Brevet FR2907917A1 — publié le 20080502

NOUVELLE STRUCTURE DE GUIDE A FENTE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTÉRIEUR L'invention se situe dans le domaine de la Nana Photonique Silicium (domaine du guidage de lumière dans des guides de dimensions nanométriques) et concerne principalement les interconnections optiques sur puce de silicium et notamment la réalisation de portes logiques photoniques. Des fonctions optiques à forte intégration peuvent être réalisées sur silicium. Dans une approche générale, on dispose d'émetteurs (intégrés ou rapportés, commandés électriquement) couplés à un ensemble de guides qui réalise une fonction optique soit passivement, soit en fonction d'une commande électrique. Ces guides aboutissent à des photodétecteurs qui délivrent électriquement le résultat de la fonction optique. Le fonctionnement d'un guide à fente met en oeuvre une propagation dans un milieu de faible indice et une discontinuité d'indice qui permet un excellent confinement de la lumière. Cette architecture a, jusqu'à maintenant, permis : - la réalisation de commutateurs optiques et de sources de lumière dans les circuits intégrés photoniques, comme décrit dans les articles de C.A. Barrios, Electronics Letters, 40, pp862-863, 2004 et C.A. Barrios et al., Optics Express, 13(25), 30 pp.10092-10101, 2005; 25 2907917 2 - la réalisation de photo détecteurs compacts, comme décrit dans l'article de T. Baehr-Jones et al., Optics Express, 13(14), pp.5216-5226, 2005. Dans cette structure, le champ optique est 5 augmenté et confiné dans la fente, à la fois géométriquement et optiquement, d'autant plus que la fente est étroite et que le contraste d'indices de réfraction est élevé. Les portes logiques optiques à forte 10 vitesse de commutation requièrent un matériau non linéaire dont les variations de l'indice de réfraction sont très rapides. Or, les nanocristaux de silicium enterrés dans une matrice de SiO2 sont considérés comme un 15 matériau très prometteur pour les applications non linéaires. Le coefficient de Kerr de ces couches (n2-10-16m2/W) est supérieur de deux et quatre décades respectivement par rapport à celui du silicium et du SiO2 (G. Vijaya Prakash et al, Journal of Modern Optics, 20 49 (2002), page 719). Les propriétés non linéaires de ce matériau dépendent directement de la taille et de la densité des nanocristaux. De plus, il est totalement compatible avec la technologie CMOS. Lorsqu'il est déposé par PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), ce matériau se présente sous forme d'un oxyde de silicium non stoechiométrique (SiOX avec x REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'un guide à fente, dans lequel : - a) on forme une couche d'oxyde de silicium SiOX (26) non stoechiométrique (x 2. Procédé selon la revendication 1, l'épaisseur de la couche d'oxyde de silicium (SiO2) 25 formant couche d'arrêt de la gravure étant supérieure à 1 }gym. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, la couche (22) d'oxyde de silicium étant formée par 30 implantation d'oxygène à travers la première couche de 10 2907917 12 silicium (24) suivie d'un recuit, ou par oxydation thermique d'une plaque de silicium. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, 5 la couche (22) d'oxyde de silicium et la première couche (24) de silicium étant respectivement la couche d'oxyde et la couche superficielle d'un substrat de type SOI. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, comportant en outre une encapsulation du guide à fente par une couche (30) de SiO2. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, la deuxième couche (28) de silicium étant réalisé sous forme amorphe ou polycristalline. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, la couche d'oxyde de silicium (SiOX) (26) étant formée sur la première couche de silicium (24) par PECVD ou LPCVD. 8. Procédé selon la revendication 7, l'étape de recuit étant réalisée après l'étape a) et avant l'étape b). 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, l'étape c) de gravure de l'empilement ayant lieu à l'aide d'un masque dur (4 0) .