Brevet FR3040537A1 — publié le 20170303

MATRICE DE PHOTODIODES A CATHODES ISOLEES DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne les matrices de photodiodes, et plus particulièrement les matrices de photodiodes à base de couches d'arséniure de gallium-indium(InGaAs) et de phosphure d'indium (InP), ainsi que leur procédé de fabrication. Une des méthodes de fabrication de matrice de photodiodes dans des matériaux serai- conducteurs à faible bande interdite - « band gap » en terminologie anglo-saxonne- (souvent pour la détection en lumière infrarouge) consiste à insérer la couche active de détection à faible band gap entre deux matériaux semi-conducteurs à grand band gap. Les deux couches de semi-conducteurs à grand band gap constituent une protection/passivation efficace tout en restant transparentes à la longueur d'onde du rayonnement destiné à être détecté par les photodiodes. De plus, avec des dopages appropriés, les deux hétérojonctions entre la couche active et les deux couches de protection/passivation confinent les charges photoélectriques dans la couche active de détection et améliorent le rendement quantique de la photodiode ainsi construite. Une photodiode InGaAs est un exemple type de cette structure physique. La couche active de détection constituée du matériau InGaAs peut avoir un band gap ajustable en fonction de la composition en indium et gallium dans le InGaAs, idéale pour opérer dans la bande SWIR (acronyme de l'anglais Short WavelnfraRed pour infrarouge de courte longueur d'onde), de l'ordre de 0,9 à 3 [Inn. Le phosphure d'indium et l'arséniure de gallium-indium partage la même structure cristalline cubique face centrée. La composition la plus utilisée est In0.53Ga0.47As. La taille de maille cristalline est alors comparable à celle du substrat InP, notamment les paramètres de maille. Cette compatibilité cristalline permet la croissance par épitaxie d'une couche active InGaAs d'excellente qualité sur un substrat InP. Le band gap d'In0.53Ga0.47As est d'environ 0.73eV, capable de détecter jusqu'à une longueur d'onde de 1.68unn dans la bande SWIR. Elle présente un intérêt grandissant dans les domaines d'applications tel que la spectrométrie, la vision nocturne, le tri des plastiques usagés, etc. 3040537 2 Les deux couches de protection/passivation sont généralement faites en InP. Surtout la composition In0.53Ga0.47As, ayant la même taille de maille cristalline qu'InP, cela permet un courant d'obscurité très faible dès la température ambiante. 5 Jusqu'aujourd'hui la meilleure configuration de photodiode InGaAs est constituée par des zones de dopage sélectif de zinc Zn, de type P, sur des couches épitaxiées InP/InGaAs/InP de type N pour constituer les anodes des photodiodes qui collectent les charges. Une telle configuration est dite « P sur N ». 10 La figure 1 illustre la structure physique d'une matrice 1 de photodiodes avec une configuration P sur N. Une couche active 5 composée de InGaAs est prise en sandwich entre deux couches de InP. La couche inférieure constitue en effet le substrat 4 sur lequel la couche InGaAs est formée par épitaxie MO-CVD complexe. Cette couche 15 InGaAs est ensuite protégée par une fine couche supérieure 6 composée de InP, déposée aussi par épitaxie. Les couches InP sont en générale du type N, dopées au silicium. La couche active 5 de InGaAs peut être légèrement dopée N ou rester quasi-intrinsèque. Donc les deux couches InP inférieure/supérieure et la couche active 5 de InGaAs forment la cathode commune des photodiodes dans cette matrice. 20 La figure 2 illustre un capteur d'image InGaAs constitué d'une matrice 1 de photodiodes InGaAs connectée en mode puce retournée (« flip-chip » en terminologie anglo-saxonne) avec un circuit de lecture 2. Dans un capteur InGaAs matriciel, la matrice des photodiodes est connectée à un circuit de lecture généralement réalisé en silicium afin 25 de lire les signaux photoélectriques générés par ces photodiodes InGaAs. Cette interconnexion se fait en général par le procédé flip-chip via des billes d'indium 7, ainsi qu'illustré sur la figure 2. Le rayonnement SWIR 9 arrive sur la matrice des photodiodes à travers le substrat 4 de phosphure d'indium, transparent dans cette bande optique. 30 Une autre solution pour réaliser une matrice de photodiode est une configuration dite "N sur P", dans laquelle les anodes des photodiodes qui collectent les charges sont de type N, sur des couches épitaxiées de type P. Cependant, il est difficile de travailler avec un substrat de type P, et le dopage sélectif de type N est mal maîtrisé. Le brevet US 8,610,170 B2 propose une solution alternative pour une configuration "N sur P", 35 illustrée par les figures 3 et 4, dans laquelle les cathodes ne sont pas formées par 3040537 3 dopage de type N, mais par isolation de zones d'une couche de type N par des zones de type P. La figure 3 illustre une vue en coupe d'une matrice de photodiode simplifiée, tandis que 5 la figure 4 montre une vue en perspective d'une telle matrice. Dans cette approche, une couche tampon 108 dopée Zn (type P) est intercalée entre la couche photosensible 102 d'InGaAs (type N) et le substrat 101 InP de type N. Une zone de dopage 104 Zn de type P en forme de grille (vue de dessus) est formée dans la couche photosensible 102 depuis la couche supérieure InP 103 de type N jusqu'à une profondeur atteignant la couche 10 tampon 108 enterrée. Ce motif de grille forme des zones du type N individuellement entourées par la zone de dopage 104 et par la couche tampon 108, et constituées par les parties de la couche supérieure 103 et de la couche photosensible 102 non dopées par du Zinc. Ces zones forment les cathodes de photodiodes dites "N sur P", et sont d'ailleurs chacune munies d'une électrode 106 de contact. Cette configuration permet 15 d'isoler physiquement les cathodes les unes par rapport aux autres. On parle d'isolation par jonction PN. Cette approche requiert cependant une grande profondeur de diffusion pour le dopage Zn lors de la formation de la zone 104 les dopants Zn doivent pénétrer toute l'épaisseur 20 de la couche photosensible 102 pour atteindre la couche tampon enterrée 108. Or, la diffusion de dopants ne se fait pas qu'en profondeur, mais également latéralement, parallèlement à la surface de la matrice. Ainsi, plus la diffusion de dopants Zn est profonde, plus elle est large. 25 Par exemple, afin de conserver un bon rendement quantique, l'épaisseur de la couche photosensible 102 de InGaAs est de préférence d'au moins 3 à 5 [Inn. En effet, une profondeur inférieure réduit l'efficacité d'absorption des photons. Pour une telle épaisseur de 3 à 5 [Inn, la diffusion latérale de dopants Zn autour de la zone d'incidence du dopage, c'est-à-dire les zones exposées du masque utilisé pour la diffusion, est de 6 à 30 10 [Inn. Par conséquent, on constate que la largeur des parties de la zone 104 entourant une cathode sera supérieure à 10 [Inn, soit plus de deux fois plus que l'épaisseur de la couche photosensible 102. Il en résulte que le pas des photodiodes à la surface de la matrice doit être 35 suffisamment grand pour autoriser une zone 104 de dopage Zn avec des parties de 3040537 4 grande largeur, et donc que cette approche ne permet pas d'obtenir une matrice de photodiodes avec une grande densité de photodiodes à sa surface. En outre, cette extension latérale des parties de la zone 104 réduit d'autant la surface 5 occupée par les cathodes isolées par lesdites parties de ladite zone 104. En reprenant l'exemple précédent, pour un pas de 10 à 15 [Inn pour les photodiodes, la taille de la cathode devient petite par rapport à la largeur des parties de la zone 104. Or, la durée de vie des porteurs de charge dans la zone 104 de diffusion Zn est assez faible, en raison du fort niveau de dopage. L'efficacité de collecte devient donc faible. 10 Ce même brevet propose dans un autre mode de réalisation de former des tranchées autour des zones de cathode de photodiode avant de procéder à la diffusion de zinc. Ces tranchées permettent à la diffusion Zn d'atteindre la couche tampon enterrée 108 plus rapidement, et permettent donc de limiter l'extension latérale de cette diffusion. 15 Cependant, l'expérience a montré que les dommages liés à la gravure de ces tranchées détériorent considérablement la qualité des photodiodes, particulièrement en termes de courant d'obscurité. PRESENTATION DE L'INVENTION 20 Un but de l'invention est de proposer une matrice de photodiodes et son procédé de fabrication, qui permettent d'isoler les cathodes les unes par rapport aux autres, tout en permettant de conserver un bon rendement quantique et un bon rendement surfacique de la matrice. L'invention permet d'obtenir des photodiodes "N sur P" avec 25 des performances photoélectriques améliorées et compatible avec une réduction du pas des photodiodes, permettant une réduction de coût et l'augmentation de la résolution des matrices de photodiodes InGaAs. A cet effet, il est proposé une matrice de photodiodes comprenant 30 - un substrat de phosphure d'indium, - une couche active d'arséniure de gallium-indium InGaAs au-dessus du substrat et ayant une conductivité du premier type, - une couche supérieure en phosphure d'indium au-dessus de la couche active et ayant une conductivité du premier type, 35 - une région enterrée définie par un dopage du second type, au niveau de l'interface entre le substrat et la couche active, 3040537 5 ladite matrice comprenant une anode commune à la matrice de photodiodes formée par une région dopée du second type dans la couche supérieure et dans la couche active, ladite région dopée s'étendant depuis la couche supérieure jusque dans la couche active sans atteindre la région enterrée, ladite région dopée et ladite région enterrée étant 5 séparée par la couche active par une distance non nulle, ladite région dopée délimitant plusieurs zones de cathode de la couche supérieure exemptes de dopage du second type, chacune desdites zones de cathode étant séparée des autres zones de cathode de façon continue par la région dopée 10 On entend par région dopée du second type une région d'un matériau comportant des dopants du second type résultants par exemple de la diffusion de ceux-ci dans ledit matériau, en concentration supérieure à d'éventuels dopants du premier type. L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises 15 seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : - une zone de charge d'espace d'anode s'étend dans la couche active à partir de chaque interface entre la région dopée du second type et la couche active, et une zone de charge d'espace enterrée s'étend dans la couche active à partir de l'interface entre ladite couche active et la région enterrée, la zone de charge d'espace d'anode et la 20 zone de charge d'espace enterrée se rejoignant dans la couche active, de sorte que des zones de la couche active sous les zones de cathode de la couche supérieure sont isolées les unes des autres de manière continue par lesdites zones de charge d'espace; - chaque zone de cathode de la couche supérieure est reliée à des moyens de polarisation adaptés pour appliquer auxdites cathodes une première tension, et dans 25 laquelle la zone dopée est reliée à des moyens de polarisation adaptés pour appliquer à ladite zone dopée une deuxième tension, la première tension et la deuxième tension étant de valeurs différentes, la différence de valeur entre la première tension et la deuxième tension déterminant l'extension de la zone de charge d'espace d'anode dans la couche active, la première tension évoluant dans une plage de variation comprise entre 30 une tension minimale de cathode et une tension maximale de cathode, la deuxième tension étant choisie suffisamment inférieure à la première tension de sorte que la zone de charge d'espace d'anode s'étende dans la couche active jusqu'à la zone de charge d'espace enterrée; - chaque zone de cathode de la couche supérieure est reliée à des moyens de 35 polarisation adaptés pour appliquer auxdites cathodes une première tension, et la région enterrée est reliée à des moyens de polarisation adaptés pour appliquer à ladite 3040537 6 région enterrée une troisième tension, la première tension et la troisième tension étant de valeurs différentes, la différence de valeur entre la première tension et la troisième tension déterminant l'extension de la zone de charge d'espace enterrée dans la couche active, la première tension évoluant dans une plage de variation comprise entre une 5 tension minimale de cathode et une tension maximale de cathode, la troisième tension étant choisie suffisamment inférieure à la première tension de sorte la zone de charge d'espace enterrée s'étende dans la couche active jusqu'à la zone de charge d'espace d'anode; - la différence de valeur entre la tension minimale de cathode et la deuxième tension 10 est inférieure à la différence de valeur entre la tension minimale de cathode et la troisième tension; - une distance séparant la zone d'espace de charge d'anode et la zone de charge d'espace enterrée dans la couche active en l'absence de polarisation est inférieure à deux fois la distance minimale entre : 15 - une distance sur laquelle s'étend la zone de charge d'espace d'anode dans la couche active à partir de l'interface entre la région dopée et ladite couche active en l'absence de polarisation, et - une distance sur laquelle s'étend la zone de charge d'espace enterrée dans la couche active à partir de l'interface entre la région enterrée et ladite couche 20 active en l'absence de polarisation; - les zones de cathode de la couche supérieure délimitées par la région dopée du second type, sont dopées par des dopants du premier type; - la région dopée du second type s'étend dans la couche active à partir de la couche supérieure sur une profondeur inférieure au quart de l'épaisseur de ladite couche active. 25 L'invention concerne également un capteur comprenant une matrice de photodiodes selon l'invention, et un circuit de lecture connecté à des contacts des zones de cathode pour la lecture des photodiodes de ladite matrice. 30 L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une matrice selon l'une des revendications précédentes, comprenant les étapes de: - fourniture d'un substrat de phosphure d'indium ayant une conductivité du premier type, - formation d'une région enterrée ayant une conductivité du second type au- 35 dessus dudit substrat, 3040537 7 - formation d'une couche active ayant une conductivité du premier type au-dessus de la région enterrée, - formation d'une couche supérieure ayant une conductivité du premier type au-dessus de la couche active, 5 - mise en place d'un masque définissant une pluralité de zones de masquage à la surface de la couche supérieure et une pluralité de zones exposées à la surface de la couche supérieure, - diffusion à travers les zones exposées de dopants du second type dans la couche supérieure et dans la couche active pour définir une région dopée du second 10 type en regard desdites zones exposées de sorte que la région dopée s'étende depuis la couche supérieure jusque dans la couche active sans atteindre la région enterrée, ladite région dopée et ladite région enterrée étant séparées par une distance non nulle, ladite région dopée délimitant plusieurs zones de cathode de la couche supérieure en regard des zones de masquage, chacune desdites zones de cathode étant séparée des autres 15 zones de cathode de façon continue par la région dopée. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la 20 description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative. Cette description doit être lue sur la base des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1, déjà commentée, est un schéma illustrant une vue en coupe d'une structure d'une matrice de photodiodes simplifiée de configuration P sur N de l'état de la technique; 25 - la figure 2, déjà commentée, est un schéma illustrant la connexion de la matrice P sur N de la figure 1 avec un circuit de lecture; - la figure 3, déjà commentée, est un schéma illustrant une vue en coupe d'une structure d'une matrice de photodiodes simplifiée de configuration N sur P de l'état de la technique; 30 - la figure 4, déjà commentée, est un schéma illustrant une vue en perspective d'une matrice ayant une structure similaire à celle de la figure 3; - la figure 5 est un schéma illustrant une vue en coupe d'une matrice de photodiodes simplifiée selon un mode de réalisation possible de l'invention, de configuration N sur P; - la figure 6 est un schéma illustrant une vue en coupe selon AA de la matrice de la 35 figure 5; 3040537 8 - les figures 7 et 8 sont des schémas illustrant des vues en coupe d'une matrice de photodiodes simplifiée selon un mode de réalisation possible de l'invention, lorsque différentes tensions sont appliquées; - les figures 9a à 9h sont des schémas illustrant différentes étapes de fabrication d'une 5 matrice de photodiodes selon un mode de réalisation possible de l'invention. Sur les différentes figures, des références identiques désignent des éléments similaires. DESCRIPTION DETAILLEE 10 Dans la description qui suit, à titre d'exemple illustratif, le premier type de conductivité est une conductivité du type N, tandis que le second type de conductivité est une conductivité du type P. Il serait également possible, en adaptant les composants, que le premier type de conductivité soit une conductivité du type P tandis que le second type de conductivité soit une conductivité du type N. 15 En référence aux figures 5 et 6, une matrice de photodiodes selon un mode de réalisation de l'invention comprend un substrat 4 de phosphure d'indium InP ayant une conductivité de type N, de préférence dopé N, c'est-à-dire avec des éléments dopants de type N, tel que le silicium. Par exemple, la concentration en termes de porteurs de 20 charge du substrat 4 peut être comprise entre 1017 et 1019 cm-3. La matrice comprend également une couche active 5 d'arséniure de gallium indium InGaAs constituant une couche photosensible au-dessus du subtrat 4. L'épaisseur de la couche active est de préférence supérieure à 3 [Inn et de préférence inférieure à 5 [Inn. 25 La couche active 5 peut être non dopée (intrinsèque) ou dopée N avec une faible concentration, par exemple avec une concentration de dopants comprise entre 1013 et 1017 cm-3. Entre le substrat 4 et la couche active 5, c'est-à-dire à leur interface, se trouve une 30 région enterrée 8, constituée par une zone de dopage P, par exemple constituée par une diffusion de zinc. L'épaisseur de la région enterrée 8 est de préférence supérieure à 0,01 [Inn et de préférence inférieure à 1 [Inn. Une épaisseur trop importante de la région enterrée 8 pourrait en effet absorber trop de lumière. 35 La région enterrée 8 peut être formée de plusieurs façons. Comme illustré sur la figure 6, elle peut comprendre une zone de surface 81 du substrat 4 qui a été dopée P, par 3040537 9 exemple par diffusion de zinc, et par une couche tampon 82 de InGaAs épitaxiée sur le substrat 4, également dopée P, par la même opération de dopage que pour la zone de surface 81 du substrat 4 ou par une opération de dopage distincte. Une autre solution est de doper en P uniquement la zone de surface 81 du substrat 4, et de former dessus 5 une couche tampon et/ou la couche active 5, le dopage de ces couches au niveau de l'interface avec le substrat 4 se produisant par diffusion thermique des dopants. La combinaison de la zone de surface 81 du substrat 4 et de la couche 82 au-dessus de ladite zone de surface 81 du substrat 4 constitue ainsi une région enterrée 8 de type P, se définissant par un dopage de type P par rapport au reste du substrat 4 et de la 10 couche active 5 qui sont de type N. La matrice comprend également au-dessus de la couche active 5 une couche supérieure 6 de phosphure d'indium, ayant une conductivité de type N. L'épaisseur de la couche supérieure 6 est de préférence supérieure à 0,1 [Inn et de préférence inférieure à 1 [Inn. 15 La couche supérieure 6 peut être dopée N, par exemple avec une concentration de dopants comprise entre 1015 et 1018 cm-3, typiquement du silicium. De préférence, le dopage de la couche supérieure 6 est supérieur à celui de la couche active 5 d'un facteur au moins 10. 20 Dans la mesure où certaines composition de la couche active 5 ont une taille cristalline proche de celle d'une couche InP, surtout pour la composition In0,53Ga0,47As, et la superposition d'une couche InP au-dessus de la couche active 5 permet de réduire le courant d'obscurité à un niveau très faible, dès la température ambiante. De même, une couche de passivation 10 en matériau diélectrique tel que le nitrure de silicium 25 peut être prévue à la surface de la matrice, au-dessus de la couche supérieure 6. La matrice comprend également au moins une région dopée 12 de type P dans la couche supérieure 6 et dans la couche active 5. Plus précisément, la région dopée 12 de dopants s'étend depuis la couche supérieure 6 jusque dans la couche active 5 sans 30 atteindre la région enterrée 8 ou le substrat 4. La région dopée 12 traverse l'épaisseur de la couche supérieure 6, mais ne traverse pas l'épaisseur de la couche active 5. Cette région dopée 12 de type P forme une anode commune à la matrice de photodiodes, qui est donc partagée par plusieurs photodiodes, voire de préférence par toutes les photodiodes. 35 3040537 10 De préférence, la région dopée 12 du type P s'étend dans la couche active 5 à partir de la couche supérieure 6 sur une profondeur inférieure au quart de l'épaisseur de ladite couche active 5, et préférence encore inférieure au huitième de l'épaisseur de ladite couche active 5. Par exemple, dans le cas d'une couche active 5 de 3 pm à 5 pm 5 d'épaisseur, il est suffisant que la région dopée 12 pénètre la couche active 5 jusqu'à profondeur comprise entre 0,1 [Inn et 0,5 [Inn. Les dopants de type P de la région dopée 12 peuvent être des atomes de zinc, et sont de préférence issus d'une diffusion à partir de la surface de la couche supérieure 6 en 10 direction de la couche active 5. La région dopée 12 délimite individuellement plusieurs zones de cathode 13 de la couche supérieure 6 exemptes de dopage de type P. Les zones de cathode 13 sont séparées les unes des autres dans la couche supérieure 6 par la région dope 12, de façon 15 continue, c'est-à-dire que chaque zone de cathode 13 est entourée par la zone dopée 12 sans discontinuités au niveau de la couche supérieure 6. Chacune desdites zones de cathode 13 constitue une cathode d'une photodiode. Chaque zone de cathode 13 est munie d'un contact 14 avec un circuit de lecture adapté pour lire ladite photodiode. 20 La région dopée 12 peut ainsi avoir une forme de grille comme sur la figure 6, ou bien de cercles reliés entre eux. D'autres configurations sont possibles. De même, il est possible de prévoir plusieurs zones de diffusion 12, entourant chacune des cathodes. De préférence, la zone dopée 12 entoure, dans la couche supérieure 6, un grand nombre de zones de cathode 13 de la matrice, c'est-à-dire plus que la majorité, et de préférence 25 toutes les zones de cathode 13 de la matrice. Aux interfaces entre des matériaux de type P et de type N (jonction PN) se créent des zones de charge d'espace, également appelées zone de déplétion, car dépourvues de porteurs libres. Ainsi, une zone de charge d'espace d'anode 15 s'étend dans la couche 30 active 5 à partir de chaque interface entre la région dopée 12 de type P et la couche active 5. De même, une zone de charge d'espace enterrée 16 s'étend dans la couche active 5 à partir de l'interface entre ladite couche active 5 et la région enterrée 8. On a représenté sur la figure 5 par des lignes en tirets les limites de ces zones de charge d'espace. 35 3040537 11 On constate également une zone de charge d'espace 19 s'étendant dans la couche supérieure 6 à partir de chaque interface entre la région dopée 12 du type P et la couche supérieure 6, et une zone de charge d'espace 17 s'étendant dans le substrat 4 à partir de l'interface entre la région enterrée 8 et ledit substrat 4. 5 Le champ électrique généré par une zone de charge d'espace, orienté du sens des charges positives (en zone N) vers les charges négatives (en zone P), entraine les électrons et les trous dans le sens opposé au phénomène de diffusion des porteurs de charge. Ainsi la jonction atteint un équilibre car le phénomène de diffusion des porteurs 10 de charge et le champ électrique créé par cette zone de charge d'espace se compensent. Une zone de charge d'espace constitue ainsi une isolation pour les porteurs de charge confinés dans les matériaux constitutifs de la jonction PN. Dans une matrice selon l'invention, les cathodes sont électriquement isolées les unes des autres par des zones 15 de charge d'espace dans la couche active 5. A cette fin, la zone de charge d'espace d'anode 15 et la zone de charge d'espace enterrée 16 se rejoignent dans la couche active 5, comme représenté sur la figure 5, de sorte que les zones 18 de la couche active 5 en dessous des zones de cathode 13 sont 20 isolées les unes des autres en termes de déplacement des porteurs de charge. Une zone de cathode 13 de la couche supérieure 6 et une zone 18 de la couche active 5 en regard de ladite zone de cathode 13 constitue la cathode d'une photodiode. Le chevauchement des zones de charge d'espace d'anode 15 et de la zone de charge d'espace enterrée 16 crée ainsi une matrice de photodiodes "N sur P" par une isolation électrostatique des 25 cathodes desdites photodiodes. L'extension d'une zone de charge d'espace à partir de la jonction PN qui la génère varie avec la concentration en porteurs de charge des matériaux de la jonction PN, c'est-à-dire avec leur concentration en dopants. Le niveau de dopage de dopants de type P 30 dans la région dopée 12 est supérieur au niveau de dopage de dopants de type N dans la couche active 5, avec par exemple une différence d'au moins un facteur 10. La zone de charge d'espace d'anode 15 s'étend alors essentiellement dans la couche active 5. Par exemple, le niveau de dopage dans la région dopée 12 est de l'ordre de 1018 cm-3, tandis que la couche active 5 a un niveau de dopage inférieur à 1016 cm-3 -typiquement 1015 35 cm-3-, et la zone de charge d'espace d'anode 12 s'étend, en l'absence de polarisation, de 1 [Inn dans la couche active 5 à partir de l'interface entre ladite couche active 5 et la 3040537 12 région dopée 12. De même pour la zone d'espace de charge enterrée 16. Ainsi, pour une couche active 5 de InGaAs d'une épaisseur de 2 [Inn, les zones de charge d'espace d'anode 15 et la zone de charge d'espace enterrée 16 se rejoignent, même sans polarisation, avec les concentrations décrites. 5 Il est donc possible d'isoler les cathodes les unes des autres, c'est-à-dire d'empêcher le passage de charges d'une cathode à une autre cathode, sans que la région dopée 12 n'atteigne la région enterrée 8, grâce la continuité des zones de charge d'espace autour de chaque zone 18 de la couche active 5 exempte de dopage de type P. Cependant, en 10 l'absence de polarisation, l'extension d'une zone de charge d'espace à partir d'une jonction PN reste limitée, de sorte que cette isolation ne peut être obtenue que pour une couche active 5 d'épaisseur faible, ou en limitant la distance résiduelle dl entre la région dopée 12 et la région enterrée 8 en deçà de l'extension de leurs zones de charge d'espace respectives en l'absence de polarisation. 15 Afin de pouvoir augmenter l'épaisseur de la couche active 5, et donc d'améliorer le rendement quantique de celle-ci, tout en maintenant cette isolation, sans toutefois de pénétration trop importante de la région dopée 12 dans la couche active 5, il est possible de polariser les jonctions PN. En effet, l'extension d'une zone de charge 20 d'espace à partir de la jonction PN qui la génère varie également avec les tensions appliquées de part et d'autre de la jonction PN, c'est-à-dire avec la polarisation de ladite jonction. Notamment, une polarisation inverse, c'est-à-dire avec un potentiel plus élevé appliqué à la cathode qu'à l'anode, permet d'accroître l'extension d'une zone de charge d'espace. Il est alors possible, par cette polarisation inverse, de faire se 25 rejoindre des zones de charge par leur extension. Les figures 7 et 8 illustrent un mode de réalisation dans lequel des moyens de polarisation sont employés pour appliquer des tensions aux cathodes et à l'anode de sorte d'étendre leurs zones de charge d'espace respectives jusqu'à ce qu'elles se 30 rejoignent. La figure 7 illustre une configuration dans laquelle il n'y a pas de polarisation inverse appliquée aux jonctions PN, et la figure 8 une configuration dans laquelle les jonctions PN sont polarisées en inverse. La structure de la matrice est similaire à celle décrite en référence aux figures 5 et 6. 35 Comme précédemment, la région dopée 12 et la région enterrée 8 ne se touchent pas, et sont séparées par une partie de la couche active 5 par une distance dl non nulle. La 3040537 13 zone de charge d'espace d'anode 15 s'étend dans la couche active 5 sur une distance d2 à partir de l'interface entre la région dopée 12 et ladite couche active 5. La zone de charge d'espace enterrée 16 s'étend dans la couche active 5 sur une distance d3 à partir de l'interface entre la région enterrée 8 et ladite couche active 5. Cependant, 5 contrairement au mode de réalisation précédent, ces deux zones de charge d'espace 15, 16 ne se rejoignent pas en l'absence de polarisation, et on a donc dl >d2+d3. Plus précisément, la zone de charge d'espace enterrée 16 et la zone de charge d'espace d'anode 15 sont séparées par la couche active 5 sur une distance d4, de sorte que dl =d2+d3+d4. 10 Par ailleurs, chaque zone de cathode 13 de la couche supérieure 6 est munie d'un contact 14 et de connecteurs 21 connectent ledit contact 14 avec une source de tension (non représentée), constituant des moyens de polarisation de cathode. Le contact connecté avec la source de tension est de préférence le même que celui adapté pour 15 être connecté avec le circuit de lecture, mais il peut être différent. En outre, la région dopée 12 est munie d'au moins un contact 20, éventuellement de plusieurs contacts 20, et de connecteurs 22 connectant ledit contact 22 avec une source de tension (non représentée), constituant des moyens de polarisation d'anode. 20 Ainsi, chaque zone de cathode 13 est reliée à des moyens de polarisation de cathode adaptés pour appliquer à chacune des zones de cathode 13 une première tension Vk, et la zone dopée 12 est reliée à des moyens de polarisation d'anode adaptés pour appliquer à ladite zone dopée 12 une deuxième tension Val. Sur les figures, la première tension 25 est notée Vk,, Vk2, Vk3, Vk4 pour illustrer l'indépendance entre elles des premières tensions de chaque cathode. Il est à noter que la première tension Vk au niveau d'une cathode peut correspondre à la tension représentative de l'exposition des photodiodes à la lumière et qui est lue par les circuits de lecture. Chaque photodiode peut donc voir varier de manière différente sa tension, en fonction de sa propre exposition. Dans tous 30 les cas, la première tension Vk évolue dans une plage de variation comprise entre une tension minimale de cathode Vkmin et une tension maximale de cathode Vkmax. La première tension Vk et la deuxième tension Val ont des valeurs différentes. La différence de valeur entre la première tension Vk et la deuxième tension Val détermine 35 l'extension de la zone de charge d'espace d'anode 15 dans la couche active 5, et notamment la distance d2 sur laquelle s'étend la zone de charge d'espace d'anode 15 3040537 14 dans la couche active 5 à partir de l'interface entre la région dopée 12 et ladite couche active 5. Par exemple, une différence de 1 V entre la valeur de la première tension Vk et la valeur de la deuxième tension Val permet d'accroître de 1 [Inn la distance d2 pour une région dopée 12 dopée à 1018 cm-3 en zinc et pour une couche active 5 dopée à 1015 5 cm-3 en dopants N. La deuxième tension Val est choisie suffisamment inférieure à la tension minimale de cathode Vkmin de sorte que la zone de charge d'espace d'anode 15 s'étend dans la couche active 5 jusqu'à la zone de charge d'espace enterrée 16. On retrouve ainsi l'isolation des 10 zones 18 de la couche active 5 par les zones d'espace de charge de la figure 5. La région enterrée 8 peut également être reliée à des moyens de polarisation adaptés pour appliquer à ladite région enterrée 8 une troisième tension Va2. Pour éviter d'avoir à connecter la région enterrée 8 par un trou d'interconnexion, cette connexion 15 s'effectue de préférence par la périphérie de la matrice de photodiodes. A cet effet, une zone périphérique 24 dopée P de la matrice s'étend depuis la surface de la matrice, i.e. la partie supérieure 6, jusqu'à la couche enterrée 8. Cette zone périphérique 24 dopée P correspond au dopage, par exemple par diffusion, des côtés périphériques de la couche active 5 et de la couche supérieure 6. La zone périphérique 24 est munie d'un 20 contact 23 (voir figures 6 et 9h) et des connecteurs relient ledit contact 23 avec une source de tension (non représentée) délivrant la troisième tension Va2. Entre la zone périphérique 24 et la région dopée 12 s'étend une région tampon 25 de la couche supérieure 6, qui isole la zone périphérique 24 de la région dopée 12. 25 La première tension Vk et la troisième tension Va2 ont des valeurs différentes. La différence de valeur entre la première tension Vk et la troisième tension Va2 détermine l'extension de la zone de charge d'espace enterrée 16 dans la couche active 5, et notamment la distance d3 sur laquelle s'étend la zone de charge d'espace enterrée 16 dans la couche active 5 à partir de l'interface entre la région enterrée 8 et ladite 30 couche active 5. La troisième tension Va2 est choisie suffisamment inférieure à la tension minimale de cathode Vkmin de sorte la zone de charge d'espace enterrée 16 s'étend dans la couche active 5 jusqu'à la zone de charge d'espace d'anode 15. La deuxième tension Val et la 35 troisième tension Va2 peuvent avoir les mêmes valeurs, mais sont de préférence de valeurs différentes. 3040537 15 En effet, la région dopée 12 de type P et la couche supérieure 6 de type N sont en contact, et leur niveau de dopage respectifs sont relativement élevés comparativement au dopage de la couche active 5 : par exemple 1015 à 1018 crri3 pour la couche 5 supérieure 6, et 1018 cm-3 en Zn pour région dopée 12, contre 1013 à 1017 cm-3 pour la couche active 5, sachant que le dopage de la couche supérieure 6 est de préférence d'au moins dix fois supérieur au dopage de la couche active 5. Il en résulte qu'une différence trop élevée de valeur entre la première tension Vk et la deuxième tension Val peut engendrer de forts courants de fuite dans la jonction PN constituée par 10 l'interface entre la région dopée 12 et la couche supérieure 6. En revanche, le niveau de dopage de la couche active 5 étant bien plus faible, il y a moins de risque de générer de forts courants de fuite dans la jonction PN constituée par l'interface entre la région enterrée 8 et la couche supérieure 6. 15 Par conséquent, la différence de valeur entre la tension minimale de cathode Vkn,,, et la deuxième tension Val est de préférence inférieure à la différence de valeur entre la tension minimale de cathode Vkmin et la troisième tension Va2. Par exemple, en reprenant les exemples précédents, avec une polarisation minimale de 0,3 V entre la tension minimale de cathode Vkmin et la deuxième tension Val, et une polarisation 20 minimale de 1,8 V entre la tension minimale de cathode Vkn,,, et la troisième tension Va2, on arrive à faire se rejoindre les zones de charge d'espace 15, 16 dans une couche active de 3 [Inn d'épaisseur. La figure 6 montre la matrice de la figure 5 dans une configuration dans laquelle les tensions appliquées permettent que la zone de charge d'espace d'anode 15 et la zone de charge d'espace enterrée 16 se rejoignent dans la 25 couche active 5. Lorsque l'isolation est réalisée, on a donc la somme: - de la distance d2 sur laquelle s'étend la zone de charge d'espace d'anode 15 dans la couche active 5 à partir de l'interface entre la région dopée 12 et ladite couche 30 active 5, et - de la distance d3 sur laquelle s'étend la zone de charge d'espace enterrée 16 dans la couche active 5 à partir de l'interface entre la région enterrée 8 et ladite couche active 5, qui est supérieure à la distance dl séparant la région dopée 12 et la région enterrée 8 35 dans la couche active 5. 3040537 16 Afin de limiter les tensions appliquées, il est préférable cependant que la distance d4 séparant la zone d'espace de charge d'anode 15 et la zone de charge d'espace enterrée 16 dans la couche active 5 en l'absence de polarisation ne soit pas trop élevée. De préférence, la distance d4 est inférieure à deux fois le minimum entre d2 et d3 en 5 l'absence de polarisation: d4 REVENDICATIONS1. Matrice de photodiodes comprenant - un substrat (4) de phosphure d'indium, - une couche active (5) d'arséniure de gallium-indium InGaAs au-dessus du substrat (4) et ayant une conductivité du premier type, - une couche supérieure (6) en phosphure d'indium au-dessus de la couche active (5) et ayant une conductivité du premier type, - une région enterrée (8) définie par un dopage du second type, au niveau de l'interface entre le substrat (4) et la couche active (5), caractérisée en ce que ladite matrice comprend une anode commune à la matrice de photodiodes formée par une région dopée (12) du second type dans la couche supérieure (6) et dans la couche active (5), ladite région dopée (12) s'étendant depuis la couche supérieure (6) jusque dans la couche active (5) sans atteindre la région enterrée (8), ladite région dopée (12) et ladite région enterrée (8) étant séparée par la couche active (5) par une distance (dl) ) non nulle, ladite région dopée (12) délimitant plusieurs zones de cathode (13) de la couche supérieure (6) exemptes de dopage du second type, chacune desdites zones de cathode (13) étant séparée des autres zones de cathode (13) de façon continue par la région dopée (12). 2. Matrice selon la revendication précédente, dans laquelle une zone de charge d'espace d'anode (15) s'étend dans la couche active (5) à partir de chaque interface entre la région dopée (12) du second type et la couche active (5), et une zone de charge d'espace enterrée (16) s'étend dans la couche active (5) à partir de l'interface entre ladite couche active (5) et la région enterrée (8), la zone de charge d'espace d'anode (15) et la zone de charge d'espace enterrée (16) se rejoignant dans la couche active (5), de sorte que des zones (18) de la couche active (5) sous les zones de cathode (13) de la couche supérieure (6) sont isolées les unes des autres de manière continue par lesdites zones de charge d'espace. 3. Matrice selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle chaque zone de cathode (13) de la couche supérieure (6) est reliée à des moyens de polarisation (21) adaptés pour appliquer auxdites cathodes une première tension (Vk), et dans laquelle la zone dopée (12) est reliée à des moyens de polarisation (22) adaptés pour appliquer à ladite zone dopée (12) une deuxième tension (Val ), la première tension (Vk) et la 3040537 20 deuxième tension (Val) ) étant de valeurs différentes, la différence de valeur entre la première tension (Vk) et la deuxième tension (Val) ) déterminant l'extension de la zone de charge d'espace d'anode (15) dans la couche active (5), la première tension évoluant dans une plage de variation comprise entre une tension minimale de cathode et une 5 tension maximale de cathode, la deuxième tension (Val) ) étant choisie suffisamment inférieure à la tension minimale de cathode de sorte que la zone de charge d'espace d'anode (15) s'étende dans la couche active (5) jusqu'à la zone de charge d'espace enterrée (16). 10 4. Matrice selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle chaque zone de cathode (13) de la couche supérieure (6) est reliée à des moyens de polarisation (21) adaptés pour appliquer auxdites cathodes une première tension (Vk), et dans laquelle la région enterrée (8) est reliée à des moyens de polarisation adaptés pour appliquer à ladite région enterrée (8) une troisième tension (Va2), la première tension (Vk) et la 15 troisième tension (Va2) étant de valeurs différentes, la différence de valeur entre la première tension (Vk) et la troisième tension (Va2) déterminant l'extension de la zone de charge d'espace enterrée (16) dans la couche active (5), la première tension évoluant dans une plage de variation comprise entre une tension minimale de cathode et une tension maximale de cathode, la troisième tension (Va2) étant choisie suffisamment 20 inférieure à la première tension (Vk) de sorte la zone de charge d'espace enterrée (16) s'étende dans la couche active (5) jusqu'à la zone de charge d'espace d'anode (15). 5. Matrice selon la revendication précédente, dans laquelle la différence de valeur entre la tension minimale de cathode et la deuxième tension (Val) ) est inférieure à la 25 différence de valeur entre la tension minimale de cathode et la troisième tension (Va2). 6. Matrice selon l'une des revendications 2 à 5, dans laquelle une distance (d4) séparant la zone d'espace de charge d'anode (15) et la zone de charge d'espace enterrée (16) dans la couche active (5) en l'absence de polarisation est inférieure à deux fois la 30 distance minimale entre : - une distance (d2) sur laquelle s'étend la zone de charge d'espace d'anode (15) dans la couche active (5) à partir de l'interface entre la région dopée (12) et ladite couche active (5) en l'absence de polarisation, et - une distance (d3) sur laquelle s'étend la zone de charge d'espace enterrée (16) 35 dans la couche active (5) à partir de l'interface entre la région enterrée (8) et ladite couche active (5) en l'absence de polarisation. 3040537 21 7. Matrice selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les zones de cathode (13) de la couche supérieure (6) délimitées par la région dopée (12) du second type, sont dopées par des dopants du premier type. 5 8. Matrice selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la région dopée (12) du second type s'étend dans la couche active (5) à partir de la couche supérieure (6) sur une profondeur inférieure au quart de l'épaisseur de ladite couche active (5). 10 9. Capteur comprenant une matrice de photodiodes selon l'une quelconque des revendications précédentes, et un circuit de lecture connecté à des contacts (14) des zones de cathode (13) pour la lecture des photodiodes de ladite matrice. 10. Procédé de fabrication d'une matrice selon l'une des revendications précédentes, 15 comprenant les étapes de: - fourniture d'un substrat (4) de phosphure d'indium ayant une conductivité du premier type, - formation d'une région enterrée (8) ayant une conductivité du second type au-dessus dudit substrat (4), 20 - formation d'une couche active (5) ayant une conductivité du premier type au- dessus de la région enterrée (8), - formation d'une couche supérieure (6) ayant une conductivité du premier type au-dessus de la couche active (5), - mise en place d'un masque (30) définissant une pluralité de zones de masquage 25 (31) à la surface de la couche supérieure (6) et une pluralité de zones exposées (32) à la surface de la couche supérieure (6), - diffusion à travers les zones exposées (32) de dopants du second type dans la couche supérieure (6) et dans la couche active (5) pour définir une région dopée (12) du second type en regard desdites zones exposées de sorte que la région dopée (12) 30 s'étende depuis la couche supérieure (6) jusque dans la couche active (5) sans atteindre la région enterrée (8), ladite région dopée (12) et ladite région enterrée (8) étant séparées par une distance non nulle, ladite région dopée (12) délimitant plusieurs zones de cathode (13) de la couche supérieure (6) en regard des zones de masquage (31), chacune desdites zones de cathode (13) étant séparée des autres zones de cathode (13) 35 de façon continue par la région dopée (12).