Brevet FR3075462A1 — publié le 20190621

B16492 - DD18320 1 DISPOSITIF D'ACQUISITION D'UNE IMAGE 2D ET D'UNE IMAGE DE PROFONDEUR D'UNE SCENE Domaine La presente demande concerne le domaine des dispositifs d'acquisition d'images, et, plus particulierement, des dispositifs d'acquisition d'images adaptes a acquerir une image 5 2D et une image de profondeur d'une scene. Exposé de fart anterieur Des dispositifs d'acquisition d'images aptes a acquerir des informations de profondeur ont ete proposes. Par exemple, des detecteurs de temps de vol (ToF) agissent pour emettre un signal 10 lumineux vers une scene, puis pour detecter le signal lumineux en retour reflechi par des objets de la scene. Par le calcul du temps de vol du signal lumineux, on peut estimer la distance au dispositif d'acquisition objets de la scene. A titre d'exemple, les pixels d'un tel capteur peuvent utiliser des photodiodes de 15 type SPAD (diode a avalanche a photon unique). Dans certaines applications, it serait souhaitable de pouvoir capter a la fois une image 2D d'une scene et une image de profondeur correspondante de la scene. Alors qu'une solution pour atteindre cet objectif serait 20 d'utiliser des capteurs d'images separes pour capter l'image 2D et l'image de profondeur, une telle solution n'est pas optimale B16492 - DD18320 2 en raison du fait que ces capteurs auront des points de vue differents de la scene, ce qui conduit a un defaut d'alignement entre les pixels des images correspondantes. En outre, l'utilisation de deux capteurs augmenterait l'encombrement et le coat du dispositif. Une autre solution serait d'integrer les pixels l'image 2D et les pixels de profondeur dans un meme reseau detecteurs. Toutefois, un probleme est que les pixels profondeur ont generalement des dimensions notablement plus grandes que les pixels d'image 2D et/ou des tensions d'alimentation notablement plus elevees que les pixels d'image 2D, ce qui rend une telle integration complexe. Il serait souhaitable de pouvoir disposer d'un dispositif d'acquisition d'une image 2D et d'une image de 15 profondeur d'une scene, ce dispositif palliant au moms partiellement un connus. ou plusieurs des inconvenients des dispositifs Résumé Ainsi, un mode de realisation prevoit un dispositif 20 d'acquisition d'une image 2D et d'une image de profondeur, comprenant : un premier capteur comportant une face avant et une face arriere, le premier capteur etant forme dans et sur un premier substrat semiconducteur et comprenant une pluralite de pixels 25 d'image 2D et une pluralite de fenetres transmissives ; et un deuxieme capteur comportant une face avant accolee a la face arriere du premier capteur et une face arriere opposee au premier capteur, le deuxieme capteur etant forme dans et sur un deuxieme substrat semiconducteur et comprenant une pluralite de 30 pixels de profondeur disposes en regard des fenetres du premier capteur. Selon un mode de realisation, chaque pixel de profondeur comprend une photodiode de type SPAD. Selon un mode de realisation, chaque pixel de profondeur 35 comprend plusieurs zones mei-noire couplees a une meme zone de de de de B16492 - DD18320 3 detection, et permet de mesurer un dephasage entre un signal lumineux module en amplitude, emis par une source lumineuse du dispositif, et un signal lumineux recu par la zone de photodetection du pixel, apres reflexion sur une scene dont on 5 souhaite acquerir une image. Selon un mode de realisation, le deuxieme capteur comprend un empilement d'interconnexion dans lequel sont formees des pistes et/ou bornes de connexion electrique connectant les pixels de profondeur du deuxieme capteur a un circuit peripherique 10 de commande et d'alimentation du deuxieme capteur, ledit empilement d'interconnexion etant dispose du cote de la face arriere du deuxieme substrat semiconducteur. Selon un mode de realisation, le premier capteur comprend un empilement d'interconnexion dans lequel sont formees des pistes et/ou bornes de connexion electrique connectant les pixels d'image 2D du premier capteur a un circuit peripherique de commande et d'alimentation du premier capteur, ledit empilement d'interconnexion etant dispose du cote de la face arriere du premier substrat semiconducteur. Selon un mode de realisation, l'empilement d'interconnexion du premier capteur ne comprend pas de metallisations dans les fenetres transmissives du premier capteur. Selon un mode de realisation, chaque pixel d'image 2D du premier capteur comprend une photodiode. Selon un mode de realisation, le premier substrat semiconducteur ne comprend pas de regions implantees localisees dans les fenetres transmissives du premier capteur. Selon un mode de realisation, dans chaque pixel de profondeur du deuxieme capteur, une zone de photodetection du 30 pixel est entouree par un mur d'isolation vertical s'etendant sur toute l'epaisseur du deuxieme substrat. Selon un mode de realisation, en vue de dessus, la surface de chaque pixel de profondeur entouree par le mur d'isolation vertical est superieure a la surface de la fenetre 35 transmissive correspondante du premier capteur. B16492 - DD18320 4 Selon un mode de realisation, chaque fenetre transmissive du premier capteur comprend un filtre optique passebande adapte a transmettre la lumiere uniquement dans une bande de largeur a mi-hauteur inferieure a 30 nm. 5 Selon un mode de realisation, chaque fenetre transmissive du premier capteur comprend une microlentille disposee entre la face arriere du premier substrat semiconducteur et le deuxieme capteur. Selon un mode de realisation, le dispositif comporte en 10 outre un circuit de controle et de traitement forme dans et sur un troisieme substrat semiconducteur, ledit circuit de controle et de traitement etant accole a la face arriere du deuxieme capteur. Selon un mode de realisation, le circuit de controle et 15 de traitement est fixe a la face arriere du deuxieme capteur par collage moleculaire hybride. Selon un mode de realisation, les premier et deuxieme substrats semiconducteurs sont en silicium monocristallin. Selon un mode de realisation, les premier et deuxieme 20 capteurs sont fixes par collage moleculaire. Selon un mode de realisation, les pixels de profondeur sont couples par blocs de plusieurs pixels voisins de facon a realiser un photo-multiplieur. Selon un mode de realisation, chaque fenetre 25 transmissive du premier capteur comprend un pixel actif, par exemple un pixel infrarouge ou un pixel visible. Breve description des dessins Ces caracteristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en detail dans la description suivante de modes de 30 realisation particuliers faite a titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 est une vue en coupe illustrant de facon schematique et partielle un exemple d'un mode de realisation d'un dispositif d'acquisition d'une image 2D et d'une image de 35 profondeur ; B16492 - DD18320 5 la figure 2 est une vue en coupe illustrant plus en detail un exemple de realisation d'un capteur d'image 2D du dispositif de la figure 1 ; la figure 3 est une vue en coupe illustrant plus en 5 detail un exemple de realisation d'un capteur d'image de profondeur du dispositif de la figure 1 ; et la figure 4 est une vue de dessus schematique representant un exemple d'agencement des pixels 2D et des pixels de profondeur dans le dispositif de la figure 1. 10 Description detainee De memes elements ont ete designes par de memes references dans les differentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracees a l'echelle. Par souci de clarte, seuls les elements utiles a la comprehension des modes de 15 realisation decrits ont ete representes et sont detailles. En particulier, la realisation des photodiodes et des circuits de commande des pixels d'image 2D et des pixels de profondeur n'a pas ete detainee, la realisation de tels pixels etant a la portee de l'homme du métier a partir des indications de la presente 20 description. Dans la description qui suit, lorsque l'on fait reference a des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "superieur", "inferieur", etc., ou a des qualificatifs d'orientation, tels que les termes 25 "horizontal", "vertical", etc., it est fait reference a l'orientation des figures, etant entendu que, en pratique, les dispositifs decrits peuvent etre orientes differemment. Sauf precision contraire, les expressions "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient a 10 % pres, de preference a 5 % pres. La figure 1 est une vue en coupe illustrant de facon schematique et partielle un exemple d'un mode de realisation d'un dispositif d'acquisition d'une image 2D et d'une image de profondeur d'une scene. Le dispositif de la figure 1 comprend : B16492 - DD18320 6 un premier capteur Cl forme dans et sur un premier substrat semiconducteur 100, par exemple un substrat en silicium monocristallin, le capteur Cl comprenant une pluralite de pixels d'images 2D P1 et une pluralite de fenetres F repartis sur la 5 surface du capteur ; et un deuxieme capteur C2 forme dans et sur un deuxieme substrat semiconducteur 130, par exemple un substrat en silicium monocristallin, le capteur C2 etant accole a la face arriere du capteur Cl et comprenant une pluralite de pixels de profondeur P2 10 disposes respectivement en regard des fenetres F du capteur Cl, chaque pixel de profondeur P2 comprenant une photodiode de type SPAD. On notera que dans la presente description, on entend respectivement par face avant et face arriere d'un element, la 15 face de l'element destinee a etre tournee vers la scene dont on souhaite acquerir une image, et la face de l'element opposee a sa face avant. Dans l'exemple de la figure 1, les faces avant et arriere du dispositif d'acquisition sont respectivement sa face superieure et sa face inferieure. 20 En pratique, le dispositif de la figure 1 est destine a etre utilise en combinaison avec une source lumineuse, par exemple une source laser, emettant de la lumiere a une longueur d'onde determinee ou dans une gamine de longueurs d'ondes determinee, de preference une gamine de longueurs d'ondes etroite, par exemple 25 une gamine de largeur a mi-hauteur inferieure a 3 nm, par exemple une source de longueur d'onde centrale d'emission de l'ordre de 940 nm, par exemple une source du type mentionne sur la page internet https://www.sony- semicon.co.jp/products en/laserdiodewld/products/940tof vcsel.ht 30 ml de la socite Sony. A titre d'exemple, la gamine de longueurs d'ondes d'emission de la source lumineuse est situee en dehors du domaine visible, par exemple dans le proche infrarouge, par exemple dans la plage de 700 a 1000 pm. En fonctionnement, le signal lumineux produit par la source lumineuse est emis vers la 35 scene (par exemple par l'intermediaire d'une ou plusieurs B16492 - DD18320 7 lentilles), sous la forme d'impulsions lumineuses, par exemple des impulsions periodiques. Le signal lumineux retour reflechi par la scene est capte par les pixels de profondeur P2 du capteur C2, de facon a mesurer le temps de vol du signal lumineux en 5 differents points de la scene et en deduire la distance au dispositif d'acquisition en differents points de la scene. Les pixels P1 du capteur Cl sont quant a eux aptes a capter de la lumiere visible emise par la scene pour former une image 2D de la scene. Les fenetres F du capteur Cl sont transmissives dans la 10 gamme d'emission de la source lumineuse de facon a permettre la detection du signal lumineux retour par les pixels de profondeur P2 du capteur C2. A titre d'exemple, le coefficient de transmission des fenetres F du capteur Cl dans la gamme de longueurs d'ondes d'emission de la source lumineuse est superieur 15 a 50%. Dans l'exemple represents, chaque pixel P1 du capteur Cl comprend une photodiode 101 comprenant une ou plusieurs regions implantees localisees formees dans le substrat semiconducteur 100. Dans cet exemple, la ou les regions implantees de la photodiode 20 101 sont disposees du cote de la face arriere du substrat 101. Chaque pixel P1 peut en outre comprendre un ou plusieurs composants supplementaires (non representes), par exemple des transistors de controle, formes du cote de la face arriere du substrat 100, par exemple dans le substrat 100 et sur la face 25 arriere du substrat 100. Le capteur Cl comprend en outre un empilement d'interconnexion 110, constitue de couches dielectriques et conductrices alternees revetant la face arriere du substrat 100, dans lequel sont formees des pistes et/ou bornes de connexion electrique 111 connectant les pixels P1 du capteur a 30 un circuit peripherique de commande et d'alimentation, non represents. Dans l'exemple represents, le capteur Cl comprend des murs d'isolation verticaux 103 traversant le substrat 100 sur toute son epaisseur et delimitant les portions de substrat 35 correspondant respectivement aux differentes fenetres F du capteur B16492 - DD18320 8 Cl. Les murs d'isolation verticaux 103 ont notamment une fonction d'isolation optique, et peuvent en outre avoir une fonction d'isolation electrique. A titre d'exemple, les murs d'isolation verticaux 103 sont en un materiau dielectrique, par exemple de 5 l'oxyde de silicium. Des murs d'isolation similaires peuvent en outre etre prevus entre les pixels P1 du capteur Cl. Dans l'exemple represents, le substrat 100 du capteur Cl ne comprend pas de region implantee localisee dans les fenetres F du capteur Cl, de facon a maximiser la transparence du substrat 10 dans les fenetres F. A titre de variante, dans les fenetres F, le substrat 100 peut etre remplace par un materiau plus transparent a la longueur d'onde d'emission de la source lumineuse utilisee pour la mesure de distance, par exemple de l'oxyde de silicium. Par ailleurs, dans cet exemple, l'empilement 15 d'interconnexion 110 du capteur Cl ne comprend pas d'element metallique mais seulement des couches dielectriques dans les fenetres F, de facon a maximiser la transparence de l'empilement d'interconnexion dans les fenetres F. Les modes de realisation decrits ne se limitent toutefois pas a ce cas particulier. A titre 20 de variante, l'empilement d'interconnexion 110 peut comprendre des elements conducteurs s'etendant sur une partie de la surface de chaque fenetre F. L'epaisseur du substrat 100 est par exemple comprise entre 2 et 10 pm, par exemple entre 3 et 5 pm. 25 Chaque fenetre F a par exemple, en vue de dessus, des dimensions sensiblement identiques aux dimensions des pixels P1 du capteur Cl. A titre d'exemple, en vue de dessus, la plus grande dimension de chaque pixel P1 ou fenetre F du capteur Cl est inferieure a 10 pm, par exemple inferieure a 5 pm, par exemple 30 inferieure a 2 pm, par exemple de l'ordre de 1 pm. Dans l'exemple represents, la face avant du substrat 100 est revetue d'une couche de passivation 115, par exemple une couche d'oxyde de silicium, une couche de Hf02, une couche d'A1203, ou un empilement de plusieurs couches de materiaux 35 differents pouvant avoir d'autres fonctions que la seule fonction B16492 - DD18320 9 de passivation (antireflet, filtrage, collage, etc.), s'etendant sur sensiblement toute la surface du capteur. A titre d'exemple, la couche 115 est disposee sur et en contact avec la face avant du substrat 100. 5 Dans l'exemple de la figure 1, le capteur Cl est un capteur d'image 2D couleur, c'est-a-dire qu'il comprend des pixels P1 de differents types, adaptes a mesurer des intensites lumineuses dans des gammes de longueurs d'ondes visibles distinctes. Pour cela, chaque pixel P1 comprend un filtre couleur 10 118, par exemple une couche de resine coloree, dispose du cote de la face avant du substrat 100, par exemple sur et en contact avec la face avant de la couche de passivation 115, en vis-a-vis de la photodiode 101 du pixel. A titre d'exemple, le capteur Cl comprend trois types de pixels P1, des premiers pixels P1 appeles pixels 15 bleus, comprenant un filtre couleur 118 transmettant preferentiellement de la lumiere bleue, des deuxiemes pixels P1 appeles pixels rouges, comprenant un filtre couleur 118 transmettant preferentiellement de la lumiere rouge, et des troisiemes pixels appeles pixels verts, comprenant un filtre 20 couleur 118 transmettant preferentiellement de la lumiere verte. Sur la figure 1, les differents types de pixels ne sont pas differencies. A titre de variante, le capteur Cl peut etre un capteur d'image 2D monochromatique, auquel cas les filtres 118 peuvent etre omis. 25 Dans l'exemple represents, chaque fenetre F du capteur Cl comprend un filtre 120, par exemple un filtre interferentiel, adapts a transmettre la lumiere dans la gamine de longueurs d'ondes d'emission de la source lumineuse. De preference, le filtre 120 est adapts a transmettre la lumiere uniquement dans une bande de 30 longueurs d'ondes relativement etroite centree sur la gamine de longueurs d'ondes d'emission de la source lumineuse du systeme, par exemple une gamine de longueurs d'ondes de largeur a mi-hauteur inferieure a 30 nm, par exemple inferieure a 20 nm, par exemple inferieure a 10 nm. Dans cet exemple, le filtre 120 est dispose 35 du cote de la face avant du substrat 100, par exemple sur et en B16492 - DD18320 10 contact avec la face avant de la couche de passivation 115, et s'etend sur sensiblement toute la surface de la fenetre F. Le filtre 120 permet d'eviter des declenchements indesirables de la photodiode du pixel P2 sous-jacent sous l'effet d'un rayonnement 5 lumineux ne provenant pas de la source lumineuse du systeme. Dans l'exemple de la figure 1, le filtre 120 est localise au niveau des seules fenetres F du capteur, et dispose sur la face superieure du substrat 100, ce qui permet de limiter la diaphotie ou crosstalk entre les pixels P1 du capteur Cl. A titre de variante, le filtre 10 120 peut etre dispose entre les substrata 100 et 130, sur la face inferieure du substrat 100 ou sur la face superieure du substrat 130, et s'etendre de facon continue sur sensiblement toutes la surface du dispositif. Dans ce cas, pour limiter le crosstalk lie a la lumiere reflechie (non transmise et non absorbee) par le 15 filtre 120, un ecran metallique forme dans l'empilement d'interconnexion 110 peut etre prevu a la peripherie de chaque pixel P1 du capteur Cl. Chaque pixel P1 du capteur Cl peut en outre comprendre une microlentille 122 disposee du cote de la face avant du substrat 20 100, par exemple sur et en contact avec le filtre couleur 118 du pixel, adaptee a focaliser la lumiere incidente sur la photodiode 101 du pixel. De plus, chaque fenetre F du capteur Cl peut comprendre une microlentille externe 122, par exemple similaire ou identique 25 aux microlentilles 122 des pixels P1, disposee du cote de la face avant du substrat 100, par exemple sur et en contact avec le filtre 120 de la fenetre. Chaque fenetre F peut en outre comprendre une microlentille interne 124 formee dans l'empilement 30 d'interconnexion 110 du capteur et permettant, en cooperation avec la microlentille 122 de la fenetre, de focaliser la lumiere incidente sur la photodiode du pixel P2 sous-jacent. Dans l'exemple represents, la face arriere du capteur Cl est collee a la face avant du capteur C2 par collage 35 moleculaire. Pour cela, le capteur Cl comprend une couche 126, B16492 - DD18320 11 par exemple en oxyde de silicium, revetant sa face arriere. De plus, le capteur C2 comprend une couche 132 de meme nature que la couche 126, par exemple en oxyde de silicium, revetant sa face avant. La face arriere de la couche 126 est mise en contact avec 5 la face avant de la couche 132 de facon a realiser un collage moleculaire du capteur C2 au capteur Cl. A titre d'exemple, la couche 126, respectivement 132, s'etend de facon continue sur toute la surface du capteur Cl, respectivement C2. Chaque pixel P2 du capteur C2 comprend une photodiode 10 de type SPAD 133 formee dans le substrat 130, en vis-a-vis de la fenetre F correspondante du capteur Cl. La photodiode 133 comprend une ou plusieurs regions semiconductrices localisees formees dans le substrat semiconducteur 130. Chaque pixel P2 peut en outre comprendre un ou plusieurs composants supplementaires (non 15 representes), par exemple des transistors de controle, formes du cote de la face arriere du substrat 130, par exemple dans le substrat 130 et sur la face arriere du substrat 130. Le capteur C2 comprend en outre un empilement d'interconnexion 140, constitue de couches dielectriques et conductrices alternees revetant la 20 face arriere du substrat 130, dans lequel sont formees des pistes et/ou bornes de connexion electrique 141 connectant les pixels P2 du capteur a un circuit peripherique de commande et d'alimentation, non represents. Par photodiode de type SPAD, on entend ici une 25 photodiode constituee par une jonction PN polarisee en inverse a une tension superieure a son seuil d'avalanche. Lorsqu'aucune charge electrique n'est presente dans la zone de depletion ou zone de charge d'espace de la jonction PN, la photodiode est dans un 6-tat pseudo-stable, non conducteur. Lorsqu'une charge electrique 30 photogeneree est injectee dans la zone de depletion, si la vitesse de deplacement de cette charge dans la zone de depletion est suffisamment elevee, c'est-a-dire si le champ electrique dans la zone de depletion est suffisamment intense, la photodiode est susceptible d'entrer en avalanche. Un seul photon est ainsi 35 capable de generer un signal electrique mesurable, et ce avec un B16492 - DD18320 12 temps de reponse -fres court, ce qui est tout particulierement adapts aux mesures de temps de vol que l' on cherche a realiser. La plupart des structures connues de photodiodes SPAD peuvent etre utilisees dans le capteur C2 de la figure 1, par exemple des 5 structures a jonction PN planaire surfacique, des structures a jonction PN planaire enterree, ou encore des structures a jonction PN verticale, par exemple telles que decrites dans la demande de brevet francais N°16/58513 deposee le 13 septembre 2016 et dans la demande de brevet PCT correspondante N°PCT/FR2017/052406 10 deposee le 11 septembre 2017 (B15154/DD17140). La prevision de photodiodes SPAD a jonctions PN verticales, par exemple telles que decrites dans les demandes de brevet francais et PCT susmentionnees, permet avantageusement de limiter la surface active de detection des pixels P2. Ceci permet que les dimensions, 15 en vue de dessus, des pixels P2, et par consequent des fenetres F, soient relativement faibles, par exemple du meme ordre que les dimensions des pixels P1, et ainsi de limiter la perte de resolution dans l'image 2D resultant de la presence des fenetres F. 20 Dans l'exemple represents, dans chaque pixel P2 du capteur C2, la photodiode 133 du pixel est entierement entouree par un mur d'isolation vertical 135 traversant le substrat 130 sur toute son epaisseur. Le mur 135 a notamment une fonction d'isolation optique, et peut en outre avoir une fonction 25 d'isolation electrique. A titre d'exemple, le mur d'isolation vertical 135 est en un materiau dielectrique, par exemple de l'oxyde de silicium. A titre de variante, le mur d'isolation vertical 135 est un mur multicouche comprenant une couche interieure en un materiau dielectrique, par exemple de l'oxyde de 30 silicium, une ou plusieurs couches intermediaires comprenant au moms une couche metallique, et une couche exterieure en un materiau dielectrique, par exemple de l'oxyde de silicium. Le mur d'isolation vertical 135 est par exemple situe sensiblement a l'aplomb du mur d'isolation vertical 103 entourant la portion de 35 substrat 100 de la fenetre F correspondante du capteur Cl. Les B16492 - DD18320 13 murs 103 et 135 permettent notamment de limiter le risque que des rayons lumineux recus par un pixel P1 voisin de la fenetre F ne viennent activer la photodiode SPAD du pixel P2 correspondant, ce qui pourrait conduire a une mesure de profondeur erronee. Dans 5 une variante de realisation, la zone de detection du pixel P2 (et donc le mur peripherique 135 du pixel) ont, en vue de dessus, une surface superieure a la surface de la fenetre F correspondante du capteur Cl. Ceci permet de faciliter l'alignement de la fenetre F au-dessus du pixel P2 lors de l'assemblage des capteurs Cl et C2. 10 On notera qu'une photodiode de type SPAD est generalement associee a des circuits annexes, notamment un circuit de polarisation de sa jonction PN a une tension superieure a son seuil d'avalanche, un circuit de lecture adapte a detecter un declenchement d'une avalanche de la photodiode, ainsi qu'un 15 circuit d'extinction ("quenching circuit" en anglais) ayant pour fonction d'interrompre l'avalanche de la photodiode une fois celle-ci declenchee. Ces circuits annexes n'ont pas ete representes sur les figures et ne seront pas de-Lathes, les modes de realisation decrits etant compatibles avec les circuits annexes 20 equipant les photodiodes SPAD connues. Ces circuits annexes peuvent par exemple etre disposes, au moms en partie, dans et sur la face arriere des portions du substrat 130 situees l'exterieur des murs d'isolation verticaux 135 des pixels. Dans l'exemple de la figure 1, le capteur C2 comprend 25 en outre un ecran metallique 137 revetant sensiblement toute la face avant du substrat 130, a l'exception des portions de substrat 130 situees a l'interieur des murs 135 (correspondant aux zones de photodetection des pixels P2). La encore, la fonction de l'ecran metallique 137 est une fonction d'isolation optique, 30 visant a eviter que des rayons lumineux recus par un pixel P1 voisin de la fenetre F ne viennent activer la photodiode SPAD du pixel P2 correspondant. A titre de variante, l'ecran 137 n'est pas continu mais est constitue d'une pluralite de couronnes disjointes entourant respectivement, en vue de dessus, les zones 35 de photodetection des differents pixels P2 du capteur. Un avantage B16492 - DD18320 14 est que ceci permet de limiter les reflexions parasites de lumiere par l'ecran 137 en direction des pixels P1 du capteur Cl. Dans cet exemple, la couche d'oxyde de silicium 132 de collage du capteur C2 au capteur Cl est disposee sur et en contact 5 avec la face avant de l'ecran metallique 137 en dehors des zones de photodetection des pixels P2, et sur et en contact avec la face avant du substrat 130 dans les zones de photodetection des pixels P2. L'epaisseur du substrat 130 est par exemple comprise 10 entre 5 et 50 pm, par exemple entre 8 et 20 pm. On notera que l'agencement des capteurs Cl et C2 du dispositif de la figure 1 est avantageux en ce que l'empilement d'interconnexion 140 du capteur C2 est situe du cote du substrat 130 du capteur oppose au capteur Cl. En effet, une difficulte 15 rencontree lorsque l'on cherche a co-integrer des pixels a photodiode classique et des pixels a photodiode SPAD est que les niveaux de tension d'alimentation requis par les deux types de pixels sont tres differents, ce qui necessite de prevoir des elements d'isolation electrique relativement encombrants entre 20 des pixels voisins de types differents. Dans l'exemple de la figure 1, les capteurs Cl et C2 sont naturellement isoles electriquement au niveau de leurs matrices de pixels respectives, ainsi qu'au niveau de leurs circuits de commande/lecture respectifs. Du fait de la disposition de l'empilement 25 d'interconnexion 140 du capteur C2 du cote du substrat 130 oppose au capteur Cl, les risques de claquage et/ou de couplage parasite lies a la difference de potentiel entre les pistes conductrices d'alimentation des pixels du capteur Cl et les pistes conductrices d'alimentation des pixels du capteur C2 sont evites. A titre 30 d'exemple, dans le dispositif de la figure 1, la tension d'alimentation des pixels P2 du capteur C2 est au moms cinq fois, voire dix fois superieure a la tension d'alimentation des pixels P1 du capteur Cl. De facon optionnelle, le dispositif de la figure 1 peut 35 en outre comporter un circuit supplementaire de controle et de B16492 - DD18320 15 traitement C3 forme dans et sur un troisieme substrat semiconducteur 160, par exemple un substrat en silicium monocristallin, le circuit C3 etant accole a la face arriere du capteur C2. Le circuit C3 comprend par exemple, pour chaque pixel 5 de profondeur P2 du capteur, un circuit de datage d'evenement, par exemple un circuit de type TDC ("Time to Digital Converter" - convertisseur temps-numerique), permettant de mesurer le temps de vol du signal lumineux reflechi capte par le pixel. Dans cet exemple, le circuit C3 comprend des composants formes du cote de 10 la face avant du substrat 160, dans et sur la face avant du substrat 160. Le circuit C3 comprend en outre un empilement d'interconnexion 170, constitue de couches dielectriques et conductrices alternees revetant la face avant du substrat 160, dans lequel sont formees des pistes et/ou bornes de connexion 15 electrique 171 connectant les composants du circuit C3 a un circuit peripherique de commande et d'alimentation, non represents. Dans cet exemple, la face avant de l'empilement d'interconnexion 170 du circuit C3 comprend des plages metalliques 20 de connexion electrique directement connectees a des plages metalliques correspondantes disposees sur la face arriere de l'empilement d'interconnexion 140 du capteur C2. A titre d'exemple, la face arriere du capteur C2 est collee a la face avant du circuit C3 par collage moleculaire hybride metal- 25 metal/oxyde-oxyde. Le circuit C3 peut en outre etre connects au capteur Cl par des vias conducteurs isoles (non representes) traversant le capteur C2, situes dans une region peripherique du dispositif (a la peripherie des matrices de pixel des capteurs Cl et C2). 30 La figure 2 est une vue en coupe illustrant plus en detail un exemple de realisation du capteur d'image 2D Cl du dispositif de la figure 1. Pour realiser ce capteur, on part d'un substrat semiconducteur 100 relativement epais, par exemple de plusieurs 35 centaines de micrometres d'epaisseur. B16492 - DD18320 16 Les regions implantees des photodiodes 101 et des eventuels composants de controle des pixels P1 du capteur sont formes a partir d'une premiere face du substrat, a savoir sa face superieure dans l'orientation de la figure 2. Les murs d'isolation 5 verticaux 103 delimitant, en vue de dessus, les fenetres F du capteur, sont en outre formes depuis la face superieure du substrat 100. L'empilement d'interconnexion 110 du capteur Cl est ensuite forme sur la face superieure du substrat 100. Dans cet 10 exemple, l'empilement d'interconnexion comprend une couche de passivation 201, par exemple en nitrure de silicium. La microlentille 124 de la fenetre F est formee dans la couche superieure de passivation 201. Plus particulierement, pour former la microlentille 124, une structure en resine ayant sensiblement 15 la forme de la lentille que l'on cherche a realiser est formee sur la face superieure de la couche 201, puis une gravure localisee en regard de la structure de resine est mise en oeuvre de facon transferer le motif de la structure de resine dans la couche 201. L'empilement d'interconnexion 110 peut en outre comporter une 20 couche superieure de planarisation 203 en un materiau d'indice de refraction different de celui de la couche 201, par exemple en oxyde de silicium. Dans l'exemple de la figure 2, la face superieure de l'empilement d'interconnexion 110 est revetue par une couche ou 25 un empilement de couches 205, par exemple dispose sur et en contact avec la face superieure de la couche de planarisation 203, formant un dispositif antireflet pour la longueur d'onde d'emission de la source lumineuse utilisee pour la mesure de distance. La couche 205 peut en outre etre prevue pour filtrer les autres longueurs 30 d'ondes, remplissant alors une fonction similaire a celle du filtre 120 de la figure 1. A titre de variante, la fonction de filtrage passe bande a la longueur d'onde de la source lumineuse est realisee en partie par le filtre 120 et en partie par la couche 205. Ceci permet de relacher les contraintes de B16492 - DD18320 17 performances de filtrage du filtre 120, et ainsi de realiser un filtre 120 moms epais. La couche 126 destinee a assurer le collage moleculaire du capteur Cl au capteur C2 est quant a elle disposee sur et en 5 contact avec la face superieure de la couche antireflet 205, etant entendu que la couche 126 peut etre prise en compte dans le dimensionnement de la couche antireflet 205. La figure 3 est une vue en coupe illustrant plus en detail un exemple de realisation du capteur d'image de profondeur 10 C2 du dispositif de la figure 1. Pour realiser ce capteur, on part d'un substrat semiconducteur 130 relativement epais, par exemple de plusieurs centaines de micrometres d'epaisseur. Les photodiodes de type SPAD 133 ainsi que d'eventuels 15 composants de controle des pixels P2 du capteur sont formes a partir d'une premiere face du substrat 130, a savoir sa face superieure dans l'orientation de la figure 3. Les murs d'isolation verticaux 135 delimitant, en vue de dessus, les zones de detection des pixels P2 du capteur, sont en outre formes depuis la face 20 superieure du substrat 130. Dans l'exemple represents, chaque photodiode SPAD 133 comprend une premiere region semiconductrice verticale 301 de type de conductivite oppose a celui du substrat 130, s'etendant dans le substrat 130 depuis sa face superieure et en direction de sa 25 face inferieure, les faces laterales de la region 301 etant en contact avec le substrat 130 et la jonction entre les faces laterales de la region 301 et le substrat 130 definissant une zone d'avalanche de la photodiode. A titre d'exemple, la region 301 a la forme d'un tube d'axe central sensiblement vertical. 30 Chaque photodiode SPAD 133 peut en outre comprendre une deuxieme region semiconductrice horizontale 303 de meme type de conductivite que la region 301, disposee du cote de la face superieure du substrat 130, la face superieure de la region verticale 301 etant en contact avec la face inferieure de la 35 region horizontale 303. A titre d'exemple, la region 303 a la B16492 - DD18320 18 forme d'un couvercle sensiblement horizontal fermant l'extremite superieure de la region tubulaire 301. La region semiconductrice horizontale 303 peut avoir un niveau de dopage inferieur a celui de la region semiconductrice 5 verticale 301, ou un niveau de dopage sensiblement egal a celui de la region semiconductrice verticale 301. Les avantages d'une telle structure de photodiode SPAD sont decrits dans les demandes de brevet francais N°16/58513 et PCT N°PCT/FR2017/052406 susmentionnees. 10 Apres la realisation des photodiodes SPAD 133 et des murs d'isolation verticaux 135, l'empilement d'interconnexion 140 du capteur C2 est forme sur la face superieure du substrat 130. La realisation du dispositif de la figure 1 peut comprendre les 6-tapes suivantes : 15 - realisation du circuit de controle et de traitement C3 ; - realisation partielle du capteur C2 selon les 6-tapes decrites en relation avec la figure 3 ; - retournement du capteur C2 de la figure 3 et collage 20 hybride (metal-metal/oxyde-oxyde) de la face superieure (dans l'orientation de la figure 3) du capteur C2 a la face superieure (dans l'orientation de la figure 1) du circuit C3 ; - amincissement du substrat 130 du capteur C2 en 25 utilisant le circuit C3 comme poignee ; - realisation eventuelle d'un filtre passe bande adapte a laisser passer de facon preferentielle la gamme de longueurs d'ondes d'emission de la source lumineuse utilisee pour realiser la mesure de distance ; 30 - realisation eventuelle de l'ecran metallique 137 sur la face superieure (dans l'orientation de la figure 1) du substrat 130 aminci ; - realisation partielle du capteur Cl selon les 6-tapes decrites en relation avec la figure 2 ; B16492 - DD18320 19 - retournement du capteur Cl de la figure 2 et collage de la face superieure (dans l'orientation de la figure 2) du capteur Cl a la face superieure (dans l'orientation de la figure 1) du substrat 130 aminci, 5 sans contact electrique entre les capteurs Cl et C2 ; - amincissement du substrat 100 du capteur Cl en utilisant le circuit C3 et le capteur C2 comme poignee de maintien ; et - realisation des elements superieurs du capteur Cl 10 (couche de passivation 115, filtres 118 et 120 et microlentilles 122 en particulier) sur la face superieure du substrat 100 aminci. La figure 4 est une vue de dessus schematique du dispositif de la figure 1, representant un exemple d'agencement 15 des pixels 2D P1 et des pixels de profondeur P2 dans le dispositif de la figure 1. Dans cet exemple, le capteur Cl est un capteur couleur comprenant trois types de pixels P1 distincts, a savoir des pixels rouges (R), des pixels bleus (B) et des pixels verts (G). Les 20 pixels P1 sont repartis en matrice selon des rang-6es et des colonnes, par exemple selon un motif de Bayer. De facon periodique, un pixel P1 de la matrice est remplace par une fenetre F (un pixel sur 4 dans la direction des rang-6es et un pixel sur 4 dans la direction des colonnes dans l'exemple represents) 25 surmontant un pixel P2 du capteur C2. Le mur d'isolation vertical 135 delimitant la zone de detection de chaque pixel P2 a ete representee en pointilles sur la figure 4. Dans cet exemple, en vue de dessus, les dimensions des zones de detection des pixels P2 du capteur C2 sont superieures aux dimensions des fenetres F 30 du capteur Cl. Ceci permet de faciliter l'alignement du capteur Cl par rapport au capteur C2 lors de la realisation du dispositif. Dans le dispositif de la figure 1, les pixels P2 de profondeur peuvent etre commandos individuellement de facon a produire une image de profondeur de resolution egale au nombre de 35 pixels P2 du capteur C2. B16492 - DD18320 20 A titre de variante, les pixels P2 peuvent etre couples par blocs de plusieurs pixels voisins, par exemple des blocs de trois par trois pixels P2 voisins de facon a realiser un photomultiplieur, par exemple de type SIPM. On prevoit alors de ne 5 retenir que les evenements correles au sein de chaque bloc. Autrement dit, seuls les evenements detectes simultanement par plusieurs pixels du bloc seront retenus pour construire l'image de profondeur. La resolution de l'image de profondeur est alors inferieure au nombre de pixels P2 du capteur C2, mais l'immunite 10 au bruit du capteur d'image de profondeur s'en trouve amelioree. On notera que selon l'application consideree, la cadence d' acquisition des images 2D par le capteur Cl peut etre differente de la cadence d'acquisition des images de profondeur par le capteur C2. 15 Des modes de realisation particuliers ont ete decrits. Diverses variantes et modifications apparaitront a l'homme de fart. En particulier, on a decrit des exemples de realisation dans lesquels le collage entre les capteurs Cl et C2 est un collage moleculaire d'une couche d'oxyde 126 du capteur Cl sur une couche 20 d'oxyde 132 du capteur C2. Les modes de realisation ne se limitent toutefois pas a ce cas particulier. A titre de variante, les couches 126 et 132 peuvent etre des couches metalliques, le collage realise etant alors un collage moleculaire metal-metal. Dans ce cas, les couches metalliques 126 et 132 peuvent comprendre 25 des ouvertures en vis-a-vis des fenetres F du capteur Cl. L'empilement des couches 126 et 132 forme alors un ecran metallique revetant sensiblement toute la face avant du substrat 130 du capteur C2 a l'exception des zones de detection des pixels P2, cet ecran pouvant remplacer l'ecran 137 de la figure 1. 30 Par ailleurs, on a decrit ci-dessus des exemples de realisation dans lesquels chaque pixel de profondeur P2 du capteur C2 comprend une photodiode de type SPAD. Les modes de realisation decrits ne se limitent toutefois pas a ce cas particulier. A titre de variante, le pixel de profondeur peut etre realise dans toute 35 autre technologie adaptee a la mise en oeuvre d'une mesure de B16492 - DD18320 21 temps de vol d'un signal lumineux emis par une source lumineuse et reflechi par la scene. A titre d'exemple, le pixel de profondeur peut etre un pixel de type lock-in, tel que decrit dans les demandes de brevet francais N°16/62341 (DD17552/B15537) et 5 N°16/62340 (DD17326/B15344) precedemment deposees par la demanderesse, c'est-d-dire un pixel comprenant plusieurs zones mei-noire couplees a une meme zone de detection, et permettant de mesurer un dephasage entre un signal lumineux module en amplitude, emis par la source lumineuse, et un signal lumineux recu par la 10 zone de photodetection du pixel, apres reflexion sur la scene. En outre, on a decrit ci-dessus des exemples de realisation dans lesquels les fenetres transmissives F formees dans le capteur Cl ne comprennent pas de composant actif. Les modes de realisation decrits ne se limitent toutefois pas a ce 15 cas particulier. A titre de variante, on pourra prevoir de disposer, dans chaque fenetre F du capteur Cl, un pixel actif, par exemple un pixel infrarouge, ou un pixel visible. A titre d'exemple, on peut prevoir d'inclure dans chaque fenetre F un pixel infrarouge. Les pixels infrarouges prevus dans 20 les fenetres transmissives F permettent par exemple de realiser des mesures de profondeur au moyen d'une source lumineuse appliquant un eclairage structure sur la scene. A titre d'exemple, la mesure de profondeur utilisant la lumiere structuree et les pixels infrarouges du capteur Cl, peut etre utilisee pour mesurer 25 des distances relativement faibles, par exemple inferieures a 5 metres, tandis que la mesure de profondeur par mesure de temps de vol, utilisant les pixels P2 du capteur C2, peut etre utilisee pour mesurer des distances relativement elevees, REVENDICATIONS1. Dispositif d'acquisition d'une image 2D et d'une image de profondeur, comprenant : un premier capteur (Cl) comportant une face avant et une face arriere, le premier capteur etant forme dans et sur un premier substrat semiconducteur (100) et comprenant une pluralite de pixels d'image 2D (P1) et une pluralite de fenetres transmissives (F) ; et un deuxieme capteur (C2) comportant une face avant accolee a la face arriere du premier capteur et une face arriere opposee au premier capteur, le deuxieme capteur etant forme dans et sur un deuxieme substrat semiconducteur (130) et comprenant une pluralite de pixels de profondeur (P2) disposes en regard des fenetres du premier capteur. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel 15 chaque pixel de profondeur comprend une photodiode de type SPAD (133). 3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel chaque pixel de profondeur comprend plusieurs zones mei-noire couplees a une meme zone de detection, et permet de mesurer un 20 dephasage entre un signal lumineux module en amplitude, emis par une source lumineuse du dispositif, et un signal lumineux recu par la zone de photodetection du pixel, apres reflexion sur une scene dont on souhaite acquerir une image. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 25 1 a 3, dans lequel le deuxieme capteur (C2) comprend un empilement d'interconnexion (140) dans lequel sont formees des pistes et/ou bornes de connexion electrique (141) connectant les pixels de profondeur (P2) du deuxieme capteur a un circuit peripherique de commande et d'alimentation du deuxieme capteur, ledit empilement 30 d'interconnexion (140) etant dispose du cote de la face arriere du deuxieme substrat semiconducteur (130). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, dans lequel le premier capteur (Cl) comprend un empilement d'interconnexion (110) dans lequel sont formees des pistes et/ou B16492 - DD18320 23 bornes de connexion electrique (111) connectant les pixels d'image 2D (P1) du premier capteur a un circuit peripherique de commande et d'alimentation du premier capteur, ledit empilement d'interconnexion (110) etant dispose du cote de la face arriere 5 du premier substrat semiconducteur (100). 6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel l'empilement d'interconnexion (110) du premier capteur (Cl) ne comprend pas de metallisations dans les fenetres transmissives (F) du premier capteur (Cl). 10 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 6, dans lequel chaque pixel d'image 2D (P1) du premier capteur comprend une photodiode (101). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 7, dans lequel le premier substrat semiconducteur (100) ne 15 comprend pas de regions implantees localisees dans les fenetres transmissives (F) du premier capteur (Cl). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 8, dans lequel, dans chaque pixel de profondeur (P2) du deuxieme capteur (C2), une zone de photodetection du pixel est 20 entouree par un mur d'isolation vertical (135) s'etendant sur toute l'epaisseur du deuxieme substrat (130). 10. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel, en vue de dessus, la surface de chaque pixel de profondeur (P2) entouree par le mur d'isolation vertical (135) est superieure a 25 la surface de la fenetre transmissive (F) correspondante du premier capteur. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 10, dans lequel chaque fenetre transmissive (F) du premier capteur (Cl) comprend un filtre optique passe-bande (120) adapte 30 a transmettre la lumiere uniquement dans une bande de largeur a mi-hauteur inferieure a 30 nm. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 11, dans lequel chaque fenetre transmissive (F) du premier capteur (Cl) comprend une microlentille (124) disposee entre la B16492 - DD18320 24 face arriere du premier substrat semiconducteur (110) et le deuxieme capteur (C2). 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 12, comportant en outre un circuit de controle et de traitement 5 (C3) forme dans et sur un troisieme substrat semiconducteur (160), ledit circuit de controle et de traitement (C3) etant accole a la face arriere du deuxieme capteur (C2). 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 13, dans lequel le circuit de controle et de traitement (C3) 10 est fixe a la face arriere du deuxieme capteur (C2) par collage moleculaire hybride. 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 14, dans lequel les premier (100) et deuxieme (130) substrats semiconducteurs sont en silicium monocristallin. 16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 15, dans lequel les premier (Cl) et deuxieme (C2) capteurs sont fixes par collage moleculaire. 17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 16, dans lequel les pixels de profondeur (P2) sont couples 20 par blocs de plusieurs pixels voisins de facon a realiser un photo-multiplieur. 18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 17, dans lequel chaque fenetre transmissives (F) du premier capteur (Cl) comprend un pixel actif, par exemple un pixel 25 infrarouge ou un pixel visible.