Brevet FR3131439A1 — publié le 20230630

Capteur d'images La présente description concerne un capteur d'images comprenant une pluralité de pixels (100) formés dans et sur un substrat semiconducteur (101), chaque pixel comportant : – au moins une première zone photosensible (103) formée dans le substrat semiconducteur (101) et adaptée à capter de la lumière dans une première gamme de longueurs d'ondes ; – une deuxième zone photosensible (105) formée dans le substrat semiconducteur (101) à l'aplomb de ladite au moins une première zone photosensible (103) et adaptée à capter de la lumière dans une deuxième gamme de longueurs d'ondes, différente de la première gamme de longueurs d'ondes ; – au moins une zone de collecte de charges (113) disposée du côté (101T) du substrat (101) opposé à ladite au moins une première zone photosensible (103) ; – au moins une région de transfert s'étendant depuis ladite au moins une première zone photosensible (103) jusqu'à ladite au moins une zone de collecte de charges (113) ; et – au moins une grille de transfert (TG) s'étendant verticalement entre ladite au moins une région de transfert et la deuxième zone photosensible et bordant latéralement ladite au moins une région de transfert. Figure pour l'abrégé : Fig. 2 Capteur d'images La présente description concerne de façon générale le domaine des dispositifs d'acquisition d'images. La présente description concerne plus particulièrement des dispositifs d'acquisition d'images adaptés à acquérir une image 2D et une image de profondeur d'une scène. On connaît des dispositifs d'acquisition d'images capables d'acquérir une image 2D et une image de profondeur d'une scène. On connaît notamment des dispositifs comportant des sous-pixels d'image 2D et des sous-pixels de profondeur intégrés dans un réseau de pixels d'un même capteur d'images. Il existe un besoin d'améliorer les dispositifs d'acquisition d'une image 2D et d'une image de profondeur d'une scène existants. Il serait souhaitable de réaliser un capteur d'images intégrant, dans un même réseau de pixels, des sous-pixels d'image 2D et des sous-pixels de profondeur, le capteur présentant notamment, pour l'acquisition des images de profondeur, une efficacité supérieure à celle des capteurs connus. Un objet d'un mode de réalisation est de pallier tout ou partie des inconvénients des dispositifs d'acquisition d'une image 2D et d'une image de profondeur d'une scène connus. Pour cela, un mode de réalisation prévoit un capteur d'images comprenant une pluralité de pixels formés dans et sur un substrat semiconducteur, chaque pixel comportant : – au moins une première zone photosensible formée dans le substrat semiconducteur et adaptée à capter de la lumière dans une première gamme de longueurs d'ondes ; – une deuxième zone photosensible formée dans le substrat semiconducteur à l'aplomb de ladite au moins une première zone photosensible et adaptée à capter de la lumière dans une deuxième gamme de longueurs d'ondes, différente de la première gamme de longueurs d'ondes ; – au moins une zone de collecte de charges disposée du côté du substrat opposé à ladite au moins une première zone photosensible ; – au moins une région de transfert s'étendant depuis ladite au moins une première zone photosensible jusqu'à ladite au moins une zone de collecte de charges ; et – au moins une grille de transfert s'étendant verticalement entre ladite au moins une région de transfert et la deuxième zone photosensible et bordant latéralement ladite au moins une région de transfert. Selon un mode de réalisation, chaque pixel comporte en outre une tranchée d'isolation périphérique s'étendant verticalement dans le substrat semiconducteur, depuis ledit côté de la deuxième zone photosensible, et délimitant latéralement ladite au moins une première zone photosensible et la deuxième zone photosensible. Selon un mode de réalisation, chaque grille de transfert comporte une première tranchée d'isolation s'étendant dans le substrat semiconducteur depuis ledit côté du substrat opposé à ladite au moins une première zone photosensible et pénétrant partiellement dans l'épaisseur de ladite au moins une première zone photosensible. Selon un mode de réalisation, chaque zone de collecte de charges s'étend latéralement entre la tranchée d'isolation périphérique et la ou l'une des premières tranchées d'isolation. Selon un mode de réalisation, chaque grille de transfert est entourée par une deuxième tranchée d'isolation s'étendant verticalement dans le substrat depuis ledit côté du substrat opposé à ladite au moins une première zone photosensible. Selon un mode de réalisation, chaque pixel comporte en outre au moins une autre grille de transfert s'étendant latéralement sur ledit côté du substrat opposé à ladite au moins une première zone photosensible et au moins une autre zone de collecte de charges. Selon un mode de réalisation, chaque pixel comporte quatre premières zones photosensibles. Selon un mode de réalisation, les premières zones photosensibles sont isolées les unes des autres par une troisième tranchée d'isolation. Selon un mode de réalisation, la deuxième zone photosensible est sur et en contact avec la première zone photosensible. Selon un mode de réalisation, le capteur comporte en outre un circuit de contrôle configuré pour appliquer alternativement, sur ladite au moins une grille de transfert : – un premier potentiel adapté à bloquer un transfert de charges depuis ladite au moins une première zone photosensible vers ladite au moins une zone de collecte de charges ; et – un deuxième potentiel, différent du premier potentiel, adapté à permettre un transfert de charges depuis ladite au moins une première zone photosensible vers ladite au moins une zone de collecte de charges. Selon un mode de réalisation, les premières zones photosensibles des pixels du capteur sont destinées à capturer une image 2D et les deuxièmes zones photosensibles des pixels du capteur sont destinées à capturer une image de profondeur. 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 : la est une vue de dessus, schématique et partielle, d'un pixel de capteur d'images selon un mode de réalisation ; la est une vue en coupe, selon le plan AA de la , du pixel de la ; la est une vue en coupe, selon le plan BB de la , du pixel de la ; la est une vue de dessus, schématique et partielle, d'un pixel de capteur d'images selon un autre mode de réalisation ; la est une vue en coupe, selon le plan AA de la , du pixel de la ; la est une vue en coupe, selon le plan AA de la , d'une étape d'un procédé de fabrication du pixel de la ; la est une vue en coupe, selon le plan AA de la , d'une étape du procédé de fabrication du pixel de la ; la est une vue en coupe, selon le plan BB de la , d'une étape du procédé de fabrication du pixel de la ; la est une vue en coupe, selon le plan AA de la , d'une étape du procédé de fabrication du pixel de la ; et la est une vue en coupe, selon le plan BB de la , d'une étape du procédé de fabrication du pixel de la . Capteur d'images comprenant une pluralité de pixels (100 ; 200) formés dans et sur un substrat semiconducteur (101), chaque pixel comportant : – au moins une première zone photosensible (103) formée dans le substrat semiconducteur (101) et adaptée à capter de la lumière dans une première gamme de longueurs d'ondes ; – une deuxième zone photosensible (105) formée dans le substrat semiconducteur (101) à l'aplomb de ladite au moins une première zone photosensible (103) et adaptée à capter de la lumière dans une deuxième gamme de longueurs d'ondes, différente de la première gamme de longueurs d'ondes ; – au moins une zone de collecte de charges (113) disposée du côté (101T) du substrat (101) opposé à ladite au moins une première zone photosensible (103) ; – au moins une région de transfert s'étendant depuis ladite au moins une première zone photosensible (103) jusqu'à ladite au moins une zone de collecte de charges (113) ; et – au moins une grille de transfert (TG) s'étendant verticalement entre ladite au moins une région de transfert et la deuxième zone photosensible et bordant latéralement ladite au moins une région de transfert. Capteur selon la revendication 1, dans lequel chaque pixel (100 ; 200) comporte en outre une tranchée d'isolation périphérique (107) s'étendant verticalement dans le substrat semiconducteur (101), depuis ledit côté (101T) de la deuxième zone photosensible (105), et délimitant latéralement ladite au moins une première zone photosensible (103) et la deuxième zone photosensible (105). Capteur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chaque grille de transfert (TG) comporte une première tranchée d'isolation (111) s'étendant dans le substrat semiconducteur (101) depuis ledit côté (101T) du substrat (101) opposé à ladite au moins une première zone photosensible (103) et pénétrant partiellement dans l'épaisseur de ladite au moins une première zone photosensible (103). Capteur selon les revendications 2 et 3, dans lequel chaque zone de collecte de charges (113) s'étend latéralement entre la tranchée d'isolation périphérique (107) et la ou l'une des premières tranchées d'isolation (111). Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel chaque grille de transfert (TG) est entourée par une deuxième tranchée d'isolation (201) s'étendant verticalement dans le substrat (101) depuis ledit côté (101T) du substrat (101) opposé à ladite au moins une première zone photosensible (103). Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel chaque pixel (100 ; 200) comporte en outre au moins une autre grille de transfert (121) s'étendant latéralement sur ledit côté (101T) du substrat (101) opposé à ladite au moins une première zone photosensible (103) et au moins une autre zone de collecte de charges (119). Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel chaque pixel (100 ; 200) comporte quatre premières zones photosensibles (103). Capteur selon la revendication 7, dans lequel les premières zones photosensibles sont isolées les unes des autres par une troisième tranchée d'isolation (109). Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la deuxième zone photosensible (105) est sur et en contact avec la première zone photosensible (103). Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, comportant en outre un circuit de contrôle configuré pour appliquer alternativement, sur ladite au moins une grille de transfert (TG) : – un premier potentiel adapté à bloquer un transfert de charges depuis ladite au moins une première zone photosensible (103) vers ladite au moins une zone de collecte de charges (113) ; et – un deuxième potentiel, différent du premier potentiel, adapté à permettre un transfert de charges depuis ladite au moins une première zone photosensible (103) vers ladite au moins une zone de collecte de charges (113). Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel les premières zones photosensibles (103) des pixels (100 ; 200) du capteur sont destinées à capturer une image 2D et dans lequel les deuxièmes zones photosensibles (105) des pixels du capteur sont destinées à capturer une image de profondeur.