Brevet FR3074372A1 (20190531)

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,\n<CLM>\1\tlogées 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,\n<CLM>\1\tsont 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,\n<CLM>\1\tcomportent chacune une première portion (312,\n<CLM>\1\ten contact avec la deuxième zone semiconductrice (321) et une deuxième portion (313,\n<CLM>\1\ts'étendant à partir de la première portion (312,\n<CLM>\1\tle 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,\n<CLM>\1\ten contact avec la deuxième portion (313,\n<CLM>\1\tde respectivement la première et la troisième zone semiconductrice (311,\n<CLM>\1\tà une partie d'extrémité de ladite portion (311,\n<CLM>\1\tqui est opposée de la deuxième zone semiconductrice (321).\n<CLM>\1\tStructure 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\n<CLM>\1\tStructure 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).\n<CLM>\1\tDispositif 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).\n<CLM>\1\tDispositif 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\n<CLM>\1\tDispositif 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\n<CLM>\1\tDispositif 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\n<CLM>\1\tDispositif 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\n<CLM>\1\tDispositif photonique (1) selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, dans lequel la structure à gain (10) forme un amplificateur optique à semiconducteur.\n<CLM>\1\tDispositif 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\n<CLM>\1\tProcédé 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,\n<CLM>\1\tformées 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,\n<CLM>\1\tse succédant en contact deux à deux, - gravure localisée de la première et la deuxième couche semiconductrice (310,\n<CLM>\1\tafin 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,\n<CLM>\1\tqui 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,\n<CLM>\1\ten contact avec la deuxième portion (313,\n<CLM>\1\tde respectivement la première et la 38 troisième zone semiconductrice (311,\n<CLM>\1\tsur une partie d'extrémité de ladite portion (311,\n<CLM>\1\tqui est opposée de la deuxième zone semiconductrice (321).\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'une structure à gain (10) selon la 5 revendication 12, dans lequel l'étape de formation de la deuxième portion (313,\n<CLM>\1\tde 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.\n<CLM>\1\tProcédé 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,\n<CLM>\1\ten 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,\n<CLM>\1\tpour 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,\n<CLM>\1\tet 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\n<CLM>\1\tProcédé 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,\n<CLM>\1\tcomporte 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,\n<CLM>\1\t15 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.\n<CLM>\1\tProcédé 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).