Brevet FR2918795A1 — publié le 20090116

B7871 - 06-GR1-350 1 CAPTEUR D'IMAGES A SENSIBILITE AMELIOREE Domaine de l'invention La présente invention concerne un capteur d'images réalisé sous forme monolithique destiné à être utilisé dans des dispositifs de prise de vue tels que, par exemple, des caméras, des caméscopes, des microscopes numériques, des appareils photographiques numériques ou des endoscopes. Plus particulièrement, la présente invention concerne un capteur d'images à base de semi-conducteur. Exposé de l'art antérieur Il existe deux grandes familles de capteurs d'images. Les capteurs d'images réalisés selon la technologie CCD (acronyme anglais pour Charge-Coupled Device) et les capteurs d'images réalisés selon la technologie CMOS (acronyme anglais pour Complementary Metal Oxyde Semiconducteur). Dans tous les cas, la lumière est convertie au niveau d'une couche d'un matériau semi-conducteur, par exemple du silicium, en signaux électriques exploitables. De façon classique, un capteur d'images réalisé de façon monolithique comprend des cellules photosensibles, ou pixels, comportant chacune un moyen de stockage de charges réalisé dans un substrat de silicium monocristallin, le moyen de stockage correspondant généralement à une photodiode pour un B7871 - 06-GR1-350 2 capteur CMOS et à une capacité MOS pour un capteur CCD. Un empilement de couches isolantes et conductrices recouvre le substrat et des pistes et des nias métalliques sont formés dans ces couches pour relier les moyens de stockage à d'autres campo- sants. Des microlentilles sont réparties sur la face supérieure de l'empilement de couches isolantes et conductrices, chaque lentille étant associée à un pixel et assurant la focalisation des rayons lumineux atteignant la face supérieure du capteur d'images vers le moyen de stockage du pixel associé. Dans le cas d'un capteur d'images en couleur, des filtres colorés peuvent être ajoutés sous les microlentilles de focalisation. Une telle structure de capteur d'images est appelée capteur d'images éclairé par la face avant. Selon un autre exemple classique de capteur d'images, les moyens de stockage de charges sont formés dans un substrat correspondant à une couche mince de silicium monocristallin qui est éclairée par la face arrière. Le capteur ainsi formé est appelé capteur d'images éclairé par la face arrière. Un avantage d'un capteur d'images éclairé par la face arrière par rapport à un capteur d'images éclairé par la face avant est que la focalisation des rayons lumineux vers les moyens de stockage des pixels est facilitée étant donné que les rayons lumineux n'ont pas à traverser l'empilement de couches isolantes et conductrices. Lorsque le capteur d'images est éclairé, les photons incidents sont absorbés dans le substrat de silicium et entraînent la formation de paires électron/trou, les électrons étant capturés par les moyens de stockage des pixels. De façon générale, l'épaisseur du substrat de silicium nécessaire pour que la majorité des photons d'une longueur d'onde donnée soient absorbés augmente avec la longueur d'onde. Pour assurer l'absorption d'une quantité suffisante de photons de grandes longueurs d'onde du spectre visible (correspondant principale-ment à la couleur rouge), il est généralement nécessaire que l'épaisseur du substrat de silicium soit supérieure à 3 }gym. B7871 - 06-GR1-350 3 Toutefois, même avec de telles épaisseurs, le taux d'absorption des photons de grandes longueurs d'onde peut ne pas être maximal de sorte que la sensibilité du capteur d'images est différente selon la longueur d'onde des photons incidents. Il est alors nécessaire de prévoir un traitement de compensation des signaux fournis par le capteur d'images pour tenir compte de cette sensibilité non uniforme. Les électrons issus de l'absorption de photons focalisés par une microlentille doivent être capturés par le moyen de stockage associé. Toutefois, on observe que certains électrons issus de l'absorption de photons ne sont pas capturés par le moyen de stockage auquel ils sont destinés, mais par un moyen de stockage voisin. Ceci se traduit par une perturbation de la quantité de charges stockée par les moyens de stockage et donc par une perturbation des signaux fournis par le capteur. Ce phénomène est appelé diaphotie ou "crosstalk" et est d'autant plus marqué que le lieu de formation des électrons est éloigné des photodiodes. Pour un capteur d'images éclairé par la face avant, la diaphotie concerne principalement les photons du spectre visible de grandes longueurs d'onde (correspondant principalement à la couleur rouge) qui peuvent entraîner la formation d'électrons éloignés de plusieurs micromètres des moyens de stockage. Pour un capteur d'images éclairé par la face arrière, la diaphotie est particulièrement importante pour les photons de faibles longueurs d'onde (correspondant principalement aux couleurs bleue et verte) pour lesquels la majorité des électrons se forment sur une faible profondeur du substrat, inférieure au micromètre, depuis la face arrière du capteur, c'est-à-dire du côté du substrat opposé aux moyens de stockage. En effet, pour de telles longueurs d'onde, la distance que les électrons doivent parcourir pour atteindre le moyen de stockage auquel ils sont destinés est supérieure au micromètre et le risque que les électrons se déplacent vers un autre moyen de stockage plus éloigné n'est pas négligeable. B7871 - 06-GR1-350 4 On pourrait envisager, pour réduire les phénomènes de diaphotie, de réduire l'épaisseur du substrat, ce qui rapprocherait les moyens de stockage des zones de formation des paires électron/trou. Cependant, ceci n'est pas envisageable, car la sensibilité du capteur d'images serait alors trop fortement dégradée pour les grandes longueurs d'onde. Une autre possibilité consisterait à réaliser, sur toute l'épaisseur du substrat, des zones d'isolation séparant les pixels et correspondant par exemple à des régions d'un maté- riau isolant ou à des régions fortement dopées. Toutefois, il est difficile de réaliser des zones d'isolation qui soient à la fois profondes et étroites sur un substrat de plusieurs micro-mètres d'épaisseur, pour ne pas augmenter fortement la surface totale du capteur. Résumé de l'invention Un mode de réalisation de la présente invention a pour but de proposer un capteur d'images permettant de réduire le phénomène de diaphotie entre pixels adjacents tout en améliorant la sensibilité du capteur. Ainsi, un mode de réalisation de la présente invention prévoit un capteur d'images comprenant des cellules photosensibles, chaque cellule photosensible comportant au moins un moyen de stockage de charges formé au moins en partie dans un substrat d'un matériau semiconducteur. Le substrat comprend, pour au moins une première cellule photosensible, une portion d'un premier alliage de silicium et de germanium ayant une première concentration de germanium, éventuellement nulle, et pour au moins une deuxième cellule photosensible, une portion d'un deuxième alliage de silicium et de germanium ayant une deuxième concentration de germanium, non nulle, strictement supérieure à la première concentration de germanium. Selon un mode de réalisation, le substrat comprend, pour au moins une troisième cellule photosensible, une portion d'un troisième alliage de silicium et de germanium ayant une B7871 - 06-GR1-350 troisième concentration de germanium, non nulle, strictement supérieure à la deuxième concentration de germanium. Selon un mode de réalisation, le substrat a une épaisseur inférieure à 1 micromètre, de préférence inférieure à 5 500 nanomètres. Selon un mode de réalisation, le substrat comprend, au moins pour la deuxième cellule photosensible, une portion de silicium monocristallin adjacente à la portion du deuxième alliage de silicium et de germanium, la portion de silicium monocristallin contenant le moyen de stockage de charges associé à la deuxième cellule photosensible. Selon un mode de réalisation, le capteur d'images comprend une zone d'isolation séparant les première et deuxième cellules photosensibles et s'étendant sur toute l'épaisseur du substrat. Selon un mode de réalisation, la première cellule photosensible comprend un premier filtre adapté à laisser passer des rayons lumineux ayant des premières longueurs d'onde et la deuxième cellule photosensible comprend un deuxième filtre adapté à laisser passer des rayons lumineux ayant des deuxièmes longueurs d'onde supérieures aux premières longueurs d'onde. Un mode de réalisation de la présente invention prévoit un procédé de fabrication d'un capteur d'images comprenant des cellules photosensibles, comprenant les étapes suivantes : (a) prévoir une couche de silicium monocristallin ; (b) former, au moins en partie dans la couche, pour au moins une première cellule photosensible, une portion d'un premier alliage de silicium et de germanium ayant une première concentration de germanium, éventuellement nulle, et, pour au moins une deuxième cellule photosensible, une portion d'un deuxième alliage de silicium et de germanium ayant une deuxième concentration de germanium, non nulle, strictement supérieure à la première concentration de germanium ; et B7871 - 06-GR1-350 6 (c) former, pour chaque cellule photosensible, un moyen de stockage de charges au moins en partie dans la couche. Selon un mode de réalisation, l'étape (b) comprend au moins une étape d'implantation ionique de germanium dans la couche. Selon un mode de réalisation, l'étape (b) comprend les étapes consistant à former sur la couche, au moins au niveau de la deuxième cellule photosensible, une portion d'un quatrième alliage de silicium et de germanium ; et à faire croître, par oxydation thermique, une portion d'oxyde de silicium qui s'étend dans la portion du quatrième alliage de silicium et de germanium d'où il résulte la migration du germanium dans ladite couche pour former la portion du deuxième alliage de silicium et de germanium. Selon un mode de réalisation, l'étape (b) comprend les étapes consistant à former sur la couche, au moins au niveau de la deuxième cellule photosensible, une portion d'un cinquième alliage de silicium et de germanium ; isoler la deuxième cellule photosensible par des zones d'un matériau isolant ; et faire fondre, au moins partiellement, la portion du cinquième alliage de silicium et de germanium, d'où il résulte, par inter-diffusion, la formation de la portion du deuxième alliage de silicium et de germanium. Brève description des dessins Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres seront exposés en détail dans la description suivante d'exemples de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 représente un exemple de réalisation d'un capteur d'images éclairé par la face arrière selon l'invention ; la figure 2 représente un autre exemple de réalisation d'un capteur d'images éclairé par la face arrière selon l'invention ; B7871 - 06-GR1-350 7 les figures 3A à 3E représentent des structures obtenues après des étapes d'un exemple de procédé de fabrication du capteur de la figure 1 ; les figures 4A à 4C représentent des structures obte-5 nues après des étapes d'un exemple de procédé de fabrication d'une variante du capteur de la figure 1 ; et les figures 5A à 5D représentent des structures obtenues après des étapes d'un autre exemple de procédé de fabrication du capteur d'images de la figure 2. 10 Description détaillée Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, comme cela est habituel dans la représentation des circuits intégrés, les diverses figures ne sont pas tracées à 15 l'échelle. Dans la suite de la description, on considérera des capteurs d'images couleur comprenant trois types de pixels associés respectivement aux couleurs bleue, verte et rouge. Pour limiter le phénomène de diaphotie dans un capteur d'images, il est prévu de réduire l'épaisseur du substrat pour 20 que la génération d'électrons ait lieu le plus près possible des moyens de stockage de charges. Ceci facilite, en outre, la réalisation de zones d'isolation séparant les pixels et s'étendant sur toute l'épaisseur du substrat. Toutefois, pour ne pas dégrader la sensibilité du capteur, en particulier aux grandes 25 longueurs d'onde, il est prévu, au moins pour les pixels associés aux photons de grandes longueurs d'onde, c'est-à-dire les pixels rouges dans le présent exemple, de réaliser la portion du substrat associée au pixel en un matériau différent du silicium monocristallin permettant une absorption plus efficace des 30 photons de grandes longueurs d'onde. Une contrainte supplémentaire est que le matériau utilisé doit être le plus compatible possible avec les filières classiques de fabrication des capteurs CMOS et CCD. Par de nombreux essais, la demanderesse a mis en évidence qu'un alliage de silicium et de germanium satis- 35 fait à ces contraintes. En effet, plus la concentration de B7871 - 06-GR1-350 8 germanium dans un alliage de silicium-germanium est importante, plus la capacité d'absorption de photons de grandes longueurs d'onde dans le spectre visible augmente. La présente invention va maintenant être décrite pour un capteur d'images CMOS. Toutefois, il est clair que la présente invention s'applique également à un capteur d'images CCD. En outre, dans la suite de la description, on considère un capteur d'images éclairé par la face arrière. Toutefois, il est clair que la présente invention s'applique également à un capteur d'images éclairé par la face avant. La figure 1 représente, de façon schématique, un exemple de réalisation d'un capteur d'images 1 CMOS selon l'invention. Trois pixels B, G, R sont représentés et sont associés, par exemple, respectivement aux couleurs bleue, verte et rouge. Dans la suite de la description, on associe à certaines références les suffixes B, G ou R pour désigner plus précisément un élément appartenant respectivement au pixel B, G ou R. Un élément formant support 5, par exemple une plaquette de semiconducteur, est recouvert d'un empilement de couches isolantes et conductrices 7 et d'un substrat 9. Le substrat 9 est constitué de portions adjacentes d'alliage de silicium-germanium 10B, 10G, 10R légèrement dopées de type P (P-). On appelle respectivement XB, XG et XR la concentration de germanium dans l'alliage de silicium-germanium des portions 10B, 10G et 10R. La concentration de germanium est sensiblement uni-forme sur l'ensemble de chaque portion 10B, 10G et 10R. On désigne par la référence tif l'épaisseur du substrat 9 qui est sensiblement constante. A titre d'exemple, l'épaisseur tif est inférieure ou égale à 1 }gym, de préférence inférieure ou égale à 500 nm. Des photodiodes 11B, 11G, 11R (non représentées en détail) et des régions de source et de drain de transistors MOS (non représentées) sont formées dans le substrat 9 du côté de l'empilement 7. L'isolation entre des pixels adjacents est assurée par des zones 16 de type P qui sont plus fortement dopées (P+) que les portions 10B, 10G et 10R et qui s'étendent sur la totalité B7871 -06-GR1-350 9 de l'épaisseur du substrat 9. Les grilles des transistors sont formées en surface du substrat 9 du côté de l'empilement 7. Des pistes et nias métalliques permettant la connexion entre les différents composants du système (photodiodes, transistors...) sont formés dans l'empilement 7. Sur la face du substrat 9 opposée à l'empilement 7 sont formés, au niveau de chaque pixel B, G et R, des filtres colorés 17B, 17G et 17R et des microlentilles 19B, 19G, 19R permettant de focaliser les rayons lumineux en direction des photodiodes 11B, 11G et 11R. Le filtre coloré 17B, associé au pixel B, laisse essentiellement passer, dans le spectre visible, les rayons lumineux dont les longueurs d'onde sont proches de la couleur bleue, le filtre coloré 17G, associé au pixel G, laisse essentiellement passer, dans le spectre visible, les rayons lumineux dont les longueurs d'onde sont proches de la couleur verte et le filtre coloré 17R, associé au pixel R, laisse essentiellement passer, dans le spectre visible, les rayons lumineux dont les longueurs d'onde sont proches de la couleur rouge. Lorsque le capteur d'images 1 est éclairé, les photons incidents sont absorbés dans le substrat 9 en entraînant la formation de paires électron/trou, les électrons étant capturés par les photodiodes 11B, 11G et 11R des pixels B, G et R. Le taux d'absorption A de photons dans chaque portion 10B, 10G et 10R du substrat 9 est donné par la relation suivante : -4nk A=1ûe À Tt (1) où k est le coefficient d'extinction du matériau constituant la portion 10B, 10G ou 10R considérée du substrat 9 et a, est la longueur d'onde des photons incidents. Les concentrations XB, XG et XR sont choisies pour que, pour une même épaisseur tif du substrat 9, les taux d'absorption des portions 10B, 10G et 10R des pixels B, G et R soient sensiblement optimaux pour les longueurs d'onde des rayons lumineux associés à ces pixels. De préférence, les taux B7871 - 06-GR1-350 10 d'absorption des portions 10B, 10G et 10R sont maximum et identiques. Pour ce faire, la concentration XR est supérieure à la concentration XG qui est elle-même supérieure à la concentration XB. A titre d'exemple, pour une concentration XB égale à 0 %, la concentration XG peut être de l'ordre de 15 % et la concentration XR peut être de l'ordre de 30 %. La sensibilité globale du capteur d'images est ainsi sensiblement uniforme pour toutes les longueurs d'onde dans le spectre visible. En outre, l'épaisseur tif pouvant être inférieure à 1 }gym, le lieu de génération des électrons est rapproché des photodiodes, ce qui permet de réduire la diaphotie. De plus, on peut facilement réaliser les zones d'isolation 16 sur toute l'épaisseur If du substrat 9. Ceci permet de limiter encore davantage la diaphotie. La figure 2 représente un autre exemple de réalisation d'un capteur d'images 20 selon l'invention. Par rapport au capteur d'images 1 représenté en figure 1, le capteur 20 comprend une portion de silicium monocristallin 24B, 24G et 24R, pour chaque pixel B, G, et R, au niveau de la photodiode 11B, 11G, 11R correspondante. Chaque portion de silicium mono- cristallin 24B, 24G et 24R est donc interposée entre la portion de silicium-germanium 10B, 10G et 10R correspondante et l'empilement de couches isolantes et conductrices 7. La détermination des propriétés des photodiodes 11B, 11G, 11R et des régions de canal des transistors MOS associés (non représentés) à chaque pixel B, G et R étant relativement complexe et étant bien maîtrisée pour des capteurs d'images classiques dans lesquels le substrat est en silicium monocristallin, les portions de silicium monocristallin 24B, 24G et 24R permettent d'utiliser des structures de photodiodes 11B, 11G et 11R et de transistors MOS déjà définies pour des capteurs d'image classiques à substrat en silicium monocristallin. Le capteur 20 bénéficie néanmoins de l'amélioration de la sensibilité et de la réduction des phénomènes de diaphotie du fait de la présence des portions de silicium-germanium 10B, 10G et 10R au niveau de chaque pixel B, G et R. B7871 - 06-GR1-350 11 Pour le capteur d'images représenté en figure 2, pour chaque pixel B, G et R, la courbure des bandes d'énergie à l'interface entre la portion de silicium-germanium 10B, 10G et 10R et la portion de silicium 24B, 24G et 24R adjacente entraîne la formation d'un champ électrique orienté sensiblement perpendiculairement à la face arrière du capteur et qui tend à diriger les électrons photogénérés dans la portion de silicium-germanium 10B, 10G et 10R vers la photodiode 11B, 11G, 11R correspondante. La présence de ce champ électrique participe à la réduction de la diaphotie et permet, si cela est souhaitable, de conserver des épaisseurs de portions de silicium-germanium 10B, 10G et 10R supérieures au micromètre, par exemple de l'ordre de 3 }gym. Selon une variante des exemples de réalisation décrits précédemment, des portions de silicium-germanium 10R, 10G sont prévues seulement au niveau de chaque pixel rouge et vert, la portion du substrat associée à chaque pixel bleu correspondant à du silicium monocristallin. La majorité des photons correspondant à la couleur bleue étant absorbés dans une épaisseur de l'ordre de 500 nm dans le cas d'un substrat de silicium mono- cristallin, on peut conserver une épaisseur réduite pour le substrat 9. Selon une autre variante des exemples de réalisation décrits précédemment, seule une portion de silicium-germanium 10R est prévue au niveau de chaque pixel rouge, les portions du substrat associées à chaque pixel bleu et vert correspondant à du silicium monocristallin. La majorité des photons correspondant à la couleur verte étant absorbés dans une épaisseur de l'ordre de 1 }gym dans le cas d'un substrat de silicium mono-cristallin, on peut conserver une épaisseur réduite pour le substrat 9. Selon une autre variante des exemples de réalisation décrits précédemment, les zones d'isolation 16 peuvent correspondre à des régions d'un matériau isolant, par exemple de l'oxyde de silicium, et peuvent être réalisées par un procédé du type STI (acronyme anglais pour Shallow Trench Isolation). B7871 - 06-GR1-350 12 Selon une autre variante des exemples de réalisation décrits précédemment, on peut prévoir, pour chaque pixel B, G et R, dans les portions de silicium-germanium 10B, 10G et 10R, un gradient de concentrations de dopants de type P selon la direction d'empilement de couches du capteur, c'est-à-dire que la concentration de dopants diminue depuis la face arrière du capteur. Un tel gradient entraîne, pour chaque pixel R, G et B, la formation d'un champ électrique dans la portion de silicium-germanium 10B, 10G et 10R orienté sensiblement perpendiculai-rement à la face arrière du capteur et qui tend, à diriger les électrons photogénérés dans la portion de silicium-germanium 10B, 10G et 10R vers la photodiode 11B, 11G, 11R correspondante. Un exemple de procédé de fabrication du capteur d'images de la figure 1 ou 2 va maintenant être décrit en relation avec les figures 3A à 3E. La figure 3A représente une structure du type substrat sur isolant ou SOI (acronyme anglais pour Substrate On Insulator) comportant l'empilement d'une couche de silicium monocristallin 25, par exemple faiblement dopée de type P, une couche isolante 26, par exemple de l'oxyde de silicium, et un support 27, par exemple une plaquette de silicium. La couche de silicium 25 a par exemple une concentration de dopants de 1015 atomes/cm3. On désigne par la référence ti501 l'épaisseur de la couche 25. La figure 3B représente la structure obtenue après avoir formé sur la couche de silicium 25, au niveau de chaque pixel bleu B, une portion d'un alliage de silicium-germanium 30B ayant une épaisseur tiiB et dont la concentration en germanium est X0. La portion 30B est recouverte d'une portion de silicium monocristallin 32B et le reste du capteur est recouvert d'une portion de protection 34, par exemple une couche de nitrure de silicium ou une couche d'oxyde de silicium. Plus précisément, la formation des portions 30B, 32B et 34 peut comprendre les étapes suivantes : B7871 - 06-GR1-350 13 formation sur l'ensemble de la couche 25 d'une couche de l'alliage de silicium-germanium avec la concentration X0 et l'épaisseur tiiB, par exemple par une croissance par épitaxie sous flux de gaz, par exemple de silane et de germane ; formation sur la couche de l'alliage de silicium-germanium d'une couche superficielle de silicium mono-cristallin ; formation d'un premier masque sur la couche superficielle de silicium venant couvrir la couche superficielle de 10 silicium seulement au niveau des pixels bleus ; gravure anisotrope des parties de la couche superficielle de silicium et de la couche de silicium-germanium non protégées par le premier masque pour former la portion de silicium-germanium 30B et la portion de silicium 32B ; retrait du premier masque ; dépôt sur l'ensemble de la structure obtenue d'une couche de protection ; formation d'un second masque qui recouvre la couche de protection seulement au niveau des pixels verts et rouges ; gravure anisotrope des parties de la couche de protection non protégées par le second masque pour exposer la portion de silicium 32B au niveau de chaque pixel bleu et former la portion de protection 34 ; et retrait du second masque. La figure 3C représente la structure obtenue après avoir réalisé une étape d'oxydation thermique de la structure de la figure 3B. Cette étape peut être réalisée par chauffage sous flux d'oxygène. L'oxyde se propage dans la portion de silicium 32B, ce qui transforme cette couche en une portion d'oxyde de 30 silicium 36B. L'oxydation est poursuivie pour que le front de propagation de l'oxyde pénètre dans la portion de silicium- germanium 30B. La propagation de la portion d'oxyde de silicium 36B entraîne la migration des atomes de germanium de la portion de silicium-germanium 30B vers le bas en figure 3C, ce qui amène 35 la portion 30B à s'étendre vers le bas par transformation d'une 15 20 25 B7871 - 06-GR1-350 14 partie de la couche de silicium 25 en silicium-germanium. L'opération d'oxydation est prolongée jusqu'à ce que la portion de silicium-germanium 30B s'étende sur toute l'épaisseur de la couche de silicium 25 et forme la portion de silicium-germanium 10B ayant la concentration XB en germanium et l'épaisseur tif. Les épaisseurs tiiB, tif et les concentrations X0 et XB sont liées par la relation suivante : XB = XO (tiiB/tif) (2) La figure 3D représente la structure obtenue après avoir formé sur la couche de silicium 25, au niveau de chaque pixel vert, une portion d'un alliage de silicium-germanium 30G ayant une épaisseur tiiG et dont la concentration en germanium est X0. La portion 30G est recouverte d'une portion de silicium monocristallin 32G et le reste du capteur est recouvert d'une portion de protection 40, par exemple une couche de nitrure de silicium ou une couche d'oxyde de silicium. Plus précisément, la formation des portions 30G, 32G et 40 peut comprendre les étapes suivantes : retrait de la portion de protection 34 et de la 20 portion d'oxyde de silicium 36B ; formation sur l'ensemble de la couche 25 d'une couche de l'alliage de silicium-germanium avec la concentration X0 et l'épaisseur tiiG, par exemple par une croissance par épitaxie sous flux de gaz, par exemple de silane et de germane ; 25 formation sur la couche de l'alliage de silicium-germanium d'une couche superficielle de silicium mono-cristallin ; formation d'un premier masque sur la couche superficielle de silicium venant couvrir la couche superficielle de 30 silicium seulement au niveau des pixels verts ; gravure anisotrope des parties de la couche superficielle de silicium et de la couche de silicium-germanium non protégées par le premier masque pour former la portion de silicium-germanium 30G et la portion de silicium 32G ; 35 retrait du premier masque ; B7871 - 06-GR1-350 15 dépôt sur l'ensemble de la structure obtenue d'une couche de protection ; formation d'un second masque qui recouvre la couche de protection seulement au niveau des pixels bleus et rouges ; gravure anisotrope des parties de la couche de protection non protégées par le second masque pour exposer la portion de silicium 32G au niveau de chaque pixel vert et former la portion de protection 40 ; et retrait du second masque. La figure 3E représente la structure obtenue après avoir réalisé une étape d'oxydation thermique de la structure de la figure 3D. On obtient, comme cela a été décrit précédemment, par la croissance d'une portion d'oxyde de silicium 36G la migration du germanium vers le bas en figure 3E pourformer la portion de silicium-germanium 10G ayant la concentration de germanium XG. La région 42 correspond à une zone frontière entre les portions 10B et 10G dans laquelle la concentration en germanium varie. La formation de la portion de silicium-germanium 10R au niveau de chaque pixel rouge peut être réalisée par des étapes similaires à ce qui a été décrit précédemment pour la formation de la portion 10G. Les zones d'isolation 16 de type P fortement dopées sont finalement réalisées pour délimiter les pixels. Le procédé de fabrication du capteur d'images se poursuit par les étapes suivantes : pour obtenir la structure représentée en figure 2, formation d'une couche de silicium monocristallin de type P faiblement dopée (avec, par exemple, une concentration de dopants de 1015 atomes/cm3), recouvrant les portions 10B, 10G et 10R et formation des photodiodes 11B, 11G et 11R et des transis-tors MOS au niveau de cette couche. Pour obtenir la structure représentée en figure 1, formation des photodiodes 11B, 11G et 11R et des transistors MOS au niveau des portions de silicium- germanium 10B, 10G et 10R ; B7871 - 06-GR1-350 16 formation de l'empilement de couches isolantes et conductrices 7 sur la structure obtenue ; fixation du support 5, par exemple par collage, à l'empilement de couches isolantes et conductrices 7 ; amincissement de la structure par retrait du support 27 et de la couche isolante 26 pour exposer la face arrière du capteur ; formation des filtres 17B, 17G et 17R et des micro-lentilles 19B, 19G et 19R du côté de la face arrière du capteur. Pour obtenir un capteur d'images éclairé par la face avant, l'étape d'amincissement n'a pas lieu et les filtres 17B, 17G et 17R et les microlentilles 19B, 19G et 19R sont formés sur l'empilement de couches isolantes et conductrices 7. Dans l'exemple de procédé de fabrication décrit précé- demment, les concentrations de germanium XB, XG et XR différentes pour les portions de silicium-germanium 10B, 10G et 10R associées aux pixels bleu, vert et rouge sont obtenues en prévoyant des épaisseurs initiales tiiB, tiiG et tiiR différentes pour les portions de silicium-germanium 30B, 30G et 30R pour lesquelles la concentration initiale en germanium est X0. Selon une variante du procédé de fabrication décrit précédemment, les portions de silicium-germanium 30B, 30G et 30R sont réalisées avant l'étape d'oxydation qui aboutit alors à la formation simultanée des portions de silicium-germanium 10B, 10G et 10R. Comme les portions 30B, 30G et 30R doivent alors avoir la même épaisseur, les concentrations de germanium XB, XG et XR différentes pour les portions 10B, 10G et 10R sont obtenues en prévoyant des concentrations de germanium initiales différentes pour les portions 30B, 30G et 30R. Un exemple de procédé de fabrication d'une variante du capteur d'images de la figure 1 va maintenant être décrit en relation avec les figures 4A à 4C. Dans cette variante de capteur d'images, l'isolation entre les portions 10B, 10G et 10R de silicium-germanium est réalisée par des portions d'un maté- riau isolant, par exemple de l'oxyde de silicium. B7871 - 06-GR1-350 17 La structure initiale correspond à celle représentée en figure 3A. La figure 4A représente la structure obtenue après avoir formé, sur la couche de silicium 25, des portions de sili- cium-germanium 50B, 50G, 50R, respectivement au niveau des pixels B, G et R, ayant la même épaisseur Ti et ayant des concentrations initiales de germanium différentes, respectivement XOB, XOG et XOR, et après avoir recouvert la structure obtenue d'une couche de silicium 52. Plus précisément, la forma- tion des portions 50B, 50G et 50R et de la couche 52 peut comprendre les étapes suivantes : formation sur l'ensemble de la couche 25 d'une couche de l'alliage de silicium-germanium avec la concentration XOB et l'épaisseur Ti, par exemple par une croissance par épitaxie sous flux de gaz, par exemple de silane et de germane ; formation d'un masque sur la couche de silicium-germanium venant couvrir la couche de silicium seulement au niveau des pixels bleus ; gravure anisotrope des parties de la couche de sili-20 cium-germanium non protégées par le masque pour former la portion de silicium-germanium 50B ; retrait du masque ; répétition des étapes précédentes pour former les portions de silicium-germanium 50G et 50R ; et 25 dépôt de la couche de silicium 52. La figure 4B représente la structure obtenue après avoir formé des zones d'isolation 54 séparant les pixels et s'étendant sur toute l'épaisseur de la couche de silicium 25, des portions de silicium-germanium 50B, 50G et 50R et de la 30 couche de silicium 52 et après avoir recouvert la structure obtenue d'une couche d'oxyde de silicium 58. Les zones d'isolation 54 correspondent à des zones d'un matériau isolant, par exemple de l'oxyde de silicium, et peuvent être formées par un procédé du type STI (acronyme anglais pour Shallow Trench 35 Insulation). Les zones d'isolation 54 délimitent, respectivement B7871 - 06-GR1-350 18 au niveau des pixels bleu B, vert G et rouge R, des portions de silicium 56B, 56G et 56R dans la couche de silicium 25 et délimitent des portions de silicium 57B, 57G et 57R dans la couche de silicium 52. La figure 4C représente la structure obtenue après avoir réalisé un recuit à haute température, par exemple de l'ordre de 1200 C. L'opération de chauffage entraîne une fusion au moins partielle des portions de silicium-germanium 50B, 50G et 50R dont le point de fusion est inférieur à celui du silicium monocristallin, qui est de l'ordre de 1410 C. On obtient, par inter-diffusion, l'absorption du silicium des portions de silicium 56B, 56G et 56R et 57B, 57G et 57R qui passe dans le bain de fusion. Après refroidissement, on obtient les portions de silicium-germanium 10B, 10G et 10R d'épaisseur tif qui s'étendent chacune sur les emplacements occupés précédemment par les portions de silicium 56B, 56G et 56R, les portions de silicium-germanium 50B, 50G et 50R et les portions de silicium 57B, 57G et 57R. Les valeurs des concentrations de germanium XB, XG et XR des portions de silicium-germanium 10B, 10G et 10R peuvent être obtenues à partir de la relation (2). Plus précisément, en tenant compte du fait que l'épaisseur tif est sensiblement égale à la somme des épaisseurs tiSOI et Ti (en négligeant l'épaisseur de la couche de silicium 52), l'expression (2) peut s'écrire, par exemple pour le pixel bleu B: Dans cet exemple de procédé de fabrication, les concentrations différentes XB, XG et XR des portions de silicium-germanium 10B, 10G et 10R sont obtenues en faisant varier les concentrations initiales XOB, XOG et XOR. 30 Les étapes suivantes du présent exemple de procédé de fabrication sont identiques à ce qui a été décrit pour l'exemple de procédé de fabrication illustré aux figures 3A à 3E. Ti ='tSOI XB XOB -XB (3) B7871 - 06-GR1-350 19 Un autre exemple de procédé de fabrication du capteur d'images de la figure 1 va maintenant être décrit en relation avec les figures 5A à 5D. La structure initiale correspond à une structure simi- faire à celle représentée en figure 3A, l'épaisseur tiSOI de la couche de silicium 25 correspondant dans ce cas à l'épaisseur finale tif souhaitée des portions de silicium-germanium 10B, 10G et 10R. La figure 5A représente la structure obtenue après 10 avoir formé un masque 60 recouvrant la couche 25 seulement au niveau des pixels verts et rouges G, R. La figure 5B représente la structure obtenue après avoir formé, au niveau de chaque pixel bleu B par implantation d'ions germanium, la portion de silicium-germanium 10B dans la 15 partie de la couche 25 non protégée par le masque 60 et dont la concentration de germanium est XB. Pour obtenir une répartition sensiblement uniforme du germanium dans la portion 10B, il peut être nécessaire de prévoir plusieurs étapes d'implantation successives de germanium avec des énergies d'implantation différentes. La figure 5C représente la structure obtenue après avoir retiré le masque 60 et avoir formé sur la couche 25 un masque 64 qui recouvre la couche 25 seulement au niveau des pixels bleus et rouges B, R. 25 La figure 5D représente la structure obtenue après avoir formé dans la couche de silicium 25, au niveau de chaque pixel vert, par implantation ionique de germanium, la portion de silicium-germanium 10G au niveau de la partie de la couche 25 non protégée par le masque 64 et dont la concentration de germa- 30 nium est XG. Comme cela a été décrit précédemment, la portion 10G peut être obtenue par des étapes d'implantations successives d'ions germanium dans la couche de silicium 25. La région 66 correspond à une région d'interface entre les portions de silicium-germanium 10B et 10G dans laquelle la concentration de 35 germanium varie. B7871 - 06-GR1-350 20 La réalisation de la portion de silicium-germanium 10R associée à chaque pixel rouge R peut être réalisée par des étapes analogues à celles qui ont été décrites précédemment pour la formation de la portion 10G. On prévoit une étape finale de formation des zones d'isolation 16 des pixels, qui peuvent correspondre à des régions fortement dopées de type P. Les étapes suivantes du présent exemple de procédé de fabrication sont identiques à ce qui a été décrit pour l'exemple de procédé de fabrication illustré aux figures 3A à 3E. Des modes de réalisation particuliers de la présente invention ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, bien que les exemples de réalisation décrits précédemment concernent des capteurs d'images couleur comprenant des pixels associés aux couleurs bleue, verte et rouge, il est clair que la présente invention s'applique également à des capteurs couleur pour lesquels les pixels sont associés à d'autres couleurs, par exemple les trois couleurs primaires (bleu, jaune, rouge), les couleurs complémentaires des couleurs primaires (vert, orange, violet), etc. REVENDICATIONS 1. Capteur d'images (1 ; 20) comprenant des cellules photosensibles (B, G, R), chaque cellule photosensible comportant au moins un moyen de stockage de charges (11R, 11G, 11B) formé au moins en partie dans un substrat (9) d'un matériau semiconducteur, caractérisé en ce que le substrat comprend, pour au moins une première cellule photosensible (B), une portion (10B) d'un premier alliage de silicium et de germanium ayant une première concentration de germanium (XB), éventuellement nulle, et pour au moins une deuxième cellule photosensible (G, R), une portion (10G, 10R) d'un deuxième alliage de silicium et de germanium ayant une deuxième concentration de germanium (XG, XR), non nulle, strictement supérieure à la première concentration de germanium. 2. Capteur d'images selon la revendication 1, dans lequel le substrat (9) comprend, pour au moins une troisième cellule photosensible (R), une portion (10R) d'un troisième alliage de silicium et de germanium ayant une troisième concentration de germanium (XR), non nulle, strictement supérieure à la deuxième concentration de germanium (XG). 3. Capteur d'images selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le substrat (9) a une épaisseur inférieure à 1 micromètre, de préférence inférieure à 500 nanomètres. 4. Capteur d'images selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le substrat (9) comprend, au moins pour la deuxième cellule photosensible (G, R), une portion de silicium monocristallin (24G, 24R) adjacente à la portion (10G, 10R) du deuxième alliage de silicium et de germanium, la portion de silicium monocristallin contenant le moyen de stockage de charges (11G, 11R) associé à la deuxième cellule photosensible. 5. Capteur d'images selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une zone d'isolation (16 ; 54) séparant les première et deuxième cellules photosen-B7871 - 06-GR1-350 22 sibles (B, G, R) et s'étendant sur toute l'épaisseur du substrat (9). 6. Capteur d'images selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première cellule photosensible (B) comprend un premier filtre (17B) adapté à laisser passer des rayons lumineux ayant des premières longueurs d'onde et dans lequel la deuxième cellule photosensible (G, R) comprend un deuxième filtre (17G, 17R) adapté à laisser passer des rayons lumineux ayant des deuxièmes longueurs d'onde supé- rieures aux premières longueurs d'onde. 7. Procédé de fabrication d'un capteur d'images (1 ; 20) comprenant des cellules photosensibles, comprenant les étapes suivantes : (a) prévoir une couche (25) de silicium mono- cristallin ; (b) former, au moins en partie dans la couche, pour au moins une première cellule photosensible (B), une portion (10B) d'un premier alliage de silicium et de germanium ayant une première concentration de germanium (XB), éventuellement nulle, et, pour au moins une deuxième cellule photosensible (G, R), une portion (10G, 10R) d'un deuxième alliage de silicium et de germanium ayant une deuxième concentration de germanium (XG, XR), non nulle, strictement supérieure à la première concentration de germanium ; et (c) former, pour chaque cellule photosensible, un moyen de stockage de charges (11B, 11G, 11R) au moins en partie dans la couche. 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l'étape (b) comprend au moins une étape d'implantation ionique 30 de germanium dans la couche (25). 9. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l'étape (b) comprend les étapes suivantes : former sur la couche (25), au moins au niveau de la deuxième cellule photosensible (G, R), une portion (30G, 30R) 35 d'un quatrième alliage de silicium et de germanium ; etB7871 - 06-GR1-350 23 faire croître, par oxydation thermique, une portion d'oxyde de silicium (36G) qui s'étend dans la portion du quatrième alliage de silicium et de germanium d'où il résulte la migration du germanium dans ladite couche pour former la portion (10G, 10R) du deuxième alliage de silicium et de germanium. 10. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l'étape (b) comprend les étapes suivantes : former sur la couche (25), au moins au niveau de la deuxième cellule photosensible (G, R), une portion (30G, 30R) 10 d'un cinquième alliage de silicium et de germanium ; isoler la deuxième cellule photosensible par des zones (54) d'un matériau isolant ; et faire fondre, au moins partiellement, la portion du cinquième alliage de silicium et de germanium, d'où il résulte, 15 par inter-diffusion, la formation de la portion (10G, 10R) du deuxième alliage de silicium et de germanium.