Brevet FR3031623A1 — publié le 20160715

CAPTEUR MATRICIEL A REPONSE LOGARITHMIQUE ET PLAGE DE FONCTIONNEMENT ETENDUE EN TEMPERATURE La présente invention concerne les capteurs optiques et plus particulièrement ceux utilisant la technologie d'intégration CMOS (Complementary Metal Oxyde Semiconductor, selon la terminologie anglo-saxonne). La technologie d'intégration CMOS permet de réaliser des puces pour caméras monolithiques de bonne résolution et de qualité d'image raisonnable. Ces caméras monolithiques sont principalement destinées aux appareils mobiles tels que téléphones mobiles, appareils photo numériques ou ordinateurs portables. Les images prises par ces caméras servent essentiellement à la visualisation sur écran ou sur Internet. L'aspect très économique de ce type de caméra suscite un intérêt toujours croissant pour des applications multiples au sein de systèmes assistés par caméras, telles que l'airbag intelligent de voiture, le contrôle latéral et longitudinal d'une voiture sur une autoroute, ou la vidéosurveillance de zones sensibles, etc... Une première difficulté lors de l'utilisation d'une telle caméra réside dans l'étendue de la variation du niveau d'éclairage pour une même scène. Cette variation peut facilement dépasser 120 dB entre des zones fortement éclairées et des zones mal éclairées. Une caméra CMOS ou CCD classique ayant une réponse linéaire peut difficilement s'en accommoder, et produit souvent des images totalement ou partiellement saturées, entraînant la perte d'informations pertinentes et conduisant à un système de vision instable. Une seconde difficulté réside dans l'ampleur et la vitesse de variation de la lumière dans une scène dynamique. Le mécanisme de contrôle automatique de l'exposition réalisé par une caméra classique ne peut y répondre convenablement et produit par conséquent des saturations totales ou partielles, extrêmement préjudiciables au bon fonctionnement du système. De nombreuses méthodes proposent de résoudre ces problèmes en créant des structures de pixel actives possédant une dynamique de fonctionnement élargie grâce à une réponse photoélectrique non linéaire présentant une baisse de sensibilité en cas d'éclairage important. La demande EP 1354360 décrit ainsi une structure de pixel active à réponse logarithmique fondée sur l'exploitation d'une photodiode en régime photovoltaïque (encore appelé mode cellule solaire). La photodiode peut être formée d'une jonction PN 3031623 2 avec une diffusion N dans un substrat de type P. En fonctionnement photovoltaïque, cette photodiode génère une tension négative en circuit ouvert dont la valeur absolue est proportionnelle au logarithme du niveau d'éclairage de la photodiode. Un transistor de réinitialisation permet de créer un court-circuit dans cette photodiode afin de simuler une 5 condition d'obscurité en présence d'un éclairage normal. Une lecture différentielle entre la tension générée par la photodiode en circuit ouvert et celle générée en court-circuit permet de supprimer les bruits de décalage additifs, dits bruit spatial fixe ou FPN (« Fixed Pattern Noise » en anglais) dans la chaîne de lecture et d'obtenir ainsi une image propre. Les brevets FR 2 920 590 et FR 2 943 178 décrivent plusieurs perfectionnements à 10 des capteurs dont les pixels utilisent des photodiodes fonctionnant en mode cellule solaire. Toutes ces réalisations donnent de bonnes performances en capture d'image mais présentent une dérive en température de fonctionnement. Cette dérive en température ajoute une tension de décalage constante mais assez uniforme sur l'image de sortie du capteur. Elle n'est pas gênante pour des applications de simple observation, mais le devient 15 pour des applications où la réponse absolue du capteur est importante, telles que la métrologie optique, la thermographie ou l'imagerie en couleur. L'un des buts de la présente invention est ainsi de fournir un capteur optique à très grande dynamique de fonctionnement et donnant une réponse photoélectrique stable en température. 20 Par ailleurs, un décalage de tension lié à la température est habituellement corrigé avec un signal de référence issu d'un pixel placé dans l'obscurité. Pour plus de stabilité, un groupe de pixels placé dans l'obscurité est utilisé et l'on moyenne leurs réponses afin d'obtenir un niveau de référence plus stable. Ensuite, à chaque lecture, on soustrait ce niveau de référence du signal lu sur la 25 photodiode exposée à la lumière, afin d'obtenir une réponse stable en température. Ce procédé est utilisé dans bon nombre capteurs d'image connus afin de stabiliser leur réponse soit vis-à-vis de la température, soit vis-à-vis de dispersions paramétriques des composants. Toutefois, il ne fonctionne pas totalement sur un pixel à réponse logarithmique 30 utilisant une photodiode en mode cellule solaire pour plusieurs raisons. Tout d'abord, il est difficile de masquer la lumière sur une très grande plage de fonctionnement. Les couches de métal utilisées à cet effet possèdent inévitablement des 3031623 3 microfissures qui rendent ces couches perméables à la lumière, surtout à forte intensité lumineuse. Ensuite, la solution à multiples couches n'est pas aussi efficace que souhaitable en raison de résonnance optique entre les couches métalliques, qui fait que l'absorption 5 s'additionne au lieu de se multiplier. Par exemple, empiler deux couches de métal ne fait que doubler l'atténuation. Enfin, la fuite de lumière par les bords des couches de métal de masquage génère une variation inacceptable du niveau de noir, car un pixel à réponse logarithmique est très sensible à une faible intensité de lumière. 10 Il existe par conséquent également un besoin pour remédier à cet inconvénient. Les capteurs optiques conventionnels CMOS, c'est-à-dire ceux dont les pixels comportent des photodiodes n'opérant pas en mode cellule solaire, sont très sensibles à l'éblouissement, contrairement aux capteurs auxquels s'intéresse l'invention, qui ne sont pas aussi sensibles à l'éblouissement du fait de leur réponse logarithmique. 15 Il est connu de lutter contre ce phénomène d'éblouissement par une diffusion adjacente à la photodiode, comme décrit dans la publication WO 2014/131704 Al notamment, cette diffusion étant constituée par exemple par la grille d'un transistor de réinitialisation de la photodiode. Cette publication ne mentionne toutefois nullement l'intérêt que pourrait avoir une telle diffusion vis-à-vis du fonctionnement en température 20 d'un pixel à réponse logarithmique. L'invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients précités et a pour objet, selon un premier de ses aspects, un capteur matriciel à réponse logarithmique ayant une plage de fonctionnement étendue en température, comportant une pluralité de pixels actifs définis chacun par une photodiode opérant en mode cellule solaire, la photodiode 25 étant formée par une jonction semi-conductrice dans un substrat, une jonction polarisée en inverse étant présente à une distance de la jonction de la photodiode inférieure à la longueur de diffusion des charges dans le substrat, cette jonction étant de préférence réalisée par une diffusion dans le substrat à une profondeur supérieure à celle utilisée dans la formation de la source ou du drain de transistors du capteur, adjacents à la photodiode. 30 Ainsi, la jonction polarisée en inverse selon l'invention est différente de la diffusion nécessaire à la formation de la source ou du drain des transistors voisins de la photodiode. 3031623 4 Chaque diffusion peut être locale et discrète et associée à une photodiode respective seulement. Toutefois, de préférence, la jonction polarisée en inverse est obtenue par une diffusion qui est commune à plusieurs photodiodes, en s'étendant sous celles-ci, ou qui 5 entoure sur au moins deux côtés et par-dessous chaque photodiode. L'avantage d'une diffusion commune à plusieurs photodiodes est de permettre une densité d'implantation des photodiodes plus élevée, et celui d'une diffusion qui entoure chaque photodiode est de permettre un meilleur effet anti-blooming permettant de rehausser encore plus la dynamique de fonctionnement. 10 La profondeur de diffusion correspond à la limite inférieure de la diffusion, mesurée à partir de la surface. Alors qu'une diffusion utile pour réaliser la source ou le drain d'un transistor est de préférence confinée à la surface pour éviter les courants parasites empêchant un bon contrôle par la grille, la diffusion servant à réaliser la jonction polarisée en inverse est de 15 préférence plus profonde, de façon à pouvoir jouer un rôle actif dans le comportement en température du pixel logarithmique. Une configuration avantageuse est de placer la jonction de la photodiode en mode cellule solaire dans un caisson qui est polarisé en inverse par rapport au substrat. Cet arrangement supprime totalement la diaphonie due à l'effet blooming entre les photodiodes 20 voisines. La réponse de la photodiode selon l'invention, grâce à la diffusion polarisée en inverse située à proximité, subit un effet en température qui se résume à un simple décalage quand la température augmente. L'invention permet d'obtenir une réponse logarithmique sur une plage de températures étendue, notamment entre -50°C et 100°C. 25 De préférence, le capteur comporte une capacité pour injecter une charge dans la photodiode afin de la polariser en direct avant la lecture d'une tension représentative de l'éclairement reçu par la photodiode. Une telle injection permet d'obtenir une réponse logarithmique encore plus étendue vers les basses températures. De préférence également, le capteur comporte des pixels de référence utilisés pour 30 générer une tension de référence, servant à compenser le décalage lié à la température dans la réponse des pixels actifs, ces pixels de référence étant masqués vis-à-vis de la lumière 3031623 5 incidente et placés virtuellement dans une condition d'éclairement non nul, par injection d'un courant dans la jonction de la photodiode du pixel de référence. L'injection de ce courant dans la photodiode d'un pixel de référence peut être effectuée à travers une résistance électrique reliée à une source de tension qui génère un 5 courant dans le même sens que le courant photoélectrique généré par la photodiode sous l'effet de son illumination. En variante, cette injection de courant dans la photodiode d'un pixel de référence est effectuée à travers une capacité reliée à une source de tension en rampe qui génère un courant dans le même sens que le courant photoélectrique généré par la photodiode. 10 Ainsi, selon cet aspect de l'invention, au lieu de créer un niveau de référence dans le noir, on crée un niveau de référence à un certain niveau d'éclairement en simulant électriquement cet éclairement sur le ou les pixels de référence. On évite ainsi les inconvénients rappelés dans le préambule, concernant l'utilisation d'un niveau de référence dans le noir, car l'incidence sur le signal de référence de la lumière parasite est moindre à 15 un niveau d'éclairement élevé. Le substrat peut être semi-conducteur de type p, notamment en silicium de type p, et la photodiode comporter une région de type n+. La jonction polarisée en inverse peut être réalisée par une région de type n+. La région de type n+ de la jonction polarisée en inverse est avantageusement définie par un 20 caisson N d'un transistor PMOS de lecture de la tension de la photodiode. Le capteur peut comporter, pour chaque pixel, un transistor de réinitialisation de la photodiode, imposant lorsqu'à l'état conducteur une tension de polarisation prédéfinie à la photodiode. La capacité d'injection de charge dans la photodiode, pour la polariser en direct 25 avant l'exposition, peut être une capacité parasite grille-drain de ce transistor de réinitialisation, que l'on cherche à développer, ou en variante une capacité réalisée spécifiquement. La tension de polarisation initiale de la photodiode obtenue grâce à cette injection de charges peut être comprise entre 0,1 et 0,2 V. 30 L'invention a encore pour objet un procédé de fonctionnement d'un capteur selon l'invention, tel que défini plus haut, comportant la réinitialisation de la photodiode par fermeture d'un transistor de réinitialisation et injection d'une charge dans la photodiode 3031623 6 pour la polariser en direct au début de la phase d'exposition à la lumière reçue par la photodiode et obtenir une réponse logarithmique dans une plage de fonctionnement en température étendue. Cette plage de température peut englober au moins la plage allant de -15°C à 60°C, 5 mieux la plage allant de -50°C à +100°C. De préférence, la tension de la photodiode d'un pixel actif est corrigée par la tension lue sur un pixel de référence, par exemple par soustraction, pour générer un signal représentatif de l'éclairement reçu par le pixel actif et indépendant de la température sur la plage de fonctionnement. 10 La rampe précitée, servant à générer le courant simulant un certain niveau d'illumination du pixel de référence, peut être constituée par le front descendant d'un signal de commande du transistor de réinitialisation. L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs de celle-ci, et à l'examen du dessin 15 annexé, sur lequel - la figure 1 est un schéma électronique d'un pixel d'un capteur selon l'invention, - la figure 2 représente de façon schématique et partielle, la structure CMOS d'un pixel, 20 - la figure 3 illustre le profil de charges dans le substrat de la photodiode, - la figure 4 est une vue analogue à la figure 1, d'une variante de réalisation du pixel, - la figure 5 illustre la création d'un courant de simulation d'exposition dans un pixel de référence, 25 - la figure 6 est une vue analogue à la figure 5 d'une variante de réalisation, - la figure 7 est un chronogramme illustrant une façon de générer la charge à injecter par la rampe, - la figure 8 représente l'évolution de la tension générée par un pixel en fonction du niveau d'illumination, en l'absence d'injection de charges préalablement à la lecture de 30 la tension de la photodiode dans le sens anode-cathode, 3031623 7 - la figure 9 représente la tension générée par un pixel selon l'invention dans le sens anode-cathode, après injection de charge préalablement au début de l'exposition de la photodiode, en fonction du niveau d'illumination, et - la figure 10 est une représentation schématique d'un modèle électrique 5 simplifié de la photodiode, et - les figures 11 et 12 représentent de façon schématique des variantes de réalisation du capteur. On a représenté schématiquement et partiellement à la figure 1 le circuit électronique d'un pixel d'un capteur optique selon l'invention. Ce pixel fait partie d'une 10 matrice de détection comportant des lignes et colonnes de pixels. Chaque pixel comporte une photodiode PD associée à une électronique de lecture de sa tension, qui n'a pas été décrite en détail ; des exemples de circuits de lecture de photodiodes en mode cellule solaire sont décrits par exemple dans le brevet FR 2 943 178. La tension en circuit ouvert de la photodiode PD en mode cellule solaire est 15 prélevée en 14 comme signal de sortie. La photodiode est réinitialisée (opération de reset) après chaque cycle de lecture, par la fermeture d'un transistor de reset 10 commandé par un signal RST, comme illustré à la figure 1, ce transistor imposant lorsque fermé un potentiel prédéfini aux bornes de la photodiode. La photodiode PD peut être réalisée par diffusion N dans un substrat 11 de type P 20 comme illustré à la figure 2, par une technologie conventionnelle d'intégration CMOS. L'opération de reset permet de vider la charge photoélectrique stockée sur la cathode de la photodiode PD, mais celle stockée dans le substrat doit également être vidée. Si la densité de pixels dans la matrice du capteur est faible, ces charges dans le substrat se recombinent naturellement. Par contre, si la matrice de pixel est dense, ce qui 25 est le cas d'un capteur selon l'invention, ces charges doivent être absorbées expressément. Selon l'invention, une jonction 20 polarisée en inverse est créée dans le substrat 11 à une distance d de la photodiode PD inférieure à la longueur de diffusion. Le transistor de reset 40 comporte des jonctions 41, 42 dont les régions n++ s'étendent sur une profondeur p' inférieure à la profondeur p de la région 20. 30 La longueur de diffusion caractérise la distance que parcourent les porteurs minoritaires dans le substrat avant de se recombiner. Cette distance est communément appelée Lp dans un substrat de type p, comme dans l'exemple considéré. Lp est par 3031623 8 exemple déterminée comme décrit dans « Physics of Semiconductor Devices », livre écrit par S.M. Sze édité par John Wilet & Sons en 1981, ISBN 0-471-05661-8. Lp est par exemple compris entre 50um et 200um pour un substrat standard pour la fabrication des circuits CMOS. 5 La jonction 20 peut être créée par une région de type n+, constituée par exemple par le caisson Nwell d'au moins un transistor PMOS utilisé pour la lecture de la tension de la photodiode PD, ce transistor n'étant pas représenté sur le dessin dans un souci de clarté. Des exemples de circuits de lecture utilisant des transistors PMOS sont décrits dans FR 2 943 178. 10 En variante, notamment lorsque le circuit de lecture utilisé ne comporte, comme décrit dans FR 2 920 590, que des transistors NMOS, une diffusion N peut être effectuée à proximité de la photodiode PD. Cette diffusion N peut faire partie de celles constituant les composants passifs ou actifs du pixel, par exemple les sources ou drains des transistors NMOS. 15 Dans le cas d'un substrat 11 en silicium, de type p, la région n+ de la photodiode est par exemple réalisée soit par diffusion, soit par implantation ionique, avec de l'arsenic ou du phosphore, et le même procédé est utilisé pour la région n+ polarisée en inverse. Pour une photodiode isolée dans un substrat, l'équation (1) ci-dessous dicte la relation entre le courant ID et la tension VD de celle-ci. yr, 20 ID= Ise V`-Is (1) Vt désigne la tension d'origine thermique, typiquement de l'ordre de 26mV à 20°C et Is est le courant de saturation de la jonction de la photodiode. On obtient la tension en circuit ouvert statique de la photodiode éclairée, en mode cellule solaire, selon l'équation (2) ci-après. Ik désigne le courant photoélectrique. VD=V, log( + /s ) 25 (2) On voit que la tension sur la photodiode s'écarte de la loi logarithmique quand Is devient grand. Il est à noter que Is double tous les 7°C environ dans le silicium. 3031623 9 Avec un dopage N constitué par la jonction 20 se trouvant à proximité de la photodiode, c'est-à-dire à une distance inférieure à la longueur de diffusion Lp, l'évolution de la tension sur la photodiode est influencée par la polarisation de ce dopage N. Une modélisation fondée sur la diffusion des porteurs de charge minoritaires entre 5 la photodiode et le dopage N à proximité permet de retrouver l'équation entre la tension et le courant dans la photodiode. Comme le montre la figure 3, la diffusion N polarisée en inverse par une tension VAB (dite tension d'anti-éblouissement) à proximité de la photodiode en mode cellule solaire change le profil des porteurs minoritaires (à savoir des électrons dans ce cas précis) 10 dans la zone P. Ainsi, les charges injectées dans le substrat 11 par la photodiode diffusent vers le dopage N, polarisé en inverse, selon une loi de diffusion. Dans un substrat destiné à la fabrication d'un capteur d'image, la qualité cristalline est excellente. Par conséquent, pour une faible distance entre les régions N par rapport à la longueur de diffusion, la distribution des porteurs minoritaires est sensiblement 15 triangulaire. On peut établir la relation courant-tension pour la photodiode : V D V AB D =S'eV' -I e Vt (3) De cette relation (3), on observe que la courbe courant/tension de la photodiode ne passe pas par le point (0,0). Cette déviation du point (0,0) est la base du phénomène de la 20 dérive en température, car quand le courant est nul dans la photodiode, correspondant à l'obscurité, la tension sur la photodiode n'est pas nulle. On peut décrire la tension sur la photodiode en mode cellule solaire par la relation (4) ci-dessous. VD = log( /' + /se 25 On voit que la polarisation inverse de la jonction 20 dopée N permet de maintenir une sensibilité logarithmique même quand le courant Is est important, car le terme exponentiel fonction de -VAB/Vt est négligeable. V AB t (4) 3031623 10 La variation du courant Is avec la température engendre néanmoins dans ce cas une dérive de la tension quand la photodiode se trouve dans l'obscurité, qu'il est possible de corriger, comme décrit plus loin. Quand la photodiode PD est associée à un transistor de reset 10, la photodiode 5 évolue avec une tension initiale, notée VDO. On peut établir un modèle simple illustré à la figure 10 pour modéliser le comportement dynamique de la photodiode après l'opération de reset. A partir de ce modèle, on peut établir une équation différentielle (5) dont la solution donne la tension VD de la photodiode après un temps de pose t. 4 + I AB 10 V D = VT ln VD0 (4+1 AB)t [(4- AB)e VT - je vTc° + I Dans cette équation, IAB = IS exp (-VAB/Vt), VDO désigne la tension initiale de la photodiode et CD la capacité de la photodiode, les autres termes ayant la même signification que ceux de l'équation (4). Dans un capteur d'image, le temps de pose est souvent fixé à une valeur inférieure 15 ou égale à la période de capture, qui est constante. Si l'on trace la tension sur la photodiode en fin d'exposition en fonction du niveau d'illumination sur la photodiode, on obtient une réponse complexe, comme le montre la figure 8, pour différents niveaux de température et de courant Is. A haut flux lumineux, la réponse est strictement logarithmique, mais à bas flux, la 20 réponse peut être linéaire à basse température, du fait que la capacité parasite sur la photodiode doit être rechargée après l'opération de reset. En comparaison, avec une photodiode en mode cellule solaire sans la jonction 20 polarisée en inverse à proximité, la réponse photoélectrique s'effondre rapidement avec la température. Il est impossible dans ce cas de restaurer la perte de sensibilité par des 25 traitements ultérieurs. De l'équation (5), on voit que si la tension initiale VD,, de la photodiode en mode cellule solaire est initialisée à une valeur positive, c'est-à-dire que la photodiode est polarisée en direct pendant la phase de réinitialisation au lieu d'un court-circuit, la réponse devient logarithmique sur toute la plage de température. L'effet de la température sur la 30 réponse se résume alors en un simple décalage, comme illustré à la figure 9, où l'on a (5) 3031623 11 représenté l'évolution de la tension en fonction de l'éclairement pour une plage de températures allant de -20°C à 90°C. Il est difficile de réinitialiser une photodiode en polarisation directe avec un transistor MOS, car dans ce cas la source et le drain du transistor de reset se trouvent aussi 5 en polarisation directe. Ces jonctions polarisées en direct injectent des charges dans le substrat qui sont de même nature que les charges photo-électriques, ce qui empêche un bon fonctionnement de la photodiode dans la capture d'image. Une capacité 40 peut être utilisée pour injecter une charge dans la photodiode pour qu'elle soit polarisée en direct après l'ouverture du transistor de reset. 10 La capacité 40 peut être une capacité parasite du transistor 10 de reset comme illustré à la figure 1, ou une capacité spécifique comme illustré à la figure 4. La tension de polarisation directe initiale VDo appliquée à la photodiode via cette capacité est par exemple de 0,15V. La valeur de la capacité est suffisante pour obtenir la réponse logarithmique 15 recherchée aux basses températures. On cherche par exemple à avoir pour T =-15°C moins de 1% de dispersion dans la réponse par rapport à celle à 25 °C. Ici la dispersion est définie comme l'écart relatif entre les courbes de réponse. Par ailleurs, le capteur optique selon l'invention comporte avantageusement un ou 20 plusieurs pixels de référence, protégés de la lumière incidente, servant à générer une tension de référence permettant de compenser le décalage en température, et ainsi d'obtenir un signal à la fois logarithmique et indépendant de la température sur une large plage. Le ou les pixels de référence sont masqués par une couche de métal faisant écran vis-à-vis de la lumière incidente ; toutefois, contrairement aux solutions connues, on 25 simule sur ceux-ci une condition d'éclairement de référence prédéfinie. Si l'on fixe ce niveau d'éclairement de référence suffisamment haut, on peut facilement atténuer, voire supprimer, l'effet de fuite de lumière du masquage optique dans un procédé de réalisation CMOS. Par exemple, si une couche de métal permet de créer un facteur d'atténuation de 30 2000 et si le seuil de sensibilité d'un pixel logarithmique est de 0.011ux, l'éclairement maximal tolérable pour un pixel de référence placé dans le noir est de 201ux, ce qui est très faible. 3031623 12 Avec la solution proposée, en fixant l'éclairement de référence à 100001ux, même si le pixel de référence reçoit 200000 de lux, il n'y a que 1% de variation sur le niveau de référence. Il est possible d'appliquer plusieurs couches de métal sur le ou les pixels de 5 référence pour encore plus de précision, si nécessaire. D'une façon générale, la précision augmente avec le niveau de l'éclairement simulé électroniquement. Pour simuler ce niveau d'éclairement, il est possible de générer un courant simulant une condition d'éclairement équivalente, donc de même sens que celui généré par le fonctionnement en mode cellule solaire de la photodiode, à l'aide d'une source de tension 10 30 reliée par une résistance électrique 31 à la photodiode PD, comme illustré à la figure 5. Dans l'exemple considéré, cette source de tension est négative et le choix de la valeur de la tension de la source 30 ainsi que celui de la valeur de la résistance 31 permet d'obtenir le courant souhaité. Une autre solution, plus intéressante, est d'utiliser une rampe de tension reliée par 15 l'intermédiaire d'une capacité 33 à la cathode de la photodiode, comme illustré à la figure 6. L'ajustement du courant de simulation de la condition d'éclairement peut alors se faire par le choix de la valeur de la capacité et de la pente de la rampe. La source de tension en rampe peut être spécifique à l'obtention du courant recherché. Toutefois, il peut être avantageux d'exploiter le front descendant d'un signal de 20 commande d'un transistor du capteur, notamment le signal de commande RST du transistor de reset, comme illustré à la figure 7. Ce signal RST est déclenché avant chaque cycle d'exposition de la photodiode PD. On a représenté aux figures 11 et 12 deux exemples de capteurs selon l'invention, dans lesquels la jonction 20 est réalisée par une diffusion dans le substrat 11 qui s'étend 25 sous les jonctions des photodiodes PD. Dans l'exemple de la figure 11, la jonction 20 ne s'étend, pour certaines photodiodes PD, que sous celles-ci, à une distance d inférieure à la longueur de diffusion L, ce qui permet de conserver une implantation dense. Dans l'exemple de la figure 12, la diffusion servant à réaliser la jonction s'étend à 30 la fois latéralement de part et d'autre de chaque photodiode PD, et de préférence dessous également. 3031623 13 La diffusion forme par exemple des cuvettes au sein de chacune desquelles une photodiode PD est disposée. Le substrat 11 peut être de type p et les jonctions des photodiodes PD et les jonctions polarisées en inverse de type n. 5 La profondeur p de diffusion pour réaliser la jonction polarisée en inverse est relativement importante. Elle est par exemple, dans le cas d'une technologie 0.18,u,m d'au moins 0.5gm. Une plus grande profondeur permet d'absorber plus de charge photoélectriqe créée par les photons de grande longueur d'onde (>650nm). 10 L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits. En particulier, on peut inverser les types de porteurs N et P. La profondeur p ainsi que la distance d peuvent varier au sein du capteur, étant des valeurs locales. Les profondeurs p et distance d peuvent être déterminées aisément, par observation au microscope électronique. 15 L'expression « comportant un » doit être comprise comme étant synonyme de « comprenant au moins un », sauf si le contraire est spécifié. REVENDICATIONS1. Capteur matriciel à réponse logarithmique et plage de fonctionnement étendue en température, comportant une pluralité de pixels actifs définis chacun par une photodiode (PD) opérant en mode cellule solaire, la photodiode étant formée par une jonction semi-conductrice dans un substrat (11), une jonction (20) polarisée en inverse étant présente à une distance (d) de la jonction de la photodiode inférieure à la longueur de diffusion des charges dans le substrat cette jonction (20) polarisée en inverse étant réalisée par une diffusion à une profondeur (p) supérieure à celle (p') utilisée dans la formation de la source ou du drain de transistors (40) du capteur, adjacents à la photodiode. 2. Capteur selon la revendication 1, comportant une capacité (40) pour injecter une charge dans la photodiode (PD) afin de la polariser en direct avant la lecture d'une tension représentative de l'éclairement reçu par la photodiode. 3. Capteur selon la revendication 1 ou 2, comportant un ou plusieurs pixels de référence utilisés pour générer une tension de référence servant à compenser un décalage lié à la température dans la réponse des pixels actifs, ce ou ces pixels de référence étant masqués vis-à-vis de la lumière incidente et placés virtuellement dans une condition d'éclairement donnée par injection d'un courant dans la jonction de la photodiode. 4. Capteur selon la revendication 3, l'injection du courant dans la photodiode d'un pixel de référence étant effectuée à travers une résistance électrique (31) reliée à une source de tension (30), qui génère un courant dans le même sens que le courant photoélectrique généré par la photodiode (PD). 5. Capteur selon la revendication 3, l'injection de courant dans la photodiode d'un pixel de référence étant effectuée à travers une capacité (33) reliée à une source de tension en rampe, qui génère un courant dans le même sens que le courant photoélectrique généré par la photodiode. 6. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, le substrat (11) étant semi-conducteur de type p, notamment en silicium de type p, et la photodiode (PD) comportant une région de type n+. 7. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, la jonction (20) polarisée en inverse étant générée par une région de type n+. 3031623 15 8. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, la région de type n+ de la jonction (20) polarisée en inverse étant définie par un caisson n d'un transistor PMOS de lecture de la tension de la photodiode. 9. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant 5 pour chaque pixel un transistor (10) de réinitialisation de la photodiode (PD), imposant lorsqu'à l'état conducteur une tension prédéfinie à la photodiode. 10. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont la revendication 2, la capacité (40) d'injection de la charge dans la photodiode (PD) pour la polariser en direct avant lecture de la tension, étant une capacité parasite du transistor de 10 réinitialisation (10). 11. Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dont la revendication 2, la capacité (40) d'injection de la charge dans la photodiode pour la polariser en direct avant lecture de la tension étant une capacité réalisée spécifiquement. 12. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont la 15 revendication 2, la tension de polarisation initiale de la photodiode (PD) suite à l'injection de charges au moyen de la capacité étant comprise entre 0,1 et 0,2 V. 13. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, la jonction (20) polarisée en inverse s'étendant sous la jonction de la photodiode (PD). 14. Capteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, la jonction 20 (20) polarisée en inverse s'étendant sur au moins deux côtés opposés de part et d'autre de la jonction de la photodiode, mieux tout autour de la photodiode. 15. Procédé de fonctionnement d'un capteur tel que défini dans l'une quelconque des revendications précédentes, comportant la réinitialisation de la photodiode (PD) par fermeture d'un transistor de réinitialisation (10) et injection d'une charge dans la 25 photodiode pour la polariser en direct au début de la phase de mesure de la lumière reçue par la photodiode et obtenir une réponse logarithmique dans une plage de fonctionnement à large plage de températures. 16. Procédé selon la revendication 15, la plage de températures englobant au moins la plage -15°C à 60°C, mieux -50°C à 100°C. 30 17. Procédé selon l'une des revendications 15 et 16, et la revendication 3, la tension de la photodiode d'un pixel actif étant corrigée par la tension lue sur un pixel de 3031623 16 référence, pour générer un signal représentatif de l'éclairement reçu par le pixel actif et indépendant de la température sur la plage de fonctionnement. 18. Procédé selon l'une des revendications 15 à 17 et les revendications 5 et 9, la rampe étant constituée par le front descendant d'un signal de commande du transistor de 5 réinitialisation.