Brevet FR3072212A1 (20190412)

REVENDICATIONS1. Dispositif électrique comprenant une couche granulaire (1) d'un premier matériau semiconducteur ayant une première conduction électrique d'un premier type n ou p, et un substrat (2) qui est constitué, au moins au niveau d'une surface (S) dudit substrat, d'un second matériau semiconducteur ayant une seconde conduction électrique d'un second type n ou p, dans lequel le premier matériau semiconducteur de la couche (1) et le second matériau semiconducteur du substrat (2) sont en contact électrique l'un avec l'autre au niveau de la surface (S) du substrat, dans une aire de ladite surface du substrat appelée aire sensible, le dispositif étant adapté pour conduire un courant électrique, au moins partiellement dans la couche (1), parallèlement à la surface (S) du substrat (2) et à travers l'aire sensible, avec une conduction électrique effective qui varie en fonction d'une influence externe exercée sur la couche dans l'aire sensible lors d'un fonctionnement dudit dispositif, caractérisé en ce que la couche (1) comprend des grains (10) du premier matériau semiconducteur et des zones de connexion intergranulaires (11,\n<CLM>\1\taussi constituées par du premier matériau semiconducteur, les grains étant juxtaposés sur la surface (S) du substrat, et reliés entre grains voisins par les zones de connexion intergranulaires au niveau de la surface du substrat, avec une épaisseur des grains qui est supérieure à une épaisseur des zones de connexion intergranulaires, lesdites épaisseurs étant mesurées perpendiculairement à la surface du substrat, le dispositif produisant une transition entre un comportement isolant et un comportement semiconducteur lorsque l'influence externe varie, lesdits comportements isolant et semiconducteur étant déterminés à partir d'une variation dans un rapport qui est au moins égal à dix, de la conductivité électrique effective du dispositif dans l'aire sensible pour le comportement semiconducteur par rapport au comportement isolant, entre deux valeurs de -16- température du dispositif dans l'aire sensible qui sont séparées de moins de 30 K.\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication 1, de l'un des types suivants : - bolomètre ou microbolomètre, où l'influence externe est une variation de 5 la température du dispositif dans l'aire sensible, provoquée par un rayonnement infrarouge qui est reçu dans l'aire sensible ; - détecteur de gaz, où l'influence externe est une quantité d'un gaz qui est adsorbé sur la couche de premier matériau semiconducteur ; et - lecteur magnétique, où l'influence externe est un champ magnétique qui 10 est appliqué dans l'aire sensible.\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les grains (10) de la couche (1) sont cristallisés et ont une orientation cristallographique commune perpendiculaire ou parallèle à la surface (S) du substrat (2).\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication 3, dans lequel certaines au moins 15 des zones de connexion intergranulaires (11,\n<CLM>\1\tsont aussi cristallisées.\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier matériau conducteur de la couche (1) est un matériau transparent conducteur, notamment un oxyde transparent conducteur.\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication 5, dans lequel le matériau 20 transparent conducteur de la couche (1) est de l'oxyde d'indium dopé à l'étain, et le second matériau semiconducteur du substrat (2) possède une conductivité électrique de type p.\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le second matériau semiconducteur du substrat (2) est à base de 25 silicium cristallin.\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'épaisseur des grains (10) de la couche (1) est comprise entre 0,1 pm et 5 pm, et l'épaisseur des zones de connexion intergranulaires est -17- comprise entre 5 nm et 200 nm, lesdites épaisseurs étant mesurées perpendiculairement à la surface du substrat.\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la transition se produit entre un comportement isolant effectif 5 lorsque la température du dispositif dans l'aire sensible est inférieure à une température limite de début de transition, et un comportement semiconducteur effectif lorsque ladite température du dispositif dans l'aire sensible est supérieure à une température limite de fin de transition.\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, 10 dans lequel la transition entre le comportement isolant et le comportement semiconducteur se produit à l'intérieur d'un intervalle de température qui est compris entre 10°C et 60°C, de préférence entre 15°C et 45°C.\n<CLM>\1\tMéthode de fabrication d'un dispositif électrique conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, suivant laquelle la couche 15 granulaire (1) est déposée sur le substrat (2) par un procédé de dépôt directionnel, des atomes du premier matériau semiconducteur étant dirigés vers la surface (S) du substrat (2) par ledit procédé de dépôt directionnel selon des directions d'incidence qui sont regroupées autour d'une direction moyenne (M), de sorte 20 que les grains (10) de la couche (1) ont une forme allongée.\n<CLM>\1\tMéthode selon la revendication 11, suivant laquelle la direction moyenne (M) est inclinée par rapport à une direction (N) perpendiculaire à la surface (S) du substrat (2).\n<CLM>\1\tMéthode selon la revendication 12, suivant laquelle l'inclinaison de 25 la direction moyenne (M) autour de laquelle sont regroupées les directions d'incidence des atomes du premier matériau semiconducteur lors du procédé de dépôt directionnel, produit une porosité dans la couche (1) dudit premier matériau semiconducteur. -18-\n<CLM>\1\tMéthode selon la revendication 12 ou 13, suivant laquelle un angle (f3) entre la direction moyenne (M) et la direction (N) perpendiculaire à la surface (S) du substrat (2), est sélectionné pour ajuster une épaisseur des zones de connexion intergranulaires (11, 12), par effet d'ombrage des grains 5 (10) sur lesdites zones de connexion intergranulaires, et pour ajuster un taux de porosité de la couche granulaire (1) du premier matériau semiconducteur.\n<CLM>\1\tMéthode selon la revendication 14, suivant laquelle l'ajustement de l'épaisseur des zones de connexion intergranulaires (11,\n<CLM>\1\tet du taux de porosité dans la couche granulaire (1) produit une augmentation ou une 10 diminution d'une température médiane de la transition entre les comportements isolant et semiconducteur.\n<CLM>\1\tMéthode selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, suivant laquelle l'angle (p) entre la direction moyenne (M) autour de laquelle sont regroupées les directions d'incidence des atomes du premier matériau 15 semiconducteur lors du procédé de dépôt directionnel, et la direction perpendiculaire (N) à la surface (S) du substrat (2), est sélectionné de sorte qu'une direction d'élongation (D) des grains (10) de la couche (1) forme un angle d'inclinaison (a) avec ladite direction perpendiculaire à la surface du substrat, qui est compris entre 15° et 60°, de préférence entre 30° et 45°. 20\n<CLM>\1\tMéthode selon l'une quelconque des revendications 11 à 16, suivant laquelle le procédé de dépôt directionnel est un procédé de pulvérisation d'une cible (103) constituée d'un matériau source du premier matériau semiconducteur, le procédé de pulvérisation étant mis en oeuvre dans une enceinte (100) à pression interne inférieure à 10-8 mbar, et ladite direction 25 moyenne (M) reliant un point de la cible à un point de la surface (S) du substrat (2) dans l'aire sensible.\n<CLM>\1\tMéthode selon la revendication 17, suivant laquelle le procédé de pulvérisation met en oeuvre un canon ionique (102) pour produire un faisceau (F1) de particules de bombardement qui est dirigé contre la cible (103). -19-\n<CLM>\1\tMéthode selon l'une quelconque des revendications 11 à 18, suivant laquelle la couche (1) de premier matériau semiconducteur est exposée à un flux de chaleur pendant ou après avoir été déposée sur le substrat (2).