– INCLINE

L?objectif du projet est d?étudier la cinétique du plasma et les interactions plasmas surface en jeu dans des décharges inductives compatible CMOS (c-a-d utilisant des chimies largement déployées dans l?industrie CMOS), dans le but démontrer la possibilité de réaliser par gravure compatible CMOS une source laser III-V intégrée. Avec la remontée du marché des télécommunications, et le développement récent de la photonique su silicium, le développement de procédés de fabrication de composants intégrés, compatibles avec une fabrication large surface, à fort rendement, de grande fiabilité et de faible coût devient un enjeu important. Le large développement de la fibre optique à l?abonné fera augmenter la demande en modules performants faible coût présentant des possibilités d?intégration étendues (FTTH -10Gb/s). Dans ce contexte, la possibilité de réaliser des cavités lasers intégrées (en éliminant les étapes de clivage voire de traitement optiques des faces clivées) devient intéressante pour l?intégration. Parallèlement, les principaux éléments constituants un niveau d?interconnexions optiques sur circuits CMOS ont été démontrés dans le domaine de la photonique du silicium, et de récents résultats obtenus en Europe et aux USA montrent que l?intégration d?une micro-source laser III-V devrait être également possible. Néanmoins la réalisation complète des composants III-V directement dans une ligne de fabrication CMOS n?est pas encore démontrée, et des programmes très importants ont été lancés (USA, Europe, japon) sur la thématique générale de l?intégration de circuits photonique sur couche CMOS ou sur silicium. De nombreuses questions restent ouvertes, l?une d?entre elles concerne la maîtrise de la gravure de cavités laser III-V intégrées. Là encore le procédé déterminera en partie la performance de l?émetteur laser. A l?échelle considérée, la meilleure compréhension et le meilleur contrôle du procédé deviennent des paramètres critiques. Les coûts de production/fabrication ne devront pas non plus être augmentés ; rationaliser le nombre d?équipements nécessaires ainsi que l?utilisation des fluides et consommables deviendra un objectif industriel ou commercial important. L?industrie III-V n?a pas eu à considérer jusqu?à maintenant ces questions liées à la fabrication grande surface (> 100mm). D?un autre coté les laboratoires R&D proches de l?industrie CMOS ont développé un savoir important sur le contrôle des plasmas de gravure et des réacteurs pour le silicium (fondamental pour maintenir un haut rendement de procédés sur large surface), mais ont très peu considéré la cas des matériaux III-V. Le projet INCLINE va concentrer les efforts de 4 laboratoires académiques sur cette question spécifique, qui deviendra un enjeu important dans le futur de l?optoélectronique intégrée. Les 3 objectifs du projet INCLINE sont i) de renforcer l?expertise sur la cinétique des plasmas et sur interactions plasmas/surfaces en décharge inductive utilisant les chimies récentes de la filière CMOS, un domaine où de nombreux aspects restent inexplorés ; ii) de développer cette expertise en vue de proposer une chimie compatible CMOS pour la fabrication d?une source lasers III-V intégrée (à cavité laser gravée), et de démontrer la compatibilité de la fabrication avec un réacteur CMOS 200/300 mm ; iii) d?introduire des moyens de diagnostics et de contrôle du plasma considéré qui seront utiles pour le monitoring du procédé de gravure III-V. Pour atteindre ces résultats, le projet associe deux laboratoires de la communauté plasmas reconnus pour leur expertise en physique des plasmas réactifs, des décharges inductives et des interactions plasmas-surfaces, et deux laboratoires de la communauté optoélectronique reconnus pour leur expertise dans le domaine des émetteurs III-V. Dans le domaine de la physique et technologie des plasmas, l?aboutissement du projet sera d?abord l?obtention d?un modèle plasma 2D robuste pour décrire les réacteurs de gravure utiles à la gravure des III-V en chimie CMOS ; ensuite l?obtention d?un modèle de gravure 2D incluant les effets de passivations aux surfaces contrôlant la gravure anisotrope des matériaux III-V. Ces modèles seront constamment confrontés à des caractérisations des plasmas étudiés, nombre d?entre elles n?ayant pas été effectuées à ce jour. Dans le domaine de l?optoélectronique et de la photonique intégrée, l?aboutissement du projet sera la démonstration de la fabrication d?un laser à émission par la tranche ne nécessitant pas d?étape de clivage ni de traitement optique haute réflectivité (HR), et d?une micro-source laser avec miroirs HR gravés, à l?aide d?un procédé compatible avec réacteur CMOS 200/300 mm.