Brevet FR2880990A1 — publié le 20060721

Dispositif semi-conducteur optique à diodes photo-sensibles et procédé de fabrication d'un tel dispositif La présente invention concerne le domaine des dispositifs semiconducteurs optiques comprenant une structure de diodes photo-sensibles. Le document US-A-6 455 836 décrit un dispositif semi-conducteur photosensible qui comprend, au-dessus d'une couche de base, une couche intermédiaire en un matériau photosensible, des électrodes inférieures en saillie dans cette couche et une couche supérieure incluant une électrode supérieure. Un puits latéral traverse la couche intermédiaire et la couche supérieure. La couche de base comprend des moyens de connexion qui sont reliés sélectivement aux électrodes inférieures et qui comprennent des plots de liaison placés dans le fond du puits précité. Une couche locale en un matériau non transparent conducteur de l'électricité recouvre certaines des diodes pour constituer une barrière optique et s'étend le long des flancs et dans le fond dudit puits afin de relier électriquement ladite électrode supérieure auxdits plots de liaison électrique. Une telle disposition n'est pas adaptée pour mettre en oeuvre les machines habituelles de fabrication, notamment de planarisation, et nécessite une opération ultime délicate de réalisation de ladite couche locale. La présente invention a pour but de proposer un dispositif semiconducteur optique à diodes photo-sensibles de structure et de mode de fabrication simplifiés. La présente invention a tout d'abord pour objet un dispositif semiconducteur comprenant, dans une zone, une structure de diodes photosensibles comprenant une matrice d'électrodes inférieures, une couche intermédiaire en un matériau photosensible formée sur ladite matrice d'électrodes inférieures et au moins une électrode supérieure formée sur ladite couche intermédiaire Selon l'invention, le dispositif comprend, en dessous de ladite couche intermédiaire, des moyens de liaison électrique comprenant au moins un plot de contact électrique et au moins un plot de liaison électrique. Selon l'invention, le dispositif comprend au moins un via de connexion électrique traversant au moins ladite couche intermédiaire et reliant ladite électrode supérieure audit plot de contact électrique Selon l'invention, le dispositif présente au moins un puits formé à l'extérieur de ladite zone et traversant au moins ladite couche intermédiaire, ce puits découvrant ledit plot de liaison électrique. Selon l'invention, le dispositif comprend de préférence une couche inférieure diélectrique dans laquelle sont formés ladite matrice d'électrodes inférieures et ledit au moins un plot de contact électrique et, en dessous de cette couche inférieure, une couche de base dans laquelle est formé ledit au moins un plot de liaison électrique, ledit au moins un puits traversant cette couche inférieure pour découvrir ce plot de liaison électrique. Selon l'invention, le dispositif comprend de préférence une couche supérieure comprenant une première couche constituant ladite seconde électrode et une seconde couche en un matériau conducteur de l'électricité, ledit au moins un via et ledit au moins un puits traversant cette couche supérieure. Selon l'invention, le dispositif comprend de préférence une couche locale non transparente, recouvrant partiellement ladite structure de diodes photo-sensibles. Selon l'invention, ladite couche locale est de préférence en un matériau conducteur de l'électricité, ledit au moins un via étant relié à cette couche locale. Selon l'invention, le dispositif comprend de préférence au moins une couche extérieure transparente de protection. La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un dispositif semi-conducteur optique comprenant une multiplicité de diodes photo-sensibles comprenant des électrodes inférieures et au moins une électrode supérieure séparées par une couche intermédiaire en un matériau photosensible. Selon l'invention, ce procédé consiste: à réaliser une couche de base comprenant des moyens de connexion électrique; à former une couche inférieure diélectrique au-dessus de ladite couche de base; à former dans ladite couche inférieure une matrice d'électrodes inférieures sélectivement reliés auxdits moyens de connexion électrique; à réaliser une couche intermédiaire en un matériau photosensible sur ladite couche inférieure; à former une couche supérieure en un matériau transparent conducteur de l'électricité ; à former au moins un via en un matériau conducteur de l'électricité au travers desdites couches intermédiaire et supérieure de façon à relier électriquement ladite couche supérieure et au moins l'une desdites électrodes inférieures; et à réaliser au moins un puits au travers desdites couches inférieure, intermédiaire et supérieure de façon à découvrir au moins un plot de liaison électrique desdits moyens de connexion électrique relié audit au moins un via. Selon l'invention, ledit au moins un via est de préférence réalisé audessus de l'électrode inférieure correspondante. Selon l'invention, le procédé consiste de préférence à former une couche supérieure comprenant une première couche en un premier matériau conducteur de l'électricité et une seconde couche en un second matériau conducteur de l'électricité. Selon l'invention, le procédé consiste de préférence à former une couche locale en un matériau non transparent au-dessus de ladite couche supérieure et s'étendant partiellement au-dessus de ladite multiplicité de diodes photo-sensibles. Selon l'invention, le procédé consiste de préférence à former une couche extérieure de protection en un matériau transparent. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de dispositifs semiconducteurs optiques à diodes photo-sensibles décrits à titre d'exemples non-limitatifs et illustrés schématiquement par le dessin sur lequel: - La figure 1 représente une vue en coupe d'un dispositif semi-conducteur optique selon l'invention; - La figure 2 représente une vue de dessus du dispositif de la figure 1; - La figure 3 représente une première étape de fabrication du dispositif de la figure 1, selon une vue en coupe - La figure 4 représente une vue de dessus de la figure 3; - La figure 5 représente une seconde étape de fabrication du dispositif de la figure 1, selon une vue en coupe - La figure 6 représente une troisième étape de fabrication du dispositif de la figure 1, selon une vue en coupe - La figure 7 représente une quatrième étape de fabrication du dispositif de la figure 1, selon une vue en coupe - La figure 8 représente une vue en coupe d'une variante de réalisation du dispositif de la figure 1; - Et la figure 9 représente une vue en coupe d'une autre variante de réalisation du dispositif de la figure 1. En se reportant aux figures 1 et 2, on peut voir qu'on a représenté un dispositif semi-conducteur 1 à l'état final. Ce dispositif 1 comprend une couche de base diélectrique 2 qui inclut des moyens de connexion électrique 3 affleurant sa surface et, sur cette couche de base, une couche inférieure 4 diélectrique. Cette couche inférieure 4 inclut, sur une zone 5, une matrice 6 d'électrodes inférieures 7 affleurant sa surface et sélectivement reliées aux moyens de connexion électrique 3 par des vias 8 de connexion électrique. Les électrodes inférieures 7 peuvent être en particulier en Chrome ou en Silicium dopé (n). Sur la couche inférieure 4, le dispositif 1 comprend une couche intermédiaire 9 en un matériau photosensible qui peut être en particulier en Silicium amorphe ou polymorphe. Sur la couche intermédiaire 9, le dispositif 1 comprend une couche supérieure transparente 10 constituée par une première couche l0a en un premier matériau conducteur de l'électricité, constituant une électrode supérieure, et une première couche l0b en un second matériau conducteur de l'électricité. La première couche l0a peut être en particulier en Silicium dopé (p) et la seconde couche 10b peut être en particulier en Indium Tin Oxyde (ITO). Sur la couche intermédiaire 10, le dispositif 1 comprend une couche extérieure transparente isolante 11 de protection. Sur la couche extérieure 1l, le dispositif 1 comprend une couche locale non-transparente 12 qui, dans l'exemple, s'étend sous la forme d'un anneau recouvrant les électrodes inférieures de deux ou trois rangées extérieures de la matrice 6. Cette couche locale 12 peut être en particulier en métal de type Al ou Ti/TiN. Le dispositif 1 présente des trous 13 qui s'étendent au travers des couches 9, 10 et 11 précitées, entre la couche locale 12 et les électrodes inférieures 7a de la rangée extérieure de la matrice 6 d'électrodes inférieures. Ces trous sont remplis d'un matériau conducteur d'électricité, par exemple de Cuivre, constituant des vias 14 de connexion électrique de la couche 10 par contact latéral aux électrodes inférieures 7a qui constituent des plots de contact électrique. Il résulte de ce qui précède qu'à l'exception de la zone 20. périphérique correspondant aux vias 14 associés aux électrodes inférieures 7a, le dispositif 1 comprend une structure 6a de diodes photosensibles formées entre les électrodes inférieures restantes 7b et l'électrode supérieure 10a. Les diodes photosensibles situées en face de l'ouverture centrale de la couche annulaire locale 12 sont sensibles à la lumière extérieure et les diodes photosensibles situées en dessous de cette couche annulaire locale 12, non transparente, n'y sont pas sensibles. A l'extérieur de la zone 5 et donc de la couche annulaire locale 12, le dispositif 1 présente une multiplicité de puits 15 répartis à sa périphérie, qui traversent les couches 4, 9, 10 et 11. Ces puits découvrent des plots de liaison électrique 16 qui sont sélectivement reliés aux moyens de connexion électrique 3. En particulier, un puits 15a découvre un plot de liaison électrique 16a exclusivement relié aux électrodes 7a et donc à l'électrode supérieure 10 par l'intermédiaire des vias 14, par l'intermédiaire d'une branche 3a. Le dispositif 1 est connectable à tout autre moyen électrique ou électronique par l'intermédiaire de fils de connexion électrique 17 dont les extrémités sont respectivement introduites dans les puits 15 et soudées sur les plots de liaison électrique correspondants. En se reportant aux figures 3 à 8, on va maintenant décrire un mode de fabrication du dispositif semi-conducteur 1 décrit ci-dessus, en mettant en oeuvre les techniques connues notamment de gravure, de dépôt et de planarisation. Comme le montrent les figures 3 et 4, après avoir réalisé les moyens de connexion 3 dans la couche de base 2 et avoir planarisé sa surface, on procède au dépôt de la couche inférieure 4. On réalise les vias 8 puis la matrice 6 d'électrodes inférieures 7. Comme le montre la figure 5, après avoir planarisé la surface de la couche 4 incluant les vias 8 et les électrodes inférieures 7, on procède au dépôt de la couche intermédiaire, de la couche 10, en déposant successivement sa première couche l0a et sa seconde couche 10b, et de la couche extérieure 11, en procédant éventuellement à des opérations intermédiaires de planarisation. Comme le montre la figure 6, on procède à la réalisation des trous 13 au travers de couches 9, 10 et 11, jusqu'au-dessus des électrodes inférieures périphériques 7a. Comme le montre la figure 7, on procède à la réalisation des vias 14 puis à la réalisation de la couche locale 12. Enfin, on procède à la réalisation des puits 15 au travers des couches 4, 9, 10 et 11 jusqu'aux plots de liaison 16 de façon à obtenir en définitive le dispositif tel que représenté sur les figures 1 et 2. Comme le montrent les figures 2 et 4, on réalise de préférence plusieurs dispositifs 1 situés les uns à côté des autres sur une couche de base 2 commune, en exécutant les opérations précitées en commun. On individualise ensuite chaque dispositif 1 par exemple par sciage. En se reportant à la figure 8, on voit que, selon une variante, on pourrait éventuellement déposer une couche extérieure transparente supplémentaire de protection lia sur l'avant de la couche extérieure 10 et de la couche locale 12. En se reportant à la figure 9, on voit que, selon une autre variante, on pourrait former les vias 14 au travers des couches 9 et 10, former la couche locale 12 sur la couche supérieure 10, puis éventuellement former la couche extérieure de protection 11 sur l'avant de cette couche supérieure 10 et de cette couche locale 12. La présente invention ne se limite pas aux exemples ci-dessus décrits. En particulier, la couche locale 12 pourrait ne pas faire le tour de la matrice 6 et être par exemple limitée à un côté de cette matrice. Le nombre de vias 14 pourrait être réduit et ces vias pourraient n'être prévus que sur une partie de la périphérie de la matrice 6. Bien d'autres variantes sont possibles sans sortir du cadre défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Dispositif semi-conducteur comprenant, dans une zone (5), une structure de diodes photo-sensibles comprenant une matrice (6) d'électrodes inférieures (7), une couche intermédiaire (9) en un matériau photosensible formée sur ladite matrice d'électrodes inférieures et au moins une électrode supérieure (l0a) formée sur ladite couche intermédiaire, caractérisé par le fait qu'il comprend, en dessous de ladite couche intermédiaire, des moyens de liaison électrique (3a) comprenant au moins un plot de contact électrique (7a) et au moins un plot de liaison électrique (16a), qu'il comprend au moins un via de connexion électrique (14) traversant au moins ladite couche intermédiaire et reliant ladite électrode supérieure audit plot de contact électrique et qu'il présente au moins un puits (15a) formé à l'extérieur de ladite zone (5) et traversant au moins ladite couche intermédiaire (9), ce puits (15a) découvrant ledit plot de liaison électrique (16a). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend une couche inférieure diélectrique (4) dans laquelle sont formés ladite matrice d'électrodes inférieures (7) et ledit au moins un plot de contact électrique (7a) et, en dessous de cette couche inférieure, une couche de base (2) dans laquelle est formé ledit au moins un plot de liaison électrique (16a), ledit au moins un puits (15a) traversant cette couche inférieure (4) pour découvrir ce plot de liaison électrique (16a). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il comprend une couche supérieure (10) comprenant une première couche constituant ladite seconde électrode (l0a) et une seconde couche (10b) en un matériau conducteur de l'électricité, ledit au moins un via (14) et ledit au moins un puits (16a) traversant cette couche supérieure (10). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend une couche locale (12) non transparente, recouvrant partiellement ladite structure (6) de diodes photo-sensibles. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ladite couche locale (12) est en un matériau conducteur de l'électricité, ledit au moins un via étant relié à cette couche locale. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une couche extérieure transparente de protection (11, 11a). 7. Procédé de fabrication d'un dispositif semi-conducteur comprenant une multiplicité de diodes photo-sensibles comprenant des électrodes inférieures et au moins une électrode supérieure séparées par une couche intermédiaire en un matériau photosensible, caractérisé par le fait qu'il consiste: - à réaliser une couche de base (2) comprenant des moyens de connexion électrique (3), - à former une couche inférieure diélectrique (4) au-dessus de ladite couche de base, - à réaliser dans ladite couche inférieure (4) une matrice (6) d'électrodes inférieures (7) sélectivement reliés auxdits moyens de connexion électrique, - à réaliser une couche intermédiaire (9) en un matériau photosensible sur ladite couche inférieure, - à former une couche supérieure (10) en un matériau transparent conducteur de l'électricité - à réaliser au moins un via (14) en un matériau conducteur de l'électricité au travers desdites couches intermédiaire et supérieure de façon à relier électriquement ladite couche supérieure et au moins l'une desdites électrodes inférieures, - et à réaliser au moins un puits (15a) au travers desdites couches inférieure, intermédiaire et supérieure de façon à découvrir au moins un plot de liaison électrique (16a) desdits moyens de connexion électrique, relié audit au moins un via (14). 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ledit au moins un via (14) est réalisé au-dessus de l'électrode inférieure correspondante (7a). 9. Procédé selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé par le fait qu'il consiste à former une couche supérieure (10) comprenant une première couche (l0a) en un premier matériau conducteur de l'électricité et une seconde couche (10b) en un second matériau conducteur de l'électricité. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé par le fait qu'il consiste à former une couche locale (12) en un matériau non transparent au-dessus de ladite couche supérieur et s'étendant partiellement au-dessus de ladite multiplicité de diodes photo-sensibles. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé par le fait qu'il consiste à former une couche extérieure de protection (11, 1 1 a) en un matériau transparent.