Brevet FR3065320A1 — publié le 20181019

B15739 PR - 16-GR3-0522 1 PIXEL DE DETECTION DE TEMPS DE VOL Domaine La présente demande concerne un capteur de distance fonctionnant sur le principe de la mesure de temps de vol, ou capteur TOF ("Time Of Flight" - temps de vol). Exposé de l'art antérieur Dans un capteur TOF, une source lumineuse émet de la lumière en direction d'une scène. Un pixel de détection de temps de vol, ou pixel TOF, reçoit la lumière renvoyée par un point de la scène conjugué avec ce pixel. La mesure du temps de vol, c'est- à-dire du temps mis par la lumière pour effectuer le trajet de la source lumineuse vers le point de la scène auquel est conjugué le pixel, et de ce point jusqu'au pixel, permet de calculer la distance séparant le pixel de ce point. Dans le cas où on cherche à obtenir une image en relief d'une scène, le capteur TOF comprend une matrice de pixels TOF pour mesurer la distance séparant chaque pixel du point de la scène auquel ce pixel est conjugué. Cela permet d'obtenir une cartographie des distances séparant le capteur des différents points de la scène auxquels les pixels sont conjugués, et une image en relief de la scène peut alors être reconstruite. Un problème qui se pose dans un tel capteur résulte du fait qu'un pixel conjugué à un point de la scène proche du capteur reçoit 3065320 B15739 PR - 16-GR3-0522 2 plus de lumière qu'un pixel conjugué à un point de la scène éloigné du capteur. Cela entraîne que pour une durée d'illumination donnée du capteur (durée d'intégration), la quantité de lumière reçue par le capteur et donc la quantité de charges produite peut être 5 insuffisante pour déterminer la distance entre le capteur et un point éloigné du capteur. Les points éloignés du capteur sont alors mal distingués dans l'image reconstruite. Pour éviter cet inconvénient, on est amené à prévoir des temps d'intégration longs, ce qui constitue un problème, notamment 10 dans le cas d'analyse d'objets mobiles. Résumé On cherche ici à éviter la prévision de temps d'intégration systématiquement longs. Ainsi, un mode de réalisation prévoit de procéder à des 15 analyses pendant des temps d'intégration modérés, à transférer les charges photogénérées dans des zones de stockage, à lire les quantités de charges stockées de façon non destructive, et à répéter les phases d'intégration, de transfert et de lecture si la ou les premières lectures révèlent des quantités insuffisantes 20 de charges stockées. Ainsi, la durée d'intégration est adaptée de façon dynamique à la quantité de charges photogénérées. Plus particulièrement, un mode de réalisation prévoit un capteur de détection de temps de vol comprenant une pluralité de pixels, chaque pixel comprenant une zone photosensible et au moins deux ensembles comprenant chacun : une zone de stockage de charges ; un transistor de transfert adapté à contrôler des transferts de charges de la zone photosensible vers la zone de stockage de charges ; et un moyen de lecture apte à mesurer de manière non-destructive la quantité de charges stockée dans la zone de stockage. Selon un mode de réalisation, le moyen de lecture comprend : un transistor de lecture dont le corps correspond à la zone de stockage de charges; une source de courant constant alimentant le transistor de lecture ; et un moyen de mesure de la tension aux bornes du transistor. 3065320 B15739 PR - 16-GR3-0522 3 Selon un mode de réalisation, le capteur comprend en outre un moyen de commande pour répéter un transfert de charges vers la zone de stockage si la quantité de charges transférée est insuffisante pour être mesurée. 5 Selon un mode de réalisation, chaque transistor de lecture est couplé à la source de courant par l'intermédiaire d'un transistor de sélection. Selon un mode de réalisation, chaque zone de stockage contient un mur conducteur isolé de remise à zéro. 10 Selon un mode de réalisation, le capteur comprend une source d'émission d'un signal lumineux périodique, et des moyens adaptés à synchroniser ladite source et des potentiels de commande appliqués aux grilles de transistors de chaque pixel. Selon un mode de réalisation, un pixel du capteur 15 comprend un substrat semiconducteur et, dans le pixel, la zone photosensible comporte une première couche dopée d'un premier type de conductivité ; chaque zone de stockage de charges s'étend depuis un bord de la zone photosensible, à partir d'une première portion de la première couche revêtue de la grille du transistor 20 de transfert correspondant, la zone de stockage de charges comprenant un caisson plus fortement dopé du premier type que la première couche, et étant délimitée latéralement par deux murs verticaux conducteurs isolés, parallèles et en vis-à-vis l'un de l'autre ; pour chaque caisson, une grille annulaire revêt une 25 portion dudit caisson et entoure une zone fortement dopée du deuxième type pénétrant dans le caisson et étant couplée à une source de courant constant du capteur ; et une deuxième couche dopée du deuxième type revêt les zones de stockage de charges et la zone photosensible à l'exception des portions revêtues de 30 grilles. Selon un mode de réalisation, chaque zone de stockage comprend en outre un mur vertical conducteur isolé de remise à zéro, disposée entre lesdits deux murs verticaux conducteurs isolés, dans une portion du caisson autre que la portion revêtue 35 de la grille annulaire (63). 3065320 B15739 PR - 16-GR3-0522 4 Selon un mode de réalisation, chaque première portion de la première couche comprend une première zone intermédiaire adjacente à la zone de stockage correspondante, la première zone intermédiaire étant dopée du premier type, plus fortement que le 5 reste de la première couche et moins fortement que le caisson de la zone de stockage. Selon un mode de réalisation, chaque zone de stockage de charges comprend une deuxième zone intermédiaire, intercalée entre le caisson de la zone de stockage et la zone photosensible, 10 la deuxième zone intermédiaire étant dopée du premier type, plus fortement que la première portion et moins fortement que le caisson. Selon un mode de réalisation, la zone photosensible a la forme d'un carré en vue de dessus, et chaque zone de stockage 15 s'étend le long d'un bord de la zone photosensible. Selon un mode de réalisation, la première couche repose sur une portion du substrat dopée du deuxième type et dont le niveau de dopage diminue en se rapprochant de la première couche. Selon un mode de réalisation, un pixel du capteur 20 comprend en outre une zone de remise à zéro plus fortement dopée du premier type que la zone photosensible, s'étendant depuis un bord de la zone photosensible, à partir d'une deuxième portion de la première couche revêtue d'une deuxième grille. Selon un mode de réalisation, la zone photosensible 25 comprend en outre, une zone de collection de charges comportant une portion centrale disposée sensiblement au centre de la zone photosensible, et des bras s'étendant à partir de cette portion centrale, entre les grilles revêtant lesdites portions de la première couche. 30 Selon un mode de réalisation, le pixel est destiné à recevoir un signal lumineux périodique, et les grilles revêtant lesdites portions de la première couche sont en des matériaux transparents aux longueurs d'onde du signal périodique reçu. 3065320 B15739 PR - 16-GR3-0522 5 Brève description des dessins Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation 5 avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 est une vue de dessus représentant schématiquement un exemple d'un capteur TOF ; la figure 2 représente un mode de réalisation d'un circuit de pixel TOF ; 10 la figure 3 est un chronogramme illustrant un mode de fonctionnement du pixel de la figure 2 ; les figures 4P, à 4D représentent schématiquement un mode de réalisation du pixel TOF de la figure 2 ; et les figures SA à 5C illustrent schématiquement 15 l'évolution des potentiels électrostatiques dans diverses régions du pixel des figures 4A. à 4D lors d'une étape de transfert de charges. Description détaillée De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes 20 références dans les différentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. Par souci de clarté, seuls les éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. Dans la description qui suit, les termes "au-dessus", 25 "sous", "supérieur", "inférieur", "vertical", etc., il est fait référence à l'orientation des éléments concernés dans les figures correspondantes. Sauf précision contraire, les expressions "sensiblement" et "environ" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près. 30 La figure 1 est une vue de dessus schématique d'un exemple de capteur TOF. Le capteur 1 comprend une matrice 3 de pixels TOF, par exemple une matrice de 1000 lignes par 1000 colonnes. La matrice 3 est associée à un décodeur de ligne 7 et à un décodeur de colonne 9. Le décodeur de ligne 7 fournit des 35 signaux 11 permettant de sélectionner l'une ou l'autre des lignes 3065320 B15739 PR - 16-GR3-0522 6 de la matrice. Le décodeur de colonne 9 permet de lire les informations des pixels d'une ligne sélectionnée. Le décodeur de ligne 7 et le décodeur de colonne 9 sont commandés par des signaux 13 fournis par un circuit de commande et de traitement 15. Le circuit 5 de commande et de traitement 15 comprend, par exemple, un processeur associé à une ou plusieurs mémoires. Le capteur 1 est associé à une source lumineuse 17, par exemple un laser, pour illuminer une scène dont on souhaite obtenir l'image en relief. La source lumineuse 17 est connectée aux moyens de commande et de 10 traitement 15 pour synchroniser les signaux de commande appliqués aux pixels TOF de la matrice 3 et la source lumineuse 17. Dans la suite de la description, on s'intéresse au cas d'un capteur 1 dans lequel la source lumineuse 17 émet un signal sinusoïdal LE dont la fréquence peut être comprise entre 20 et 15 160 MHz, par exemple 25 MHz. Pour chaque pixel, on détermine le déphasage 9 entre le signal lumineux LE émis et le signal lumineux LR reçu. La distance séparant le pixel de son point conjugué est ensuite déterminée à partir de ce déphasage 9. La figure 2 représente un mode de réalisation sous forme 20 de circuit d'un pixel TOF. Le pixel TOF comprend un élément photosensible tel qu'une photodiode PD dont une borne est connectée à un noeud 21 et dont l'autre borne est connectée à un rail d'alimentation mis à un potentiel bas de référence, par exemple la masse. Le noeud 25 21 est couplé à un noeud de lecture LECT par l'intermédiaire de trois ensembles identiques de transfert, stockage et lecture Qi, Q2 et Q3 en parallèle. Chaque ensemble Qi, avec i égale 1, 2 ou 3 dans cet exemple, comprend un transistor MOS à canal N de transfert, Tmemi, une zone de stockage de charges memi, un 30 transistor MOS à canal P de lecture, Tri, et un transistor MOS à canal P de sélection, Tseli. Les transistors Tri et Tseli sont connectés en série. Le drain du transistor Tri est connecté à un rail d'alimentation mis au potentiel bas, et la source du transistor Tri est connectée au drain du transistor Tseli, le 35 transistor Tri étant commandé par un signal Vri. La source du 3065320 B15739 PR - 16-GR3-0522 7 transistor Tseli est connectée au noeud de lecture LECT, le transistor Tseli étant commandé par un signal Vseli. La source du transistor Tmemi est connectée au noeud 21 de l'élément photosensible, et le drain du transistor Tmemi est couplé à la 5 zone de stockage memi, le transistor Tmemi étant commandé par un signal Vinerai appliqué sur sa grille. La région de corps du transistor Tri correspond à une partie au moins de la zone de stockage memi. La zone de stockage memi comprend en outre une borne d'application d'un signal de remise à zéro Vres. 10 La tension de seuil du transistor de lecture Tri dépend de la quantité de charges injectées dans la zone de stockage de charges. La détermination de cette tension de seuil constitue donc un moyen de mesure non destructive de cette quantité de charges. Le pixel TOF comprend, en outre, un transistor MOS à 15 canal N, TrespD, de remise à zéro de l'élément photosensible PD. La source du transistor TrespD est connectée au noeud 21 et le drain du transistor TrespD est connecté à un rail d'alimentation mis à un potentiel haut de référence, par exemple le potentiel d'alimentation Vdd. Le transistor TrespD est commandé par un 20 signal Vrespp appliqué sur sa grille. Pour déterminer le déphasage 9 entre un signal lumineux émis LE et un signal lumineux reçu LR, le signal LR est échantillonné en transférant, successivement et à intervalles réguliers pendant une phase d'intégration, des charges 25 photogénérées dans l'élément photosensible PD vers les zones de stockage mem', puis mem2 et finalement mem3, ces transferts étant contrôlés par les transistors Tmemi correspondants. La durée totale pour réaliser l'ensemble de ces trois transferts successifs est égale à une période des signaux LE et LR, et l'ensemble de 30 ces trois transferts successifs est répété un nombre déterminé de fois, par exemple 1000 à 100000 fois. Chaque transfert de charges de la zone photosensible PD vers une zone memi entraîne une modification du potentiel dans cette zone memi. Du fait que le corps du transistor de lecture Tri est inclus dans la zone de 35 stockage memi correspondante, cette modification de potentiel 3065320 B15739 PR - 16-GR3-0522 8 entraîne une modification de la tension de seuil du transistor. Ainsi, une phase de lecture des charges accumulées dans les zones de stockage consiste à mesurer les tensions de seuil des transistors Tri. De manière avantageuse, cette lecture des charges 5 accumulées dans les zones mémoires n'est pas destructive. Il est donc possible de répéter les opérations d'intégration, transfert, lecture jusqu'à ce qu'une charge mesurable soit transférée dans la zone de stockage de charges. Le noeud de lecture est couplé à un circuit de lecture 10 et de commande (READ & CONTROL) 25, qui commande notamment les signaux de remise à zéro Vres des zones de stockage en fonction des signaux lus. La figure 3 représente des chronogrammes du signal lumineux LE émis par la source lumineuse 17 associée au capteur 15 1, du signal lumineux LR reçu par le pixel TOF, et des signaux numériques VrespD, Vinerai, Vseli, Vri et Vres lors d'une phase d'intégration et lors d'une phase de lecture, à des instants successifs to à t19. En fonctionnement, par défaut, les signaux VrespD, 20 Vinerai, et Vres sont à un niveau bas et les signaux Vseli sont à un niveau haut de sorte que les transistors TrespD, Tmêmi, Ires et Tseli sont à l'état bloqué. Du fait que les transistors Tseli sont à l'état bloqué, la source de chaque transistor Tri est déconnectée du noeud de lecture LECT, et, par défaut, les signaux 25 Vri peuvent être à un niveau bas tel que les transistors Tri correspondants sont à l'état passant. On procède tout d'abord à une remise à zéro de l'élément photosensible PD en mettant le transistor TrespD à l'état passant entre des instants to et tl. A l'instant tl, le transistor TrespD 30 est remis à l'état bloqué et une phase d'intégration du pixel, synchronisée sur le signal LE, peut commencer. A titre d'exemple, le signal VrespD est à un potentiel de 2 V à l'état passant, et à un potentiel de - 1 V à l'état bloqué. Pendant la phase d'intégration, les électrons 35 photogénérés dans l'élément photosensible PD sont transférées vers 3065320 B15739 PR - 16-GR3-0522 9 les zones de stockage memi. Pour cela, les transistors de transfert Tmemi sont mis à l'état passant chacun à leur tour entre des instants respectifs t2 et t3, t4 et t5, et t6 et t7. L'ensemble de ces trois transferts est ensuite répété un nombre déterminé de 5 fois. A partir de l'instant tg correspondant à la fin de la phase d'intégration et au début d'une phase de lecture, on procède à la lecture non destructive des électrons accumulés dans chacune des zones de stockage memi. 10 Une lecture des zones de stockage memi est effectuée de la manière suivante, pour chaque ensemble Qi successivement. Le transistor de sélection Tseli est mis à l'état passant pour coupler la source du transistor Tri correspondant au noeud de lecture LECT. Pendant que le transistor Tseli est à l'état 15 passant, le signal Vri initialement à l'état bas, par exemple au potentiel de masse, est mis à l'état haut. Comme cela est représenté en figure 2, une source de courant 23, connectée entre le noeud LECT et le rail d'alimentation Vdd, fournit alors un courant iLect, par exemple de 1 pA, qui circule entre la source 20 et le drain du transistor Tri. Du fait qu'un courant déterminé circule dans le transistor et que ses tensions de grille et de drain sont fixées, la tension de source ne peut prendre qu'une seule valeur qui dépend de la tension de seuil du transistor, donc de la quantité de charges accumulée dans la zone memi 25 correspondante. Un premier potentiel Vi dont la valeur dépend de la tension de seuil du transistor Tri est alors mesuré au niveau du noeud LECT. Ce premier potentiel Vi est mémorisé, par exemple par les moyens de lecture et de commande 25. Le signal Vri appliqué à la grille du transistor Tri est remis à l'état bas et le 30 transistor Tseli est remis à l'état bloqué. Plus particulièrement, dans l'exemple de la figure 3, le transistor Tsell est mis à l'état passant de l'instant tg à l'instant t9, le transistor Tsel2 est mis à l'état passant de l'instant t10 à l'instant t11, et le transistor Tsel3 est mis à l'état passant de l'instant t12 à 35 l'instant t13. 3065320 B15739 PR - 16-GR3-0522 10 Une phase de remise à zéro des zones de stockage memi est alors effectuée si les quantités de charges stockées sont suffisantes. Dans ce mode de réalisation, la phase de remise à zéro des zones memi est effectuée, entre les instants t13 et t14, 5 en commutant plusieurs fois le signal Vres entre son état bas et son état haut. Une deuxième lecture des zones de stockage peut alors être effectuée pour mettre en oeuvre un double échantillonnage corrélé (CDS de l'anglais "Correlated Double Sampling") de chaque zone de stockage de manière à éliminer une 10 partie du bruit comme cela est bien connu de l'homme du métier. Dans l'exemple représenté, la deuxième lecture de zone de stockage mem', mem2, mem3 est effectuée entre les instants respectivement t14 et t15, t16 et t17, et t18 et t19. Après la première lecture des zones memi d'un pixel, la 15 somme des premiers potentiels Vi est calculée, par exemple par les moyens de lecture et de commande 25. Cette somme permet d'évaluer grossièrement la quantité de lumière reçue par le pixel au cours de la phase d'intégration précédente. Il est alors possible de savoir, avant la remise à zéro des zones de stockage 20 memi, si cette quantité de lumière est suffisante pour que le point de la scène conjugué à ce pixel puisse être distingué dans l'image reconstruite. Pour cela, la somme des premiers potentiels Vi est par exemple comparée à un seuil prédéterminé, par les moyens de lecture et de commande 25. Dans le cas où la quantité 25 de lumière reçue par un pixel n'est pas suffisante, la phase d'intégration est reprise et prolongée, de préférence après que l'élément photosensible PD a été remis à zéro. A titre d'exemple, la phase d'intégration est prolongée d'une durée correspondant à sa durée initiale. Du fait que la première lecture des zones memi 30 n'est pas destructive, les électrons accumulés lors de la phase d'intégration initiale sont toujours présents dans les zones memi et les électrons transférés vers ces zones memi pendant la prolongation de la phase d'intégration s'ajoutent aux électrons déjà présents. Une fois la phase d'intégration prolongée terminée, 35 une nouvelle phase de lecture du pixel est mise en oeuvre de la 3065320 B15739 PR - 16-GR3-0522 11 manière décrite en relation avec la figure 3. Bien entendu, tant que la quantité de lumière reçue par le pixel n'est pas suffisante, la phase d'intégration pourra être prolongée de nouveau comme décrit ci-dessus. 5 Ainsi, dans un capteur TOF comprenant des pixels du type de celui de la figure 2, la durée de la phase d'intégration peut être ajustée dynamiquement pour chaque pixel du capteur en fonction de la lumière reçue par ce pixel. Cette adaptation dynamique de la durée de la phase d'intégration pour chaque pixel 10 du capteur est rendue possible du fait que la lecture des zones de stockage memi du pixel n'est pas destructive. Un mode de réalisation d'un pixel du type de celui de la figure 2 va maintenant être décrit plus en détail en relation avec les figures 4A à 4D. 15 Les figures 4A à 4D représentent schématiquement un exemple de réalisation du pixel TOF de la figure 2. La figure 4A est une vue de dessus du pixel, les figures 4B et 4C sont des vues en coupe respectivement selon les plans BB et CC de la figure 4A, et la figure 4D est une vue en coupe selon la ligne brisée DD de 20 la figure 4A. Dans ce mode de réalisation, le pixel TOF comprend trois ensembles Qi, avec i égal à 1, 2 ou 3, et un transistor de remise à zéro TrespD. Chaque ensemble Qi comprend un transistor de transfert Tmemi, une zone de stockage memi et un transistor de lecture Tri. 25 Le pixel TOF comprend une zone photosensible PD, par exemple de forme carrée en vue de dessus. Comme cela est illustré par les figures 4C et 4D, la zone photosensible PD comporte une couche 41 dopée de type N, de niveau de dopage N1. La couche N1 41 est formée au niveau de la face supérieure d'un substrat 30 semiconducteur 43 dopé de type P dont le niveau de dopage peut diminuer quand on se rapproche de la couche N1 41. Comme cela est illustré par la figure 4C, le pixel TOF comprend également, dans la zone photosensible PD, une zone de collection de charges 45 dopée de type N, de niveau de dopage N2 35 supérieur à N1. La zone N2 45 est revêtue d'une couche 47 fortement 3065320 B15739 PR - 16-GR3-0522 12 dopée de type P (P+). La zone N2 45 s'étend à travers tout ou partie de l'épaisseur de la couche N1 41. Dans cet exemple, la zone de collection de charges N2 45 pénètre dans le substrat P 43 plus profondément que la couche N1 41. 5 Comme cela est illustré par les figures 4A, 4B et 4D, chaque zone de stockage memi est délimitée par un mur conducteur isolé (ou électrode verticale isolée) 49. Plus particulièrement, chaque zone de stockage memi s'étend à partir d'une portion 41A de la couche 41 entièrement revêtue de la grille 51 du transistor 10 de transfert Tmemi correspondant. La grille 51 est séparée de cette portion N1 41A par une couche d'isolant de grille 53. Dans ce mode de réalisation, comme cela est illustré par la figure 4A, chaque zone de stockage memi s'étend le long d'un bord de la zone photosensible PD, et l'électrode 49 délimitant la zone memi du 15 côté de la zone photosensible PD délimite également ce bord de la zone photosensible PD. En outre, les électrodes 49 délimitant latéralement chaque zone de stockage memi sont reliées l'une à l'autre par une électrode 55 correspondant à un prolongement des électrodes 49. L'électrode 55 délimite latéralement la zone de 20 stockage memi du côté opposé à la portion 41A correspondante. Comme cela est illustrée par les figures 4B et 4C, les murs isolés 49, 55 s'étendent depuis la face supérieure du pixel, traversent la couche N1 41 et pénètrent dans le substrat P 43. Ces murs 49, 55 comprennent un matériau conducteur 57, par exemple 25 du silicium polycristallin dopé, bordé d'une couche isolante 59, par exemple d'oxyde de silicium. Chaque zone de stockage memi comprend, comme cela est illustré par les figures 4B et 4D, un caisson 61 dopé de type N, de niveau de dopage N5 supérieur à celui de la couche N1 41. 30 Chaque caisson N5 61 pénètre dans le substrat 43 sur une profondeur supérieure ou égale à celle de la couche N1 41 et inférieure à celle des électrodes isolées 49, 55. Chaque caisson N5 61 comprend une portion 61A revêtue de la grille 63 du transistor de lecture Tri correspondant, la grille 63 étant séparée du caisson 61 par 35 une couche d'isolant de grille 65. La grille 63 est une grille 3065320 B15739 PR - 16-GR3-0522 13 annulaire entourant une zone 67 fortement dopée de type P+ et pénétrant sur une partie de l'épaisseur du caisson N5 61. La grille annulaire 63 s'étend de préférence de l'un à l'autre des murs 49 délimitant latéralement la zone de stockage memi 5 correspondante. Dans cet exemple, la portion 61A du caisson N5 61 est du côté de la portion 41A de la couche N1 41, comme cela est représenté en figure 4D. Chaque zone memi est revêtue de la couche P+ 47 à l'exception de la portion 61A du caisson N5 61 revêtue de la grille annulaire 63. Pour chaque transistor Tri, la zone 67 10 constitue la région de source du transistor, la couche P+ 47 autour de la grille 61 du transistor constitue la région de drain du transistor, et le caisson 61 forme la région de corps du transistor. Chaque zone de stockage memi comprend une électrode 15 verticale isolée ou mur 69 disposée dans le caisson N5 61 correspondant, au-delà de la portion 61A. L'électrode 69 est en les mêmes matériaux et pénètre dans le substrat sur la même profondeur que les électrodes 49 et 55. Dans ce mode de réalisation, l'électrode est parallèle aux électrodes 49 20 délimitant la zone memi et est disposée à égale distance de chacune de ces électrodes 49. En figure 4D, l'électrode n'est pas visible mais ses contours ont été représentés en pointillés. L'électrode 69 est une électrode de remise à zéro de la zone memi. Comme l'illustre la figure 4D, chaque zone memi comprend 25 en outre une zone 71 dopée de type N, de niveau de dopage N4 supérieur à N1 et inférieur à N5, la zone 71 étant adjacente à la portion 41A correspondante. Chaque zone N4 71 pénètre dans le substrat P 43, par exemple sur une profondeur supérieure ou égale à celle de la couche N1 41 et inférieure ou égale à celle des 30 caissons N5 61. Dans l'exemple représenté, la zone 71 est intercalée entre la portion 41A et le caisson N5 61 avec lesquels elle est en contact. A titre de variante, la zone 71 peut être formée dans le caisson N5 61 qui s'étend alors jusqu'à la portion N1 41A. A titre de variante encore, la zone 71 peut être omise, 3065320 B15739 PR - 16-GR3-0522 14 et, dans ce cas le caisson N5 61 vient au contact de la portion N1 41A. Chaque portion N1 41A comprend une zone 73 de niveau de dopage N3 supérieur à N1 et inférieur à N4, N5 et N2. La zone 73 5 est revêtue de la grille 51 du transistor Tmemi correspondant, et est adjacente à une zone de stockage memi correspondante. Ces zones N3 73 pénètrent dans le substrat P 43, par exemple sur une profondeur sensiblement égale à celle de la couche N1 41. A titre de variante, la portion N1 41A peut être dépourvue de zone N3 73. 10 Comme cela est représenté en figure 4D, à partir de la zone de collection de charges N2 45 et jusqu'à une électrode 55, s'étendent successivement et en contact deux à deux, la zone de collection de charges N2 45, une portion N1 41A, une zone N3 73, une zone N4 71, et un caisson N5 61. 15 Le transistor de remise à zéro TrespD du pixel TOF comprend, comme cela est représenté en figure 4C, une zone de drain 75 fortement dopée de type N (Nt) s'étendant depuis un bord de la zone photosensible PD, de préférence un bord à partir duquel ne s'étend aucune zone de stockage memi. La zone de drain N+ 75 20 s'étend plus particulièrement à partir d'une portion 41B de la couche N1 41 entièrement revêtue de la grille 77 du transistor TrespD, la grille 77 étant séparée de cette portion N1 41B de la zone photosensible PD par une couche d'isolant de grille 79. La zone de drain N+ 75 est par exemple formée dans la couche N1 41, 25 en dehors de la zone photosensible PD. En vue de dessus illustrée par la figure 4A, la zone de drain N+ 75 s'étend en longueur depuis la zone PD jusqu'à une électrode verticale isolée 81 alignée avec l'électrode 55 d'une zone memi voisine, la zone mem2 dans l'exemple représenté, et en 30 largeur entre une électrode 49 délimitant cette zone memi voisine et une portion d'une électrode verticale isolée annulaire 83. Les électrodes 81 et 83 sont en les mêmes matériaux et pénètrent dans le substrat sur la même profondeur que les électrodes 49, 55 et 69. L'électrode annulaire 83 délimite une région rectangulaire 85 35 s'étendant le long du bord de la zone photosensible PD à partir 3065320 B15739 PR - 16-GR3-0522 15 duquel s'étend la zone de drain 75. Des transistors non représentés, par exemple les transistors Tseli, peuvent être formés dans la région 85. Les dimensions et l'arrangement des zones memi, de la zone de drain 75 et de la région 85 sont de 5 préférence choisis pour que le pixel ait la forme d'un carré en vue de dessus comme cela est illustré par la figure 4A. En pratique, comme cela est illustré en figure 4A, les murs 49, 55, 81 et 83 sont des portions d'un même mur qui délimite entièrement la périphérie du pixel, des portions de ce mur pouvant être 10 partagées par plusieurs pixels adjacents. Comme cela se voit en figure 4A, la zone de collection de charges 45 a la forme d'une croix comprenant une portion centrale disposée au centre de la zone photosensible, et des bras s'étendant depuis cette portion centrale, entre les grilles 51, 15 77 reposant sur la zone photosensible. Les épaisseurs et les matériaux des grilles des transistors Tmemi et TrespD peuvent alors être choisis pour que ces grilles soient transparentes aux rayonnements du signal lumineux LR reçu par le pixel. De plus, ces épaisseurs et ces matériaux peuvent être choisis pour que ces 20 grilles filtrent au moins une partie des rayonnements lumineux parasites ayant des longueurs d'onde éloignées de celles du signal LR. Un écran opaque à la lumière (non représenté) comprenant une ouverture en regard de la zone photosensible PD est prévu au-25 dessus du pixel. Ainsi, les rayonnements du signal lumineux LR n'atteignent que la zone photosensible PD du pixel. En fonctionnement, les électrodes 49, 55, 81 et 85 sont connectées à un potentiel négatif ou nul, par exemple - 1 V, de sorte que des trous s'accumulent le long de leurs parois. Cela 30 permet de réduire les courants d'obscurité. Cela permet également de mettre la couche P+ 47 et le substrat P 43 à un même potentiel bas de référence, par exemple la masse, appliqué au substrat 43 ou à la couche 47. Par défaut, le signal Vres appliqué au matériau conducteur 57 des électrodes 69 est à l'état bas correspondant à 35 un potentiel négatif ou nul, par exemple le même potentiel que 3065320 B15739 PR - 16-GR3-0522 16 celui appliqué aux autres électrodes verticales isolées du pixel. Il résulte de la polarisation des électrodes verticales isolées que la zone photosensible PD et les zones de stockage memi correspondent alors à des diodes dites "pincées". Les niveaux de 5 dopage de la zone photosensible PD et des zones de stockage memi sont choisis pour que, en l'absence d'éclairement, ces diodes pincées soient complètement déplétées. Une phase de transfert entre la zone photosensible PD et une zone memi va maintenant être décrite plus en détail en 10 relation avec les figures aA à 5C. Les figures SA à 5C représentent schématiquement l'évolution des niveaux des potentiels électrostatiques le long de la ligne brisée DD de la figure 4A, en fonction de l'état passant ou bloqué du transistor Tmemi correspondant. Ces figures 15 SA à 5C sont tracées à la même échelle horizontale que la figure 4D. Dans ces figures, les potentiels électrostatiques sont croissants du haut vers le bas. Pour des signaux de commande Vinerai à l'état bas (par exemple à la masse), du fait que les niveaux de dopage N1, N3, 20 N4, N5 sont croissants, les potentiels électrostatiques VLA, V3, VA, V5 respectivement dans la portions 41A, la zone N3 73, la zone N4 71, et le caisson N5 61 sont croissants. En outre, du fait que le niveau de dopage N2 est supérieur aux niveaux N1 et N3, le potentiel électrostatique V2 dans la zone de collection de charges 25 est supérieur aux potentiels électrostatiques ViA et V3. Dans le caisson N5 61, plus on s'éloigne des parois des électrodes 49, 55 et 69 où le potentiel électrostatique est bas et fixé par les trous accumulés le long de ces parois, plus le potentiel électrostatique est élevé. Il en résulte que le caisson 30 N5 61 présente un niveau de potentiel plus faible dans la portion du caisson où est formée l'électrode de remise à zéro 69 que dans la portion 61A. Ainsi, les électrons qui sont transférés depuis la zone photosensible PD s'accumulent d'abord dans cette portion 61A. Il en résulte que même le transfert d'une petite quantité 35 d'électrons dans la zone memi entraîne une modification de la 3065320 B15739 PR - 16-GR3-0522 17 tension de seuil du transistor Tri correspondant. L'électrode de remise à zéro 69 permet donc avantageusement d'augmenter la sensibilité du pixel. A l'étape de la figure aA, le transistor Tmemi est à 5 l'état bloqué. Le potentiel du signal Vmemi à l'état bas est choisi de sorte que les potentiels VIA et V3 restent inférieurs aux potentiels V2 et V4. Bien que cela ne soit pas représenté dans ces figures, le signal VrespD est à l'état bas et au même potentiel que les signaux Vinerai, d'où il résulte que le potentiel 10 électrostatique dans la portion N1 41B (voir figure 4C) sous la grille 77 du transistor TrespD est le même que le potentiel VIA dans les portions N1 41A sous les grilles 51 des transistors Tmemi. Ainsi, les électrons photogénérés restent confinés dans la zone N2. 15 A l'étape de la figure 5B, le transistor Tmemi est mis à l'état passant de façon que le potentiel VLA et le potentiel V3 deviennent supérieurs aux potentiels V2 et V4. Il en résulte que les électrons accumulés dans la zone de collection de charges N2 45 sont tous transférés jusqu'à la zone N3 73 où ils sont 20 temporairement stockés, bloqués entre les barrières de potentiel VIA et V4. Les électrons (non représentés) qui ont déjà été transférés dans la zone de stockage memi lors de transferts précédents restent confinés dans le caisson N5 par la barrière de potentiel V4. 25 A l'étape de la figure 5C, le transistor Tmemi est remis à l'état bloqué ce qui entraîne que les potentiels VLA et V3 redeviennent inférieurs aux potentiels V4 (et V5). Les électrons qui se trouvaient dans la zone N3 73 sont alors tous transférés vers le caisson N5 61 correspondant, à travers la zone N4 71. De 30 manière avantageuse, le potentiel VIA forme une barrière de potentiel empêchant le retour d'électrons depuis la zone N3 71 vers la zone de collection de charges N2 45. On a décrit précédemment en relation avec la figure 3 une phase de remise à zéro des zones memi consistant en plusieurs 35 commutations successives du signal Vres entre un potentiel négatif 3065320 B15739 PR - 16-GR3-0522 18 et un potentiel positif. Dans le pixel des figures 4A à 4D, ce signal est appliqué au matériau conducteur des électrodes de remise à zéro 69. Il résulte alors de ces commutations successives que les électrons accumulés dans les zones memi se recombinent le 5 long des parois des électrodes 69, et sont évacués des zones memi vers la couche P+ 47 et/ou le substrat P 43. De manière avantageuse, la prévision d'une électrode de remise à zéro 69 dans le caisson 61 de la zone memi permet d'éviter que la remise à zéro de la zone memi ne se fasse en appliquant un 10 très fort potentiel sur la grille 51 du transistor Tri, par exemple plus de 5 V. Cette électrode de remise à zéro 69 permet également d'éviter une remise à zéro de la zone memi en appliquant le signal Vres aux électrodes 49 ce qui modifierait le comportement de la zone photosensible PD du pixel et/ou influencerait des pixels 15 adjacents partageant des portions de ces électrodes 49. Un autre avantage des modes de réalisation décrits ci-dessus est que, par défaut, chaque transistor Tri est à l'état passant d'où il résulte une accumulation de trous sous sa grille 63. Cette accumulation de trous, entre la couche P+ 47 et la zone 20 67 correspondante est alors au même potentiel que la couche 47 et permet de réduire les courants d'obscurité, notamment pendant les phases d'intégration. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus en relation avec les figures 4A à 4D, chaque zone memi ne comprend qu'une 25 seule électrode de remise à zéro 69, disposée entre les électrodes 49 correspondantes, parallèlement à celles-ci et à équidistance de chacune des électrodes 49. L'homme du métier est en mesure de modifier le nombre et/ou la disposition de ces électrodes de remise à zéro dans la zone de stockage en fonction de la forme du 30 puits de potentiel électrostatique qu'il souhaite obtenir dans cette zone memi. De préférence, comme cela a été décrit ci-dessus, l'homme du métier choisira un nombre et/ou une disposition d'électrodes de remise à zéro qui permettent d'obtenir un puits de potentiel plus profond sous la grille du transistor Tri 35 correspondant. 3065320 B15739 PR - 16-GR3-0522 19 Des modes de réalisation particuliers ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, le substrat 43 peut être dopé de type N, à un niveau de dopage inférieur à N1, et il peut alors présenter un 5 niveau de dopage croissant jusqu'à la couche N1 41. De manière similaire à ce qui a été décrit pour les portions N1 41A, la portion N1 41B du transistor TrespD peut comprendre une zone N3 73 adjacente à la zone N+ 75 pour améliorer le transfert de charges contrôlé par le transistor TrespD. 10 Comme indiqué précédemment, le nombre d'ensembles Qi peut être choisi supérieur à 3, éventuellement en prévoyant que la zone photosensible ait la forme d'un polygone, par exemple un polygone régulier, autre qu'un carré. Par exemple, dans un pixel comprenant cinq ensembles Qi et un transistor de remise à zéro 15 TrespD, la zone photosensible PD a par exemple une forme sensiblement hexagonale. On peut également prévoir que chaque pixel ne comprenne que deux ensembles Qi ce qui est suffisant pour calculer le déphasage 9. Plus généralement, on pourra modifier la forme, le 20 nombre et la disposition des divers éléments constitutifs du pixel TOF décrit en relation avec les figures 4A à 4D. Par exemple on pourra prévoir que chaque zone de stockage memi ne s'étende pas le long d'un bord de la zone photosensible PD mais plutôt de façon orthogonale à ce bord. 25 Bien que l'on ait décrit ici des types de conductivité pour les diverses zones, couches et caissons d'un pixel dans le cas où les charges photogénérées accumulées, collectées, transférées, stockées et lues sont des électrons, ces types de conductivité peuvent tous être inversés pour que ces charges 30 soient des trous. L'homme du métier sera alors en mesure d'adapter les potentiels commande appliqués aux divers transistors du pixel. On a décrit ci-dessus un mode de fonctionnement dans lequel le transistor TrespD n'est utilisé que comme transistor de remise à zéro de la zone photosensible. L'homme du métier est en 35 mesure de modifier le potentiel appliqué sur la grille du 3065320 B15739 PR - 16-GR3-0522 20 transistor TrespD à l'état bloqué de sorte qu'un excès d'électrons photogénérés dans la zone photosensible PD soit évacué vers la région N+ 71 plutôt que vers une zone de stockage memi, le transistor TrespD étant alors utilisé comme transistor anti- 5 éblouissement en plus de servir de transistor de remise à zéro de la zone photosensible PD. Divers modes de réalisation avec diverses variantes ont été décrits ci-dessus. On notera que l'homme de l'art pourra combiner divers éléments de ces divers modes de réalisation et 10 variantes sans faire preuve d'activité inventive. REVENDICATIONS1. Capteur de détection de temps de vol comprenant une pluralité de pixels, chaque pixel comprenant une zone photosensible (PD) et au moins deux ensembles (Qi) comprenant chacun : une zone de stockage de charges (memi) ; un transistor de transfert (Tmemi) adapté à contrôler des transferts de charges de la zone photosensible (PD) vers la zone de stockage de charges ; et un moyen de lecture apte à mesurer de manière non-10 destructive la quantité de charges stockée dans la zone de stockage. 2. Capteur selon la revendication 1, dans lequel le moyen de lecture comprend : un transistor de lecture (Tri) dont le corps correspond 15 à la zone de stockage de charges (memi); une source de courant constant (23) alimentant le transistor de lecture ; et un moyen de mesure (LECT, 25) de la tension aux bornes du transistor. 20 3. Capteur selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre un moyen de commande (25) pour répéter un transfert de charges vers la zone de stockage si la quantité de charges transférée est insuffisante pour être mesurée. 4. Capteur selon la revendication 2, dans lequel 25 chaque transistor de lecture (Tri) est couplé à la source de courant par l'intermédiaire d'un transistor de sélection (Tseli). 5. Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel chaque zone de stockage (memi) contient un mur conducteur isolé de remise à zéro (69). 30 6. Capteur d'image selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant une source d'émission d'un signal lumineux périodique (LE), et des moyens (15, 25) adaptés à synchroniser ladite source et des potentiels de commande appliqués aux grilles de transistors (Tmemi) de chaque pixel. 3065320 B15739 FR - 16-GR3-0522 22 7. Pixel de détection de temps de vol d'un capteur selon la revendication 1, comprenant un substrat semiconducteur (43), dans lequel : la zone photosensible (PD) comporte une première couche 5 (41) dopée d'un premier type de conductivité ; chaque zone de stockage de charges (memi) s'étend depuis un bord de la zone photosensible, à partir d'une première portion (41A) de la première couche revêtue de la grille (51) du transistor de transfert (Tmemi) correspondant, la zone de stockage de charges 10 comprenant un caisson (61) plus fortement dopé du premier type que la première couche, et étant délimitée latéralement par deux murs verticaux conducteurs isolés (49), parallèles et en vis-à-vis l'un de l'autre ; pour chaque caisson, une grille annulaire (63) revêt une 15 portion (61A) dudit caisson et entoure une zone (67) fortement dopée du deuxième type pénétrant dans le caisson et étant couplée à une source de courant constant (23) du capteur ; et une deuxième couche dopée du deuxième type (47) revêt les zones de stockage de charges et la zone photosensible à 20 l'exception des portions (41A, 41B, 61A) revêtues de grilles (51, 77, 63). 8. Pixel selon la revendication 7, dans lequel chaque zone de stockage (memi) comprend en outre un mur vertical conducteur isolé (69) de remise à zéro, disposée entre lesdits 25 deux murs verticaux conducteurs isolés (49), dans une portion du caisson (61) autre que la portion (61A) revêtue de la grille annulaire (63). 9. Pixel selon la revendication 7 ou 8, dans lequel chaque première portion (41A) de la première couche comprend une 30 première zone intermédiaire (73) adjacente à la zone de stockage (=L) correspondante, la première zone intermédiaire étant dopée du premier type, plus fortement que le reste de la première couche et moins fortement que le caisson (61) de la zone de stockage. 10. Pixel selon l'une quelconque des revendications 7 à 35 9, dans lequel chaque zone de stockage de charges (mani) comprend 3065320 B15739 PR - 16-GR3-0522 23 une deuxième zone intermédiaire (71), intercalée entre le caisson (61) de la zone de stockage et la zone photosensible (PD), la deuxième zone intermédiaire étant dopée du premier type, plus fortement que la première portion (41A) et moins fortement que le 5 caisson. 11. Pixel selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, dans lequel la zone photosensible (PD) a la forme d'un carré en vue de dessus, et chaque zone de stockage (=d) s'étend le long d'un bord de la zone photosensible. 12. Pixel selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, dans lequel la première couche (41) repose sur une portion du substrat (43) dopée du deuxième type et dont le niveau de dopage diminue en se rapprochant de la première couche. 13. Pixel selon l'une quelconque des revendications 7 à 15 12, comprenant en outre une zone de remise à zéro (75) plus fortement dopée du premier type que la zone photosensible (PD), s'étendant depuis un bord de la zone photosensible, à partir d'une deuxième portion (41B) de la première couche (41) revêtue d'une deuxième grille (77). 20 14. Pixel selon l'une quelconque des revendications 7 à 13, dans lequel la zone photosensible (PD) comprend en outre, une zone de collection de charges (47) comportant une portion centrale disposée sensiblement au centre de la zone photosensible, et des bras s'étendant à partir de cette portion centrale, entre les 25 grilles (51, 77) revêtant lesdites portions (41A, 41B) de la première couche (41). 15. Pixel selon l'une quelconque des revendications 7 à 14, destiné à recevoir un signal lumineux périodique (LR), dans lequel les grilles (51, 77) revêtant lesdites portions (41A, 41B) 30 de la première couche (41) sont en des matériaux transparents aux longueurs d'onde du signal périodique reçu.