Brevet FR3070540A1 (20190301)

REVENDICATIONS1. Photodiode à avalanche (1) comprenant une zone d'absorption (2), une zone de multiplication (3), une première électrode (4) et une deuxième électrode (5), caractérisée en ce que : - la photodiode (1) comprend en outre un guide d'onde (10) formant un circuit c fermé courbe, apte à guider un flux lumineux sur plusieurs tours dudit circuit c, - la zone d'absorption (2) s'étend sur une portion au moins dudit circuit c fermé courbe, et - la zone de multiplication (3), les première (4) et deuxième (5) électrodes s'étendent le long d'une partie au moins dudit circuit c fermé courbe.\n<CLM>\1\tPhotodiode selon la revendication précédente dans laquelle la première électrode (4) présente un premier pourtour et la deuxième électrode (5) présente un deuxième pourtour et dans laquelle la zone d'absorption (2), la zone de multiplication (3), le premier pourtour et le deuxième pourtour s'étendent respectivement selon une courbe a, une courbe m, une courbe el et une courbe e2, lesdites courbes a, m, el et e2 étant parallèles entre elles sur une partie au moins de leurs longueurs respectives.\n<CLM>\1\tPhotodiode selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la zone d'absorption (2) forme au moins une portion d'un premier ovale et la zone de multiplication (3) forme au moins une portion d'un deuxième ovale, de sorte que les barycentres desdits premier et deuxième ovales soient confondus.\n<CLM>\1\tPhotodiode selon la revendication précédente dans laquelle les premier et deuxième ovales sont des cercles.\n<CLM>\1\tPhotodiode selon la revendication précédente dans laquelle les cercles présentent un rayon de courbure compris entre 5pm et 20pm.\n<CLM>\1\tPhotodiode selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle le guide d'onde (10) comprend un coeur (11) et une gaine (12) et 26 dans laquelle la zone d'absorption (2) est située au moins en partie au niveau dudit coeur (11).\n<CLM>\1\tPhotodiode selon la revendication précédente, dans laquelle le coeur (11) 5 comprend un matériau de guidage, de préférence du silicium, différent d'un matériau de la zone d'absorption (2) et dans laquelle le matériau de guidage enveloppe entièrement la zone d'absorption (2).\n<CLM>\1\tPhotodiode selon la revendication précédente dans laquelle la zone 10 d'absorption (2) présente une hauteur h sensiblement égale à une hauteur h' de la zone de multiplication (3), la zone d'absorption (2) et la zone de multiplication (3) s'étendant dans un plan de base (xy) et les hauteurs h et h', étant mesurées selon une direction qui est perpendiculaire audit plan de base (xy). 15\n<CLM>\1\tPhotodiode selon la revendication 6, dans laquelle le coeur (11) comprend un matériau de guidage, de préférence du silicium, différent d'un matériau de la zone d'absorption (2) et dans laquelle le matériau de guidage enveloppe une partie seulement de la zone d'absorption (2), et la gaine (12) enveloppe une 20 partie complémentaire de la zone d'absorption (2).\n<CLM>\1\tPhotodiode selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle le guide d'onde (10) est un guide de type guide en arête (RIB). 25\n<CLM>\1\tPhotodiode selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la zone d'absorption (2) forme une courbe fermée, et dans laquelle la première et la deuxième électrode sont situées de part et d'autre de la zone d'absorption (2). 30\n<CLM>\1\tPhotodiode selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 dans laquelle la zone d'absorption (2) forme une courbe ouverte de sorte que le guide d'onde (10) présente une portion exempte de zone d'absorption (2), et dans laquelle la première et la deuxième électrode ne sont pas situées de part et d'autre de ladite portion du guide d'onde (10) exempte de zone d'absorption 35 (2). 27\n<CLM>\1\tPhotodiode selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la zone d'absorption (2) présente une largeur L\n<CLM>\1\tPhotodiode selon l'une quelconque des revendications précédentes dans 10 laquelle la zone d'absorption (2) s'étend dans un plan de base (xy) et forme une courbe, de préférence un premier circuit courbe, présentant une longueur et la zone de multiplication (3) forme une courbe, de préférence un deuxième circuit courbe bordant le premier circuit courbe et présentant une longueur 12 tel que 12 k l, les longueurs l et 12 étant mesurées dans ledit plan 15 de base (xy).\n<CLM>\1\tPhotodiode selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la zone d'absorption (2) s'étend dans un plan de base (xy) et forme une courbe présentant une longueur l, et le circuit c fermé courbe présente 20 une longueur 1,, les longueurs l et I, étant mesurées dans ledit plan de base (xy), tel que : Y1. 1c 11 Y2. lc avec yi =0.5 et y2=1 , de préférence y10.7. 25\n<CLM>\1\tPhotodiode selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la première électrode (4) est située à l'intérieur du circuit c fermé courbe et la deuxième électrode (5) est située à l'extérieur du circuit c fermé courbe, en projection dans un plan de base (xy). 30\n<CLM>\1\tPhotodiode selon l'une quelconque des revendications précédentes, formant une photodiode à avalanche de type latérale, dans laquelle la zone de multiplication (3) et la zone d'absorption (2) sont sensiblement coplanaires dans un plan de base (xy), et les première (4) et deuxième (5) électrodes sont disposées de part et d'autre des dites zones d'absorption (2) et de 35 multiplication (3), au moins en projection dans ledit plan de base (xy). 28\n<CLM>\1\tPhotodiode selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant en outre une zone de charge (6) intercalée entre la zone d'absorption (2) et la zone de multiplication (3). 5\n<CLM>\1\tPhotodiode selon l'une quelconque des revendications 1 à 17 dans laquelle la zone d'absorption (2) est au contact de la zone de multiplication (6).\n<CLM>\1\tPhotodiode selon l'une quelconque des revendications précédentes 10 comprenant en outre un guide d'entrée (20) configuré pour former un couplage évanescent avec le guide d'onde (10) de manière à guider le flux lumineux depuis l'extérieur dudit guide d'onde (10) jusqu'à l'intérieur dudit guide d'onde (10). 15\n<CLM>\1\tProcédé de réalisation (100) d'une photodiode selon l'une quelconque des revendications précédentes, le procédé comprenant les étapes suivantes : - Fournir (101) un substrat de type silicium sur isolant (SOI) comprenant une couche supérieure (1002) en silicium (Si), - Lithographie (103) de manière à définir des limites de la zone d'absorption 20 (2) dans un plan (xy), - Gravure (104) selon un axe (z) d'une partie seulement de l'épaisseur de la couche supérieure (1002) de manière à former une cavité (1003) délimitée par les limites de la zone d'absorption (2) définies par lithographie (103), - Dépôt (105) de germanium (Ge), de préférence par épitaxie, dans ladite 25 cavité (1003) de manière à former la zone d'absorption (2), - Lithographie (106) de manière à définir des limites du guide d'onde (10) selon un circuit fermé courbe comprenant la zone d'absorption (2), - Gravure (107) selon un axe (z) d'une partie de l'épaisseur du silicium entourant lesdites limites du guide d'onde (10), de manière à former au 30 moins une partie du guide d'onde (10), de préférence de manière à former au moins une partie d'un guide de type guide en arête, - Formation des électrodes au niveau de zones de contact situées de part et d'autre du guide d'onde (10). 29\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente comprenant en outre au moins l'étape suivante effectuée après ledit dépôt (105) de germanium (Ge) et avant ladite lithographie (106) de manière à définir des limites du guide d'onde (10) selon un circuit fermé courbe comprenant la zone d'absorption (2): 5 - Dépôt (105b) de silicium (Si), de préférence par épitaxie, sur ladite couche supérieure et sur la zone d'absorption (2). 10