| L'infrarouge est un domaine spectral particulierement attrayant pour de nombreux champs d'applications, tels que les telecommunications, la detection, etc. Cependant, les sources infrarouges compactes disponibles a l'heure actuelle pour le domaine spectral R-moyen sont particulierement couteuses a fabriquer ou a mettre en oeuvre. Ce projet de recherche propose une nouvelle famille de sources infrarouges compactes utilisant les proprietes non-lineaires de l'AlGaAs. 'Afin de realiser la preuve de concept pour ces nouvelles sources infrarouges, un convertisseur de longueur d'onde, base sur un guide d'onde submicrometrique, fonctionnant par generation de seconde harmonique a ete concu. Dans le but de permettre l'interaction non-lineaire et de maximiser son rendement de conversion, differents criteres doivent etre respectes : des dimensions tres precises ainsi que des flancs non rugueux, homogenes et verticaux.;Une fois ces guides d'onde fabriques, l'etape suivante a consiste a mesurer les pertes de propagation afin d'evaluer leurs performances, qui se sont revelees excellentes. Ainsi, un guide de 550 nm de large presente des pertes de propagation d'environ 40 dB/cm inferieures a celle d'un guide strictement identique presente dans la litterature. Ces resultats ont permis a nos collaborateurs de realiser la conversion de longueur d'onde dans ces structures : une onde infrarouge a 1582 nm genere une onde a 791 nm. De plus, le composant final est accordable en temperature (Deltalambda ∼ 2 nm pour +3°C) comme en largeur de guide (Deltalambda ∼ 53 nm pour +50 nm). Cette realisation est le premier pas vers de nouvelles sources infrarouges non lineaires, coherentes, compactes, peu couteuses et compatibles avec l'optique integree.;Dans le but d'ameliorer davantage ces performances, nous avons egalement etudie le traitement de passivation de surface. L'interet de cette passivation est d'ameliorer l'homogeneite des surfaces, en reduisant les densites de defauts responsables des pertes par recombinaisons non radiatives. Les traitements de passivation realises sur GaAs les plus efficaces ont permis de reduire la densite d'etats de surface, originellement superieure a 1013 cm-2eV-1, a 5-7.1011 cm-2eV-1. Un tel traitement est donc prometteur pour les composants semi-conducteurs a fort rapport " surface/volume ".;Par consequent, ce travail de doctorat a permis de mettre en place un procede reproductible pour la fabrication de dispositifs complexes a base de structures GaAs/AlGaAs dont la qualite a permis la demonstration de la conversion non-lineaire des signaux optiques.;Le defi de ce projet de doctorat etait donc de developper un procede de fabrication de guides d'onde creneaux submicrometriques en GaAs/AlGaAs a fort rapport d'aspect et rugosite laterale minimale. Nous avons ainsi optimise l'etape cruciale de gravure plasma ICP des materiaux. La recette developpee est reproductible. La chimie Cl2BCl3/Ar/N2 utilisee permet de graver non selectivement des structures nanometriques en GaAs/AlxGa1-xAs quelque soit la valeur de la composition x en aluminium. Les flancs et les fonds de gravure sont exempts de rugosites et le depot de couche inhibitrice permet d'atteindre de forts rapports d'aspect. Ce procede nous a permis de fabriquer des guides d'onde submicrometriques avec des verticalites quasi ideales et des rapports d'aspect extremes encore jamais publies : 80 nm de large et 2,6 microm de haut, soit un rapport d'aspect superieur a 32.;Mots-cles : Semi-conducteur, AlGaAs/GaAs, guide d'onde, microfabrication, gravure plasma, anisotropie, passivation de surface, pertes de propagation. |
