Brevet FR3098010A1 — publié le 20210101

Description Titre de l'invention : Dispositif de génération de rayonnements électromagnétiques et procède de réalisation d'un tel dispositif [0001] La présente invention concerne généralement les dispositifs de rayonnement, et en particulier un dispositif de génération de rayonnements électromagnétiques ainsi qu'un procédé de réalisation d'un tel dispositif [0002] L'utilisation de rayonnements électromagnétiques, tels que les rayons X, a connu un essor majeur ces dernières années notamment dans le domaine de l'imagerie médicale en raison de leurs nombreuses propriétés. Les rayons X constituent une forme de rayonnement électromagnétique dont la longueur d'onde est de l'ordre de grandeur du rayon d'un atonie (elle peut s'étendre entre 10-12 et 10-, mètres). Les rayons X peuvent être utilisés dans d'autres domaines que le domaine de l'imagerie médicale, notamment dans l'industrie pour réaliser des contrôles non destructifs et dans des domaines de sécurité pour détecter des objets ou des matériaux dangereux. Les rayons X peuvent être générés dans des tubes sous vide composés essentiellement d'une enceinte scellée sous vide (par exemple à une pression égale ou inférieure à 10-6 mbar) comprenant au moins deux électrodes entre lesquelles règne un champ électromagnétique intense (par exemple, entre 20 et 500 kV). L'une des deux électrodes joue le rôle de la cathode en produisant à sa surface des électrons qui, sous l'effet du champ électromagnétique régnant dans l'enceinte, accélèrent en direction de l'autre électrode assurant le rôle dc l'anode pour finalement être freinés. L'interaction entre les électrons qui bombardent l'anode et les atomes formant l'anode produit des rayons X. Les rayons X ainsi générés sortent de l'enceinte à travers une fenêtre dédiée pouvant filtrer les rayons qui la traversent. [0003] La cathode constitue un élément majeur des tubes à rayon X. La cathode est notamment responsable des performances thermique et électrique, ainsi que de l'encombrement des tubes. Dans des réalisations existantes, des cathodes therm'iniques constituées d'un filament fin en métal ou en dioxyde porté à des températures suffisamment élevées, de l'ordre de 1000 °C, ont été initialement utilisées pour générer le flux d'électrons. Les cathodes then-noïniques constituent des cathodes dites 'chaudes' en raison de leur température de fonctionnement. Elles présentent toutefois plusieurs inconvénients liés à leur dissipation thermique et au long processus de changement de température de fonctionnement de la cathode mis en oeuvre pour moduler l'émission des électrons, et en particulier la commutation de l'émission entre un état actif ('ON') et un état inactif ('OFF'). En outre, les cathodes thermoïniques ne sont pas adaptées à la miniaturisation des tubes à rayons X qui est nécessaire à 2 l'obtention de sources compactes, d'un encombrement plus réduit et d'une consommation d'énergie plus faible. Dans d'autres réalisations, les cathodes thcrm'iniques ont été abandonnées au profit de cathodes dites 'froides' pouvant opérer à température ambiante pour répondre à de telles contraintes de miniaturisation. [0004] Les cathodes à effet de champ sont particulièrement adaptées à une miniaturisation dans la mesure où elles peuvent opérer à température ambiante sous l'effet d'un champ électromagnétique intense pouvant être le champ électromagnétique extérieur régnant dans l'enceinte. Les cathodes à effet de champ sont constituées de pointes très fines susceptibles d'expulser des électrons vers le vide par effet tunnel en présence d'un champ électromagnétique suffisamment intense. Les cathodes à effet de champ ont l'avantage de présenter un effet tunnel à condition d'obtenir sur la zone sensible des pointes émettrices un champ électrique de l'ordre du gigavolts par mètre. Ceci impose en pratique d'utiliser l'effet de pointe pour atteindre de tels niveaux de champ. Selon l'effet de pointe, les lignes de potentiel électrique se resserrent au niveau des sommets des pointes ce qui fournit une amplification locale du champ électrique aux sommets des pointes. L'effet de pointe permet donc de réduire jusqu'à quelques dizaines de mégavolts par mètre l'intensité du champ électrique macroscopique requis pour extraire des électrons et est fortement dépendant de la géométrie de la pointe qui peut avoir une forme de fils, de cône ou de pyramide avec un fort rapport d'aspect. Les nanotubes de carbone CNT sont notamment parmi les émetteurs à effet de champs les plus performants en termes de densité de courant, haute tension, stabilité, etc. [0005] Les cathodes à pointes métalliques, dites cathodes Spindt, font partie des premiers dispositifs à avoir mis en oeuvre l'émission à effet de champ. Les cathodes Spindt peuvent être composées d'un réseau en deux dimensions de pointes métalliques verticalement disposées sur la surface d'un substrat de façon régulière. Les cathodes Spindt intègrent une électrode supplémentaire surmontant le réseau des pointes et étant isolée du substrat par une couche d'isolant. L'électrode supplémentaire communément appelée grille d'extraction permet, par un contrôle de la différence de potentiel avec le substrat, de moduler le champ électrique local aux sommets des pointes et par conséquent de faire varier le courant émis par la cathode sans avoir besoin de modifier le champ électrique extérieur régnant dans l'enceinte. Les performances des cathodes Spindt résultent d'avancées majeures obtenues dans les procédés de fabrication en salles blanches des structures à base de métaux et de semi-conducteurs. Le procédé de fabrication des cathodes Spindt utilise une structure multicouche comprenant une grille d'extraction séparée d'un substrat conducteur par une couche d'isolation pour ensuite réaliser un réseau en deux dimensions de microcavités où des pointes seront déposées. La proximité de la grille d'extraction aux pointes permet de réduire la tension nécessaire à l'extraction des électrons à quelques dizaines de volts. Les cathodes Spindt 3 présentent néanmoins plusieurs limitations liées essentiellement à la faible isolation électrique entre la grille d'extraction et les pointes causant des fuites de courant, et à la complexité de fabrication qui s'effectue en volume pour garantir l'homogénéité des pointes et l'alignement grille/pointes. [0006] Afin de simplifier la fabrication des cathodes exploitant l'émission à effet de champ tout en améliorant les performances en ternies de densité de courant, des cathodes dites à grilles planaires ont été proposées. Les cathodes à grilles planaires présentent à leur surface un réseau d'émetteurs (par exemple en CNT) et une grille d'extraction. Chaque émetteur peut être disposé sur une électrode connectée au substrat par micro-via et séparée de la grille d'extraction par un vide, l'électrode pouvant avoir la forme d'un disque. Les deux électrodes surfaciques sont contrôlées électriquement indépendamment l'une de l'autre. Une telle structure présente l'avantage d'être simple à fabriquer, le traitement s'effectuant uniquement en surface, y compris pour les CNTs qui peuvent être réalisés par croissance PECVD, et elle est moins sensible au désalignement des CNTs avec la grille d'extraction. Toutefois, en pratique, des défauts de fabrication difficilement réparables peuvent se manifester : par la croissance de CNTs parasites sur la grille d'extraction et/ou entre la grille et l'électrode servant comme support pour la CNT, et l'apparition de ponts entre les deux électrodes surfaciques dus à des défauts de gravure. [0007] Les défauts de fabrication et la faible performance de l'isolation surfacique entre la grille d'extraction et les CNTs génèrent des courants de fuite non négligeables entre les deux électrodes et causent une perturbation significative de l'allure des lignes de champ électrique. Ces effets se traduisent par une chute de la densité du courant généré, une décroissance du pouvoir de modulation et une instabilité de l'émission. Une solution connue pour remédier à de tels inconvénients consiste à utiliser des structures à grilles enterrées qui différent des structures plus classiques par l'enterrement de la grille d'extraction sous la couche de l'isolant et le contrôle du potentiel électrique des pointes directement par la couche supérieure. Une telle structure offre une isolation électrique volumique entre les pointes et la grille d'extraction et réduit l'émission parasite effectuée par des pointes crues sur la surface supérieure en dehors de leur emplacement prévu. Cependant, les cathodes à grille enterrée ne résolvent pas le problème de l'isolation électrique entre les pointes et la grille d'extraction. En effet, des courants de fuite peuvent continuer à se manifester, en périphérie de composant par exemple, diminuant ainsi le potentiel de la cathode en termes de modulation. [0008] Les cathodes exploitant l'émission à effet de champ ont permis la miniaturisation des tubes à rayons X. Des tubes à rayons X compacts, transportables et de différentes géométries ont été réalisés. La miniaturisation a toutefois exclut l'utilisation des blocs de pompages encombrants, longtemps utilisés pour établir le vide en évacuant les atomes, les ions et les molécules susceptibles d'être présents dans l'enceinte. Les tubes à rayons X miniaturisés dont le fonctionnement est d'autant plus optimal que le vide dans l'enceinte est assuré utilisent des matériaux à fort coefficient d'adsorption capable de piéger les espèces volatiles qui viennent en contact avec leur surface. Ces matériaux, communément appelés Gettcrs, sont placés sur la paroi de l'enceinte, loin de la zone d'émission d'électrons. La surface extérieure de la cathode comprenant les émetteurs CNTs et la grille d'extraction présente, elle aussi, un coefficient d'adsorption non négligeable lui permettant d'adsorber des particules résiduelles. Le coefficient d'adsorption de CNTs, par exemple, est une fonction inversement proportionnelle à leur température d'opération qui croît avec l'intensité du champ électrique auquel elles sont soumises. Cependant, à fort champ électrique, des particules sont désorbécs sous l'effet de la haute température et peuvent interagir avec le flux d'électrons généré par la cathode pour créer des ionisations causant l'instabilité du courant généré. [0009] Il existe donc un besoin pour un dispositif de rayonnements électromagnétiques amélioré présentant une isolation électrique accrue entre ses électrodes, une réduction des émissions parasites dans les cathodes, ainsi qu'une capacité d'adsorption de la face supérieure de la cathode suffisante pour adsorber les particules résiduelles dans l'enceinte de manière à empêcher leur diffusion dans l'enceinte et la perturbation du flux d'électrons émis par la cathode en direction de l'anode. [0010] Définition générale de l'invention [0011] A cet effet l'invention fournit un dispositif de génération de rayonnements électroma- gnétiques comprenant une enceinte sous vide soumise à un champ électromagnétique, au moins une source de haute tension configurée pour générer le champ électromagnétique, une cathode configurée pour diffuser un flux d'électrons par émission à effet de champ dans l'enceinte sous vide et une anode configurée pour recevoir le flux d'électrons. Avantageusement, la cathode comprend : [0012] Au moins une électrode de base portée à un premier potentiel électrique, [0013] Au moins une pointe émettrice d'électrons par émission à effet de champ disposée sur l'électrode de base, et s'étendant vers l'anode dans une direction sensiblement perpendiculaire à l'électrode de base, la pointe émettrice comprenant une partie inférieure en contact avec l'électrode de base et une partie supérieure comprenant le sommet de la pointe émettrice, [0014] Une électrode de modulation électriquement isolée de l'électrode de base, placée dans un plan sensiblement perpendiculaire à la pointe émettrice, et portée à un deuxième potentiel électrique, [0015] Une couche diélectrique recouvrant au moins une partie de la cathode, la partie de la cathode recouverte par la couche diélectrique comprenant au moins la partie inférieure de la pointe émettrice, la partie supérieure de la pointe émettrice étant soumise à un champ électromagnétique local ayant une intensité modulée à partir de la différence entre le premier potentiel électrique et le deuxième potentiel électrique. [0016] Dans un mode de réalisation, l'anode peut être configurée pour générer des rayonnements électromagnétiques à partir dudit flux d'électrons. [0017] Dans un autre mode de réalisation, le dispositif peut comprendre en outre un guide d'onde en forme d'hélice configure pour interagir avec le flux d'électron pour générer des rayonnements électromagnétiques, l'axe de l'hélice s'étendant de l'anode à la cathode. [0018] Avantageusement, la cathode peut comprendre en outre un substrat, l'électrode de modulation et l'électrode de base étant agencées dans un même plan et disposées au-dessus d'une couche d'isolant électrique, le substrat étant placé au-dessous de la couche d'isolant électrique et connecté à l'électrode de base au moyen d'au moins un conducteur réalisé en micro-via et traversant la couche d'isolant électrique . [0019] La couche diélectrique peut recouvrir en outre l'électrode de modulation, l'électrode de base et le volume existant entre l'électrode de modulation et l'électrode de base. [0020] Dans un mode de réalisation, l'électrode de modulation peut être surmontée d'au moins une pointe émettrice parasite, chaque pointe émettrice parasite étant entièrement recouverte par la couche diélectrique. [0021] L'électrode de modulation et l'électrode de base peuvent être agencées sur deux plans distants et séparées par une couche d'isolant électrique. [0022] Dans un autre mode de réalisation, la couche diélectrique peut recouvrir en outre l'électrode de base et la surface de la couche d'isolant surmontée par l'électrode de base. [0023] Avantageusement, la partie inférieure de la pointe émettrice peut être de longueur in- férieure ou égale à 80% de la hauteur totale de la pointe émettrice, la longueur étant mesurée à partir du point de contact de la pointe émettrice avec l'électrode de base. [0024] Dans un mode de réalisation, la couche diélectrique peut être constituée d'un em- pilement d'une pluralité de sous-couches diélectriques. [0025] En particulier, les sous-couches diélectriques peuvent constituées de matériaux di- électriques différents. [0026] La couche diélectrique peut présenter un coefficient d'adsorption supérieur à au moins l'un des coefficients d'adsorption des éléments suivants parmi la pointe émettrice, l'électrode de base et l'électrode de modulation . [0027] Dans un mode de réalisation, la couche diélectrique peut présenter une conductivité thermique inférieure à au moins l'une des conductivités thermiques des éléments 6 suivants parmi la pointe émettrice, l'électrode de base et l'électrode de modulation. [0028] La pointe émettrice peut être un nanotube de carbone. [0029] Dans un mode de réalisation, la cathode peut comprendre une pluralité de pointes émettrices disposées selon un réseau régulier en une dimension 1D ou en deux dimensions 2D. [0030] Dans une forme de réalisation, le dispositif peut être configure pour générer des rayons X. [0031] Il est en outre proposé un procédé de fabrication d'un dispositif de génération de rayonnements électromagnétiques comprenant une enceinte sous vide soumise à un champ électromagnétique, au moins une source de haute tension configurée pour générer le champ électromagnétique, une cathode configurée pour diffuser un flux d'électrons par émission à effet de champ dans l'enceinte sous vide et une anode configurée pour recevoir le flux d'électrons. Avantageusement, le procédé comprend les étapes consistant à : [0032] Réaliser au moins une électrode de base et une électrode de modulation par un procédé de gravure, [0033] Réaliser au moins une pointe émettrice par un procédé de croissance, la pointe émettrice comprenant une partie inférieure et une partie supérieure, [0034] Déposer une couche diélectrique sur au moins une partie de la cathode, la partie de la cathode recouverte par la couche diélectrique comprenant la partie inférieure de la pointe émettrice. Description des figures [0035] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la des- cription qui suit et des figures des dessins annexés dans lesquels: [0036] La [fig.1] est un schéma représentant une source de rayonnements électroma- gnétiques, selon un mode de réalisation de l'invention, [0037] La [fig.2] est un schéma représentant une source de rayonnements électroma- gnétiques, selon un autre mode de réalisation de l'invention, [0038] Les [fig.31 et [0039] [fig.4] représentent une cathode planaire selon certains modes de réalisation de l'invention, [0040] La [fig.5] représente une cathode à électrode de modulation enterrée, selon certains modes de réalisation de l'invention, [0041] La [fig.6] représente une couche diélectrique extérieure composée d'un empilement de plusieurs sous-couches, selon certains modes de réalisation, [0042] La [fig.7] représente une cathode composée d'un réseau en 2D de pointes émettrices, selon un mode de réalisation. 7 100431 Les 1fig.8A1 et [0044] [fig.813] à [0045] [fig.8C] illustrent la fabrication d'une cathode planaire selon certains modes de réa- lisation de l'invention, Les figures [fig.9A] [fig.913] [fig.9C] et [fig.9D] illustrent le dépôt d'une couche diélectrique sur la surface d'une cathode selon certains modes de réalisation de l'invention. Description détaillée [0046] La figure 1 représente un dispositif de génération de rayonnements électroma- gnétiques 100, encore appelé ci-après « source génératrice de rayonnements électromagnétiques », selon certains modes de réalisation de l'invention. [0047] La source génératrice 100 comprend une enceinte sous vide 101 soumise à un champ électromagnétique, au moins une source de haute tension 105 configurée pour générer le champ électromagnétique, une cathode 106 configurée pour diffuser un flux d'électrons par émission à effet de champ dans l'enceinte sous vide 101 et une anode 103 configurée pour recevoir le flux d'électrons pour générer des rayonnements électromagnétiques. La source génératrice de rayonnements électromagnétiques 100 peut en outre comprendre un piège à gaz 104, communément appelé Getter, configure pour compléter et maintenir le vide dans l'enceinte scellée sous vide 101, l'enceinte 101 étant initialement vidée en utilisant une pompe à vide, par exemple. [0048] L'anode 103 et la cathode 106 peuvent être disposées l'une en face de l'autre de sorte que le flux d'électrons que la cathode 106 peut générer soit reçu dans sa quasi-totalité par l'anode 103 en face. Les potentiels électriques auxquels sont soumises l'anode 103 et la cathode 106 peuvent être indépendamment définis par deux sources de haute tension 105, 107 déportées à l'extérieur de l'enceinte sous vide 101. Avantageusement, une seule source de haute de tension 105 peut être utilisée pour définir une différence de potentiel électrique entre l'anode 103 et la cathode 106. Une telle différence de potentiel électrique peut être constante et suffisamment intense pour contribuer à induire l'émission des électrons par la cathode 106 par émission à effet de champ et pour accélérer le déplacement des électrons ainsi générés en direction de l'anode 103. [0049] La cathode 106 comprend une électrode de base 204 électriquement reliée à un substrat 201 et une électrode de modulation 203. Le potentiel électrique de l'électrode de modulation 203 définit le potentiel électrique de la cathode 106 et contribue, par conséquent, à définir le champ électrique macroscopique régmtnt dans l'enceinte sous vide 101. Une source de tension 108 pouvant également être déportée à l'extérieur de 8 l'enceinte scellée sous vide 101 définit le potentiel électrique du substrat 201. Les différentes sources de tension mises en oeuvre dans la source génératrice de rayonnements électromagnétiques 101 peuvent être connectées à une masse commune 109. Selon un aspect de l'invention, la cathode 106 comprend en outre au moins une pointe émettrice 206 disposée verticalement sur l'électrode de base 204 et orientée vers l'anode 103. La pointe émettrice 206 peut générer des électrons par émission à effet de champ sous l'effet du champ électrique local résultant de la différence de potentiel électrique entre l'électrode de base 204 et l'électrode de modulation 203 auquel se superpose le champ électrique macroscopique. Le flux d'électrons généré par la cathode 106 par le biais de la pointe émettrice 206 peut être modulé par le champ électrique local et accéléré en direction de l'anode 103 sous l'effet du champ électrique macroscopique. Le courant électrique généré par la cathode 106 peut significativement être abaissé pour définir l'état inactif (« Off») de la cathode 106 en diminuant l'intensité du champ électrique local. De même, le courant électrique généré par la cathode 106 peut significativement être augmenté pour définir l'état actif (« ON») de la cathode 106 en augmentant l'intensité du champ électrique local. [0050] L'anode 103 peut comprendre une couche mince disposée de manière à être bombardée par le flux d'électrons émis par la cathode 106. Une telle couche mince peut être fabriquée à partir d'un matériau à fort numéro atomique, tel que le tungstène ou le molybdène, capable d'interagir avec le flux d'électrons reçu pour produire des rayonnements électromagnétiques. L'anode peut être disposée sur une membrane 102 faisant partie de la paroi de l'enceinte scellée sous vide 101 et configurée pour être transparente aux rayonnements générés par la couche mince de l'anode 103. Pour des sources de rayonnements X, la transparence de la membrane 102 peut être obtenue grâce à des matériaux à faible numéro atomique tels que le diamant et le béryllium. [0051] Le piège à gaz 104 peut être déposé dans l'enceinte scellée sous vide 101 à une distance choisie de la trajectoire du flux d'électrons, en particulier à une distance éloignée de la cathode 106 et de l'anode 103. Le piège à gaz 104 peut être maintenu dans un état solide et être fixé sur une large surface de l'intérieur de l'enceinte scellée sous vide 101. Le vide dans l'enceinte peut être initialement établi en utilisant une pompe à vide, par exemple. Dans des modes de réalisation où la source de rayonnements électromagnétiques 100 a des dimensions miniaturisées, empêchant l'utilisation d'une pompe à vide pendant la phase d'opération de la source de rayonnements électromagnétiques 100, le piège à gaz 104 peut être utilisé pour contribuer à l'établissement initial du vide conjointement avec la pompe à vide, puis prendre la relève pour assurer seul le vide dans l'enceinte d'une façon continue. Un coefficient d'adsorption peut être associé au piège à gaz 104 pour caractériser la capacité de fixation des particules sur sa surface. Un coefficient d'adsorption élevé correspond 9 à une forte capacité de fixation. [0052] La figure 2 représente une source de rayonnements électromagnétiques 100 selon un autre mode de réalisation de l'invention. Dans un tel mode de réalisation, la source de rayonnements 100 comprend un guide d'onde 113 en forme d'hélice disposé de manière à être traversé par le flux d'électrons émis par la cathode 106. Le guide d'onde 113 peut être parcouru par une onde électromagnétique injectée à son entrée 1130. L'interaction entre le flux d'électrons et l'onde électromagnétique guidée permet la génération d'une deuxième onde électromagnétique par le faisceau d'électrons lui-même. Les rayonnements électromagnétiques ainsi générés peuvent quitter l'enceinte sous vide 101 à travers une fenêtre dédiée 102 ou par la sortie du guide d'onde 1131. L'anode 103 peut être configurée pour collecter le flux d'électrons émis par la cathode et traversant le guide d'onde 113. Dans ce mode de réalisation, la cathode 106 peut être polarisée et contrôlée selon une approche différente de celle utilisée dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1 à base de source de tension 108. Dans le mode de réalisation de la figure 2, le contrôle de la cathode 106 reste similaire à celui du mode de réalisation de la figure 1 mais présente l'avantage de permettre une stabilité accrue du courant électrique émis par la pointe émettrice 206 et une modulation plus efficace du flux d'électrons généré par la cathode 106. Dans le mode de réalisation de la figure 2, le courant électrique généré par la pointe émettrice 206 est fourni et est contrôlé par une source du courant 110. Le potentiel électrique auquel est soumise l'électrode de base 204 peut être avantageusement ajusté pour répondre à la consigne de courant. Une telle modification de la tension de l'électrode de base 204 entraîne une modification du champ électrique auquel est soumis le sommet de la pointe émettrice 206 de sorte que le courant électrique généré s'ajuste au courant électrique de consigne. Ce mode de fonctionnement permet un contrôle direct du courant électrique émis par la cathode 106 lorsque la tension à laquelle est portée l'électrode de base 204 est compatible avec des niveaux de tension acceptables pour la structure de l'électrode 106. En particulier, la modulation du courant généré par la cathode 106 peut s'effectuer à travers une modulation du courant de consigne généré par la source de courant 110. [0053] La figure 3 représente une vue de coupe d'une cathode 106 constituée d'une seule pointe émettrice 206 selon certains modes de réalisation de l'invention. La structure de la cathode 106 peut présenter une symétrie axiale autour de l'axe passant par la pointe émettrice 206. Le plan de coupe contient la pointe émettrice 206 qui peut avoir une géométrie cylindrique à très fort rapport d'aspect, défini comme étant le rapport entre sa longueur et son diamètre. Dans un exemple de réalisation, la pointe émettrice 206 peut être en nanotube ou nanofibre de carbone, CNT, avec un rapport d'aspect pouvant être compris entre 100 et 1000 pour une longueur de quelques micromètres. La pointe émettrice 206 comprend une partie inférieure 2060 en contact avec une électrode de base 204 de longueur Hirif et une partie supérieure 2061 (comprenant donc le sommet de la pointe émettrice 206) de longueur Ru,. La cathode 106 peut comprendre un empilement de plusieurs couches s'étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de la pointe émettrice 206. Une ou plusieurs couches peuvent incorporer plus d'une électrode. La pointe émettrice 206 peut être disposée verticalement sur une électrode de base 204 pouvant être en forme de disque. L'électrode de base 204 peut être entourée d'une électrode de modulation 203 faisant partie de la même couche. L'électrode de base 204 et l'électrode de modulation 203 peuvent être disposées sur une couche d'isolant électrique 207. La couche d'isolant 207 peut être prévue pour séparer l'électrode de modulation 203 du substrat 201 qui est électriquement connecté à l'électrode de base 204 et donc à la pointe émettrice 206 à travers des connecteurs en micro-via 202 traversant la couche d'isolant 207. Une telle structure permet de contrôler indépendamment les potentiels électriques auxquels sont soumises l'électrode de modulation 203 et la pointe émettrice 206, et de moduler l'intensité du champ électrique local résultant de la différence entre les deux potentiels électriques. La cathode 106 peut comprendre en outre une couche diélectrique 205 remplissant le vide entre l'électrode de base 204 et l'électrode de modulation 203 et recouvrant leurs surfaces supérieures initialement découvertes, leurs surfaces inférieures étant en contact avec la couche d'isolant électrique 207. La couche diélectrique 205 peut en outre recouvrir la partie inférieure de la pointe émettrice 2060 tout en laissant découvert la partie supérieure 2061 de la pointe émettrice 206. Selon un mode de réalisation de l'invention, la partie inférieure de la pointe émettrice 2061 recouverte par la couche diélectrique 205 ne dépasse pas en longueur 80% de la hauteur de la pointe émettrice 206. La partie supérieure de la pointe émettrice 206 forme ainsi la zone d'extraction d'électrons par émission à effet de champ. L'ajout de la couche diélectrique 205 vient avantageusement renforcer l'isolation électrique entre l'électrode de modulation 203 et la pointe émettrice 206 en abaissant le courant de fuite entre les deux éléments. Dans un mode de réalisation, les matériaux constituant la couche diélectrique 205 peuvent être choisis de manière à obtenir une couche diélectrique présentant une faible conductivité thermique et un fort coefficient d'absorption en comparaison avec les différents éléments constitutifs de la cathode 106. [0054] La couche diélectrique 205 permet d'éviter la désintégration des particules sous forme d'atomes, de molécules ou d'ions de la cathode. En l'absence de la couche diélectrique 205, de telles particules resteraient collées à sa surface sous l'effet des coefficients d'adsorption non négligeables des éléments constitutifs de la cathode 106, en particulier de la pointe émettrice 206. La montée du courant électrique généré par la pointe émettrice 206 sous l'effet du champ électrique local auquel elle est soumise fait augmenter la température de la pointe émettrice. Une telle élévation de température fait 11 ensuite abaisser le coefficient d'adsorption de la pointe émettrice 206. La mobilité de particules attachées à la pointe émettrice 206 peut augmenter au fur et à mesure que la température de la pointe émettrice croît jusqu'à dépasser les forces d'attractions électrostatiques liant ces particules à la surface de la pointe émettrice 206. Les particules finissent par se désorber de la pointe émettrice 206 et par se positionner dans la trajectoire du flux d'électrons générés par la cathode 106. Des ionisations résultantes de l'interaction entre les particules désorbées et les électrons générés par la cathode 106 ont de fortes probabilités de se produire et peuvent dégrader considérablement les performances de la source de rayonnements électromagnétiques 100 en termes de rapport de modulation et de stabilité du courant généré. La désorption peut également se produire au niveau de l'électrode de base 204 et de l'électrode de modulation 203 lorsqu'elles sont laissées découvertes au fur et à mesure que leur température augmente. Le recouvrement de la cathode 106 par une couche diélectrique 205 selon les modes de réalisation de l'invention permet d'améliorer la gestion du vide dans l'enceinte. Le fort coefficient d'adsorption de la couche diélectrique 205 permet de renforcer sa capacité à adsorber les particules même à haute température tandis que la faible conductivité thermique permet de limiter la température ressentie à la surface de la couche diélectrique 205 directement impliquée dans le phénomène de désorption. [0055] En outre, le recouvrement par une couche diélectrique 205 permet de renforcer la compacité de la cathode 106 et par conséquent la compacité de toute la source de rayonnements électromagnétiques 100 sans dégrader les performances attendues. Le recouvrement partiel de la pointe émettrice 206 permet de la maintenir dans sa position verticale nécessaire à son fonctionnement optimal. [0056] La figure 4 représente une cathode 106 à deux pointes émettrices comprenant une pointe localisée sur l'électrode de modulation 203 et une autre pointe localisée sur l'électrode de base 204, selon certains modes de réalisation de l'invention. La source génératrice de rayonnements 100 peut comprendre au moins une pointe émettrice 208 localisée en dehors de son emplacement prévu sur les électrodes de base, encore appelée 'pointe parasite', qui peut dégrader les performances de la source de rayonnements électromagnétiques 100, en particulier en terme de rapport de modulation. Le rapport de modulation représente le rapport entre les intensités du courant générées par la cathode dans les états ON et OFF. Une pointe parasite 208, disposée sur l'électrode de modulation 203 et soumise au champ électrique macroscopique régnant dans l'enceinte sous vide 101, peut émettre des électrons d'une façon non négligeable selon le même principe d'émission que les pointes émettrices utiles 206. Cependant, les pointes parasites 208 ne sont pas soumises à la tension de polarisation régissant la modulation du courant électrique généré par la cathode 106 et peuvent même être polarisées dans le sens inverse que les pointes utiles 206, ce qui peut 12 dégrader le rapport de modulation de la source de rayonnements électromagnétiques 100. Dans l'exemple de la figure 4, de tels effets liés aux pointes parasites peuvent être évités en recouvrant entièrement les pointes parasites par la couche diélectrique 205. Un tel recouvrement peut garantir que seules les pointes émettrices utiles 206 sont utilisées pour l'émission des électrons. Le recouvrement complet des pointes parasites 208 présente aussi l'avantage d'empêcher que les pointes parasites 208 ne se courbent et tombent sur l'électrode de base 204 en court-circuitant la cathode. [0057] La figure 5 représente la vue de coupe d'une cathode 106 à une pointe émettrice 206 selon certains modes de réalisation de l'invention. Une telle cathode se caractérise par une structure différente de celle représentée dans la figure 3 en ce que l'électrode de base 204 et l'électrode de modulation 203 ne partagent plus la même couche et sont déportées sur deux couches différentes séparées par une couche d'isolant électrique 207. Une telle structure n'incorpore pas de connecteurs en micro-via et le potentiel électrique auquel est soumise la pointe émettrice 206 peut directement être attribué à l'électrode de base 204. La cathode de la figure 5 est communément appelée cathode à grille enterrée en référence au fait que l'électrode de modulation 203 est localisée en dessous de la couche d'isolant électrique 207 en jouant le rôle du substrat. Les cathodes à grille enterrée présentent plusieurs avantages parmi lesquels : elles fournissent une meilleure isolation électrique entre l'électrode de base 204 et l'électrode de modulation 203 - elles peuvent être fabriquées selon un procédé de fabrication simplifié, et elles fournissent une immunité contre les émissions parasites, les pointes émettrices à la surface d'une cathode à grille enterrée étant utiles si elles sont disposées sur une électrode de base 204 ou obsolètes si elles sont disposées sur la couche d'isolant électrique 207. [0058] La cathode de la figure 5 comprend en outre une couche diélectiique 205 déciite ci- dessus et déposée de sorte à recouvrir l'électrode de base 204, la surface extérieure de la couche d'isolant électrique 207 surmontée par l'électrode de base 204, ainsi que la partie inférieure de la pointe émettrice 2060. [0059] En cas de présence de pointes émettrices obsolètes sur la couche d'isolant électrique 207, le recouvrement par la couche diélectiique 205 peut s'effectuer en tenant compte de leur présence. Bien que des pointes émettrices obsolètes restant découvertes n'émettent quasiment pas d'électrons, elles peuvent toutefois adsorber des particules pour les désorber sous l'effet de l'élévation de la température de la cathode 106. [0060] La figure 6 représente une vue de coupe d'une cathode 106 à une pointe émettrice 206, la couche diélectrique 205 étant constituée d'un empilement de plusieurs sous-couches superposées l'une au-dessus de l'autre. Dans l'exemple de la figure 6, la 13 couche diélectrique 205 comprend deux sous-couches diélectriques 2050, 2051 pouvant présenter des propriétés thermiques et des capacités d'adsorption différentes. L'ordre selon lequel les sous-couches sont déposées peut répondre aux spécifications de la couche diélectrique supérieure 205 énoncées ci-avant. La sous-couche à faible conductivité thermique 2050 peut être déposée de sorte à recouvrir la face de la cathode comprenant l'électrode de base 204 à l'exception de la partie supérieure de la pointe émettrice 2061 qui reste découverte. La sous-couche à faible conductivité thermique 2050 doit, en particulier, remplir le vide pouvant exister entre l'électrode de base 204 et l'électrode de modulation 203 et recouvrir complétement le corps des pointes émettrices parasites (non représentées sur la figure 6). La sous-couche à forte capacité d'adsorption 2051 peut ensuite être déposée pour recouvrir entièrement la sous-couche à faible conductivité thermique 2050 sans recouvrir la partie supérieure de la pointe émettrice 2061. [0061] La figure 7 illustre une cathode mettant en oeuvre un réseau de pointes émettrices 206, selon un mode de réalisation de l'invention. Le réseau de pointes émettrices 206 repose sur un réseau en deux dimensions (2D), régulièrement espacé d'électrodes de base 204. Chacune des électrodes de base 204 comprend à sa surface au moins une pointe émettrice 206 et est entourée par l'électrode de modulation 203. L'électrode de modulation 203 et les électrodes de base 204 sont disposées selon la structure d'une cathode planaire décrite dans l'exemple de la figure 3 dans laquelle les électrodes de base 204 sont électriquement connectées à un substrat commun 201 à travers des connecteurs en micro-via 202 traversant la couche d'isolant électrique 207. Une telle structure permet, au moyen du contrôle des potentiels électriques du substrat 201 et de l'électrode de modulation 203, de moduler le courant électrique générer par la cathode 106. L'espacement séparant deux électrodes de base 204 voisines peut être du même ordre de grandeur que la longueur moyenne des pointes émettrices 206. La couche diélectrique 205 peut être déposée pour recouvrir les électrodes de base 204, l'électrode de modulation 203 et la partie inférieure des pointes émettrices 2060, ainsi que pour recouvrir le volume existant entre l'électrode de modulation 203 et les électrodes de base 204. La couche diélectiique 205 garantit une compacité accrue de la cathode 106 et une isolation électrique volumique entre les pointes émettrices 206 et l'électrode de modulation 203. Dans une variante de réalisation, une pluralité d'électrodes de modulation 203 et de substrats 201 peuvent être utilisés dans une même structure de réseau de pointes émettrices 206, conformément au mode de réalisation de la figure 7 pour obtenir autant de sources d'électrons. Dans un tel mode de réalisation, chaque paire composée d'une électrode de modulation 203 et d'un substrat 201 contrôle le groupe de pointes émettrices 206 correspondant. [0062] Les figures 8A à 8C illustrent un procédé de fabrication d'une cathode planaire 106 à 14 une pointe émettrice 206 en CNT selon certains modes de réalisation de l'invention. L'étape représentée par la figure RA permet de créer l'électrode de base 204 et l'électrode de modulation 203, ainsi que la séparation entre les deux électrodes, en utilisant un procédé de gravure mis en oeuvre sur une couche conductrice disposée sur une couche d'isolant électrique 207 et connectée à travers des connecteurs en micro-via 202 au substrat 201. La gravure de la couche conductrice doit s'arrêter au niveau de la couche d'isolant électrique 207 et peut être une gravure au plasma. La couche d'isolant électrique 207 peut être en silice et le substrat peut être en silicium fortement dopé N++. La couche conductrice à l'origine des électrodes de base 204 et de modulation 203 peut être obtenue à travers l'empilement de plusieurs sous-couches conductrices comprenant, par exemple : une couche de polysilicium (pSi) formant les connecteurs en micro-via etrecouvrant la couche de l'isolant électrique, une couche de nitrure de titane (TiN), et une couche de nickel exclusivement déposée sur l'emplacement prévu de la pointe émettrice 206. [0063] L'étape représentée par la figure 8B correspond à la réalisation de la pointe émettrice 206 en CNT par un procédé de croissance PECVD impliquant une première étape de démouillage du nickel déposé sur la surface de l'électrode de base 204 et une étape de croissance verticale des nanotubcs assistée par un plasma d'un gaz carboné. [0064] La figure 8C illustre l'étape du dépôt de la couche diélectrique extérieure 205 pour remplir le volume qui sépare l'électrode de base 204 de l'électrode de modulation 203 et recouvrir leur surface, ainsi que la partie inférieure de la pointe émettrice 2060. [0065] Les figures 9A à 9D représentent le procédé de dépôt de la couche diélectrique 205 pour une cathode planaire 106 à deux pointes émettrices en CNT dont l'une d'elles est parasite selon certains modes de réalisation de l'invention. La figure 9A représente la structure de la cathode planaire 106 à laquelle le procédé de dépôt de la couche diélectrique 205 est appliqué. La structure de départ correspond à la fin de la croissance par PECVD des pointes émettrices. La première étape du procédé de dépôt de la couche diélectrique est illustrée sur la figure 9B. Sur la figure 9B, la couche diélectrique 205 est déposée sur la surface supérieure de la cathode 106 de sorte que son épaisseur mesurée à la surface de l'électrode de modulation 203 soit inférieure à la hauteur de la pointe émettrice utile 206. La couche diélectrique 205 peut être une couche du dioxyde de titane TiO2 ou une couche d'oxyde d'aluminium A1205, par exemple. Les autres étapes du procédé de dépôt sont mises en oeuvre pour libérer la partie supérieure 2061 de la pointe émettrice utile 206. Dans la deuxième étape du procédé de dépôt représentée par la figure 9C, la face de la cathode recouverte par la couche diélectrique 205 est enrésinée par la couche 209 pour enlever ensuite la partie de la résine présente au-dessus de la pointe émettrice utile 206 en procédant à une lithographie optique ou électronique suivi d'un développement de la partie de la résine à enlever. La troisième étape du procédé de dépôt représentée par la figure 9D consiste à réaliser une gravure afin de libérer le sommet de la pointe émettrice 206. Une telle gravure peut être sèche, i.e. au plasma, (ICP, RIE, IBE,...) ou chimique. Pour une gravure sèche, la recette de la gravure comprenant les gaz, leur proportion et la durée d'exposition de la structure à graver peut être optimisée pour libérer efficacement la partie supérieure de la pointe émettrice 2061 utile sans toucher à sa forme. Pour une gravure chimique, la recette de la gravure consiste à choisir les éléments chimiques de la solution de gravure et leur proportion, ainsi que la durée d'exposition de la structure à graver à la solution de gravure. L'étape de la gravure de la couche diélectrique supérieure 205 peut être suivie par l'enlèvement de la résine 209. [0066] L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-avant à titre d'exemple non limitatif Elle englobe toutes les variantes de réalisation qui pourront être envisagées par l'homme du métier. 16 [Revendication 1] REVENDICATIONSDispositif de génération de rayonnements électromagnétiques (100) comprenant une enceinte sous vide (101) soumise à un champ électromagnétique, au moins une source de haute tension (105) configurée pour générer ledit champ électromagnétique, une cathode (106) configurée pour diffuser un flux d'électrons par émission à effet de champ dans ladite enceinte sous vide et une anode (103) configurée pour recevoir ledit flux d'électrons, caractérisé en ce que ladite cathode (106) comprend : Au moins une électrode de base (204) portée à un premier potentiel électrique, Au moins une pointe émettrice d'électrons par émission à effet de champ (206) disposée sur ladite électrode de base (204), et s'étendant vers ladite anode (103) dans une direction sensiblement perpendiculaire à ladite électrode de base (204), ladite pointe émettrice comprenant une partie inférieure (2060) en contact avec ladite électrode de base et une partie supérieure (2061) comprenant le sommet de ladite pointe émettrice (206), Une électrode de modulation (203) électriquement isolée de ladite électrode de base (204), placée dans un plan sensiblement perpendiculaire à ladite pointe émettrice (206), et portée à un deuxième potentiel électrique, Une couche diélectrique (205) recouvrant au moins une partie de ladite cathode (106), la partie de la cathode (106) recouverte par ladite couche diélectrique (205) comprenant au moins ladite partie inférieure de la pointe émettrice (2060), ladite partie supérieure de la pointe émettrice étant soumise à un champ électromagnétique local ayant une intensité modulée à partir de la différence entre le premier potentiel électrique et le deuxième potentiel électrique. [Revendication 2] Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite anode (103) est en outre configurée pour générer des rayonnements électromagnétiques à partir dudit flux d'électrons. 17 [Revendication 3] Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en cc qu'il comprend en outre un guide d'onde en forme d'hélice (113) configure pour interagir avec ledit flux d'électron pour générer des rayonnements électromagnétiques, l'axe de l'hélice s'étendant de l'anode (102) à la cathode (106). [Revendication 4] Dispositif selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite cathode (106) comprend en outre un substrat (201), l'électrode de modulation (203) et l'électrode de base (204) étant agencées dans un même plan et disposées au-dessus d'une couche d'isolant électrique (207), le substrat (201) étant placé au-dessous de ladite couche d'isolant électrique (207) et connecté à l'électrode de base (204) au moyen d'au moins un conducteur (202) réalisé en micro-via et traversant ladite couche d'isolant électrique (207). [Revendication 5] Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en cc que la couche di- électrique (205) recouvre en outre l'électrode de modulation (203), l'électrode de base (204) et le volume existant entre l'électrode dc modulation (203) et l'électrode de base (204). [Revendication 6] Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en cc que l'électrode de modulation (203) est surmontée d'au moins une pointe émettrice parasite (208), chaque pointe émettrice parasite étant entièrement recouverte par la couche diélectrique (205). [Revendication 7] Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode de modulation (203) et l'électrode de base (204) sont agencées sur deux plans distants et sont séparées par une couche d'isolant électrique (207). [Revendication 8] Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la couche di- électrique (205) recouvre en outre l'électrode de base (204) et la surface de la couche d'isolant (207) surmontée par l'électrode de base (204). [Revendication 9] Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce que la partie inférieure de la pointe émettrice (2060) est de longueur inférieure ou égale à 80% de la hauteur totale de la pointe émettrice (206), ladite longueur étant mesurée à partir du point de contact de la pointe émettrice (206) avec l'électrode de base (204). [Revendication 10] Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce que la couche diélectrique (205) est constituée d'un empilement d'une pluralité de sous-couches diélectriques. [Revendication 11] Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdites sous- couches diélectriques sont constituées de matériaux diélectriques différents. 18 [Revendication 12] [Revendication 13] [Revendication 14] [Revendication 15] [Revendication 16] [Revendication 17] Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche diélectrique (205) présente un coefficient d'adsorption supérieur à au moins l'un des coefficients d'adsorption des éléments suivants parmi la pointe émettrice (206), l'électrode de base (204) et l'électrode de modulation (203). Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que la couche diélectrique (205) présente une conductivité thermique inférieure à au moins l'une des conductivités thermiques des éléments suivants parmi la pointe émettrice (206), l'électrode de base (204) et l'électrode de modulation (203). Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pointe émettrice (206) est un nanotubc de carbone. Dispositif selon les revendications 1 et 14, caractérisé en ce que la cathode (106) comprend une pluralité de pointes émettrices disposées selon un réseau régulier en une dimension 1D ou en deux dimensions 2D. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif est configurée pour générer des rayons X. Procédé de fabrication d'un dispositif de génération de rayonnements électromagnétiques (100) comprenant une enceinte sous vide (101) soumise à un champ électromagnétique, au moins une source de haute tension (105) configurée pour générer ledit champ électromagnétique, une cathode (106) configurée pour diffuser un flux d'électrons par émission à effet de champ dans ladite enceinte sous vide et une anode (103) configurée pour recevoir ledit flux d'électrons, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : Réaliser au moins une électrode de base (204) et une électrode de modulation (203) par un procédé de gravure, Réaliser au moins une pointe émettrice (206) par un procédé de croissance, ladite pointe émettrice comprenant une partie inférieure (2060) et une partie supérieure (2061), Déposer une couche diélectrique (205) sur au moins une partie de ladite cathode (106), la partie de la cathode recouverte par la couche diélectrique (205) comprenant la partie inférieure de la pointe émettrice (2060).