FR2519432A1 - Guide d'ondes optique dielectrique et procede de fabrication - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE L'OPTIQUE INTEGREE. UN GUIDE D'ONDES OPTIQUE DIELECTRIQUE MULTICOUCHE 30, 40 EST FORME SUR UNE COUCHE DE SUBSTRAT 6 EN UN SEMI-CONDUCTEUR III-V CONSISTANT EN INGAASP OU ALGAAS. LE GUIDE COMPREND UNE COUCHE DE GAINE INFERIEURE 30 EN MATIERE DIELECTRIQUE TELLE QUE SIO, (X2), AYANT UN INDICE DE REFRACTION INFERIEUR A CELUI DE LA COUCHE DE SUBSTRAT, UNE COUCHE DE COEUR 40 FORMEE SUR LA COUCHE DE GAINE INFERIEURE, AVEC UNE MATIERE DIELECTRIQUE D'INDICE SUPERIEUR A CELUI DE LA COUCHE DE GAINE INFERIEURE, ET UNE COUCHE DE GAINE SUPERIEURE 50 QUI EST FORMEE SUR LA COUCHE DE COEUR AVEC UNE MATIERE D'INDICE INFERIEUR A CELUI DE LA COUCHE DE COEUR. APPLICATION AUX TELECOMMUNICATIONS OPTIQUES.

Description

La présente invention concerne le domaine de l'op-

tique intégrée, et de préférence l'intégration monolithique de composants de circuits optiques actifs et passifs sur un

seul substrat.

L'intégration de composants de circuits optiques

est connue depuis plusieurs années Deux technologies d'in-

tégration ont été développées depuis lors Une première teeh.

noldgie fait intervenir la fabrication de guides d'ondes diélectriques sur un substrat consistant en une tranche de silicium (Si) Une seconde technologie utilise une matière semiconductrice pour fabriquer des guides d'ondes dans un

cristal optique de type Ga As/Al Ga As.

Dans la première technologie, plusieurs techniques ont été décrites pour fabriquer un guide d'ondes diélectrique sur un substrat de silicium Voir par exemple l'article de

W Stutius et col, intitulé "Silicon nitride films on sili-

con for optical waveguides," Appl Optics, Vol 16, pages

3218-3222, décembre 1977; l'article de Go Marx et col, in-

titulé "Integrated Optical Detector Array, Waveguide, and

Modulator Based on Silicon Technology," IEEE J of Solid-

State Circuits, Vol SC-12, pages 10-13, février 1977; et les articles de J Boyd et Col, intitulés "An Integrated Optical Waveguide and ChargeCoupled Device Image Array," IEEE J of Quantum Electronics, Vol QE-13, pages 282-287, avril 1977, et "Integrated optical silicon photodiode array," Appl Optics, Vol 15, pages 1389-1393, juin 1976 Stutius

et colo décrivent un guide d'ondes à couches minces en ni-

trure de silicium (Si 3 N 4), formé par croissance par dépôt chimique en phase vapeur à basse pression sur une couche tampon de dioxyde de silicium (Si 02) La couche tampon de

Si O 2 est une couche d'oxyde qu'on fait croître par l'utili-

sation de vapeur d'eau à 11000 C, dans un réacteur horizontal

classique L'article de Marx et col montre un circuit opti-

que intégré hybride, c'est-à-dire non monolithique, dans le-

quel une couche de guide d'ondes en verre 7059 de Corning interconnecte des dispositifs par couplage en pointe La

couche de guide d'ondes en verre 7059 est formée par pulvé-

risation cathodique sur une couche tampon en Si 02 qui est formée par croissance thermique à haute température sur un substrat de silicium Boyd et col décrivent une structure de composant optique intégré comportant un guide d'onde en

matière de réserve photographique KPR, avec couplage en poin-

te, formé par centrifugation sur une couche tampon de Si O 2 qui est formée par croissance thermique à haute température

sur un substrat de silicium.

Bien que les techniques de Stutius et col, Marx

et col, et Boyd et col semblent offrir des moyens permet-

tant d'intégrer certains composants optiques avec des guides d'ondes diélectriques, le fait qu'elles soient basées sur la technologie du silicium et sur une croissance thermique à haute température de la couche tampon de Si 02 peut rendre ces techniques inapplicables à l'intégration monolithique sur des cristaux optiques tels que des hétérostructures Al Ga As/Ga As

et In Ga As P/In P La technologie du silicium constitue une li-

mitation aux possibilités d'application de ces techniques pour l'intégration monolithique, du fait que la structure de bande interdite du silicium ne conduit pas à la fabrication

de composants de circuits optiques actifs ayant un bon rende-

ment, tels que des sources lumineuses, sur le substrat con-

sistant en une tranche de silicium La croissance thermique est également une limitation aux possibilités d'application, du fait que les températures mises en jeu dans le traitement

de croissance thermique sont notablement supérieures aux tem-

pératures de fusion de cristaux optiques dans le système Al Ga As/Ga As ou le système In Ga As P/In P. Comme mentionné ci-dessus, la seconde technologie

d'intégration procure un moyen de fabriquer des guides à se-

miconducteur dans des cristaux optiques du système Al Ga As/

Ga As Cette technologie a conduit à l'intégration monolithi-

que de composants de circuits optiques actifs et passifs,

tels que des sources lumineuses, des modulateurs, des ampli-

ficateurs, des détecteurs et des coupleurs, comme il est dé-

crit dans les références citées ci-dessous Dans un article intitulé "Integrated Ga As-Alx Gal _As injection lasers and detectors with etched reflectors," Appl Phys Lett, Vol. , pages 530-533, mai 1977, J L Mertz et col décrivent

l'intégration monolithique d'un laser à double hétérostructu-

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re de type Ga As avec un guide d'onde passif et un détecteur à cavité externe, dans un dispositif Ga As-AJ Ge _x As à 4

couches M Shams et col ont réalisé l'intégration d'un dé-

tecteur ou d'un modulateur avec un laser à réflecteur de Bragg réparti, à grande cavité optique, comme il est décrit dans l'article intitulé "Monolithic integration of Ga As- (Ga Al)As light modulators and distributed-Bragg-reflector

lasers," Appl Phys Lett Vol 32, pages 314-316, mars 1978.

Dans un article intitulé "Frequency multiplexing light source with monolithically integrated distributed-feedback diode lasers," Appl Phys Lett, Vol 29, pages 506-508, octobre 1976, K Aiki et col décrivent la fabrication de six lasers à réaction répartie sur une seule puce, avec multiplexage en un seul guide d'ondes des faisceaux de sortie des lasers, à différentes fréquences En utilisant une structure de guide

double intégrée, K Kishino et col ont montré la possibili-

té du couplage de deux dispositifs à un guide d'ondes passif, comme il est décrit dans un article intitulé "Monolithic integration of laser and amplifier/detector by twin-guide structure," Japan J Appl Phys, Vol 17, pages 589-590,

mars 1978.

Dans les techniques décrites ci-dessus en relation avec la seconde technologie, le guide d'ondes passif est une

couche de matière semiconductrice qui est pratiquement trans-

parente pour les ondes lumineuses qui sont guidées dans cette

couche Des variations de l'épaisseur et de l'indice de ré-

fraction de la couche de guide d'ondes ainsi que de la lon-

gueur de couplage du dispositif affectent le bon fonctionne-

ment du circuit optique intégré résultant Pour ma Xtriser ces

variations, un contr 8 le serré est nécessaire dans les proces-

sus de croissance de cristal qui sont employés dans cette technologie d'intégration, ce qui augmente la complexité de

ces processus.

En dépit du fait qu'il soit bien connu que les guides d'ondes diélectriques de la première technologie ont un meilleur rendement que les guides d'ondes semiconducteurs de la seconde technologie, les chercheurs qui ont proposé

les deux technologies décrites ci-dessus ne se sont pas atta-

qués au problème consistant à fabriquer un circuit optique

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intégré de façon monolithique qui comporte des guides d'ondes

optiques diélectriques.

Un aspect de l'invention porte sur un guide d'ondes optique diélectrique comprenant une couche de substrat ayant une première surface principale, la couche de substrat con- sistant en Inx Ga 1 _x Asy Pl y ou Alz Ga _z As-ef zmxinure en L

douabe Wamues 2 rlapremièe surface principale, et ce guide d'on-

des est caractérisé en ce que la première couche consiste en

une matière ayant un indice de réfraction inférieur à l'indi-

ce de réfraction de la couche de substrat.

Un autre aspect de l'invention porte sur un procédé de fabrication d'un guide d'ondes optique diélectrique sur

une première surface principale d'une couche de substrat se-

miconducteur III-V consistant en Inx Gal x Asy Ply ou Alz Galz

As, caractérisé en ce qu'on évapore une matière source diélec-

trique ayant un indice de réfraction inférieur à l'indice de

réfraction de la couche de substrat, et on recueille, par dé-

pôt, la matière diélectrique évaporée sur la première surface principale de la couche de substrat, pour former une première couche de guide d'ondes optique diélectrique, la couche de substrat étant à une température notablem Bnt inférieure à une

température de point de fusion de la couche de substrat.

Conformément à un mode de réalisation de l'inven-

tion, on accomplit l'intégration monolithique d'un cristal

optique à hétérostructure III-V, avec des guides d'ondes op-

tiques diélectriques Les guides d'ondes diélectriques sont formés soit sur une couche de substrat de guide d'ondes Alz Ga 1 _z As, dans un système Al Ga As/Ga As, soit sur une couche de substrat de guide d'ondes Inly Gay Asx P 1 _x, dans un système In Ga As P/In P. Chaque guide d'ondes comprend au moins une première

couche de matière diélectrique telle que Si O 2, ayant un indi-

ce de réfraction notablement inférieur à l'indice de réfrac-

tion de la couche de substrat La première couche est formée par dépft contr 8 lé, à basse température, de Si O 2 évaporé,

sur la couche de substrat La première couche fait générale-

ment fonction de couche de gaine inférieure.

On forme une seconde couche, faisant fonction de couche de coeur du guide d'ondes optique diélectrique, en revêtant la première couche avec une matière diélectrique

ayant un indice de réfraction supérieur à l'indice de ré-

fraction de la première couche Le polyimide est une matière diélectrique qui convient pour le revêtement par centrifuga- tion, en tant que couche de coeur La forme du guide d'ondes dans la direction de propagation de la lumière est définie par l'enlèvement sélectif de parties de la couche de coeur,

au moyen de techniques appropriées de masquage et d'attaque.

On dépose ou on forme par centrifugation sur la couche de coeur une troisième couche qui fait fonction de

couche de gaine supérieure du guide d'ondes optique diélec-

trique La couche de gaine supérieure présente un indice de réfraction qui est inférieur à l'indice de réfraction de la

couche de coeur La composition de la couche de gaine 2 lipé-

rieure peut être pratiquement identique à la composition de la couche de gaine inférieure, pour éviter une dissymétrie dans les caractéristiques de propagation du guide d'ondes optique La couche de gaine supérieure accomplit également une passivation du circuit intégré complet Lorsque la forme

du guide d'ondes est définie, la couche de coeur est complè-

tement entourée par les deux couches de gaine, ce qui donne

un guide d'ondes optique diélectrique bidimensionnel Lors-

que aucune forme de guide d'ondes n'est définie dans la di-

rection de propagation de la lumière, la couche de coeur n'est limitée que sur deux cotés parallèles par les couches de gaine, ce qui donne un guide d'ondes optique diélectrique unidimensionnel. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la

description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se

référant aux dessins annexés sur lesquels:

La figure 1 montre une partie d'un bloc semiconduc-

teur à hétérostructure multicouche comportant un masque en bande déposé sur la surface ( 100), avec la bande orientée dans la direction < 011 >; Les figures 2, 3, 4 et 5 montrent des changements de structure du bloc semiconducteur de la figure 1, après chacune des quatre opérations successives, dans un exemple

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i de traitement d'attaque destiné à mettre à nu des surfaces cristallographiques lisses; la figure 6 montre la formation d'une première couche de guide d'ondes diélectrique sur la surface 17 du bloc semiconducteur de la figure 5; La figure 7 montre la formation d'une seconde cou- che de guide d'ondes diélectrique sur la surface 31 du bloc semiconducteur et diélectrique de la figure 6; La figure 8 montre la formation d'une troisième couche de guide d'ondes diélectrique sur la surface 41 du bloc semiconducteur et diélectrique de la figure 7; la figure 9 montre des changements de structure du

bloc semiconducteur de la figure 7, après enlèvement de par-

ties sélectionnées de la seconde couche de guide d'ondes diélectrique; et La figure 10 montre la formation de la troisième

couche de guide d'ondes diélectrique sur le bloc semiconduc-

teur et diélectrique de la figure 9.

Dans les termes les plus généraux, l'invention con-

siste dans la formation d'un guide d'ondes optique diélectri-

que multicouche sur un substrat semiconducteur composé III-V,

ternaire ou quaternaire La présence de couches semiconductri-

ces supplémentaires à hétérostructure ou à double hétérostruc-

ture, comme les couches 2, 3, 4 et 5 sur les figures, permet seulement d'apprécier l'utilité de l'invention en tant que moyen pour intégrer de façon monolithique des composants de

circuits optiques sur un seul substrat Ainsi, la description

qui suit est destinée non seulement à présenter la caracté-

ristique fondamentale de l'invention, mais également à expli-

quer la mise en oeuvre de l'invention dans le cadre d'une in-

tégration monolithique.

La description détaillée est organisée en plusieurs

parties pour décrire les caractéristiques fondamentales d'un

bloc semiconducteur à hétérostructure tel que celui représen-

té sur la figure 1, la préparation de la surface du bloc se-

miconducteur à hétérostructure pour mettre à nu une couche

de substrat de guide d'ondes plane, de type ternaire ou qua-

ternaire (figures 2 à 5), et la formation d'un guide d'ondes optique diélectrique unidimensionnel (figures 6, 7 et 8) ou bidimensionnel (figures 6, 7, 9 et 10), sur la couche de

substrat de guide d'ondes à nu.

On fait croître les dispositifs d'optoélectronique

et d'optique intégrée dans certaines directions cristallo-

graphiques souhaitables Pour des dispositifs semiconducteurs à hétérostructure du type III-V, tels que des lasers ou des dispositifs analogues, consistant en In Ga As P/In P ou en Al Ga As/

Ga As sur un substrat ( 100), une direction de propagation sou-

haitable est orientée selon l'axe < 01 T>

La figure 1 montre un bloc de cristal semiconduc-

teur à hétérostructure qui comporte un masque 1 sur le plan cristallographique ( 100) Comme indiqué précédemment, le bloc semiconducteur correspond soit au système In Ga As P/In P, soit au système Al Ga As/Ga As On voit également sur la figure 1, ainsi que dans les figures suivantes, un ensemble de vecteurs

de base du réseau cristallin, indiquant l'orientation tri-

dimensionnelle du bloc semiconducteur.

L'hétérostructure semiconductrice de la figure 1 comprend une couche de masque 1, une couche de recouvrement de type p+, 2, une couche de gaine supérieure de type p, 3, une couche active de type N ou non dopée, 4, une couche de

gaine inférieure de type n, 5, une couche de substrat de gui-

de d'ondes de type n, 6, et un substrat de type n, 7 On peut inverser le type de conductivité de chaque couche, de façon que chaque couche p devienne une couche N et que chaque

couche N devienne une couche p En outre, la couche de recou-

vrement 2 n'est incorporée que pour montrer un exemple de réalisation d'un bloc à hétérostructure On peut obtenir d'autres modes de réalisation en supprimant la croissance de

la couche de recouvrement 2 dans la fabrication du bloc à hé-

térostructure semiconductrice.

Les matières semiconductrices pour l'hétérostructu-

re sont choisies dans le groupe des composés III-V Dans le système In Ga As P/In P, on emploie un composé III-V binaire, à savoir In P, pour les couches de gaine 3 et 5 et pour le substrat 7 On utilise un composé III-V quaternaire, à savoir Iniy Gay Asx Pl -x pour la couche de recouvrement 2, la couche active 4 et la couche de substrat de guide d'ondes 6, et les rapports de composition x et y de l'alliage sont choisis de

façon à donner une bande interdite correspondant à une éner-

gie ou une longueur d'onde particulière, et une constante de réseau particulière pour l'hétérostructure On trouvera une

description de techniques pour choisir x et y dans l'article

de R Moon et col, intitulé "Bandgap and Lattice Constant of Ga In As P as a Function of Alloy Composition", J Electron

Materials, Vol 3, page 635 ( 1974) Dans la description qui

suit, on sélectionne à titre d'exemple des rapports de compo-

sition x = 0,52 et y = 0,22, pour obtenir une longueur d'onde

de 1,3 ym ( 0,95 e V) Il est important de noter que l'inven-

tion s'applique tout aussi bien lorsqu'on fait varier ces rapports pour produire des longueurs d'ondes dans la plage

de 0,95 pm à 1,8 ym Pour des rapports de concentration don-

nant des longueurs d'onde supérieures à 1,5 pm, il est né-

cessaire de faire croître une couche quaternaire anti-refu-

sion entre les couches 3 et 4 pendant la croissance épitaxia-

le en phase liquide de l'hétérostructure La présence d'une

telle couche anti-refusion ne nécessite qu'une légère modifi-

cation de la préparation de surface décrite ci-après, en ce qui concerne les temps d'exposition à l'attaque, pour obtenir

des résultats acceptables.

Pour un bloc à hétérostructure tel que celui repré-

senté sur la figure 1, avec le système In Ga As P/In P, la couche de recouvrement 2 a une épaisseur d'environ 300 à 500 nm, les couches de gaine 3 et 5 ont une épaisseur d'environ 1,5 à 3

Fm, la couche active 4 et la couche de substrat de guide d'on-

des 6 ont une épaisseur d'environ 100 à 300 nm, et le substrat 7 a une épaisseur d'environ 75 à 100 pm Naturellement, pour la simplicité et la clarté de l'explication, les épaisseurs des couches ne sont pas nécessairement dessinées à l'échelle

sur les figures 1 à 10.

Dans le système Al Ga As/Ga As, on emploie pour le substrat 7 un composé III-V binaire, Ga As On utilise un composé III-V ternaire, Al Ga As, pour les couches 2 à 6 La couche de recouvrement 2 utilise Alq Ga 1 q As; les couches de gaine 3 et 5 utilisent respectivement Alr Gal r As et Alu Ga u As;

la couche active 4 utilise Al Ga s As; et la couche de subs-

trat de guide d'ondes 6 utilise A l Gal w As Les rapports de composition d'alliage q, r, s, u et W sont choisis de façon à donner une bande interdite correspondant à une longueur

d'onde ou une énergie particulière et une constante de ré-

seau particulière pour le bloc semiconducteur à hétérostruc-

ture En général, on choisit les rapports de composition q,

s, et W inférieurs aux rapports r et u et, par raison de sy-

métrie, on prend r et u égaux L'ouvrage de H Kressel et col intitulé "Semiconductor Iasers and Heterojunction LE Ds",

pages 357-363 (Academic Press: New York 1977) décrit des teeh-

niques pour choisir les rapports de composition des diver-

ses couches en Al Ga As.

Les épaisseurs des couches pour un bloc à hétéros-

tructure Al Ga As/Ga As représenté sur la figure 1 sont prati-

quement identiques à celles décrites ci-dessus en relation avec le système In Ga As P/In P, à l'exception du fait que la

couche de substrat 6 est dans la plage de 0,2 à 1,8 pm.

Préparation de la surface pour les systèmes In Ga As P/In P On dépose une couche de masque sur le plan ( 100)

du bloc semiconducteur In Ga As P/In P, par n'importe quel trai-

tement de dépft approprié, comme le dépôt chimique en phase

vapeur ou un traitement analogue Une couche considéréeà ti-

tre d'exemple consiste en nitrure de silicium On forme le masque 1 par photolithographie et attaque par voie sèche du

nitrure de silicium, de façon qu'il présente des bords limi-

tant la région en bande qui soient pratiquement lisses Les régions en bande dans le masque 1 laissent des régions de

surface, comme la surface 11, complètement à nu, et non re-

couvertes par le masque 1 La banide dans le masque 1 est ali-

gnée avec la direction ' 011 > du bloc semiconducteur h hé-

térostructure Bien que ce type de masque à bande produise un sillon dans le bloc semiconducteur, on peut utiliser d'autres masques, comme celui ne comportant que la moitié gauche ou droite du masque 1 qui est représenté sur la figure 1, pour produire une seule paroi, c'est-à-dire pour découper

et éliminer effectivement une partie non masquée du bloc se-

miconducteur. Les figures 2,3, 4 et 5 montrent des changements

de structure qui apparaissent après que le bloc semiconduc-

teur à hétérostructure de la figure 1 a été soumis à l'action

d'agents d'attaque, dans un traitement d'attaque séquentielle.

Letraitement représenté sur les figures 2 à 5 est appelé

attaque séquentielle du fait que chaque couche de la structu-

re multicouche qui se trouve directement au-dessous de la surface à nu 11 (figure 1) est enlevée individuellement par

attaque, en succession Ainsi, la partie de la couche de re-

couvrement 2 qui se trouve directement au-dessous de la sur-

face à nu 11 est enlevée par attaque avec un agent d'attaque

chimique par voie sèche ou humide, pour mettre à nu la sur-

face 12 sur la couche de gaine 13 Du fait que le traitement d'attaque s'arrête à une hétérojonction, on voit que l'agent d'attaque chimique par voie humide, au moins, doit présenter

la propriété de sélectivité vis-à-vis des différentes matié-

res.

On a montré que différents agents d'attaque chimi-

que par voie humide étaient utilisables pour attaquer sélec-

tivement des couches quaternaires telles que les couches 2

et 4 Parmi des exemples de quelques agents d'attaque sélec-

tive, on peut citer: une solution de H 2504:H 202:H 20 =( 10:1:1) décrite par R J Nelson et col dans "High-Output Power in In Ga As P/In P (A = 1,3 pm) Strip-Buried Heterostructure Lasers", Applied Physics Letters, Vol 36, page 358 ( 1980); ou un agent d'attaque de type AB, dans lequel la solution A consiste en:( 40,0 Oml de H + 0,3 g de Ag N 3 +'40,0 m de HF) et la solution B consiste en: ( 40,0 g de Cr O 3 + 40,0 ml de H 20)et A:B = ( 1:1), comme il est décrit par G H Olsen et col dans "Universal Stain/Etchant for Interfaces in III-V Compounds", Journal of Applied Physics, Vol 45, N il, page 5112 ( 1974); ou une solution de KOH:K 3 Fe(CN)6:H 20 o Le temps d'attaque pour les couches quaternaires varie en

fonction de l'épaisseur de la couche quaternaire, de la tem-

pérature et des rapports de composition d'alliage, x et y, pour les couches quaternaires Pour une épaisseur de 300 nm pour la couche 2 ( = 1, 3 Fm) et une température de 220 C, les durées d'attaque approximatives suivantes produisent les résultats représentés sur les figures 4 et 6: attaque par H 2504:H 202:H 20 pendant environ 5 s, attaque par la solution 1 1 AB pendant environ 15 s et attaque par KOH:K 3 Fe(CN)6:H 20 pendant environ 8 s On arr 4 te cette opération d'attaque en

rinçant le bloc semiconducteur attaqué dans de l'eau désioni-

sée. La figure 3 montre le changement de structure du bloc semiconducteur de la figure 2, après attaque dans un agent d'attaque sélectif pour In P Pour cette opération

d'attaque, H 01 est un agent d'attaque approprié pour décou-

per et enlever la partie de la couche 3 qui se trouve sous la surface 12 (figure 2), mettant ainsi à nu la surface 13

sur la couche quaternaire 4 Bien que cet agent arrête auto-

matiquement de réagir à la surface 13, il doit 9 tre utilisé

avec de grandes précautions pour éviter de produire une sur-

gravure latérale importante dans les parties restantes de la couche 3, sous le masque 1 Pour une épaisseur de la couche

de In P d'environ 1,5 pm, une durée d'attaque pour du H 01 con-

centré est d'environ 45 s, pour produire les résultats qui sont représentés sur la figure 3 et sur la figure 5 Après cette opération d'attaque, dans l'état représenté sur la figure 3, il est important de noter que les parois attaquées

et à nu de la couche 3 sont lisses au point de vue cris-

tallographique. La figure 4 montre le changement de structure qui se manifeste dans le bloc semiconducteur à hétérostructure, après que le bloc représenté sur la figure 3 a été mis en contact avec un agent d'attaque chimique par voie humide,

pour attaquer sélectivement la couche quaternaire 4, directe-

ment au-dessous de la surface 13, pendant une durée suffisan-

te pour mettre à nu la surface 14 sur la couche 5 De plus, la surface cristallographique 15 est mise à nu avec une pente définie par rapport à la surface contenant le masque 1 et la

surface 11 (figure 1), c'est-à-dire le plan ( 100) La procé-

dure d'attaque et les agents d'attaque employés dans cette

opération ont été décrits ci-dessus en relation avec la fi-

gure 2.

La figure 5 montre l'état résultant de tous les changements de structure qui sont produits par le traitement d'attaque séquentielle Un agent d'attaque sélectif pour In P

à savoir H Cl, est à nouveau amené en contact avec les surfa-

ces à nu du bloc semiconducteur, pour créer une facette de miroir optiquement plane sur la surface 15 En particulier,

la surface 14 et la surface cristallographique 15 sont ame-

* nées en contact, par immersion et agitation comme décrit ci-

dessus, avec une solution de H Ol, pendant une durée suffisan-

te pour mettre à nu un plan cristallographique préféré, en tant que facette de miroir polie et optiquement plane, et pour mettre à nu une surface plane et lisse, c'est-à-dire la

surface 17, sur la couche de substrat de guide d'ondes 6.

Comme le montre la figure 5, un plan cristallographique mis à nu de façon préférentielle par l'agent d'attaque HC 01 est

le plan ( 01 T), qu'on appelle la surface 16, qui est perpen-

diculaire au plan ( 100) La surface 16 est une facette de miroir optiquement plane du fait que H 01 met à nu de façon préférentielle le plan cristallographique ( 01 T) des couches

en In P seulement, c'est-à-dire les couches 3 et 5, et n'at-

taque pas les couches quaternaires, c'est-à-dire les couches 2, 4 et 6 Cependant, le traitement d'attaque est commande

de façon que les couches 2 à 5 soient pratiquement coplanai-

res Dans cet exemple, le temps d'attaque dans un bain de H C 11 concentré qui est nécessaire pour mettre à nu le plan

cristallographique ( 01 T) à la surface 16, et la surface pla-

ne 17 sur le substrat de guide d'ondes 6, est d'environ 20 s.

Indépendamment du système d'hétérostructure semi-

conductrice qui est employé, les dimensions définissant la -planéité et l'uniformité de la surface 17 sont importantes

pour la fabrication ultérieure du guide d'ondes optique dié-

lectrique sur cette surface Comme il apparaîtra ci-après,

les dimensions de la surface 17 en ce qui concerne sa pla-

néité et son uniformité affectent les dimensions concernant

la planéité et l'uniformité des parois du guide d'ondes opti-

que diélectrique Un guide d'ondes ayant des parois rugueuses présente des pertes de diffusion excessives On considère généralement que l'uniformité des parois du guide d'onde doit être assurée avec une tolérancecorrespondant à une fraction de la longueur d'onde optique désirée, sur une dimension d'environ cinq longueurs d'onde Voir à cet égard l'article de D Marcuse paru dans le Bell System Technical Journal, Vol 48, pages 3187 et suivantes ( 1969), ainsi que l'article de Goell et col, intitulé "Ion bombardment fabrication of optical waveguides using electron resist masks", Appl Physo Lett, Vol f 21, pages 72-73 ( 1972) Du fait que la forme des parois du guide d'ondes est directement déterminée par la

forme de la surface 17, il est nécessaire de fixer la tolé-

rance sur l'uniformité de la surface 17 et de la couche de substrat de guide d'ondes 6 pendant la croissance épitaxiale du bloc semiconducteur à hétérostructureo, Préparation de la surface pour les systèmes Al Ga As/Ga As Comme décrit ci-dessus, le bloc semiconducteur à hétérostructure de la figure 1 peut également 9 tre constitué par des couches multiples de Al Ga As, ayant des rapports de

composition différents Du fait que les techniques de prépa-

ration de la surface pour une hétérostructure Al Ga As/Ga As sont différentes de celles utilisées pour une hétérostructure In Ga As P/In P, seules les figures 1 et 5 présentent un intérêt

pour la description qui suit.

On connatt plusieurs techniques d'attaque pour modifier la structure d'un bloc semiconducteur en Al Ga As,

tel que celui qui est représenté sur la figure 1, d'une quarn-

tité suffisante pour donner le bloc semiconducteur comportant un sillon, représenté sur la figure 5, ayant des surfaces 16 et 17 pratiquement planes et uniformes Une technique décrite par J L Merz et col dans leur article de la revue IEEE Jo of Quantum Electronics intitulé "Ga As Integrated Optical Circuits by Wet Chemical Etchning"l, Vol QE-15, pages 72-82

( 1979), fait intervenir l'utilisation d'un traitement d'atta-

que préférentielle en deux étapes, pour produire des surfaces planes Une autre technique est décrite dans le brevet US 3 883 219 L Ia technique du brevet précité fait appel à un traitement d'attaque lent utilisant Br 2 CH 30 H. Une fois que les surfaces 16 et 17 dans l'un ou l'autre des systèmes d'hétérostructure ont été mises à nu, on enlève le masque 1 par une technique d'attaque par voie sèche classique Une telle technique d'attaque par voie sèche

consiste dans l'attaque par plasma dans une atmosphère de CF 4.

2519432 '

Une opération supplémentaire dans la préparation de la surfa-

ce consiste à revêtir au moins la couche 16 avec un rev 4 te-

ment réfléchissant ou anti-réfléchissant, par exemple par

évaporation, pour assurer respectivement une réflexion suf-

fisante ou un couplage suffisant entre les couches 3,4 et 5 et le guide d'ondes optique diélectrique qui est destiné à 4 tre formé sur la surface 17 o Les revêtements anti-réfléchissants présentent un indice de réfraction, nar, égal à la moyenne géométrique des indices de réfraction, N 4 et N 40, des couches de coeur des

guides d'ondes actif et passif en contact, c'est-à-dire res-

pectivement les couches 4 et 40 (figure 7) On a ainsi: nar = (n 4 N 40) 1/2 L'épaisseur de la couche de revêtement anti-réfléchissant, lar, est donnée par l'expression: lar- ar 4 nar

dans laquelle est la longueur d'onde désirée de la lumière.

Des matières qui conviennent pour l'évaporation sur la surface

16 dans un système In Ga As P/In P, pour former une couche de re-

vêtement anti-réfléchissant, consistent en oxydesmétalliques tels que Ta 205 et Ti O 50 Les revêtements réfléchissants possèdent un indice de réfraction,-n R, inférieur à l'indice, N 40, de la couche de coeur du guide d'ondes diélectrique passif, c'est-à-dire

la couche 40 (figure 7) L'épaisseur de la couche réfléchis-

sante, 1 R, formée par exemple par évaporation, est donnée par l'expression:

1 R -A

s L 4 n R Un exemple de matière de revêtement réfléchissant consiste en Mg F 2, qui a un indice de réfraction n R égal à 1,35 Avec

cette matière de revêtement en tant que couche réfléchissan-

te sur la surface 16, dans un système In Ga As P/In P avec un

guide d'ondes polyimide/Si O, qu'on décrira ci-après, la ré-

flectivité augmente d'environ 100 %.

Formation d'un guide d'onde S unidimensionnel

Les figures 6, 7 et 8 montrent des exemples d'opé-

rations successives pour la fabrication d'un guide d'ondes

optique diélectrique unidimensionnel sur la couche de subs-

trat de guide d'ondes 6, dans le bloc semiconducteur à hété-

rostructure qui est représenté sur la figure 5 Un guide d'ondes optique diélectrique caractéristique comprend un coeur allongé en matière diélectrique entouré par un milieu ayant un indice de réfraction inférieur Lorsqu'on observe

une section transversale d'un tel guide d'ondes perpendicu-

lairement à son axe optique (direction 401 >), on voit que le guide d'ondes confine la lumière dans deux dimensions, c'est-à-dire les directions < 100 >et C 011 > On appellera ci-après ce type de structure un guide d'ondes bidimensionnel,

et on l'envisagera ultérieurement de façon plus détaillée.

Cependant, lorsque le coeur allongé n'est recouvert par le milieu à indice de réfraction inférieur que sur deux côtés

parallèles, la lumière n'est confinée que dans une seule di-

mension (par exemple la direction C 100 >)O On appelle ce dernier type de structure un guide d'ondes unidimensionnel,

et sa fabrication est envisagée dans ce qui suit immédiate-

ment.

la formation d'un guide d'ondes optique diélectri-

que sur la surface 17 de la couche de substrat de guide d'on-

des commence sur la figure 6 par le dépôt contrôlé d'une ma-

tière diélectrique, telle que de l'oxyde de silicium (Si Oxi

x-2) pour former la première couche de guide d'ondes 30 uni-

quement sur la surface 17 La matière diélectrique choisie pour former la première couche de guide d'ondes 30 présente un indice de réfraction inférieur à celui de la couche de

substrat de guide d'ondes 6 Le dépôt de la matière diélec-

trique doit ttre très bien contrôlé de façon à éviter que la matière diélectrique de la première couche de guide d'ondes attache à la surface 16 et, en particulier à la surface 16

au-dessus d'une frontière entre les couches 4 et 5.

Deux techniques à basse température ont été dévelop-

pées pour le dép 8 t directionnel contrôlé de Si Ox sur la cou-

x che 6 Une technique fait intervenir l'évaporation thermique

d'une source de monoxyde de silicium, Si O, dans une atmosphè-

re d'oxygène Une autre technique fait intervenir l'évapora-

tion par faisceau d'électrons d'une source de dioxyde de si-

licium, Si 02, dans le vide.

Dans la technique d'évaporation thermique, on place le bloc semiconducteur de la figure 5 dans une atmosphère

d'oxygène ( 02),' sous une pression d'environ 2,0 x 104 mbar.

On applique un courant contr 8 lé à un filament de tantale pour évaporer la source de Si O C'est ce courant qui définit la vitesse d'évaporation de la source de Si O et également la

vitesse de dépôt de Si O sur la surface 17 de la couche 6.

x Comme indiqué précédemment, le dépôt de Si Ox est directionnel, dans la mesure o les particules de Si O et Si O 2 sont dans un

environnement pratiquement exempt de collisions et ne s'atta-

chent que sur un plan ( 100), c'est-à-dire la surface 17 et

d'autres surfaces qui lui sont parallèles Un exemple de vi-

tesse de dép 6 t qui donne un dépôt directionnel contr 8 lé pour la première couche de guide d'ondes 30 est d'environ 0,5 nm/s, ou 0,03 pm/mn On peut faire varier l'atmosphère de 02 pour

changer la proportion entre Si O et Si O 2 dans la couche 30.

Bien entendu, de telles variations de l'atmosphère de 02 af-

fectent également l'indice de réfraction de la couche 30, du fait que Si O a un indice de réfraction de 1,90 et Si O 2 a un indice de réfraction de 1,46 Pour l'exemple d'atmosphère de 02 indiqué ci-dessus, la composition stoechiométrique de la

couche 30 est Si Ox (X 2), c'est-à-dire une composition hété-

rogène de Si O et Si O 2 qui ressemble à Si O 2, avec un indice

de réfraction de 1,50.

Comme indiqué ci-dessus, la seconde technique de dépôt fait appel à l'évaporation par faisceau d'électrons

d'une source de Si O 2 dans le vide Un exemple de vide utili-

sable pour cette technique est d'environ 130 x 10-6 Pa Dans cette technique, on place le bloc de semiconducteur de la figure 5 dans une chambre à vide avec un creuset contenant la source de Si O 2 On focalise sur la source un faisceau

d'électrons de puissance suffisante, ce qui produit l'évapo-

ration de Si O 2 On contrôle soigneusement la puissance du faisceau pour commander la Vitesse de dépôt, tandis qu'on commande la pression du vide pour produire une circulation directionnelle de Si O 2 vers les seules surfaces à nu qui sont parallèles à la surface 17 (plan ( 100)) Pendant tout ce

traitement de dépôt, le bloc semiconducteur est à la tempé-

rature ambiante Par conséquent, la liaison qui se produit à la frontière entre les couches 6 et 30 est une liaison

chimique incomplète.

La première couche de guide d'ondes 30 est adjacen-

te à la couche 5 du bloc semiconducteur à hétérostructure, mais ne se trouve pas complètement contre la surface 16 de la couche 5 La surface 31 est la surface à nu de la première

couche de guide d'ondes 30 La surface 31 présente pratique-

ment les mêmes dimensions que la surface 17 en ce qui concer-

ne l'uniformité et la planéité, sauf dans une région étroite proche de la surface 16, dans laquelle la couche 30 va en diminuant Cette région étroite allant en diminuant ne s'étend

pas sur plus de 0,3 pm à partir de la surface 16.

La couche 30 fait fonction de couche de gaine infé-

rieure pour le guide d'ondes optique diélectrique la couche a de façon générale approximativement la même épaisseur

que la couche 5 Pour éviter les pertes par rayonnement ré-

sultant d'un couplage évanescent à travers le guide d'ondes, vers la couche 6, il est souhaitable que la couche 30 ait une épaisseur approximative d'au moins 1 pm et, de préférence, de 2,0 pim L'épaisseur de la couche 30 détermine également la position d'une couche de coeur du guide d'ondes, qui sera formée ultérieurement, par rapport à la couche 4 La couche

30 doit être suffisamment épaisse pour maximiser le coeffi-

cient de transmission de la couche de coeur semiconductrice

4 vers une couche de coeur de guide d'ondes optique diélec-

trique qui est placée contre elle (figure 7, couche 40), c'est-à-dire l'adaptation de profil de mode entre la couche 4 et le guide d'ondes diélectrique L'adaptation de profil

de mode est décrite ci-après de façon plus détaillée.

Les couches 32 et 33 représentées sur la figure 6 sont également des couches de Si O (x,2) Ces couches se

trouvent sur la couche 2, sur le bloc semiconducteur L'en-

lèvement des couches 32 et 33 pour permettre la fixation de

contacts est accompli par des techniques classiques d'expo-

sition et de développement de matière de réserve photogra-

phique Cependant, en ce qui concerne la description faite

ici, on n'entreprend pas l'enlèvement des couches 32 et 33.

La figure 7 montre la formation d'une seconde cou-

che de guide d'ondes 40 sur la surface 31 de la première couche de guide d'ondes 30 et en contact avec la surface 16

du bloc semiconducteur à hétérostructure La couche 40 con-

siste en une matière diélectrique ayant un indice de réfrac-

tion supérieur à l'indice de réfraction de la couche 30 la couche de guide d'ondes 40 fait fonction de couche de coeur du guide d'ondes En tant que telle, il est souhaitable que

la matière diélectrique choisie pour la couche 40 soit opti-

quement transparente pour la ou les longueurs d'ondes de la lumière qu'on désire faire propager dans cette couche Dans

un exemple de réalisation de l'invention, on utilise une ma-

tière de revêtement organique de type polyimide, telle qu'un revêtement de polylmide PYRALIN (marque de la firme E I.

Du Pont de Nemours and Company), PI 2555, pour former la cou-

che de guide d'ondes diélectrique 40 Voir également à ce titre les brevets US 3 179 614 et 3 179 634 Le rev 8 tement de polyimide PYRALIN a un indice de réfraction d'environ 1,70 et, après une imidisation de 100 %, il est transparent

aux longueurs d'onde optiques dans la plage de 0,85 à 1,8 pm.

La seconde couche de guide d'ondes diélectrique constituée par le revêtement de polyimide PYRALIN est formée en effectuant les opérations suivantes On traite le bloc semiconducteur et diélectrique de la figure 6 avec une matière destinée à favoriser l'adhérence de la couche 40

sur les surfaces 16 et 31 Un exemple d'agent destiné à fa-

voriser l'adhérence est vendu sous le nom de produit VM-651 par E I Dupont de Nemours and Company On applique ensuite

la pellicule de revêtement de polyimide sur le bloc semicon-

ducteur et diélectrique On enlève les bulles d'air présentes dans la pellicule de revêtement de polyimide en plaçant le bloc semiconducteur et diélectrique dans une chambre à vide

pendant une courte durée A ce moment, la pellicule de revê-

tement de polyimide formant la couche 40 est en contact com-

plet avec au moins les surfaces 16 et 31, comme le montre la figure 7 On place ensuite le bloc de la figure 7 sur une table tournante ou une centrifugeuse à la température ambian- te, dans laquelle elle est maintenue en place par l'action du vide et est mise en rotation à une vitesse dans la plage de

3000 à 7000 t/mn pendant environ 2 minutes La vitesse de ro-

tation et la viscosité de la pellicule de rev 8 tement de po-

lyimide déterminent l'épaisseur de la couche 40 dans la di-

rection < 100 > A titre d'exemple, la pellicule de revête-

ment de polyimide constituant la couche 40 a une épaisseur

qui est dans la plage approximative de 0,3 à 1,2 pm On pro-

cède au durcissement de la pellicule de revêtement de polyi-

mide centrifugée par étuvage du bloc semiconducteur et dié-

lectrique de la figure 7 pendant une durée et à une tempéra-

ture suffisantes pour permettre une imidisation de 100 %s Dans un exemple, on a procédé au durcissement par étuvage à 20000 pendant environ 2 heures La surface 41 de la couche 40 est pratiquement plane et uniforme sur toute la région du

guide d'ondes diélectrique 9.

Les régions semiconductrices 8 et 10 sont identi-

ques, à titre d'exemple, et sont destinées à positionner les composants de circuits optiques actifs qui sont interconnectés

par le guide d'ondes diélectrique.

Comme le montre la figure 7, la structure diélecti'i-

que à deux couches comprenant les couches 30 et 40 est un

guide d'ondes unidimensionnel qui permet la propagation d'on-

des lumineuses Le guide d'ondes diélectrique se raccorde aux

régions semiconductrices 8 et 10 par une frontière correspon-

dant au c 8 té le plus large du guide Le bloc semiconducteur et diélectrique de la figure 7 est un circuit optique intégré

de façon monolithique.

La figure 8 montre une troisième couche de guide d'ondes diélectrique facultative, 50, qui recouvre la surface

41 et la couche 40 La couche 50 consiste en une matière dié-

lectrique ayant un indice de réfraction inférieur à l'indice

de réfraction de la couche 40 La couche 50 fait ainsi fonc-

tion de couche de gaine pour la couche de coeur diélectrique.

N outre, la couche 50 passive la surface 41 et l'ensemble du circuit optique intégré Le dépôt ou le revêtement par centrifugation constituent des techniques appropriées pour fabriquer la couche 50. Dans un exemple tiré de la pratique, on utilise l'évaporation thermique de monoxide de silicium, Si O, dans une atmosphère d'oxygène, pour déposer une couche de Si Ox (x 2) en tant que couche 50, sur la surface 41 La technique d'évaporation thermique est décrite ci-dessus en relation

avec la fabrication de la couche 30.

Formation d'un guide d'ondes bidimensionnel Les figures 6, 7, 9 et 10 montrent des opérations successives destinées à la fabrication d'un guide d'ondes optique diélectrique bidimensionnel sur la couche de substrat

de guide d'ondes 6, dans le bloc semiconducteur qui est re-

présenté sur la figure 5 Une fois que la couche 40 a été for-

mée sur la surface 31, par revêtement par centrifugation, et

avant le durcissement (voir la figure 7), la pellicule de re-

vêtement en polyimide est durcie partiellement par un étuvage destiné à produire une imidisation inférieure à 100 %, par

exemple à 1300 C pendant environ 5 minutes Le polyimide par-

tiellement durci est soluble dans certaines solutions.

On forme un motif dans la couche 40 partiellement durcie, en utilisant une matière de réserve photographique classique, comme celle portant la référence AZ 1350 J, pour produire une forme et une largeur transversale (direction

Crl >) appropriées pour la couche de coeur du guide d'on-

des diélectrique On développe ensuite la matière de réserve photographique On enlève ensuite des parties sélectionnées de la couche 40, par attaque avec le développateur AZ 303 On durcit complètement les parties restantes non attaquées de

la couche 40, par étuvage à 200 O pendant environ 2 heures.

On forme ensuite la couche de gaine 60 sur les surfaces à nu 31 et 41, pour envelopper complètement la couche de coeur du guide d'ondes, c'est-àdire la couche 40 On forme la couche 60 par des moyens identiques à ceux utilisés pour

former la couche 50 sur la figure 8 la couche 60 a des pro-

priétés complètement identiques à celles décrites ci-dessus

pour la couche 50.

Adaptation du profil de mode Pour obtenir un rendement de transmission maximal à la frontière (surface 16) du guide d'ondes actif et du gui-

de d'ondes passif, le profil de distribution de champ des mo-

des de propagation dans les deux guides d'ondes doit 9 tre adapté, c'està-dire qu'on doit avoir adaptation de profil de mode Théoriquement, on obtient une adaptation de profil de mode parfaite avec la condition suivante: T 8 = T 9 et t 4 = t 40 dans laquelle: 2 l 1/2 T 8 l 2 l} * N 4 t 4, et 2 N 4 2 N 4 o 40 t 30

et dans laquelle N 3,5 et N 30,50,60 sont les indices de réfrac-

tion des couches de gaine respectives (correspondant aux let-

tres portées en indice) dans les régions 8 ou 10 et 9, respec-

tivement Pour une condition d'adaptation de profil de mode non parfaite, correspondant plus à la pratique, on exprime le degré d'adaptation par mpm' clest-à-dire le coefficient

d'adaptation de profil de mode t mpm s'exprime par la rela-

tion suivante: lf G 8 ( ( 3) G 9 (<i) d ( 23) 2 I mpm |G 8 2 (p) dp fl G 2 ()dû dans laquelle Gi (y) est le profil de distribution de champ d'un mode de propagation dans la région i, i= 8,9, p est une coordonnée d'épaisseur de couche dans la direction < 100 >, et est une distance de décalage mesurée dans la direction d 100 > entre les axes centraux physiques des guides d'ondes dans les régions 8 et 9 Des profils de distribution de champ pour Gi ( 13) figurent dans la littérature, comme par exemple dans l'ouvrage de D Marcuse, intitulé "Light Transmission Optics", Van Nostrand 1972 On a incorporé ci-après un ta- bleau qui montre les variations du coefficient d'adaptation de profil de mode en fonction du décalage des centres pour

plusieurs épaisseurs différentes de la couche 40, soit t 40.

DECALAGE COEFFICIENT D'ADAPTATION DE PROFIL DE MODE Pmpm o(}m) t 40 = 0,3 pm t 40 = 0,6 m t 40 = 0,9 Pm

0,0 0,88 0,96 0,93

0,1 0,85 0,91 0,90

0,2 0,78 0,83 0,82

0,3 0,68 0,71 0,71

0,4 0,57 0,57 0,57

0,5 0,47 0,43 0,45

Dans le tableau ci-dessus, on suppose qu'un guide d'ondes de

type polyimide/Si 02 se trouve dans un système à hétérostruc-

ture In Ga As P/In P dans lequel l'épaisseur de la couche 4, soit

t 4, est égale à 0,15 Pm et S est égale à 1,3 pm.

Il va de soi que de nombreuses modifications peu-

vent 4 tre apportées au dispositif et au procédé décrits et

représentés, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (18)

REVENDIOATIONS

1 Guide d'ondes optique diélectrique comprenant

une couche de substrat ( 6) ayant une première surface prin-

cipale ( 17), cette couche de substrat consistant en Inx Ga 1 x Asy Pl -y, ou Alz Ga _z As, et au moins une première cou-

che ( 30) formée sur la première surface principale, caracté-

risé en ce que la première couche consiste en une matière qui a un indice de réfraction inférieur à l'indice de réfraction

de la couche de substrat.

2 Guide d'ondes selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que la première couche consiste pratiquement en

Si O 2.

3 Guide d'ondes selon l'une quelconque des reven-

dications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une seconde couche ( 40) de matière diélectrique formée sur

la première couche, et la seconde couche a un indice de ré-

fraction supérieur à l'indice de réfraction de la première couche,

4 Guide d'ondes selon la revendication 3, caracté-

risé en ce que la seconde couche consiste pratiquement en polyimide. Guide d'ondes selon la revendication 3, caracté- risé en ce qu'il comprend en outre une troisième couche ( 50 ou 60) de matière diélectrique formée sur la seconde couche, et la troisième couche a un indice de réfraction inférieur à

l'indice de réfraction de la seconde couche.

6 Guide d'ondes selon la revendication 5, caracté-

risé en ce que l'indice de réfraction de la troisième couche est pratiquement égal à l'indice de réfraction de la première

couche.

7 Guide d'ondes selon la revendication 6, caracté-

risé en ce que la troisième couche consiste pratiquement en Si O 2 À

8 Procédé de fabrication d'un guide d'ondes opti-

que diélectrique sur une première surface principale ( 17) d'une couche de substrat ( 6) semiconductrice du type III-V, consistant en Inx Ga lx Asy Pl -y, ou Alz Gaî z As, caractérisé en

ce qu'on évapore une matière source diélectrique ayant un in-

dice de réfraction inférieur à l'indice de réfraction de la couche de substrat, et on recueille, par dépôt, la matière diélectrique évaporée, sur la première surface principale de la couche de substrat, pour former une première couche de guide d'ondes optique diélectrique ( 30), la couche de subs- trat étant à une température notablement inférieure à la

température de son point de fusion.

9 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'opération d'évaporation comporte le chauffage de la matière source diélectrique dans une atmosphère d'oxygène, par l'utilisation d'un élément métallique traversé par un

courant commandé.

Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la matière source diélectrique consiste en Si O et la première couche de guide d'ondes diélectrique consiste

pratiquement en Si O 2.

11 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'opération d'évaporation comprend le chauffage

de la matière source diélectrique dans le vide, par l'utili-

sation d'un faisceau d'électrons focalisé ayant une puissan-

ce suffisante pour évaporer la matière source diélectrique.

12 Procédé selon la revendication 11, caractérisé

en ce que la matière source diélectrique consiste en Si O 2.

13 Procédé selon l'une quelconque des revendications

8 à 12, caractérisé en ce qu'on applique en outre une seconde matière source diélectrique sur une seconde surface principale

( 31) de la première couche de guide d'ondes optique diélectri-

que, pour former une seconde couche de guide d'ondes optique diélectrique ( 40), et l'indice de réfraction de la seconde couche de guide d'ondes est supérieur à l'indice de réfraction

de la première couche de guide d'ondes.

14 Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'opération d'application d'une seconde matière

source diélectrique comprend le revêtement de la seconde sur-

face principale avec la seconde matière source diélectrique,

et la rotation du guide d'ondes a une vitesse prédéterminée.

Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la seconde matière source diélectrique consiste en polyimide.

16 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 13, 14 ou 15, caractérisé en ce qu'on applique en ou-

tre une troisième matière source diélectrique sur une troi-

sième surface principale ( 41) de la seconde couche de guide

d'ondes optique diélectrique, pour former une troisième cou-

che de guide d'ondes optique diélectrique ( 50 ou 60), et

l'indice de réfraction de la troisième couche de guide d'on-

des est inférieur à l'indice de réfraction de la seconde

couche de guide d'ondes.

17 Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'opération d'application de la troisième couche

de guide d'ondes comprend l'évaporation de la troisième ma-

tière source diélectrique ayant un indice de réfraction in-

férieur à l'indice de réfraction de la seconde couche de gui-

de d'ondes, et le recueil, par dép 8 t, de la matière diélec-

trique évaporée, sur la troisième surface principale de la seconde couche de guide d'ondes, pour former la troisième couche de guide d'ondes optique diélectrique ( 50 ou 60), la

couche de substrat étant à une température notablement infé-

rieure à la température correspondant à son point de fusion.

18 Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'opération d'évaporation de la troisième matière

source diélectrique comprend le chauffage de la troisième ma-

tière source diélectrique dans une atmosphère d'oxygène, par ltutilisation d'un élément métallique traversé par un courant commandé. 19 Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que la troisième matière source diélectrique consiste en Si O et la troisième couche de guide d'ondes diélectrique

consiste pratiquement en Si O 2.

Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'opération d'évaporation de la troisième matière

source diélectrique comprend le chauffage de la troisième ma-

tière source diélectrique dans le vide, par l'utilisation

d'un faisceau d'électrons focalisé ayant une puissance suffi-

sante pour évaporer la troisième matière source diélectrique.

21 Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que la troisième matière source diélectrique consiste

en Si O 2.

22 Guide d'ondes sur une couche de substrat, ca-

ractérisé en ce qu'il est fabriqué par le procédé de l'une

quelconque des revendications 8 à 21.