Brevet FR3057398A1 — publié le 20180413

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention concerne de manière générale les photodiodes. Elle trouvera pour application particulièrement avantageuse le domaine des photodiodes à double hétérojonction. Elle confère en outre des avantages significatifs lorsqu'elle est appliquée aux photodiodes à avalanche. ÉTAT DE LA TECHNIQUE De manière classique une photodiode comprend une portion d'absorption à l'intérieur de laquelle des photons sont introduits pour générer des porteurs de charges électriques. Cette portion d'absorption est généralement faite en germanium (Ge). Compte tenu du coefficient d'absorption du germanium, il faut que la photodiode présente une longueur, prise selon la direction de propagation de la lumière, qui soit relativement importante pour absorber une quantité satisfaisante de lumière et donc pour être performante en termes de sensibilité. Cette longueur a un impact direct sur la largeur de la bande passante de la photodiode. En effet la longueur de la portion d'absorption diminue la largeur de la bande passante. Il est donc nécessaire de trouver un compromis entre absorptivité et 20 bande passante. Certaines photodiodes, qualifiées de photodiodes à double hétérojonction, prévoient de confiner le matériau responsable de l'absorption des photons et leur transformation en porteurs de charges, à l'intérieur d'une gaine. Ce type de photodiode est illustré en figures 1 et 2a à 2c. 25 Dans ce type de photodiode, un premier guide d'ondes, qualifié de guide d'injection 100, est formé d'une part d'un coeur 110 en silicium (Si) à l'intérieur duquel le faisceau lumineux est destiné à se propager et d'autre part d'une gaine 120 de silice (SiO2) enrobant le coeur 110. La photodiode comprend un deuxième guide d'ondes, qualifié de portion d'absorption 200, au sein duquel 30 s'effectuent l'absorption des photons, la génération de charges électriques et l'extraction de ces dernières. Ce deuxième guide formant portion d'absorption 200 comprend un coeur 210 en germanium intrinsèque (Ge-i) et une gaine 220 présentant deux zones d'extraction 221, 222 de silicium (Si) dopées 3057398 2 respectivement n et p et situées de part et d'autre du coeur 210. C'est plus précisément le coeur 210 en germanium qui fait office de zone de conversion puisqu'il absorbe les photons et rend mobile les porteurs de charges électriques. 5 Ce type de photodiode permet de limiter la diffusion des rayons lumineux dans la gaine 220 et de mieux les confiner à l'intérieur du coeur 210 en germanium. Cela contribue à améliorer l'absorptivité de la photodiode et donc sa sensibilité par rapport aux photodiodes standards. Néanmoins, comme cela apparaît sur les figures 1 et 2c illustrant de 10 manière schématique des simulations, une partie 320 des ondes lumineuses qui pénètrent dans le deuxième guide 200 se diffuse dans la gaine 220 au sein des portions 221, 222. Ces ondes lumineuses 320 diffusées ne sont donc pas absorbées par le coeur 210 de germanium et limitent ainsi les performances de la photodiode en termes de responsivité. 15 Ce type de photodiode à double hétérojonction a apporté des améliorations significatives par rapport aux photodiodes classiques. Néanmoins, afin d'atteindre une absorptivité satisfaisante, la portion d'absorption de ces photodiodes à double hétérojonction doit inévitablement présenter une longueur importante, ce qui limite de manière préjudiciable la largeur de la bande passante. Par exemple, afin qu'une photodiode Si-n/Ge-i/Si-p comme décrit ci-dessus et représentée en figures 1 à 2c absorbe 90% d'une lumière dont la longueur d'onde À est de 1.55 pm (10-6 mètres) (cette longueur d'onde correspondant à une longueur d'onde typique dans le domaine des télécommunications), il faut que le coeur 210 en germanium présente une longueur, selon l'axe z, de presque 100 pm. Il existe donc un besoin consistant à proposer une solution pour réduire la longueur de la portion d'absorption d'une photodiode sans pour autant limiter de manière trop significative la largeur de sa bande passante. Tel est l'objectif de la présente invention. Les autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description suivante et des dessins 3057398 3 d'accompagnement. Il est entendu que d'autres avantages peuvent être incorporés. RÉSUMÉ DE L'INVENTION 5 Selon un mode de réalisation, l'invention porte sur une photodiode de préférence à double hétérojonction comprenant au moins une portion d'absorption, la portion d'absorption comportant au moins un coeur de préférence entouré au moins en partie d'une gaine comprenant au moins deux zones d'extraction de charges, le coeur comprenant : 10 ^ une pluralité de motifs formés d'un premier matériau ayant la propriété de générer le déplacement de porteurs de charges électriques à partir de photons se propageant dans le coeur; ^ une couche de confinement à l'intérieur de laquelle sont situés les motifs, la couche de confinement étant formée d'un deuxième matériau différent 15 du premier et apte à être rendu électriquement conducteur. Par ailleurs, les motifs sont disposés de manière périodique selon une direction principale De (z) d'extension dudit coeur, en présentant un pas p. Ainsi, l'invention prévoit un coeur structuré par des inclusions d'un 20 matériau convertisseur de photons. Le coeur de la portion d'absorption n'est pas homogène. Les inclusions ponctuelles du premier matériau le long de la direction principale De et selon un pas p faible engendrent des réflexions multiples des photons en limitant la propagation par diffraction dans les zones d'extraction. Le trajet parcouru par les photons s'en trouve ainsi rallongé. La 25 structuration du coeur par la pluralité de motifs disposés permet ainsi un ralentissement de la propagation du flux lumineux. La lumière est alors absorbée sur une plus courte distance selon la direction principale De. De préférence le pas p des motifs est suffisamment fiable pour que la propagation du flux lumineux s'effectue principalement et selon un phénomène 30 de lumière lente, c'est-à-dire sans diffraction dans la gaine. La propagation le long de la direction principale De (z) s'effectue alors comme si le coeur était homogène alors qu'il comporte en réalité de multiples inclusions dans une couche de confinement. 3057398 4 Ainsi l'invention permet d'améliorer l'absorptivité de la photodiode sans avoir à rallonger sa longueur et donc sans réduire sa bande passante. Autrement dit, à absorptivité et donc à sensibilité constante, l'invention permet de réduire la longueur de la photodiode et donc d'augmenter la largeur 5 de sa bande passante. Ce résultat, qui sera détaillé par la suite, est totalement contre intuitif. En effet, il était prévisible qu'une réduction de la quantité de matériau absorbant conduirait à une diminution de l'absorptivité. En aucune manière il n'était envisageable qu'une réduction de la quantité de matériau absorbant ne 10 dégraderait pas fortement l'absorptivité. A fortiori, il n'était pas prévu que cette réduction de la quantité de matériau absorbant pourrait conduire à une augmentation de l'absorptivité. Par ailleurs, cette structure de photodiode présente pour avantage de réduire le courant d'obscurité, le courant d'obscurité étant le courant généré par 15 la photodiode même en l'absence de photons. Par ailleurs, selon un mode de réalisation optionnel, les motifs s'étendent principalement selon une direction Dm formant avec une direction Dp (x) perpendiculaire à ladite direction principale De (z) un angle 0 tel que 90>0>0 et 20 de préférence 80>0>10. Ainsi, selon ce mode de réalisation privilégié, les motifs de matériau absorbant sont inclinés. Cela permet, pour une période p donnée des motifs et pour une largeur W2 donnée du coeur 210, d'avoir des motifs dont la plus grande longueur est augmentée. Avec l'invention la plus grande dimension des 25 motifs présente ainsi une longueur L telle que L2 = W22+p2 (si la hauteur h du motif selon la direction De (z) est égale au pas p). Avec des motifs non inclinés, cette dimension L aurait été égale à W2. Ainsi, pour une même largeur W2 de coeur, l'inclinaison des motifs permet de relâcher les contraintes dimensionnelles sur la longueur des motifs, prise 30 selon leur plus grande dimension d'extension Dm. Cela présente un avantage significatif en termes de procédé de fabrication, notamment lorsque le coeur 210 présente une largeur W2 faible. 3057398 5 Par ailleurs, lorsque la photodiode est de type photodiode à avalanche l'invention présente pour avantage de réduire de manière significative l'excès de bruit. Comme cela sera détaillé par la suite dans la description des figures, ce 5 bruit est dû à la multiplication des porteurs de charges, en particulier dans le matériau absorbant habituellement fait de germanium, sous l'effet d'un champ électrique important. Une photodiode à avalanche conventionnelle est représentée en figures 10 3a et 3b. Comme cela apparaît sur ces figures, la photodiode comprend des zones d'extraction 221, 222 en silicium dopé Si-n+ et Si-p+ situées de part et d'autre du coeur 210 en germanium intrinsèque (Ge-i). Les électrodes 250, 251 sont connectées aux zones d'extraction 221, 222. Par ailleurs, la photodiode 15 comprend entre le coeur 210 et la zone d'extraction 221 en silicium dopé Si-n+, une couche de multiplication 231 en silicium intrinsèque. En appliquant un champ électrique important, les porteurs de charge générés dans le coeur 210 en Ge-i sont accélérés et leur énergie permet d'ioniser des atomes présents dans la couche de multiplication 231, multipliant 20 de ce fait le nombre de porteurs de charge. Ce phénomène d'avalanche permet ainsi d'augmenter le courant généré par photon absorbé et donc d'améliorer la sensibilité de la photodiode. Une difficulté de ce type de photodiode est que le champ électrique important a comme impact négatif de favoriser l'ionisation dans le coeur 210 en 25 Ge-i. Une multiplication aléatoire a donc lieu dans le coeur 210 et ce caractère aléatoire est beaucoup plus important dans le germanium que dans le silicium. Il en résulte que la multiplication dans le Ge entraîne un facteur d'excès de bruit beaucoup plus important que dans le Si. Afin de limiter cet excès de bruit, certaines solutions de l'état de la 30 technique prévoient une couche de charge 230 en silicium dopé p, disposée entre la zone d'extraction 221 en silicium dopé Si-n+ et la couche de multiplication 231 en silicium intrinsèque. Ce type de structure est 3057398 6 habituellement désigné par l'acronyme SACM (Separate Absorption Charge and Multiplication, signifiant absorption et multiplication séparées des charges). Cette structure avec couche de charge 230 permet d'appliquer un champ électrique plus faible mais suffisant pour absorber les photons et générer les 5 porteurs dans le Ge-i, puis extraire ces porteurs hors du Ge-i, sans pour autant que ces porteurs soient suffisamment accélérés pour acquérir la capacité d'ioniser les atomes. On a ensuite un fort champ électrique dans la zone de multiplication 231 en Si intrinsèque adjacente à la couche de charge 230. Dans cette couche le facteur d'excès de bruit reste limité, car il s'agit de multiplication 10 dans le Silicium. Les figures 4a et 4b sont des graphes illustrant respectivement le champ électrique et le taux d'ionisation par impact à l'avalanche pour différentes positions dans la photodiode selon l'art antérieur illustrée en figure 3a et 3b. 15 Les courbes 41 à 44 représentent chacune le champ électrique en volts par centimètres (10-2 mètres) (V/cm) au sein de la photodiode en différentes position dans la portion d'absorption 200 selon la direction x. La courbe 41 concerne les valeurs à 200nm (10-e mètres) au-dessus du fond du coeur 210, le fond étant la face du coeur 210 au regard du coeur 110 du 20 guide d'injection. La courbe 42 concerne les valeurs à 150nm au-dessus du fond du coeur 210. La courbe 43 concerne les valeurs à 100nm au-dessus du fond du coeur 210. La courbe 44 concerne les valeurs à 50nm au-dessus du fond du coeur 210. 25 Les courbes 45 à 48 représentent chacune le taux d'ionisation par impact à l'avalanche (nombre d'impact par seconde et par centimètres cubes s-'.cm-3) au sein de la photodiode en différentes position dans la portion d'absorption 200 selon la direction x. La courbe 45 concerne les valeurs à 200nm (10-e mètres) au-dessus du 30 fond du coeur 210. La courbe 46 concerne les valeurs à 150nm au-dessus du fond du coeur 210. La courbe 47 concerne les valeurs à 100nm au-dessus du fond du coeur 210. La courbe 48 concerne les valeurs à 50nm au-dessus du fond du coeur 210. 3057398 7 Comme cela apparaît sur ces graphes, on observe que même si le champ électrique est faible dans le coeur 210 en Ge-i, le taux d'ionisation par impact à l'avalanche dans le coeur 210 en Ge-i et donc la multiplication aléatoire des porteurs reste importante. Pour les photodiodes à avalanches, le 5 facteur d'excès de bruit reste donc significatif en dépit de ces structures de type SACM. Par ailleurs, ces structures de type SACM reposent sur une réduction de la vitesse d'extraction des porteurs de charge dans le germanium. Cela conduit de manière inévitable et préjudiciable à une réduction de la bande passante. 10 Il serait donc très avantageux de proposer une solution pour augmenter la largeur de la bande passante des photodiodes à avalanche sans augmenter, voire en diminuant le facteur d'excès de bruit. Or l'invention, en prévoyant d'incliner les motifs formés du matériau absorbant, permet d'assurer que les porteurs générés par absorption, une fois 15 accélérés par le champ électrique, ne seront accélérés que sur une courte distance de Ge. En effet, les porteurs se déplacent parallèlement à la direction du champ électrique, c'est-à-dire perpendiculairement à l'axe de propagation de la lumière qui correspond à la direction « De » d'extension du coeur de la photodiode. Les 20 porteurs de charge, contrairement aux photons, ne traversent donc que très peu de Ge puisque les motifs de Ge sont inclinés et présentent donc une largeur faible selon la direction de déplacement des porteurs de charge. On peut ainsi accélérer plus fortement les porteurs sans augmenter le facteur d'excès de bruit dans le Ge, et améliorer ainsi la bande passante. On rappellera 25 que le facteur d'excès de bruit est dû essentiellement à la multiplication dans le Ge et nettement moins à la multiplication dans la gaine, faite typiquement de Silicium. Cette réduction de l'excès de bruit est tellement significative que la couche de charge, habituellement disposée au contact du coeur en Ge peut être 30 supprimée dans une photodiode à avalanche munie d'un coeur structuré tel que le prévoit la présente invention. On notera que ces avantages liés à la réduction du facteur d'excès de bruit et à l'élargissement de la bande passante par rapport aux structures 3057398 8 SACM, reposent sur l'inclinaison des motifs du matériau absorbant. Pour obtenir ces avantages, il n'est pas indispensable que les motifs soient disposés selon un pas spécifique. 5 Selon un mode de réalisation, l'invention porte sur une photodiode de préférence à double hétérojonction comprenant au moins une portion d'absorption, la portion d'absorption comportant au moins un coeur de préférence entouré au moins en partie d'une gaine comprenant au moins deux zones d'extraction de charges, le coeur comprenant : 10 ^ une pluralité de motifs formés d'un premier matériau ayant la propriété de générer le déplacement de porteurs de charges électriques à partir de photons se propageant dans le coeur; ^ une couche de confinement à l'intérieur de laquelle sont situés les motifs, la couche de confinement étant formée d'un deuxième matériau différent 15 du premier et apte à être rendu électriquement conducteur. Par ailleurs, les motifs s'étendent principalement selon une direction Dm formant avec une direction Dp (x) perpendiculaire à ladite direction principale De (z) un angle 0 tel que 90>0>0 et de préférence 80>0>10. Avec cette configuration des motifs, les porteurs générés par absorption, 20 une fois accélérés par le champ électrique, ne seront accélérés que sur une courte distance du matériau absorbant, typiquement du germanium. L'invention permet ainsi une réduction très significative de l'excès de bruit. Elle permet alors de conserver un champ électrique important dans le coeur et donc d'accélérer la vitesse d'extraction des porteurs de charge. La 25 bande passante d'une photodiode à avalanche selon l'invention est donc plus importante qu'une photodiode à avalanche de type SACM dans laquelle le champ électrique dans le Ge est réduit. Par ailleurs ce mode de réalisation spécifique aux photodiodes à 30 avalanche présente les mêmes avantages que ceux mentionnés pour les modes de réalisation précédents à savoir : une longueur de portion d'absorption réduite, une bande passante plus large et un courant d'obscurité diminué. 3057398 9 Un autre objet de la présente invention concerne un dispositif microélectronique comprenant au moins et de préférence une pluralité de photodiodes selon l'un des modes de réalisation mentionnés ci-dessus. Par dispositif microélectronique, on entend tout type de dispositif réalisé 5 avec des moyens de la microélectronique. Ces dispositifs englobent notamment en plus des dispositifs à finalité purement électronique, des dispositifs micromécaniques ou électromécaniques (MEMS, NEMS...) ainsi que des dispositifs optiques ou optoélectroniques (MOEMS...). 10 BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description détaillée d'un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d'accompagnement suivants dans lesquels : 15 La figure 1 est une vue en coupe schématisée d'une photodiode à double hétérojonction Si-p/Ge-i/Si-n selon l'art antérieur, sur laquelle une simulation de la propagation des ondes lumineuses est représentée de manière schématique. Les figures 2a et 2b sont des vues d'une photodiode à double hétérojonction proche de celle de la figure 1, selon des coupes transversales 20 (xy) prises respectivement au niveau de la portion d'absorption et du guide d'injection. La figure 2c est une vue schématisée de la photodiode des figures 2a et 2b selon une coupe longitudinale (zx), c'est-à-dire parallèle à la direction principale de propagation des ondes lumineuses. 25 Les figures 3a et 3b sont des vues en coupe, respectivement selon une coupe longitudinale (zx) et selon une coupe transversale (xy), d'une photodiode à avalanche selon l'état de la technique. Les figures 4a et 4b sont des graphes illustrant respectivement le champ électrique et le taux d'ionisation par impact à l'avalanche pour différentes 30 positions dans la photodiode à avalanche illustrée en figures 3a et 3b. La figure 5a est une vue en coupe longitudinale (zx) illustrant de manière schématique une photodiode selon un premier mode de réalisation non limitatif de la présente invention. 3057398 10 La figure 5b est une vue agrandie de la figure 5a, centrée sur deux des motifs du matériau absorbant. La figure 6a est une vue en coupe longitudinale (zx) illustrant de manière schématique une photodiode selon un deuxième mode de réalisation non 5 limitatif de la présente invention, dans ce deuxième mode de réalisation, la photodiode est de type photodiode à avalanche. La figure 6b est une vue agrandie de la figure 6a, centrée sur l'un des motifs du matériau absorbant. Les figures 7a et 7b sont des simulations selon la méthode des 10 différences finies dans le domaine temporel (FDTD) de la diffusion de la lumière dans le coeur de la portion d'absorption, pour une photodiode selon l'art antérieur. La figure 7a représente toute la longueur de la portion d'absorption. La figure 7b est un agrandissement de la figure 7a, pris au niveau de l'interface entre le guide d'injection et l'extrémité amont de la portion d'absorption. 15 Les figures 8a et 8b sont des simulations identiques à celles des figures 7a et 7b respectivement, pour une photodiode selon un exemple de réalisation de la présente invention. Les figures 9a et 9b illustrent l'évolution de l'absorption de la photodiode en fonction de la longueur (selon l'axe z) de la portion d'absorption pour 20 respectivement une photodiode selon l'art antérieur et une photodiode selon un exemple de réalisation de la présente invention. Les figures 10a et 10b illustrent des exemples de modes de réalisation alternatifs à celui des figures 5a à 6b. La figure 11, comprenant les figures 11a à 11g, illustre les étapes 25 principales d'un exemple de procédé de réalisation d'une photodiode selon l'invention. Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l'invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l'invention et ne sont pas 30 nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier, les épaisseurs relatives des différentes couches ainsi que les dimensions relatives des différentes portions de photodiode et des motifs ne sont pas représentatives de la réalité. 3057398 11 DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION Avant d'entamer une revue détaillée de modes de réalisation de l'invention, sont énoncées ci-après des caractéristiques optionnelles qui 5 peuvent éventuellement être utilisées en association ou alternativement. - Selon un mode de réalisation, le pas p est suffisamment faible pour que la propagation du flux lumineux s'effectue principalement le long de la direction De (z) et selon un phénomène de lumière lente. - Selon un mode de réalisation, le pas p est tel que : À 4 10 À étant la longueur d'onde à détecter par la photodiode, de préférence la plus petite longueur d'onde à détecter par la photodiode. - Selon un mode de réalisation, le pas p est tel que : p e>5 et de préférence 60>e>10 et de préférence 50>e>15. Selon un mode de réalisation, l'angle 0 est tel que 70>0. Selon un mode de réalisation l'angle 0 est tel que E)>10. 20 - Selon un mode de réalisation, les motifs sont disposés de manière périodique selon une direction principale De (z) d'extension dudit coeur en présentant un pas p tel que : À _1, de préférence rri1.5. - Selon un mode de réalisation, W2 p. 15 De manière également facultative, l'invention pourra présenter au moins l'une quelconque des revendications suivantes qui pourront être prises en association ou alternativement. - Selon un mode de réalisation, au moins l'une parmi la gaine du guide d'injection et la gaine de la portion d'absorption comprend de l'air, un gaz ou du 20 vide. - Selon un mode de réalisation, la différence entre les indices de réfraction du coeur et de la gaine du guide d'injection est supérieure à la différence entre les indices de réfraction du coeur et de la gaine de la portion d'absorption. Cela permet de mieux confiner la lumière dans le coeur en évitant 25 sa diffusion dans la gaine du guide d'absorption. - Selon un mode de réalisation, la photodiode est de type Si-n/Ge-i/Si-p. - Selon un mode de réalisation, au moins l'un et de préférence les deux parmi le coeur du guide d'injection et le coeur de la portion d'absorption présente, en section selon un plan xy parallèle audit plan transverse zx, une 30 surface inférieure à 100pm2, de préférence inférieure à 10pm2, et de préférence inférieure à 1pm2. Typiquement le diamètre, si la section du coeur est circulaire, ou le plus grand côté si la section du coeur est un polygone, est inférieur à 50 pm, de préférence inférieure à 10 pm et de préférence inférieure à 1 pm. 3057398 16 - Selon un mode de réalisation, les coeurs des premier et deuxième guides sont en contact direct. C'est-à-dire qu'il n'y a pas d'élément, de vide ou d'air entre eux. - Selon un mode de réalisation, les premier et deuxième coeurs forment 5 une interface de couplage, ladite interface étant plane. Selon un mode de réalisation, l'interface est contenue dans un plan (xy) parallèle audit plan transverse (zx). - Selon un mode de réalisation, la photodiode comprend un guide d'injection comprenant un coeur et une gaine, le coeur du guide d'injection étant 10 configuré pour apporter des ondes lumineuses au coeur de la portion d'absorption. Il est précisé que dans le cadre de la présente invention, le terme « sur », « surmonte », « recouvre » ou « sous-jacent » ou leurs équivalents ne signifient 15 pas forcément « au contact de ». Ainsi par exemple, le dépôt d'une première couche sur une deuxième couche, ne signifie pas obligatoirement que les deux couches sont directement au contact l'une de l'autre mais cela signifie que la première couche recouvre au moins partiellement la deuxième couche en étant soit directement à son contact soit en étant séparée d'elle par au moins une 20 autre couche ou au moins un autre élément. De manière conventionnelle, un dopage noté p signifie qu'il s'agit d'un dopage par des charges positives et un dopage n signifie qu'il s'agit d'un dopage par des charges négatives. On notera dans que dans la suite de la description la bande passante de 25 la photodiode s'exprime en Hz ou Giga Hz et caractérise sa rapidité de réaction et non pas la gamme de longueurs d'ondes qu'elle peut détecter. Un exemple de photodiode selon l'invention va maintenant être décrit en 30 référence aux figures 5a et 5b. La photodiode selon l'invention comprend au moins un premier guide d'ondes formant un guide d'injection 100 et un deuxième guide d'ondes formant la portion 200 d'absorption et d'extraction des charges. Chaque guide d'ondes 3057398 17 comprend un coeur 110, 210 et une gaine 120, 220. La lumière pénètre dans le guide d'injection 100 pour ensuite parvenir dans le coeur 210 de la portion 200 d'absorption et d'extraction. Le coeur 210 comprend un matériau ayant la propriété d'absorber les 5 photons et de générer le déplacement des porteurs de charges électriques. Ces porteurs de charges sont ensuite collectés et extraits au niveau des zones d'extraction 221, 222 de la gaine 220. On prévoit également des électrodes 250, 251 au niveau des zones d'extraction 221, 222. De manière générale, les zones d'extraction 221, 222 sont en matériau 10 électriquement conducteur ou apte à être rendu conducteur. Il s'agit le plus souvent d'un matériau semi-conducteur tel que du silicium (Si) dopé p et n pour respectivement zones d'extraction 221, 222. Cela correspond à une photodiode à double hétérojonction. La gaine 220 peut en outre comprendre une couche additionnelle 223 recouvrant le coeur 210, et les zones d'extraction 221, 222, 15 comme cela est le cas pour la photodiode illustrée en figure 2a. Cette couche d'encapsulation est de préférence formée d'un diélectrique tel que le SiO2. Comme illustré en figure 5a, les coeurs 110, 210 des guides 100, 200 présentent des sections, prise selon une coupe xy qui reste sensiblement constante le long de l'axe z. 20 Le repère normé x, y, z est indiqué en figure 5a. L'axe z correspond à une direction principale d'extension De du coeur 110, 210 des guides 100, 200. C'est parallèlement à cette direction principale De que le flux lumineux se propage dans les guides 100, 200. Dans l'exemple illustré, et sans que cela soit limitatif, le coeur 110 du 25 guide d'injection 100 est en Si, sa gaine 120 est en SiO2, les motifs du coeur 210 du guide d'absorption 200 sont en Ge-i et sa couche de confinement 212 en Si. La gaine 220 du guide d'absorption 200 est formée d'une zone 221 de Si dopé n (Si-n) et d'une zone 222 de Si dopé p (Si-p). Avantageusement, pour chaque guide d'ondes, l'indice de réfraction du 30 coeur est supérieur à l'indice de réfraction de sa gaine afin de confiner le rayon lumineux dans les coeurs 110, 210 en évitant une diffusion au sein des gaines 120, 220. On notera que l'homme du métier sait calculer l'indice de réfraction d'une gaine si cette dernière est hétérogène à la surface du coeur. 3057398 18 L'homme du métier sait également calculer l'indice de réfraction du coeur 210 hétérogène. On notera que l'effet des motifs 211 sur le faisceau est principalement contenu selon l'axe x. Ainsi la portion de gaine 220 à prendre en compte en 5 termes d'indices de réfraction est principalement la gaine latérale, formée dans cet exemple non limitatif par les zones 221, 222 et le cas échéant 230, 231. De manière avantageuse, le coeur 210 du guide d'absorption 200 comprend une pluralité de motifs 211 formés du matériau absorbant. 10 Ainsi, ce dernier n'est pas réparti de manière homogène sur toute la longueur L de la portion d'absorption de la photodiode. Il est distribué de manière ponctuelle. Les motifs 211 forment ainsi des inclusions. Le coeur 210 comprend également une couche de confinement 212 à l'intérieur de laquelle les motifs 211 forment des inclusions. La couche de 15 confinement 212 est faite d'un matériau apte à être rendu électriquement conducteur tel qu'un matériau semi-conducteur ou un matériau conducteur. Les motifs 211 sont répartis selon la direction De (z) avec un pas p qui contribue à générer de multiples réflexions pour les photons en limitant la diffraction dans la gaine 210. Ces multiples réflexions génèrent un phénomène 20 de ralentissement de la lumière ce qui fait que plus de photons sont absorbés sur une longueur donnée. Par rapport aux photodiodes selon l'art antérieur, on peut ainsi réduire la longueur du guide d'absorption 200 pour une sensibilité donnée. Selon un mode de réalisation avantageux, le pas p des motifs 211 est tel 25 que : ( 1 ) P 4 À. étant la longueur d'onde la plus courte que la photodiode est censée détecter. Pour une application aux télécommunications, est par exemple compris 30 entre 0,8 x 1,55 pm et 1,2 x 1,55 pm et de préférence égale à 1,55 pm. De préférence, p 0, de préférence, e REVENDICATIONS1. Photodiode à double hétérojonction comprenant au moins une portion d'absorption (200), la portion d'absorption (200) comportant au moins un coeur (210) entouré au moins en partie d'une gaine (220) comprenant au moins deux zones (221, 222) d'extraction de charges, caractérisé en ce que le coeur (210) comprend : - une pluralité de motifs (211) formés d'un premier matériau ayant la propriété de générer le déplacement de porteurs de charges électriques à partir de photons se propageant dans le coeur (210); - une couche de confinement (212) à l'intérieur de laquelle sont situés les motifs (211), la couche de confinement (212) étant formée d'un deuxième matériau différent du premier et apte à être rendu électriquement conducteur; et dans laquelle : - les motifs sont disposés de manière périodique selon une direction principale De (z) d'extension dudit coeur (210), en présentant un pas p tel que : À 4 À étant la plus petite longueur d'onde à détecter par la photodiode; - de préférence les motifs (211) s'étendent principalement selon une direction Dm formant avec une direction Dp (x) perpendiculaire à ladite direction principale De (z) un angle 8 tel que 90>8>0 et de préférence 80>0>10. 2. Photodiode selon la revendication précédente dans laquelle le pas p est tel que p et de préférence p 3. Photodiode selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle l'angle 8 est tel que 70>8>5 et de préférence 60>8>10 et de préférence 30 50>8>15. 3057398 4. Photodiode selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle les motifs sont disposés de manière périodique selon une direction principale De (z) d'extension dudit coeur (210) en présentant un pas p tel que : X 5. Photodiode selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle les motifs sont disposés de manière périodique selon une direction principale De (z) d'extension dudit coeur (210) en présentant un pas p tel que g425 nm (10-e mètres), de préférence p5_400 nm, de préférence p_.280 nm. 10 6. Photodiode selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle les motifs du coeur (210) sont formés d'un matériau semi-conducteur intrinsèque tel que le germanium (Ge) et la couche de confinement est en silicium et lesdites zones d'extraction (221, 222) sont en silicium (Si) dopé p et 15 n. 7. Photodiode selon l'une quelconque des revendications précédentes formant une photodiode à avalanche. 20 8. Photodiode selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle le coeur (210) et les zones (221, 222) d'extraction sont configurés de manière à ce que le déplacement de porteurs de charges électriques dans le coeur (210) s'effectue selon des directions parallèles à ladite direction Dp (x) et dans laquelle les motifs (211) présentent une hauteur h, prise selon la direction 25 principale De(z), telle que 3r:ili0.5p , de préférence 1.5p.?_10.5p et de préférence h=p. 3057398 31 9. Photodiode selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle tan' (-) , W2 étant la largeur du coeur (210) prise selon la direction W2 Dp (x) et de préférence e --- tan' (e7) . 10. Photodiode selon l'une quelconque des revendications précédentes, 5 formant une photodiode à avalanche et comprenant une couche de multiplication (231) configurée pour favoriser la multiplication de porteurs de charge par impact, la couche de multiplication (231) étant disposée entre l'une des zones d'extraction (222) et le coeur (210) et la couche de multiplication (231) étant de préférence directement au contact du coeur (210) et de l'une des 10 zones d'extraction (222). 11. Photodiode selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, formant une photodiode à avalanche et comprenant une couche de multiplication (231) configurée pour favoriser la multiplication de porteurs de charge par impact, la 15 couche de multiplication (231) étant disposée entre l'une des zones d'extraction (222) et le coeur (210), la photodiode comprenant également une couche de charge (230) disposée entre la couche de multiplication (231) et le coeur (210). 12. Photodiode selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans 20 laquelle le deuxième matériau formant la couche de confinement (212) est à base du même matériau qu'un matériau formant les zones d'extraction (221, 222). 13. Photodiode selon l'une quelconque des revendications précédentes dans 25 laquelle la largeur Wm des motifs (211) est égale à la largeur W2 du coeur (210) de la portion d'absorption (200), la largeur Wm des motifs étant mesurée en projection selon la direction Dp (x) et prise d'une extrémité (2112) à l'autre du motif (211). 30 14. Photodiode selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle le coeur (210) de la portion d'absorption présente une largeur W2 3057398 32 mesurée en projection selon la direction Dp (x), dans laquelle les motifs présentent des flancs (2111) sensiblement parallèles à ladite direction Dm, et dans laquelle les motifs présentent une dimension W21 prise, d'un flanc (2111) à l'autre et selon la direction Dp (x) perpendiculaire à ladite direction principale De 5 (z), avec W21W2/k, et avec k1.5, de préférence k3. 15. Photodiode selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle les motifs présentent des flancs (2111) sensiblement parallèles à ladite direction Dm, et dans laquelle les motifs présentent une dimension W21 prise, 10 d'un flanc (2111) à l'autre et selon la direction Dp (x) perpendiculaire à ladite direction principale De (z), avecW215_p/m, et avec m1, de préférence m1.5. 16. Dispositif micro-électronique comportant une pluralité de photodiodes selon l'une quelconque des revendications précédentes. 15