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Photonique sur silicium

Parmi les méthodes d'incorporation d'un laser dans un circuit optique en silicium, quelle est la description correcte de l'intégration hétérogène ?

  1. AOn dope fortement le guide d'onde en silicium pour transformer le silicium lui-même en matériau à gap direct et le faire émettre
  2. BOn colle des couches cristallines de semi-conducteur composé à base d'InP sur une plaquette SOI, on les structure, puis on transfère la lumière laser dans le guide d'onde en silicium
  3. COn fait croître directement un cristal d'InP sur le silicium par épitaxie, une méthode qui ne présente aucun risque de défauts liés à la différence de paramètre de maille
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Réponse : B. On colle des couches cristallines de semi-conducteur composé à base d'InP sur une plaquette SOI, on les structure, puis on transfère la lumière laser dans le guide d'onde en silicium

Le silicium étant à gap indirect et n'émettant pas efficacement de lumière, on utilise des semi-conducteurs composés pour les lasers. Dans l'intégration hétérogène, on colle sur une plaquette SOI un cristal (plaquette ou puce) comportant une couche émettrice à base d'InP, on retire le substrat d'InP, puis on forme le laser par les procédés des semi-conducteurs. Comme on peut l'aligner sur les guides en silicium par lithographie, on intègre un grand nombre de lasers avec une meilleure précision qu'en plaçant les composants un à un, et la lumière passe dans le guide en silicium via un taper ou une structure similaire. Le dopage ne modifie pas la nature à gap indirect, et l'InP et le Si ayant des paramètres de maille différant d'environ 8 %, les défauts posent problème en croissance directe.

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