DOMAINE TECHNIQUE

L'invention porte sur un procédé de fabrication d'un cristal de conversion par voie liquide.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE

Dans le domaine des détecteurs de rayonnements ionisants (rayons X, gamma, particules chargées ou non chargées de type alpha, beta, protons, neutrons...), il est important de détecter le plus précisément la quantité de rayonnement reçue, idéalement pour un coût acceptable. Il est ainsi très intéressant d'obtenir une couche de cristal de conversion présentant une épaisseur élevée, c'est-à-dire supérieure à 1 micromètre, voire supérieure à 100 micromètres afin d'absorber efficacement le rayonnement incident. Cela permet de mesurer une grande quantité de rayonnement sans que celui-ci ne réussisse à traverser le cristal de conversion. Ce rayonnement est converti directement en charges électriques. On parle de détecteur à conversion directe. Pour une qualité et une fiabilité de mesure, il est également important que la couche de cristal de conversion ait une cristallinité proche de celle d'un monocristal et avec une densité élevée pour limiter la capacité des rayonnements à pouvoir traverser la couche de cristal de conversion. Pour de nombreuses applications, telles que la radiographie, la surface de la couche doit être de plusieurs dizaines voire plusieurs centaines de centimètres carrés.

Dans ce contexte, il est connu de réaliser des dépôts par voie liquide, par exemple par centrifugation à la tournette ou par des méthodes connues sous la terminologie anglosaxonne « slot-die » ou « doctor blade ». Ces méthodes sont adaptées pour obtenir des couches minces dont l'épaisseur est inférieure à 1 micromètre, mais elles ne permettent pas l'obtention de couches présentant des épaisseurs supérieures à plusieurs dizaines de micromètres tout en gardant une structure cristalline la plus proche d'un monocristal.

Plusieurs techniques de couplage sur une surface de couches épaisses de pérovskites, par voie liquide, ont déjà été néanmoins proposées.

Ainsi le document « Kovalenko, Nat. Phot. 9 (2015) 444 » décrit un procédé de dépôt par spray-coating pour déposer une couche épaisse (10-100 micromètres) de CHsNHsPbh (MAPI) sur une surface avec une électrode métallique pour réaliser un dispositif détecteur. Ce procédé est difficilement maîtrisable sur des couches supérieures à 100 micromètres. De plus, les couches obtenues ont une morphologie mal maîtrisée et très polycristalline, avec beaucoup de joints de grains, ce qui n'est pas favorable pour les propriétés optoélectroniques. L'épaisseur et l'état de surface sont également difficilement contrôlables.

Le document « Nature 550 (2017) 87 » propose une technique pour déposer des couches épaisses par voie liquide. Ils utilisent une encre de microparticules de MAPI en suspension dans un solvant. Ces microparticules sont ensuite déposées sur la surface (par exemple sur une matrice active de transistor) par enduction. Après élimination du solvant, la couche consiste en un agglomérat de microparticules (dont les dimensions typiques sont de l'ordre de 30 micromètres) qui percolent les unes avec les autres. La couche ainsi fabriquée est poreuse. Dans le cas des photodétecteurs, cette morphologie n'est pas favorable pour l'extraction des porteurs de charges photogénérés qui doivent percoler d'un microcristal à un autre. De plus, du fait de la porosité, la couche est moins dense, ce qui n'est pas favorable pour l'absorption des rayonnements énergétiques (X, gamma).

Le document « WO 2017/046390 Al » propose de déposer une première couche pérovskite (couche de nucléation) sur la surface du substrat, puis de faire croître, en solution, une deuxième couche de pérovskite, plus épaisse, à partir de la première couche. La technique décrite nécessite d'utiliser une couche de nucléation différente de la couche à faire croître, ce qui peut poser des problèmes dans le cas d'un dispositif détecteur en bloquant la collection des porteurs de charges. La couche ainsi fabriquée est fortement polycristalline (beaucoup de joint de grains). Les joints de grains sont des zones discontinues et perturbées qui peuvent entraîner une diminution des performances (zone avec une plus forte densité de pièges électroniques, zone plus favorable à la migration ionique). De plus, il est fortement probable que l'épaisseur finale soit très inhomogène du fait de la désorientation naturelle des axes cristallographique de la couche de nucléation, et du fait des différentes cinétiques de croissance possible en fonction des inhomogénéités de la couche de nucléation. Enfin, les conditions de reprise de croissance sur la couche mince de nucléation sans la dissoudre, seront très délicates.

Le document « Huang J., Nat. Phot. 11 (2017) 315 » propose de faire croître un monocristal de MAPbBrs, mesurant environ 1cm de dimension latérale, sur une surface en initiant la nucléation à partir d'un germe posé sur la surface. Dans cette configuration, le cristal ne pourra pas pousser latéralement à la surface sans également croître dans la direction normale à la surface impliquant une augmentation de l'épaisseur. Il est difficilement envisageable d'étendre cette technique à de plus grandes surfaces (supérieures à quelques centimètres carrés). Dans le cas ou plusieurs germes seraient initialement disposés sur la surface, la croissance en parallèle de ces différents germes poserait des problèmes en terme d'homogénéité d'épaisseur et désorientation de ces germes mais aussi de joints de grains et de fortes contraintes associées entre les cristaux.

Enfin, le document « Adv. Mater. 2017, 1602639 » décrit une technique pour coupler une couche épaisse (comprise entre 100 et 800 micromètres) de MAPbBrs en confinant la croissance entre deux plaques décrivant deux surfaces opposées. Dans ce document, une surface de recouvrement de 120 centimètres carrés est démontrée. Néanmoins, cette technique est difficile à mettre en œuvre car elle nécessite de renouveler en continue la solution de croissance entre les deux plaques très rapprochées pour nourrir en continu la croissance du cristal. La couche finale présente de fortes inhomogénéités d'épaisseur et en nombre de joints de grains. Or ces deux paramètres sont critiques car ils impactent directement les performances de conversion.

EXPOSE DE L'INVENTION

La présente invention a pour but de répondre à tout ou partie des problèmes présentés ci-avant.

Notamment, un but est de fournir une solution répondant à au moins l'un des objectifs suivants : obtenir une couche épaisse, de qualité satisfaisante, de cristal de conversion directement dans un dispositif optoélectronique ; obtenir un cristal de conversion de cristallinité satisfaisante et ayant une épaisseur contrôlée.

Ce but peut être atteint grâce à la mise en œuvre d'un procédé de fabrication orientée d'un cristal de conversion par voie liquide, le procédé comprenant les étapes suivantes : a) fournir un cristal de germination permettant la croissance du cristal de conversion à fabriquer ; b) former un masque de croissance sur le cristal de germination, le masque de croissance étant configuré pour empêcher la croissance du cristal de conversion à fabriquer à l'emplacement où le masque de croissance est formé sur le cristal de germination, le masque de croissance étant formé de sorte à recouvrir d'une part une arête supérieure du cristal de germination agencée de façon distale par rapport à une face support d'un substrat sur laquelle le cristal de germination est positionné à l'étape c), d'autre part sur une partie du cristal de germination à l'exception d'au moins une ouverture de croissance délimitée dans le masque de croissance ; c) positionner le cristal de germination sur la face support du substrat de sorte que le cristal de germination soit orienté pour qu'un premier plan cristallin, correspondant à une face d'orientation de croissance stable du cristal de germination, soit parallèle à la face support et pour qu'au moins une face de croissance du cristal de germination soit agencée transversalement à la face support du substrat, l'ouverture de croissance étant agencée au niveau de la face de croissance de sorte que seule une portion plane et lisse de la face de croissance soit apte à être en contact avec un précurseur liquide du cristal de conversion ; d) appliquer le précurseur liquide du cristal de conversion configuré dans un état de sursaturation relative au moins au niveau de la portion plane et lisse de la face de croissance pour obtenir une croissance libre du cristal de conversion, à partir de la portion plane et lisse de la face de croissance, selon une épaisseur de croissance contenue entre la face support du substrat et une arête supérieure de l'ouverture de croissance agencée de façon distale par rapport à la face support du substrat.

Certains aspects préférés mais non limitatifs de ce procédé de fabrication sont les suivants, pris isolément ou en combinaison.

Dans une mise en œuvre du procédé de fabrication, le procédé comporte l'étape supplémentaire suivante: dO) configurer le précurseur liquide du cristal de conversion de sorte qu'il soit dans un état de sous-saturation au moins au niveau de la portion plane et lisse de la face de croissance, l'étape dO) étant réalisée avant l'étape d).

Dans une mise en œuvre du procédé de fabrication, au cours de l'étape d), le cristal de conversion en croissance comprend une facette supérieure plane, parallèle à la face support, et dont les dislocations sont non-actives.

Dans une mise en œuvre du procédé de fabrication, au cours de l'étape c), l'orientation du cristal de germination est réalisée à au moins 0,1° près.

Dans une mise en œuvre du procédé de fabrication, au cours de l'étape b), le masque de croissance est formé de sorte à recouvrir une arête inférieure du cristal de germination agencée de façon proximale par rapport à la face support du substrat.

Dans une mise en œuvre du procédé de fabrication, l'arête supérieure de l'ouverture de croissance est parallèle à la face support du substrat.

Dans une mise en œuvre du procédé de fabrication, au cours de l'étape b), au moins une ouverture de croissance supplémentaire est agencée sur au moins une face de croissance supplémentaire du cristal de germination agencée transversalement à la face support du substrat.

Dans une mise en œuvre du procédé de fabrication, le cristal de germination et le cristal de conversion à fabriquer ont une structure atomique cubique.

Dans une mise en œuvre du procédé de fabrication, le cristal de conversion à fabriquer est une pérovskite de type ABX3, A'2C ¹⁺ D ³⁺ Xe, A2B ⁴⁺ Xe ou AsB2 ³⁺ Xg avec A, A', C, D et B des cations et X un anion ; A, B, C, D, X étant un élément simple ou un mélange d'au moins deux éléments.

Dans une mise en œuvre du procédé de fabrication, le cristal de conversion à fabriquer est une pérovskite hybride organique-inorganique de formule xp, respectant la règle de neutralité électronique, avec A ⁽ⁿ⁾ et B ⁽ⁿ⁾ des cations, X ⁽ⁿ⁾ un anion et n, m, p des entiers.

Dans une mise en œuvre du procédé de fabrication, la face de croissance a pour orientation cristallographique un plan {1,0,0} ou un plan {1,1,0}.

Dans une mise en œuvre du procédé de fabrication, au cours de l'étape b), le masque de croissance est formé par une colle.

Dans une mise en œuvre du procédé de fabrication, le procédé comprend l'étape suivante, mise en œuvre après l'étape d) : e) traiter le cristal de conversion de sorte à rendre rectiligne au moins l'une des faces du cristal de conversion .

Dans une mise en œuvre du procédé de fabrication, le cristal de germination est composé de plusieurs germes assemblés entre eux.

Dans une mise en œuvre du procédé de fabrication, durant l'étape d), une température du précurseur liquide du cristal de conversion est modifiée graduellement dans le temps.

Dans une mise en œuvre du procédé de fabrication, durant l'étape c), le positionnement du cristal de germination est réalisé de sorte que le cristal de germination est décalé par rapport à une zone du substrat où le cristal de conversion à fabriquer est formé.

Dans une mise en œuvre du procédé de fabrication, le procédé comprend l'étape suivante mise en œuvre après l'étape d) : f) traiter le cristal de conversion de sorte à rendre le cristal de germination et le cristal de conversion indépendants l'un de l'autre.

L'invention porte également sur un dispositif optoélectronique comprenant un cristal de conversion obtenu par croissance dans le dispositif optoélectronique et selon un tel procédé, dans lequel le cristal de conversion a une épaisseur supérieure ou égale à 100 micromètres.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

D'autres aspects, buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de modes de réalisation préférés de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :

La figure 1 illustre en vue schématique en coupe des étapes d'un exemple de procédé selon l'invention où un cristal de germination est positionné sur un substrat et est recouvert en partie par un masque de croissance, lequel ne recouvre pas l'arête inférieure du cristal de germination.

La figure 2 illustre en vue schématique en coupe, avant et pendant la croissance du cristal de conversion, des étapes d'un exemple de procédé selon l'invention où un cristal de germination est positionné sur un substrat et est recouvert en partie par un masque de croissance qui recouvre l'arête inférieure du cristal de germination.

La figure 3 illustre, en vue schématique de dessus, des étapes d'un exemple de procédé selon l'invention où le cristal de germination est d'abord décalé par rapport à une zone du substrat où le cristal de conversion à fabriquer doit être formé puis, lors de la croissance du cristal de conversion, le cristal de conversion recouvre cette zone et le cristal de germination est rendu indépendant du cristal de conversion obtenu par croissance.

La figure 4 illustre une vue en coupe d'un cristal de germination dont le masque de croissance est réalisé avec une colle.

La figure 5 illustre un profil de température appliqué au précurseur liquide de cristal de conversion pendant la croissance du cristal de conversion.

La figure 6 illustre un exemple de procédé selon l'invention où, durant l'étape b), une ouverture de croissance supplémentaire est agencée sur une face du cristal de germination opposée à la face de croissance.

La figure 7 illustre un exemple de dispositif de fabrication mettant en œuvre un exemple de procédé de fabrication selon l'invention.

EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS

Sur les figures 1 à 7 annexées et dans la suite de la description, des éléments identiques ou similaires en terme fonctionnel sont repérés par les mêmes références. De plus, les différents éléments ne sont pas représentés à l'échelle de manière à privilégier la clarté des figures pour en faciliter la compréhension.

Par ailleurs, les différents modes ou exemples et variantes ne sont pas exclusifs les uns des autres et peuvent, au contraire, être combinés entre eux.

L'invention porte essentiellement sur un procédé de fabrication d'un cristal de conversion 30 par voie liquide, lequel va être décrit en détails ci-après.

Les domaines d'application visés par ce procédé de fabrication sont en particulier les procédés d'obtention de détecteurs de rayons X ou de rayons gamma pour la radiographie médicale, les procédés de fabrication de capteurs de contrôle non destructif, de capteurs dédiés à des fonction de sécurité, des procédé de fabrication de capteurs dédiés au domaine du nucléaire, ou encore des procédés de fabrication de détecteurs ou de capteurs pour la détection dans les grands instruments scientifiques d'astronomie et de physique des particules. Toutefois, il est insisté sur le fait que ces domaines ne sont pas limitatifs. Par exemple, l'obtention de cristaux photo-électriques entrant dans la constitution de scintil lateu rs adaptés à la conversion des photons X ou gamma en photons visibles peut être envisagée. Il en va de même pour la fabrication de détecteurs fonctionnant dans d'autres longueurs d'onde de rayonnement électromagnétique, comme par exemple les photons visibles de longueur d'onde comprise entre 400 et 800 nm ou proche-infrarouge de longueur d'onde supérieure à 800 nm. Enfin, l'invention peut trouver une application dans l'imagerie X pour toutes les modalités de radiographie, quel que soit le format, par exemple la fluoroscopie, la mammographie, l'imagerie dentaire ou le scanner.

En particulier, l'invention peut être utilisée dans les modalités pour lesquelles il est important d'avoir un fort signal pour une dose minimum administrée au patient comme dans le cas de l'imagerie cardiaque, une forte fréquence image comme l'imagerie chirurgicale et 3D ou une forte résolution spatiale comme la mammographie, ou l'imagerie dentaire. Certaines applications concernent aussi celles où l'énergie de chaque photon X est mesurée, notamment la biénergie (ostéodensitométrie, angiographie, application en sécurité tel que le contrôle de bagages dans les aéroports).

Par « cristal de conversion », il convient de comprendre qu'un ou plusieurs cristaux produisent par exemple une réponse électrique lorsque des photons ou des particules chargées ou non-chargées les traversent. Les cristaux composant la couche de conversion peuvent également, suivant l'application et leur nature physique, être choisis pour leur capacité à absorber des rayonnements énergétiques comme des rayons X, gamma ou des particules chargées ou non, et les convertir en un autre rayonnement plus facilement mesurable. Le terme cristal est équivalent aux termes « couche cristalline » et représente une couche monocristalline ou polycristalline. Une couche monocristalline est ainsi constituée d'un seul grain avec une seule orientation cristalline. Une couche polycristalline est constituée d'un assemblage de grains d'orientations cristallines différentes.

Par « voie liquide », on entend que le cristal de conversion est obtenu à partir d'au moins un élément dissout dans au moins un solvant, le tout étant sous une forme liquide appelé « précurseur liquide » dans la suite. En faisant varier des paramètres comme la température du précurseur liquide, il est possible de favoriser la croissance du cristal de conversion.

Le cristal de conversion à fabriquer peut être une pérovskite hybride alliant une partie organique et une partie inorganique comme CHsNHsPbBrs. Il peut également s'agir d'une pérovskite intégralement inorganique de formule chimique générale ABX3, ou de compositions mixtes telles que A ⁽¹⁾ i-( _y 2+...+ _y n)A ⁽²⁾ _y 2...A ⁽ⁿ⁾ _yn B ⁽¹⁾ i- (z2+...+zm)B ⁽²⁾ z2... B ^(m) zmX ⁽¹⁾ 3-(x2+...+xp)X ⁽²⁾ x2...X ^(p) xp respectant la règle de neutralité électronique, avec A et B des cations, X un anion et n, m, p des entiers. Quelques exemples de compositions sont donnés ci-après: MAPbh, MAPbCh, MAPbl3- _x Br _x , MA _y GAi- _y Pbl3, FAPbBrs, CsPbBrs, Cs2AgBiBre, CsFAPbh, Cs _y FAi- _y Pbl3-xBr _x , Csi- _y . _z MA _y FAzPbl3-xBr _x . MA correspond au méthylammonium [CHsNHsP. FA correspond au formamidinium [HC(NH2)2] ⁺ et GA correspond au guanidinium [C(NH2)s] ⁺ . Le cristal de conversion à fabriquer dont la formule est explicitée ci-dessus peut également être dopé par des impuretés ioniques ou non ioniques, organiques ou non organiques. Le cristal de conversion à fabriquer peut également être formé selon d'autres compositions s'apparentant à des pérovskites connues sous les noms suivants d'après les terminologies anglosaxonne consacrées : « vacancy-ordered double perovskite », « 2D layered perovskite », « perovskite-like materials », « defect perovskites », « elpasolites », « double perovskite ». Enfin, d'autres types de matériaux peuvent composer le cristal de conversion, comme les matériaux de types Ruddlesden-Popper, Dion-Jacobson, Chalcogenide ou encore Rudorffites.

Le solvant utilisé peut être un mélange de solvant. Le solvant est de préférence de type polaire et aprotique. Il peut être par exemple du N, N diméthylformamide, du Diméthyl sulfoxide, de la gamma-Butyrolactone, de l'acétonitrile, de la N-methyl-2-pyrrolidone. Il peut également être une solution aqueuse à base d'halogénure d'hydrogène.

Le procédé de l'invention comprend une première étape a) consistant à fournir un cristal de germination 20 dont la nature, c'est-à-dire la composition et la phase cristalline, permet la croissance du cristal de conversion 30 à fabriquer. Le cristal de germination 20 peut être un cristal de même composition et phase cristalline (homoépitaxie) que ceux du cristal de conversion 30. Le cristal de germination peut également être de nature différente de celui du cristal de conversion à faire croître (hétéroépitaxie). Dans le cas de la variante de croissance à partir de plusieurs germes, ces germes peuvent être de natures identiques ou différentes.

Dans un exemple, le cristal de germination 20 est massif. Cela permet avantageusement d’être réutilisable ou recyclable plusieurs fois.

L'épaisseur du cristal de germination 20 doit être plus grande que l'épaisseur du cristal de conversion 30 à fabriquer.

Dans un exemple, le cristal de germination 20 est formé par un assemblage de plusieurs petits cristaux de germination 20 pour un cristal de germination 20 aux dimensions souhaitées. Cette configuration a l'avantage d'être techniquement plus facile à obtenir car il est plus aisé d'obtenir des petits germes de dimension et de qualité bien calibrées, que de longs germes fortement allongés. Il est ainsi possible d'obtenir une rangée de germes plaqués les uns contre les autres dont toutes les faces et les arêtes sont masquées à l'exception de faces en contact avec l'un des autres cristaux. Dans ce cas, les différents fronts de croissance de chaque germe vont se rencontrer pour former une couche cristalline photo-électrique dense et avec des joints de grains.

Dans le cas où le germe de départ, c'est-à-dire le cristal de germination 20, est un bloc monocristallin, la couche qui va croître est également monocristalline (c'est à dire sans joints de grains). En revanche, si on part d'un assemblage de plusieurs petits cristaux de germination 20, la couche que l'on va faire croître va être polycristalline et va présenter des joints de grains, notamment au front de jointure des différents petits cristaux de germination 20.

Le procédé comprend également une étape b) consistant à former un masque de croissance 12 sur le cristal de germination 20.

Le masque de croissance 12 est configuré pour empêcher la croissance du cristal de conversion 30 à fabriquer à l'emplacement où le masque de croissance 12 est formé sur le cristal de germination 20. Le masque de croissance 12 est formé de sorte à recouvrir une arête supérieure 20b du cristal de germination 20. Comme cela est illustré sur les figures 1, 2, 4 et 6, cette arête supérieure 20b est agencée de façon distale par rapport à la face support lia du substrat 11 sur laquelle le cristal de germination 20 est positionné à l'étape c).

La partie du masque de croissance recouvrant l'arête supérieure 20b correspond au masquage d'au moins une zone ayant une hauteur d'au moins 10 micromètres comptée à partir de l'arête supérieure 20b en direction du substrat 11, cette hauteurétant de préférence d'au moins 100 micromètres et idéalement de l'ordre de quelques centaines de microns.

Dans la suite du texte, le terme « arête » s'entend d'une portion aigüe ou anguleuse du cristal de germination 20 ou encore à des zones comprenant des changements de plans ou bien une zone d'angle entre deux faces d'orientations cristallines différentes.

Comme cela est illustré sur les figures 1, 2, 4 et 6, le masque de croissance 12 recouvre également une partie du cristal de germination 20 à l'exception d'au moins une ouverture de croissance 12a délimitée dans le masque de croissance 12. Autrement dit, l'ensemble des faces du cristal de germination 20 ne devant pas faire l'objet d'une reprise de croissance ne doivent pas être en contact avec le précurseur liquide.

Le matériau composant le masque de croissance 12 est, lors de la croissance du cristal de conversion, mis en contact avec une solution de croissance autrement appelée précurseur liquide 40. Il doit donc être résistant à ce précurseur liquide 40 dans les conditions de température et de pression utilisées. Le masque de croissance 12 peut être formé en utilisant des matériaux organiques, inorganiques ou un mélange des deux, comme du parylène ou parylène C, une résine de photolithographie comme une résine orthogonale, BCB ou SU8, de la silicone, un matériau réticula ble thermiquement ou aux rayons ultraviolets comme des composés époxy ou acrylate, un solvant fluoré (CYTOP©), une couche d'A Os, de SiÛ2 ou encore une couche métallique (Cr, Cu, Pt). Le masque de croissance 12 peut être réalisé en une couche, ou plusieurs couches superposées ou déposées les unes à côté des autres de manière à recouvrir le cristal de germination 20 en évitant toute zone apparente en dehors de ladite ouverture de croissance 12a.

Le dépôt peut se faire par voie liquide, comme par exemple avec des méthodes d'aspersion, de trempage, par « slot-die », par jet d'encre, par une impression 3D ou par dépôt au pinceau, par des techniques sous vide comme l'évaporation, la pulvérisation, le dépôt par couche atomique ALD, le dépôt par vapeur chimique ou toute autre technique connue de l'homme du métier. L'épaisseur du masque de croissance 12 est supérieure à 10 nanomètres, de préférence supérieure à 100 nanomètres et encore plus préférentiellement supérieure à 1 micromètre. L'épaisseur du masque de croissance 12 est préférentiellement suffisante pour empêcher le précurseur liquide 40 d'entrer en contact avec certaines zones du cristal de germination 20 afin d'éviter d'initier des croissances parasites à partir du cristal de germination 20. L'ouverture de croissance 12a est soit présente dès le dépôt du masque de croissance 12, soit obtenue après le dépôt du masque de croissance 12. Dans ce dernier cas, l'ouverture de croissance 12a est obtenue soit par des techniques dites additives en ne masquant pas cette zone pendant le dépôt du masque de croissance 12, soit par des techniques dites soustractives comme l'ablation laser, la photolithographie, la gravure, ou la technique du lift-off bien connue de l'homme du métier.

Si le cristal de germination 20 n'était pas masqué, la croissance du cristal de conversion se ferait dans toutes les directions de l'espace à l'exception de la face sur laquelle le germe est collé. Notamment, le cristal de conversion en formation se développerait également dans la direction perpendiculaire au plan du substrat 11, ce qui ne permettrait pas de contrôler avec précision à la fois l'épaisseur du cristal de conversion et la surface du substrat à recouvrir.

Dans un exemple, le masque de croissance 12 peut aussi disposer de la fonction d'une colle afin de maintenir mécaniquement le cristal de germination 20 sur le substrat 11.

Dans un exemple illustré sur la figure 1, une face du cristal de germination 20 en contact avec le substrat 11 n'est pas recouverte par le masque de croissance 12. Cette configuration doit néanmoins permettre d'assurer que le précurseur liquide 40 ne pénètre pas entre le cristal de germination 20. Ainsi, une croissance parasite ne peut pas se produire.

Comme illustré sur les figures 1, 2, 4 et 6, le procédé de fabrication comprend en outre une étape c) qui consiste à positionner le cristal de germination 20 sur la face support lia du substrat 11. Ce positionnement est entièrement contraint par deux impératifs.

En premier lieu, le cristal de germination 20 doit être orienté de sorte que la direction perpendiculaire à un plan correspondant à une face d'un plan cristallin 20d, correspondant à une face d'orientation de croissance stable, soit parallèle à la face support lia. Pour la mise en œuvre de cette condition, le cristal de germination peut présenter, sur sa face externe orientée à l'opposé de la face support lia, une orientation différente de l'orientation du plan cristallin 20d correspondant à une face d'orientation de croissance stable ; le positionnement du cristal de germination 20 permettra tout de même de réaliser l'objet de l'invention tant que l'orientation du plan cristallin 20d correspondant à la face d'orientation de croissance stable est parallèle à la face support lia. En d'autres termes, le plan cristallin 20d correspondant à la face d'orientation de croissance stable peut être agencé à l'intérieur du cristal de germination 20, peu importe l'orientation de la face externe apparente du cristal de germination 20. Notamment, il importe peu que la face externe apparente ait des défauts ou soit coupée.

En d'autres termes, la face d'orientation de croissance stable est une face dans laquelle courent plusieurs chaînes de liaisons périodiques. Les plans cristallins correspondants sont nécessairement des plans cristallins qui sont généralement des plans denses donc avec de bas indices de Miller h, k, I < 3.

Un moyen équivalent pour mettre cette première condition en œuvre est de positionner le plan cristallin 20d correspondant à une face d'orientation de croissance stable du côté de la face support lia et parallèle à la face support lia. Ainsi, même si le cristal de germination présente, sur sa face externe agencée vers la face support lia, une orientation différente de l'orientation du plan cristallin 20d correspondant à la face d'orientation de croissance stable ; le positionnement du cristal de germination 20 permettra de réaliser l'objet de l'invention du moment que l'orientation du plan cristallin 20d correspondant à la face d'orientation de croissance stable est parallèle à la face support lia.

Ensuite, le positionnement du cristal de germination 20 doit être tel qu'au moins une de ses faces de croissance 20a soit présente et agencée transversalement à la face support du substrat 11. Le terme « transversalement » signifie que la face de croissance 20a forme, avec le substrat 11, un angle le plus proche possible de 90°. Dans un exemple, un cristal ayant une structure cristallographique cubique peut permettre d'obtenir cet angle.

L'orientation de la face de croissance 20a assure avantageusement de pouvoir couvrir de grandes surfaces.

Dans un exemple, à l'étape c), l'orientation du cristal de germination 20 est réalisée précisément, typiquement à 1° près, voire préférentiellement à 0,1° ou 0,01° près. L'orientation cristallographique du cristal de germination 20 peut être facilement contrôlée, même lorsque la face externe du cristal de germination 20a une orientation différente de l'orientation du plan cristallin 20d correspondant à la face d'orientation de croissance stable, en réalisant des caractérisations sous diffraction de rayons X, de type Laue, 0/20, ou encore de type « rocking curve » selon la terminologie anglo-saxonne consacrée. Des pièces mécaniques peuvent également être utilisées pour caler l'orientation du cristal de germination 20 par rapport à la surface du substrat 11.

Dans un cas particulier de l'invention, l'orientation du cristal de germination est différente de 90°. Cela permet de faire croître le cristal de conversion en induisant un gradient d'épaisseur continu, croissant ou décroissant, au fur et à mesure de l'avancement du cristal de conversion sur la surface et lors de la croissance.

Dans un exemple supplémentaire, le cristal de germination 20 et le cristal de conversion 30 à fabriquer ont un système cristallin cubique.

Dans cet exemple, la face de croissance 20a présente comme orientation cristallographique un plan de type {1,0,0} ou de type {1,1,0}.

Dans cet exemple, si la face de croissance est d'orientation cristallographique (100), le plan cristallin 20d peut être, entre autres, le plan associé à la face de croissance stable d'orientation (010) ou (001). Si la face de croissance est d'orientation cristallographique (110), le plan cristallin 20d peut être, entre autres, le plan associé à la face de croissance stable d'orientation (-110). En d'autres termes, il convient de choisir, parmi toutes les faces stables possibles, une face de croissance d'indices de Miller (hkl) et une face perpendiculaire d'indices de Miller différents (abc). Dans cet exemple, la structure étant cubique, n'importe quel couple de faces stables dont les indices vérifient la relation h.a+k.b+l.c=0 peut être sélectionné.

Cependant, tous les couples d'orientation cristallines donnant lieu à des faces cristallines stables, de sorte qu'un premier plan cristallin 20d du cristal de germination 20 soit parallèle à la face support lia et de sorte qu'au moins une face de croissance 20a du cristal de germination 20 soit agencée transversalement à la face support du substrat 11, sont envisageables dans le cadre de cette invention.

Dans un exemple de mise en œuvre du procédé de fabrication, le cristal de germination 20 est composé de plusieurs germes assemblés entre eux.

Le cristal de germination 11 peut être fabriqué d'un seul bloc par les techniques de croissance classiques de monocristaux autosupporté. Sa surface peut éventuellement être traitée de manière mécanique, par exemple par polissage et/ou découpage adapté aux bonnes dimensions et/ou de manière chimique. Il est également envisageable d'utiliser un solvant pour ajuster l'état de surface du cristal de germination et/ou d'utiliser un ou plusieurs traitement(s) physique(s), par exemple au plasma ou au laser sur chaque face de départ de croissance du germe, de manière à générer volontairement des défauts qui vont favoriser la reprise de croissance.

Dans un cas particulier de l'invention, le cristal de germination 20 peut croître directement à partir de la surface du substrat.

Comme illustré sur les figures 2, 3 et 6, le procédé selon l'invention comprend également une étape d) qui consiste à appliquer le précurseur liquide 40 du cristal de conversion 30, de la face support lia du substrat 11 jusqu'à au moins le niveau de la portion plane et lisse de la face de croissance 20a pour obtenir une croissance libre du cristal de conversion 30, à partir de la portion plane et lisse de la face de croissance 20a, selon une épaisseur de croissance 30b contenue entre la face support lia du substrat 11 et une arête supérieure 12b de l'ouverture de croissance 12a agencée de façon distale par rapport à la face support lia du substrat 11. Le terme « distal » signifie de façon équivalente que l'arête supérieure 12b est agencée à l'opposé du substrat 11. L'arête supérieure 12b peut avoir une forme quelconque induite par la façon de masquer le cristal. Dans un exemple, l'arête supérieure 12b est dentelée ou en forme de créneaux afin d'obtenir une topologie idoine de la surface supérieure du cristal en formation. Il convient néanmoins que la découpe de l'arête supérieure 12b soit telle qu'elle permette la croissance de faces stables. Dans l'exemple d'une découpe en créneaux, les parties verticales des créneaux doivent correspondre à des faces stables tout comme la partie des créneaux étant horizontale.

L'épaisseur de croissance 30b peut être légèrement supérieure à l'ouverture de croissance 12a. En effet, dans le cas où le masque de croissance 12 couvre l'arrête inférieure 20c du cristal de germination 20, les perturbations de croissance induites dans cette zone proche du substrat induisent que le cristal de germination a tendance à croître jusqu'à atteindre le substrat 11. Néanmoins la facette supérieure du cristal de conversion en formation reste plane.

Dans la suite du texte, une « croissance libre » s'entend d'une croissance sans contrainte mécanique. Ainsi, une croissance libre est différente d'une croissance d'un cristal ou d'un polycristal contrainte entre deux parois et ne laissant mécaniquement qu'une direction de croissance ou deux directions de croissance opposées possibles. Ceci est avantageux pour obtenir un état de surface très plan et uniforme, correspondant à des faces cristallines stables.

Dans la suite du texte, le terme « croissance » correspond à une formation, une homoépitaxie, une hétéroépitaxie ou encore une cristallisation.

Le terme « substrat » peut correspondre soit à une surface inerte, soit à tout ou partie d'un dispositif électronique ou optoélectronique.

Le substrat 11 peut être passif en étant un simple support ou peut être actif, c'est-à-dire avoir une fonctionnalité supplémentaire. En particulier, le substrat 11 peut comporter une matrice active, par exemple avec des transistors, ou une matrice passive, comme avec des pixels discrets sans transistors. Dans le cas où la matrice est active, il est possible d'utiliser de nombreuses technologies existantes de transistors connues (a-Si, IGZO, transistors organiques, silicium polycristallin). Il est également possible d'utiliser des technologies dites CMOS permettant d'intégrer de nombreux transistors au sein d'un même pixel et faire du traitement de signal au niveau du pixel. L'utilisation du CMOS est en particulier avantageux dans le cas des applications en spectrométrie X et gamma. Le substrat 11 peut être par exemple en verre, en plastique comme du polyimide, PET, PEN, ou encore à base de silicium.

La surface du substrat 11 peut être préalablement préparée de manière à garantir une adhésion correcte du cristal de conversion 30 sur le substrat 11. De même, le substrat 11 peut être préparé de manière à garantir un contact à l'échelle moléculaire entre le cristal de conversion et la face support lia. Par exemple, le cristal de conversion en pérovskite peut présenter une affinité chimique forte avec la face support lia représentant une surface d'une électrode conductrice d'un dispositif optoélectronique de manière à faciliter le transfert de charge de l'un à l'autre. L'adhésion du cristal de conversion 30 sur le substrat 11 est assurée par des liaisons covalentes, des liaisons ioniques ou de Van Der Waals entre le cristal de conversion 30 et tout ou partie de la surface du substrat 11, ou par la rugosité et la topologie de celle- ci. En particulier, le mode de croissance latérale obtenu via le procédé de fabrication décrit dans ce document permet au front de croissance de croître progressivement et en contact intime avec la surface du substrat 11, ce qui favorise l'adhésion sur cette surface.

Dans un exemple, l'adhésion du cristal de conversion 30 sur la surface du substrat 11 est assurée mécaniquement via la topologie et la rugosité de la surface, ou chimiquement via la présence de groupements chimiques adaptés sur la surface par des monocouches auto-assemblées connues sous la terminologie anglosaxonne « Selfassembled monolayers » de type aminopropyltriéthoxysilane (APTES) ou cystéamine. Cela peut également être un mélange de ces différentes possibilités.

La surface du substrat 11 est de préférence plane, mais elle peut si besoin avoir une surface courbée ou inclinée, ou toute configuration non planaire. Dans ce cas, la facette supérieure 30a du cristal de conversion 30 étant une face cristalline plane, la croissance obtenue via le procédé de fabrication décrit ici implique une variation d'épaisseur du cristal de conversion 30 qui suit la courbure du côté en contact avec le substrat 11.

De façon générale, au moins une ouverture de croissance 12a est agencée au niveau de la face de croissance 20a de sorte que seule une portion plane et lisse de la face de croissance 20a est apte à être en contact avec le précurseur liquide 40 du cristal de conversion 30.

Toutes les géométries de l'ouverture de croissance 12a peuvent être envisagées, comme par exemple de forme carrée ou rectangulaire. Il convient néanmoins de s'assurer que le cristal de germination 20 soit suffisamment large pour recouvrir toute la zone d'intérêt du substrat.

Dans la suite du texte, une portion plane et lisse de la face de croissance correspond à une face naturelle du cristal et qui ne comprend pas d'arête. Autrement dit, il doit s'agir d'une portion de face présente dans la morphologie du cristal 30 dans les conditions de croissance utilisées (solvant, température).

Dans un exemple, la portion du cristal transversale à la portion plane et lisse de la face de croissance 20a ne dépolarise pas la lumière.

Lorsque le précurseur liquide 40 est dans l'état sous-saturé, la concentration en soluté du cristal de conversion 30 est inférieure à la limite de solubilité du soluté du cristal de conversion dans le précurseur liquide 40. Cet état permet de dissoudre légèrement la face de croissance du cristal de germination 20 au niveau de l'ouverture de croissance 12a. Ainsi, les défauts de surfaces (éclats, contraintes, pollutions), sont dissous avant de réaliser une phase de croissance ultérieure.

A l'inverse, lorsque le précurseur liquide 40 est dans l'état sursaturé, la face de croissance 20a peut croître pour former le cristal de conversion 30. Pour cela, la concentration en cristal de conversion 30 dissous dans le précurseur liquide 40 doit être légèrement supérieure, au moins de l'ordre de 0,5 à 1%, à la limite de solubilité du cristal de conversion 30 dissous dans le précurseur liquide 40. Dans cet état, la cristallisation du cristal de conversion à partir de la face de croissance au niveau de l'ouverture de croissance 12a est spontanée.

L'état de sous-saturation ou de sursaturation est généralement contrôlé par la température, la concentration en cristal de conversion 30, la nature du solvant, l'utilisation d'un non-solvant ou encore la pression. Les conditions permettant la croissance sont classiques et connues de l'homme de l'art. Dans le cas de l'utilisation de la température comme paramètre, il est possible de mettre en œuvre la cristallisation par augmentation de température dans le cas d'une solubilité rétrograde, ou par diminution de température dans le cas d'une solubilité directe, ou en fixant des conditions de température et une concentration constantes pour maintenir un niveau adéquat de sursaturation.

Les conditions permettant la croissance sont connues de l'homme de l'art, par exemple en faisant varier la température de la solution comme illustré sur la figure 5 ou par l'utilisation d'un non-solvant. La croissance orientée s'appuie sur le contrôle de la sursaturation appliquée de sorte que seule la croissance par dislocation vis soit active, ce qui correspond à un mode de croissance par spirale. Ainsi, seules les dislocations vis issues de la face de croissance 20a, au niveau de l'ouverture de croissance 12a, sont actives et permettent la croissance. Afin de réaliser la croissance exclusivement par dislocation vis, il convient d'une part d'assurer un niveau de pureté suffisant pour éviter le blocage de la croissance par des impuretés à plus faible sursaturation et d'autre part de limiter la sursaturation pour éviter la croissance par nucléation 2D.

Il est donné ci-après un exemple de conditions adaptées au procédé de fabrication de l'invention. Un cristal de germination 20 monocristallin ayant des faces planes, lisses et qui ne dépolarisent pas la lumière est sélectionné. Ce cristal de germination 20 est collé sur un substrat en silicium par une colle silicone. Le substrat est collé au fond d'un réacteur en verre, avec cette même colle silicone. Le cristal de germination 20 est recouvert du masque de croissance 12 sauf au niveau d'une ouverture de croissance 12a. Un précurseur liquide 40 de MAPbBrs à lmol/L est obtenu par dissolution des précurseurs PbBr2 et MABr au ratio 1:1 à température ambiante et dans du N,N-Dimethylformamide. Le cristal de germination 20 et le précurseur liquide 40 sont ajustés en température séparément durant une période de lh à une température de 55°C. Le précurseur liquide 40 ainsi chauffé est ensuite versé sur le cristal de germination 40. Le substrat 11 est en position horizontale. La croissance du cristal de conversion 30 est effectuée dans le précurseur liquide 40 entre 58°C et 70°C et en suivant le profil de température présenté sur la Figure 5. Le précurseur liquide 40 est par exemple brassé à l'aide d'une hélice ou encore renouvelé et mis en mouvement par un dispositif décrit sur la figure 7.

Dans l'exemple illustré sur la figure 7, le précurseur liquide 40 peut être obtenu par dissolution d'un corps nourricier, formé par exemple d'une pérovskite solide en excès, dans une chambre de réaction, qui peut être un accumulateur 70. Une différence de température constante est alors maintenue entre l'accumulateur 70 et un réacteur contenant le substrat 11 et le cristal de germination 20. Le précurseur liquide 40 est aspiré par un système de pompage 71, puis filtré par un système de filtration 72 avant d'alimenter le réacteur. Ensuite, le précurseur liquide 40 est à nouveau mis en circulation vers l'accumulateur 70, et ainsi de suite, selon une organisation en circuit fermé. Le retentât 73 qui est retenu par le système de filtration 72 est réintroduit dans l'accumulateur 70. Couplé au procédé de fabrication précédemment décrit, ces dispositions permettent d'obtenir que l'intégralité du corps nourricier dissout dans l'accumulateur 70 soit déposé sur le substrat 11 sous la forme du cristal de conversion 30, ce qui implique un gain pour le coût de fabrication.

Il est avantageux d'assurer un renouvellement efficace de la solution en contact avec le cristal de conversion 30. En effet, cela limite les phénomènes de couche limite qui conduisent pour de grandes dimensions à des instabilités de croissance, par mise en paquet de marche ou louvoiement de marches, propices à la formation de défauts structuraux néfastes pour les performances optoélectroniques et à des instabilités de croissance, en particulier à la jonction entre le substrat 11 et la face en croissance du cristal de conversion 30, ce qui dégrade le contact mécanique et/ou chimique entre le cristal de conversion 30 et la surface du substrat 11.

Dans un exemple, au cours de l'étape d), le cristal de conversion 30 en croissance comprend une facette supérieure 30a plane parallèle à la face support lia et dont les dislocations sont non-actives.

Les dislocations non-actives sont, par exemple, de type coin ou alors à caractère vis mais n'étant pas perpendiculaires à la facette supérieure 30a. Elles ne permettent pas la croissance du cristal.

Les dislocations actives sont des dislocations à caractère vis perpendiculaires à la face de croissance. Elles constituent des sources de marche qui fournissent des sites d'incorporation de soluté et sont donc favorables à la croissance du cristal.

Ainsi, grâce au procédé de fabrication décrit dans ce document, le cristal de conversion 30 comprend dès le début et pendant sa croissance une facette supérieure 30a naturellement plane, parallèle à la face support et sans dislocation active, c'est-à-dire dont les dislocations sont uniquement des dislocations non-actives. Cela permet de contrôler l'épaisseur du cristal de conversion 30 obtenu en la maintenant à la hauteur de l'arrête supérieure 20b de l'ouverture de croissance 12a. En effet, les dislocations non-actives ne permettent pas de reprise de croissance et l'épaisseur du cristal, pendant sa croissance, n'augmente donc pas. Cela est avantageux pour contrôler très exactement l'épaisseur du cristal de conversion 30 obtenu et donc finalement la quantité de rayonnement absorbé par le cristal de conversion 30 lorsqu'il est installé dans un dispositif optoélectronique.

Le cristal de conversion 30 obtenu via le procédé de fabrication précédemment décrit contient des défauts de type dislocations vis dont la ligne est parallèle à la direction de croissance, dans un plan parallèle au substrat 11. Ces dislocations vont être perpendiculaires à la direction de drainage des charges dans les dispositifs, qui est la direction dans l'épaisseur du cristal de conversion 30. Dans la mesure où ces dislocations peuvent être une source de migration ionique dans les pérovskites, la configuration ainsi obtenue est très favorable pour éviter les phénomènes de migrations ioniques dans l'épaisseur du cristal de conversion 30, et ainsi limiter les instabilités électriques. L'épaisseur du cristal de conversion 30 est majoritairement contrôlée par la taille de l'ouverture de croissance 12a. Le cristal de conversion 30, une fois formé, a préférentiellement une épaisseur supérieure à 1 micromètres, de préférence supérieure à 100 micromètres et encore plus préférentiellement supérieure à 300 micromètres. Dans le cas des détecteurs de rayons X à conversion directe, l'épaisseur du cristal de conversion 30 à fabriquer est définie de manière à absorber la plus grande partie du rayonnement incident à l'énergie visée pour l'application. Par exemple, pour absorber les rayons X de manière équivalente à 600 micromètres de Csl, qui est aujourd'hui le matériau convertisseur le plus utilisé en radiographie médicale, (85% d'absorption des rayons X à RQ.A5 et 50% à RQ.A9), il convient de former un cristal de conversion 30 ayant une épaisseur de 600 micromètres en CHsNHsPbh ou de 1300 micromètres en CHsNHsPbBrs à RQA 5 (spectre de rayons X centré sur 50keV d'après la norme IEC62220-1), ou une épaisseur de 450 micromètres en CHsNHsPbh, ou 800 micromètres en CHsNHsPbBrs à RQ.A9 (spectre de rayons X centré sur 70keV d'après la norme I EC62220-1).

Dans un exemple illustré sur la figure 2, le procédé comporte l'étape supplémentaire dO) qui consiste à configurer le précurseur liquide 40 du cristal de conversion 30 pour qu'il soit dans un état de sous-saturation au moins au niveau de la portion plane et lisse de la face de croissance 20a. L'étape dO) est réalisée avant l'étape d). Cela permet de dissoudre légèrement la face de croissance du cristal de germination 20 au niveau de l'ouverture de croissance 12a. Ainsi, une surface sans défaut est avantageusement obtenue avant de réaliser une phase de croissance ultérieure selon l'étape d).

Selon un exemple du procédé de fabrication, à l'étape b), le masque de croissance 12 est formé, en outre, de sorte à recouvrir une arête inférieure 20c du cristal de germination 20 agencée de façon proximale par rapport à la face support lia du substrat 11. Ces dispositions sont avantageuses car, sinon, la croissance du cristal de conversion est perturbée et peut conduire à un polycristal à la place du monocristal attendu.

Dans un exemple, la longueur du cristal de germination 20 est supérieure ou égale à la dimension latérale de la zone du substrat 11 à recouvrir. Cependant, comme représenté sur la figure 3, il peut également être envisagé le cas où la longueur du cristal de germination 20 est plus petite que la dimension latérale de la zone du substrat 11 à recouvrir. Dans ce cas, il est possible de ne masquer que certaines zones du cristal de germination 20 pour faire en sorte que le cristal de conversion 30 finisse par couvrir la surface du substrat 11 appropriée. Dans un exemple du procédé, l'arête supérieure 12b de l'ouverture de croissance 12a est parallèle à la face support lia du substrat 11. Cette configuration permet de contrôler la planéité du cristal de conversion 30 et donc l'homogénéité de rendement de conversion de rayonnement.

Dans un exemple illustré sur la figure 6, au cours de l'étape b), une ouverture de croissance 12a supplémentaire est agencée sur une face du cristal de germination 20 opposée à la face de croissance 20a. Il va de soi que, de ce fait, la face du cristal de germination 20 opposée à la face de croissance 20a est également une face de croissance stable. Ainsi, le cristal de conversion 30 peut croître selon deux directions opposées. Cela permet d'augmenter les cadences de production et réduire encore les coûts. De manière plus générale, plus de deux ouvertures de croissances peuvent être agencées de manière à faire croître le cristal dans plusieurs directions par rapport au germe de départ.

Selon un exemple du procédé de fabrication, au cours de l'étape b), le masque de croissance 12 est formé par une colle 60. La colle peut être inerte vis-à-vis du cristal de germination 20. Comme cela est illustré sur la figure 4, la colle 60 peut déborder du cristal de germination 20 de manière à recouvrir entièrement la face du cristal de germination 20 agencée en regard avec la face support lia du substrat 11.

Dans un exemple du procédé illustré sur la figure 5, durant l'étape d), une température du précurseur liquide 40 du cristal de conversion 30 est augmentée graduellement dans le temps. Cela permet de maintenir la solution dans un état de sursaturation le plus favorable à la croissance et ainsi de réduire la teneur en défauts cristallins dans le cristal de conversion 30 en train de croître.

Dans un exemple du procédé, durant l'étape c), le positionnement du cristal de germination 20 est réalisé de sorte que le cristal de germination 20 soit décalé par rapport à une zone 50 du substrat 11 où le cristal de conversion 30 à fabriquer est formé. Ceci est avantageux pour couvrir de façon homogène une zone déterminée du substrat 11.

Dans un exemple illustré sur la figure 3, le procédé de fabrication comprend une étape f) mise en œuvre après l'étape d). L'étape f) consiste à traiter le cristal de conversion 30 de sorte à rendre le cristal de germination 20 et le cristal de conversion 30 indépendants après la formation du cristal 30. Ainsi, en fin de croissance, le cristal de germination 20 peut être laissé sur la surface et/ou être retiré de la surface par découpe mécanique ou physique (laser) et/ou par un décollage par rapport à la surface du substrat 11. Dans un exemple illustré sur la figure 3, le procédé comprend l'étape e) qui est mise en œuvre après l'étape d). L'étape e) consiste à traiter le cristal de conversion 30 de sorte à rendre rectiligne au moins l'une de ses faces.

Dans une mise en œuvre supplémentaire de l'invention, l'étape b) de masquage peut être reproduite plusieurs fois. En d'autres termes, une fois l'étape b) réalisée une première fois, les étapes c) et d) sont mises en œuvre pour obtenir une première partie du cristal de conversion 30. La croissance est ensuite arrêtée. Le cristal de conversion 30 ainsi obtenu sert ensuite de cristal de germination 20 dans une nouvelle itération de l'étape a). Le cristal de conversion 30 est ensuite masqué dans une nouvelle étape b) puis le reste du procédé est effectué de nouveau. Il peut ainsi être envisagé de répéter le procédé plusieurs fois. Cette technique permet d'éviter le fait que sur des temps de croissance trop long, des défauts soient générés sur la facette supérieure 30a et que ces défauts induisent une croissance dans la direction normale par rapport au substrat 11 et la face support lia. Dans cette mise en œuvre, la croissance est arrêtée avant que ces défauts se forment, un nouveau masquage est formé et la croissance relancée ensuite suivant les étapes c) et d). Cette approche implique que le masquage soit enlevé de la facette supérieure 30a à la fin du procédé.

Ainsi, une fois le cristal de conversion 30 obtenu, sa surface peut être traitée mécaniquement ou mécano chimiquement, par exemple par polissage mécano- chimique, et/ou chimiquement par exemple par nettoyage au solvant, greffage chimique pour modifier l'état de surface et/ou physiquement par traitement UV-O3 ou plasma. Il est par exemple possible de repolir la face supérieure du cristal 30 pour garantir une meilleure homogénéité de l'épaisseur du cristal de conversion 30 sur toute la surface du substrat 11. Dans certains cas, les bords du cristal de conversion 30 peuvent être découpés pour obtenir les dimensions latérales désirées.

Un dispositif optoélectronique, non illustré, peut être fabriqué à partir du cristal de conversion 30 obtenu avec le procédé de fabrication précédemment décrit. Afin de fabriquer ce dispositif optoélectronique, une électrode supérieure est déposée sur le cristal de conversion 30. De préférence, l'électrode supérieure est déposée de manière continue sur au moins toute la surface de la matrice active recouverte par le cristal de conversion 30. Dans un exemple, une seule électrode supérieure est commune à tous les pixels de la matrice. Cette électrode peut avoir la même nature que l'électrode inférieure constituant la partie du substrat 11 sur laquelle le cristal de conversion 30 est obtenu ou être d'une nature différente, comme pour un dispositif photodiode. Il est possible d'utiliser des métaux (Au, Cr, Pt, Pd, Ag), des oxydes conducteurs (ITO, AZO, GZO), des matériaux organiques conducteurs (PEDOT-PSS, PANI, graphème, encre carbone) ou une superposition de ces matériaux. Il est également possible d'utiliser une ou plusieurs couches d'interfaces sur l'électrode pour fixer le travail de sortie et la compatibilité chimique avec la pérovskite (PEIE, C60, MoOs, V2O5, BCP, SPIRO). L'électrode supérieure est ensuite connectée électriquement au circuit extérieur, par exemple grâce à un fil conducteurou une ligne conductrice réalisée par impression.

Le cristal de conversion 30 peut être finalement encapsulé à l'air, ou en atmosphère inerte (N2, Ar), ou en atmosphère anhydre. Ceci peut être réalisé à l'aide d'un capot de verre collé sur une surface du substrat 11, qui n'est pas recouverte par le cristal de conversion 30, à l'aide d'un cordon de colle, ou à l'aide d'un adhésif comme une colle ou un adhésif sensible à la pression et d'un film plastique comportant des couches barrières. L'encapsulation est transparente ou opaque à la lumière visible, mais laisse passer les rayonnements à détecter.

Les plots de contact de la matrice de pixels sont ensuite connectés à une électronique de lecture à l'aide de flexibles et de colles de type ACF pour Anisostropic Conductive Film. La matrice peut être caractérisée avec les méthodes de lecture usuelles des imageurs pixellisés.