Brevet FR3072499A1 (20190419)

REVENDICATIONS1. Photodétecteur (10) à résonateur de Helmholtz, efficace pour détecter au moins un rayonnement électromagnétique (R) ayant une longueur d'onde comprise entre 0,3 pm et 15 pm, le résonateur de Helmholtz comprenant : - un volume isolant électriquement (1) ; et - des faces métalliques (11-14) qui entourent le volume isolant (1) le long d'au moins un chemin en boucle autour dudit volume isolant, en dehors de deux interruptions du chemin en boucle, de sorte que les faces métalliques constituent deux électrodes qui sont séparées l'une de l'autre par au moins un intervalle, dit intervalle de concentration du champ électrique (ZC) et qui contient les interruptions du chemin en bouche ; ledit intervalle de concentration du champ électrique (ZC) ayant une épaisseur entre les deux électrodes qui est plus petite qu'une épaisseur du volume isolant (1), lesdites épaisseurs étant mesurées selon une direction commune (D3), de sorte que lorsque le rayonnement (R) est incident sur le résonateur, un champ électrique qui est créé par ledit rayonnement dans le résonateur soit plus intense dans l'intervalle de concentration du champ électrique que dans le volume isolant, le volume isolant (1) et les faces métalliques (11-14) ayant des dimensions adaptées pour produire une résonance du champ électrique dans l'intervalle de concentration du champ électrique (ZC) lorsque la longueur d'onde du rayonnement (R) varie entre 0,3 pm et 15 pm, et le photodétecteur (10) comprenant en outre : - au moins une structure photosensible (4), qui est à base d'au moins un matériau semiconducteur, qui est absorbante pour le rayonnement (R), qui est disposée au moins en partie dans l'intervalle de concentration du champ électrique (ZC), et qui est en contact électrique avec chacune des deux électrodes ; et -24 - - deux connexions électriques de sortie (Cl, C2), qui sont reliées électriquement une-à-une aux deux électrodes, et adaptées pour transmettre un signal électrique de détection qui est généré dans la structure photosensible (4) lorsque le rayonnement (R) est incident sur 5 le résonateur de Helmholtz, la structure photosensible (4) ayant un intervalle spectral de détection qui contient un intervalle spectral de la résonance du champ électrique.\n<CLM>\1\tPhotodétecteur (10) selon la revendication 1, suivant lequel le volume isolant électriquement (1) est rectiligne et allongé dans une première 10 direction (Dl), et chaque intervalle de concentration du champ électrique (ZC) est aussi rectiligne et allongé dans la première direction.\n<CLM>\1\tPhotodétecteur (10) selon la revendication 1, suivant lequel le volume isolant électriquement (1) possède deux branches (B1, B2) rectilignes et allongées qui sont perpendiculaires l'une à l'autre, et chaque intervalle de 15 concentration du champ électrique (ZC) comprend, pour chaque branche du volume isolant, un segment d'intervalle qui est aussi rectiligne et allongé parallèlement à ladite branche, et qui comprend un segment de la structure photosensible (4).\n<CLM>\1\tPhotodétecteur (10) selon l'une quelconque des revendications 20 précédentes, dans lequel les faces métalliques (11-14) forment d'une part une cuvette ayant un fond (13) et deux faces latérales (11,\n<CLM>\1\tqui s'étendent continûment à partir de deux côtés opposés du fond, et forment d'autre part une face de couvercle (14) qui est en vis-à-vis du fond, de sorte que le volume isolant (1) soit situé entre le fond de la cuvette et la face de couvercle, et 25 simultanément entre les deux faces latérales de la cuvette, et chaque intervalle de concentration du champ électrique (ZC) est situé entre un bord latéral de la face de couvercle et un bord de l'une des faces latérales de la cuvette qui est opposé au fond de ladite cuvette.\n<CLM>\1\tPhotodétecteur (10) selon la revendication 4, dans lequel les deux 30 faces latérales (11,\n<CLM>\1\tde la cuvette sont parallèles et séparées par une largeur (Wb) de cuvette comprise entre 0,05 pm et 0,25 pm, et dans lequel le - 25 - fond (13) de la cuvette et la face de couvercle (14) sont parallèles et séparées par une épaisseur (hb) du volume isolant (1) comprise entre 0,03 pm et 0,25 pm.\n<CLM>\1\tPhotodétecteur (10) selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, dans lequel l'épaisseur (wf) de chaque intervalle de concentration du champ électrique (ZC), mesurée d'une électrode à l'autre, est comprise entre 10 nm et 100 nm, et chaque intervalle de concentration du champ électrique a une largeur (hf) mesurée parallèlement à l'une au moins des électrodes au niveau dudit intervalle de concentration du champ électrique, qui 10 est comprise entre 10 nm et 50 nm.\n<CLM>\1\tPhotodétecteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque électrode est constituée au moins en partie par l'un des métaux suivants : or, argent, cuivre, aluminium, ou par un alliage comprenant l'un au moins desdits métaux. 15\n<CLM>\1\tPhotodétecteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque structure photosensible (4) comprend l'un parmi une jonction PiN, une portion d'un matériau semiconducteur, et un empilement multicouche à puits quantique.\n<CLM>\1\tPhotodétecteur (10) selon l'une quelconque des revendications 20 précédentes, comprenant en outre une structure de lentille convergente (7) qui est disposée fixement par rapport au résonateur de Helmholtz de façon à focaliser le rayonnement (R) sur ledit résonateur de Helmholtz, lorsque ledit rayonnement est incident sur la structure de lentille.\n<CLM>\1\tPhotodétecteur (10) selon la revendication 9, comprenant en outre 25 une couche (6) d'un matériau transparent pour le rayonnement (R), qui est disposée entre le résonateur de Helmholtz et la structure de lentille (7), de sorte que le résonateur de Helmholtz, chaque structure photosensible (4), la couche du matériau transparent et la structure de lentille soient solidaires au sein d'un bloc rigide. -26 -\n<CLM>\1\tPhotodétecteur (10) selon la revendication 9 ou 10, dans lequel la structure de lentille (7) comprend une couche métallique qui est munie d'un trou en vis-à-vis du résonateur de Helmholtz, et munie en outre de fentes disposées autour du trou, pour constituer une lentille de Huygens. 5\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'un photodétecteur (10), ledit photodétecteur étant conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, le procédé comprenant les étapes suivantes : /1/ sur un support temporaire (21), formation de ladite au moins une structure photosensible (4) et d'une portion de matériau isolant 10 électriquement en tant que volume isolant (1), puis d'une première des électrodes par-dessus la structure photosensible et le volume isolant ; /2/ adhésion d'un support définitif (20) sur la première électrode, d'un côté de ladite première électrode qui est opposé au support temporaire (21) ; 15 /3/ retrait du support temporaire (21) ; et /4/ dépôt d'une seconde des électrodes sur la structure photosensible (4) et la portion de matériau isolant, d'un côté de ladite structure photosensible et de ladite portion de matériau isolant qui est opposé au support définitif (20). 20\n<CLM>\1\tCapteur d'image (100) comprenant une matrice de photodétecteurs (10) conformes chacun à l'une quelconque des revendications 1 à 11, les photodétecteurs étant disposés à des croisements de lignes et de colonnes de ladite matrice, et le capteur d'image comprenant en outre un système d'adressage (30) adapté pour sélectionner chaque photodétecteur 25 individuellement, et un système de lecture (40) adapté pour lire le signal électrique de détection qui est transmis par les deux connexions électriques de sortie (Cl, C2) de l'un quelconque des photodétecteurs lorsque ledit photodétecteur est sélectionné par le système d'adressage.\n<CLM>\1\tCapteur d'image (100) selon la revendication 13, ayant un pas de 30 lignes ou de colonnes qui est compris entre 2 pm et 20 pm lorsque chaque - 27 - photodétecteur (10) est efficace pour détecter un rayonnement (R) de longueur d'onde comprise entre 0,8 pm et 15 pm, ou bien ayant un pas de lignes ou de colonnes qui est compris entre 0,1 pm et 2 pm lorsque chaque photodétecteur est efficace pour détecter un rayonnement de longueur d'onde comprise entre 5 0,3 pm et 0,8 pm.