Brevet FR3155365A1 — publié le 20250516

L’invention porte sur un photodétecteur, comportant une photodiode de type SPAD comprenant, dans un substrat semiconducteur, une première région dopée d’un premier type de conductivité et une deuxième région dopée d’un deuxième type de conductivité opposé au premier type de conductivité de façon à réaliser une jonction PN ; un transistor d’extinction comprenant, dans le substrat, un canal du deuxième type de conductivité, une grille isolée électriquement du substrat par une couche diélectrique, une troisième région dopée du premier type de conductivité affleurant une face supérieure du substrat. La couche diélectrique est intercalée entre la grille et la première région dopée, le canal est délimité par la première région dopée et la troisième région dopée. Figure pour l’abrégé : Figure 1 Photodétecteur DE TYPE SPAD Le domaine de l’invention est celui des photodétecteurs comprenant au moins une photodiode à avalanche pour la détection de photons uniques, aussi appelée photodiode SPAD (de l’anglais « Single Photon Avalanche Diode »). L’invention concerne également des photodétecteurs comprenant une matrice de photodiodes SPAD. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Une photodiode SPAD est un détecteur extrêmement sensible capable de détecter un photon unique. Elle est essentiellement constituée d’une jonction PN dans une couche semiconductrice, polarisée en inverse à une tension supérieure à son seuil d’avalanche, appelé aussi tension de claquage. Ceci crée un champ électrique intense à l’intérieur du SPAD. Un porteur photogénéré est alors accéléré par le champ électrique à une vitesse suffisante pour déclencher un phénomène d’ionisation par impacts, ou phénomène d’avalanche. Ainsi, un seul photon est capable de générer un signal électrique mesurable dans un temps de réponse très court. Une fois un signal détecté, il est nécessaire d’interrompre l’avalanche et de recharger la photodiode SPAD. Pour cela, un circuit d’extinction (ou quenching circuit, en anglais) est typiquement utilisé pour contrôler le phénomène d’avalanche. Le circuit d’extinction peut être passif ou actif. Les circuits actifs permettent un meilleur contrôle de l’avalanche mais sont cependant plus encombrants que les circuits passifs. Le circuit d’extinction passif le plus simple est constitué d’une résistance connectée en série avec la photodiode SPAD. Au moment de l’avalanche, le courant électrique traversant la résistance augmente rapidement, faisant accroître une différence de potentiel aux bornes de la résistance par application de la loi d’Ohm, faisant mécaniquement diminuer la différence de potentiel aux bornes de la photodiode SPAD. Si la résistance est suffisamment résistive, le champ électrique à l’intérieur de la photodiode SPAD diminue jusqu’à éteindre l’avalanche. La photodiode SPAD retrouve ensuite graduellement sa polarisation initiale. La résistance peut par exemple être un barreau de silicium faiblement dopé de 10 µm de long, placé en bordure de la photodiode SPAD. Le circuit d'extinction occupe alors une grande surface en comparaison de la taille de la photodiode SPAD, ceci est d’autant plus dommageable dans le cas de photodétecteurs comprenant une matrice de photodiodes SPAD. De plus, un tel circuit ne permet pas de contrôler précisément le phénomène d’avalanche. Pour réduire la surface du circuit d’extinction et améliorer le contrôle de l’avalanche, il est possible de remplacer la résistance par un transistor. La demande de brevet JP 2022-148028 propose une telle solution. La figure 8 de ce document illustre un pixel d’un photodétecteur comprenant une photodiode SPAD. La photodiode SPAD comprend, dans un substrat, une jonction PN définissant une zone d’avalanche. La zone d’avalanche est à une distance non nulle d’une face supérieure du substrat. Le pixel comprend en outre un transistor PMOS pour éteindre l’avalanche et recharger la photodiode SPAD. Des puits dopés de types différents isolent le transistor PMOS de la cathode de la photodiode. Le drain du transistor PMOS est connecté à la cathode de la photodiode par des interconnexions métalliques (figures 8 et 10). Le canal du transistor PMOS s’étend le long d’un plan parallèle à la face supérieure du substrat. Dans ce mode de réalisation de l’art antérieur, le circuit d’extinction occupe encore une surface importante, notamment du fait de la présence des puits dopés et de la disposition du canal du transistor PMOS. Il existe donc un besoin de réduire davantage la surface du circuit d’extinction. L’invention a pour objectif de remédier au moins en partie aux inconvénients de l’art antérieur, et plus particulièrement de proposer un photodétecteur comprenant une photodiode de type SPAD et un circuit d’extinction moins encombrant que dans l’art antérieur. Pour cela, l’objet de l’invention est un photodétecteur, comportant une photodiode de type SPAD et un transistor d’extinction. La photodiode de type SPAD comprend, dans un substrat semiconducteur, une première région dopée d’un premier type de conductivité et une deuxième région dopée d’un deuxième type de conductivité opposé au premier type de conductivité de façon à réaliser une jonction PN. Le transistor d’extinction comprend, dans le substrat, un canal du deuxième type de conductivité, une grille isolée électriquement du substrat par une couche diélectrique, et une troisième région dopée du premier type de conductivité affleurant une face supérieure du substrat. Le photodétecteur est tel que la couche diélectrique est intercalée entre la grille et la première région dopée, et le canal est délimité par la première région dopée et la troisième région dopée. Certains aspects préférés mais non limitatifs de ce photodétecteur sont les suivants. La grille peut s’étendre dans le substrat depuis la face supérieure du substrat, et la première région dopée de la photodiode peut être séparée de la face supérieure d’une distance non nulle. La photodiode peut comprendre en outre une quatrième région dopée du deuxième type de conductivité affleurant la face supérieure du substrat. Le substrat peut comprendre une première couche dopée et une deuxième couche dopée, toutes deux du deuxième type de conductivité, telles que la deuxième couche dopée a une concentration en atomes dopants différente d’une concentration en atomes dopants de la première couche dopée, la deuxième région dopée peut s’étendre dans la première couche dopée et le canal peut s’étendre dans la deuxième couche dopée. Le substrat peut comprendre en outre une couche supérieure dopée du deuxième type de conductivité, ayant une concentration en atomes dopants strictement inférieure à la concentration en atomes dopants de la deuxième couche dopée, arrangée de telle façon que la deuxième couche dopée peut être intercalée entre la première couche dopée et la couche supérieure dopée, et la quatrième région dopée peut s’étendre dans la couche supérieure dopée. La troisième région dopée peut comprendre une première zone dopée et une deuxième zone dopée du premier type de conductivité, le photodétecteur pouvant être tel que la première zone dopée a une concentration en atomes dopants strictement supérieure à une concentration en atomes dopants de la deuxième zone dopée, et peut être incluse dans la deuxième zone dopée. La couche diélectrique peut définir avec la première région dopée 201 un plan sensiblement parallèle à la face supérieure, la première région dopée et la grille pouvant s’étendre de part et d’autre de ce plan. La jonction PN peut être de forme ellipsoïdale. La grille peut remplir un évidement du substrat et la première région dopée peut entourer l’évidement. L’évidement peut comprendre un épaulement et la première région dopée peut épouser l’épaulement. Le canal peut être en regard d’une portion de la couche diélectrique d’épaisseur comprise entre 7 nm et 20 nm. Le transistor d'extinction peut appartenir à un circuit d'extinction configuré pour appliquer une tension de polarisation fixe V G à la grille. Le premier type de conductivité peut être un type N, et le deuxième type de conductivité peut être un type P. Le photodétecteur peut comprendre en outre un circuit de lecture connecté électriquement à l’anode de la photodiode Le photodétecteur peut être un photodétecteur à éclairement par la face arrière. L’invention porte également sur un procédé de fabrication de ce photodétecteur, incluant éventuellement une ou plusieurs caractéristiques préférentielles. Le procédé de fabrication comprend les étapes suivantes : réalisation d’un évidement dans un substrat ; recouvrement de l’évidement par une couche diélectrique ; remplissage de l’évidement par un matériau semiconducteur polycristallin dopé du premier type de conductivité pour obtenir une grille isolée électriquement du substrat par la couche diélectrique. La réalisation de l’évidement peut comprendre une première gravure d’une première cavité depuis une face supérieure du substrat, la première cavité ayant un fond et une paroi latérale, un recouvrement du fond et de la paroi latérale par une couche protectrice, un retrait de la couche protectrice sur une partie du fond de la première cavité, tout en conservant la couche protectrice sur la paroi latérale, une deuxième gravure sélective par rapport à la couche protectrice d’une deuxième cavité depuis le fond de la première cavité. Le procédé peut comprendre en outre une étape de dopage par diffusion d’atomes dopants en phase vapeur entre l’étape de réalisation de l’évidement et l’étape de recouvrement de l’évidement par la couche diélectrique. D'autres aspects, buts, avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : la FIG. 1 est une vue schématique en coupe d’un photodétecteur selon un premier mode de réalisation comprenant une photodiode SPAD de type planaire ; la FIG. 2 est une vue de dessus d’un photodétecteur selon le premier ou le deuxième mode de réalisation ; la FIG. 3 est une vue schématique en coupe d’un photodétecteur selon un deuxième mode de réalisation comprenant une photodiode SPAD de type aiguille ; la FIG. 4 est un schéma électrique d’un circuit électronique comprenant une photodiode SPAD selon le premier ou le deuxième mode de réalisation ; la FIG. 5 est une simulation dynamique du déclenchement et de l’arrêt d’un phénomène d’avalanche dans un photodétecteur selon le deuxième mode de réalisation. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Sur les figures et dans la suite de la description, les mêmes références représentent les éléments identiques ou similaires. De plus, les différents éléments ne sont pas représentés à l’échelle de manière à privilégier la clarté des figures. Par ailleurs, les différents modes de réalisation et variantes ne sont pas exclusifs les uns des autres et peuvent être combinés entre eux. Sauf indication contraire, les termes « sensiblement », « environ », « de l’ordre de » signifient à 10% près, et de préférence à 5% près. Par ailleurs, les termes « compris entre … et … » et équivalents signifient que les bornes sont incluses, sauf mention contraire. Par « à base de », on entend que le matériau est un composé formé d’au moins les mêmes éléments du composé semiconducteur d’intérêt. Dans toute la description, lorsque l’on compare des concentrations d’atomes dopants de deux régions ou de deux zones, on compare les concentrations moyennes à l’intérieur de ces régions. Ainsi, lorsqu’il est dit qu’une zone A a une concentration en atomes dopants supérieure à une concentration en atomes dopants d’une zone B, on entend que la concentration moyenne en atomes dopants à l’intérieur du volume de la zone A est supérieure à la concentration moyenne en atomes dopants à l’intérieur du volume de la zone B. L’invention porte sur un photodétecteur, ainsi que sur un procédé de fabrication d’un tel photodétecteur. Le photodétecteur comporte une photodiode de type SPAD et un transistor d’extinction pour éteindre un phénomène d’avalanche dans la photodiode SPAD. Le transistor est de type NMOS ou PMOS. Une région dopée commune d’un substrat semiconducteur forme à la fois une cathode (respectivement une anode) de la photodiode SPAD et une source (respectivement un drain) du transistor NMOS (respectivement PMOS). Ainsi la surface occupée par l’ensemble photodiode SPAD et transistor est réduite. La région dopée commune du substrat peut être enterrée, c’est-à-dire qu’elle est située à une distance non nulle d’une face supérieure du substrat. Dans ce cas, une région dopée affleurant la face supérieure du substrat définit avec la région dopée commune, un canal du transistor qui s’étend selon un axe sensiblement perpendiculaire à la face supérieure. Un tel transistor est dit transistor à canal vertical. Cet arrangement permet de réduire davantage la surface occupée par l’ensemble constitué de la photodiode SPAD et du transistor. L’invention est particulièrement avantageuse pour un photodétecteur comprenant une matrice de pixels s’étendant dans un plan de détection, car elle permet de réduire la taille des pixels. Des modes de réalisation particuliers vont être décrits se rapportant à un photodétecteur comportant une photodiode de type SPAD et un transistor à canal vertical ayant en commun une région dopée d’un substrat. Cependant, ces modes de réalisation peuvent être adaptés pour inclure tout type de photodiodes à avalanche, par exemple des photodiodes avalanche ayant des zones de charge et/ou d’accélération et/ou de multiplication séparées. La FIG. 1 illustre de façon schématique un photodétecteur 10 selon un premier mode de réalisation. Le photodétecteur 10 comprend une matrice de pixels s’étendant dans un plan de détection. Par soucis de clarté et pour ne pas surcharger la figure, on a représenté la moitié d’un pixel sur la FIG. 1 , vu selon la coupe AA de la FIG. 2 . La FIG. 2 montre schématiquement une vue de dessus du même pixel, dans son intégralité. Le photodétecteur 10 comprend, dans un substrat 300, une photodiode 200, un transistor d'extinction 100 et une tranchée d’isolation 305. Le substrat 300 comprend une face supérieure 300a et une face inférieure 300b, sensiblement planes et parallèles au plan de détection. Le substrat 300 est à base d’un matériau semiconducteur, ici dopé de type P. Le photodétecteur 10 comprend un empilement de couches isolantes et conductrices (non représenté), appelé empilement d’interconnexion, dans lequel peuvent être formés des lignes de métal et des contacts connectés électriquement à la photodiode 200 et au transistor d'extinction 100. Lorsque l’empilement d’interconnexion est disposé du côté de la face d’éclairement du substrat, le photodétecteur 10 est dit photodétecteur à éclairement par la face avant ou photodétecteur FSI (pour Front Side Illumination en anglais). Lorsque l’empilement d’interconnexion est disposé du côté opposé à la face d’éclairement du substrat, le photodétecteur 10 est dit photodétecteur à éclairement par la face arrière ou photodétecteur BSI (pour Back Side Illumination en anglais). Le photodétecteur 10 du premier mode de réalisation peut être un photodétecteur BSI avec un empilement d’interconnexion disposé du côté de la face supérieure 300a. On définit ici et pour la suite de la description un repère direct tridimensionnel orthogonal (X, Y, Z), où les axes X et Y forment un plan parallèle à face supérieure 300a du substrat 300, l’axe X étant orienté ici parallèlement à un axe de la matrice de pixels, et où l’axe Z est orienté de manière sensiblement orthogonale à la face supérieure 300a du substrat 300, et est orienté de la face inférieure 300b vers la face supérieure 300a. Dans la suite de la description, les termes « vertical » et « verticalement » s’entendent comme étant relatifs à une orientation sensiblement parallèle à l’axe Z, et les termes « horizontal » et « horizontalement » comme étant relatifs à une orientation sensiblement parallèle au plan (X, Y). Par ailleurs, les termes « inférieur » et « supérieur » s’entendent comme étant relatifs à un positionnement croissant lorsqu’on s’éloigne du substrat 300 suivant la direction +Z. La photodiode 200 comprend une première région dopée 201 d’un premier type de conductivité et une deuxième région dopée 202 d’un deuxième type de conductivité opposé au premier type de conductivité de façon à réaliser une jonction PN. La deuxième région dopée 202 entoure la première région dopée 201 dans un demi-espace délimité par un plan sensiblement parallèle à la face supérieure 300a. Dans cet exemple, la première région dopée 201 est de type N et forme ainsi une cathode de la photodiode 200. La deuxième région dopée 202 est donc de type P. Préférentiellement, la première région dopée 201 et la deuxième région dopée 202 sont chacune de forme ellipsoïdale, ou hémisphérique dans le demi-espace, tout comme la jonction PN. Cela permet de maximiser le volume de la région du substrat 300 à l’intérieur de laquelle un photon est susceptible de déclencher une avalanche, tout en miniaturisant la photodiode 200. Cela permet également de limiter les avalanches intempestives. La photodiode 200 comprend en outre une quatrième région dopée 203 du deuxième type de conductivité affleurant la face supérieure 300a du substrat 300. La quatrième région dopée 203 occupe une région périphérique du pixel. Elle est ici dopée P et définit une anode de la photodiode 200. Le transistor d'extinction 100 comprend, dans le substrat, un canal 102 intercalé entre la première région dopée 201 et une troisième région dopée 103 du premier type de conductivité affleurant la face supérieure 300a du substrat 300. Le canal 102 est du même type de conductivité que celui du substrat 300, par conséquent dopé P dans cet exemple. Avec les types de dopage choisis ici, la troisième région dopée 103 définit un drain du transistor et la première région dopée 201, une source du transistor. La troisième région dopée 103 peut avoir, comme représenté ici, une forme annulaire. Elle comprend de façon avantageuse une première zone dopée 103a qui a une concentration en atomes dopants strictement supérieure à une concentration en atomes dopants d’une deuxième zone dopée 103b. La première zone dopée 103a est incluse dans la deuxième zone dopée 103b, c’est-à-dire que la deuxième zone dopée 103b entoure la première zone dopée 103a dans un plan parallèle à la face supérieure 300a. La deuxième zone dopée 103b est intercalée entre la première zone dopée 103a et la quatrième région dopée 203, ainsi le champ électrique est diminué au voisinage de la face supérieure 300a et une avalanche intempestive dans cette zone peut être évitée. Le transistor d'extinction 100 comprend en outre une grille 105 isolée électriquement du substrat par une couche diélectrique 104. La grille 105 affleure la face supérieure 300a du substrat 300 et a, dans cet exemple, une forme sensiblement cylindrique, d’axe parallèle à l’axe Z. La couche diélectrique 104 définit avec la première région dopée 201 un plan de séparation sensiblement parallèle à la face supérieure 300a du substrat 300, c’est-à-dire qu’il existe une interface entre la couche diélectrique 104 et la première région dopée 201 sensiblement planaire qui est incluse dans ce plan. La première région dopée 201 et la grille 105 s’étendent majoritairement de part et d’autre du plan de séparation. De plus, selon une direction du plan de séparation, la première région dopée 201 a une dimension strictement supérieure à une dimension de la couche diélectrique 104. Le plan de séparation est par exemple identique au plan délimitant le demi-espace. La couche diélectrique 104 a une portion 104a en regard du canal 102, appelée ci-après oxyde de grille 104a. La grille 105 peut être métallique ou à base d’un matériau semiconducteur. Dans ce dernier cas, elle est dopée du premier type de conductivité ou du deuxième type de conductivité, ici la grille 105 est du premier type de conductivité. Elle peut comprendre une première zone dopée 105a qui affleure la face supérieure 300a du substrat 300. La partie non incluse dans la première zone dopée 105a constitue une deuxième zone dopée 105b de la grille 105. Les première et deuxième zones dopées 105a, 105b sont du même type de conductivité qui peut être le premier ou le deuxième type de conductivité, ici de type N. L’oxyde de grille 104a et du canal 102 est en regard de la deuxième zone dopée 105b. De plus, la concentration en atomes dopants de la première zone dopée 105a peut être strictement supérieure à la concentration en atomes dopants de la deuxième zone dopée 105b. La troisième région dopée 103, la grille 105, la première région dopée 201 et la deuxième région dopée 202 occupent une région centrale du pixel. Des contacts métalliques sont disposés en contact avec la grille 105, la troisième région dopée 103 et la quatrième région dopée 203, éventuellement au travers d’une couche de passivation non représentée. Les concentrations en atomes dopants de la première zone dopée 103a du drain 103, la première zone dopée 105a de la grille 105 et de l’anode 203 sont choisies pour diminuer la résistance de contact. De façon avantageuse, le substrat 300 comprend une première couche dopée 301 en contact avec une deuxième couche dopée 302, toutes deux du deuxième type de conductivité. La deuxième région dopée 202 s’étend dans la première couche dopée 301 et le canal 102 s’étend dans la deuxième couche dopée 302. Une concentration en atomes dopants de la deuxième couche dopée 302 peut être différente, par exemple strictement inférieure, d’une concentration en atomes dopants de la première couche dopée 301. Il est ainsi possible d’optimiser la résistivité du canal 102 et le champ électrique dans la photodiode 200 indépendamment l’une de l’autre. Encore plus avantageusement, la concentration en atomes dopants de première couche dopée 301 varie graduellement le long de l’axe Z de façon à attirer les charges photogénérées vers la deuxième région dopée 202. De façon également avantageuse, le substrat 300 comprend une couche supérieure dopée 303 du deuxième type de conductivité dans laquelle s’étendent la troisième région dopée 103, les première et deuxième zones dopées 103a, 103b lorsqu’elles sont présentes, et quatrième région dopée 203. La couche supérieure 303 est faiblement dopée. Elle a par exemple une concentration en atomes dopants strictement inférieure à la concentration en atomes dopant de la deuxième couche dopée 302. Ceci permet de diminuer le champ électrique au voisinage de la face supérieure 300a et d’éviter ainsi toute avalanche intempestive pouvant intervenir dans cette zone. Dans cet exemple, les première et deuxième couches dopées 301, 302 sont en silicium dopé P. La concentration en atomes dopants de la couche 301 est comprise en 10 15 et 10 18 atomes/cm 3 , par exemple égale à 9.10 16 atomes/cm 3 . Celle de la deuxième couche dopée 302 est comprise entre 10 15 et 10 18 , par exemple égale à 4.10 16 atomes/cm 3 . Celle de la couche supérieure dopée 303 est comprise entre 10 14 et 10 17 , par exemple égale à 10 15 atomes/cm 3 . La première couche dopée 301 a par exemple une épaisseur comprise entre 1 µm et 15 µm La deuxième couche dopée 302 a une épaisseur comprise entre 500nm et 5 µm, préférentiellement entre 1 et 4 µm. La couche supérieure dopée 303 a une épaisseur comprise entre 100 nm et 500 nm. La quatrième région dopée 203 a une concentration en atomes dopants comprise entre 10 17 et 5.10 20 atomes/cm 3 . Celle de la première région dopée 201 est comprise entre 10 17 et 5.10 20 atomes/cm 3 . Celle de la deuxième région dopée 202 est comprise entre 10 16 et 10 20 atomes/cm 3 . Celle de la première zone dopée 103a est comprise entre 10 17 et 5.10 20 atomes/cm 3 . Celle de la 103b est comprise entre 10 16 et 10 19 atomes/cm 3 . Les première et deuxième zones dopées 105a, 105b sont ici en silicium polycristallin. La deuxième zone dopée 105b a une concentration en atomes dopants comprise entre 10 17 et 5. 10 20 Celle de la première zone dopée 105a est comprise entre 10 17 et 5.10 20 atomes/cm 3 . La grille 105 a une section perpendiculaire à l’axe Z de diamètre compris entre 100nm et 1 µm, par exemple égale à 600 nm. L’oxyde de grille 104a a une épaisseur mesurée dans une direction parallèle à la face supérieure 300a du substrat 300 comprise entre 2 nm et 100 nm, préférentiellement comprise entre 2 et 20 nm, par exemple égale à 7 nm. La longueur du canal 102 mesurées dans une direction parallèle à l’axe Z est comprise entre 500 nm et 5 µm, préférentiellement entre 1 µm et 4 µm, par exemple égale à 1 µm. Les première et deuxième couches dopées 301, 302 et la couche supérieure dopée 303 sont par exemple des couches épitaxiées dopées in-situ. Les pixels sont séparés latéralement les uns des autres par des tranchées ou murs d'isolation 305 s'étendant verticalement à travers le substrat 300, par exemple sur toute l'épaisseur de la première couche dopée 301. Les tranchées d'isolation 305 sont par exemple des tranchées d'isolation capacitives, par exemple de type CDTI (de l'anglais "Capacitive Deep Trench Isolation" — tranchées profondes d'isolation capacitives), comprenant chacune un cœur ou paroi centrale en un matériau électriquement conducteur, par exemple du silicium polycristallin dopé, et un revêtement latéral en un matériau électriquement isolant, par exemple de l'oxyde de silicium. Alternativement, les tranchées d'isolation 305, sont des tranchées isolantes entièrement remplies d'un matériau diélectrique, par exemple de l'oxyde de silicium, par exemple des tranchées de type DTI (de l'anglais "Deep Trench Isolation" — tranchées d'isolation profondes). Les tranchées d'isolation 305 sont par exemple formées à partir de la face supérieure 300a du substrat 300. La FIG. 3 illustre de façon schématique un photodétecteur 20 selon un deuxième mode de réalisation. Pour les mêmes raisons exposées en lien avec la FIG. 1 , on a représenté la moitié d’un pixel sur la FIG. 3 , vu selon la coupe AA de la FIG. 2 . La FIG. 2 est aussi une vue schématique de dessus d’un pixel du deuxième mode de réalisation, pris dans son intégralité. Seules les différences par rapport au premier mode de réalisation seront ici décrites. Le photodétecteur 20 du deuxième mode de réalisation peut être un détecteur BSI avec un empilement d’interconnexion disposé sur la face supérieure 300a du substrat 300. Le substrat 300 accueille un évidement non traversant. La première région dopée 201 entoure cet évidement sur une partie inférieure, c’est-à-dire que l’évidement a un fond et une paroi latérale, et la première région dopée 201 recouvre le fond et une partie inférieure de la paroi latérale. L’évidement s’étend en profondeur dans le substrat 300, typiquement sur une profondeur de plusieurs micromètres, par exemple une profondeur comprise entre 5 et 25 µm. Il est revêtu de la couche diélectrique 104 et rempli par la grille 105. La grille 105 s’étend donc de la face supérieure 300a du substrat 300 jusqu’au fond de l’évidement. Lorsque la grille 105 est à base d’un matériau semiconducteur, Elle peut comprendre une première zone dopée 105a du premier type de conductivité ou du deuxième type de conductivité, ici du premier type de conductivité, qui affleure la face supérieure 300a du substrat 300. La partie non incluse dans la première zone dopée 105a peut comprendre une ou plusieurs zones dopées du premier type de conductivité différentes. Par exemple, l’oxyde de grille 104a peut être en regard d’une deuxième zone dopée 105b. La première région dopée 201 peut être en regard de la deuxième zone dopée 105b et/ou d’une troisième zone dopée 105c non représentée. Les concentrations en atomes dopants de zones dopées 105a, 105b, 105c peuvent être différentes, par exemple la concentration en atomes dopants de la première zone dopée 105a peut être strictement supérieure à la concentration en atomes dopants de la deuxième zone dopée 105b lorsqu’elle est présente. La troisième zone dopée 105c peut être un diélectrique. L’évidement peut comprendre un épaulement, c’est-à-dire qu’au voisinage d’un plan parallèle à la face supérieure 300a, l’aire d’une section de l’évidement parallèle à la face supérieure 300a croit rapidement dans la direction +Z. Dans ce cas, l’aire d’une section de la première région dopée 201 dans ce plan est supérieure strictement à l’aire maximale de la section de l’évidement parallèle à la face supérieure 300a au voisinage de ce plan. De préférence, la première région dopée 201 épouse l’épaulement. La première région dopée 201 et la deuxième région dopée 202 peut reposer, comme représenté ici, sur une couche inférieure dopée 304 du premier type de conductivité ou du deuxième type de conductivité. La couche inférieure dopée 304 a une concentration en atomes dopants inférieure à la première région dopée 201 et à la deuxième région dopée 202. La deuxième région dopée 202 s’étend latéralement de la première région dopée 201 jusqu’à la tranchée d'isolation 305. La FIG. 4 est un schéma électrique d’un circuit électronique comprenant une photodiode 200 selon le premier ou le deuxième mode de réalisation, dans le cas où le premier type de conductivité est un type N, et le deuxième type de conductivité est un type P. Le circuit électronique comprend en outre un circuit d'alimentation 401, un circuit d'extinction 402 et un circuit de lecture 403. Le circuit d'extinction 402 comprend un transistor d'extinction 100 selon le premier ou le deuxième mode de réalisation. Il est configuré pour appliquer un potentiel V G à la grille 105 du transistor d'extinction 100. Le potentiel V G est ici un potentiel fixe. Alternativement, le potentiel V G peut être variable, par exemple asservi à un courant de drain i D du transistor d'extinction 100. Dans ce cas, le circuit d'extinction 402 est apte à appliquer un premier potentiel V G pour lequel le canal du transistor d'extinction 100 est ouvert pendant l’avalanche et un deuxième potentiel V G pour lequel le canal du transistor d'extinction 100 est fermé dès que l’avalanche cesse, pour une durée de quelques nanosecondes. Le circuit d'alimentation 401 est configuré pour appliquer un potentiel V D fixe au drain du transistor d'extinction 100. La source du transistor d'extinction 100 est, quant à elle, connectée électriquement à la cathode de la photodiode 200, ce qui rejoint les explications données en lien avec les premier et deuxième modes de réalisation. L’anode de la photodiode 200 est connectée électriquement à une source de potentiel V A . Le circuit de lecture 403 est connecté électriquement à l’anode de la photodiode 200. Il est destiné à mesurer et/ou détecter un signal émis par la photodiode 200 suite au déclenchement d’un phénomène d’avalanche. Il peut comprendre, par exemple, une capacité connectée en série avec une résistance, ou un inverseur. A titre d’exemple, l’anode de la photodiode 200 est connectée électriquement à la masse ; le potentiel V A est alors égal à 0 V. Le potentiel V G est fixe et est compris entre 18.0 et 18.2 V, par exemple égal à 18.2 V. Le potentiel V D est supérieur à la tension de claquage de la photodiode 200, par exemple supérieur à la tension de claquage de 2V, par exemple égale à 18.6 V. Alternativement, la grille 105 du transistor d'extinction 100 peut être connectée à la masse, si bien que V G est égal à 0 V. Le potentiel V D est égal à -0.4 V et le potentiel V A est égal à -18.6 V. En absence de photons, le transistor d'extinction 100 est bloqué. La cathode de la photodiode 200 et la source du transistor d'extinction 100, qui correspondent à la première région dopée 201, sont à un potentiel V S proche de V D . La grille 105 est à un potentiel V G proche de V S , par exemple V G diffère de V S d’une tension proche de la tension de seuil du transistor d'extinction 100, ainsi la résistance électrique du canal 102 a une valeur haute R i . Une différence de potentiel V S – V A crée alors un champ électrique interne intense à l’intérieur de la photodiode 200. Lorsqu’un photon incident génère une paire d’électron-trou dans une région d’absorption de la photodiode 200, l’électron est accéléré par le champ électrique interne jusqu’à atteindre une vitesse suffisante pour déclencher un phénomène d’avalanche. L’électron génère ainsi de nombreux autres électrons qui sont collectés par la première région dopée 201, générant un courant de drain i D . La résistance du canal 102 R i étant élevée, le potentiel V S décroit rapidement. La différence de potentiel V S – V A décroit alors ; celle-ci passe sous la tension de claquage et l’avalanche s’arrête. La chute de V S entraîne également une diminution de la résistance électrique du canal 102 jusqu’à atteindre une valeur basse R a permettant de recharger la photodiode 200, de sorte que le potentiel V S et la résistance électrique du canal 102 croissent progressivement jusqu’à retrouver leurs valeurs initiales, avant le déclenchement de l’avalanche. A l’aide d’outils de simulation connus de l’homme du métier, comme par exemple le simulateur TCAD Sentaurus® de Synopsys, il est possible d’ajuster les paramètres du transistor d'extinction 100 pour régler les valeurs haute et basse R i , R a de la résistance électrique du canal 102, et ainsi contrôler l’avalanche dans la photodiode 200. Par exemple, il est possible d’ajuster : l’épaisseur de l’oxyde de grille 104a, la longueur du canal 102, les concentrations en atomes dopants du canal 102 et de la grille 105. La FIG. 5 est une simulation dynamique du déclenchement et de l’arrêt d’un phénomène d’avalanche dans un photodétecteur selon le deuxième mode de réalisation. Ici, les paramètres du transistor d'extinction 100 de type NMOS sont choisis de façon à éteindre une avalanche dans la photodiode 200. Notamment, l’épaisseur de l’oxyde de grille 104a est égale à 7nm, la longueur du canal 102 est égale à 1 µm, la concentration en atomes dopants du canal 102 est égale 4.10 16 atomes/cm 3 et la concentration en atomes dopants de la grille 105 est égale à 2.10 20 atomes/cm 3 . Ici, est représentée, la variation du courant de drain i D en ampère en fonction du temps en ns (nanosecondes). L’échelle utilisée est semi-logarithmique en ordonnée. La courbe A est obtenue pour un potentiel de grille V G égal à 18,0 V, la courbe B pour un potentiel V G égal à 18,1 V, la courbe C pour un potentiel V G égal à 18,2 V et la courbe D pour un potentiel V G égal à 18,3 V. Les courbes A, B et C montrent une extinction de l’avalanche et une recharge de la photodiode 200. Sur la courbe D, le courant de drain i D présente une série de pics avant de s’établir à un seuil haut pour lequel l’avalanche est maintenue, y compris dans le canal 102 du transistor d'extinction 100. Un procédé de fabrication pouvant convenir à la réalisation d’un photodétecteur selon le premier mode de réalisation est maintenant décrit. Lors d’une première étape, on réalise une photodiode planaire 200 dans une première couche dopée 301 épitaxiée, à l’aide d’étapes de procédé conventionnelles de l’industrie des semiconducteurs, de telle façon qu’une première région dopée 201 affleure une face supérieure de la première couche dopée 301. Un exemple d’un tel enchaînement d’étapes de procédé est enseigné dans la demande de brevet FR3121282 A1, en lien avec les figures 3 à 9. La première couche dopée 301 est à base de silicium dopé P lors de la croissance par épitaxie. Lors d’une deuxième étape, une deuxième couche dopée 302 est crûe par épitaxie sur la face supérieure de la première couche dopée 301. La deuxième couche dopée 302 est à base de silicium dopé P lors de la croissance par épitaxie. Lors d’une troisième étape, une couche supérieure dopée 303 est crûe par épitaxie sur une face opposée à la première couche dopée 301 de la deuxième couche dopée 302, pour réaliser un empilement d’un substrat 300. L’empilement comprend les première et deuxième couches dopées 301, 302 et la couche supérieure dopée 303. Le substrat 300 a une face supérieure 300a appartenant à la couche supérieure dopée 303. La couche supérieure dopée 303 est à base de silicium dopé P lors de la croissance par épitaxie. Lors d’une quatrième étape, un évidement, par exemple cylindrique, est gravé depuis la face supérieure 300a du substrat 300, de façon à traverser la couche supérieure dopée 303 et la deuxième couche dopée 302. L’évidement a un fond sensiblement parallèle à la face supérieure 300a, et une paroi latérale sensiblement perpendiculaire au fond. Le fond est en contact avec la première région dopée 201 et entièrement inclus dans celle-ci. Lors d’une cinquième étape, une couche diélectrique 104 est déposée de façon conforme dans l’évidement pour couvrir le fond et la paroi latérale de l’évidement, par exemple par CVD ou LPCVD. Alternativement, une oxydation thermique peut être utilisée. Sur la paroi latérale de l’évidement, la couche diélectrique 104 a une épaisseur comprise entre 2 nm et 100 nm, préférentiellement comprise entre 2 et 20 nm, par exemple égale à 7 nm. Lors d’une sixième étape, l’évidement est rempli de silicium polycristallin dopé de type N pour réaliser une grille 105 d’un transistor d'extinction 100 dont la source comprend la première région dopée 201. Lors d’une septième étape, on réalise des tranchées d'isolations 305 traversant la couche supérieure dopée 303, la deuxième couche dopée 302 et la première couche dopée 301. Une septième étape comprend des implantations d’atomes dopants pour réaliser une première zone dopée 105a de la grille 105, une première zone dopée 103a et une deuxième zone dopée 103b pour réaliser un drain du transistor d'extinction 100, une quatrième région dopée 203 pour réaliser une anode de la photodiode 200, affleurant toutes la face supérieure 300a. Un procédé de fabrication pouvant convenir à la réalisation d’un photodétecteur selon le deuxième mode de réalisation est maintenant décrit. Lors d’une première étape, un empilement de trois couches en silicium est crû par épitaxie. L’empilement comprend dans l’ordre une première couche dopée 301 P, une deuxième couche dopée 302 P ayant une concentration en atomes dopant strictement inférieure à une concentration en atomes dopants de la première couche dopée 301 et une couche supérieure dopée 303 ayant une concentration en atomes dopant strictement inférieure à une concentration en atomes dopants de la deuxième couche dopée 302. Les trois couches sont à base de silicium. Lors d’une deuxième étape, une première cavité, par exemple cylindrique, est gravée depuis une face supérieure 300a de l’empilement, de façon à traverser la couche supérieure dopée 303 et une partie au moins de la deuxième couche dopée 302. La première cavité a un fond sensiblement parallèle à la face supérieure 300a, et une paroi latérale sensiblement perpendiculaire au fond. Lors d’une troisième étape, une couche protectrice est déposée de façon conforme dans la première cavité pour couvrir le fond et la paroi latérale de la première cavité, par exemple par CVD ou LPCVD. Alternativement, une oxydation thermique peut être utilisée. La couche protectrice a une épaisseur comprise entre 5 nm et 50 nm. Lors d’une quatrième étape, une ouverture traversante est gravée dans la couche protectrice jusqu’à atteindre le fond de la première cavité, tout en préservant une épaisseur non nulle de la couche protectrice sur la paroi latérale de la première cavité. Une cinquième étape comprend une gravure directionnelle de la première couche dopée 301 sélectivement par rapport à la couche protectrice, afin d’obtenir une deuxième cavité dans la première couche dopée 301. La deuxième cavité s’étend en profondeur dans une partie de la première couche dopée 301, typiquement sur une profondeur de plusieurs micromètres, par exemple une profondeur comprise entre 5 et 25 µm. Elle a un fond sensiblement parallèle à la face supérieure 300a, et une paroi latérale sensiblement perpendiculaire au fond. La première et la deuxième cavités forment un évidement d’un substrat 300 qui comprend l’empilement. Une sixième étape comprend un dopage par diffusion sous vapeur de d’atomes dopants, par exemple du phosphore ou de l’arsenic, pour obtenir une première région dopée 201 de type N entourant la deuxième cavité, et préférentiellement une partie inférieure de la première cavité. La première région dopée 201 est destinée à être une cathode d’une photodiode 200. Lors d’une septième étape, un revêtement diélectrique est déposée de façon conforme dans la première cavité et la deuxième cavité pour couvrir les fonds et parois des première et deuxième cavités, par exemple par CVD ou LPCVD. Alternativement, une oxydation thermique peut être utilisée pour obtenir le revêtement diélectrique. Cette étape peut être précédée d’un retrait de la couche protectrice. A l’issue de cette étape, l’évidement est revêtu d’une couche diélectrique 104 qui comprend la couche protectrice et le revêtement diélectrique si la couche protectrice est diélectrique et n’a pas été retirée. Dans le cas contraire, la couche diélectrique 104 est le revêtement diélectrique. A l’issu de cette étape, la couche diélectrique 104 a une portion 104a en regard de la deuxième couche dopée 302 qui a une épaisseur comprise entre 2 nm et 100 nm, préférentiellement comprise entre 2 et 20 nm, par exemple égale à 7 nm. Lors d’une huitième étape, l’évidement est rempli de silicium polycristallin dopé de type N pour réaliser une grille 105 d’un transistor d'extinction 100 dont la source comprend la première région dopée 201. Lors d’une neuvième étape, on réalise des tranchées d'isolations 305 traversant la couche supérieure dopée 303, la première couche dopée 301 et deuxième couche dopée 302. Une dixième étape comprend des implantations d’atomes dopants pour réaliser une première zone dopée 105a de la grille 105, une première zone dopée 103a et une deuxième zone dopée 103b pour réaliser un drain du transistor d'extinction 100, une quatrième région dopée 203 pour réaliser une anode de la photodiode 200, affleurant toutes la face supérieure 300a. Des modes de réalisation particuliers viennent d’être décrits. Différentes variantes et modifications apparaîtront à l’homme du métier. Il est notamment possible d’inverser tous les types de dopage. Pour un dopage de type N dans du silicium, il est par exemple possible d’utiliser du phosphore, de l’arsenic, de l’antimoine, ou du bismuth. Pour un dopage de type P dans du silicium, il est par exemple possible d’utiliser du bore, de l’aluminium, du gallium ou de l’indium. Photodétecteur (10, 20), comportant : une photodiode (200) de type SPAD comprenant, dans un substrat semiconducteur (300), une première région dopée (201) d’un premier type de conductivité et une deuxième région dopée (202) d’un deuxième type de conductivité opposé au premier type de conductivité de façon à réaliser une jonction PN ; un transistor d’extinction (100) comprenant, dans le substrat (300), un canal (102) du deuxième type de conductivité, une grille (105) isolée électriquement du substrat (300) par une couche diélectrique (104), une troisième région dopée (103) du premier type de conductivité affleurant une face supérieure (300a) du substrat (300) ; caractérisé en ce que la couche diélectrique (104) est intercalée entre la grille (105) et la première région dopée (201), le canal (102) est délimité par la première région dopée (201) et la troisième région dopée (103). Photodétecteur (10, 20) selon la revendication 1, dans lequel la grille (105) s’étend dans le substrat (300) depuis la face supérieure (300a) du substrat (300), et la première région dopée (201) de la photodiode (200) est séparée de la face supérieure (300a) d’une distance non nulle. Photodétecteur (10, 20) selon la revendication 2, dans lequel, la photodiode (200) comprend en outre une quatrième région dopée (203) du deuxième type de conductivité affleurant la face supérieure (300a) du substrat (300). Photodétecteur (10, 20) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le substrat (300) comprend une première couche dopée (301) et une deuxième couche dopée (302), toutes deux du deuxième type de conductivité, telles que la deuxième couche dopée (302) a une concentration en atomes dopants différente d’une concentration en atomes dopants de la première couche dopée (301), la deuxième région dopée (202) s’étend dans la première couche dopée (301) et le canal (102) s’étend dans la deuxième couche dopée (302). Photodétecteur (10, 20) selon les revendication 3 et 4, dans lequel le substrat (300) comprend en outre une couche supérieure dopée (303) du deuxième type de conductivité, ayant une concentration en atomes dopants strictement inférieure à la concentration en atomes dopants de la deuxième couche dopée (302), arrangée de telle façon que la deuxième couche dopée (302) est intercalée entre la première couche dopée (301) et la couche supérieure dopée (303), et la quatrième région dopée (203) s’étend dans la couche supérieure dopée (303). Photodétecteur (10, 20) selon la revendication 5, dans lequel la troisième région dopée (103) comprend une première zone dopée (103a) et une deuxième zone dopée (103b) du premier type de conductivité, le photodétecteur étant tel que la première zone dopée (103a) a une concentration en atomes dopants strictement supérieure à une concentration en atomes dopants de la deuxième zone dopée (103b), et est incluse dans la deuxième zone dopée (103b). Photodétecteur (10) selon l’une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel la couche diélectrique (104) définit avec la première région dopée 201 un plan sensiblement parallèle à la face supérieure (300a), la première région dopée (201) et la grille (105) s’étendant de part et d’autre de ce plan. Photodétecteur (10) selon la revendication 7, dans lequel la jonction PN est de forme ellipsoïdale. Photodétecteur (20) selon l’une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel la grille (105) remplit un évidement du substrat (300) et la première région dopée (201) entoure l’évidement. Photodétecteur (20) selon la revendication 9, dans lequel l’évidement comprend un épaulement et la première région dopée (201) épouse l’épaulement. Photodétecteur (10, 20) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le canal (102) est en regard d’une portion (104a) de la couche diélectrique (104) d’épaisseur comprise entre 7 nm et 20 nm. Photodétecteur (10, 20) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le transistor d'extinction (100) appartient à un circuit d'extinction (402) configuré pour appliquer une tension de polarisation fixe V G à la grille (105). Photodétecteur (10, 20) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le premier type de conductivité est un type N, et le deuxième type de conductivité est un type P. Photodétecteur (10, 20) selon la revendication précédente comprenant en outre un circuit de lecture (403) connecté électriquement à l’anode de la photodiode (200) Photodétecteur (10, 20) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le photodétecteur (10, 20) est un photodétecteur à éclairement par la face arrière. Procédé de fabrication d’un photodétecteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, comprenant les étapes suivantes : réalisation d’un évidement dans un substrat (300), recouvrement de l’évidement par une couche diélectrique (104) remplissage de l’évidement par un matériau semiconducteur polycristallin dopé du premier type de conductivité pour obtenir une grille (105) isolée électriquement du substrat (300) par la couche diélectrique (104). Procédé de fabrication selon la revendication précédente dans lequel la réalisation de l’évidement comprend une première gravure d’une première cavité depuis une face supérieure (300a) du substrat (300), la première cavité ayant un fond et une paroi latérale, un recouvrement du fond et de la paroi latérale par une couche protectrice, un retrait de la couche protectrice sur une partie du fond de la première cavité, tout en conservant la couche protectrice sur la paroi latérale, une deuxième gravure sélective par rapport à la couche protectrice d’une deuxième cavité depuis le fond de la première cavité, le procédé comprenant en outre : une étape de dopage par diffusion d’atomes dopants en phase vapeur entre l’étape de réalisation de l’évidement et l’étape de recouvrement de l’évidement par la couche diélectrique (104).