Brevet FR3070209A1 — publié le 20190222

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un système optique intégré, comprenant un premier sous-système ayant un émetteur de surface générant le rayonnement, et un second sous-système qui com- prend un élément optique, et un premier substrat ayant un premier cô- té et un second côté. L'invention se rapporte également à un procédé de fabrication d'un tel système optique intégré. Etat de la technique Selon le document US6542672 B2, on connaît un dispo- sitif opto-mécanique qui comporte une première plaquette munie d'une source lumineuse et un élément optique, comme plaquette à micro-lentille. Le dispositif comporte également un guide d'onde. La plaquette à micro-lentille assure le couplage entre la source lumineuse et le guide d'onde. But de l'invention Une optique intégrée permet de conduire et de traiter la lumière dans des guides d'onde planaires très compacts. Des plaquettes de matière, telles que par exemple des plaquettes SOI (Silicium sur iso- lant) et Si3N4 formant des guides d'onde sont revêtues d'une enveloppe de 5i02 et constituent des solutions prometteuses pour les applications aux systèmes optiques intégrés. La réalisation d'un système optique intégré se fait selon les étapes normales de la fabrication de plaquettes de silicium. Un défit important est celui de l'intégration d'une source lumi- neuse dans la plaquette du système optique intégré et du couplage en- suite de la lumière dans le guide d'onde compact. L'utilisation d'émetteurs de surface (lasers à semi-conducteur à émission verticale = VCSEL) constituent une solution avantageuse car leur fabrication est économique et comme ils sont facilement accessibles, la direction d'émission offre une grande souplesse de construction et d'assemblage. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet un système optique intégré du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que l'élément optique a une structure de couplage sur le premier côté du premier substrat et le premier sous-système a un second substrat ayant un émetteur de sur- 2 face sur le second côté du premier substrat, l'émetteur de surface étant tourné vers la structure de couplage de façon à injecter le rayonnement qu'il génère dans la structure de couplage. Une application possible de l'invention est celle des cap- 5 teurs optiques pour la détection des matières et leur concentration dans les gaz et les liquides. On a également des applications dans le domaine de la télécommunication pour le traitement et la transmission de données. L'invention a l'avantage d'une efficacité de couplage élevé 10 du rayonnement, d'une meilleure évacuation de la chaleur de la source lumineuse qui génère le rayonnement et d'une grande robustesse du système optique intégré vis-à-vis des influences de l'extérieur et des incidents. De plus, on a une grande liberté d'optimisation de l'efficacité du couplage et de la réalisation du système optique intégré. L'efficacité du 15 couplage représente la fraction du rayonnement émis par l'émetteur de surface et qui est injecté par la structure de couplage, par exemple, dans le guide d'onde. En d'autres termes, l'invention a pour objet un système optique intégré comportant un premier sous-système avec un émetteur 20 de surface générant le rayonnement et un second sous-système. Le se- cond sous-système comporte un élément optique et un premier substrat avec un premier côté et un second côté. Le système optique intégré se caractérise en ce que l'élément optique a une structure de couplage sur le premier côté du premier substrat et le premier sous-système a un se- 25 cond substrat portant l'émetteur de surface et qui se trouve sur le se- cond côté du premier substrat ; l'émetteur de surface est tourné vers la structure de couplage de sorte que le rayonnement généré par l'émetteur de surface est injecté dans la structure de couplage. Cela permet, par exemple, d'injecter le rayonnement dans un guide d'onde 30 par la structure de couplage. Un avantage est que l'émetteur de surface, grâce à la disposition du second système par rapport au premier sous-système, est protégé contre les influences de l'environnement telles que par exemple l'humidité. La robustesse du système optique intégré est ainsi augmentée. Les influences de l'environnement sont, par exemple, 35 être celles d'un milieu à analyser, par exemple un liquide ou un gaz, 3 que l'on analyse avec le système optique intégré et qui se trouve sur le côté du second sous-système à l'opposé du premier sous-système. Les influences de l'environnement peuvent également être des forces ou des pressions agissant sur le système optique intégré. L'émetteur de surface 5 est protégé par le second système contre le milieu analysé et/ou d'autres influences de l'environnement. Un autre avantage est que la chaleur dégagée par l'émetteur de surface est évacuée efficacement par le second substrat. En particulier, le second substrat est optimisé pour que la chaleur soit évacuée de manière aussi fiable et rapide que pos- 10 sible en ce que l'on utilise pour celui-ci, une matière ayant une conduc- tivité thermique élevé. Cela évite que le second sous-système notamment la structure de couplage chauffe, ce qui pourrait en modifier les propriétés et se traduire par des difficultés d'injection du rayonnement. On augmente ainsi la robustesse et la fiabilité du système optique 15 intégré. Selon un développement, la structure de couplage comporte une grille de couplage. L'avantage de la direction d'émission verticale est de pouvoir utiliser des types standards simples de grilles de couplage par exemple analogues à celles utilisées pour coupler de la 20 lumière dans des fibres de verre. En particulier, une grille de couplage permet d'injecter le rayonnement dans un guide d'onde optique intégré. Selon un développement, la direction principale d'émission de l'émetteur de surface est orientée perpendiculairement par rapport à la structure de couplage. Ainsi, le rayonnement généré 25 par l'émetteur de surface arrive perpendiculairement sur la structure de couplage qui reçoit le rayonnement avec une forte intensité pour être injecté dans la structure de couplage. Selon un autre développement, la direction principale de rayonnement de l'émetteur de surface présente un angle de bascule- 30 ment par rapport à la structure de couplage et cet angle de basculement représente l'écart de l'orientation perpendiculaire de la direction principale de rayonnement par rapport à la structure d'injection. L'avantage est que le rayonnement arrive non pas perpendiculairement mais avec un angle d'incidence défini par l'angle de basculement sur la structure 35 de couplage. Le couplage en réaction du rayonnement réfléchit sur ou 4 par le second sous-système vers l'émetteur de surface sera avantageusement évité, ce qui augmente la fiabilité et la robustesse ainsi que la durée de vie de l'émetteur de surface. Selon un autre développement, le troisième côté de la 5 structure de couplage non tourné vers l'émetteur de surface porte une couche réfléchissante. L'avantage de cette solution est d'augmenter l'efficacité du couplage car le rayonnement qui passe la structure de couplage sans être injecté, sera réfléchi et de nouveau conduit sur la structure de couplage pour avoir une nouvelle fois la possibilité d'être 10 injecté dans la structure de couplage. En améliorant l'efficacité du cou- plage, on réduit, entre autre, la puissance consommée par l'émetteur de surface. Selon un autre développement, la couche réfléchissante forme une première couche de miroir de l'émetteur de surface. La grille 15 de couplage se trouve entre la couche réfléchissante et la seconde couche de miroir de l'émetteur de surface. La couche réfléchissante et la seconde couche de miroir de l'émetteur de surface forment un résonateur optique. Les intensités élevées qui règnent dans ce résonateur optique permettent d'utiliser une grille de couplage ayant une faible 20 efficacité de couplage. De plus, grâce à cette forme de réalisation, on aura une construction très compacte du système optique intégré. En variante ou en complément, l'élément optique a au moins un guide d'onde. L'avantage de cette solution est que le rayonnement généré par l'émetteur de surface sera injecté efficacement par la 25 grille de couplage dans le guide d'onde. Les guides d'onde sont des structures très compactes notamment les guides d'onde planaires qui se caractérisent ainsi par une compacité très élevée. A l'aide d'un guide d'onde, on peut transmettre même sur des distances importantes, le rayonnement généré par l'émetteur de surface avec un faible amortis- 30 sement. Ainsi, le système optique intégré convient pour de nombreuses applications. Des applications possibles sont les capteurs optiques pour détecter de la matière ou déterminer la concentration dans les gaz et liquides. En variante, on peut également envisager des applications dans le domaine des télécommunications pour la transmission des 35 données et leur traitement. 5 - L'invention a également pour objet un procédé de réalisation d'un tel système intégré, caractérisé en ce que le premier sous-système et le second sous-système sont réalisés séparément et ils sont reliés l'un à l'autre. 5 L'avantage de ce procédé est que le premier sous-système et le second sous-système se réalisent indépendamment l'une de l'autre et permettent d'utiliser des techniques incompatibles. C'est ainsi que, par exemple, l'émetteur de surface du premier sous-système peut se réaliser avec des semi-conducteurs de type III-V alors que le second 10 sous-système se réalise suivant les techniques de SOI, (silicium sur iso- lant). Après la réalisation du premier sous-système et du second sous-système, on peut avantageusement contrôler séparément le premier sous-système et le second sous-système pour déceler les défauts ou les manques avant de réunir les deux sous-systèmes. Cela augmente la fia- 15 bilité des systèmes optiques intégrés. Un autre avantage est de pouvoir utiliser des procédés techniques, de fabrication et de liaison économiques des systèmes optiques intégrés. Il s'agit, par exemple, du montage Flip-Chip (puce retournée) de l'émetteur de surface sur le second substrat, ce qui permet un branchement simple de l'émetteur de sur- 20 face. Un autre avantage est que les éléments qui augmentent l'efficacité du couplage tels que par exemples les couches réfléchissantes sont très simples à réaliser et à intégrer dans le système optique. Cela ne peut se faire par exemple en application des techniques usuelles des procédés de fabrication de semi-conducteurs. 25 Selon un développement, on réalise un système optique intégré dont la direction d'émission principale de l'émetteur de surface présente un angle de basculement par rapport à la structure de couplage, cet angle de basculement écartant ainsi la direction principale d'émission, de la direction perpendiculaire à la structure de couplage, 30 ce qui se fait en réalisant le premier sous-système comme structure basculée entre l'émetteur de surface et le second substrat ; cette structure basculée fixe alors l'angle de basculement. Un avantage de cette solution est que la structure basculée permet de manière simple de régler l'angle de basculement avec une très grande précision. 35 6 Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation de système optique intégré, représentés dans les dessins annexés dans lesquels : 5 la figure la est une section d'un système optique intégré dont le premier sous-système et le second sous-système sont écartés l'un de l'autre, la figure lb est une section du système optique intégré, la figure lc est une section d'un système optique intégré avec une 10 structure basculée, la figure 2 est une section d'un système optique intégré avec une couche réfléchissante, la figure 3 est une section d'un système optique intégré avec une couche réfléchissante et un émetteur de surface avec seulement 15 une couche miroir, la figure 4 montre schématiquement un ordinogramme du procédé de réalisation d'un système optique intégré, la figure 5 montre un ordinogramme de réalisation d'un premier sous-système, et 20 la figure 6 est une vue de dessus d'un système optique intégré. Description de modes de réalisation La figure la montre une section d'un premier système optique intégré 1. Dans cet exemple de réalisation, le système optique intégré 1 se compose d'un premier sous-système l', d'un second sous- 25 système 1", les sous-systèmes l' et 1" pouvant être reliés l'un à l'autre. Pour faciliter la lecture du dessin, le premier sous-système l' et le second sous-système 1", sont représentés écartés l'un de l'autre à la figure la. La figure lb montre le système optique intégré 1 de la figure la dont les sous-systèmes l' et 1" sont reliés. 30 Le premier sous-système l' a un émetteur de surface 12, encore appelé VCSEL ainsi qu'un second substrat 6. L'émetteur de surface 12 est une source lumineuse qui génère le rayonnement. L'émetteur de surface 12 du premier sous-système l' se réalise sous la forme de semi-conducteur III-V. L'émetteur de surface comporte un 35 première couche miroir 10' et une seconde couche miroir 10" écartées 7 l'un de l'autre. Les couches miroir 10', 10" sont par exemple réalisées sous la forme de miroirs de Bragg. Dans cet exemple de réalisation, les couches miroir 10', 10" sont des surfaces planes écartées l'un de l'autre, parallèlement au plan x-y. Une zone active 20 est développée 5 entre les couches miroir 10',10" pour générer le rayonnement. La zone active 20 est par exemple un semi-conducteur d'arsenure d'Aluminium-Gallium (AlGalnAs) ou d'arsenure d'Indium-Gallium (InGaAs). On utilise un émetteur de surface 12 à pompage optique de sorte que la zone active 20 est éclairée de l'extérieur par un rayonnement d'onde courte 10 pour exciter le rayonnement. La surface d'émission de l'émetteur de surface 12 peut être pompée électriquement par exemple en la réalisant sous la forme d'une diode pin. D'autres émetteurs de surface 12 de l'état de la technique peuvent également s'utiliser. En variante ou en complément, les surfaces ou couches miroir 10', 10" peuvent être des 15 surfaces courbes. La première couche miroir 10' et la seconde couche miroir 10" forment au moins en partie les surfaces limitant la cavité 11, notamment la cavité laser qui est notamment une cavité laser. Dans les exemples de réalisation des figures la et lb, on forme la cavité laser 11 20 par la zone active 20. Les couches miroir 10', 10" peuvent être réunies en une pile de couches avec plusieurs couches de matière. Les matières peuvent être, par exemple, AlGaAs, AlAS et GaAs ou encore InP. Selon l'exemple de réalisation des figures la et lb, l'émetteur de surface 12 émet, un rayonnement parallèle à la direction z. Les rayons de ce 25 rayonnement sont schématisés à la figure la et lb par une flèche noire, perpendiculaire à la première couche miroir 10', ce qui est représenté par le schéma indiquant un angle droit représentant la direction principale d'émission 14 ; la direction principale d'émission 14 est celle de l'émetteur de surface 12. La direction principale d'émission 14 est la 30 direction d'émission de la plus grande partie du rayonnement de l'émetteur de surface 12, c'est-à-dire la direction principale du rayonnement est une direction préférentielle du rayonnement émis par émetteur de surface 12. L'émetteur de surface 12 est installé sur un second substrat 6. L'émetteur de surface 12 a un point de contact électrique 9 35 pour son branchement. 8 Le branchement électrique se fait dans l'exemple de réalisation de la figure la et de la figure lb par des liaisons en forme de billes, c'est-à-dires des billes de liaison 8 qui relient les points de contact électriques 9 et les plots de contact 7 du second substrat 6. Les 5 plots de contact 7 sont sur le côté de l'émetteur de surface 12 tourné vers le second substrat 6. Les billes de liaison 8 sont par exemple en cuivre ou en or. Pour évacuer efficacement la chaleur de l'émetteur de surface 12, on réalise le second substrat 6 avec les matières ayant une forte conductivité thermique. Le second substrat 6 est par exemple sous 10 la forme d'une platine. Cette platine est en matière plastique renforcée par des fibres telles que FR2, Pertinax ou en céramique. En variante ou en complément, le second substrat 6 est également en silicium. La chaleur est alors évacuée rapidement, ce qui évite la montée en température dans une région réduite ou dans la région de l'émetteur de surface 15 12. L'émetteur de surface 12 peut également être installé sur le second substrat 6 par le montage Flip-Chip (puce retournée). Le premier sous-système l' est délimité à la figure la par une ligne fermée en trait interrompu. Cette ligne entoure le second substrat 6 et l'émetteur de surface 12 avec les contacts 7, 8, 9. 20 Le second sous-système 1" comprend un premier subs- trat 2 et un élément optique 30 ayant dans cet exemple de réalisation une structure de couplage 3. Le premier substrat 2 a un premier côté 2' et un second côté 2". Comme le montre la figure lb, le premier substrat 2 est relié par le second côté 2" au second substrat 6. Le premier subs- 25 trat 2 et le second substrat 6 peuvent être reliés par exemple par la liai- son des plaquettes. Le premier substrat 2 est par exemple en silicium (Si). Le premier substrat 2 a un évidemment 18 recevant l'émetteur de surface 12. Le premier côté 2' du premier substrat 2 forme la structure de couplage 3 comme partie de l'élément optique 30. L'élément optique 30 peut avoir une structure en dioxyde de silicium (5i02) comme structure isolante 3a dans laquelle est réalisée un grille de couplage 4 et au moins un guide d'onde 5. La structure isolant 3a est par exemple en dioxyde de silicium (5i02) dont l'indice de réfraction est inférieur à celui de la grille 35 de couplage 4 et du guide d'onde 5. La structure isolante 3a protège la 9 grille de couplage 4 et le guide d'onde 5 contre l'influence de l'environnement car à la figure la et à la figure lb, la grille de couplage 4 et le guide d'onde 5 sont complètement enveloppés par la structure isolante 3a. La structure isolante 3a peut être réalisée par 5 l'implantation d'atomes d'oxygène dans la couche de silicium. On réalise l'élément optique 30 notamment en structurant par voie lithographique, un photolack et ensuite en gravant par des ions réactifs, le premier côté 2' du premier substrat 2 pour former une partie du premier substrat 2 comme structure de couplage. 10 La grille de couplage 4 et le guide d'onde 5 sont réalisés dans un plan parallèle au plan x-y et sont reliés électriquement et mécaniquement. Pour un système optique intégré fondé sur du silicium, on aura une hauteur de 220 nm pour le guide d'onde de silicium 5. Pour la grille de couplage 4, la hauteur totale est par exemple également 15 de 220 nm avec une zone dans laquelle on grave le silicium pour arriver à 70 nm sur 150 nm. Les zones de hauteur différentes alternent dans la région de la grille de couplage avec une période possible de 650 nm. Le guide d'onde 5 est un guide d'onde planaire. Le guide d'onde 5 a, par exemple, un noyau en silicium et la structure isolante 3a fonctionne 20 comme enveloppe du guide d'onde 5. Le rayonnement émis par l'émetteur de surface 12 est couplé dans la grille de couplage 4 qui le conduit dans le guide d'onde 5. Le guide d'onde 5 réalise la liaison avec le circuit de commutation optique. Pour cela, au point de liaison 19 du guide d'onde, 25 on a un circuit optique. Le circuit optique se compose de composants optiques intégrés comme la grille de couplage 4 et le guide d'onde 5 sur le premier côté 2' du premier substrat 2. Cela n'est pas représenté de manière explicite dans les figures. Le rayonnement de l'émetteur de surface 12 a une direction principale d'émission 14 parallèle à l'axe z et ar- 30 rive ainsi perpendiculairement sur la structure de couplage 3, notamment perpendiculairement sur la grille de couplage 4 qui est dans un plan parallèle au plan x-y. Le système optique intégré 1 alimente le circuit optique par le guide d'onde 5 avec le rayonnement émis par l'émetteur de surface 12 ; ce rayonnement est injecté par la grille de 35 couplage 4 dans le guide d'onde 5 qui le guide sans l'amortir. Sur le cô- 10 té opposé du premier substrat 2, on peut faire passer un milieu à analyser tel qu'un liquide ou un gaz pour effectuer l'analyse de ce milieu. L'émetteur de surface 12 se trouve dans l'évidemment 18 du premier substrat 2 ; l'émetteur de surface 12 n'est pas exposé au milieu analysé. 5 En particulier, le premier substrat 2 et le second substrat 6 sont reliés d'une manière étanche à l'air/ou à l'eau pour que l'évidemment 18 constitue une cavité fermée dans laquelle règne par exemple une atmosphère prédéfinie, une pression prédéfinie ou le vide. Cette cavité fermée loge l'émetteur de surface 12 et le protège contre l'influence de 10 l'environnement. La figure 6 montre un exemple de réalisation du système optique intégré 1. L'élément optique 30 comporte une grille de couplage 4, comme structure d'injection 3 et le guide d'onde 5, tous deux entourés par la structure isolante 3a. La position de l'évidemment 18 dans le 15 second substrat 2 est esquissée sous la forme d'un trait interrompu. L'extrémité du guide d'onde 5 peut comporter un branchement 19 pour le circuit optique. La réalisation 102 du second sous-système 1" peut se faire par exemple selon les étapes suivantes : 20 Tout d'abord, on met en place une plaquette de silicium comme premier substrat 2. Sur le premier côté 2' du premier substrat 2, on réalise la structure isolante 3a par implantation ionique avec de l'oxygène ; cette structure isolante fait partie de l'élément optique 30. Par gravure et coupe, on applique la grille de couplage 4 et le guide 25 d'onde 5 dans l'élément optique 30 et on réalise la structure. Pour ré- duire la distance entre l'émetteur de surface 12 et la grille de couplage 4 et augmenter l'efficacité du couplage, le premier substrat 2 est muni sur le second côté 2" par exemple d'une solution de gravure par voie humide, de silicium telle que de l'hydroxyde de Tétraméthylammonium ou 30 encore de l'hydroxyde de potassium en gravant jusqu'à l'arrêt de gra- vure formé ici par exemple par la structure isolante 3a. Par la gravure, on réalise la structure de l'évidemment 18 du premier substrat 2 pour que la surface d'émission 12 se trouve dans l'évidemment 18. En variante ou en complément, on peut graver à sec le second côté 2" par 35 exemple avec de l'Hexaflorure de soufre (SF6), du Tétrafluorure de car- 11 bone (CF4) ou de l'Octofluorocyclobutane (C4F8) ou encore de l'acide bromique (HBr). Sur le côté de la structure d'injection 3 tournée vers l'émetteur de surface 12, on applique une couche pour adapter l'indice de réfraction, par exemple, une couche anti-reflet. 5 La figure 1 c montre un exemple de réalisation d'un sys- tème optique intégré 1. L'émetteur de surface 12 émet un rayonnement dans la direction principale d'émission 14 n'arrivant pas perpendiculairement sur la structure de couplage 3, notamment la grille de couplage 4. A la figure la et lb, l'angle de la direction principale d'émission 14 10 par rapport au plan x-y est de 90°. A la figure 1 c, le rayonnement arrive sur la structure de couplage 3 et la grille de couplage 4 selon un angle différent de 90°. L'angle de basculement 16 est l'écart entre la direction principale d'émission 14 et la direction à 90°. A la figure 1 c, l'angle de basculement 16 est de 3°. Un alignement perpendiculaire 15 de la di- 15 rection principale d'émission 14 comme à la figure la et à la figure lb, est tracé à la figure 1 c comme référence pour l'angle de basculement 16. L'orientation perpendiculaire 15 est la verticale à la structure de couplage 3 ou la grille de couplage 4. A la figure 1 c, on réalise l'angle de basculement 16 par une structure basculée 17. Dans cet exemple de 20 réalisation, la structure basculée 17 se compose des patins de liaison 7, de billes de liaison 8 et de contacts électriques 9. Comme représenté à la figure 1 c, on réalise l'angle de basculement 16 de cet exemple de réalisation par le choix et la dimension différente des billes de liaison 8. Une première bille de liaison 8' a un plus petit diamètre 25 qu'une seconde bille de liaison 8". Si l'on relie l'émetteur de surface 12 par les billes de liaison 8', 8" au second substrat 6 par les contacts électriques 9, l'émetteur de surface 12 sera basculé par rapport au second substrat 6. L'angle de basculement de l'émetteur de surface par rapport à l'orientation parallèle au second substrat 6, correspond à l'angle de 30 basculement 16. Par le choix de la taille, notamment du diamètre des billes de liaison 8', 8", on pourra régler l'angle de basculement 16. En variante ou en complément, les patins de liaison 7 peuvent avoir des épaisseurs différentes et/ou les contacts électriques 9 peuvent avoir des épaisseurs différentes pour avoir un angle de basculement 16. En va- 35 riante ou en complément, on peut appliquer une couche intermédiaire 12 entre la seconde couche miroir 10" et au moins l'un des contacts électriques 9, cette couche intermédiaire aura une structure étagée pour régler l'angle de basculement 16. En variante ou en complément, le second côté 2" du premier substrat 2 sera structuré pour qu'après avoir 5 relié le premier substrat 2 au second substrat 6, la structure de cou- plage 3, notamment la grille de couplage 4 ne sera pas parallèle au second substrat 6. Par le choix de la structure du second côté 2" du premier substrat, on peut régler l'angle de basculement 16. Une partie du rayonnement émis par l'émetteur de surface 12 est par exemple ré- 10 fléchie par la structure de couplage 3 ou la grille de couplage et ainsi revenir sur l'émetteur de surface 12. En réglant l'angle de basculement 16, on réduit ou on évite l'injection de cette partie rayonnement qui après réflexion, revient sur la surface de l'émetteur. Le coefficient de couplage décrit le rapport entre le 15 rayonnement généré par l'émetteur de surface 12 et la structure de couplage 3, notamment le rayonnement induit dans le guide d'onde 5. L'efficacité du couplage peut être améliorée en déposant une couche réfléchissante 13 sur le troisième côté 3' de la grille de couplage 4 non tourné vers l'émetteur de surface 12. 20 La figure 2 décrit un exemple de réalisation d'un système optique intégré 1 ayant une couche réfléchissante 13. La couche réfléchissante 13 est parallèle au plan x-y. La couche réfléchissante 13 peut se composer de plusieurs couches de matière, par exemple des couches de silicium (Si), de dioxyde de silicium (5i02), de nitrure de silicium 25 (Si3N4) et/ou de métaux (par exemple, aluminium, or, argent etc.). La grille de couplage 4 renvoie en direction de l'émetteur de surface 12, une partie du rayonnement venant de l'émetteur de surface 12. Ainsi, il est possible d'utiliser la seconde grille de couplage 4 et/ou la couche réfléchissante 13 comme première couche miroir 10' de l'émetteur de 30 surface 12. Selon un exemple de réalisation, la grille de couplage 4 avec la couche réfléchissante 13 fonctionnant comme première couche miroir 13, est représentée à la figure 3. La grille de couplage 4 se trouve ainsi dans la cavité laser 11 qui comprend la zone entre la couche réflé- 35 chissante 13 et la seconde couche miroir 10". La zone de la cavité laser 13 est esquissée par un trait interrompu à la figure 3. La grille de couplage 4 de l'exemple de réalisation de la figure 3 a un faible coefficient de couplage et réduit ainsi les réflexions à l'intérieur de la cavité de laser 11. Cela offre de grandes libertés de conception du système optique in- 5 tégré. Dans cet exemple de réalisation, l'émetteur de surface 12 com- prend la seconde couche miroir 10" et la zone active 20. La première couche miroir 10' se trouve dans le second sous-système 1". L'émetteur de surface 12 de cet exemple de réalisation est un laser à semiconducteur à émission verticale (VECSEL). 10 La figure 4 montre un procédé 100 de réalisation d'un système optique intégré 1. On a la réalisation 101 du premier sous-système l' et la réalisation du second sous-système 1", faite séparément par exemple comme cela a été décrit ci-dessus. Dans un exemple de réalisation, le premier sous-système l' et le second sous-système 1" 15 peuvent être vérifiés séparément l'un de l'autre pour déceler les défauts ou les manques et le cas échéant, ils peuvent être repris et retravaillés. Après le contrôle, on relie 103 le premier sous-système l' au second sous-système 1". Cette liaison 103 se fait, par exemple, par une liaison des plaquettes du premier substrat 2 et du second substrat 6 comme 20 cela a été décrit ci-dessus. La figure 5 montre un exemple de réalisation 101 du premier sous-système l' avec la structure basculée 17. Le second substrat 6 est par exemple sous la forme d'une plaquette de silicium 1020. On réalise 1021 l'émetteur de surface 12. Puis on réalise 1022 la struc- 25 ture basculée 17 qui aura l'angle de basculement 16 prédéfini de la di- rection principale d'émission 14 par rapport à l'orientation perpendiculaire 15. La réalisation 1022 de la structure basculée 17 se fait comme décrit ci-dessus. On relie l'émetteur de surface 12 et le second substrat 6 par la structure basculée 17 avec des billes de liaison. 30 14 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Système optique intégré l' Premier sous-système 5 1" Second sous-système 2 Substrat 2' Premier côté 2" Second côté 3 Structure de couplage 10 4 Grille de couplage 5 Guide d'onde 6 Second substrat 7 Patin de contact 8 Bille de liaison 15 9 Point de contact électrique 10', 10" Couche miroir 11 Cavité 12 Emetteur de surface 13 Couche réfléchissante 20 14 Direction principale d'émision du rayonnement 15 Orientation verticale (perpendiculaire) 16 Angle de basculement 17 Structure basculée 18 Evidemment 25 20 Zone active pour générer le rayonnement 30 Elément optique 100 Procédé de fabrication d'un système optique intégré 101/103 Etapes du procédé 100 30 1020/1023 REVENDICATIONS1°) Système optique intégré (1), comprenant : un premier sous-système (1') ayant un émetteur de surface (12) générant le rayonnement et, un second sous-système (1") qui comprend : - un élément optique (30) et - un premier substrat (2) ayant un premier côté (2') et un second côté (2"), système caractérisé en ce que l'élément optique (30) a une structure de couplage (3) sur le premier cô- té (2') du premier substrat (2) et, le premier sous-système (1') a un second substrat (6) ayant un émetteur de surface (12) sur le second côté (2") du premier substrat (2), l'émetteur de surface (12) étant tourné vers la structure de couplage (3) de façon à injecter le rayonnement généré par l'émetteur de surface (12) dans la structure de couplage (3). 2°) Système optique intégré (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure de couplage (3) comporte une grille de couplage (4). 3°) Système optique intégré (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la direction principale d'émission de rayonnement (14) de l'émetteur de surface (12) est l'orientation perpendiculaire (15) par rapport à la structure de couplage (3). 4°) Système optique intégré (1) selon l'un des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la direction principale d'émission du rayonnement (14) de l'émetteur de surface (12) a un angle de basculement (16) par rapport à la structure de couplage (3), cet angle de basculement (16) décrivant l'écart entre l'orientation perpendiculaire (15) de la direction principale d'émission du rayonnement (14) par rapport à la structure de couplage (3). 16 5°) Système optique intégré (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le troisième côté (3') de la structure de couplage (3) non tourné vers 5 l'émetteur de surface (12) a une couche réfléchissante (13) 6°) Système optique intégré (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la couche réfléchissante (13) forme une première couche de miroir (10') 10 de l'émetteur de surface (12). 7°) Système optique intégré (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 15 l'élément optique (30) comporte au moins un guide d'onde (5). 8°) Procédé (100) réalisation d'un système optique intégré (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 20 - la réalisation (101) du premier sous-système et la réalisation (102) du second sous-système se font séparément et, - le premier sous-système (1') et le second sous-système (1") sont reliés l'un à l'autre. 25 9°) Procédé (100) selon la revendication 8 pour la réalisation d'un sys- tème optique intégré (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la réalisation du premier sous-système (101) consiste à réaliser (1022) d'une structure basculée (17) entre l'émetteur de surface (12) et le se- 30 cond substrat (6), la structure basculée (17) réglant l'angle de bascule- ment (16). 35