FR2484710A1 - Diode electroluminescente et son procede de fabrication - Google Patents
Diode electroluminescente et son procede de fabrication Download PDFInfo
- Publication number
- FR2484710A1 FR2484710A1 FR8013178A FR8013178A FR2484710A1 FR 2484710 A1 FR2484710 A1 FR 2484710A1 FR 8013178 A FR8013178 A FR 8013178A FR 8013178 A FR8013178 A FR 8013178A FR 2484710 A1 FR2484710 A1 FR 2484710A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- layer
- substrate
- sep
- diameter
- confinement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title claims description 13
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims description 13
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims description 13
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 title description 6
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 69
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 8
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 5
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000006798 recombination Effects 0.000 claims description 3
- 238000005215 recombination Methods 0.000 claims description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002513 implantation Methods 0.000 claims description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims 2
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 claims 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 11
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 7
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000004943 liquid phase epitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4202—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details for coupling an active element with fibres without intermediate optical elements, e.g. fibres with plane ends, fibres with shaped ends, bundles
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4246—Bidirectionally operating package structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0093—Wafer bonding; Removal of the growth substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
LA DIODE ELECTROLUMINESCENTE SELON L'INVENTION EST UNE DIODE DONT LA ZONE ACTIVE D'EMISSION EST ANNULAIRE. ELLE EST CONSTITUEE D'UN SUBSTRAT 21 ET DE COUCHES EPITAXIALES 22, 25 COMPRENANT UNE COUCHE ACTIVE EMISSIVE 23; UN PREMIER EVIDEMENT 27 AYANT ETE REALISE DANS LE SUBSTRAT 21 POUR PERMETTRE LE POSITIONNEMENT EN SON SEIN D'UNE PREMIERE FIBRE OPTIQUE F ET UN SECOND EVIDEMENT 30 COMMUNIQUANT AVEC LE PREMIER EVIDEMENT 27 AYANT ETE REALISE DANS LES COUCHES EPITAXIALES 22, 25, PERMETTANT L'ACCES D'UNE SECONDE FIBRE OPTIQUE F ET SON COUPLAGE OPTIQUE AVEC LA PREMIERE. APPLICATION AUX TRANSMISSIONS PAR FIBRES OPTIQUES.
Description
L'invention se rapporte à une diode électroluminescente et à son procédé de fabrication.
De tels composants électroniques sont couramment utilisés comme source d'énergie lumineuse dans les systèmes de liaisons par.fibres optiques.
Ces systèmes sont mis en oeuvre pour assurer des télécommunications par voie optique dans de nombreux domaines. A titre d'exemples non limitatifs, on peut citer les transmissions téléphoniques ou télex, la télématique ou la télédistribution.
Pour les transmissions sur de longues distances , des fibres optiques à très faibles pertes linéiques sont utilisées. Un soin particulier doit être également apporté aux couplages entre fibres d'une part, et d'autre part, entre les fibres et les organes optoélectroniques d'émission et de détection de l'énergie lumineuse transmise par ces fibres optiques. Ces couplages doivent être maxima de façon à limiter le plus possible les pertes.
Enfin un procédé de transmissionade données décrit dans la demande de brevet déposée ce jour par la demanderesse et intitulée: "SYSTEME DE
LIAISONS BIDIRECTIONNELLES PAR FIBRE OPTIQUE" permet d'établir des liaisons bidirectionnelles en n'utilisant qu'une seule fibre optique. Pour ce faire, une première liaison unidirectionnelle, dans un premier sens, est établie en transmettant une vibration lumineuse de façon conventionnelle par le coeur de la fibre optique, et une seconde liaison unidirectionnelle, en sens contraire, est établie en transmettant une vibration lumineuse par une autre région de la fibre optique.
LIAISONS BIDIRECTIONNELLES PAR FIBRE OPTIQUE" permet d'établir des liaisons bidirectionnelles en n'utilisant qu'une seule fibre optique. Pour ce faire, une première liaison unidirectionnelle, dans un premier sens, est établie en transmettant une vibration lumineuse de façon conventionnelle par le coeur de la fibre optique, et une seconde liaison unidirectionnelle, en sens contraire, est établie en transmettant une vibration lumineuse par une autre région de la fibre optique.
On sait en effet qu'une fibre optique comprend un coeur et diverses gaines ou supports entourant ce coeur, d'indices de réfraction optique différents de celui du coeur, les indices de réfraction de ces diverses régions étant en outre différents les uns des autres. Il s'en suit que l'on peut capter et guider des vibrations lumineuses dans une ou plusieurs régions de la fibre optique en plus de son coeur.
Pour obtenir un couplage optimum, il est nécessaire que la source émettant ces dernières vibrations lumineuses soit de forme adaptée à celle de la zone de captation, c'est-à-dire à une zone de forme annulaire. Enfin il ne doit pas y avoir de diaphonie entre les différentes vibrations lumineuses qui se propagent simultanément dans la fibre optique.
L'invention se propose de répondre aux besoins qui viennent d'être évoqués
L'invention a donc pour objet une diode electroluminescente comprenant un substrat plan en matériau semiconducteur d'un type de conductivité donné sur lequel ont été déposées des couches épitaxiales en matériaux semiconducteurs dopés; ces couches comprenant une première couche de confinement, une seconde couche de confinement, une couche active comprise entre ces deux couches au sein de laquelle se réalise une recombinaison d'électrons et de trous injectés par les première et seconde couches de confinement émettant une radiation de longueur d'onde déterminée et une couche superficielle fortement dopée destinée à assurer un contact ohmique; diode principalement caractérisée en ce qu'un premier évidement central est réalisé dans le substrat, d'axe orthogonal au plan du substrat, de façon à permettre le positionnement au sein du substrat d'une première fibre optique d'un premier diamètre et en ce qu'un second évidement, de même axe que celui-ci, est réalisé dans les couches épitaxiales de façon à permettre l'accès d'une deuxième fibre optique d'un second diamètre extérieur et son couplage optique à la première fibre optique, le premier diamètre étant supérieur au second diamètre.
L'invention a donc pour objet une diode electroluminescente comprenant un substrat plan en matériau semiconducteur d'un type de conductivité donné sur lequel ont été déposées des couches épitaxiales en matériaux semiconducteurs dopés; ces couches comprenant une première couche de confinement, une seconde couche de confinement, une couche active comprise entre ces deux couches au sein de laquelle se réalise une recombinaison d'électrons et de trous injectés par les première et seconde couches de confinement émettant une radiation de longueur d'onde déterminée et une couche superficielle fortement dopée destinée à assurer un contact ohmique; diode principalement caractérisée en ce qu'un premier évidement central est réalisé dans le substrat, d'axe orthogonal au plan du substrat, de façon à permettre le positionnement au sein du substrat d'une première fibre optique d'un premier diamètre et en ce qu'un second évidement, de même axe que celui-ci, est réalisé dans les couches épitaxiales de façon à permettre l'accès d'une deuxième fibre optique d'un second diamètre extérieur et son couplage optique à la première fibre optique, le premier diamètre étant supérieur au second diamètre.
L'invention a encore pour objet le procédé de-fabrication d'une telle diode électroluminescente .
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à raide de la description qui suit en référence aux figures annexees:
- La figure 1 illustre schématiquement un système de liaisons bidirectionnelles par une fibre optique unique.
- La figure 1 illustre schématiquement un système de liaisons bidirectionnelles par une fibre optique unique.
- La figure 2 est une coupe de la diode électroluminescente de l'invention .
La diode électroluminescente selon l'invention étant destinée à être mise en oeuvre dans le cadre de transmissions de données par fibres optiques, il est utile de rappeler la structure d'une fibre optique. Un des procédés les plus couramment utilisés pour obtenir une fibre optique est le procédé dit "MCVD", de ltexpression anglo-saxonne : "Modified chemical vapor deposition" qui peut se traduire par "procédé modifié de dépôt en phase gazeuse". Une telle fibre est principalement constituée d'un coeur entouré d'une gaine optique, d'un tube support et d'une gaine de protection.
Il existe deux types de fibres:
des fibres optiques du type dit multimode, le plus souvent à gradient d'indice, pour lesquelles le diamètre de coeur est typiquement de 50 /um et le diamètre extérieur de la gaine optique est de 70/plu.
des fibres optiques du type dit multimode, le plus souvent à gradient d'indice, pour lesquelles le diamètre de coeur est typiquement de 50 /um et le diamètre extérieur de la gaine optique est de 70/plu.
- des fibres du type dit monomode, le plus souvent à saut d'indice, pour lesquelles le diamètre de coeur est compris entre 5 et 10/um et le diamètre extérieur de la gaine optique est d'environ 4Ojum.
Le diamètre extérieur du tube support, le plus souvent en silice pure, est d'environ 125 /um et le diamètre extérieur de la gaine de protection, en silicone par exemple, est de l'ordre de 300 1um.
De façon classique le tube support est en silice pure d'indice de réfraction nS. Si on appelle nl, n2 et n3 les indices de réfractions respectifs du coeur de la gaine optique et de la gaine de protection, la relation suivante est vérifiée dans le cas de fibres optiques à saut d'indice conventionnelles:
n1 > n3 > n2 > n4
Dans un système classique de liaisons utilisant une fibre optique on injecte, par exemple à l'aide d'une source laser, de la lumière modulée par des informations à transmettre dans le coeur de la fibre.Du fait de la présence des différentes gaines et tube support, d'indices différents de celui du coeur et répondant à la relation précitée, cette lumière se trouve "piégée" dans le coeur de la fibre qui agit en tant que guide de lumière. - Il est possible également de guider de la lumière dans l'une des gaines ou tube support entourant le coeur, puisque les indices de réfraction optiques de ces gaines ou tube support sont différents de celui du coeur et différents entre eux. Ce procédé est décrit dans la demande de brevet précité.
n1 > n3 > n2 > n4
Dans un système classique de liaisons utilisant une fibre optique on injecte, par exemple à l'aide d'une source laser, de la lumière modulée par des informations à transmettre dans le coeur de la fibre.Du fait de la présence des différentes gaines et tube support, d'indices différents de celui du coeur et répondant à la relation précitée, cette lumière se trouve "piégée" dans le coeur de la fibre qui agit en tant que guide de lumière. - Il est possible également de guider de la lumière dans l'une des gaines ou tube support entourant le coeur, puisque les indices de réfraction optiques de ces gaines ou tube support sont différents de celui du coeur et différents entre eux. Ce procédé est décrit dans la demande de brevet précité.
On peut donc par ce procédé transmettre des informations sous forme de vibrations lumineuses modulées dans un premier sens, en utilisant le coeur de la fibre, et dans un second sens, en utilisant par exemple le tube support. Il est donc possible d'obtenir des liaisons bidirectionnelles n'utilisant qu'une seule fibre optique, ce sans mettre en oeuvre des coupleurs directionnels ou en recourant à des émetteurs d'énergie lumineuse de longueurs d'onde différentes.
La fibre optique utilisée peut être, soit une fibre de type "MCVD" couramment disponible sur le marché ou une fibre optique optimisée en vue de l'application envisagée.Dans ce dernier cas, on est amené à effectuer les choix suivants lors de la fabrication:
- Choix systématique d'un tube support à faible atténuation optique linéaire, c'est le cas d'un tube support en silice pure.
- Choix systématique d'un tube support à faible atténuation optique linéaire, c'est le cas d'un tube support en silice pure.
- Dopage intermédiaire de la gaine optique de façon à accentuer la différence d'indice à l'interface support-gaine optique.
Comme il a été rappelé précédemment, il est nécessaire dans tous les cas dans lesquels on envisage des liaisons sur de longues distances que les pertes optiques soient les plus faibles possibles. Il est donc nécessaire, entre autre, d'optimiser le couplage optique entre les fibres optiques de liaison et les moyens optoélectroniques d'émission et de réception d'énergie lumineuse.
L'ensemble optoélectronique d'émission-réception d'énergie lumineuse dans le cadre particulier du procédé de transmissions bidirectionnelles qui a été rappelé est illustré schématiquement par la figure 1.
La fibre optique f est une fibre de liaison assurant ces transmissions bidirectionnelles symbolisées par des flèches. Elle comporte, comme il a été rappelé, un coeur 1 entouré d'une gaine optique 2, d'un tube support 3 et d'une gaine de protection 4.
Les transmissions dans un premier sens sont assurées par le guidage de vibrations lumineuses dans le coeur 1. Le couplage optimum de la fibre de liaison avec un détecteur D, par exemple une photodiode, peut être obtenu de façon conventionnelle, ce, sans difficulté. Dans le cas présent une fibre intermédiaire fi est utilisée, de section au moins égale à la section circulaire de la zone radiante, c'est-à-dire le coeur 1 de la fibre optique f.
La zone active 7 de la photodiode D, montée sur un support 8, doit simplement avoir un diamètre supérieur au diamètre extérieur de la fibre intermédiaire fi.
Le couplage de la source S avec le tube support 3 de la fibre de liaison pour assurer les transmissions dans le second sens, est plus délicat à réaliser.
En effet, la zone de captage étant de forme annulaire, il faut que la source
S soit adaptée à cette configuration tout en laissant le passage libre à la fibre intermédiaire f. . Sur la figure 1, la source S est représentée schématiquement par un anneau 5; comportant un canal 6 pour être enfilé sur la fibre intermédiaire fi. Le diamètre extérieur de la source S doit être au moin égal au diamètre extérieur du tube support de.la fibre f.
S soit adaptée à cette configuration tout en laissant le passage libre à la fibre intermédiaire f. . Sur la figure 1, la source S est représentée schématiquement par un anneau 5; comportant un canal 6 pour être enfilé sur la fibre intermédiaire fi. Le diamètre extérieur de la source S doit être au moin égal au diamètre extérieur du tube support de.la fibre f.
L'invention vise à répondre aux besoins évoqués et propose une diode électroluminescente dont la structure particulière permet de minimiser les pertes de couplage à l'interface entre la fibre optique de liaison et les moyens optoélectroniques d'émission-réception et éviant toute diaphonie entre les deux sens de transmission.
La figure 2 représente un exemple de réalisation pratique d'une diode électroluminescente selon l'invention. Cette diode comprend un ensemble de couches épitaxiales 22 à 25 déposées sur un substrat 21 par un procédé d'épitaxie connu, comme l'épitaxie en phase liquide. Ces couches constituent entre elles des hétérojonctions. Il est donc important pour préserver leur qualité, que les mailles cristallines des matériaux des différentes couches 22 à 25 soit toutes égales à celles du substrat 21, ce avec une précision meilleure que 10-3.
La fonction et l'épaisseur approximative de ces couches sont décrites ci-après:
Substrat 21: Matériau semicondcteur d'un type de conductivité donné n ou p, d'épaisseur 100/um.
Substrat 21: Matériau semicondcteur d'un type de conductivité donné n ou p, d'épaisseur 100/um.
Couche 22 : couche de confinement en semiconducteur dont la largeur de bande interdite est supérieure à celle de la couche 23 ci-après, de type de conductivité identique à celui du substrat 21 et d'épaisseur 6/um.
Couche 23 : Couche active dans laquelle a lieu la recombinaison radiative des électrons et trous injectés par les couches confinantes 22 et 24, de largeur de bande interdite voisine de l'énergie des photons à émettre et d'épaisseur l/um.
. Couche 24 : Couche de confinement de composition voisine de celle de la couche 22, de type de conductivité opposé et d'épaisseur 21um.
Couche 25 : Couche de contact de composition et dopage tels qu'ils permettent un bon contact ohmique avec la métallisation 26 qui sera décrite ultérieurement, de préférence transparente au rayonnement émis par la couche 23. Les matériaux constituant ces couches sont décrits dans les tableaux I et Il placés en fin de description, concernant deux exemples préférés de réalisation de diodes électroluminescentes destinées à émettre dans les gammes de longueurs d'onde 0,8 à 0,9 /um et 1 à 1,7 /um respectivement. Les types de conductivité n ou p des tableaux I et il peuvent être intervertis à volonté. Les dépôts s'effectuent selon l'ordre qui vient d'être décrit.
La zone active d'émission est limitée à une zone annulaire centrale respectivement 241 et 251 des couches 4 et 5 par implantation de protons dans les zones restantes, 242 et 252 respectivement. D'autres procédés comme le dépot d'une couche- d'isolant, par exemple d'alumine ou de nitrure de silicium, suivi d'une ouverture ou d'une diffusion localisée peuvent être également utilisées.
Deux couches supplémentaires métalliques, respectivement 20 et 26, sont déposées de part et d'autre de l'ensemble et constituent des contacts électriques. Les ouvertures dans ces métallisations 20 et 26 sont délimitées, par des procédés de photolithographie connus, aux dimensions approximatives des cavités 27 et 28 à pratiquer au sein des différentes couches des matériaux semiconducteurs 21 à 25. Ces cavités sont réalisées par attaque chimique au moyen, par exemple, d'une solution de 1 à 3 % de brome dans de l'alcool méthylique. Du côté du substrat 21, la cavité 27 est réalisée à travers celui-ci jusqu a la couche 22, la cavité ayant un diamètre correspondant au diamètre extérieur de la fibre de liaisons f.Du côté des couches épitaxiales, la cavité 28, sous forme d'un canal débouchant dans la cavité 27, a un diamètre correspondant au diamètre extérieur de la fibre intermédiaire f..
De tels composants peuvent être effectués en série sur une plaquette semiconductrice qui est ensuite découpée comme il est connu en puces individuelles. Celles-ci sont ensuite soudées sur un support métallique 29 comportant un canal 30 permettant le passage de la fibre intermédiaire fi2.
Ce support peut servir de connexion électrique, une connexion supplémentaire, C2 étant soudée sur le support 29. Il en est de même pour la connexion
C1 qui est soudée sur la couche métallique 20. Ces connexions sont réalisées de manière conventionnelle.
C1 qui est soudée sur la couche métallique 20. Ces connexions sont réalisées de manière conventionnelle.
La diode électroluminescente ainsi réalisée permet simultanément un couplage optimum de sa zone émissive avec ta zone de captation de la fibre optique f, c'est-à-dire avec le tube support, un bon maintien mécanique de cette dernière fibre grâce au premier évidement 27 ainsi qu'un bon couplage entre le coeur de la fibre f et les organes optoélectroniques de détection D via la fibre intermédiaire fi, cette dernière étant positionnée correctement et maintenue mécaniquement grâce au second évidement 28.En outre une fois le couplage optique réalisé, les fibres peuvent être scellées à l'aide d'une colle et notamment pour la fibre fi par remplissage de l'évidement 30.Enfin la diaphonie entre les deux voies de transmission (coeur 1 et tube support 3) est réduite au minimum, notamment par la métallisation 26 qui empêche toute émission d'énergie lumineuse vers la fibre f sous une incidence autre qu'une incidence quasi-normale.
<tb> <SEP> TABLEAU <SEP> I <SEP> :<SEP> <SEP> MATERIAUX <SEP> DU <SEP> SYSTEME <SEP> Gal-x <SEP> Alx <SEP> As
<tb> <SEP> LONGUEUR <SEP> D'ONDE <SEP> D'EMISSION <SEP> DE <SEP> 0,8 <SEP> à <SEP> 0,9 <SEP> m <SEP>
<tb> <SEP> concentration
<tb> en <SEP>
<tb> 3 <SEP>
<tb> <SEP> COUCHE <SEP> N <SEP> X <SEP> TYPE <SEP> atomes <SEP> par <SEP> cm
<tb> <SEP> 21 <SEP> 0,00 <SEP> n <SEP> 1018 <SEP>
<tb> <SEP> 22 <SEP> 0,35 <SEP> n <SEP> 1017 <SEP>
<tb> <SEP> 23 <SEP> 0,00 <SEP> à <SEP> 0,1 <SEP> n <SEP> ou <SEP> p <SEP> 1018 <SEP>
<tb> <SEP> 24 <SEP> 0,35 <SEP> p <SEP> îo17
<tb> <SEP> 25 <SEP> 0,10 <SEP> à <SEP> 0,20 <SEP> P <SEP> l018à1019 <SEP>
<tb>
<tb> <SEP> LONGUEUR <SEP> D'ONDE <SEP> D'EMISSION <SEP> DE <SEP> 0,8 <SEP> à <SEP> 0,9 <SEP> m <SEP>
<tb> <SEP> concentration
<tb> en <SEP>
<tb> 3 <SEP>
<tb> <SEP> COUCHE <SEP> N <SEP> X <SEP> TYPE <SEP> atomes <SEP> par <SEP> cm
<tb> <SEP> 21 <SEP> 0,00 <SEP> n <SEP> 1018 <SEP>
<tb> <SEP> 22 <SEP> 0,35 <SEP> n <SEP> 1017 <SEP>
<tb> <SEP> 23 <SEP> 0,00 <SEP> à <SEP> 0,1 <SEP> n <SEP> ou <SEP> p <SEP> 1018 <SEP>
<tb> <SEP> 24 <SEP> 0,35 <SEP> p <SEP> îo17
<tb> <SEP> 25 <SEP> 0,10 <SEP> à <SEP> 0,20 <SEP> P <SEP> l018à1019 <SEP>
<tb>
<tb> TABLEAU <SEP> II: <SEP> MATERIAUX <SEP> DU <SEP> SYSTEME <SEP> GaxEl <SEP> xAsyP17 <SEP>
<tb> <SEP> AVEC <SEP> x <SEP> = <SEP> 0,1894y/ <SEP> (0,4184 <SEP> - <SEP> 0,013y) <SEP>
<tb> LONGUEUR <SEP> D'ONDE <SEP> D'EMISSION <SEP> DE <SEP> 1 <SEP> à <SEP> 1,7 m <SEP>
<tb> <SEP> Concentration
<tb> <SEP> en <SEP>
<tb> <SEP> 3
<tb> COUCHE <SEP> Ne <SEP> Y <SEP> TYPE <SEP> atomes <SEP> par <SEP> cm3
<tb> <SEP> 21 <SEP> 0 <SEP> P <SEP> 1018 <SEP>
<tb> <SEP> 22 <SEP> 0,0à0,5 <SEP> p <SEP>
<tb> <SEP> 23 <SEP> 0,3 <SEP> à <SEP> 1,0 <SEP> n <SEP> ou <SEP> p <SEP> 1018 <SEP>
<tb> <SEP> 24 <SEP> 0,0 <SEP> à <SEP> 0,5 <SEP> n
<tb> <SEP> 25 <SEP> 0,0 <SEP> à <SEP> 1,0 <SEP> n <SEP> 1018 <SEP> à <SEP> 1019
<tb>
<tb> <SEP> AVEC <SEP> x <SEP> = <SEP> 0,1894y/ <SEP> (0,4184 <SEP> - <SEP> 0,013y) <SEP>
<tb> LONGUEUR <SEP> D'ONDE <SEP> D'EMISSION <SEP> DE <SEP> 1 <SEP> à <SEP> 1,7 m <SEP>
<tb> <SEP> Concentration
<tb> <SEP> en <SEP>
<tb> <SEP> 3
<tb> COUCHE <SEP> Ne <SEP> Y <SEP> TYPE <SEP> atomes <SEP> par <SEP> cm3
<tb> <SEP> 21 <SEP> 0 <SEP> P <SEP> 1018 <SEP>
<tb> <SEP> 22 <SEP> 0,0à0,5 <SEP> p <SEP>
<tb> <SEP> 23 <SEP> 0,3 <SEP> à <SEP> 1,0 <SEP> n <SEP> ou <SEP> p <SEP> 1018 <SEP>
<tb> <SEP> 24 <SEP> 0,0 <SEP> à <SEP> 0,5 <SEP> n
<tb> <SEP> 25 <SEP> 0,0 <SEP> à <SEP> 1,0 <SEP> n <SEP> 1018 <SEP> à <SEP> 1019
<tb>
Claims (10)
1. Diode électroluminescente comprenant un substrat plan (21) en matériau semiconducteur d'un type de conductivité donné sur lequel ont été déposées des couches épitaxiales en matériaux semiconducteurs dopés, ces couches comprenant une première couche de confinement (22), une seconde couche de confinement (24), une couche active (23) comprise entre ces deux couches au sein de laquelle se réalise une recombinaison d'électrons et de trous injectés par les première et seconde couches de confinement émettant une radiation de longueur d'onde déterminée et une couche superficielle (25) fortement dopée destinée à assurer un contact ohmique; diode caractérisée en ce qu'un premier évidement central (27) est réalisé dans le substrat, d'axe orthogonal au plan du substrat, de façon à permettre le positionnement au sein du substrat d'une première fibre (f) d'un premier diamètre et en ce qu'un second évidement (28) débouchant dans le premier évidement (27), de même axe que celui-ci, est réalisé dans les couches épitaxiales de façon à permettre l'accès d'une deuxième fibre optique (fi) d'un second diamètre extérieur et son couplage optique à la première fibre optique, le premier diamètre étant supérieur au second diamètre.
2. Diode selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des première et seconde couches supplémentaires (20, 26) constituant chacune une couche de métallisation respectivement des faces principales extérieures du substrat (21) et de la couche superficielle (25) fortement dopée ; et en ce qu'elle est disposée sur un support conducteur (29) comportant un évidement central (30) de diamètre au moins égal au second diamètre; ce support formant un contact galvanique avec la seconde couche supplémentaire de métallisation (26);
3. Diode selon l'une quelconque des revendications 1 ou 22 caractérisée en ce que l'émission de radiation de longueur d'onde déterminée est limitée à une zone annulaire de diamètre inférieur égal au second diamètre et de diamètre supérieur sensiblement égal au premier diamètre.
4. Diode selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le substrat (21) et les couches épitaxiales (22-25) sont en matériau semiconducteur de formule chimique générale Ga1 x Alx As et en ce que le tableau suivant est vérifié:
- substrat (21): x = 0
- première couche de confinement (22): x = 0,35
- Couche active (23): 0$x 40,1
- seconde couche de confinement (24): x = 0,35
- couche superficielle (25): 0,1# x < 0,2 de manière à ce que la longueur d'onde prédéterminée soit comprise dans la gamme 0,8 à 0,9/um.
5.Diode selon rune quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le substrat (21) et les couches épitaxiales (22-25) sont en matériau semiconducteur de formule chimique générale Gax In1-x As P1 y, dans laquelle la relation suivante est vérifiée
x = 0,1894 y
(0,4184 - 0,013 y)
et en ce que le tableau est en outre vérifié:
- substrat (21): y = 0
- première couche de confinement (22): 0 < y 40,5
- couche active (23): 0,3#y cl - seconde couche de confinement (24): 0 > g y 4 0,5
- couche superficielle (25): 0% < y 41 de manière à ce que la longueur d'onde prédéterminée soit comprise dans la gamme i à 1,7 /um.
6. Diode selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que le substrat (21) a une épaisseur de l'ordre de 100 /um, la première couche de confinement (22) une épaisseur de Pordre de 6/um, la couche active (23) une épaisseur de l'ordre de l/um et la seconde couche de confinement (24) une épaisseur de l'ordre de 2/um et en ce que le type de conductivité de la première couche de confinement (22) est identique à celui du substrat (21), le type de conductivité de la seconde couche de confinement (24) et de la couche superficielle (25) étant de type opposé.
7. Procédé de fabrication d'une diode selon Tune quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:
- dépôt épitaxial sur le substrat (21) en matériau semiconducteur de la première couche de confinement (22)
- dépôt épitaxial sur la première couche de confinement (22) de la couche active (23)
- dépôt épitaxial sur la seconde couche de confinement (24) d'une couche superficielle fortement dopée (25)
- dépôt d'une couche métallique (20,26) sur les faces externes du substrat (21) et de la couche superficielle (25)
- ouverture d'une fenêtre par photogravure dans chacune des deux couches métalliques, aux dimensions respectives des premier et second diamètres
- et attaque chimique pour réaliser dans le substrat (21) et les couches épitaxiales (22,25) respectivement les premier et second évidements (30).
8. -Procédé selon la revendication 79 caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire consistant à limiter la zone active d'émission de radiations à une zone centrale d'un diamètre sensiblement égal au premier diamètre par implantation de protons dans la seconde couche de confine ment (24) et la couche superficielle (25) dans les zones (242, 252) autres que cette zone centrale (241 251).
9. Procédé selon la revendication 79 caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire consistant à limiter la zone active d'émission de radiations à une zone centrale de diamètre sensiblement égal au premier diamètre par dépôt d'une couche de matériau isolant sur la couche superficielle et ouverture d'une fenêtre par photogravure correspondant à cette zone centrale; le matériau isolant étant choisi parmi les suivants: é alumine ou nitrure de silicium.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'attaque chimique s'effectue à l'aide d'une solution de brôme dans de l'alcool méthylique, la proportion de brôme étant comprise dans la gamme 1 à 3 %.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8013178A FR2484710A1 (fr) | 1980-06-13 | 1980-06-13 | Diode electroluminescente et son procede de fabrication |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8013178A FR2484710A1 (fr) | 1980-06-13 | 1980-06-13 | Diode electroluminescente et son procede de fabrication |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2484710A1 true FR2484710A1 (fr) | 1981-12-18 |
Family
ID=9243072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8013178A Withdrawn FR2484710A1 (fr) | 1980-06-13 | 1980-06-13 | Diode electroluminescente et son procede de fabrication |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2484710A1 (fr) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0511435A2 (fr) * | 1991-04-29 | 1992-11-04 | Corning Incorporated | Dispositif émetteur-récepteur à coupleur coaxial |
| EP0633484A2 (fr) * | 1993-07-08 | 1995-01-11 | Styrotech Corporation | Assemblage d'accouplement à fibre optique |
| FR2809534A1 (fr) * | 2000-05-26 | 2001-11-30 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif semiconducteur a injection electronique verticale et son procede de fabrication |
| WO2009095225A1 (fr) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Vidensis Gmbh | Dispositif d'éclairage et d'affichage |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3414733A (en) * | 1965-02-15 | 1968-12-03 | Hewlett Packard Co | Annularly shaped light emitter and photocell connected by plug-in light conducting pad |
| US4134642A (en) * | 1976-04-16 | 1979-01-16 | Northern Telecom Limited | Optical fibre with increased security |
-
1980
- 1980-06-13 FR FR8013178A patent/FR2484710A1/fr not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3414733A (en) * | 1965-02-15 | 1968-12-03 | Hewlett Packard Co | Annularly shaped light emitter and photocell connected by plug-in light conducting pad |
| US4134642A (en) * | 1976-04-16 | 1979-01-16 | Northern Telecom Limited | Optical fibre with increased security |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0511435A2 (fr) * | 1991-04-29 | 1992-11-04 | Corning Incorporated | Dispositif émetteur-récepteur à coupleur coaxial |
| EP0511435A3 (en) * | 1991-04-29 | 1993-03-31 | Corning Incorporated | Coaxial coupler transmitter-receiver apparatus |
| EP0633484A2 (fr) * | 1993-07-08 | 1995-01-11 | Styrotech Corporation | Assemblage d'accouplement à fibre optique |
| EP0633484A3 (fr) * | 1993-07-08 | 1995-09-20 | Styrotech Corp | Assemblage d'accouplement à fibre optique. |
| FR2809534A1 (fr) * | 2000-05-26 | 2001-11-30 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif semiconducteur a injection electronique verticale et son procede de fabrication |
| WO2001093310A2 (fr) * | 2000-05-26 | 2001-12-06 | Commissariat A L'energie Atomique | Dispositif semiconducteur a injection electronique verticale et son procede de fabrication |
| WO2001093310A3 (fr) * | 2000-05-26 | 2002-03-14 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif semiconducteur a injection electronique verticale et son procede de fabrication |
| US7820461B2 (en) | 2000-05-26 | 2010-10-26 | Commissariat A L'energie Atomique | Semiconductor device with vertical electron injection and its manufacturing method |
| WO2009095225A1 (fr) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Vidensis Gmbh | Dispositif d'éclairage et d'affichage |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0458688B1 (fr) | Procédé de fabrication d'une structure intégrée guide-détecteur de lumière en matériau semi-conducteur | |
| EP1444541B1 (fr) | Dispositif electronique monolithique multicouches et procede de realisation d'un tel dispositif | |
| FR2677490A1 (fr) | Emetteur-recepteur optique a semiconducteurs. | |
| FR3066616B1 (fr) | Source de lumiere guidee, son procede de fabrication et son utilisation pour l'emission de photons uniques | |
| US6307242B1 (en) | Semiconductor photo-detector with square-shaped optical wave-guide | |
| FR2522206A1 (fr) | Laser a semi-conducteur | |
| FR2954638A1 (fr) | Laser hybride couple a un guide d'onde | |
| FR2519432A1 (fr) | Guide d'ondes optique dielectrique et procede de fabrication | |
| EP0091859B1 (fr) | Procédé de réalisation d'un laser à semi-conducteur à plusieurs longueurs d'onde indépendantes | |
| WO2016160479A2 (fr) | Essai au niveau d'une tranche de dispositifs optiques | |
| EP3716345A1 (fr) | Procede de fabrication d'une puce photonique comportant une photodiode sacm-apd couplee optiquement a un guide d'onde integre | |
| FR2765347A1 (fr) | Reflecteur de bragg en semi-conducteur et procede de fabrication | |
| KR101510356B1 (ko) | 광학 신호들을 증폭, 변조 및 검출하기 위한 나노-와이어 광학 블록 디바이스들 | |
| FR2729789A1 (fr) | Detecteur a puits quantique et procede de realisation | |
| EP3642914B1 (fr) | Composant laser semiconducteur hybride et procédé de fabrication d'un tel composant | |
| KR100464333B1 (ko) | 수광소자 및 그 제조방법 | |
| FR2484710A1 (fr) | Diode electroluminescente et son procede de fabrication | |
| EP0562925B1 (fr) | Photorécepteur en onde guidée à base de puits quantiques de matériaux semiconducteurs, notamment pour système de communication cohérent en diversité de polarisation | |
| EP0812042B1 (fr) | Dispositif optique à guide de lumière semiconducteur, à faisceau émergent de faible divergence, application aux lasers de Fabry-Pérot et à contre-réaction distribuée | |
| EP3339924A1 (fr) | Circuit photonique integre optimise | |
| FR2484742A1 (fr) | Systeme de liaisons bidirectionnelles par fibres optiques | |
| JP3320058B2 (ja) | アングルキャビティ共鳴型光検出器組立体及びその製造方法 | |
| Thomson et al. | Silicon photonics | |
| CN110581189A (zh) | 具有波长选择功能的单片集成分段式波导光电探测器 | |
| CA2316934A1 (fr) | Composant electro-optique multi-sections |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |