Interfaces de piégeage des dislocations pour des dispositifs III-V épitaxiés sur silicium fiables – LICORICE

Les dispositifs optoélectroniques basés sur des semiconducteurs III-V sont fabriqués sur des substrats III-V coûteux et petits, composés de matières premières critiques. Le silicium, matériau abondant et utilisé dans l'industrie microélectronique, pourrait remplacer ces substrats, favorisant l'utilisation durable des matériaux III et V et la fabrication de puces photoniques intégrées. Cependant, la croissance épitaxiale de III-V sur Si entraîne une forte densité de dislocations, nuisible à la performance et à la fiabilité des dispositifs. Dans un projet antérieur, des techniques de filtrage ont permis de réduire cette densité, mais les résultats restent insuffisants. Le projet LICORICE propose d'explorer un nouveau paradigme en concevant des interfaces de piégeage au sein du dispositif pour minimiser la longueur des dislocations en contact avec les couches actives, tout en empêchant la formation de nouveaux segments pendant le fonctionnement. Des couches de quelques nanomètres seront optimisées pour améliorer le piégeage tout en préservant les propriétés électroniques et optiques. Le défi réside dans le placement de ces interfaces près des couches actives sans dégrader les performances par des pertes optiques ou des résistances électriques. Un consortium composé d'un laboratoire d'épitaxie français et d'un groupe allemand expert en microscopie électronique étudiera des hétérostructures pour optimiser ces interfaces en termes d'épaisseur, de composition et de placement. Enfin, des lasers seront fabriqués et testés pour démontrer des performances et une fiabilité équivalentes à celles des dispositifs sur substrats III-V.