(57)【要約】  本発明は、複数のＮ個の光検出器（Ｐ１、・・・、ＰＮ）（ＮはＮ≧２になるような整数である）を備えるマルチスペクトルセンサ（１００、１００’、１００’’）に関し、各光検出器は、アノード（Ａ１、・・・、ＡＮ）と、関心領域（ＲＩ１、・・・、ＲＩＮ）によって互いから分離されたカソード（Ｃ１、・・・、ＣＮ）とを備え、全てが、半導体材料で製造され、少なくとも１つの電気コンタクト（ＣＡ）が、Ｎ個のアノード（Ａ１、・・・、ＡＮ）のアセンブリのためであって、電気コンタクト（ＣＣ１、・・・、ＣＣＮ）が、Ｎ個のカソードの各々に関連し、該光検出器は、スタックにおける２つの連続する光検出器のアノード（Ａ１、・・・、ＡＮ）及びカソード（Ｃ１、・・・、ＣＮ）並びに最後に関心領域（ＲＩ１、・・・、ＲＩＮ）が向かい合わせに配置されるように互いの上に積み重ねられ、このスタックは、マルチスペクトルセンサの活性面（ＦＡ）と呼ばれ、スタックの光検出器の全てに共通であって、光子がスタックに入ることが意図されるスタックの第１の光検出器（Ｐ１）の第１の関心領域（ＲＩ１）の面によって画定される、面を画定することを可能にする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＮ個の光検出器（Ｐ１、・・・、ＰＮ）（ＮはＮ≧２になるような整数である）を備えるマルチスペクトルセンサ（１００、１００’、１００’’）であって、各光検出器は、アノード（Ａ１、・・・、ＡＮ）と、関心領域（ＲＩ１、・・・、ＲＩＮ）によって互いから分離されたカソード（Ｃ１、・・・、ＣＮ）とを備え、前記アノード、前記カソード、及び前記関心領域は、全て半導体材料から作られ、
前記光検出器は、スタックにおける２つの連続する光検出器のアノード（Ａ１、・・・、ＡＮ）及びカソード（Ｃ１、・・・、ＣＮ）並びに最後に関心領域（ＲＩ１、・・・、ＲＩＮ）が向かい合わせに配置されるように互いの上に積み重ねられ、
このスタックは、前記マルチスペクトルセンサの活性面（ＦＡ）と呼ばれ、前記スタックの前記光検出器の全てに共通であって、光子が前記スタックに入ることが意図される前記スタックの第１の光検出器（Ｐ１）の第１の関心領域（ＲＩ１）の面によって画定される、面を画定することを可能にし、
第１の場合においては、電気コンタクト（ＣＣ１、・・・、ＣＣＮ）が、Ｎ個の前記カソードの各々に関連し、少なくとも１つの電気コンタクト（ＣＡ）が、Ｎ個の前記アノード（Ａ１、・・・、ＡＮ）のためであって、前記スタックにおける連続する前記カソードが、向かい合わせに配置され、そして絶縁層（ＣＩＣ１、・・・、ＣＩＣＮ）によって分離され、或いは
第２の場合においては、電気コンタクト（ＣＡ１、・・・、ＣＡＮ）が、Ｎ個の前記アノードの各々に関連し、少なくとも１つの電気コンタクト（ＣＣ）が、Ｎ個の前記カソードのためであって、前記スタックにおける連続する前記アノードが、向かい合わせに配置され、そして絶縁層（ＣＩＡ１、・・・、ＣＩＡＮ）によって分離される、
マルチスペクトルセンサ（１００、１００’、１００’’）。
【請求項２】
前記スタックにおける２つの連続する光検出器（Ｐｉ、Ｐｉ＋１、１≦ｉ≦Ｎ−１）の間に、向かい合わせに配置された前記関心領域（ＲＩｉ）を分離する絶縁層（ＣＩｉ）を備える、請求項１に記載のマルチスペクトルセンサ（１００、１００’、１００’’）。
【請求項３】
各光検出器（Ｐｉ）は、関連する前記関心領域（ＲＩｉ）内にストリップ（Ｌｉ）を備え、前記ストリップ（Ｌｉ）は、
前記第１の場合においては、少なくとも関連する前記カソードと接触し、このカソードと同じタイプのドーピングで製造され、前記関心領域内で前記アノードに向かって延伸し、
前記第２の場合においては、少なくとも関連する前記アノードと接触し、このアノードと同じタイプのドーピングで製造され、前記関心領域内で前記カソードに向かって延伸する、
請求項１又は２に記載のマルチスペクトルセンサ（１００、１００’、１００’’）。
【請求項４】
前記ストリップ又は各ストリップは、１０ｎｍと５０ｎｍとの間の厚さを有する、請求項３に記載のマルチスペクトルセンサ（１００、１００’、１００’’）。
【請求項５】
前記活性面に位置する、前記スタックの前記第１の光検出器（Ｐ１）の前記関心領域（ＲＩ１）の前記半導体材料のドーピングにおいて濃度勾配（ＧＣ）を有する、請求項１〜４の何れかに記載のマルチスペクトルセンサ（１００、１００’、１００’’）。
【請求項６】
前記活性面（ＦＡ）においてパッシベーション層（ＣＰ）を更に備える、請求項１〜５の何れか一項に記載のマルチスペクトルセンサ（１００、１００’、１００’’）。
【請求項７】
前記パッシベーション層（ＣＰ）は、リンを含む酸化物又はガラスで製造されている、請求項６に記載のマルチスペクトルセンサ（１００、１００’、１００’’）。
【請求項８】
酸化物を使用して製造されるような絶縁層（ＣＩＳ１、・・・、ＣＩＳＮ）が、
前記第１の場合においては、前記カソードの各電気コンタクト（ＣＣ１、・・・、ＣＣＮ）と関連する前記カソード（Ｃ１、・・・、ＣＮ）との間に、前記カソードの前記電気コンタクトと関連する前記カソードとの間にキャパシタを形成するように、
前記第２の場合においては、前記アノードの各電気コンタクト（ＣＡ１、・・・、ＣＡＮ）と関連する前記アノード（Ａ１、・・・、ＡＮ）との間に、前記アノードの前記電気コンタクトと関連する前記アノードとの間にキャパシタを形成するように、
設けられる、請求項１〜７の何れか一項に記載のマルチスペクトルセンサ（１００、１００’、１００’’）。
【請求項９】
各光検出器（Ｐ１、・・・、ＰＮ）に対して、前記関心領域（ＲＩ１、・・・、ＲＩＮ）は、本質的にドープされた半導体材料から製造されている、請求項１〜８の何れか一項に記載のマルチスペクトルセンサ（１００、１００’、１００’’）。
【請求項１０】
各光検出器（Ｐ１、・・・、ＰＮ）に対して、
前記アノード（Ａ１、・・・、ＡＮ）は、Ｐ＋ドープ半導体材料から製造され、
前記カソード（Ｃ１、・・・、ＣＮ）は、Ｎ＋ドープ半導体材料から製造されている、
請求項１〜９の何れか一項に記載のマルチスペクトルセンサ（１００、１００’、１００’’）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチスペクトルセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳタイプの従来のカラー及び／又はマルチスペクトルセンサは、入射放射線の色及び／又はスペクトル組成を測定するための一組の光学フィルタ又は光学分散システムを要求する。従って、スペクトルブレークダウンによってこのようにして得られた画像の品質は、光学フィルタによって行われるラスタ化によって劣化される。このラスタ化は、例えば、高い空間周波数を有するカラー画像に現れるモアレパターンの現象の原因となる。
【０００３】
更に、これらの従来のマルチスペクトルセンサでは、色を検出するためにマルチスペクトルセンサの複数の光検出器が使用されるという事実に起因して、得られる解像度がまた制限される。
【０００４】
従って、これらの問題を解決することが求められた。
【０００５】
これらの問題に対する解決策は、例えば特許文献１に提案される。
【０００６】
特許文献１においては、提案されたマルチスペクトルセンサは、埋込み接合として知られる完全に異なる技術に基づく。
【０００７】
しかし、この技術は特定の制限を有する。
【０００８】
特に、画定され且つ再現性のある接合深さ、及び有意なＳＣＲ（空間電荷領域）を得るために、異なるタイプ（ｎ及びｐ）の２つの連続する半導体領域間のドーピングにおける差は、２０桁程度であることが必要である。
【０００９】
更に、異なるタイプ（ｎ及びｐ）の連続した領域の調整は、所望のドーピングを製造するために、各領域に対して追加の不純物濃度を導入することによって達成される。導入される不純物の濃度は、増加することを終えることはなく、半導体に導入されることができる不純物の限界に急速に達する可能性がある。
【００１０】
実際に、これは、製造を少数の埋込み接合、すなわち５個以下に制限する。その結果、分析されることができる関心波長の数は制限される。
【００１１】
更に、埋込み接合の中性領域において生成された電子‐正孔対は、部分的にのみ光電流の生成に関与する。その結果、このようなマルチスペクトルセンサの量子収率は制限される。
【００１２】
その上、このようなマルチスペクトルセンサの時間応答は、概して貫通電流より大きい拡散電流によって、及び無視することができない値の接合容量によって制限される。
【００１３】
最後に、従来のＣＣＤ又はＣＭＯＳ技術又はより高度ないわゆる埋込み接合技術であっても、単発でマルチスペクトル画像を撮ることは不可能であることに留意すべきである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第５８８３４２１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明によって対処される課題は、上記欠点の少なくとも１つを解決することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この趣旨で、本発明は、複数のＮ個の光検出器（ＮはＮ≧２の整数である）を備えるマルチスペクトルセンサであって、各光検出器は、アノードと、関心領域によって互いから分離されたカソードとを備え、アノード、カソード、及び関心領域は、全て半導体材料から作られ、
該光検出器は、スタックにおける２つの連続する光検出器のアノード及びカソード並びに最後に関心領域が向かい合わせに配置されるように互いの上に積み重ねられ、このスタックは、マルチスペクトルセンサの活性面と呼ばれ、スタックの光検出器の全てに共通であって、光子がスタックに入ることが意図されるスタックの第１の光検出器の第１の関心領域の面によって画定される、面を画定することを可能にし、
第１の場合においては、電気コンタクトが、Ｎ個のカソードの各々に関連し、少なくとも１つの電気コンタクトが、Ｎ個のアノードのためであって、スタックにおける連続するカソードが、向かい合わせに配置され、そして絶縁層によって分離され、或いは
第２の場合においては、電気コンタクトが、Ｎ個のアノードの各々に関連し、少なくとも１つの電気コンタクトが、Ｎ個のカソードのためであって、スタックにおける連続するアノードが、向かい合わせに配置され、そして絶縁層によって分離される、
マルチスペクトルセンサを目的とする。
【００１７】
このマルチスペクトルセンサは、以下の特徴のうちの少なくとも１つを含むことができる。
マルチスペクトルセンサは、スタックにおける２つの連続する光検出器の間に、向かい合わせに配置された関心領域を分離する絶縁層を備える。
各光検出器は、関連する関心領域内にストリップを備え、ストリップは、第１の場合においては、少なくとも関連するカソードと接触し、このカソードと同じタイプのドーピングで製造され、関心領域内でアノードに向かって延伸し、第２の場合においては、少なくとも関連するアノードと接触し、このアノードと同じタイプのドーピングで製造され、関心領域内でカソードに向かって延伸する。
ストリップ又は各ストリップは、１０ｎｍと５０ｎｍとの間の厚さを有する。
マルチスペクトルセンサは、該活性面に位置する、スタックの第１の光検出器の関心領域の半導体材料のドーピングにおいて濃度勾配を有する。
マルチスペクトルセンサはまた、該活性面においてパッシベーション層を備える。
パッシベーション層（ＣＰ）は、リンを含む酸化物又はガラスで製造される。
酸化物で製造されるような絶縁層が、第１の場合においては、カソードの各電気コンタクトと関連するカソードとの間に、カソードの電気コンタクトと関連するカソードとの間にキャパシタを形成するように、第２の場合においては、アノードの各電気コンタクトと関連するアノードとの間に、アノードの電気コンタクトと関連するアノードとの間にキャパシタを形成するように、設けられる。
各光検出器に対して、関心領域は、本質的にドープされた半導体材料から製造される。
各光検出器に対して、アノードは、Ｐ＋ドープ半導体材料から製造され、カソードは、Ｎ＋ドープ半導体材料から製造される。
【００１８】
本発明の他の特徴、目的、及び利点は、実施例として与えられた添付の図面を参照して説明を解読することによって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明によるマルチスペクトルセンサの第１の実施形態を示す。
【図２】本発明によるマルチスペクトルセンサの第２の実施形態を示す。
【図３】本発明によるマルチスペクトルセンサの第３の実施形態を示す。
【図４】本発明によるマルチスペクトルセンサの第４の実施形態を示す。
【図５】変形実施形態を示し、この場合、第１の実施形態に対して示されるが、図１〜図４の４つの実施形態の全てに適用可能である。
【図６】別の変形実施形態を示し、この場合、第１の実施形態に対して表されるが、図１〜図４の４つの実施形態の全て及び図５の変形実施形態に適用可能である。
【図７】その有効性をテストするために数値シミュレーションの対象となる、本発明によるマルチスペクトルセンサを示す。
【図８】図７のマルチスペクトルセンサのスペクトル応答を示す。
【図９】図３のマルチスペクトルセンサのスペクトル応答を示す。
【図１０】図１の実施形態と比較されるための別の実施形態を示す。
【図１１】図３の実施形態と比較されるための別の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明によるマルチスペクトルセンサの第１の実施形態が図１に示される。
【００２１】
マルチスペクトルセンサ１００は、複数のＮ個の光検出器Ｐ１、・・・、ＰＮを備え、ここで、ＮはＮ≧２のような整数である。各光検出器は、アノードＡ１、・・・、ＡＮ、及び関心領域ＲＩ１、・・・、ＲＩＮによって互いから分離されるカソードＣ１、・・・、ＣＮを備える。その上、各光検出器Ｐ１、・・・、ＰＮのために、アノード、カソード、及び関心領域は全て半導体材料から作られる。
【００２２】
マルチスペクトル光検出器１００はまた、Ｎ個のアノードＡ１、・・・、ＡＮの全てのための少なくとも１つの電気コンタクトＣＡ、及びＮ個のカソードの各々に関連する電気コンタクトＣＣ１、・・・、ＣＣＮを備える。
【００２３】
この場合においては、図１に示されるように、共通の電気コンタクトＣＡがアノードＡ１、・・・、ＡＮの全てのために設けられる。実際は、各電気コンタクトＣＡ、ＣＣ１、・・・、ＣＣＮは、金属、金属合金から選択され、又は多結晶シリコンのような縮退ドープ多結晶から作られた材料で製造されることができる。各光検出器Ｐ１、・・・、ＰＮにおける光電流（又は光生成電荷）は、対応する電気コンタクトＣＣ１、・・・、ＣＣＮを介して集められる。この結果、光電流は、カソード間で電荷を再分配することなく別々に集められる。
【００２４】
各光検出器はＰＩＮ構造を有する。
【００２５】
本発明の文脈において、光検出器Ｐ１、・・・、ＰＮはその上また、スタックにおける２つの連続する光検出器のアノード（Ａ１、・・・、ＡＮ）及びカソード（Ｃ１、・・・、ＣＮ）並びに最後に関心領域（ＲＩ１、・・・、ＲＩＮ）が向かい合わせに配置されるように、互いの上に積み重ねられる。言い換えれば、このスタックの２つの光検出器Ｐｉ、Ｐｉ＋１（１≦ｉ≦Ｎ−１）を検討する場合には、アノードＡｉ、Ａｉ＋１は互いに向き合い、カソードＣｉ、Ｃｉ＋１は互いに向き合い、関心領域ＲＩｉ、ＲＩｉ＋１はまた互いに向き合う。
【００２６】
互いに向き合うカソードを絶縁するために、互いに向き合う２つのカソードの間に絶縁層ＣＩＣ１、ＣＩＣ２、・・・、ＣＩＣｉ―１、ＣＩＣｉ、…、ＣＩＣＮ―１が設けられる。これは、所与の光検出器Ｐｉで発生された光電流が別の光検出器に関連するカソードによって集められることを回避することを可能にする。これらの絶縁層の各々は、例えば対応するカソードにおけるＰ＋タイプドーピングでイオン注入によって製造されることができる。
【００２７】
このスタックによれば、マルチスペクトルセンサ１００の活性面ＦＡと呼ばれる、スタックの光検出器の全てに共通であって、スタックの第１の光検出器Ｐ１の第１の関心領域ＲＩ１の面によって画定される、面があることが分かり、それを介して光子がスタックに入るように意図される。
【００２８】
このスタックで、マルチスペクトルセンサ１００の特定の幾何学的パラメータが表されることができる。
【００２９】
この結果、スタックのｉ番目の光検出器のために、活性面ＦＡとスタックのｉ番目の光検出器Ｐ１、・・・、ＰＮとの間に取られる距離ｄｉ（１≦ｉ≦Ｎ）を画定することが可能である（ｄ１＝０の特別な場合は留意すべきである）。この距離ｄｉは、スタックのｉ番目の光検出器がマルチスペクトルセンサ１００内に位置する深さを画定する。
【００３０】
光検出器Ｐｉの厚さｅｉを画定することがまた可能であって、この厚さは特にこの光検出器Ｐｉの関心領域の厚さである。この厚さは、ｅｉ＝ｄｉ＋１−ｄｉ（１≦ｉ≦Ｎ）として表され、その結果、マルチスペクトル光検出器１００の深さ方向に取られる（距離ｄＮ＋１は、マルチスペクトル光検出器１００の活性面ＦＡをその底面ＦＦから隔てる距離に対応することに留意すべきである）。通常、関心領域ＲＩ１、・・・、ＲＩＮのこの厚さｅｉは、数十ｎｍと数ミクロンメータルとの間、例えば２０ｎｍと５ミクロンとの間であってもよい。
【００３１】
実際は、スタックの各関心領域は、関心波長（ベル曲線のピークの波長）を中心とする「ベル」曲線に従って波長を吸収する。
【００３２】
半導体材料の性質が選択されると、光検出器Ｐｉ（１≦ｉ≦Ｎ）がスタック内で位置する深さｄｉ、及びこの光検出器Ｐｉ、より正確には関心領域ＲＩｉの厚さｅｉ（１≦ｉ≦Ｎ）は、関心波長及び「ベル」曲線の半値幅（ピーク付近）の幅を決定することを可能にし、この半値幅は、問題の光検出器の波長選択性を画定する。
【００３３】
スタックの各光検出器Ｐ１、・・・、ＰＮは所与の範囲の関心波長の検出に専念し、マルチスペクトルセンサのマルチスペクトルの性質は本発明の文脈において提案されるように積層された複数の光検出器の存在に由来することが理解される。各光検出器Ｐｉのための電気コンタクトＣＣｉの存在は、要求される逆バイアスを印加するために、及び各光検出器における光生成電気信号を測定することを可能にするために重要であることがまた理解される。
【００３４】
マルチスペクトルセンサ１００の配置は、光検出器の距離ｄｉがスタックの中により深くなると、活性面ＦＡの近くではより短い波長及び深くなるとより長い波長を検出することを可能にすることに留意すべきである
【００３５】
各光検出器Ｐ１、・・・、ＰＮを形成する半導体材料は、分析することが望まれる波長の範囲に応じて選択される。
【００３６】
この結果、シリコン（Ｓｉ）は０．２μｍと１．１μｍとの間の波長範囲に対して、ゲルマニウム（Ｇｅ）は０．２μｍと１．７μｍとの間の波長に対して想定されることができる。
【００３７】
ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）は０．２μｍと０．９μｍとの間の波長範囲に対して想定されることができる。
【００３８】
１μｍ〜１．７μｍの波長範囲に対するインジウムガリウムヒ素（ＩｎＧａＡｓ）、１μｍ〜３．５μｍの波長範囲に対するインジウムヒ素（Ａｓｌｎ）、１μｍ〜６μｍの波長範囲に対するインジウムアンチモン（ＩｎＳｂ）、又は４μｍ〜１３μｍの波長範囲に対するテルル化カドミウム水銀（ＨｇＣｄＴｅ）のような、他の半導体材料が想定されることができる。
【００３９】
半導体材料が選択されると、光検出器Ｐ１、・・・、ＰＮの数Ｎは、マルチスペクトルセンサ１００で分析することが望まれる波長範囲及び所望のブレークダウンの選択性に応じて決定される。
【００４０】
従って、特許文献１において提案された技術とは対照的に、用途によって要求されるスペクトルブレークダウンに応じて、スタックの光検出器の数Ｎを要望されるように増加させることが可能である。
【００４１】
本発明の文脈において、スタックの光検出器の数Ｎは、入射光子の全吸収に対応する値を超える必要がないスタックの全深さ又は厚さによってのみ制限される。実際に、特定の全深さ又は厚さを超えると、光子は完全に吸収され、もはや材料の中に突き進まない。この場合においては、より厚いスタックは無意味である。
【００４２】
実際は、本発明の文脈において、Ｎ＞１０をはるかに超えることは常に可能である。
【００４３】
最後に、スタックの各光検出器Ｐ１、・・・、ＰＮの関心領域ＲＩ１、・・・、ＲＩＮの幅ｌｉ（１≦ｉ≦Ｎ）を画定することが可能である。この幅ｌｉは、スタックの深さに対して垂直に取られる。
【００４４】
光検出器Ｐｉの幅ｌｉの選択は想定される用途に依存する。特定の用途は、空間分解能及び取り込まれた画像の精細度を高めるために、小さい光検出器（依然として画素と呼ばれる）を要求し、すなわち１μｍ２〜６μｍ２の表面積を有する。他の用途は、例えば、低照度条件下で感度を高めるために順番に大型のセンサが要求される（例えば、望遠鏡用の大表面積イメージセンサ）。この結果、画像センサのために、関心領域ＲＩ１、・・・、ＲＩＮのこの幅ｌｉは、数百ナノメートルと数ミクロン、更には数十ミクロンとの間、例えば２００ｎｍと５０ミクロンとの間にすることができる。それはまた、特定のセンサのために、数百ミクロンのオーダー、すなわち２００ミクロンと８００ミクロンとの間にすることができる。それは、単一チャネルマルチスペクトル検出器のために、数ミリメートルから数十ミリメートル、例えば２ｍｍと５０ｍｍとの間にすることができる。
【００４５】
従って、想定される用途は、光検出器の表面積、その結果、関心領域の長さｌｉの値を画定する。
【００４６】
しかし、どのような用途が想定されようとも、本発明の文脈において提案される構造は、優れた量子効率（１の値に近い）を得ることを可能にし、従って、特許文献１において提案されたマルチスペクトルセンサより優れている。
【００４７】
実際に、本発明の文脈においては、各光検出器の構造（ＰＩＮ、このＰＩＮを形成するためのドーピングの選択）、及び使用時に光検出器に印加される逆バイアス値は、ＳＣＲを全長ｌｉに亘って延伸するように調整することを可能にする。この結果、光検出器において生成されるキャリアの全ては、ＳＣＲにおいて広がる電場によって分離され、ＰＩＮを横切る光電流を形成する。光電流成分は本質的には通過成分であって、拡散成分は無視することができる。
【００４８】
ＰＩＮ光検出器の静電容量はＳＣＲに依存し、その値は、実際にＳＣＲが全長ｌｉに亘って延伸するように調整されることができるという事実に起因して、比ｅｉ／ｌｉに非常に正確に比例する。同じ活性表面を有する従来の検出器と比較して、静電容量は比ｅｉ／ｌｉで減少する。
【００４９】
更に、一般的に、光検出器の応答時間は、その静電容量（ＰＩＮ構造、ダイオードの静電容量）及びその浮遊抵抗によって、ＳＣＲにおける電荷の通過時間によって、及び拡散時間（ＳＣＲに到達する前）によって画定される。
【００５０】
一般的に、先行技術の光検出器の場合、応答時間は、拡散時間によって制限され、それは通常、１０−８と１０−９秒との間である。
【００５１】
しかし、本発明の文脈において、拡散時間は、ＳＣＲにおける通過時間に対して無視することができる。
【００５２】
更に本発明の文脈において、光検出器Ｐｉの通過時間は、１０−１１ｓのオーダーであって、光検出器の静電容量及びその浮遊抵抗に起因する応答時間は、１０Ω〜１００Ωで変化するように推定される直列抵抗、及び１０ｎＦ／ＣＭ２の静電容量のために、１０−１６ｓと推定される。
【００５３】
その結果、本発明の文脈において、光検出器の応答時間は、最終的には光検出器ＰｉのＳＣＲにおける唯一の通過時間によって決定される。
【００５４】
従って、光検出器Ｐｉの応答時間を、この光検出器Ｐｉの選択性を何も変更することなく、先行技術において、特に特許文献１において提案されたものに対して、改善することが可能である。注意すべきことに、この選択性は、厚さｅｉによって決定されるだけでなく、深さｄｉによっても決定される。全体としてのマルチスペクトルセンサ１００の応答時間に対して、これはスタックの光検出器の最長応答時間に対応する。
【００５５】
通常、比ｅｉ／ｌｉは、長い波長を検知することが意図される深さにおける、小さい表面積を有する活性面ＦＡを有する光検出器Ｐｉ（例えば、厚さｅｉ＝５μｍ及び幅ｌｉ＝０．５μｍ）のために、１０のオーダーにすることができる。この比ｅｉ／ｌｉは、短い波長を検知することが意図される表面（低い又はゼロの深さ）における、大きい表面積を有する活性面を有する光検出器Ｐｉ（例えば、厚さｅｉ＝５０ｎｍ及び幅ｌｉ＝５０μｍ）のために、１０−３のオーダーにすることができる。
【００５６】
最後に、先行技術とは対照的に、単発でマルチスペクトル分析を実行することが可能であることが理解される。実際は、本発明の文脈において考慮されるスタック、及び電気コンタクトが各カソードに関連するという事実が、これを可能にする。
【００５７】
どのような半導体材料が選択されようとも、マルチスペクトル光検出器１００の製造は、本質的にドープされた半導体材料、例えばシリコンから始めて、ＰＮ光検出器（スタックが製造される場合の最も深い光検出器）のエピタキシで開始することができる。エピタキシ条件は、光検出器ＰＮの厚さｅＮを決定することを可能にする。そして、アソードＡＮは、Ｐドーピングが行われることを可能にするイオン注入によって有利には製造される。そして、カソードＣＮは、Ｎドーピングが行われることを可能にするイオン注入によって有利には製造される。
【００５８】
そして、絶縁Ｐ＋ドーピング（層ＣＩＣＮ―１に対応する）が、カソードＣＮの上にカソードＣＮ―１をそれから絶縁するために、イオン実装によって行われ、これは、後にカソードＣＮ―１を製造することが意図される。
【００５９】
そして、スタックの他の光検出器ＰＮ―１からＰ１を製造するためにステップが繰り返される。
【００６０】
そして、電気コンタクトは、従来のコンタクト及びメタライゼーション方法によって製造される。
【００６１】
マルチスペクトルセンサ１００を製造するための方法は、実際の実施例、特に、異なるカソードの電気コンタクトがＣＩ、ＣＭＯＳ、又はＢｉＣＭＯＳの「プレーナ」製造技術と互換性があるように配置される方法の文脈で、以下により詳細に説明される。
【００６２】
本発明の第２の実施形態が図２に示される。
【００６３】
それは、マルチスペクトル光検出器１００’内の、スタックにおける、２つの連続する光検出器Ｐｉ、Ｐｉ＋１（１≦ｉ≦Ｎ−１）の間の、互いに向き合う関心領域ＲＩｉを分離する追加の絶縁層ＣＩ１、ＣＩ２、・・・、ＣＩｉ−１、ＣＩｉ、・・・、ＣＩＮの存在によって第１の実施形態とは異なる。
【００６４】
このような絶縁層の目的は、スタック内の１つの光検出器から別の光検出器への電荷キャリアの通過を制限することである。その効果は、キャリアを、それらが光生成される光検出器Ｐｉにおいて閉じ込めることである。その結果、それは、異なる光検出器Ｐ１、・・・、ＰＮ間のキャリアの漏れ（より一般的には「クロストーク」として知られる）を制限することができる。
【００６５】
このようなＣＩＮ層はまた、スタックの底部に設けられることができる。
【００６６】
実際は、入射放射線と光検出器Ｐｉの関心領域ＲＩｉとの間の相互作用によって生成される光キャリアは、この光検出器において循環する電気信号に寄与するために、問題の光検出器のアノードＡｉとカソードＣｉとの間に印加される電場（水平、光検出器の深さＰに対して画定される方向と垂直な方向に配向）によって加速される。
【００６７】
しかし、光キャリアがＳＣＲを横切る間（光検出器Ｐｉに関連するアノードとカソードとの間）に受ける衝突は、特に電位の水平勾配が低い場合においては、散乱の問題を引き起こす可能性がある。そして、この散乱は、光検出器Ｐｉにおいて生成される特定の光キャリアがスタックの別の光検出器において見出されることを意味し得る。
【００６８】
更に、マルチスペクトルセンサ１００の構造が垂直方向の電位勾配を作り出すようなものである場合、様々な光検出器Ｐ１、・・・、ＰＮにおける光生成キャリアは、それらの水平方向の軌道から偏向して混合する可能性がある。
【００６９】
これは、スタックの各光検出器のスペクトル応答の選択性（異なる波長を分離する能力）を低下させる可能性がある。
【００７０】
このような層を製造するために、最も簡単な方法は、光検出器ＰＮが製造される場合に（上記参照）、関心領域ＲＩＮにおいて、所与の厚さに亘ってドーピングを提供するイオン注入（例えばＰタイプドーピング）を実行することである。
【００７１】
そして、これが各光検出器ＰＮ−１からＰ１のために繰り返される。
【００７２】
第３の実施形態が図３に示される。
【００７３】
第３の実施形態は、関心領域ＲＩｉにおいて（ｉが１からＮの間で選択される）、図３に示されるように、有利には、これらの関心領域ＲＩｉの各々において、ストリップＬ１、Ｌ２、・・・、Ｌｉ、・・・、ＬＮの存在によって第２の実施形態と異なる。このストリップ又は各ストリップは、対応するカソードＣｉと接触し、対応するアノードＡｉに向かって延伸する。ストリップＬｉがアノードＡｉと接触しない図３に示されるように、このストリップが対応するアノードと、これが必須ではない場合でも接触するようになることが想定されることができる。このストリップ又は各ストリップは、対応するカソードと同じタイプのドーピングであるが、より低いドーピングで製造される。
【００７４】
このようなストリップＬの興味は、それが光生成キャリアを関連するその光検出器又は各光検出器Ｐｉにより良好に閉じ込めることを可能にするという事実に存する。その結果、これは、使用時に、アノードとカソードとの間に印加される逆バイアスを低減することによって、長さｌｉに亘って可能な限り延伸するＳＣＲを有することを可能にする。従って、エネルギー消費は低減する。
【００７５】
この目的のために、ストリップＬｉは有利には１０ｎｍと５０ｎｍとの間の厚さ（マルチスペクトルセンサの深さＰに応じて画定される）を有する。
【００７６】
勿論、第１の実施形態から出発してこれらのストリップを追加することによって、このようなストリップを含む変形実施形態を想定することがまた可能である。しかし、この場合においては、図３の図式は、スタックにおいて互いに続く関心領域ＲＩ１、ＲＩ２、・・・、ＲＩｉ−１、ＲＩｉ、・・・、ＲＩＮ−１の間の絶縁層ＣＩ１、ＣＩ２、・・・、ＣＩｉ−１、ＣＩｉ、・・・、ＣＩＮ−１なしで、更に層ＣＩＮなしで結果として得られる。
【００７７】
第４の実施形態が図４に示される。
【００７８】
第４の実施形態は、各電気コンタクトＣＣ１、・・・、ＣＣＮと関連するカソードＣ１、・・・、ＣＮとの間の電気絶縁層ＣＩＳ１、・・・、ＣＩＳＮの存在によって第１の実施形態と異なる。
【００７９】
これは、電気コンタクトと関連するカソードとの間にキャパシタを形成することを可能にする。有利には、この電気絶縁層ＣＩＳ１、・・・、ＣＩＳＮは、酸化物で製造される。そして特に、電気コンタクトが金属又は縮退ドープ多結晶（例えば、ポリＳｉ）から作られる場合には、ＭＯＳ（金属酸化膜半導体）キャパシタが形成される。
【００８０】
この実施形態においては、各光検出器Ｐ１、・・・、ＰＮのカソードＣ１、・・・、ＣＮは、マルチスペクトル光検出器１００’’の絶縁時間中に生成された電荷が蓄積されるポテンシャル井戸を形成する。そして、これらの蓄積される電荷は、所望の場合には、ＭＯＳキャパシタに適切な電圧を印加することによって読み取り装置（図示されない）に転送されることができる。
【００８１】
ＭＯＳキャパシタの静電容量の値は、電気絶縁層の厚さ及びその表面積に依存する。その表面積は、スタックの光検出器Ｐ１、・・・、ＰＮの厚さｅｉに関連する。更に、通常、電気絶縁層ＣＩＳ１、・・・、ＣＩＳＮは、２ｎｍと５０ｎｍとの間の厚さを有する。
【００８２】
この第４の実施形態では、スタックの各光検出器Ｐ１、・・・、ＰＮはＣＣＤ光検出器（「Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ（電荷結合素子）」を意味する頭字語）を構成することが理解される。
【００８３】
従って、この第４の実施形態で提案される設計では、ＣＣＤ技術に分類されることができるが、本発明の文脈において提案される設計によって達成される利点の全てを有するマルチスペクトル光検出器１００’’が画定される。
【００８４】
実際に、マルチスペクトルセンサＰ１、Ｐ２、・・・、Ｐｉ、・・・、ＰＮのエピタキシが最初に行われる。そして、トレンチが、マスクを通してエピタキシャル厚さにおいて所望の位置に製造される。そして、製造されたトレンチの側面が、有利には熱酸化によって酸化され、金属ゲートが各光検出器Ｐｉのために堆積される。このゲートは、有利にはドープポリシリコンのような縮退ドープ多結晶から作られる。
【００８５】
有利には、単一層のポリシリコンが、光検出器Ｐｉの全てのためのゲートとして機能する。
【００８６】
変形においては、光検出器Ｐｉのゲートは、絶縁層によって互いから分離される。この場合においては、光検出器ＰＮのゲートが最初に堆積され、続いて絶縁層が堆積される。
そして、これらのステップは、各光検出器ＰＮ−１〜Ｐ１のために繰り返される。
【００８７】
これは、有利には、アノード及びカソードを形成することを目的とするドーピングの後に行われる。
【００８８】
実際に、電気絶縁層を製造するためのシリコンの場合においては、以下の誘電体、すなわち酸化シリコン（ＳｉＯ２）又は窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）が想定されることができる。
【００８９】
この第４の実施形態は、勿論、図２の実施形態の層ＣＩ１、・・・、ＣＩＮを含むことができ、その上、これは、図４に示されものである。変形として、それはまた、図３を支持して説明されたストリップを含むことができる。
【００９０】
しかし、本発明の文脈においては、層ＣＩ１、・・・、ＣＩＮを設けることは必須ではない（示されない場合）。
【００９１】
図５は、上記で説明された４つの実施形態に適用可能な変形を表す。
【００９２】
しかし、それは第１の実施形態を参照して供給される。
【００９３】
この変形においては、濃度勾配ＧＣが、活性面ＦＡにおいて、スタックの第１の光検出器Ｐ１の関心領域ＲＩ１の半導体材料のドーピングで与えられる。
【００９４】
これは、表面に不純物を注入すること、又は表面に堆積されたドープ層から不純物を拡散することの何れかによって製造されることができる。
【００９５】
この濃度勾配の目的は、最短の関心波長に専念された第１の関心領域ＲＩ１における量子効率を向上させることである。実際は、この濃度勾配に起因して、光生成電荷は、活性面ＦＡに近い再結合中心から離れる。
【００９６】
図６は、上記で説明された４つの実施形態に適用可能な他の変形を表す。
【００９７】
しかし、それは第１の実施形態を参照して供給される。
【００９８】
この変形においては、マルチスペクトル光検出器は、活性面ＦＡにおいてパッシベーション層ＣＰを備える。
【００９９】
パッシベーション層ＣＰは、リンを含む酸化物又はガラスで製造されることができる。
【０１００】
このパッシベーション層は、外部環境（例えば、湿気又は腐食）からの起こりうる攻撃に対してマルチスペクトル検出器を保護することができる。
【０１０１】
それはまた、活性面における界面状態を減少させることを可能にする。実際は、第１の光検出器Ｐ１の材料の第１の原子層における原子は、活性面において、例えばＳｉ／ＳｉＯ２界面に対して不完全な又は懸垂的な結合を有する。パッシベーション層が存在しない場合、これらの懸垂的な結合は、量子効率を低下させ、ノイズを発生させる再結合中心を構成する。
【０１０２】
特にリンケイ酸ガラスがこのパッシベーション層ＣＰを形成するために使用される場合には、それらはまた、イオン電荷欠陥を抑えることができる。
【０１０３】
最後に、別の変形によれば、想定される実施形態に関係なく、図５に示されるような濃度勾配と図６に示されるようなパッシベーション層との両方を提供することが可能である。
【０１０４】
実施例
この実施例は、Ｎ＝９の積層された光検出器を有する図５の構造に基づく。しかし、図７は、この実施例のためのより正確にマルチスペクトルセンサの構造を示す。特に、様々なコンタクトの製造が示される。
【０１０５】
以下の表１は、各光検出器Ｐｉに対する、その幅ｌｉ及びその厚さｅｉを列挙する（１≦ｉ≦９）。各光検出器Ｐｉの深さｄｉは、スタックにおいてそれに先行する各光検出器の厚さの累積値から推定されることができる。
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【０１０６】
活性面ＦＡは、１μｍ２の表面積を有する。ｌｉは１ミクロンの値を有するので、これは、図７の図面の平面に垂直な平面において活性面が正方形の形状を有することを意味する。
【０１０７】
光検出器はシリコンから作られる。
【０１０８】
製造方法の説明
方法は、１ｃｍ３当たり１０１５個の原子でＰドープされたシリコン基板から開始する。
【０１０９】
ホウ素は、ドーピングが３０ｎｍの厚さに亘って５×１０１７ｃｍ―３になるようなドーズ量で表面全体に亘って注入される。
【０１１０】
厚さｅ９＝３μｍを有する（最も深い）光検出器Ｐ９の製造
１．５μｍの厚さに亘って１０１４ａｔ．ｃｍ−３のホウ素でドープされた結晶性シリコン層のエピタキシ。
感光性樹脂の堆積及びフォトリソグラフィによって、マスクを使用してアノード及びカソード領域を画定。
これらのマスクを通して少なくとも１０１９ａｔ．ｃｍ−３に等しいドーピングでそれぞれＰ＋及びＮ＋を注入。
１．４８５μｍの厚さに亘って１０１４ａｔ．ｃｍ−３のホウ素でドープされた結晶性シリコン層のエピタキシ。
感光性樹脂の堆積及びフォトリソグラフィによって、マスクを使用してアノード及びカソード領域を画定。
これらのマスクを通して少なくとも１０１９ａｔ．ｃｍ−３に等しいドーピングでそれぞれＰ＋（アソード）及びＮ＋（カソード）を注入。
３０ｎｍの厚さに亘って１０１４ａｔ．ｃｍ−３のホウ素でドープされた結晶性シリコン層のエピタキシ。
以前と同じマスクを使用し、１０１９ａｔ．ｃｍ−３でＰ＋を注入することによって、アノード領域を画定。
カソードの絶縁のための注入領域（層ＣＩＣＮ−１）とカソードＣ９が活性面ＦＡまで上昇することを可能にするカラムとを画定。そして、感光性樹脂の堆積及びフォトリソグラフィによって、Ｐ＋注入絶縁領域が、マスクで画定されるべきである。１０２０ａｔ．ｃｍ−３でのＰ＋注入が、このマスクを通して製造される。この注入は、３０ｎｍの厚さを有する。
別のマスクが、Ｃ９に対応するカラムを構成する、１０１９ａｔ．ｃｍ−３でのＮ＋領域が画定されることを可能にする。
【０１１１】
厚さｅ８＝３μｍを有する光検出器Ｐ８の製造
１．５μｍの厚さに亘って１０１４ａｔ．ｃｍ−３のホウ素でドープされた結晶性シリコン層のエピタキシ。
感光性樹脂の堆積及びフォトリソグラフィによって、マスクを使用して、アノード及びカソード領域並びにＣ９の上昇カラムを取り囲むカソードの領域における絶縁クラウンを画定。
これらのマスクを通して少なくとも１０１９ａｔ．ｃｍ−３に等しいドーピングでそれぞれＰ＋（アソード）及びＮ＋（カソード）を注入。
１０２０ａｔ．ｃｍ−３でドープされたＰ＋の絶縁クラウンを通して注入。
１．４７μｍの厚さに亘って１０１４ａｔ．ｃｍ−３のホウ素でドープされた結晶性シリコン層のエピタキシ。
感光性樹脂の堆積及びフォトリソグラフィによって、マスクを使用して、アノード及びカソード領域並びにＣ９の上昇カラムを取り囲むカソードの領域における絶縁クラウンを画定。
マスクを通して少なくとも１０１９ａｔ．ｃｍ−３に等しいドーピングでそれぞれＰ＋（アソード）及びＮ＋（カソード）を注入。
１０２０ａｔ．ｃｍ−３でドープされたＰ＋の絶縁クラウンを通して注入。
３０ｎｍの厚さに亘って１０１４ａｔ．ｃｍ−３のホウ素でドープされた結晶性シリコン層のエピタキシ。
以前と同じマスクを使用し、１０１９ａｔ．ｃｍ−３でＰ＋を注入することによって、アノード領域を画定。
カソードの絶縁のための注入領域とカソードＣ８及びＣ９が活性面ＦＡまで上昇することを可能にするカラムとを画定。そして、感光性樹脂の堆積及びフォトリソグラフィによって、Ｐ＋注入絶縁領域が、マスクで画定されるべきである。１０２０ａｔ．ｃｍ−３でのＰ＋注入が、このマスクを通して製造される。この注入は、３０ｎｍの厚さを有する。
別のマスクが、Ｃ８及びＣ９に対応するカラムを構成する、１０１９ａｔ．ｃｍ−３でのＮ＋領域が画定されることを可能にする。
【０１１２】
厚さｅ７＝２μｍを有する光検出器Ｐ７の製造
１μｍの厚さに亘って１０１４ａｔ．ｃｍ−３のホウ素でドープされた結晶性シリコン層のエピタキシ。
感光性樹脂の堆積及びフォトリソグラフィによって、マスクを使用して、アノード及びカソード領域並びにＣ８及びＣ９の上昇カラムを取り囲むカソードの領域における絶縁クラウンを画定。
マスクを通して少なくとも１０１９ａｔ．ｃｍ−３に等しいドーピングでそれぞれＰ＋（アソード）及びＮ＋（カソード）を注入。
１０２０ａｔ．ｃｍ−３でドープされたＰ＋の絶縁クラウンを通して注入。
０．９７μｍの厚さに亘って１０１４ａｔ．ｃｍ−３のホウ素でドープされた結晶性シリコン層のエピタキシ。
感光性樹脂の堆積及びフォトリソグラフィによって、マスクを使用して、アノード及びカソード領域並びにＣ８及びＣ９の上昇カラムを取り囲むカソードの領域における絶縁クラウンを画定。
マスクを通して少なくとも１０１９ａｔ．ｃｍ−３に等しいドーピングでそれぞれＰ＋（アソード）及びＮ＋（カソード）を注入。
１０２０ａｔ．ｃｍ−３でドープされたＰ＋の絶縁クラウンを通して注入。
３０ｎｍの厚さに亘って１０１４ａｔ．ｍ−３のホウ素でドープされた結晶性シリコン層のエピタキシ。
以前と同じマスクを使用し、１０１９ａｔ．ｃｍ−３でＰ＋を注入することによって、アノード領域を画定。
カソードの絶縁のための注入領域とカソードＣ７、Ｃ８、及びＣ９が活性面ＦＡまで上昇することを可能にするカラムとを画定。そして、感光性樹脂の堆積及びフォトリソグラフィによって、Ｐ＋注入絶縁領域が、マスクで画定されるべきである。１０２０ａｔ．ｃｍ−３でのＰ＋注入が、このマスクを通して実行される。この注入は、３０ｎｍの厚さを有する。
別のマスクが、Ｃ７、Ｃ８、及びＣ９に対応するカラムを構成する、１０１９ａｔ．ｃｍ−３でのＮ＋領域が画定されることを可能にする。
【０１１３】
厚さｅ６＝３００ｎｍを有する光検出器Ｐ６の製造
２７０ｎｍの厚さに亘って１０１４ａｔ．ｍ−３のホウ素でドープされた層のエピタキシ。
感光性樹脂の堆積及びフォトリソグラフィによって、マスクを使用して、アノード及びカソード領域並びにＣ７、Ｃ８、及びＣ９の上昇カラムを取り囲むカソードの領域における絶縁クラウンを画定。
マスクを通して少なくとも１０１９ａｔ．ｃｍ−３に等しいドーピングでそれぞれＰ＋（アソード）及びＮ＋（カソード）を注入。
１０２０ａｔ．ｃｍ−３でドープされたＰ＋の絶縁クラウンを通して注入。
３０ｎｍの厚さに亘って１０１４ａｔ．ｍ−３のホウ素でドープされた結晶性シリコン層のエピタキシ。
以前と同じマスクを使用し、１０１９ａｔ．ｃｍ−３でＰ＋を注入することによって、アノード領域を画定。
カソードの絶縁のための注入領域とカソードＣ６、Ｃ７、Ｃ８、及びＣ９が活性面ＦＡまで上昇することを可能にするカラムとを画定。そして、感光性樹脂の堆積及びフォトリソグラフィによって、Ｐ＋注入絶縁領域が、マスクで画定されるべきである。１０２０ａｔ．ｃｍ−３でのＰ＋注入が、このマスクを通して実行される。この注入は、３０ｎｍの厚さを有する。
別のマスクが、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、及びＣ９に対応するカラムを構成する、１０１９ａｔ．ｃｍ−３でのＮ＋領域が画定されることを可能にする。
【０１１４】
厚さｅ５＝２００ｎｍを有する光検出器Ｐ５の製造
１７０ｎｍの厚さに亘って１０１４ａｔ．ｍ−３のホウ素でドープされた層のエピタキシ。
感光性樹脂の堆積及びフォトリソグラフィによって、マスクを使用して、アノード及びカソード領域並びにＣ６、Ｃ７、Ｃ８、及びＣ９の上昇カラムを取り囲むカソードの領域における絶縁クラウンを画定。
マスクを通して少なくとも１０１９ａｔ．ｃｍ−３に等しいドーピングでそれぞれＰ＋（アソード）及びＮ＋（カソード）を注入。
１０２０ａｔ．ｃｍ−３でドープされたＰ＋の絶縁クラウンを通して注入。
３０ｎｍの厚さに亘って１０１４ａｔ．ｍ−３のホウ素でドープされた結晶性シリコン層のエピタキシ。
以前と同じマスクを使用し、１０１９ａｔ．ｃｍ−３でＰ＋を注入することによって、アノード領域を画定。
カソードの絶縁のための注入領域とカソードＣ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、及びＣ９が活性面ＦＡまで上昇することを可能にするカラムとを画定。そして、感光性樹脂の堆積及びフォトリソグラフィによって、Ｐ＋注入絶縁領域が、マスクで画定されるべきである。１０２０ａｔ．ｃｍ−３でのＰ＋注入が、このマスクを通して実行される。この注入は、３０ｎｍの厚さを有する。
別のマスクが、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、及びＣ９に対応するカラムを構成する、１０１９ａｔ．ｃｍ−３でのＮ＋領域が画定されることを可能にする。
【０１１５】
厚さｅ４＝２００ｎｍを有する光検出器Ｐ４の製造
１７０ｎｍの厚さに亘って１０１４ａｔ．ｍ−３のホウ素でドープされた層のエピタキシ。
感光性樹脂の堆積及びフォトリソグラフィによって、マスクを使用して、アノード及びカソード領域並びにＣ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、及びＣ９の上昇カラムを取り囲むカソードの領域における絶縁クラウンを画定。
マスクを通して少なくとも１０１９ａｔ．ｃｍ−３に等しいドーピングでそれぞれＰ＋（アソード）及びＮ＋（カソード）を注入。
１０２０ａｔ．ｃｍ−３でドープされたＰ＋の絶縁クラウンを通して注入。
３０ｎｍの厚さに亘って１０１４ａｔ．ｍ−３のホウ素でドープされた結晶性シリコン層のエピタキシ。
以前と同じマスクを使用し、１０１９ａｔ．ｃｍ−３でＰ＋を注入することによって、アノード領域を画定。
カソードの絶縁のための注入領域とカソードＣ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、及びＣ９が活性面ＦＡまで上昇することを可能にするカラムとを画定。そして、感光性樹脂の堆積及びフォトリソグラフィによって、Ｐ＋注入絶縁領域が、マスクで画定されるべきである。１０２０ａｔ．ｃｍ−３でのＰ＋注入が、このマスクを通して実行される。この注入は、３０ｎｍの厚さを有する。
別のマスクが、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、及びＣ９に対応するカラムを構成する、１０１９ａｔ．ｃｍ−３でのＮ＋領域が画定されることを可能にする。
【０１１６】
厚さｅ３＝１００ｎｍを有する光検出器Ｐ３の製造
７０ｎｍの厚さに亘って１０１４ａｔ．ｍ−３のホウ素でドープされた層のエピタキシ。
感光性樹脂の堆積及びフォトリソグラフィによって、マスクを使用して、アノード及びカソード領域並びにＣ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、及びＣ９の上昇カラムを取り囲むカソードの領域における絶縁クラウンを画定。
マスクを通して少なくとも１０１９ａｔ．ｃｍ−３に等しいドーピングでそれぞれＰ＋（アソード）及びＮ＋（カソード）を注入。
１０２０ａｔ．ｃｍ−３でドープされたＰ＋の絶縁クラウンを通して注入。
３０ｎｍの厚さに亘って１０１４ａｔ．ｍ−３のホウ素でドープされた結晶性シリコン層のエピタキシ。
以前と同じマスクを使用し、１０１９ａｔ．ｃｍ−３でＰ＋を注入することによって、アノード領域を画定。
カソードの絶縁のための注入領域とカソードＣ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、及びＣ９が活性面ＦＡまで上昇することを可能にするカラムとを画定。そして、感光性樹脂の堆積及びフォトリソグラフィによって、Ｐ＋注入絶縁領域が、マスクで画定されるべきである。１０２０ａｔ．ｃｍ−３でのＰ＋注入が、このマスクを通して実行される。この注入は、３０ｎｍの厚さを有する。
別のマスクが、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、及びＣ９に対応するカラムを構成する、１０１９ａｔ．ｃｍ−３でのＮ＋領域が画定されることを可能にする。
【０１１７】
厚さｅ２＝１００ｎｍを有する光検出器Ｐ２の製造
７０ｎｍの厚さに亘って１０１４ａｔ．ｍ−３のホウ素でドープされた層のエピタキシ。
感光性樹脂の堆積及びフォトリソグラフィによって、マスクを使用して、アノード及びカソード領域並びにＣ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、及びＣ９の上昇カラムを取り囲むカソードの領域における絶縁クラウンを画定。
マスクを通して少なくとも１０１９ａｔ．ｃｍ−３に等しいドーピングでそれぞれＰ＋（アソード）及びＮ＋（カソード）を注入。
１０２０ａｔ．ｃｍ−３でドープされたＰ＋の絶縁クラウンを通して注入。
３０ｎｍの厚さに亘って１０１４ａｔ．ｍ−３のホウ素でドープされた結晶性シリコン層のエピタキシ。
以前と同じマスクを使用し、１０１９ａｔ．ｃｍ−３でＰ＋を注入することによって、アノード領域を画定。
カソードの絶縁のための注入領域とカソードＣ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、及びＣ９が活性面ＦＡまで上昇することを可能にするカラムとを画定。そして、感光性樹脂の堆積及びフォトリソグラフィによって、Ｐ＋注入絶縁領域が、マスクで画定されるべきである。１０２０ａｔ．ｃｍ−３でのＰ＋注入が、このマスクを通して実行される。この注入は、３０ｎｍの厚さを有する。
別のマスクが、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、及びＣ９に対応するカラムを構成する、１０１９ａｔ．ｃｍ−３でのＮ＋領域が画定されることを可能にする。
【０１１８】
厚さｅ１＝５０ｎｍを有する光検出器Ｐ１の製造
３５ｎｍの厚さに亘って１０１４ａｔ．ｍ−３のホウ素でドープされた層のエピタキシ。
感光性樹脂の堆積及びフォトリソグラフィによって、マスクを使用して、アノード及びカソード領域並びにＣ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、及びＣ９の上昇カラムを取り囲むカソードの領域における絶縁クラウンを画定。
マスクを通して少なくとも１０１９ａｔ．ｃｍ−３に等しいドーピングでそれぞれＰ＋（アソード）及びＮ＋（カソード）を注入。
１０２０ａｔ．ｃｍ−３でドープされたＰ＋の絶縁クラウンを通して注入。
【０１１９】
活性面ＦＡにおける濃度勾配（ＧＡ）の注入
活性面ＦＡ全体に亘って、１０１７ａｔ．ｃｍ−３でのＰドーピングを注入。
【０１２０】
パッシベーション層（ＣＰ）の製造
第１の熱処理は、様々なエピタキシにおけるドーパントを活性化するために実行される。この処理は、１０００℃の「ｆａｓｔ  ｒｔｐ」タイプにすることができる。例えば、温度上昇（「ランプアップ」）が、中性雰囲気下で、３００℃／分で６００℃から１０００℃まで実行されることができる。そして、僅かに酸化性雰囲気（窒素９０％及び酸素１０％）において１０００℃で３０秒のプラトーがある。そして、温度降下（「ランプダウン」）が、中性雰囲気下で、３００℃／分で６００℃まで実行される。最後に、厚さ５００ｎｍのリンケイ酸ガラス（ＰＳＧ：８％のリンを有するＳｉＯ２）の堆積が行われ、続いて、９０％のＮ２及び１０％のＨ２の雰囲気下で、３０分間６００℃でアニールする。
【０１２１】
メタライゼーション及びコンタクトの画定
このステップは、カソードの各々と接触させて、それらを同じチップにおいて製造されることが意図される読取り電子機器に接続するために使用される。それはまた、アノードを接続し、マルチスペクトルセンサ１００の動作のために要求されるバイアスを固定することを可能にする。
【０１２２】
製造方法の終了。
【０１２３】
以前に示されたように、上記で説明された製造方法は、異なるカソードコンタクト間の接合及び絶縁がなされる方法により、ＣＩ、ＣＭＯＳ、又はＢｉＣＭＯＳを製造するための「プレーナ」技術と互換性があることに留意すべきである。
【０１２４】
図８は、図７のマルチスペクトルセンサの、数値シミュレーションによって得られたスペクトル応答曲線を示す。
【０１２５】
しかし、実際には、これが機能するために、５Ｖと１０Ｖとの間のバイアスが、アノードとカソードの間におそらく印加されるべきである。
【０１２６】
別の実施例
図７に一致するが、図３で提案されるように、関心領域間にストリップＬｉ及び絶縁層ＣＩｉを有するマルチスペクトルセンサがまたシミュレートされる。
【０１２７】
このような構造を製造するための方法は、ストリップが各光検出器に関心領域間の絶縁層と同様に設けられるべきであるという事実を除いて、図７の構造を製造するために以前に説明されたものと同様である。
【０１２８】
この趣旨で、各ストリップＬｉは２０ｎｍの厚さを有する。
【０１２９】
この目的のために、光検出器Ｐｉのエピタキシは幾つかのステップでなされる。光検出器のエピタキシは、前述の実施例の光検出器Ｐ９の場合にように実行される。そして、マスクが、感光性樹脂の堆積及びフォトリソグラフィによって、アノード、カソード、及びストリップ領域のために画定される。そして、各領域に対応するマスクを通して、イオン注入が行われる。ストリップのために、注入は、カソードと同じタイプのドーピングでなされることができるが、カソードのドーピングより低いドーピングでなされることができる。そして、エピタキシは、光検出器ＰＮのための目標厚さまで続ける。最後に、絶縁注入が行われる（カソード及び関心領域）。
【０１３０】
これは、スタックの各光検出器のために繰り返される。
【０１３１】
このようなマルチスペクトルセンサは、単にアノードとカソードとの間に弱い逆バイアスを必要とする。この場合においては、以前に説明された特定の構造は、ゼロ逆バイアス（０ボルト）で動作することができる。
【０１３２】
図９は、このようなマルチスペクトルセンサの数値シミュレーションによって得られたスペクトル応答曲線を示す。
【０１３３】
変形を含む上記で説明された実施形態の全てにおいて、マルチスペクトルセンサは、問題の光検出器のカソードにおいて光生成電荷を回収するように設計されることに留意すべきである。
【０１３４】
これは、１つのコンタクトＣＣｉがカソードＣｉごとに設ける理由を説明する。これはまた、共通コンタクトＣＡがアノードの全てのために設けられることができる理由を説明する。
【０１３５】
しかし、アノードごとに１つのアノードコンタクトを設けることは完全に可能である（示されない）。
【０１３６】
更に、本発明によるマルチスペクトルセンサは、各光検出器Ｐｉにおいて光生成された電荷をアノードにおいて回収することができる。
【０１３７】
この場合においては、図１０に示されるように、アノードがあるのと同じ数のアノードコンタクトＣＡ１、ＣＡ２、・・・、ＣＡｉ、・・・、ＣＡＮが設けられるべきである。従って、絶縁層ＣＩＡ１、ＣＩＡ２、・・・、ＣＩＡｉ−１、ＣＩＡｉ、・・・、ＣＩＡＮ−１が、スタックにおいて互いに向き合うアノード間に設けられる。
【０１３８】
この場合においても、勿論、カソードごとに１つのコンタクトが設けられることができるとしても、カソードのために共通のコンタクトＣＣを設けることが可能である。
【０１３９】
図１０は図１と比較されるべきである。
【０１４０】
この変更は、本発明によるマルチスペクトルセンサの動作に影響を及ぼさない。実際は、それは、単に問題の光検出器によって光生成された電荷を回収するための代替設計を本明細書に伴う。
【０１４１】
このために、本発明はまた、複数のＮ個の光検出器Ｐ１、・・・、ＰＮ（ＮはＮ≧２になるような整数である）を備えるマルチスペクトルセンサ１００であって、各光検出器は、アノードＡ１、・・・、ＡＮと、関心領域ＲＩ１、・・・、ＲＩＮによって互いから分離されたカソードＣ１、・・・、ＣＮとを備え、アノード、カソード、及び関心領域は、全て半導体材料から作られ、
該光検出器は、スタックにおける２つの連続する光検出器のアノードＡ１、・・・、ＡＮ及びカソードＣ１、・・・、ＣＮ並びに最後に関心領域ＲＩ１、・・・、ＲＩＮが向かい合わせに配置されるように互いの上に積み重ねられ、このスタックは、マルチスペクトルセンサの活性面ＦＡと呼ばれ、スタックの光検出器の全てに共通であって、光子がスタックに入ることが意図されるスタックの第１の光検出器Ｐ１の第１の関心領域ＲＩ１の面によって画定される、面を画定することを可能にし、
電気コンタクトＣＡ１、・・・、ＣＡＮが、Ｎ個のアノードの各々に関連し、スタックにおける連続するアノードが、向かい合わせに配置され、そして絶縁層ＣＩＡ１、・・・、ＣＩＡＮによって分離され、
少なくとも１つの電気コンタクトＣＣが、Ｎ個のカソードのためであって、スタックにおける連続するアノードが、向かい合わせに配置される、
マルチスペクトルセンサ１００に関する。
【０１４２】
図２〜図６を援用して説明された他の実施形態の全てがまた、必要な変更を加えて、図１０の場合に適用可能である。
【０１４３】
特に、各光検出器Ｐｉは、その関連する関心領域ＲＩｉ内に、少なくとも関連するアノードＡｉと接触し、このアノードＡｉと同じタイプのドーピングで製造されたストリップＬｉを備え、該ストリップＬｉは、関心領域ＲＩｉ内で、カソードＣｉに向かって延伸することが専ら考えられる。 
【０１４４】
この場合においては、ストリップＬｉは、上記で説明されたものと同じ機能を有する。
【０１４５】
これは図１１に示される。
【０１４６】
このようなストリップを製造するために、特に、対応するアノードより低いドーピングが与えられることができる。
【０１４７】
最後に、各カソードＣｉのために電気コンタクトＣＣｉが設けられ、各アノードＡｉのために電気コンタクトＣＡｉが設けられ、スタックにおいて互いに向き合う両方のアノード間に絶縁層ＣＩＡｉが設けられ、且つ互いに向き合うカソード間に絶縁層ＣＩＣｉが設けられるマルチスペクトルセンサが想定されることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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