Brevet FR3060772A1 — publié le 20180622

Circuit photonique intégré optimisé DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne les circuits photoniques intégrés, dénommés « Photonic Integrated Circuits » ou PIC en anglais, et plus particulièrement les PIC comprenant des fonctions actives et passives intégrées sur un même substrat. L'invention concerne également un procédé de fabrication de tels circuits. ETAT DE LA TECHNIQUE Les circuits photoniques intégrés, que nous dénommerons PIC dans la suite de l'exposé, constituent une nouvelle génération de puces opérant non pas sur des électrons mais sur des photons. Les PIC peuvent aujourd'hui contenir plusieurs dizaines de dispositifs optiques sur une surface de quelques millimètres carrés. Ces PIC trouvent des applications dans de multiples domaines comme celui des réseaux télécom ou de l'optique microonde pour application RADAR, LIDAR, radio,.... La mise en oeuvre de PIC nécessite la réalisation sur une même plateforme de composants/d'éléments réalisant des fonctions dites « actives », telles que émetteurs, détecteurs, modulateurs, amplificateurs de lumière, et des composants réalisant des fonctions dites « passives » telles que guides d'onde, multiplexeurs/démultiplexeurs, miroirs, réseaux, coupleurs, polariseurs. Tous ces composants/éléments, actifs comme passifs, présentent une structure de guide d'onde, c'est-à-dire une zone de coeur guidante disposée entre deux zones de confinement de la lumière, d'indice de réfraction plus faible que la zone de coeur.. Les matériaux semiconducteurs III-V (InP, GaAs, GaN, GaSb...) sont idéaux pour réaliser des fonctions actives mais présentent les inconvénients suivants : - pertes matériaux intrinsèques plus élevées 3060772 2 - moindre flexibilité dans le design de structures verticales différentes dans un composant car les reprises d'épitaxie sont beaucoup plus complexes que les croissances de matériaux diélectriques ou de matériaux amorphes 5 - difficulté d'isoler électriquement les fonctions actives, sauf à recourir à des étapes complexes (implantation protonique et reprises d'épitaxie épaisses). Il est possible de réaliser un circuit photonique intégré avec toutes les fonctions voulues (actives et passives) dans une famille de matériaux 10 semiconducteurs. Des lasers-modulateurs à base d'InP intégrés avec des multiplexeurs ont été démontrés, mais les fonctions passives sont moins performantes que celles réalisées en guide diélectrique et requièrent des étapes complexes comme des reprises d'épitaxie additionnelles/des croissances sélectives, de l'hydrogénation pour supprimer les pertes dues au 15 dopage p nécessairement présent dans les zones actives et l'implantation protonique pour isoler les différentes zones actives. Parallèlement, les guides optiques en matériaux diélectriques (typiquement à base de SiO2, SiONx, A1203, Si3N4, TiO2, Te02, As2S3,...) ou en matériaux 20 amorphes (typiquement le silicium amorphe...) possèdent de nombreuses propriétés très intéressantes : - faibles pertes optiques intrinsèques de ces matériaux - large gamme de différences d'indice possibles, ce qui permet d'obtenir des faibles pertes de propagation et un excellent couplage avec les 25 fibres optiques (guide à faible différence d'indice), et des circuits photoniques très petits (guide à forte différence d'indice permettant de très faibles rayons de courbure) - croissance plus aisée que celle des semiconducteurs cristallins grâce à des méthodes de type PECVD, LPCVD, pulvérisation, sol-gel,.... 30 Les diélectriques ou le silicium amorphe sont donc idéaux pour la réalisation de fonctions passives comme les guides optiques, réseaux (notamment réseaux de Bragg), coupleurs, multiplexeurs/démultiplexeurs... Cependant, ils ne sont pas capables de réaliser des fonctions actives usuellement réalisées grâce aux semiconducteurs III-V (InP, GaAs, GaN, GaSb...) telles 35 que la détection, l'émission, l'amplification ou la modulation rapide (une 3060772 3 modulation lente étant possible par contrôle thermique). Dans les exemples suivants, on considère l'InP comme famille de semiconducteur car c'est la plus utilisée pour fonctionner aux longueurs d'onde télécom (1.3 et 1.55 pm). Pour d'autres applications, on peut remplacer l'InP et les alliages associées 5 par les autres familles de semiconducteur III-V (GaAs, GaN, GaSb,...) sans perte de généralité La réalisation de composants de type différents (actifs et passifs) sur un même substrat pose un certain nombre de problèmes technologiques. 10 Actuellement, les circuits intégrés photoniques monolithiques comprenant des fonctions actives et passives sur le même substrat peuvent être réalisés par différentes approches : La première emploie des guides semiconducteurs technologie InP sur 15 substrat InP qui requièrent de nombreuses étapes complexes de fabrication comme plusieurs épitaxies, implantation de phosphore et implantation d'hydrogène. Il faut de plus noter que certaines fonctions sont très complexes à réaliser sur les circuits monolithiques en InP comme les séparateurs de polarisation. 20 La deuxième utilise la technologie Silicium, qui impose des techniques de collages complexes. Les fonctions passives et certaines actives sont réalisées en silicium. La fonction d'amplification est réalisée grâce à des zones amplificatrices en InP. Cette approche présente de nombreux points 25 critiques : interface de collage entre l'InP et le silicium, couplage entre les guides InP et silicium, dissipation thermique du composant... La troisième, largement utilisée avec les composants à base de silice sur silicium, est la réalisation du circuit passif à base de SiO2 sur le substrat 30 silicium, puis le collage individuel des puces actives (laser, modulateur, amplificateur optique ou photodiodes) sur ce circuit passif. Cette approche présente l'inconvénient de nécessiter des couplages optiques complexes et ne permet pas la réalisation simultanée de milliers de composants complets sur un même wafer. La quatrième approche illustrée figure 1 permet de réaliser sur un même substrat (« wafer » en anglais) semiconducteur InP des fonctions actives 3060772 4 reliées entre elles par des guides passifs réalisés en silicium amorphe par PECVD. La fonction active est constituée d'un guide d'onde présentant une zone de coeur 11 à base de multipuits quantiques InGaAsP/InP et deux zones de 5 confinement également à base d'InP. La fonction passive est constituée d'une couche guide 12 (zone de coeur) de silicum amorphe et de couches confinantes à base d'alliage de silicium amorphe. Le mode lumineux 10 se propage dans la zone 11, se couple au guide passif 10 (trait pointillé) et se propage ensuite dans la zone 12 en silicium amorphe. De manière générale, on appelle couplage la capacité d'un mode lumineux donné (ici structure spatiale de champ circulaire) à se propager d'un composant à l'autre sans perte (couplage 100%). Le silicium amorphe a été choisi pour assurer un saut d'indice entre la zone 15 de coeur 11 de l'élément actif et le guide passif le plus faible possible, de manière à minimiser le coefficient de réflexion de l'onde lors du passage d'un élement à l'autre. Cependant l'absorption du silicium amorphe aux longueurs d'onde d'intérêt (typiquement télécom 1.55 pm ou 1.3 pm) n'est pas négligeable et rend cette technologie intéressante uniquement pour des 20 composants ayant des guides de petite longueur (0-300pm). Le silicium amorphe n'est donc pas idéal pour réaliser des filtres optiques avec un grand facteur de qualité (anneaux, cavité Fabry-Pérot). De plus, la minimisation du saut d'indice entre le guide en silicium amorphe et le guide semiconducteur limite la flexibilité sur le choix des matériaux. Cela peut rendre difficile la 25 réalisation de composant avec très faible rayon de courbure et/ou l'obtention de faible pertes de couplage avec une fibre optique. Enfin, le silicium amorphe présente une conductivité électrique supérieure aux diélectriques comme le SiO2 ou le Si3N4 et isole donc moins bien les différentes zones actives du composant. 30 Un autre inconvénient des structures uniquement à base de semi conducteur est que l'isolation électrique est difficile à réaliser. Du point de vue de la fabrication, dans le cas de l'isolation des contacts p entre deux composants (par exemple pour isoler électriquement un laser et un modulateur), diverses 35 méthodes sont possibles : 3060772 5 -une implantation protonique des couches dopées p dans la zone passive ainsi qu'une hydrogénation pour diminuer les pertes optiques mais elles restent élevées -une reprise d'épitaxie pour remplacer les couches p par des couches 5 isolantes, ce qui est bien plus complexe que la croissance de diélectrique. Dans le cas de l'isolation des contacts p et n des deux composants la seule solution consiste à graver l'ensemble de l'empilement semiconducteur jusqu'au substrat semi-isolant et à faire ensuite une reprise d'épitaxie très épaisse (3-4 pm minimum) pour faire croitre un guide non dopé que l'on devra aligner avec les autres guides. Bien que cette technique représente une vraie gageure sur cette épaisseur, l'isolation reste de mauvaise qualité car les semiconducteurs présentent des conductivités électrique et thermique bien supérieures à celles des diélectriques. 15 Un but de la présente invention est de remédier aux inconvénients précités en proposant un circuit photonique intégré comprenant au moins un guide d'onde actif semiconducteur et un guide d'onde passif diélectrique disposés sur un même substrat semi conducteur, permettant de tirer parti des avantages respectifs des deux technologies tout en réalisant un couplage à 20 l'interface avec un minimum de pertes lumineuses. DESCRIPTION DE L'INVENTION 25 La présente invention a pour objet un circuit photonique intégré comprenant au moins un guide d'onde actif semi conducteur et au moins un guide d'onde passif diélectrique disposés sur un substrat comprenant un matériau semi conducteur, chaque guide d'onde comprenant une zone de coeur dans laquelle se 30 propage un mode lumineux et deux zones de confinement disposées de part et d'autre de la zone de coeur, les guides d'onde étant couplés l'un à l'autre de sorte que le mode lumineux se propageant dans la zone de coeur de l'un des guide d'onde se propage dans la zone de coeur de l'autre guide d'onde, les guide d'onde étant en outre raccordés par une interface constituée d'un 35 élément antireflet comprenant au moins une couche antireflet en matériau 3060772 6 diélectrique, et disposé sensiblement perpendiculairement au plan du substrat, la ou les couches antireflet présentant un indice et une épaisseur adaptés de manière à minimiser les pertes lumineuses à l'interface entre les deux guides d'onde. s Préférentiellement, le guide d'onde actif semiconducteur et le guide d'onde diélectrique passif sont monomode. Avantageusement au moins une couche diélectrique antireflet s'étend continûment parallèlement au plan du substrat entre la zone de coeur du guide d'onde passif diélectrique et le substrat. io Selon un mode de réalisation l'élément antireflet est constitué d'une couche antireflet unique en contact d'un côté avec la zone de coeur du guide d'onde actif semi conducteur et de l'autre côté avec la zone de coeur du guide d'onde passif diélectrique. Selon un autre mode de réalisation l'élément antireflet est constitué d'une 15 première couche antireflet en contact avec la zone de coeur du guide d'onde actif semi conducteur et d'une deuxième couche antireflet en contact avec la zone de coeur du guide d'onde passif diélectrique. Préférentiellement la première couche est en TiO2 ou en Si3N4 et la deuxième couche en SiO2. Selon une variante la première couche antireflet et la deuxième couche 20 antireflet s'étendent continûment parallèlement au plan du substrat entre la zone de coeur du guide d'onde passif diélectrique et le substrat, une partie de la deuxième couche antireflet s'étendant parallèlement au plan du substrat constituant en outre la zone de confinement côté substrat du guide d'onde passif diélectrique. 25 Selon un mode de réalisation le matériau semiconducteur du substrat est de même nature chimique que le matériau semiconducteur du guide d'onde actif. Selon un autre mode de réalisation le matériau semiconducteur du substrat n'est pas de même nature chimique que le matériau semiconducteur du 30 guide d'onde actif, et le substrat comprend une partie principale et une couche tampon configurée pour réaliser une adaptation de maille atomique entre la partie principale du substrat et le guide d'onde actif semiconducteur. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un circuit 35 photonique intégré comprenant au moins un guide d'onde actif semi 3060772 7 conducteur et au moins un guide d'onde passif diélectrique (DWGP), le procédé comprenant les étapes consistant à : -réaliser par épitaxie sur un substrat comprenant un matériau semi conducteur, un premier empilement de matériaux semiconducteurs s comprenant au moins une couche apte à constituer une zone de coeur d'un guide d'onde actif semiconducteur et au moins deux couches disposées de chaque côté de la zone de coeur et aptes à constituer chacune une zone de confinement, -graver le premier empilement de manière à réaliser au moins une zone du so substrat dépourvue dudit premier empilement, -réaliser un deuxième empilement de matériaux diélectriques, comprenant les sous étapes consistant à : *déposer une première couche diélectrique antireflet de manière à ce qu'elle s'étende continûment sur une tranche du guide d'onde actif et 15 parallèlement au substrat sur la partie du substrat dépourvue de premier empilement, *déposer au moins une deuxième couche diélectrique antireflet de manière à ce qu'elle s'étende continûment par-dessus la première couche, *déposer par-dessus la dernière couche diélectrique antireflet au moins 20 une couche diélectrique apte à constituer une zone de coeur d'un guide d'onde passif diélectrique, -définir un guide d'onde passif diélectrique et un guide d'onde actif semiconducteur à partir des premier et deuxième empilements, - les épaisseurs des couches diélectriques étant telles que la zone de coeur 25 du guide d'onde passif diélectrique est en regard de la zone de coeur du guide d'onde actif semiconducteur, les guides d'onde étant couplés l'un à l'autre de sorte qu'un mode lumineux se propageant dans la zone de coeur de l'un des guides d'onde se propage dans la zone de coeur de l'autre guide d'onde au travers d'une interface de raccordement constituée des couches 30 diélectriques antireflets, les épaisseurs traversées par le mode lumineux et les indices des couches diélectriques antireflet étant déterminés de sorte que lesdites couches diélectriques antireflet constituent un élément antireflet (AR), de manière à minimiser les pertes lumineuses à l'interface entre les deux zones de coeur. 35 3060772 8 Selon un autre mode de réalisation le procédé de fabrication d'un circuit photonique intégré comprend au moins un guide d'onde actif semi conducteur et au moins un guide d'onde passif diélectrique, le procédé comprenant les étapes consistant à : 5 -réaliser par épitaxie sur un substrat comprenant un matériau semi conducteur, un premier empilement de matériaux semiconducteurs comprenant au moins une couche apte à constituer une zone de coeur d'un guide d'onde actif semiconducteur et au moins deux couches disposées de chaque côté de la zone de coeur et aptes à constituer chacune une zone de 10 confinement, et définir un guide semiconducteur à partir de ce premier empilement. -graver le premier empilement de manière à réaliser au moins une zone du substrat dépourvue dudit premier empilement, -réaliser un deuxième empilement de matériaux diélectriques, comprenant 15 les sous étapes consistant à : *déposer une première couche diélectrique antireflet (CAR(1)) de manière à ce qu'elle s'étende continûment sur une tranche du guide d'onde actif et parallèlement au substrat sur la partie du substrat dépourvue de premier empilement, 20 *déposer au moins une deuxième couche diélectrique antireflet (CAR(2)) de manière à ce qu'elle s'étende continûment par-dessus la première couche, *déposer par-dessus la dernière couche diélectrique antireflet au moins une couche diélectrique apte à constituer une zone de coeur d'un guide 25 d'onde passif diélectrique, -définir un guide d'onde passif diélectrique à partir du deuxième empilement, - les épaisseurs des couches diélectriques étant telles que la zone de coeur du guide d'onde passif diélectrique est en regard de la zone de coeur du guide d'onde actif semiconducteur, les guides d'onde étant couplés l'un à 30 l'autre de sorte qu'un mode lumineux se propageant dans la zone de coeur de l'un des guides d'onde se propage dans la zone de coeur de l'autre guide d'onde au travers d'une interface de raccordement constituée des couches diélectriques antireflets, les épaisseurs traversées par le mode lumineux et les indices des couches 35 diélectriques antireflet étant déterminés de sorte que lesdites couches 3060772 9 diélectriques antireflet constituent un élément antireflet (AR), de manière à minimiser les pertes lumineuses à l'interface entre les deux zones de coeur. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention 5 apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : La figure 1 déjà citée illustre une méthode de réalisation de composants (structurés en guide d'onde) actifs et passifs sur le même substrat selon l'état Zo de la technique. La figure 2 illustre un circuit photonique selon l'invention. La figure 3 illustre différents exemples de guide d'onde. La figure 4 illustre un mode de réalisation de l'invention dans lequel le substrat comporte une couche tampon pour réaliser l'accord de maille entre 15 la partie principale du substrat et le composant actif. La figure 5 illustre une variante de l'invention comprenant deux composants actifs reliés entre eux par un composant passif. La figure 6 illustre une variante de l'invention dans laquelle l'élément antireflet est constitué d'une couche unique. 20 La figure 7 une autre variante de l'invention dans laquelle l'élément antireflet est constitué d'un bicouche. La figure 8 illustre la variation du coefficient de réflexion à l'interface entre les deux guides en fonction de l'épaisseur de la première couche antireflet, l'épaisseur de la deuxième couche antireflet étant constante. 25 La figure 9 illustre la variation du coefficient de réflexion à l'interface entre les deux guides en fonction de l'épaisseur de la deuxième couche antireflet, l'épaisseur de la première couche antireflet étant constante. La figure 10 illustre la variation du coefficient de réflexion en fonction de la longueur d'onde pour 3 indices effectifs de guide actif différents. 30 La figure 11 décrit la variation du coefficient de réflexion en fonction de la longueur d'onde dans 3 cas différents. La figure 12 illustre une variante de l'invention dans laquelle la couche antireflet unique s'étend verticalement et horizontalement. 3060772 10 La figure 13 illustre une variante préférée de l'invention dans laquelle les deux couches du bicouche antireflet s'étendent verticalement et horizontalement. La figure 14 illustre une variante de l'invention dans laquelle les quatre 5 couches du quadricouche antireflet s'étendent verticalement et horizontalement. La figure 15 illustre la variante de l'invention de la figure 14 dans laquelle le circuit photonique comprend deux guides actifs reliés par un guide passif. La figure 16 illustre un guide d'onde actif et un guide d'onde passif dans un io plan de coupe XZ. La figure 17 illustre la distribution de l'intensité lumineuse du mode guidé dans le guide passif dans un plan de coupe XZ. La figure 18 schématise la deuxième étape du procédé selon l'invention. La figure 19 schématise la troisième étape du procédé selon l'invention. 15 La figure 20 schématise la définition ultérieure des deux guides DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 20 La figure 2 illustre un circuit photonique intégré PIC selon l'invention. Le circuit photonique intégré PIC comprend au moins un guide d'onde actif semi conducteur SCWGA et au moins un guide d'onde passif diélectrique DWGP, les deux guides étant disposés côte à côte sur un substrat SCSub comprenant un matériau semi conducteur. On entend par « onde » guidée 25 dans le guide une onde lumineuse dans les domaines de l'UV, du visible ou de l'infra rouge. Typiquement pour les applications télécom, l'onde lumineuse présente une longueur d'onde comprise entre 1200 nm et 1650 nm. Chaque guide d'onde comprend une zone de coeur ZSCc pour le guide SCWGA et ZDc pour le guide DWGP dans laquelle se propage le mode 30 lumineux, et deux zones de confinement disposées de part et d'autre de la zone de coeur. On définit le plan du substrat XY comme étant le plan horizontal. On entend par zones de confinement des couches empilées selon la direction Z permettant le confinement dans la direction verticale Z. Le confinement latéral dans le plan XY peut être réalisé de différentes manières 35 bien connues de l'homme de l'art. Pour qu'il y ait confinement de l'onde 3060772 11 lumineuse se propageant dans le guide, l'indice de réfraction de la zone de coeur doit être strictement supérieur à l'indice de réfraction des zones de confinement. La figure 3 illustre différents exemples de structures de guide d'onde vu en coupe dans le plan XZ connu de l'homme de l'art. La zone de 5 coeur est dénommée Zc. La figure 3a illustre la structure ruban profond (« ridge » en anglais), la figure 3b la structure nervure (« Rib » en anglais), la figure 3c la structure canal enterré (« buried channel » en anglais) et la figure 3d la structure nervure enterrée (« Buried rib » en anglais). A noter que dans le cas d'un ruban tel qu'illustré figure3a, selon une variante la zone 10 de confinement supérieure est constituée d'air, c'est-à-dire que la zone de coeur est directement en contact avec l'air. La zone de coeur est soit constituée d'un matériau massif, soit d'un empilement de différents matériaux. On dénomme indice effectif neff l'indice moyen vu par le mode lumineux se propageant dans le guide, soit neffsc pour 15 le guide actif et neffD pour le guide passif. Nous considérerons sur l'ensemble des figures que le mode lumineux se propage selon Y. On entend par guide d'onde actif semiconducteur un guide d'onde à base de matériau semiconducteur. Ces guides actifs sont bien connus de l'état de la 20 technique, comme expliqué plus haut. La zone de coeur est constituée d'un matériau massif ou de plusieurs couches semiconductrices pour constituer un multi puits quantique (Multi Quantum Well en anglais) ou quantum dot. Selon un premier mode de réalisation le guide actif est à base d'InP, avec 25 par exemple une zone de coeur en InGaAsP/InGaAs ou en AlGalnAs (indice de coeur compris entre 3.17 et 3.6) et des zones de confinement en alliage InP ou en AlGalnAs. Le guide est alors un simple guide dilué réalisé dans la famille de semiconducteur (ici InP) commune au substrat et à l'ensemble des empilements du guide. Le substrat semiconducteur utilisé est dans ce cas un 30 substrat également en InP. Dans ce premier exemple le matériau semiconducteur du substrat est de même nature chimique que le matériau semiconducteur du guide d'onde actif (base chimique InP). Selon un deuxième mode de réalisation le matériau semiconducteur du substrat n'est pas de même nature chimique que le matériau semiconducteur 3060772 12 du guide d'onde actif. Par exemple un substrat en Silicium et un guide à base d'InP. Dans ce cas l'accord des mailles cristallines entre les deux familles (première famille pour le substrat et deuxième famille pour le guide actif) se fait à l'aide s d'une couche d'interface dite tampon BUF (buffer en anglais). Le substrat SCSub comprend alors une partie principale PP (en Silicium dans l'exemple) et une couche tampon BUF, tel que schématisé figure 4. Le guide d'onde diélectrique est constitué de matériaux diélectriques 10 amorphes. La zone de coeur est typiquement en TiO2, Si3N4, SiONx, a-Si, ZrO2, tandis que les zones de confinement sont constituées typiquement de matériau d'indice plus faible tels que SiO2, SiONx, A1203 ... L'intérêt du nitrure de silicium comme couche guidante est la transparence de ce matériau aux longueurs d'ondes de télécommunication, permettant de 15 réaliser des guides de toute longueur, typiquement jusqu'à lOmm. Les guides d'onde actif et passif sont couplés directement l'un à l'autre de sorte que le mode lumineux se propageant dans la zone de coeur de l'un des guides d'onde se propage dans la zone de coeur de l'autre guide d'onde. Le 20 couplage doit conserver la répartition spatiale du mode lumineux dans le plan perpendiculaire à la propagation (par exemple une répartition circulaire), lors du passage de l'un à l'autre. Le couplage direct s'effectue typiquement en raccordant les deux guides, c'est-à-dire en positionnant la zone de coeur de chaque guide de manière à ce qu'elle soit en regard de l'autre. Les zones de 25 coeur sont alignées dans le sens de la propagation de l'onde. Les indices optiques des matériaux diélectriques (1.5 pour le SiO2, 2 pour le Si3N4 et 2.3 pour le TiO2 à 1550nm) sont usuellement plus faibles que ceux des semiconducteurs (3.17 pour l'InP et 3.5 pour le silicium à 1550nm). Si aucune précaution n'est prise, une réflexion du mode optique atteignant 15% 30 existe à l'interface semiconducteur/diélectrique entre les deux guides (cas des guides silices à faibles différences d'indices). Pour des composants comme les lasers, cette réflexion peut être très handicapante pour leur bon fonctionnement. 3060772 13 Selon l'invention, les guides d'onde sont raccordés par une interface constituée d'un élément antireflet AR comprenant au moins une couche antireflet en matériau diélectrique, et disposé sensiblement selon l'axe Z perpendiculairement au plan du substrat XY. Du fait des méthodes de 5 réalisation, l'élément antireflet est disposé perpendiculairement à +1- 15° près. Pour réaliser la fonction antireflet, au moins une couche antireflet présente un indice et une épaisseur adaptés de manière à ce que AR constitue un empilement antireflet qui minimise les pertes lumineuses à l'interface. Plusieurs variantes d'élément antireflet AR sont décrites plus loin. 10 La présence de l'antireflet permet de minimiser les pertes lumineuses à l'interface optique entre les deux guides. De plus, le PIC selon l'invention comprend des guides diélectriques ou en matériaux amorphes directement couplés aux guides semiconducteurs sur 15 un même substrat. Il est ainsi possible de bénéficier à la fois des avantages des guides semiconducteurs (fonctions actives très performantes) et de celles des guides diélectriques (facilité de fabrication, large gamme d'indice accessible, faibles pertes matériaux). Ceci permet de simplifier la fabrication de circuit intégré photonique complexe (comprenant des fonctions de gain, 20 de détection, passives,...) et de réaliser de nouvelles fonctions. Un autre avantage important de cette méthode est que le guide diélectrique DWGP fournit une isolation électrique totale entre deux fonctions actives du PIC SCWGAI et SCWGA2 illustrées figure 5, disposées de part et d'autre du 25 guide passif et couplées à lui selon l'invention, sans nécessité d'implantation ou de reprise d'épitaxie complexe (qui n'isole que partiellement les fonctions actives). Cette structure permet de faire passer des lignes électriques planaires sans l'emploi de résines à base de polymères constitués de Benzo cyclo butadiène ou de polyimide. Le substrat SCSub est par exemple un 30 substrat semi-isolant à haute résistivité à base d'InP dopé fer. Selon une variante illustrée figure 6, l'élément antireflet AR est constitué d'une couche mince antireflet unique CAR en contact d'un côté avec la zone de coeur ZSCc du guide d'onde actif semi conducteur et de l'autre côté avec 35 la zone de coeur ZDc du guide d'onde passif diélectrique DWGP. 3060772 14 L'indice n' et l'épaisseur eAR de la couche mince CAR se calculent à partir des formules bien connues : nAR2= neffo.neffsc et :eAR = px À/(4. nAR) avec p entier, soit pour p=1 : eAR = À/(4. nAR) 5 À longueur d'onde de fonctionnement du guide, par exemple 1.55 pm. Pour un guide diélectrique d'indice 1.65 (accessible avec un guide SiN/Si02 ou Ti02/Si02) et un guide semiconducteur d'indice 3.2, l'indice nAR vaut 2.2978 ce qui correspond à une couche AR en TiO2. 10 Selon une autre variante préférée illustrée figure 7 l'élément antireflet AR est un bicouche constitué d'une première couche mince antireflet CAR(1) en contact avec la zone de coeur ZSCc du guide d'onde actif semi conducteur et d'une deuxième couche antireflet CAR(2) en contact avec la zone de coeur ZDc du guide d'onde passif diélectrique. 15 L'utilisation de deux couches au lieu d'une permet d'obtenir un coefficient de réflexion plus faible. Le calcul des indices et épaisseurs respectives des deux couches s'effectue à l'aide de logiciels d'optimisation d'empilements de couches minces utilisant un formalisme matriciel, bien connus de l'homme de l'art. 20 Par exemple la première couche CAR(1) est en TiO2, indice 2.293 et la deuxième couche CAR(2) en SiO2 d'indice 1.473. Les figures 8 et 9 montrent l'influence des épaisseurs des couches AR. La figure 8 illustre la variation du coefficient de réflexion R en fonction de 25 l'épaisseur de la première couche eAR1 en TiO2, l'épaisseur de la deuxième couche en SiO2 eAR2 étant constante égale à 1000 nm. La figure 9 illustre la variation du coefficient de réflexion R en fonction de l'épaisseur de la deuxième couche eAR2 en SiO2, l'épaisseur de la première couche eARI en TiO2 étant constante égale à 150 nm. Pour cette modélisation, il a été 30 considéré un guide semiconducteur d'indice effectif de 3.2 et un guide diélectrique d'indice effectif 1.76, constitué d'une zone de coeur en TiO2 (indice 2.29) d'épaisseur et de largeur 0.5 pm entouré d'un matériau d'indice 1.5, du SiO2 par exemple. 3060772 15 On constate qu'un coefficient de réflexion R inférieur à 0.01 est obtenu avec une tolérance sur l'épaisseur des couches de l'ordre de 10%. Sur la figure 8, on constate qu'un coefficient de réflexion R inférieur à 0.001 est obtenu avec une tolérance sur la couche « fine » de TiO2 de l'ordre de 5 7%. Sur la figure 9, on constate qu'un coefficient de réflexion R inférieur à 0.001 est obtenu avec une tolérance sur la couche « épaisse » de SiO2 de l'ordre de 3%. La tolérance sur la couche « fine » est donc plus élevée que la tolérance sur la couche épaisse. Ainsi, la structure proposée permet d'obtenir des réflexions très faibles pour 10 un couplage optimal entre les guides. Les figures 10 et 11 illustrent la tolérance d'un traitement AR en fonction de la longueur d'onde À de l'onde lumineuse se propageant dans le PIC. Pour la figure 10 les épaisseurs de TiO2 et SiO2 sont respectivement égales 15 à 188 nm et 1639 nm et ont été optimisées (grâce à un logiciel d'optimisation) pour une réflectivité minimale à 1550nm. Pour cette modélisation, il a été considéré un guide semiconducteur d'indice effectif de 3.2 et un guide diélectrique d'indice effectif 1.76, constitué d'une zone de coeur d'indice 2.3 (par exemple du TiO2) d'épaisseur et de largeur 20 0.5 dam entouré d'un matériau d'indice 1.5 (du SiO2 par exemple). La figure 10 illustre la variation de R en fonction de la longueur d'onde pour 3 indices effectifs de guide actif différents : la courbe 101 correspond à une valeur d'indice effectif neffsc de 3.2 (cas précédent), la courbe 102 correspond à une valeur de 3.18 et la figure 103 à une valeur de 3.22. 25 On constate qu'un même bicouche antireflet fonctionne correctement pour différentes valeurs d'indice effectifs, c'est-à-dire différents types de guide actif. Ceci est important car des guides actifs semiconducteurs différents peuvent être connectés par un même guide diélectrique (voir figure 5). Le PIC selon l'invention comprend ainsi des guides passifs présentant une 30 bonne accordabilité avec les guides semiconducteurs. Selon un mode de réalisation, la zone de coeur du guide passif est en Si3N4 (indice 2) entre deux couches de confinement en SiO2 (indice 1.5). 3060772 16 Selon une autre variante, l'élément antireflet AR est constitué de deux bicouches soit de 4 couches minces. La figure 11 décrit la variation de R en fonction de la longueur d'onde : - courbe 110: élément AR constitué d'un bicouche Ti02/Si02 optimisé pour 5 un guide actif d'indice effectif 3.2 et un guide passif d'indice effectif1.76 avec un coeur en TiO2 (n=2.3) et des zones de confinement en SiO2. -courbe 111: élément AR constitué d'un bicouche Si3N4/Si02 optimisé pour un guide actif d'indice effectif 3.2 et un guide passif d'indice effectif 1.76 avec un coeur en TiO2 (indice 2.3). 10 - courbe 112: élément AR constitué d'un quadricouche de deux bicouches Si3N4/S102 (263 nm de Si3N4 puis 108 nm de SiO2 puis 208 nm de Si3N4 puis 1067nm de SiO2) optimisé pour un guide passif d'indice effectif 1.76 avec un coeur en TiO2 et des zones de confinement en SiO2. 15 On remarque que l'on obtient un meilleur anti-reflet (plus tolérant en longueur d'onde) en utilisant du TiO2 comme couche de fort indice qu'en utilisant du Si3N4, car le TiO2 a un indice intermédiaire entre les guides diélectrique et semiconducteur tandis que le Si3N4 a un indice proche du guide diélectrique. L'utilisation d'un quadricouche permet d'améliorer très fortement les 20 performances en obtenant un coefficient de réflexion inférieur à 104 ( REVENDICATIONS1 Circuit photonique intégré (PIC) comprenant au moins un guide d'onde actif semi conducteur (SCWGA) et au moins un guide d'onde passif diélectrique (DWGP) disposés sur un substrat (SCSub) comprenant un matériau semi 5 conducteur, chaque guide d'onde comprenant une zone de coeur (ZSCc, ZDc) dans laquelle se propage un mode lumineux et deux zones de confinement disposées de part et d'autre de la zone de coeur, les guides d'onde étant couplés l'un à l'autre de sorte que le mode lumineux se propageant dans la 10 zone de coeur de l'un des guides d'onde se propage dans la zone de coeur de l'autre guide d'onde, les guides d'onde étant en outre raccordés par une interface constituée d'un élément antireflet (AR) comprenant au moins une couche antireflet en matériau diélectrique (CAR, CAR(1), CAR(2)), et disposé sensiblement 15 perpendiculairement au plan du substrat, la ou les couches antireflet présentant un indice (nAR, nAR(1), nAR(2)) et une épaisseur (eAR, eAR(1), eAR(2)) adaptés de manière à minimiser les pertes lumineuses à l'interface entre les deux guides d'onde. 20 2. Circuit photonique intégré selon la revendication 1 dans lequel le guide d'onde actif semiconducteur et le guide d'onde diélectrique passif sont monomode. 3. Circuit photonique intégré selon l'une des revendications 1 ou 2 dans 25 lequel au moins une couche diélectrique antireflet s'étend continûment parallèlement au plan du substrat (XY) entre la zone de coeur du guide d'onde passif diélectrique (ZDc) et le substrat (SCSub). 4. Circuit photonique intégré selon l'une des revendications précédentes 30 dans lequel l'élément antireflet est constitué d'une couche antireflet unique (CAR) en contact d'un côté avec la zone de coeur (ZSCc) du guide d'onde actif semi conducteur et de l'autre côté avec la zone de coeur (ZDc) du guide d'onde passif diélectrique (DWGP). 3060772 24 5. Circuit photonique intégré selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel l'élément antireflet (AR) est constitué d'une première couche antireflet (CAR(1)) en contact avec la zone de coeur (ZSCc) du guide d'onde actif semi s conducteur et d'une deuxième couche antireflet (CAR(2)) en contact avec la zone de coeur (ZSCc) du guide d'onde passif diélectrique. 6. Circuit photonique intégré selon la revendication 5 dans lequel la première couche (CAR(1)) est en TiO2 ou en Si3N4 et la deuxième couche (CAR(2)) en SiO2.so 7. Circuit photonique intégré selon l'une des revendications 5 ou 6 dans lequel la première couche antireflet (CAR(1)) et la deuxième couche antireflet (CAR(2)) s'étendent continûment parallèlement au plan du substrat (XY) entre 15 la zone de coeur du guide d'onde passif diélectrique (ZDc) et le substrat, une partie de la deuxième couche antireflet s'étendant parallèlement au plan du substrat constituant en outre la zone de confinement (ZDCONF1) côté substrat du guide d'onde passif diélectrique (DWGP). 20 8. Circuit photonique intégré selon l'une des revendications précédentes dans lequel le matériau semiconducteur du substrat est de même nature chimique que le matériau semiconducteur du guide d'onde actif. 9. Circuit photonique intégré selon l'une des revendications 1 à 7 dans lequel 25 le matériau semiconducteur du substrat n'est pas de même nature chimique que le matériau semiconducteur du guide d'onde actif, et dans lequel le substrat comprend une partie principale (PP) et une couche tampon (BUF) configurée pour réaliser une adaptation de maille atomique entre la partie principale du substrat et le guide d'onde actif semiconducteur. 30 10. Procédé de fabrication d'un circuit photonique intégré (PIC) comprenant au moins un guide d'onde actif semi conducteur (SCWGA) et au moins un guide d'onde passif diélectrique (DWGP), le procédé comprenant les étapes consistant à : 3060772 25 -réaliser par épitaxie sur un substrat comprenant un matériau semi conducteur, un premier empilement de matériaux semiconducteurs comprenant au moins une couche apte à constituer une zone de coeur d'un guide d'onde actif semiconducteur et au moins deux couches disposées de chaque côté de la zone de coeur et aptes à constituer chacune une zone de confinement, -graver le premier empilement de manière à réaliser au moins une zone du substrat dépourvue dudit premier empilement, -réaliser un deuxième empilement de matériaux diélectriques, comprenant 10 les sous étapes consistant à : *déposer une première couche diélectrique antireflet (CAR(1)) de manière à ce qu'elle s'étende continûment sur une tranche du guide d'onde actif et parallèlement au substrat sur la partie du substrat dépourvue de premier empilement, 15 *déposer au moins une deuxième couche diélectrique antireflet (CAR(2)) de manière à ce qu'elle s'étende continûment par-dessus la première couche, *déposer par-dessus la dernière couche diélectrique antireflet au moins une couche diélectrique apte à constituer une zone de coeur d'un guide 20 d'onde passif diélectrique, -définir un guide d'onde passif diélectrique et un guide d'onde actif semiconducteur à partir des premier et deuxième empilements, - les épaisseurs des couches diélectriques étant telles que la zone de coeur du guide d'onde passif diélectrique est en regard de la zone de coeur du 25 guide d'onde actif semiconducteur, les guides d'onde étant couplés l'un à l'autre de sorte qu'un mode lumineux se propageant dans la zone de coeur de l'un des guides d'onde se propage dans la zone de coeur de l'autre guide d'onde au travers d'une interface de raccordement constituée des couches diélectriques antireflets, 30 les épaisseurs traversées par le mode lumineux et les indices des couches diélectriques antireflet étant déterminés de sorte que lesdites couches diélectriques antireflet constituent un élément antireflet (AR), de manière à minimiser les pertes lumineuses à l'interface entre les deux zones de coeur. 3060772 26 11. Procédé de fabrication d'un circuit photonique intégré (PIC) comprenant au moins un guide d'onde actif semi conducteur (SCWGA) et au moins un guide d'onde passif diélectrique (DWGP), le procédé comprenant les étapes consistant à : 5 -réaliser par épitaxie sur un substrat comprenant un matériau semi conducteur, un premier empilement de matériaux semiconducteurs comprenant au moins une couche apte à constituer une zone de coeur d'un guide d'onde actif semiconducteur et au moins deux couches disposées de chaque côté de la zone de coeur et aptes à constituer chacune une zone de confinement, et définir un guide semiconducteur à partir de ce premier empilement. -graver le premier empilement de manière à réaliser au moins une zone du substrat dépourvue dudit premier empilement, -réaliser un deuxième empilement de matériaux diélectriques, comprenant 15 les sous étapes consistant à *déposer une première couche diélectrique antireflet (CAR(1)) de manière à ce qu'elle s'étende continûment sur une tranche du guide d'onde actif et parallèlement au substrat sur la partie du substrat dépourvue de premier empilement, 20 *déposer au moins une deuxième couche diélectrique antireflet (CAR(2)) de manière à ce qu'elle s'étende continûment par-dessus la première couche, *déposer par-dessus la dernière couche diélectrique antireflet au moins une couche diélectrique apte à constituer une zone de coeur d'un guide 25 d'onde passif diélectrique, -définir un guide d'onde passif diélectrique à partir du deuxième empilement, - les épaisseurs des couches diélectriques étant telles que la zone de coeur du guide d'onde passif diélectrique est en regard de la zone de coeur du guide d'onde actif semiconducteur, les guides d'onde étant couplés l'un à 30 l'autre de sorte qu'un mode lumineux se propageant dans la zone de coeur de l'un des guides d'onde se propage dans la zone de coeur de l'autre guide d'onde au travers d'une interface de raccordement constituée des couches diélectriques antireflets, les épaisseurs traversées par le mode lumineux et les indices des couches 35 diélectriques antireflet étant déterminés de sorte que lesdites couches 3060772 27 diélectriques antireflet constituent un élément antireflet (AR), de manière à minimiser les pertes lumineuses à l'interface entre les deux zones de coeur.