Brevet FR3046879A1 (20170721)
REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un détecteur apte à détecter une gamme de longueurs d'onde [4 ; Â14] centrée sur une longueur d'onde 43, le détecteur comprenant un dispositif de détection apte à détecter ladite gamme P-8 ; 2L14] et un boitier hermétique sous une pression prédéterminée dans laquelle est logé ledit dispositif, ledit boitier étant formé d'un substrat, de parois latérales solidaires du substrat et d'un capot supérieur solidaire des parois latérales et comprenant une partie au droit du dispositif qui est transparente dans ladite gamme[4; le procédé Â14], comprenant : - la réalisation dudit dispositif sur le substrat, ladite réalisation comprenant le dépôt d'une couche sacrificielle noyant totalement ledit dispositif ; - la réalisation du capot sur la couche sacrificielle, ledit capot étant constitué d'un empilement de première, seconde et troisième structures optiques transparentes dans ladite gamme [À8 ; 2L14], la seconde et la troisième structures optiques ayant des indices de réfraction équivalents à la longueur d'onde 43 respectivement supérieur ou égal à 3,4 et inférieur ou égal à 2,3 ; - suite à la réalisation d'une partie du capot comprenant au moins la première structure optique, la réalisation d'un évent d'accès à la couche sacrificielle au travers de ladite partie du capot, suivie de l'application, au travers de l'évent, d'une gravure pour retirer en totalité la couche sacrificielle, caractérisé en ce que : - l'épaisseur optique de la première structure optique est supérieure ou égale à Âmil0 ; - l'indice de réfraction équivalent nelq à la longueur d'onde 43 de la première structure optique est inférieur ou égal à 2,6 ; et - la face de la première structure optique formée sur la couche sacrificielle, est inerte à la gravure mise en oeuvre pour retirer la couche sacrificielle.\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'un détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réalisation de la première structure optique sur la couche sacrificielle comprend : - le dépôt d'une première couche de matériau sur la couche sacrificielle, la première couche étant constituée en entier d'un matériau inerte à la gravure prédéterminée ; et - la réalisation d'une seconde couche de matériau sur la première couche ; 3046879 47 - et les épaisseurs et les indices de réfraction équivalents à la longueur d'onde 43 de la première couche et de la deuxième couche vérifient la relation : nt. e + n e s s1\n<CLM>\1\tss2\n<CLM>\1\t15\n<CLM>\1\t20\n<CLM>\1\t25 30\n<CLM>\1\t35 expression dans laquelle : - ns1 et ns2 sont respectivement les indices de réfraction à la longueur d'onde 43 de la première couche et de la deuxième couche ; et - e1 et e2 sont respectivement les épaisseurs géométriques de la première couche et de la deuxième couche. Procédé de fabrication d'un détecteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première structure optique est constituée en entier d'un matériau inerte à ladite gravure. Procédé de fabrication d'un détecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé : - en ce que la gravure isotrope prédéterminée est une gravure à base de vapeur acide fluorhydrique (HFv) ; - et en ce que le matériau inerte à la gravure prédéterminée est du silicium amorphe (a-Si) ou du carbone amorphe (a-C) ou un alliage amorphe de carbone (C) et de silicium (Si) de type a-Si'C(J_x), ou un alliage amorphe de silicium (Si) et de Germanium (Ge) de type a-SixGe(J,), où 0\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'un détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la réalisation de la première structure optique comporte en outre la formation d'un réseau périodique de dépressions dans la couche sacrificielle, le pas ou la période du réseau périodique étant inférieur à 5\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'un détecteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la réalisation de la première structure optique conduit au remplissage au moins partiel des dépressions dudit réseau. 10\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'un détecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première structure optique a une épaisseur optique el vérifiant la relation : el = 4 15\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'un détecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième structure optique est constituée entièrement de germanium (Ge) ou d'un empilement d'une couche de silicium amorphe (a-Si) et d'une couche de germanium (Ge). 20\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'un détecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième structure optique a une épaisseur optique e2 vérifiant la relation : e2 = p2 x 4 25 expression dans laquelle p2 = 1, 2 ou\n<CLM>\1\t12. Procédé de fabrication d'un détecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la troisième structure optique est constituée entièrement de sulfure de zinc. 30\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'un détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la troisième structure optique est constituée entièrement d'un alliage amorphe de carbone (C) et de silicium (Si) de type a-Si'C(J,), où 0\n<CLM>\1\t5\n<CLM>\1\t10\n<CLM>\1\t15\n<CLM>\1\t20\n<CLM>\1\t25\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'un détecteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que la proportion x de l'alliage de type a-SiC(l,) varie de manière étagée ou continue décroissante depuis la base jusqu'au sommet de la troisième structure optique. Procédé de fabrication d'un détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la troisième structure optique est formée directement par la gravure d'un réseau périodique de dépressions dans l'épaisseur des matériaux formant la deuxième structure optique. Procédé de fabrication d'un détecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la troisième structure optique est formée au moins en partie par la gravure d'un réseau périodique de dépressions dans au moins une couche formée d'un alliage de type a-Si'C(J,), ou a-Si'Ge(1-x) où 0\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'un détecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur géométrique totale des première, seconde et troisième structures optique est inférieure ou égale à 3046879 50\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'un détecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de détection comprend au moins une membrane bolométrique apte à absorber un partie du rayonnement dans ladite gamme [2L8 ; 2L14] et suspendue au-dessus d'un réflecteur métallique, et en ce que 5 l'épaisseur géométrique, l'indice de réfraction équivalent nelq de la première structure optique de la fenêtre, la distance entre la membrane bolométrique et le réflecteur métallique et la distance entre la membrane bolométrique et la fenêtre sont choisies de manière à régler l'absorption moyenne de la membrane dans ladite gamme [2L8; Â14] sur une valeur supérieure à 90%. 10\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'un détecteur selon la revendication 21, caractérisé en ce que la réalisation de la première structure optique comporte la formation d'un réseau périodique de motifs dans sa face au contact de la couche sacrificielle, et l'épaisseur du réseau, le facteur de remplissage et la période du réseau, la distance 15 entre la membrane et le réflecteur métallique et la distance entre la membrane et le capot sont choisies de manière à régler l'absorption moyenne de la membrane dans ladite gamme [,L8 ; Â14] sur une valeur supérieure à 90%.\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'un détecteur selon la revendication 22, caractérisé en ce 20 que les motifs du réseau sont des plots en silicium amorphe (a-Si) ou des creux dans une couche silicium amorphe (a-Si) de sorte que le réseau est une grille en silicium, l'indice de réfraction du silicium amorphe (a-Si) étant compris entre 0,9x3,4 et 1,1x3,4, la période du réseau étant comprise entre 1 et 3 micromètres, et en ce que : 25 - la distance hP entre la membrane et le capot est comprise entre 1 micromètre et 1,5 micromètre ; - la distance hR entre la membrane et le réflecteur est comprise entre 1,8 micromètre et 2,3 micromètres ; - la profondeur eT des plots du réseau est comprise entre 1,8 micromètre et 2,1 30 micromètres ; et - le facteur de remplissage ff du réseau de plots est compris entre 40% et 65% ou le facteur de remplissage ff de la grille est compris entre 15% et 35%.\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'un détecteur selon la revendication 22, caractérisé en ce 35 que les motifs du réseau sont des plots en silicium amorphe (a-Si) ou des creux dans une couche silicium amorphe (a-Si) de sorte que le réseau est une grille en silicium, l'indice de réfraction du silicium amorphe (a-Si) étant compris entre 3046879 51 0,9x3,4 et 1,1x3,4, la période du réseau étant comprise entre 1 et 3 micromètres, et en ce que : - distance hP entre la membrane et le capot est comprise entre 1,5 micromètre et 2 micromètres ; 5 - la distance hR entre la membrane et le réflecteur est comprise entre 1,6 micromètre et 2 micromètres ; - la profondeur eT des plots du réseau est comprise entre 1,8 micromètre et 2,1 micromètres ; et - le facteur de remplissageff du réseau de plots est compris entre 30% et 50% et 10 le facteur de remplissageff de la grille est compris entre 10% et 25%.\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'un détecteur selon la revendication 22, caractérisé en ce que les motifs du réseau sont des plots en silicium amorphe (a-Si) ou des creux dans une couche silicium amorphe (a-Si) de sorte que le réseau est une grille en 15 silicium, l'indice de réfraction du silicium amorphe (a-Si) étant compris entre 0,9x3,4 et 1,1x3,4, la période du réseau étant comprise entre 1 et 3 micromètres, et en ce que : - distance hP entre la membrane et le capot est comprise entre 2 micromètres et 3 micromètres ; 20 - la distance hR entre la membrane et le réflecteur est comprise entre 1,4 micromètre et 1,8 micromètre ; - la profondeur eT des plots du réseau est comprise entre 1,5 micromètre et 2,1 micromètres ; et - le facteur de remplissageff du réseau de plots est compris entre 25% et 40% et 25 le facteur de remplissageff de la grille est compris entre 5% et 20%.\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'un détecteur selon l'une quelconque des revendications 20 à 25, caractérisé en ce que la membrane bolométrique est constituée de : - une couche de nitrure de titane (TiN), de résistance de couche 380 Ohm/carré, 30 d'épaisseur 8 nanomètres et d'indices optiques n=10,5 et k=16, à 101.1m de longueur d'onde ; et - sur laquelle est déposée une couche de silicium amorphe (a-Si), d'épaisseur 200 nanomètres et d'indices n= 3,42 et k = 0 à lOpm. 35 3046879 52\n<CLM>\1\tDétecteur apte à détecter une gamme de longueurs d'onde [À8 2L14] centrée sur une longueur d'onde 43, le détecteur comprenant un dispositif de détection apte à détecter ladite gamme [2.8 ; 2L14] et un boitier hermétique sous une pression prédéterminée dans laquelle est logé ledit dispositif, ledit boitier étant formé d'un 5 substrat, de parois latérales solidaires du substrat et d'un capot supérieur solidaire des parois latérales et comprenant une partie au droit du dispositif qui est transparente dans ladite gamme ; Â14], ledit capot étant constitué d'un empilement de première, seconde et troisième structures optiques transparentes dans ladite gamme [2L8 ; 2L14], la seconde et la troisième structures optiques ayant 10 des indices de réfraction équivalents à la longueur d'onde 43 respectivement supérieur ou égal à 3,4 et inférieur ou égal à 2,3, caractérisé en ce que : - l'épaisseur optique de la première structure optique est supérieure ou égale à À/o/10 ; - et l'indice de réfraction équivalent nelq à la longueur d'onde 43 de la première 15 structure optique est inférieur ou égal à 2,6.\n<CLM>\1\tDétecteur selon la revendication 27 obtenu selon un procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à\n<CLM>\1\t20