Brevet FR3046494A1 (20170707)
REVENDICATIONS1. Pixel (40, 80,\n<CLM>\1\tde détection de temps de vol comprenant un substrat semiconducteur (43) comportant : une zone photosensible (PD) comportant une première couche (41) dopée d'un premier type de conductivité (N1) et une zone de collection de charges (45) plus fortement dopée du premier type (N2) que la première couche et s'étendant à travers tout ou partie de la première couche ; au moins deux zones de stockage de charges (=1, mem2, mem3) comprenant chacune un caisson (57) plus fortement dopé du premier type (N5) que la zone de collection de charges et séparé de ladite zone de collection de charges au moins par une première portion (41A,\n<CLM>\1\tde la première couche, la première portion étant revêtue d'une première grille (59), chaque zone de stockage de charges étant délimitée latéralement par deux électrodes conductrices isolées (49), parallèles et en vis-à-vis l'une de l'autre ; et une deuxième couche (47) dopée du deuxième type de conductivité (P+) revêtant la zone de collection et les zones de stockage de charges.\n<CLM>\1\tPixel (40, 80,\n<CLM>\1\tselon la revendication 1, dans lequel chaque première portion (41A,\n<CLM>\1\tde la première couche (41) comprend une première zone intermédiaire (69) adjacente à la zone de stockage (mem', mem2, mem3) correspondante, la première zone intermédiaire étant dopée du premier type (N3), plus fortement que ladite première portion et moins fortement que le caisson (57) de ladite zone de stockage.\n<CLM>\1\tPixel (40, 80,\n<CLM>\1\tselon la revendication 1 ou 2, dans lequel chaque zone de stockage de charges (mem', mem2, mem3) comprend une deuxième zone intermédiaire (67), intercalée entre le caisson (57) de la zone de stockage et la zone photosensible (PD), la deuxième zone intermédiaire étant dopée du premier type (N4), plus fortement que la première portion (41A,\n<CLM>\1\tet moins fortement que le caisson (57). 3046494 B15537FR - DD17552JB - 16-GR4-0510 27\n<CLM>\1\tPixel (80,\n<CLM>\1\tselon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la zone photosensible (PD) a la forme d'un carré en vue de dessus, et chaque zone de stockage (meml, mem2, mem3) s'étend le long d'un bord de la zone 5 photosensible (PD).\n<CLM>\1\tPixel (40) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la zone photosensible (PD) a sensiblement la forme d'un carré en vue de dessus, et chaque zone de stockage (meml, mem2, mem3) s'étend à partir d'un bord de la zone 10 photosensible, orthogonalement à ce bord.\n<CLM>\1\tPixel (40, 80,\n<CLM>\1\tselon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la première couche (41) repose sur une portion du substrat (43) dopée du deuxième type et dont le niveau de dopage diminue en se rapprochant de la première 15 couche (41).\n<CLM>\1\tPixel (40, 80,\n<CLM>\1\tselon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant en outre une zone de remise à zéro (71) plus fortement dopée du premier type (Nt) que la zone de collection de charges (45), et séparée de la zone de collection 20 de charges (45) par une deuxième portion (41C) de la première couche revêtue d'une deuxième grille (73) disposée sur la zone photosensible (PD).\n<CLM>\1\tPixel (40, 80,\n<CLM>\1\tselon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les premières grilles (59) sont 25 disposées sur la zone photosensible (PD), et la zone de collection de charges (45) comprend une portion centrale disposée sensiblement au centre de la zone photosensible, et des bras s'étendant à partir de cette portion centrale, entre les grilles (59,\n<CLM>\1\tdisposées sur la zone photosensible. 30\n<CLM>\1\tPixel (40, 80,\n<CLM>\1\tselon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant en outre, pour chaque zone de stockage de charges (meml, mem2, mem3), une zone de lecture (SN1, SN2, SN3) plus fortement dopée du premier type (Nt) que le caisson (57), séparée du caisson par une troisième portion (41B) de la première couche (41) revêtue d'une troisième grille (63), la 3046494 B15537FR - DD17552JB - 16-GR4-0510 28 troisième portion étant disposée au-delà de la zone photosensible (PD).\n<CLM>\1\tPixel (40, 80,\n<CLM>\1\tselon l'une quelconque des revendications 1 à 9, destiné à recevoir un signal lumineux 5 périodique (LR), dans lequel les grilles (59,\n<CLM>\1\tdisposées sur la zone photosensible (PD) sont en des matériaux transparents aux longueurs d'onde du signal périodique reçu.\n<CLM>\1\tPixel (40, 80,\n<CLM>\1\tselon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel un écran opaque à la lumière 10 recouvre le pixel à l'exception de la zone photosensible (PD).\n<CLM>\1\tPixel (40, 80,\n<CLM>\1\tselon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel chaque première grille (59) est adaptée à recevoir ou non un premier potentiel pour autoriser ou interdire un transfert de charges de la zone photosensible (PD) 15 vers la zone de stockage (immul, mem2, mem3) correspondante.\n<CLM>\1\tPixel (40, 80,\n<CLM>\1\tselon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel le substrat semiconducteur (43) est une couche semiconductrice de type semiconducteur sur isolant.\n<CLM>\1\tCapteur d'image (1) comprenant une matrice de pixels 20 selon l'une quelconque des revendication 1 à 12, associée à une source d'émission d'un signal lumineux périodique (LE), et des moyens (15) adaptés à synchroniser ladite source et des potentiels de commande appliqués aux grilles (59, 63,\n<CLM>\1\tde transistors (Tmemi, Tsni, TrespD) de chaque pixel (40, 80, 90). 25\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'un pixel de détection de temps de vol (40, 80,\n<CLM>\1\tcomprenant les étapes successives suivantes : former des paires d'électrodes verticales isolées (49) parallèle et en vis à l'une de l'autre, chaque paire d'électrodes 30 délimitant latéralement une zone de stockage (meml, mem2, mem3) s'étendant longitudinalement à partir d'une zone photosensible ; former par implantation, dans la zone photosensible (PD) une première couche (41) dopée d'un premier type de conductivité (N1) ; 3046494 B15537FR - DD17552JB - 16-GR4-0510 29 sur la zone photosensible (PD), former des premières grilles (59) sur des premières portions (41A,\n<CLM>\1\tde la première couche (41) à partir desquelles s'étendent les zones de stockage (mem', mem2, mem3) ; 5 dans la zone photosensible (PD), entre les premières grilles, former par implantation une zone de collection de charges (45) plus fortement dopée du premier type (N2) que la première couche (41), la zone de collection ayant des bords alignés avec les premières grilles (59) ; 10 dans chaque zone de stockage (mem', mem2, mem3), former par implantation un caisson (57) plus fortement dopé du premier type (N5) que la zone de collection de charges (45) ; et sur les zones de stockage (mem', mem2, mem3) et sur la zone de collection de charges (45), former par implantation une 15 deuxième couche (47) dopée du deuxième type (P+).