Brevet FR3074372A1 — publié le 20190531

STRUCTURE À GAIN, DISPOSITIF PHOTONIQUE COMPRENANT UNE TELLE STRUCTURE ET PROCÉDÉ DE FABRICATION D'UNE TELLE STRUCTURE À GAIN DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne le domaine de l'optoélectronique et des dispositifs de la photonique, tels que les lasers et les amplificateurs optique à semiconducteur. L'invention a plus précisément pour objet une structure à gain destinée à former un laser, avec une structure de contre-réaction, ou un amplificateur optique à semiconducteur, un dispositif photonique comportant une telle structure à gain, et des procédés de fabrication d'une telle structure à gain et d'un tel dispositif photonique. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les dispositifs photoniques comprenant un laser ou un amplificateur optique à semiconducteur comportent généralement : - au moins un guide d'onde, - une structure à gain comprenant un milieu à gain, - au moins une zone transition entre le guide d'onde et la deuxième zone semiconductrice. Les dispositifs photoniques comprenant un laser se distinguent de celle comportant un amplificateur optique à semiconducteur en ce que le dispositif phonique comprend en outre une structure de contre réaction pour former une cavité oscillante, la structure de contre réaction pouvant être aux deux extrémités de la structure à gain (cas d'un laser à réseau de Bragg distribué plus connu sous le sigle anglais DBR) ou distribuée dans la structure à gain (cas d'un laser à contre réaction répartie également plus connu sous son sigle anglais DFB). On entend ci-dessus et dans le reste de ce document par « structure à gain », une structure à matériaux semi-conducteurs, généralement semiconducteur III-V, adaptée pour fournir une émission de lumière pouvant être notamment stimulée afin de 2 fournir une amplification optique ou, lorsque la structure est couplée à une structure de contre réaction optique, une émission du type laser. Une telle structure à gain comporte au moins un milieu à gain, qui est le matériau dans lequel l'émission de lumière est générée, et, de part et d'autre, une première et deuxième zone présentant chacune un 5 type de conductivité opposé à celui de l'autre pour autoriser un pompage électrique du milieu à gain. Dans une application classique, que celle-ci concerne les lasers à matériaux semi-conducteurs ou les amplificateurs optiques à semiconducteur, notamment pour les gammes de longueurs d'onde de l'infrarouge et en particulier aux longueurs d'onde 1310 nm et 1550 nm, les première et deuxième zones et le milieu à gain peuvent être 10 formés par croissance épitaxiale sur des substrats en phosphure d'indium InP ou en arséniure de gallium GaAs. En effet, la faible différence de maille de ces matériaux avec leurs alliages quaternaires permet de fournir des première et deuxième zones et un milieu à gain de bonne qualité cristalline. Le milieu à gain d'une telle structure à gain peut comporter un 15 empilement de puits quantiques et de couches barrières fournissant l'émission de lumière ou l'amplification optique. En alternative aux puits quantiques, le milieu à gain peut également comporter des boîtes quantiques. Afin de former de tels puits quantiques, ou boîtes quantiques, et dans une configuration classique d'un tel laser ou d'un amplificateur optique à semiconducteur, le milieu à gain peut comporter au moins 20 deux matériaux semiconducteurs du type semiconducteur III-V. Chacun de ces au moins deux matériaux peut ainsi être sélectionné par exemple dans le groupe comportant le phosphure d'indium InP, l'arséniure de gallium GaAs, l'arséniure d'indium InAs, l'arséniure-phosphure de gallium-indium InGaAsP, l'arséniure de gallium-indiumaluminium InGaAlAs, l'arséniure d'aluminium-gallium AlGaAs et l'arséniure-phosphure 25 d'indium InAsP et leurs alliages. De la même façon, la première et la deuxième zone peuvent être réalisées dans au moins un matériau semiconducteur III-V, ledit matériau pouvant être sélectionné dans le groupe comportant le phosphure d'indium InP, l'arséniure de gallium GaAs, l'arséniure d'indium InAs, l'arséniure-phosphure de gallium-indium InGaAsP, l'arséniure de gallium-indium-aluminium InGaAlAs, l'arséniure-nitrure d'aluminium-indium InGaAsN, l'arséniure d'aluminium-gallium AlGaAs et l'arséniure- 3 phosphure d'indium InAsP et leurs alliages, l'une de la première et la deuxième zone étant d'un premier type de conductivité dans lequel les porteurs majoritaires sont les électrons, l'autre étant d'un deuxième type de conductivité dans lequel les porteurs majoritaires sont les trous. 5 On entend ci-dessus et dans le reste de ce document par « structure de contre réaction optique », une structure optique réalisée dans un guide d'onde et permettant de former une cavité oscillante guidante comprenant le milieu à gain. Ainsi, le champ optique effectue des allers/retours dans le guide d'onde de la cavité entre les extrémités de cette même cavité oscillante, ceci pour générer une émission stimulée du 10 milieu à gain. Dans le cas d'un laser dit laser à contre réaction répartie (ou Distributed Feedback Laser en anglais - connu sous l'acronyme laser DFB), la structure de contre réaction optique est constituée par un réflecteur distribué, tel qu'un réseau de Bragg, sous ou dans la structure à gain, formant un miroir sélectif en longueur d'onde. 15 Dans le cas d'un laser dit à réseau de Bragg distribué (ou Distributed Bragg Reflector Laser en anglais - connu sous l'acronyme laser DBR), la structure de contre réaction est constituée de réflecteurs disposés dans le guide d'onde, de part et d'autre de la structure à gain. Dans le cas d'un amplificateur optique, la structure à gain n'est pas 20 associée à une structure de contre réaction ; elle permet l'amplification optique d'un signal optique entrant. Il est à noter qu'un laser formé par ce type de structure à gain associé à une structure de contre réaction ou qu'un amplificateur optique formé au moyen de ce même type de structure à gain est dit hybride si le laser ou l'amplificateur optique associe 25 une structure à gain réalisée à partir de matériaux semiconducteurs III-V avec une structure de contre réaction et/ou un guide d'onde réalisé dans un ou plusieurs matériaux différents de ceux de la structure à gain, tels que des matériaux à base de silicium par exemple en silicium ou en dioxyde de silicium Si02. Pour plus d'information concernant les dispositifs photoniques 30 comprenant un laser dit hybride et ceux comprenant un amplificateur optique hybride, le 4 lecteur est renvoyé respectivement aux travaux de Duprez H. et ses coauteurs discutés ci-après et aux travaux de Kaspur P. et ses coauteurs publiés en novembre 2015 dans la revue scientifique « IEEE photonics technology » volume 27 numéro 22 page 2383 à 2386. Dans ce type de dispositifs 'hybrides', le guide d'onde d'entrée/sortie du laser ou de 5 l'amplificateur est un guide d'onde en matériau semiconducteur, tel que du silicium Si, disposé sous la structure active, et le couplage entre le guide d'onde et la structure active se fait par 'coulpeurs adiabatiques'. Un autre type de laser hybride, basé sur un couplage bout-à-bout entre la structure active et un guide d'onde en matériau diélectrique SiOx, est décrit dans T. Fujii et de ses coauteurs publiés en 2015 dans la revue scientifique « IET 10 Optoelectronique » volume 9 numéro 4 pages 151 à 157. Pour plus d'information concernant le couplage bout-à-bout, il est renvoyé à la description des travaux de T. Fujii et ces coauteurs présente dans la deuxième partie de cette section. Dans les dispositifs photoniques, la structure à gain peut être soit du type « vertical » soit du type « latéral», cette terminologie de « vertical » et « latéral » 15 étant relative à la surface du substrat. Ainsi, dans le premier cas, c'est-à-dire une structure à gain du type « vertical », la première zone, le milieu à gain et la deuxième zone sont constituées par un empilement de couches ledit empilement « vertical » étant orienté perpendiculairement à la surface du substrat du dispositif photonique. Dans le second cas, c'est-à-dire une structure à gain du type « latéral », la première zone, le 20 milieu à gain, et la deuxième zone se succèdent dans une direction parallèle à la surface du substrat du dispositif photonique. On notera que, plus généralement, dans ce document les termes relatifs de « vertical » et de « latéral » et « longitudinal », même lorsqu'il ne s'applique pas au type de structure à gain, sont relatifs au substrat. La direction « verticale », « latérale », et 25 « longitudinale » correspondent respectivement à une direction perpendiculaire à la surface du substrat, la direction « latérale », à une direction comprise dans le plan de la surface du substrat perpendiculaire à la direction de propagation de la lumière dans la structure à gain et à une direction comprise dans le plan de la surface du substrat parallèle à la direction de propagation de la lumière dans la structure à gain. 5 Un exemple d'implémentation d'une structure active verticale pour former un laser hybride III-V sur Silicium est par exemple décrit par Duprez H. et ses coauteurs dans leurs travaux publiés en 2015 dans la revue scientifique « Optics Express » volume 23 numéro 7 pages 8489 à 8497. 5 Cette structure à gain 30 décrit comporte, comme le montre la figure 1 de leur publication reprise dans ce document : - un empilement d'une première, une deuxième et une troisième zone semiconductrice en matériaux III-V 31, 32, 33, ledit empilement « vertical » étant orienté perpendiculairement à la surface du substrat du dispositif photonique se 10 succédant. La première et la troisième zone semiconductrice 31, 33 sont respectivement d'un premier et d'un deuxième type de conductivité opposés l'un à l'autre et la deuxième zone semiconductrice 32 forme un milieu à gain apte à émettre de la lumière sous l'effet du pompage électrique des première et troisième zones 15 semiconductrices 31, 33. La structure à gain 30 comprend en outre un premier et un deuxième contact électrique 51, 53 en contact avec respectivement la première et la troisième zone semiconductrice 31, 33. Cette structure à gain 30 est assemblée à une couche guidant en regard de la troisième zone semiconductrice. La couche guidante 20 comprend un guide d'onde 20 silicium 21, au moins une zone de transition 22A, 22B et la structure de contre réaction optique 23. La structure à gain 30, qui présente un indice de réfraction relativement élevé, de l'ordre de 3,5, peut être laissée à l'air ou encapsulée dans un matériau diélectrique d'indice de réfraction relativement faible, entre 1,5 pour le dioxyde de 25 silicium 5i02 et 2 pour le nitrure de silicium SiNx. Elle présente un certain nombre d'inconvénients. En effet, la première zone semiconductrice 31, doit répondre à deux contraintes antagonistes : - être suffisamment fine pour garantir un bon confinement optique vertical du mode optique dans la deuxième zone semiconductrice 32, c'est-à-dire le milieu 30 à gain, 6 - être suffisamment épaisse pour que la prise de contact électrique 51 au moyen d'un métal soit suffisamment éloignée du champ optique de manière à minimiser les pertes par absorption dans le contact métallique, une épaisseur minimum de 2 um étant ainsi généralement nécessaire pour la première zone semiconductrice 31. 5 Néanmoins, une telle épaisseur de la première zone semiconductrice 31 est particulièrement problématique. Premièrement, elle diminue le confinement vertical du champ optique dans le milieu à gain. Deuxièmement, l'étape de formation de cette première zone semiconductrice 31 étant généralement réalisée lors d'un dépôt épitaxial, une telle épaisseur rend cette étape relativement longue et coûteuse à mettre en oeuvre. 10 De plus, une telle épaisseur de la première zone semiconductrice 31 complexifie également la fourniture du deuxième contact électrique 53. En effet, la nécessité d'avoir une épaisseur d'environ 2 um rend difficile la prise de contact électrique du fait de la forte topologie, ceci étant notamment le cas si cette prise de contact électrique est du type planaire). Il serait donc souhaitable de fournir une structure à gain dont la première 15 zone semiconductrice présente une épaisseur inférieure ou égale à 700 nm. Nous avons décrit ci-dessus l'implémentation d'une structure à gain de type verticale pour former un laser hybride, et mis en évidence les problèmes qui y sont liés. Ces problèmes sont bien entendu identiques pour une structure laser de type vertical qui n'est pas hybride. 20 Il est également connu des travaux T. Fujii et de ses coauteurs publiés en 2015 dans la revue scientifique « IET Optoelectronique » volume 9 numéro 4 pages 151 à 157 d'utiliser des structures à gain de type latéral. De telles structures à gain comportent, comme illustré sur la figure 1 de la publication de T. Fujii et de ses coauteurs reprise en figure 2A et dont une vue en coupe 25 latérale est schématisée par la figure 2B, une première, une deuxième et une troisième zone semiconductrice 31, 32, 33 en matériaux III-V qui se succèdent le long d'une couche diélectrique 1 disposé à la surface du substrat supportant la structure à gain 30. De la même façon que pour la structure à gain proposée par Duprez H. et ses coauteurs, la première et la troisième zone semiconductrice 31, 33 présente un 7 type de conductivité opposé l'un à l'autre et la deuxième zone semiconductrice 32 est apte à émettre de la lumière. La figure 2C figure le couplage bout-à-bout conforme aux travaux de T. Fujii et de ses coauteurs. Avec un tel couplage bout-à-bout entre la structure à gain 30 et 5 la couche guidante 20, le guide d'onde 21 de sortie est logée dans la couche guidante en dioxyde de silicium. La zone de transition entre la structure à gain 10 et le guide d'onde 21, comprend un guide d'onde InP 22 (InP tapered waveguide), structuré en pointe et débouchant dans le guide d'onde 21. Le guide d'onde InP 22 en pointe est structuré dans une couche dans laquelle a également été structurée la troisième zone 10 semiconductrice 33. Il est a noter qu'il également envisageable de fournir un laser ou un amplificateur non hybride, en réalisant le guide d'onde 21 en partie dans l'une des couches ayant participées à la formation de la structure à gain 30, notamment la couche ayant permise de formée la troisième zone semiconductrice 33. Ces structures à gain 30 offrent l'avantage de présenter une épaisseur 15 réduite, typiquement de l'ordre de 400 à 250 nm, vis-à-vis des structures à gain du type vertical telles que proposées par Duprez H. et ses coauteurs. En effet, les contacts électrique 51, 53 sont fournis de part est d'autre du guide d'onde hybride et sont donc suffisamment éloignés du guide d'onde pour ne pas générer de pertes par absorption du champ optique. Il n'est donc pas nécessaire que la première zone semiconductrice 31 20 présente une épaisseur importante. Ainsi la prise de contact électrique est facilitée. Néanmoins, cette facilité de fabrication est obtenue au détriment d'un confinement latéral réduit du champ optique dans la deuxième zone semiconductrice 32. En effet la deuxième zone semiconductrice 32 est entourée latéralement par les première et troisième zones semiconductrices 31, 33 qui présentent, comme la deuxième zone 25 semiconductrice 32, un indice de réfraction relativement élevé, généralement de l'ordre de 3,5. Ainsi le mode optique est faiblement confiné dans la deuxième zone semiconductrice 32 et s'étend au moins partiellement dans les première et troisième zones semiconductrices 31, 33. On note également, avec une telle structure à gain, l'apparition de chemins de fuite électrique en raison de deux couches de phosphure 30 d'indium InP 36A, 36B encadrant la deuxième zone semiconductrice 32. 8 Ainsi, il n'existe pas à l'heure actuelle de structure à gain qui permette d'obtenir un bon confinement optique à la fois latéral et vertical du milieu à gain sans une complexification de sa fabrication et donc une augmentation drastique du temps et des coûts de fabrication. 5 EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention vise à remédier au moins partiellement à ces problèmes et a ainsi pour but de fournir une structure à gain présentant un confinement latéral du champ optique dans le milieu à gain qui ne soit pas réduit, comme cela est le cas pour la structure à gain proposée par T. Fujii et ses coauteurs, ceci en limitant les fuites 10 électriques possibles dans cette structure latérale et en gardant le bénéfice d'une structure de faible épaisseur, et donc minimiser la topologie pour faciliter la fabrication des contacts électriques. A cet effet, l'invention concerne une structure à gain destinée à formation d'un dispositif photonique comportant au moins l'un parmi un laser et un 15 amplificateur optique, la structure à gain comprenant : - une couche diélectrique comprenant au moins un matériau diélectrique, - une première, une deuxième et une troisième zone semiconductrice logées dans la couche diélectrique et se succédant en contact deux à 20 deux le long de l'épaisseur de ladite couche diélectrique, dans laquelle la première et la troisième zone semiconductrice sont respectivement d'un premier et d'un deuxième type de conductivité opposés l'un à l'autre et dans laquelle la deuxième zone semiconductrice forme un milieu à gain apte à émettre de la lumière. 25 La première et la troisième zone semiconductrice comportent chacune une première portion en contact avec la deuxième zone semiconductrice et une deuxième portion s'étendant à partir de la première portion le long de couche diélectrique dans une direction opposée à la deuxième zone semiconductrice, la structure à gain comportant en outre un premier et un deuxième contact électrique en contact 9 avec la deuxième portion de respectivement la première et la troisième zone semiconductrice sur partie d'extrémité de ladite portion qui est opposée de la deuxième zone semiconductrice. Avec un tel découpage de la première et la troisième zone 5 semiconductrice, il est possible de fournir pour chacune de la première et de la troisième zone : - une première portion présentant une faible épaisseur favorisant le confinement optique vertical dans le milieu à gain, et - une deuxième portion adaptée pour fournir un bon contact ohmique 10 sans impact sur les pertes optiques, puisque cette deuxième portion s'étend au-delà du milieu à gain. De la même façon, une telle configuration verticale permet : -de limiter les fuites de courant observées pour la structure à gain proposée par T. Fujii et de ses coauteurs et 15 - de fournir un bon confinement optique latéral dans le milieu à gain puisque ce dernier est entouré d'un matériau diélectrique généralement d'indice faible relativement à la deuxième zone semiconductrice. De plus un tel découpage en deux portions n'entraîne pas une augmentation de l'épaisseur de la structure à gain, puisque la deuxième portion s'étend 20 le long de couche diélectrique dans une direction opposée à la deuxième zone semiconductrice. L'épaisseur de la structure à gain n'étant pas augmentée, la fourniture des contacts électriques lors de la fabrication de la structure à gain est donc facilitée vis-à-vis de la structure à gain enseignée par Duprez H. et ses coauteurs. L'épaisseur cumulée de la première portion de la première zone 25 semiconductrice, de la deuxième zone semiconductrice et de la première portion de la troisième zone semiconductrice de la structure active peut être inférieure à 1 um, cette épaisseur cumulée étant préférentiellement inférieure à 700 nm. Une telle épaisseur réduite de l'empilement formé par la première zone semiconductrice, de la deuxième zone semiconductrice et de la première portion de la 30 troisième zone semiconductrice permet de réduire les coûts fabrication d'un tel dispositif 10 photonique, ceci notamment en ce qui concerne la formation de la première zone semiconductrice et de la fourniture des contacts électriques. La deuxième portion de la troisième zone semiconductrice peut s'étendre dans une direction opposée à la direction selon laquelle s'étend la deuxième 5 portion de la première zone semiconductrice de manière à ce que la troisième zone semiconductrice ne présente aucune partie en regard du premier contact. De cette manière, on évite d'éventuel effet capacitif entre les première et troisième zones semiconductrices, toute en facilitant la formation de la structure à gain puisque la formation des premier et deuxième contacts est simplifiée. 10 Il en résulte donc un bon confinement optique latéral et vertical dans le milieu à gain, tout en autorisant une connexion optimisée à la fois de la première et de la troisième zone semiconductrice. L'invention concerne en outre un dispositif photonique comprenant : - au moins un guide d'onde, 15 - une structure à gain selon l'invention, - au moins une zone transition entre le guide d'onde et la structure à gain, pour former au moins un parmi un laser et un amplificateur optique. Un tel dispositif photonique, qu'il soit hybride ou non, bénéficie des avantages liés à l'utilisation d'une structure à gain selon l'invention. Ainsi, le confinement 20 latéral et vertical du mode optique dans la deuxième zone semiconductrice y est optimisé, la fabrication des contacts électriques est facilitée, et les fuites du courant d'injection sont réduites. Il en résulte donc qu'un tel dispositif photonique comporte un laser ou un amplificateur optique avec un rendement optimisé vis-à-vis des lasers ou amplificateurs optiques des dispositifs photoniques de l'art antérieur. 25 Le Dispositif photonique peut comprendre un substrat, définissant un plan de substrat, et une couche guidante logeant le guide d'onde, la couche guidante et la structure à gain pouvant être agencées dans un même plan parallèle au plan de substrat, le guide d'onde étant couplé à la structure à gain selon un couplage bout-à-bout. 11 Le dispositif photonique peut comporter en outre une couche guidante dans laquelle est logé le guide d'onde, la couche guidante comprenant une première et une deuxième face, la structure à gain comprenant une première et une deuxième face avec la troisième zone 5 semiconductrice en regard de la deuxième face, la couche guidante étant assemblée par sa première face à la deuxième face de la structure à gain. L'assemblage de la couche guidante à la deuxième face de la structure à gain peut être obtenu au moyen d'une couche diélectrique d'interface. 10 De telles configurations permettent un bon couplage optique entre la structure à gain et le guide d'onde de la couche guidante limitant ainsi les pertes optiques au niveau de la ou les zones de transitions optiques. L'au moins une zone de transition peut être logée au moins partiellement dans l'une parmi la structure à gain, la couche guidante et l'éventuelle 15 couche diélectrique d'interface. La structure à gain peut former un amplificateur optique à semiconducteur. Le dispositif peut comporter en outre une quatrième couche semiconductrice, préférentiellement en matériau semiconducteur III-V, logeant le guide 20 d'onde et la zone de transition, la structure à gain étant couplée optiquement au guide d'onde par un couplage bout-à-bout entre une extrémité de la deuxième zone semiconductrice et une extrémité du guide d'onde logé dans la quatrième couche semiconductrice. Le dispositif photonique peut comprendre en outre une structure de 25 contre réaction pour former une cavité oscillante comprenant au moins une partie de la deuxième zone semiconductrice de manière à former un laser connecté optiquement au guide d'onde par au moins une zone de transition optique. La structure de contre réaction peut être logée au moins partiellement dans l'une parmi la couche diélectrique, la couche guidante, une quatrième couche 12 semiconductrice, préférentiellement III-V, du dispositif photonique et l'éventuelle couche diélectrique d'interface. Avec de telles configurations, le dispositif photonique comprend soit un laser hybride soit un amplificateur optique. 5 L'invention concerne en outre un procédé de fabrication d'une structure à gain, ledit procédé comportant les étapes suivantes : - fourniture d'une première, d'une deuxième et d'une troisième couche semiconductrice former de matériaux destinés à former respectivement une première portion d'une première zone semiconductrice, une deuxième zone 10 semiconductrice et une troisième zone semiconductrice, les première, deuxième et troisième couches semiconductrices se succédant en contact deux à deux, - gravure localisée de la première et la deuxième couche semiconductrice afin de former respectivement la première portion de la première zone semiconductrice et la deuxième zone semiconductrice, la première portion de la première 15 zone semiconductrice étant en contact avec la deuxième zone semiconductrice, - gravure localisée de la troisième couche semiconductrice afin de former la troisième zone semiconductrice, la troisième zone semiconductrice comprenant une première portion en contact avec la deuxième zone semiconductrice et une deuxième portion s'étendant à partir de la première portion de la troisième zone 20 semiconductrice à l'opposé de la deuxième zone semiconductrice, - dépôt d'au moins un premier matériau diélectrique encapsulant la première portion de la première zone semiconductrice, la deuxième zone semiconductrice et la troisième zone semiconductrice, - suppression partielle du premier matériau diélectrique afin de 25 libérer au moins partiellement la première portion de la première zone semiconductrice, - formation d'une deuxième portion de la première zone semiconductrice en contact de la première portion de la première zone semiconductrice, la deuxième portion s'étendant à partir de la première zone semiconductrice dans une direction opposée à la deuxième zone semiconductrice, 13 - encapsulation d'au moins la deuxième portion de la première zone semiconductrice et la partie de la première portion de la première zone semiconductrice qui n'est pas logée dans le premier matériau diélectrique, ceci de manière à former une couche diélectrique comportant au moins le premier matériau diélectrique, ladite couche 5 diélectrique logeant ainsi les première, deuxième et troisièmes zones semiconductrices qui se succèdent en contact deux à deux le long de l'épaisseur de ladite couche diélectrique, - formation d'un premier et d'un deuxième contact électrique en contact avec la deuxième portion de respectivement la première et la troisième zone 10 semiconductrice sur une partie d'extrémité de ladite portion qui est opposée de la deuxième zone semiconductrice. Un tel procédé permet la formation d'une structure à gain selon l'invention bénéficiant des avantages qui y sont liés. L'étape de formation de la deuxième portion de la première zone 15 semiconductrice peut comporter les sous-étapes suivantes : - dépôt d'une couche d'un matériau semiconducteur de la deuxième portion de la première zone semiconductrice en contact du premier matériau diélectrique et de la première portion de la première zone semiconductrice, - gravure localisée du premier matériau semiconducteur de la 20 deuxième portion afin de former la première zone semiconductrice. Il peut être prévu, entre l'étape de suppression partielle du premier matériau diélectrique et l'étape de formation d'une deuxième portion de la première zone semiconductrice ; les étapes suivantes : - dépôt d'une couche intermédiaire en contact avec la couche du 25 premier matériau diélectrique et de la première portion de la première zone semiconductrice le matériau de la couche intermédiaire étant sélectionné parmi un matériau diélectrique et un matériau semiconducteur, - aménagement d'une ouverture dans la couche intermédiaire pour libérer au moins partiellement la première portion de la première zone semiconductrice, 14 et l'étape de formation de la deuxième portion de la première zone semiconductrice comportant les sous-étapes suivantes : - dépôt d'une couche du matériau semiconducteur de la première zone semiconductrice en contact de la couche intermédiaire et de la première portion de 5 la première zone semiconductrice, - gravure localisée d'au moins la couche de matériau semiconducteur de la première zone semiconductrice afin de former la deuxième portion de la première zone semiconductrice et donc de former la première zone semiconductrice. L'étape de gravure localisée de la première et la deuxième couche 10 semiconductrice comporte les sous-étapes suivantes : - formation d'un masque dur recouvrant la partie de la première couche semiconductrice destinée à former la première portion de la première zone semiconductrice, - gravure des première et deuxième couches semiconductrices, les 15 parties de la première et de la deuxième couche semiconductrice, correspondant respectivement à la première portion de la première zone semiconductrice et à la deuxième zone semiconductrice, étant protégées par le masque dur. L'invention concerne en outre un procédé de fabrication d'un dispositif photonique comprenant une structure à gain, dans lequel la structure à gain est fabriquée 20 selon un procédé de fabrication selon l'invention, lequel dispositif comprenant en outre : - au moins un guide d'onde, - au moins une zone transition entre le guide d'onde et la deuxième zone semiconductrice. Un tel procédé permet de fabriquer un dispositif photonique 25 comprenant une structure à gain selon l'invention et donc bénéficiant des avantages qui y sont liés. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation, donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : 5 - la figure 1 est une reprise de la figure 1 des travaux de Duprez H. et de ses coauteurs publiés en 2015 dans la revue scientifique « Optics Express » qui figure un premier art antérieur de l'invention selon une coupe longitudinale d'un laser hybride implémentant une structure active de type 'verticale', - les figures 2A à 2C sont respectivement une reprise de la figure 1 10 des travaux de T. Fujii et de ses coauteurs publiés en 2015 dans la revue scientifique « IET Optoelectronique », une vue en coupe latérale schématique correspondant à cette même figure extrait de ces mêmes travaux et une vue en perspective d'un couplage bout-à-bout conforme à l'enseignement de ce même document, - la figure 3 illustre une vue en coupe latérale schématique d'une 15 structure à gain selon un premier mode de réalisation de l'invention, - les figures 4A à 4M illustrent au moyen de vues en coupe latérale les principales étapes d'un procédé de fabrication d'une structure à gain selon le premier mode de réalisation de l'invention, - les figures 5A à 5F illustrent au moyen de vues en coupe latérale les 20 principales étapes d'un procédé de fabrication d'une structure à gain selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, - les figures 6A à 6G illustrent au moyen de vues en coupe latérale les principales étapes d'un procédé de fabrication d'une structure à gain selon un troisième mode de réalisation de l'invention, 25 - la figure 7 illustre une vue en coupe latérale d'un structure à gain selon un quatrième mode de réalisation dans laquelle une première et une troisième zone semiconductrice présente aucune portion en regard l'une de l'autre, - les figures 8A et 8B illustrent respectivement une vue en coupe longitudinale et en coupe latérale d'un exemple de dispositif photonique comprenant une 15 16 structure à gain selon l'invention couplée à une structure de contre-réaction pour former un laser hybride, - la figure 9 illustre une vue en coupe longitudinale d'un exemple de dispositif photonique comprenant une structure à gain selon l'invention formant un 5 amplificateur optique à semiconducteur. Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre. Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas selon 10 une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles. Les différentes possibilités (variantes et modes de réalisation) doivent être comprises comme n'étant pas exclusives les unes des autres et peuvent se combiner entre elles. On entend ci-dessus et dans le reste de ce document par « coupe 15 latérale» et par REVENDICATIONS1. Structure à gain (10) destinée à la formation d'un dispositif photonique (1) comprenant au moins l'un parmi un laser (15) et un amplificateur optique (16), la structure à gain (10) comprenant : - une couche diélectrique (350) comprenant au moins un matériau diélectrique, - une première, une deuxième et une troisième zone semiconductrice (311, 321, 331) logées dans la couche diélectrique (350) et se succédant en contact deux à deux le long de l'épaisseur de ladite couche diélectrique (350), dans laquelle la première et la troisième zone semiconductrice (311, 331) sont respectivement d'un premier et d'un deuxième type de conductivité opposés l'un à l'autre et dans laquelle la deuxième zone semiconductrice (321) forme un milieu à gain apte à émettre de la lumière, la structure à gain (10) étant caractérisée en ce que la première et la troisième zone semiconductrice (311, 331) comportent chacune une première portion (312, 332) en contact avec la deuxième zone semiconductrice (321) et une deuxième portion (313, 333) s'étendant à partir de la première portion (312, 332) le long de couche diélectrique (350) dans une direction opposée à la deuxième zone semiconductrice (321), la structure à gain (10) comportant en outre un premier et un deuxième contact électrique (510, 530) en contact avec la deuxième portion (313, 333) de respectivement la première et la troisième zone semiconductrice (311, 331) à une partie d'extrémité de ladite portion (311, 331) qui est opposée de la deuxième zone semiconductrice (321). 2. Structure à gain (10) selon la revendication 1, dans laquelle l'épaisseur cumulée de la première portion (312) de la première zone semiconductrice (311), de la deuxième zone semiconductrice (321) et de la première portion (332) de la troisième zone semiconductrice (333) est inférieure à 1 um, cette épaisseur cumulée étant préférentiellement inférieure à 700 nm. 35 3. Structure à gain (10) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la deuxième portion (333) de la troisième zone semiconductrice (331) s'étend dans une direction opposée à la direction selon laquelle s'étend la deuxième portion (313) de la première semconductrice (311) de manière à ce que la troisième zone semiconductrice 5 (331) ne présente aucune partie en regard du premier contact (510). 4. Dispositif photonique (1) comprenant : - au moins un guide d'onde (211), - une structure à gain (10) selon l'une quelconque des revendications 10 1 à 3, - au moins une zone transition entre le guide d'onde (211) et la structure gain (10) pour former l'un parmi un laser (15) et un amplificateur optique (15). 5. Dispositif photonique (1) selon la revendication 4, comprenant un 15 substrat, définissant un plan de substrat, et une couche guidante (210) logeant le guide d'onde (211), dans lequel, la couche guidante (210) et la structure à gain (10) sont agencées dans un même plan parallèle au plan de substrat, le guide d'onde (211) étant couplé à la structure à gain (10) selon un couplage bout-à-bout. 20 6. Dispositif photonique (1) selon la revendication 4 comportant en outre une couche guidante (210) dans laquelle est logé le guide d'onde (211), dans lequel la couche guidante (210) comprend une première et une deuxième face, la structure à gain (10) comprenant une première et une deuxième face 25 avec la troisième zone semiconductrice en regard de la deuxième face, et dans lequel la couche guidante (210) est assemblée par sa première face à la deuxième face de la structure à gain (10). 36 7. Dispositif photonique (1) selon la revendication 6, dans lequel l'assemblage de la couche guidante (210) à la deuxième face de la structure à gain est obtenu au moyen d'une couche diélectrique d'interface (205). 5 8. Dispositif photonique (1) selon la revendication 6 à 7, dans lequel l'au moins une zone de transition est logée au moins partiellement dans l'une parmi la couche diélectrique (350), la couche guidante (210) et l'éventuelle couche diélectrique d'interface (205). 10 9. Dispositif photonique (1) selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, dans lequel la structure à gain (10) forme un amplificateur optique à semiconducteur. 10. Dispositif photonique (1) selon l'une quelconque des 15 revendications 4 à 8, dans lequel le dispositif photonique (1) comprend en outre une structure de contre réaction pour former une cavité oscillante comprenant au moins une partie de la deuxième zone semiconductrice (321) de manière à former un laser connecté optiquement au guide d'onde par au moins une zone de transition optique. 20 11. Procédé de fabrication d'une structure à gain (10), ladite structure à gain (10) destinée à la formation d'un dispositif photonique (1) comprenant au moins l'un parmi un laser (15) et un amplificateur optique (16), le procédé de fabrication comportant les étapes suivantes : - fourniture d'une première, d'une deuxième et d'une troisième 25 couche semiconductrice (310, 320, 330) formées de matériaux destinés à former respectivement une première portion (312) d'une première zone semiconductrice (311), une deuxième zone semiconductrice (321) et une troisième zone semiconductrice (331), les première, deuxième et troisième couches semiconductrices (310, 320, 330) se succédant en contact deux à deux, - gravure localisée de la première et la deuxième couche semiconductrice (310, 320) afin de former respectivement la première portion (312) de la 37 première zone semiconductrice (311) et la deuxième zone semiconductrice (321), la première portion (312) de la première zone semiconductrice (311) étant en contact avec la deuxième zone semiconductrice (321), - gravure localisée de la troisième couche semiconductrice (330) afin 5 de former la troisième zone semiconductrice (331), la troisième zone semiconductrice (331) comprenant une première portion (332) en contact avec la deuxième zone semiconductrice (321) et une deuxième portion (333) s'étendant à partir de la première portion (332) de la troisième zone semiconductrice (331) à l'opposé de la deuxième zone semiconductrice (321), 10 - dépôt d'au moins un premier matériau diélectrique encapsulant la première portion (312) de la première zone semiconductrice (311), la deuxième zone semiconductrice (321) et la troisième zone semiconductrice (331), - suppression partielle du premier matériau diélectrique afin de libérer au moins partiellement la première portion (312) de la première zone 15 semiconductrice (311), - formation d'une deuxième portion (313) de la première zone semiconductrice (311) en contact de la première portion (312) de la première zone semiconductrice (311), la deuxième portion (313) s'étendant à partir de la première zone semiconductrice (311) dans une direction opposée à la deuxième zone semiconductrice 20 (321), - encapsulation d'au moins la deuxième portion (313) de la première zone semiconductrice (311) et la partie de la première portion (312) de la première zone semiconductrice (311) qui n'est pas logée dans le premier matériau diélectrique, ceci de manière à former une couche diélectrique (350) comportant au moins le premier 25 matériau diélectrique, ladite couche diélectrique (350) logeant ainsi les première, deuxième et troisièmes zones semiconductrices (311, 321, 331) qui se succèdent en contact deux à deux le long de l'épaisseur de ladite couche diélectrique (350), - formation d'un premier et d'un deuxième contact électrique (510, 520) en contact avec la deuxième portion (313, 333) de respectivement la première et la 38 troisième zone semiconductrice (311, 313) sur une partie d'extrémité de ladite portion (311, 331) qui est opposée de la deuxième zone semiconductrice (321). 12. Procédé de fabrication d'une structure à gain (10) selon la 5 revendication 12, dans lequel l'étape de formation de la deuxième portion (313, 333) de la première zone semiconductrice (310) comporte les sous-étapes suivantes : - dépôt d'une couche d'un premier matériau semiconducteur de la deuxième portion (313) de la première zone semiconductrice (311) en contact du premier matériau diélectrique et de la première portion (312) de la première zone 10 semiconductrice (311), - gravure localisée de la couche du premier matériau semiconducteur de la deuxième portion (313) afin de former la première zone semiconductrice. 13. Procédé de fabrication d'une structure à gain (10) selon la 15 revendication 12, dans lequel il est prévu, entre l'étape de suppression partielle du premier matériau diélectrique et l'étape de formation d'une deuxième portion de la première zone ; les étapes suivantes : - dépôt d'une couche intermédiaire (351, 240) en contact avec la couche du premier matériau diélectrique et de la première portion (312) de la première 20 zone semiconductrice (311), le matériau de la couche intermédiaire étant sélectionné parmi un matériau diélectrique et un matériau semiconducteur, - aménagement d'une ouverture dans la couche intermédiaire (351, 240) pour libérer au moins partiellement la première portion de la première zone semiconductrice (311), 25 et dans lequel l'étape de formation de la deuxième portion (313) de la première zone semiconductrice (311) comporte les sous-étapes suivantes : - dépôt d'une couche du matériau semiconducteur de la première zone semiconductrice (311) en contact de la couche intermédiaire (351, 240) et de la première portion (312) de la première zone semiconductrice (311), 39 - gravure localisée d'au moins la couche de matériau semiconducteur de la première zone semiconductrice (311) afin de former la deuxième portion (313) de la première zone semiconductrice (311) et donc de former la première zone semiconductrice (311). 5 14. Procédé de fabrication d'une structure à gain (10) selon l'une quelconque des revendications 12 à 13, dans lequel l'étape de gravure localisée de la première et la deuxième couche semiconductrice (310, 320) comporte les sous-étapes suivantes : 10 - formation d'un masque dur recouvrant la partie de la première couche semiconductrice (310) destinée à former la première portion (312) de la première zone semiconductrice (311), - gravure des première et deuxième couches semiconductrices (310, 320), les parties de la première et la deuxième couche semiconductrice (310, 320) 15 correspondant respectivement à la première portion (312) de la première zone semiconductrice (311) et à la deuxième zone semiconductrice (321) étant protégées par le masque dur. 15. Procédé de fabrication d'un dispositif photonique (1) comprenant 20 une structure à gain (10), dans lequel la structure à gain (10) est fabriquée selon un procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, lequel dispositif comprenant en outre : - au moins un guide d'onde (211), - au moins une zone transition entre le guide d'onde (211) et la 25 structure a gain (10).