Brevet FR3053838A1 — publié le 20180112

Procédé de fabrication de photodétecteur comprenant un empilement de couches superposées La présente invention concerne un procédé de fabrication de photodétecteur comprenant un empilement de couches superposées pour imagerie infra-rouge. L'invention se situe dans le domaine de l'imagerie infrarouge, correspondant à des longueurs d'onde comprises entre 900 nm (nanomètres) et 25 pin (micromètres). Dans ce domaine, des photodétecteurs comprenant une couche photo-absorbante en matériau semi-conducteur sont utilisés. Une couche photo-absorbante est une couche absorbant les photons appartenant à une gamme de longueurs d'onde prédéfinie. Le courant d'obscurité est l'une des principales limitations aux performances d'un photodétecteur. Le courant présente une composante de diffusion dans les zones neutres et une composante de génération-recombinaison exacerbée dans les zones désertées. L'origine du courant d'obscurité comporte des composantes de génération-recombinaison Shockley-Read, de génération-recombinaison radiative ou de génération-recombinaison Auger avec différentes lois d'activation thermique. Pour améliorer les performances de la structure détectrice, des couches barrières sont généralement superposées de part et d'autre de la couche d'absorption. Une couche barrière est une couche empêchant le passage des porteurs majoritaires et laissant passer les porteurs minoritaires. Elle permet de plus d'éviter la formation d'une zone de charge d'espace et limite par conséquent d'autant plus le courant d'obscurité. De tels photodétecteurs comprenant une structure à empilement de couches, formant un circuit de détection, obtenues par épitaxie sur un substrat, comprenant une couche barrière, par exemple en arséniure-antimoniure de gallium-aluminum (AlGaAsSb), empilée sur une couche d'absorption en arséniure-antimoniure d'indium (InAsSb) sur substrat en antimoniure de gallium (GaSb), ont une température de fonctionnement de 130 K à 250 K. Le photodétecteur comprend des contacts semi-conducteurs, chaque contact ayant une partie d'extrémité en contact avec au moins une zone de charge d'espace. Chaque contact permet de collecter un courant formé par le déplacement des porteurs de charge dans la zone de charge centrée sur ce contact. Ainsi, une matrice de photo-détection formée de pixels est réalisée, les pixels ayant chacun une longueur et une largeur, en général égales et communément appelées « pas du pixel ». Une méthode connue pour réaliser un tel photodétecteur utilise un assemblage à billes d'indium entre le circuit de photo-détection et un circuit de lecture en technologie silicium destiné à collecter le courant formé par le déplacement des porteurs de charge et 3053838 2 à le transformer en signal vidéo exploitable par une chaîne de traitement d'images. L'utilisation de billes d'indium limite le pas de pixel à environ 10 pm. Or il est souhaitable pour certaines applications de diminuer la taille du pas de pixel. 5 Une autre méthode d'assemblage alternative est une méthode de métallisation connue sous le nom de « loop-hole » consistant à réaliser des contacts à travers le circuit de détection. Appliquée à une structure à empilement de couches telle que décrite ci-dessus, une telle méthode nécessiterait de mettre en place une gravure à travers la couche d'absorption qui est une couche active de l'empilement. Cela engendrerait une 10 zone de désertion latérale en l'absence de barrière le long de la zone gravée, et par conséquent un fort courant d'obscurité. L'invention a pour objet de remédier aux inconvénients précités, en proposant un procédé de fabrication de photodétecteur à empilement de couches superposées comprenant au moins une couche barrière, permettant d'atteindre des pas de pixel 15 inférieurs à 10 pm, tout en limitant le courant d'obscurité et en permettant un fonctionnement à des températures supérieures ou égales à 150K. A cet effet, l'invention propose, selon un premier aspect, un procédé de fabrication de photodétecteur apte à fonctionner pour la photodétection d'ondes électromagnétiques infrarouges, comprenant un empilement de couches minces superposées. Ce procédé 20 comprend les étapes suivantes: -obtention d'un premier ensemble de couches empilées, formant un ensemble de détection, comprenant une première couche de substrat réalisée en un premier matériau semi-conducteur de substrat, une couche photo-absorbante réalisée en un matériau semiconducteur actif, une couche barrière réalisée en un matériau semi-conducteur de 25 barrière et au moins une couche de contact réalisée en un premier matériau semi- conducteur de contact, et d'un deuxième ensemble de couches empilées formant un circuit de lecture, comprenant au moins une deuxième couche de substrat et une couche de multiplexage réalisée en un deuxième matériau semi-conducteur de contact, -collage desdits premier et deuxième ensemble de couches empilées entre la 30 couche de contact du premier ensemble et la couche de multiplexage du deuxième ensemble, -gravure à travers ledit deuxième ensemble d'une pluralité de vias d'interconnexion, -dopage p ou n de zones de la couche de contact du premier ensemble à travers 35 lesdits vias d'interconnexion. 3053838 3 Avantageusement, le procédé de fabrication proposé permet de réduire le pas de pixel tout en permettant de maintenir des coûts de fabrication réduits. Le procédé de fabrication de photodétecteur selon l'invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, prises indépendamment ou 5 selon toutes leurs combinaisons techniquement acceptables. Dans l'étape de gravure, les vias d'interconnexion sont sensiblement identiques et régulièrement positionnés selon une grille de positionnement prédéterminée, de manière à former une matrice de pixels de photodétection. Les vias d'interconnexion sont de forme cylindrique ou parallélépipédique. 10 Le procédé comprend une étape d'amincissement de la deuxième couche de substrat du deuxième ensemble après l'étape de collage et avant l'étape de gravure. Le procédé comporte en outre une étape d'ajout de contacts ohmiques dans la pluralité des vias d'interconnexion. Selon une variante, le dopage est réalisé par diffusion. 15 Selon une variante, le dopage est réalisé par implantation. Le premier ensemble de couches empilées est obtenu par épitaxie sur la première couche de substrat. Le procédé comporte, après l'étape de collage, le retrait de la première couche de substrat et l'ajout par collage d'une troisième couche de substrat de rigidification. 20 La couche de multiplexage du deuxième ensemble de couches est en silicium. Le collage desdits premier et deuxième ensemble de couches empilées est réalisé par collage moléculaire. Le circuit de lecture est un circuit de type CMOS. 25 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles : -la figure 1 est un synoptique des principales étapes d'un procédé de fabrication 30 de photodétecteur selon un mode de réalisation de l'invention ; - les figures 2 à 7 sont des vues schématiques en coupe d'un exemple de photodétecteur à l'issue des étapes du procédé de la figure 1. L'invention est décrite ci-après dans divers modes de réalisation. 35 Selon un premier mode de réalisation, le procédé de fabrication est destiné à réaliser un photodétecteur infrarouge à empilement de couches comprenant une couche 3053838 4 de substrat réalisée en un premier matériau semi-conducteur, appelé premier matériau semi-conducteur de substrat, une couche photo-absorbante réalisée en un matériau semiconducteur, appelé matériau semi-conducteur actif, une couche barrière réalisée en un matériau semi-conducteur, appelé matériau semi-conducteur de barrière et une couche 5 contact en un matériau semi-conducteur, appelé matériau semi-conducteur de contact. Le photodétecteur Pd fabriqué présente une gamme spectrale de fonctionnement parmi l'une des gammes spectrales suivantes : le proche infrarouge, le moyen infrarouge et le lointain infrarouge. Une onde appartient à la gamme infrarouge si sa longueur d'onde est comprise au 10 sens large entre 900 nm et 25 pm. Une onde appartient à la gamme du proche infrarouge si sa longueur d'onde est comprise au sens large entre 900 nm et 3 pm. Une onde appartient à la gamme du moyen infrarouge si sa longueur d'onde est comprise au sens large entre 3 pm et 5 pm. 15 Une onde appartient à la gamme du lointain infrarouge si la longueur d'onde de l'onde est comprise au sens large entre 5 pm et 25 pm. La figure 1 est un synoptique des principales étapes d'un procédé selon un mode de réalisation. Les figures 2 à 7 illustrent des portions d'empilement de couches formées à l'issue 20 des diverses étapes du procédé de fabrication décrit. Un photodétecteur Pd est réalisé. Les empilements de couches sont représentées dans un repère spatial (X, Y, Z), X désignant la direction longitudinale, Y désignant la direction transversale, Z désignant la direction d'empilement. La direction d'empilement Z correspond à une direction générale de propagation 25 de la lumière. Il est à noter que les illustrations des figures 2 à 7 sont schématiques et ne sont pas à l'échelle d'un photodétecteur fonctionnel. Lors d'une première étape 10, on obtient un premier ensemble E1 de couches empilées, formant un ensemble de détection, également appelé circuit de détection. 30 Un premier ensemble de couches empilées E1 selon un mode de réalisation est illustré à la figure 2. Dans un mode de réalisation, le premier ensemble E1 de couches empilées comporte une couche de substrat C1 réalisée en un premier matériau semi-conducteur de substrat, désigné par matériau M1. 35 La couche de substrat C1 est transparente dans la gamme spectrale de fonctionnement du photodétecteur Pd. 3053838 5 Par le terme « transparent », il est entendu que la couche absorbe moins de 10 % de la lumière incidente et appartenant à la gamme spectrale de fonctionnement du photodétecteur Pd lorsque l'épaisseur le long de la direction d'empilement Z de la couche est inférieure à la dizaine de micromètres. 5 Le matériau M1 est choisi pour présenter des paramètres de maille permettant la croissance par épitaxie d'une ou de plusieurs couches cristallines sur le matériau M1. Les paramètres de maille d'un cristal désignent, par exemple, trois longueurs et trois angles utilisés pour décrire la maille du cristal. Le matériau M1 est également choisi de sorte à avoir des paramètres de maille 10 permettant d'éviter la formation de défauts cristallins lors de la croissance par épitaxie d'une ou de plusieurs couches sur le matériau M1. Le matériau M1 est un matériau composé ou non. Un matériau composé est un assemblage d'au moins deux matériaux, chaque matériau étant un élément ou un alliage. Chaque matériau formant le matériau M1 appartient à l'une des colonnes de la 15 classification périodique des éléments parmi les colonnes suivantes : IIB, IIIA, IVA, VA et VIA. La classification périodique utilisée est la classification par numéro atomique croissant établie par Moseley au début du XXème siècle. Le groupe II de la classification périodique est aussi appelé groupe 12. Le groupe Il comprend, notamment, le zinc (Zn), le cadmium (Cd) et le mercure (Hg). 20 Le groupe III de la classification périodique est aussi appelé groupe 13. Le groupe III correspond au groupe du bore et comprend, notamment, le bore (B), l'aluminium (AI), le gallium (Ga) et l'indium (In). Le groupe IV de la classification périodique est aussi appelé groupe 14. Le groupe IV comprend, notamment, le silicium (Si) et le germanium (Ge). 25 Le groupe V de la classification périodique est aussi appelé groupe 15 ou famille de l'azote. Le groupe V comprend, notamment, l'azote (N), le phosphore (P), l'arsenic (As) et l'antimoine (Sb). Le groupe VI de la classification périodique est aussi appelé groupe 16. Le groupe VI comprend, notamment, l'oxygène (0), le soufre (S) et le selenium (Se). 30 Avantageusement, les matériaux des colonnes III et II peuvent respectivement être associés à des matériaux des colonnes V et VI pour la réalisation d'hétéro-structures pour photodétecteurs. On parlera d'alliages II-VI ou III-V. Le matériau M1 est, par exemple, l'arséniure de gallium (GaAs), le phosphure d'indium (InP), l'antimoniure d'indium (InSb), ou l'antimoniure de gallium (GaSb). 35 L'arséniure de gallium et l'antimoniure de gallium présentent l'avantage d'être des 3053838 6 matériaux à gap direct. Un matériau à gap direct est un matériau privilégié pour émettre de la lumière à la suite d'une recombinaison électron-trou. Optionnellement, dans le cas où le matériau M1 n'est pas l'antimoniure de gallium, une couche tampon additionnelle est superposée sur la première couche de substrat C1. 5 La couche tampon additionnelle permet de rapprocher le matériau M1 de l'accord de maille sur l'antimoniure de gallium. Le matériau M1 présente un premier gap (ou largeur de bande interdite) E91. La couche de substrat C1 a une épaisseur z1 le long de la direction d'empilement Z, comprise au sens large entre 300 pm et 900 pm avant amincissement puis entre 10 300 nm et 10 pm après amincissement. En outre, le dopage du substrat est choisi pour optimiser sa qualité et sa transparence. Le premier ensemble E1, comporte, empilée sur la couche de substrat C1, ou, le cas échéant, sur la couche tampon additionnelle, une couche d'interface C2, en un matériau semi-conducteur M2, appelé ici matériau semi-conducteur d'interface. 15 Cette couche d'interface C2 a une épaisseur z2 le long de la direction d'empilement Z, comprise au sens large entre 50 nm et 1 pm. Son rôle est d'assurer un bon contact électrique commun tout en limitant la génération de courant d'obscurité. Le matériau semi-conducteur M2 est dopé n ou p. Il est entendu par le terme « dopage n », l'introduction d'impuretés dans un semi- 20 conducteur de sorte à produire un excès d'électrons. Il est entendu par le terme « dopage p », l'introduction d'impuretés dans un semi-conducteur de sorte à produire un déficit d'électrons. La couche d'interface C2 présente un deuxième gap E92 inférieur au premier gap E91 du premier matériau semi-conducteur de substrat. 25 Une couche active C3, qui est photo-absorbante, est empilée sur la couche d'interface C2. Dans la suite de la description, il est entendu par l'expression « couche photo-absorbante », une couche absorbant au moins 10%, et de préférence au moins 50%, des photons appartenant à la gamme spectrale de fonctionnement du photodétecteur Pd et arrivant sur la couche photo-absorbante. 30 La couche photo-absorbante C3 est réalisée en un matériau semi-conducteur, appelé ici matériau semi-conducteur actif, désigné par matériau MI Le matériau M3 est choisi pour être en accord de maille avec le matériau M2 de la couche d'interface C2, le matériau M2 étant lui-même en accord de maille avec le matériau M1 sauf quand une couche tampon additionnelle est utilisée. 35 Le matériau M3 est un matériau composé ou non. Chaque matériau formant le matériau M3 appartient à l'une des colonnes de la classification périodique parmi les 3053838 7 colonnes suivantes : IIB, IIIA, VA et VIA. Avantageusement, le matériau M3 est un alliage II-VI ou III-V. Le matériau M3 est dopé n ou p. Le taux de dopage du matériau M3 est compris au sens large entre 1014 cm-3 et 5 1018 cm-3. Le taux de dopage est défini comme le nombre de dopants dans un centimètre cube du réseau cristallin. Le taux de dopage est volumique. Lorsque le matériau M3 est dopé n ou p, le matériau M2 est, par exemple, choisi parmi : l'arséniure-antimoniure d'indium (InAsSb), des alliages digitaux d'arséniure-antimoniure d'indium et d'arséniure d'indium et des super-réseaux d'arséniure d'indium et 10 d'antimoniure de gallium. Un super-réseau est un empilement périodique de couches de faibles épaisseurs permettant de générer un matériau de gap différent des matériaux d'origine. Un alliage digital est un super-réseau avec des couches de périodes suffisamment fines pour que les porteurs soient insensibles à la structuration. 15 Le matériau M3 présente un troisième gap E93, inférieur au premier gap E91 de la couche de substrat C1 et inférieur au deuxième gap E92 de la couche d'interface C2. La couche photo-absorbante C3 présente une épaisseur z3 le long de la direction d'empilement Z, qui est de l'ordre de grandeur de la longueur optique d'absorption d'un photon. La longueur optique d'absorption d'un photon dans un matériau donné est le 20 chemin optique parcouru par le photon dans le matériau avant que le photon soit absorbé dans le matériau suivant une loi d'absorption exponentielle telle que la loi de BeerLambert. Plus précisément, l'épaisseur z3 est comprise au sens large entre 100 nm et 20 p m. Le premier ensemble E1 comporte, en contact avec la couche photo-absorbante 25 C3, une couche barrière C4. Dans la suite de la description, il est entendu par l'expression « couche barrière», une couche formant une barrière de potentiel sur la bande de valence pour bloquer les trous ou sur la bande de conduction pour bloquer les électrons. La couche barrière C4 est transparente dans la gamme spectrale de 30 fonctionnement du photodétecteur Pd. La couche barrière C4 est réalisée en un matériau semi-conducteur dit matériau semi-conducteur de barrière, désigné par matériau M4. Le matériau M4 est choisi pour être en accord de maille avec le matériau M3 ou en quasi accord de maille dans le cas où le matériau M3 est l'arséniure-antimoniure de 35 gallium-aluminium (AlGaAsSb). L'expression « quasi-accord de maille » signifie un désaccord de maille de moins de 0,05%. 3053838 8 Le matériau M4 est un matériau composé ou non. Chaque matériau formant le matériau M4 appartient à l'une des colonnes de la classification périodique parmi les colonnes suivantes : IIB, IIIA, VA et VIA. Avantageusement, le matériau M4 est un alliage Il-VI ou III-V. 5 Le matériau M4 est faiblement dopé ou non dopé. En particulier, le matériau M4 est non dopé ou faiblement dopé n lorsque le matériau M3 est dopé n et est non dopé ou faiblement dopé p lorsque le matériau M3 est dopé p. Le taux de dopage du matériau M4 est compris au sens large entre 1 013 CM-3 et 1 018 CM-3. 10 Lorsque le matériau M3, de préférence InAsSb, est dopé n, le matériau M4 est, par exemple, choisi parmi : l'antimoniure de gallium-aluminium (AIGaSb) et l'arséniure-antimoniure de gallium-aluminium (AlGaAsSb). Dans ce cas, le matériau M4 présente une forte discontinuité de bande de conduction permettant de bloquer les électrons. Lorsque le matériau M3 est dopé p, le matériau M4 est, par exemple, l'antimoniure 15 de gallium. Le matériau M4 présente un quatrième gap E94. Le quatrième gap E94 est supérieur au sens strict au troisième gap E93 de la couche photo-active C3. La couche barrière C4 a une épaisseur z4 le long de la direction d'empilement Z, comprise au sens large entre 30 nm et 1 pm. 20 Enfin, le premier ensemble E1 comprend une couche de contact C5, en un matériau semi-conducteur dit matériau semi-conducteur de contact, désigné par matériau M5. Cette couche de contact C5 a une épaisseur z5 le long de la direction d'empilement Z, comprise au sens large entre 10 nm et 1 pm. Le matériau M5 de la couche C5 est choisi 25 de manière à permettre une bonne passivation électrique de surface. Le premier ensemble E1 de couches empilées est réalisé par épitaxie sur la couche de substrat C1. Ce premier ensemble E1 a une épaisseur totale zto t le long de la direction d'empilement Z comprise entre 1 et 10 pm. 30 Voici quelques exemples non exhaustifs de matériaux utilisables respectivement pour la couche d'interface C2 et pour la couche photo-absorbante C3 pour la réalisation d'un ensemble de détection El décrit ci-dessus. Pour un fonctionnement dans le proche infrarouge ou SWIR (pour « short wave infrared ») : 35 -matériau M3: arséniure d'indium gallium (InGaAs), matériau M2: phosphure d'indium (InP) ; 3053838 9 -matériau M3: silicium germanium (SiGe) ou germanium (Ge), matériau M2: silicium. Pour un fonctionnement dans le moyen infrarouge ou MWIR (pour « medium wave infrared ») : 5 -matériau M3: arséniure-antimoniure d'indium (InAsSb), ou arséniure d'indium (InAs), matériau M2 de formule AlxGa(1,)AsySb(,_y) , avec x égal à 0 ou à 1, y égal à 0 ou à 1 ; - matériau M3: antimoniure d'indium (InSb), matériau M2: antimoniure d'indium aluminium (InAlSb). 10 Pour un fonctionnement dans le lointain infrarouge ou LWIR (pour « long wave infrared ») : - matériau M3:l'antimoniure de gallium (GaSb) ou l'arséniure d'indium (InAs), matériau M2 de formule AlxGa(i_x)AsySb(,_y) , avec x égal à 0 ou à 1, y égal à 0 ou à 1. Lors de la première étape 10 du procédé on obtient également un deuxième 15 ensemble de couches empilées E2, formant un circuit de lecture, destiné à permettre de collecter le courant formé par le déplacement des porteurs de charge dans l'ensemble de détection El. Dans un mode de réalisation, le deuxième ensemble E2 est un circuit de type CMOS (« complementary metal oxide semiconductor ») comprenant une couche de 20 substrat C6, qui est une deuxième couche de substrat, réalisée en un matériau semi- conducteur appelé deuxième matériau semi-conducteur de substrat et désigné par matériau M6. Le deuxième ensemble E2 comporte également une couche de multiplexage C7, qui comprend un ensemble de contacts métalliques C et qui implémente des 25 fonctionnalités électriques d'un circuit CMOS, en particulier des transistors. Le matériau semi-conducteur M6 est par exemple le silicium (Si). La couche de substrat C6 a une épaisseur z6 dans la direction d'empilement d'une ou plusieurs centaines de micromètres, par exemple d'environ 600 !lm. La couche de multiplexage C7 est en un deuxième matériau semi-conducteur de 30 contact, désigné par matériau M7. Dans un mode de réalisation, le matériau M7 est du silicium dans lequel des fonctionnalités de multiplexage sont implémentées (circuit CMOS). En variante, il est possible d'utiliser d'autres matériaux que du silicium pour implémenter des fonctionnalités électriques d'un circuit de lecture. 3053838 10 Chaque élément de contact C est en un matériau métallique, par exemple aluminium ou cuivre, adapté aux fonderies silicium, en particulier adapté à la technologie CMOS. La première étape 10 du procédé de fabrication est suivie d'une étape 20 de 5 collage du premier ensemble E1 et du deuxième ensemble E2, effectué entre la couche de contact C5 du premier ensemble E1 et la couche de contact C7 du deuxième ensemble E2. Dans un mode de réalisation, le collage est un collage moléculaire, effectué par double encapsulation silice /silice. En variante, tout autre type de collage moléculaire est envisageable, par exemple : 10 SiN / SiN, SiOx/SiOx, Polymère (BCB), SiN I semiconducteur, SiOx I semiconducteur, Métal / métal. Selon une variante optionnelle, l'étape 20 comporte également le retrait de la première couche de substrat C1 et son remplacement par une couche de substrat rigidifiée C'1, d'épaisseur z'l selon la direction d'empilement Z, l'épaisseur z'l étant 15 légèrement supérieure à l'épaisseur z1 de la première couche de substrat C1. La couche de substrat rigidifiée est en un matériau adapté à la tenue mécanique et aux procédés technologiques, par exemple en silicium, ou tout autre matériau rigide utilisé dans les procédés technologiques de fabrication industrielle de circuits intégrés. A l'issue de l'étape 20 de collage on obtient une structure d'empilement de 20 couches minces notée Pd1, telle qu'illustrée schématiquement à la figure 3. L'étape de collage 20 est suivie d'une étape 30 d'amincissement consistant à amincir ou éliminer la couche de substrat C6 provenant du deuxième ensemble E2. Par exemple, la technologie d'amincissement smart-cut® est appliquée pour réduire l'épaisseur de cette couche de substrat C6. 25 Par exemple, dans un mode de réalisation, la couche de substrat C6 a une épaisseur z6 dans la direction d'empilement d'environ 600 pm initialement, et après l'étape d'élimination et d'amincissement 30 l'épaisseur de cette couche de substrat est de l'ordre de 5 pm, de préférence inférieure à 10pm. La partie restante du deuxième ensemble E2 à l'issue de l'étape 30 est notée R7. 30 La partie restante R7 comprend au moins la couche de multiplexage C7 du deuxième ensemble E2. La figure 4 illustre une structure d'empilement de couches minces notée Pd2 obtenue à l'issue de l'étape 30, dans laquelle la couche de substrat C6 a été éliminée à l'étape d'amincissement 30. 3053838 11 L'étape d'amincissement 30 est suivie d'une étape 40 de gravure de conduits d'interconnexion D, appelés également vias d'interconnexion, à travers la partie restante R7 du deuxième ensemble E2 après l'étape d'amincissement 30. La gravure est effectuée selon l'axe d'empilement Z. 5 Chaque via d'interconnexion D a une profondeur sensiblement égale à l'épaisseur de la partie restante R7 du deuxième ensemble E2 après l'étape d'amincissement 30. Les vias d'interconnexion D sont sensiblement identiques et régulièrement positionnés selon une grille de positionnement prédéterminée, de manière à former une matrice de pixels de photodétection. De tels vias d'interconnexion D sont illustrés sur la 10 figure 5. Dans un mode de réalisation, les vias d'interconnexion D sont cylindriques, de diamètre compris entre 50 nm et 5 pm. En variante, chaque via d'interconnexion D a la forme d'un parallélépipède. Par exemple, chaque via d'interconnexion D présente une longueur dans la direction 15 longitudinale X comprise au sens large entre 50 nm à 5 prn et une largeur dans la direction transversale Y comprise au sens large entre 50 nm à 5 pm. L'étape 40 de formation des vias d'interconnexion D est suivie d'une étape 50 de dopage à travers les vias d'interconnexion D et la couche de contact C5. Le dopage est soit un dopage p, soit un dopage n. 20 Le dopage est effectué avec un taux de dopage, compris au sens large entre 1015 cm-3 et 1020 cm-3. Le dopage est effectué par diffusion ou par implantation. La diffusion de dopant: mécanisme de migration d'un élément dopant dans un matériau cristallin. Le front de diffusion est dirigé d'une phase riche à la surface du 25 matériau vers l'intérieur de celui-ci. Lorsque le milieu hôte est de type opposé à celui du dopant, la diffusion permet ainsi de former une jonction semi-conductrice p-n. Le dopage par implantation consiste en un bombardement d'ions accélérés, permettant l'insertion contrôlée des éléments dans la maille, qui après un recuit de guérison deviennent des dopants. La nature des dopants est choisie opposée à celle du 30 semi-conducteur dans lequel a lieu l'implantation créant ainsi une jonction semi- conductrice p-n. Le dopage permet de générer des zones Z dopées, chaque zone Z étant sensiblement centrée autour d'un via d'interconnexion D correspondant. De telles zones Z sont illustrées à la figure 6. 35 L'étape de dopage 50 est également appelée étape de pixellisation, car elle permet de générer des zones de photodétection où le courant est collecté grâce aux vias 3053838 12 d'interconnexion D, permettant de former des pixels de photodétection. Les pixels sont indépendants et isolés les uns des autres. Enfin, l'étape de pixellisation 50 est suivie d'une étape 60 de finalisation de la connectique, consistant à former des contacts ohmiques F entre les zones Z dopées et éléments de contact C de la couche de contact 07, à travers les canaux d'interconnexion D. Par exemple, les vias d'interconnexion D sont remplis d'un matériau métallique, par exemple par pulvérisation. De préférence, on utilise le matériau métallique utilisé pour les contacts C, par 10 exemple titane, platine ou or, adapté à réaliser un contact ohmique. Les contacts F ainsi réalisés permettent la lecture d'un courant associé à chaque zone dopée Z, et donc d'un signal électrique associé à chaque pixel de la matrice de pixels de photodétection. Ainsi, le photodétecteur final Pd est obtenu à l'issue de l'étape 60 de finalisation de 15 la connectique. Avantageusement, lorsque le premier ensemble E1 comprend une couche photo-absorbante en arséniure-antimoniure d'indium (InAsSb) sur une couche substrat en antimoniure de gallium (GaSb), la température de fonctionnement du photodétecteur sera supérieure ou égale à 150 K. 20 De plus, avantageusement, la fourniture séparée du premier ensemble de détection E1 et du deuxième ensemble de lecture E2 permet une fabrication selon des procédés de fabrication optimisés pour chacun de ces ensembles. Le procédé de fabrication effectué en parallèle sur un grand nombre d'imageurs, et par conséquent les coûts de production de photodétecteurs sont réduits. 25 Avantageusement, l'amincissement de la couche de substrat du circuit de lecture permet de réaliser une matrice de photodétection de pas pixel réduit et inférieur à 10 m. 30 REVENDICATIONS1.- Procédé de fabrication de photodétecteur apte à fonctionner pour la photodétection d'ondes électromagnétiques infrarouges, comprenant un empilement de couches minces superposées, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: -obtention (10) d'un premier ensemble (E1) de couches empilées, formant un ensemble de détection, comprenant une première couche de substrat (C1) réalisée en un premier matériau semi-conducteur de substrat, une couche photo-absorbante (C3) réalisée en un matériau semi-conducteur actif, une couche barrière (C4) réalisée en un matériau semi-conducteur de barrière et au moins une couche de contact (C5) réalisée en un premier matériau semi-conducteur de contact, et d'un deuxième ensemble (E2) de couches empilées formant un circuit de lecture, comprenant au moins une deuxième couche de substrat (C6) et une couche de multiplexage (C7) réalisée en un deuxième matériau semi-conducteur de contact, -collage (20) desdits premier et deuxième ensemble de couches empilées entre la couche de contact (06) du premier ensemble (E1) et la couche de multiplexage (07) du deuxième ensemble (E2), -gravure (40) à travers ledit deuxième ensemble d'une pluralité de vias d'interconnexion (D), -dopage (50) p ou n de zones (Z) de la couche de contact du premier ensemble à travers lesdits vias d'interconnexion (D). 2.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel dans l'étape de gravure, lesdits vias d'interconnexion (D) sont sensiblement identiques et régulièrement positionnés selon une grille de positionnement prédéterminée, de manière à former une matrice de pixels de photodétection. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel lesdits vias d'interconnexion (D) sont de forme cylindrique ou parallélépipédique. 4.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant une étape d'amincissement (30) de la deuxième couche de substrat du deuxième ensemble après l'étape de collage et avant l'étape de gravure. 5.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, comportant en outre une étape d'ajout (60) de contacts ohmiques (F) dans la pluralité des vias d'interconnexion (D). 3053838 14 6.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le dopage est réalisé par diffusion. 5 7.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le dopage est réalisé par implantation. 8.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel ledit premier ensemble (E1) de couches empilées est obtenu par épitaxie sur la première couche de 10 substrat. 9.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, comportant, après l'étape de collage (20), le retrait de la première couche de substrat (C1) et l'ajout par collage d'une troisième couche (C'1) de substrat de rigidification. 15 10.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel la couche de multiplexage (C7) du deuxième ensemble de couches est en silicium. 11.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel ledit circuit de 20 lecture est un circuit de type CMOS.