Brevet FR3126261A1 — publié le 20230224

Dispositif de capture d'images et procédé de fabrication d'un tel dispositif La présente description concerne un dispositif comportant : - un substrat de report (200) comportant des éléments de connexion électrique ; et - une pluralité de puces élémentaires (153) fixées et connectées électriquement au substrat de report (200), chaque puce élémentaire (153) comportant au moins un photodétecteur et un circuit électronique de lecture dudit au moins un photodétecteur, - le dispositif comportant en outre, associé à au moins une puce élémentaire (153), un élément (LR, LG, LB) d'émission, de capture ou d'actuation externe à la puce élémentaire (153), fixé et connecté électriquement au substrat de report (200), chaque puce élémentaire (153) comportant un circuit électronique de contrôle de l'élément (LR, LG, LB) d'émission, de capture ou d'actuation associé à la puce. Figure pour l'abrégé : Fig. 3D Dispositif de capture d'images et procédé de fabrication d'un tel dispositif La présente description concerne de façon générale le domaine des dispositifs de capture d'images, et vise plus particulièrement un dispositif de capture d'images dit mixte, combinant une fonction de capture optique et une fonction d'émission lumineuse, et un procédé de fabrication d'un tel dispositif. Plus généralement, elle concerne un dispositif de capture d'images mixte combinant une fonction de capture optique et une autre fonction, par exemple une fonction d'émission ou d'actuation ou une autre fonction de capture. Il a déjà été proposé, par exemple dans les demandes de brevet WO2017089676, EP3401958 et WO2018185433 précédemment déposées par le demandeur, des dispositifs d'affichage d'images comportant une pluralité de puces électroniques monolithiques élémentaires disposées en matrice sur un même substrat de report. Les puces élémentaires sont montées solidaires du substrat de report et connectées à des éléments de connexion électrique du substrat de report pour leur commande. Chaque puce comporte une ou plusieurs diodes électroluminescents (LED) et un circuit de commande de ladite une ou plusieurs LED et correspond à un pixel du dispositif. Le circuit de commande comprend une face de connexion opposée à ladite une ou plusieurs LED, comprenant une pluralité de plages de connexion électrique destinées à être connectées au substrat de report pour la commande de la micropuce. Le substrat de report comprend une face de connexion comportant, pour chaque micropuce, une pluralité de plages de connexion électrique destinées à être connectées respectivement aux plages de connexion électrique de la micropuce. Les puces sont rapportées sur le substrat de report, faces de connexion tournées vers la face de connexion du substrat de report, et fixées sur le substrat de report de façon à connecter les plages de connexion électrique de chaque micropuce aux plages de connexion électrique correspondantes du substrat de report. Ce type de dispositif d'affichage est particulièrement adapté pour réaliser des écrans d'affichage de grande surface, par exemple des écrans d'ordinateur, de téléviseur, de tablette, etc. On s'intéresse ici plus particulièrement à la réalisation d'un dispositif d'affichage d'images interactif, combinant une fonction d'émission lumineuse et une fonction de capture optique. Plus généralement, on s'intéresse ici à la réalisation d'un dispositif de capture d'images mixte, combinant une fonction de capture optique et une autre fonction, par exemple une fonction d'émission lumineuse ou d'actuation, ou une autre fonction de capture optique. Un mode de réalisation prévoit Dispositif comportant : - un substrat de report comportant des éléments de connexion électrique ; et - une pluralité de puces élémentaires fixées et connectées électriquement au substrat de report, chaque puce élémentaire comportant au moins un photodétecteur et un circuit électronique de lecture dudit au moins un photodétecteur, le dispositif comportant en outre, associé à au moins une puce élémentaire, un élément d'émission, de capture ou d'actuation externe à la puce élémentaire, fixé et connecté électriquement au substrat de report, chaque puce élémentaire comportant un circuit électronique de contrôle de l'élément d'émission, de capture ou d'actuation associé à la puce. Selon un mode de réalisation, dans chaque puce élémentaire, le circuit électronique de lecture dudit au moins un photodétecteur et le circuit électronique de contrôle de l'élément d'émission, de capture ou d'actuation associé à la puce comprennent des transistors MOS formés dans et sur une couche de silicium monocristallin. Selon un mode de réalisation, dans chaque puce élémentaire, ledit au moins un photodétecteur est un photodétecteur inorganique à base d'un matériau semiconducteur III-V. Selon un mode de réalisation, dans chaque puce élémentaire, ledit au moins un photodétecteur comprend une couche d'absorption en arséniure d'indium gallium. Selon un mode de réalisation, l'élément d'émission, de capture ou d'actuation comprend au moins une diode électroluminescente. Selon un mode de réalisation, ladite au moins une diode électroluminescente est une diode électroluminescente organique. Selon un mode de réalisation, chaque élément d'émission, de capture ou d'actuation comprend trois diodes électroluminescentes définissant respectivement trois sous-pixels d'émission, et dans lequel chaque puce élémentaire comprend une pluralité de sous-circuits de commande adaptés à commander individuellement respectivement les trois diodes électroluminescentes. Selon un mode de réalisation, les trois sous-pixels d'émission sont adaptés à émettre respectivement dans trois gammes de longueurs d'ondes différentes. Selon un mode de réalisation, dans chaque puce élémentaire, les trois sous-circuits de commande sont reliés à une même borne d'entrée de la puce, connectée à une plage de connexion correspondante du substrat de report, destinée à recevoir séquentiellement des signaux de consigne d'émission des trois diodes électroluminescentes. Selon un mode de réalisation, l'élément de capture ou d'actuation associé à chaque puce élémentaire est un transducteur piézoélectrique. Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : ; ; ; ; ; ; ; ; ; les figures 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G, 1H, 1I et 1J sont des vues en coupe illustrant des étapes successives d'un exemple d'un procédé de fabrication de puces élémentaires de pixel d'un dispositif de capture d'images mixte selon un mode de réalisation ; la est une vue de dessus illustrant de façon schématique et partielle un exemple d'un substrat de report d'un dispositif de capture d'images mixte selon un mode de réalisation ; ; ; ; les figures 3A, 3B, 3C et 3D sont des vues en coupe illustrant des étapes successives d'un exemple d'un procédé de fabrication d'un dispositif de capture d'images mixte selon un mode de réalisation ; la est un schéma électrique des circuits d'un exemple d'une puce élémentaire de pixel d'un dispositif de capture d'images mixte selon un mode de réalisation ; la est un diagramme illustrant de façon schématique le fonctionnement de la puce élémentaire de pixel de la ; la est un schéma électrique des circuits d'un autre exemple d'une puce élémentaire de pixel d'un dispositif de capture d'images mixte selon un mode de réalisation ; et la est un diagramme illustrant de façon schématique le fonctionnement de la puce élémentaire de pixel de la . Dispositif comportant : - un substrat de report (200) comportant des éléments de connexion électrique ; et - une pluralité de puces élémentaires (153) fixées et connectées électriquement au substrat de report (200), chaque puce élémentaire (153) comportant au moins un photodétecteur (D1) et un circuit électronique de lecture dudit au moins un photodétecteur (D1), le dispositif comportant en outre, associé à au moins une puce élémentaire (153), un élément (LR, LG, LB) d'émission, de capture ou d'actuation externe à la puce élémentaire (153), fixé et connecté électriquement au substrat de report (200), chaque puce élémentaire (153) comportant un circuit électronique de contrôle de l'élément (LR, LG, LB) d'émission, de capture ou d'actuation associé à la puce. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel, dans chaque puce élémentaire (153), le circuit électronique de lecture dudit au moins un photodétecteur (D1) et le circuit électronique de contrôle de l'élément d'émission, de capture ou d'actuation (LR, LG, LB) associé à la puce comprennent des transistors MOS formés dans et sur une couche (103c) de silicium monocristallin. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, dans chaque puce élémentaire (153), ledit au moins un photodétecteur (D1) est un photodétecteur inorganique à base d'un matériau semiconducteur III-V. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel, dans chaque puce élémentaire (153), ledit au moins un photodétecteur (D1) comprend une couche d'absorption en arséniure d'indium gallium. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'élément d'émission, de capture ou d'actuation comprend au moins une diode électroluminescente (LR, LG, LB). Dispositif selon la revendication 5, dans lequel ladite au moins une diode électroluminescente (LR, LG, LB) est une diode électroluminescente organique. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, dans lequel chaque élément d'émission, de capture ou d'actuation comprend trois diodes électroluminescentes (LR, LG, LB) définissant respectivement trois sous-pixels d'émission, et dans lequel chaque puce élémentaire (153) comprend une pluralité de sous-circuits de commande (R, G, B) adaptés à commander individuellement respectivement les trois diodes électroluminescentes (LR, LG, LB). Dispositif selon la revendication 7, dans lequel les trois sous-pixels d'émission sont adaptés à émettre respectivement dans trois gammes de longueurs d'ondes différentes. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, dans lequel, dans chaque puce élémentaire (153), les trois sous-circuits de commande (R, G, B) sont reliés à une même borne d'entrée (143) de la puce, connectée à une plage de connexion correspondante (P2) du substrat de report (200), destinée à recevoir séquentiellement des signaux de consigne d'émission (DATA R, DATA G, DATA B) des trois diodes électroluminescentes. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'élément de capture ou d'actuation associé à chaque puce élémentaire (153) est un transducteur piézoélectrique.