Résonateur en anneau intégré fabriqué par traitement d'alumine déposée et de décollage par laser pulsé – IDEAL

Les circuits intégrés photoniques fusionnent les avantages de l'optique et de l'électronique dans une seule puce mais ils nécessitent des fabrications complexes comme les gravures. En effet, pour la micro-structuration, on utilise couramment la gravure de matériaux ajoutant des étapes de fabrication complexes et coûteuses, qui peuvent également induire des pertes supplémentaires dues à la dégradation des matériaux le long des parois gravées. Le décollement de couches déposées par laser pulsé (PLD) permet de surmonter ces limitations.
Le traitement par lift-off consiste à dissoudre une résine micro-structurée sous un matériau déposé pour éliminer les matériaux uniquement là où la résine photosensible est enlevée. Cette technique est usuelle en microélectronique mais se limite à la structuration de couches à faible budget thermique. Les couches PLD peuvent contourner une telle limitation car elles présentent l'avantage que les atomes/molécules arrivant sur le substrat lors du dépôt ont une énergie cinétique qui peut largement dépasser l'énergie thermique, il est donc possible de faire croître des films, qui autrement nécessiteraient une température beaucoup plus élevée ou un substrat cristallin avec d'autres techniques. Cette méthode est donc la plus appropriée pour obtenir une intégration de dispositifs de haute qualité par décollement.
Dans ce projet, différents dispositifs intégrés par décollement de couche PLD seront développés à base d’Al2O3. Car ce matériaux est très prometteur pour la photonique quantique à base de terre rare mais il est difficile graver. Ainsi, des guides d'ondes dopés sans gravure seront d'abord démontrés, suivis de résonateurs en anneaux dopés intégrés sur des guides d'onde non dopés, ainsi que des lasers. Ce projet mettra en évidence la micro-structuration par décollement de couches PLD comme très intéressante pour la fabrication à hautes performances et à faible coût de circuits intégrés photoniques.