EP1314231A1 - Amplificateur optique en semi-conducteur - Google Patents

Amplificateur optique en semi-conducteur

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Publication number
EP1314231A1
EP1314231A1 EP01963109A EP01963109A EP1314231A1 EP 1314231 A1 EP1314231 A1 EP 1314231A1 EP 01963109 A EP01963109 A EP 01963109A EP 01963109 A EP01963109 A EP 01963109A EP 1314231 A1 EP1314231 A1 EP 1314231A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
active
optical amplifier
framing
amplifier according
stress
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01963109A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Léon Goldstein
Jean-Yves Emery
Frédéric Pommereau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oclaro North America Inc
Original Assignee
Alcatel SA
Nokia Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Alcatel SA, Nokia Inc filed Critical Alcatel SA
Publication of EP1314231A1 publication Critical patent/EP1314231A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01S5/50—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
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    • H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
    • H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching

Definitions

  • the present invention relates to the amplification of optical signals. It typically finds application in fiber optic telecommunications networks.
  • the signals transmitted by these networks consist of pulses carrying in binary form information to be transmitted. ' These pulses must be amplified to compensate for losses of power which they undergo during their propagation in these networks.
  • Semiconductor amplifiers constitute a space-saving and integrable means to achieve this amplification. However, in the absence of special provisions, their gain is sensitive to the state of polarization of the light they receive, which will be more simply indicated below by mentioning the sensitivity of an amplifier " to polarization.
  • the sensitivity must be limited or suppressed is frequent and appears, on the one hand when the distance traveled by the optical pulses to be amplified is such that the polarization state of these pulses has been affected in a significant and random manner during their spread and on the other hand when it is preferable that the amplified pulses have one or more predetermined power levels.
  • this invention finds an application whenever the sensitivity of an optical amplifier to polarization must be zero or limited.
  • buried ribbon amplifiers known under the term of BRS (for Burried Ridge Structure in English).
  • BRS Burried Ridge Structure in English
  • a semiconductor optical amplifier comprises a wafer 2 made up of layers of semiconductor materials having respective refractive indices and forming a common crystal lattice.
  • networks formed respectively by these materials have characteristic dimensions constituting respective meshes of these materials.
  • These layers follow one another in a vertical direction DV forming a trirectangle trihedron with two horizontal directions constituting a direction. longitudinal DL and a transverse direction DT, these directions being defined with respect to this plate 2.
  • This plate 2 comprises at minus the following layers or groups of layers or part of a layer:
  • a substrate 8 consisting mainly of a semiconductor base material having a first type of conductivity. This substrate has a sufficient thickness to impose the dimensions of the mesh of the base material on the entire crystal lattice of the wafer 2.
  • An active layer 10 including an active material capable of amplifying light by stimulated recombination of charge carriers of the two types injected into this material.
  • a buried guiding active structure 12 produced in the active layer 10 and having a refractive index greater than that of the surrounding materials 14, 16.
  • This active structure 12 extends in the longitudinal direction DL to guide said light in this direction. It has a width 1 and a thickness e respectively transverse and vertical.
  • an upper confinement layer 18 made of a material having a second type of conductivity opposite to the first.
  • This amplifier further comprises a lower electrode 20 and an upper electrode 22 respectively formed on the lower face 4 and the upper face 6 of the wafer 2 to allow an electric current to pass between these faces injecting said charge carriers of the two types into the active material 10.
  • the basic materials of known semiconductor optical amplifiers are of the III-V type. These are typically indium phosphide and gallium arsenide. Their active material is typically a ternary or quaternary material formed with the same chemical elements. It is generally desired that the width 1 of the active guiding structure 12 which guides the lights be close to a micrometer to facilitate its formation by etching and above all to facilitate the integration of the amplifier with other optical components on the same semiconductor wafer.
  • the thickness e must then be much less than this width 1 to ensure mononodal light guidance, the wavelength of which is typically 1310 or 1550 nm. In the absence of special provisions, it is this rectangular shape of the section of the active guiding structure 12 which tends to cause the polarization sensitivity previously mentioned.
  • the active material 10 constituting the active structure 12 guiding the light is surrounded on all sides by a binary semiconductor material. The latter has the advantage of conducting heat well, but its refractive index is only slightly lower than that of the active material. We also consider the case where the active material is homogeneous and is then said to be mass.
  • the section of the buried active guiding structure 12 is strongly rectangular. Given the small difference in index between this guiding structure 12 and the binary material surrounding the confinement of a horizontally polarized wave is greater than that of a vertically polarized wave, the difference between these two confinements being all the greater as the ratio of the width 1 to the thickness e of the guide structure 12 is large.
  • the confinement mentioned here in connection with a wave is considered in a transverse plane. It is equal to the ratio of the power of this wave passing through the area occupied by the guiding structure 12 to the total power of this wave.
  • the confinement is defined for each polarization and for each wavelength by the shape and the dimensions of the section of the guiding active structure 12 and by the refractive indices of the material of this structure 12 and of the surrounding materials 14, 16, 8 and 18.
  • a rectangular section it can be considered to be the product of a directional confinement in the horizontal direction by a directional confinement in the vertical direction, each of these two directional confinements depending on the polarization.
  • the gain of the amplifier for a wave the greater the confinement of this wave.
  • the gain of the amplifier would be greater for the waves at horizontal polarization and only for those with vertical polarization.
  • Such an amplifier has a low sensitivity to polarization.
  • a modification of this constraint ( ⁇ a / a) from -0.015 to -0.014 or -0.016 induces a shift in the gain ⁇ G of 0.8dB towards a respective sensitivity of TE mode or TM mode.
  • a slight modification of a few percent of the thickness of the guiding active structure directly induces a shift in the gain ⁇ G of the amplifier.
  • the sensitivity to light polarization of the amplifier depends on its structure and cannot be easily controlled.
  • the object of the present invention is to solve the drawbacks of the technology proposed in the aforementioned patent US 5,982,531.
  • the invention starts from the theoretical and experimental observation that the sensitivity of an optical semiconductor amplifier to the polarization of the light to be amplified does not depend solely on the geometry of the active guiding structure and the internal constraints to which it can be subjected (such as a mesh mismatch), but also external constraints applied to this active guiding structure, for example during the implementation or the use of the optical component.
  • the invention proposes to apply to the amplifier component an induced external stress close to the guiding active structure, alone or in combination with the effects of an internal tension stress depending on the epitaxial structure of the active layer as this has been developed in the prior art.
  • the external stress can be configured so as to obtain an overall stress of the guiding active structure which makes the gain of the optical amplifier insensitive to the polarization of the light to be amplified.
  • the invention relates more particularly to a semiconductor optical amplifier comprising a buried active guiding structure, characterized in that an external stress is applied to said active guiding structure so that it is subjected to an overall stress which makes the gain of said amplifier insensitive to the polarization of the light to be amplified, said external stress coming from a force induced by a deposit of a material against a tape framing said active guiding structure.
  • the tape framing the active guiding structure has a depth of between 1 and 4 ⁇ m. According to another characteristic, the tape framing the active guiding structure has a width of between 4 and 6 ⁇ m.
  • the material deposited on the ribbon framing the active structure is an oxide.
  • the material deposited is Si0 2 for an external compressive stress. According to another embodiment, the material deposited is Si 3 N 4 for an external stress in tension.
  • the thickness of the material deposited against the tape framing the active structure is between 0.1 and 0.5 ⁇ m.
  • the active guiding structure is subjected to an internal stress due to a mesh mismatch of the semiconductor material, the external stress being an additional stress to this internal stress.
  • the invention also relates to a method for manufacturing an optical amplifier in semiconductor, characterized in that it comprises the following steps: - production of an optical amplifier in semiconductor with buried active guiding structure, etching of a ribbon surrounding said active guiding structure, - deposit of an oxide on the contours of the engraved ribbon, realization of an electrode.
  • the optical amplifier according to the invention achieves a sensitivity to the polarization of light less than or equal to 1 dB.
  • the process of etching the ribbon framing the guiding active structure can be carried out at the end of the process for manufacturing the optical amplifier, according to known techniques which are easy to implement.
  • FIG. 1, already described, is a diagram of an optical amplifier in buried ribbon semiconductor according to the prior art.
  • - Figure 2 is a diagram of an optical amplifier in semiconductor subjected to external stress according to one invention.
  • FIGS. 3a to 3d schematically illustrate the steps for producing the optical amplifier according to the invention.
  • the optical amplifier according to the invention has a structure similar to that described with reference to the prior art and in Figure 1.
  • the same references will be used to designate the same elements.
  • the method of manufacturing such an amplifier therefore comprises the same steps consisting in producing an amplifier with a guiding active structure 12 buried.
  • the active guiding structure 12 can be subjected to an internal stress due to a mesh mismatch of the semiconductor material, as has been described with reference to US Pat. No. 5,982,531.
  • the invention then consists in supplementing or to compensate for this internal stress by an external stress applied to the active guiding structure 12 so that it is subjected to an overall stress which makes the gain of the amplifier insensitive to the polarization of the light to be amplified.
  • the invention then consists in applying an external stress to the active guiding structure 12 so as to that it is subjected to an overall constraint which makes the gain of the amplifier insensitive to the polarization of the light to be amplified.
  • the external stress comes from a force induced by a deposit of a material 50 against a strip 15 framing the active guiding structure 12.
  • the ribbon 15 framing the active guiding structure 12 is engraved according to any technique known from the prior art. For example, by dry etching through a mask 17, in SiO 2 for example, deposited on the confinement layer 18 of the amplifier.
  • the ribbon 15 has a depth between 1 and 4 ⁇ m and a width between 4 and 6 ⁇ m.
  • the active guiding structure 12 buried has a width of approximately 2 ⁇ m and is located at a depth of the upper face 6 of the component of between 2 and 4 ⁇ m (for a component of approximately 100 ⁇ m in thickness including the substrate 8).
  • the ribbon 15 therefore effectively frames the guiding active structure 12 and the forces exerted on this ribbon 15 will be reflected on the active structure 12 to induce an effect on the overall gain and the sensitivity of the amplifier to the polarization of the light to be amplified.
  • the material 50 deposited against the ribbon 15 framing the active structure 12 is an oxide.
  • Si0 2 for an external stress in compression (dotted lines in Figure 3c) or Si 3 N 4 for an external stress in tension (solid lines in Figure 3c).
  • the thickness of this material 50 is advantageously between 0.1 and 0.5 ⁇ m.
  • the parameters making it possible to adjust the external stress on the ribbon 15 framing the active guiding structure 12 of the amplifier are essentially the width and depth of the etching of the ribbon 15, the nature of the material deposited 50 and its thickness.
  • An electrode 22 is then produced on the upper face 6 of the optical component, for example by opening the oxide deposit 50 on top of the active structure 12 to deposit a metallization there.
  • the metallization can be deposited on the opening of the electrode 22 and over the material 50 of external stress.

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Abstract

L'invention concerne un amplificateur optique en semi-conducteur comportant une structure active guidante enterrée (12), caractérisé en ce qu'une contrainte extérieure est appliquée à ladite st ructure active guidante (12) de manière à ce qu'elle soit soumise à une contrainte globale qui rend le gain dudit amplificateur insensible à la polarisation de la lumière à amplifier, ladite contrainte extérieure provenant d'une force induite par un dépôt d'un matériau (50) contre un ruban (15) encadrant ladite structure active guidante (12).

Description

AMPLIFICATEUR OPTIQUE EN SEMI-CONDUCTEUR
La présente invention concerne l'amplification de signaux optiques. Elle trouve typiquement application dans les réseaux de télécommunications à fibres optiques. Les signaux transmis par ces réseaux sont constitués d'impulsions portant sous forme binaire une information à transmettre.' Ces impulsions doivent être amplifiées pour compenser des pertes de puissance qu'elles subissent au cours de leur propagation dans ces réseaux. Les amplificateurs à semi-conducteurs constituent un moyen peu encombrant et intégrable pour réaliser cette amplification. Cependant, en l'absence de dispositions particulières, leur gain est sensible à l'état de polarisation de la lumière qu'ils reçoivent, ce qui sera plus simplement indiquée ci-après en mentionnant la sensibilité d'un amplificateur" à la polarisation.
Cette invention trouve alors plus particulièrement application dans le cas où il convient de supprimer ou du moins de limiter cette sensibilité, qui peut s'exprimer par l'équation suivante : ΔG=GTE-GTM- On cherche à atteindre |ΔG|< ldB.
Le cas où la sensibilité doit être limitée ou supprimée est fréquent et apparaît, d'une part lorsque la distance parcourue par les impulsions optiques à amplifier est telle que l'état de polarisation de ces impulsions a été affecté d'une manière importante et aléatoire au cours de leur propagation et, d'autre part lorsqu'il est préférable que les impulsions amplifiées présentent un ou plusieurs niveaux de puissance prédéterminés .
De manière plus générale cette invention trouve une application chaque fois que la sensibilité d'un amplificateur optique à la polarisation doit être nulle ou limitée.
L'invention s'applique plus spécifiquement à des amplificateurs dits à « ruban enterré », connu sous le terme de BRS (pour Burried Ridge Structure en anglais) . On sait qu'un tel amplificateur optique à semiconducteur (dont une illustration est donnée sur la figure 1) comporte une plaquette 2 constituée de couches de matériaux semi-conducteurs ayant des indices de réfraction respectifs et formant un réseau cristallin commun. En l'absence de contraintes mécaniques, des réseaux formés respectivement par ces matériaux ont des dimensions caractéristiques constituant des mailles respectives de ces matériaux. Ces couches se succèdent selon une direction verticale DV formant un trièdre trirectangle avec deux directions horizontales constituant une direction. longitudinale DL et une direction transversale DT, ces directions étant définies par rapport à cette plaquette 2. Ces couches forment une succession dans un sens ascendant de la direction verticale DV d'une face inférieure 4 à une face supérieure 6. Cette plaquette 2 comporte au moins les couches ou groupes de couches ou partie de couche suivants : Un substrat 8 constitué majoritairement d'un matériau de base semi-conducteur ayant un premier type de conductivité. Ce substrat présente une épaisseur suffisante pour imposer les dimensions de la maille du matériau de base à tout le réseau cristallin de la plaquette 2.
Une couche active 10 incluant un matériau actif apte à amplifier une lumière par recombinaison stimulée de porteurs de charges des deux types injectés dans ce matériau.
Une structure active guidante enterrée 12 réalisée dans la couche active 10 et présentant un indice de réfraction plus grand que celui des matériaux environnants 14, 16. Cette structure active 12 s'étend selon la direction longitudinale DL pour guider ladite lumière selon cette direction. Elle présente une largeur 1 et une épaisseur e respectivement transversale et verticale. - Enfin une couche de confinement supérieure 18 constituée d'un matériau ayant un deuxième type de conductivité opposé au premier.
Cet amplificateur comporte en outre une électrode inférieure 20 et une électrode supérieure 22 respectivement formées sur la face inférieure 4 et la face supérieure 6 de la plaquette 2 pour permettre de faire passer entre ces faces un courant électrique injectant lesdits porteurs de charge des deux types dans le matériau actif 10. Les matériaux de base des amplificateurs optiques à semi-conducteurs connus sont du type III-V. Ce sont typiquement le phosphure d' indium et l'arséniure de gallium. Leur matériau actif est typiquement un matériau ternaire ou quaternaire constitué avec les mêmes éléments chimiques. Il est généralement souhaité que la largeur 1 de la structure active guidante 12 qui guide la lumières soit voisine d'un micromètre pour faciliter sa formation par gravure et surtout pour faciliter l'intégration de l'amplificateur avec d'autres composants optiques sur une même plaquette semi-conductrice. L'épaisseur e doit alors être très inférieure à cette largeur 1 pour assurer un guidage mononodal de la lumière dont la longueur d' onde est typiquement 1310 ou 1550 nm. En l'absence de dispositions particulières, c'est cette forme rectangulaire de la section de la structure active guidante 12 qui tend à entraîner la • sensibilité à la polarisation précédemment mentionnée. Dans les amplificateurs à ruban enterré, ou BRS, le matériau actif 10 constituant la structure active 12 guidant la lumière est entouré de toutes parts par un matériau semi-conducteur binaire. Ce dernier présente l'avantage de bien conduire la chaleur mais son indice de réfraction n'est que légèrement inférieur à celui du matériau actif. On considère en outre le cas où le matériau actif est homogène et est alors dit massique
(ou bulk material en anglais) . En général, la section de la structure active guidante enterrée 12 est fortement rectangulaire. Compte tenu de la faible différence d'indice entre cette structure guidante 12 et le matériau binaire environnant le confinement d'une onde à polarisation horizontale est supérieur à celui d'une onde à polarisation verticale, la différence entre ces deux confinements étant d' autant plus grande que le rapport de la largeur 1 à l'épaisseur e de la structure guidante 12 est grand. Le confinement mentionné ici à propos d'une onde est considéré dans un plan transversal. Il est égal au rapport de la puissance de cette onde transitant dans l'aire occupée par la structure guidante 12 à la puissance totale de cette onde. Le confinement est défini pour chaque polarisation et pour chaque longueur d'onde par la forme et les dimensions de la section de la structure active guidante 12 et par les indices de réfraction du matériau de cette structure 12 et des matériaux environnants 14, 16, 8 et 18. Dans le cas d'une section rectangulaire il peut être considéré comme étant le produit d'un confinement directionnel selon la direction horizontale par un confinement directionnel selon la direction verticale, chacun de ces deux confinements directionnels dépendant de la polarisation. Compte tenu du fait que le phénomène d'amplification de l'onde par recombinaison de porteurs et émission stimulée n' est réalisée que dans le matériau actif, c'est à dire dans la structure 12, le gain de l'amplificateur pour une onde est d'autant plus grand que le confinement de cette onde est plus grand. Il est résulte que, si le matériau de la structure guidante 12 était un matériau homogène, et de plus isotrope, donc insensible à la polarisation, le gain de l'amplificateur serait plus grand pour les ondes à polarisation horizontale et que pour celles à polarisation verticale.
Plusieurs recherches ont été effectuées dans l'art antérieur pour rendre ces amplificateurs insensibles à la polarisation de la lumière à amplifier.
En particulier, le brevet américain US 5 982 531, du déposant, propose un tel amplificateur rendu insensible à la polarisation de la lumière. Cet amplificateur est caractérisé par le fait que son matériau actif 10 est soumis à une contrainte de tension suffisante pour rendre son gain insensible à la polarisation de ladite lumière à amplifier. Cette contrainte résulte généralement d'un désaccord de maille entre le matériau actif 10 et le matériau de base du substrat 8. Typiquement le confinement horizontal est égal au produit du confinement vertical par un coefficient de dissymétrie de confinement.
Cette demande de brevet est basée sur l'observation que, même en présence d'un coefficient de dissymétrie de confinement élevé résultant, par exemple, du fait que la structure guidante 12 est constituée par un ruban à section fortement rectangulaire, la contrainte de tension à appliquer à un matériau actif homogène formant cette structure pour obtenir l'insensibilité à la polarisation est suffisamment faible pour que l'épaisseur de cette structure reste inférieure à l'épaisseur critique correspondante relative aux dislocations.
Un tel amplificateur présente une faible sensibilité à la polarisation. Les principaux paramètres d'un tel amplificateur sont : longueur d'onde de la couche active amplificatrice : λ=l,57 μm, matériau actif : Inι-.xGaxPι-.yAsy contrainte en tension de ' la couche active : Δa/a=-0,015 épaisseur de la structure guidante : e = 0, 2 μm largeur de la structure guidante : 1 = lμm Une telle structure présente néanmoins des inconvénients. Il a en effet été établit, expérimentalement et théoriquement, que la polarisation dépendait fortement du contrôle de l'épaisseur de la couche active ainsi que des contraintes auxquelles elle est soumise. Par exemple, une modification de cette contrainte (Δa/a) de -0,015 à -0,014 ou -0,016 induit un décalage du gain ΔG de 0,8dB vers une sensibilité respective du mode TE ou du mode TM. De même, une légère modification de quelques pourcents de l'épaisseur de la structure active guidante induit directement un décalage du gain ΔG de l'amplificateur. Ainsi, la sensibilité à la polarisation de la lumière de l'amplificateur dépend de sa structure et ne peut pas être facilement contrôlée.
L'objet de la présente invention est de résoudre les inconvénients de la technologie proposée le brevet précité US 5 982 531.
L'invention part du constat, théorique et expérimental, que la sensibilité d'un amplificateur optique en semi-conducteur à la polarisation de la lumière à amplifier ne dépend pas uniquement de la géométrie de la structure active guidante et des contraintes internes auxquelles elle peut être soumise (telle q'un désaccord de maille), mais également des contraintes extérieures appliquées à cette structure active guidante, par exemple lors de 1 ' implémentation ou de l'utilisation du composant optique.
A cet effet, l'invention propose d'appliquer au composant amplificateur une contrainte externe induite à proximité de la structure active guidante, seule ou en combinaison avec les effets d'une contrainte interne de tension dépendant de la structure épitaxiale de la couche active comme cela a été développé dans 1 ' art antérieur. La contrainte externe peut être paramétrée de manière à obtenir une contrainte globale de la structure active guidante qui rend le gain de l'amplificateur optique insensible à la polarisation de la lumière à amplifier.
L'invention concerne plus particulièrement un amplificateur optique à semi-conducteur comportant une structure active guidante enterrée, caractérisé en ce qu'une contrainte extérieure est appliquée à ladite structure active guidante de manière à ce qu'elle soit soumise à une contrainte globale qui rend le gain dudit amplificateur insensible à la polarisation de la lumière à amplifier, ladite contrainte extérieure provenant d'une force induite par un dépôt d'un matériau contre un ruban encadrant ladite structure active guidante.
Selon une caractéristique, le ruban encadrant la structure active guidante présente une profondeur comprise entre 1 et 4 μm. Selon une autre caractéristique, le ruban encadrant la structure active guidante présente une largeur comprise entre 4 et 6 μm.
Selon une autre caractéristique, le matériau déposé sur le ruban encadrant la structure active est un oxyde .
Selon un mode de réalisation, le matériau déposé est du Si02 pour une contrainte extérieure en compression. Selon un autre mode de réalisation, le matériau déposé est du Si3N4 pour une contrainte extérieure en tension.
Selon une caractéristique, l'épaisseur du matériau déposé contre le ruban encadrant la structure active est comprise entre 0.1 et 0.5 μm.
Selon une application, la structure active guidante est soumise à une contrainte interne due à un désaccord de maille du matériau semi-conducteur, la contrainte externe étant une contrainte supplémentaire à cette contrainte interne.
L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un amplificateur optique en semiconducteur, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - réalisation d'un amplificateur optique en semi-conducteur à structure active guidante enterrée, gravure d'un ruban encadrant ladite structure active guidante, - dépôt d'un oxyde sur les contours du ruban gravé, réalisation d'une électrode.
L'amplificateur optique selon l'invention permet d'atteindre une sensibilité à la polarisation de la lumière inférieure ou égale à 1 dB.
Le procédé de gravure du ruban encadrant la structure active guidante peut être réalisé à la fin du procédé de fabrication de l'amplificateur optique, selon des techniques connues et faciles à mettre en œuvre .
D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui suit donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et faite en référence aux figures dans lesquelles:
La figure 1, déjà décrite, est un schéma d'un amplificateur optique en semiconducteur à ruban enterré selon l'art antérieur. - La figure 2, est un schéma d'un amplificateur optique en semi-conducteur soumis à une contrainte externe selon 1 ' invention.
Les figures 3a à 3d illustrent schématiquement les étapes de réalisation de l'amplificateur optique selon l'invention.
La description qui suit fait référence à la figure 2 et aux figures 3a à 3d. L'amplificateur optique selon l'invention présente une structure analogue à celle décrite en référence à l'art antérieur et à la figure 1. Les mêmes références seront utilisées pour désigner les mêmes éléments. Le procédé de fabrication d'un tel amplificateur comporte donc les mêmes étapes consistant à réaliser un amplificateur à structure active guidante 12 enterrée.
Selon une première application, la structure active guidante 12 peut être soumise à une contrainte interne due à un désaccord de maille du matériau semiconducteur, tel que cela a été décrit en référence au brevet US 5 982 531. L'invention consiste alors à compléter ou à compenser cette contrainte interne par une contrainte externe appliquée à la structure active guidante 12 de manière à ce qu'elle soit soumise à une contrainte globale qui rend le gain de l'amplificateur insensible à la polarisation de la lumière à amplifier.
Selon une autre application, aucune contrainte interne n'a été appliquée à la structure active guidante 12 lors de l'épitaxie de la couche active 10, et l'invention consiste alors à appliquer une contrainte externe à la structure active guidante 12 de manière à ce qu'elle soit soumise à une contrainte globale qui rend le gain de l'amplificateur insensible à la polarisation de la lumière à amplifier.
Dans un cas comme dans l'autre, la contrainte externe provient d'une force induite par un dépôt d'un matériau 50 contre un ruban 15 encadrant la structure active guidante 12.
Le ruban 15 encadrant la structure active guidante 12 est gravé selon une quelconque technique connue de l'art antérieur. Par exemple, par une gravure sèche à travers un masque 17, en Si02 par exemple, déposé sur la couche de confinement 18 de l'amplificateur. Préférentiellement, le ruban 15 présente une profondeur comprise entre 1 et 4 μm et une largeur comprise entre 4 et 6 μm.
En général, la structure active guidante 12 enterrée présente une largeur de 2 μm environ et se situe à une profondeur de la face supérieure 6 du composant comprise entre 2 et 4 μm (pour un composant d'environ 100 μm d'épaisseur en incluant le substrat 8) . Le ruban 15 encadre donc bien la structure active guidante 12 et les forces exercées sur ce ruban 15 se répercuteront sur la structure active 12 pour induire un effet sur le gain global et la sensibilité de l'amplificateur à la polarisation de la lumière à amplifier. Préférentiellement, le matériau 50 déposé contre le ruban 15 encadrant la structure active 12 est un oxyde. Par exemple, du Si02 pour une contrainte extérieure en compression (traits pointillés de la figure 3c) ou du Si3N4 pour une contrainte extérieure en tension (traits pleins de la figure 3c). L'épaisseur de ce matériau 50 est avantageusement comprise entre 0.1 et 0.5 μm.
Les paramètres permettant d'ajuster la contrainte extérieure sur le ruban 15 encadrant la structure active guidante 12 de l'amplificateur sont essentiellement la largeur et profondeur de la gravure du ruban 15, la nature du matériau déposé 50 et son épaisseur.
Une électrode 22 est ensuite réalisée sur la face supérieure 6 du composant optique, par exemple en ouvrant le dépôt d'oxyde 50 sur le dessus de la structure active 12 pour y déposer une métallisation. Eventuellement, la metallisation peut être déposée sur l'ouverture de l'électrode 22 et par-dessus le matériau 50 de contrainte extérieure.

Claims

REVENDICATIONS
1. Amplificateur optique en semi-conducteur comportant une structure active guidante enterrée' (12), caractérisé en ce que la structure active guidante (12) est soumise à une contrainte extérieure de manière rendre le gain dudit amplificateur insensible à la polarisation de la lumière à amplifier, ladite contrainte extérieure provenant d'une force induite par un dépôt d'un matériau (50) contre un ruban (15) encadrant ladite structure active guidante (12) .
2. Amplificateur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ruban (15) encadrant la structure active guidante (12) présente une profondeur comprise entre 1 et 4 μm.
3. Amplificateur optique selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le ruban (15) encadrant la structure active guidante (12) présente une largeur comprise entre 4 et 6 μm.
4. Amplificateur optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le matériau (50) déposé contre le ruban (15) encadrant la structure active (12) est un oxyde.
5. Amplificateur optique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le matériau déposé (50) est du Si02 pour une contrainte extérieure en compression.
6. Amplificateur optique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le matériau déposé (50) est du Si3N4 pour une contrainte extérieure en tension.
7. Amplificateur optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur du matériau (50) déposé contre le ruban
(15) encadrant la structure active (12) est comprise entre 0.1 et 0.5 μm.
8. Amplificateur optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure active guidante (12) est soumise à une contrainte interne due à un désaccord de maille du matériau semi-conducteur, la contrainte externe étant une contrainte supplémentaire à cette contrainte interne.
9. Procédé de fabrication d'un amplificateur optique en semi-conducteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: réalisation d'un amplificateur optique en semi-conducteur à structure active guidante (12) enterrée, - gravure d'un ruban (15) encadrant ladite structure active guidante (12) , dépôt d'un oxyde (50) sur les contours du ruban gravé (15) , réalisation d'une électrode (22) .
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