présente invention. Le détecteur 130 est également représenté en asso- ciation avec le circuit de détection 24. Le détec- teur 130 est similaire au détecteur 20 de la figure 1, et les éléments semblables sont désignés par des références numériques semblables. Cependant, le dé- tecteur 130 comprend une couche de semiconducteur HgCdTe de type p, 132, entre la couche de détecteur et un contact ohmique 133, et une couche de semi- conducteur HgCdTe de type n, 134, entre la couche de détecteur 30 et un contact ohmique 135. Par consé- quent, des hérojonctions 136 et 138 sont formées sur les faces opposées de la couche de détecteur 30. Les couches 132, 134 ont une épaisseur qui est pratique- ment dans la plage de 1-50 micromètres. Cette struc- ture p-i-n est pratiquement décrite dans le brevet des E.U.A. nO 5 391 882, qui a été délivré le 21 fé- vrier 1995 au nom de David R. Rhiger et cédé à Santa Barbara Research Center, qui est la demanderesse de la présente invention. Chacune des couches 132, 134 a la composition d'alliage Hg1_xCdxTe. La composition de chaque cou- che 132, 134 varie de préférence progressivement, de façon à avoir 0, 6 monotone entre l'hétérojonction et l'interface. Cette variation progressive fait en sorte que la bande interdite de chacune des couches 132, 134 aug- mente depuis son interface avec son contact ohmique respectif, jusqu'à son hétérojonction respective. La grande bande interdite à l'hétérojonction empêche l'injection de porteurs minoritaires dans la couche de détection 30, ce qui entraîne une réduction de signaux de bruit. La bande interdite plus faible au contact ohmique réduit la résistance ohmique au flux de porteurs majoritaires entre chaque contact ohmi- que et sa couche de semiconducteur adjacente. La couche de semiconducteur 132 est dopée avec un accepteur, par exemple l'arsenic (As), et la couche de semiconducteur 134 est dopée avec un don- neur, par exemple l'indium (In). Les contacts ohmi- ques 133 et 135 sont choisis pour la compatibilité avec les couches de type p et de type n, 132 et 134. Par exemple, le contact ohmique 133 peut consister en Au et le contact ohmique 135 peut consister en palladium (Pd). Les couches 132, 134 et 30 sont de préférence recuites, par exemple dans une atmosphère de Hg à 400-450 C, pendant une durée qui est pratiquement dans la plage de 0,5-4 heures, pour faire diffuser Cd et Hg à travers les hétérojonctions 136, 138, sans occasionner un mouvement notable des ions de dopant. Cette diffusion augmente les barrières de potentiel pour des porteurs minoritaires aux hétéro- jonctions 136, 138. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif et au procédé décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention. REVEND I CATIONS 1. Détecteur de rayons gamma, caractérisé en ce qu'il comprend: une couche de détecteur en semi- conducteur (30) ayant des première et seconde faces (33, 34), et consistant en HgxCdlxyZnyTe, avec 0 cond contacts ohmiques (35, 36) venant respective- ment en contact avec les première et seconde faces. 2. Détecteur de rayons gamma selon la reven- dication 1, caractérisé en ce les contacts ohmiques comprennent une couche de Pt. 3. Détecteur de rayons gamma, caractérisé en ce qu'il comprend: une couche de détecteur en semi- conducteur (30) consistant en HgxCdlxyZnyTe, avec 0 ducteur (132) dopée avec le type p, consistant en Hg1_zCdzTe et jointe à la couche de détecteur pour former une première hétérojonction (136), avec 0 la couche de détecteur pour former une seconde hété- rojonction (137), avec 0 en contact avec la couche dopée de type n. 4. Détecteur de rayons gamma selon la reven- dication 3, caractérisé en ce que 0 5. Détecteur de rayons gamma selon la reven- dication 3, caractérisé en ce que 0,6 z diminue de façon monotone entre la première hétéro- jonction et le premier contact ohmique; et 0,6 avec le second contact ohmique, et z diminue de fa- çon monotone entre la seconde hétérojonction et le second contact ohmique. 6. Procédé de détection de rayons gamma, ca- ractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivan- tes: on produit un cristal de semiconducteur (30) consistant en HgxCdlxyZnyTe, avec 0 consistant en HgxCdlxyZnyTe de façon qu'il inter- cepte les rayons gamma (22); et on détecte la pré- sence de paires électron-trou qui sont générées par l'interaction de certains des rayons gamma avec cer- tains des atomes du cristal. 7. Procédé selon la revendication 6, caracté- risé en ce que 0 8. Procédé selon la revendication 6, caracté- risé en ce que l'étape de production comprend les étapes suivantes: on obtient un cristal de semicon- ducteur consistant en Cdî_yZnyTe, avec 0 y de Cd, pour créer un cristal de semiconducteur con- sistant en HgxCdlxyZnyTe, avec 0 0 9. Procédé selon la revendication 8, caracté- risé en ce que l'étape d'introduction comprend les étapes suivantes: on fait croître une couche de se- miconducteur consistant en HgCdTe sur le cristal de semiconducteur consistant en CdlyZnyTe, pour former une hétérostructure; et on chauffe cette hété- rostructure avec une combinaison de température et de durée suffisante pour convertir le cristal de se- miconducteur consistant en CdlyZnyTe de façon à donner le cristal de semiconducteur consistant en HgxCdl-x-yZnyTe. 10. Procédé selon la revendication 6, carac- térisé en ce que l'étape de production comprend l'étape suivante: on fait croître un cristal de se- miconducteur consistant CdZnTe en présence d'une source de Hg, pour créer un cristal de semiconducteur consistant en HgxCdlxyZnyTe, avec 0