Thèse en cours

Modélisation, fabrication et caractérisation de microlasers pour les communications de données.
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Auteur / Autrice : Mattéo Chobe
Direction : Thierry Baron
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Nano électronique et Nano technologies
Date : Inscription en doctorat le 15/10/2020
Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (LETI)

Mots clés

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Résumé

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Les liens optiques fibrés sont aujourd'hui communément utilisés pour les télécommunications longue distance (Metro, FFTH) et courte distance (Datacenters). L'amélioration des performances ainsi que la co-intégration des circuits optiques avec les circuits électroniques restent un enjeu majeur pour les décennies à venir afin de réduire la consommation énergétique des centres de calcul et des outils de communications associés. La photonique sur silicium apparait dans ce contexte comme une solution bas coût et facilement intégrable avec l'électronique qui génère et traite les données. Le développement de micro-sources lasers III-V intégrés sur silicium pourrait répondre aux besoins des échanges de données entre puces sur une même carte mère ou encore l'aide aux calculs multiprocesseurs. L'objectif de cette thèse est d'apporter une solution inédite à la gestion des communications très courtes distances (inter-puces, intra-puces) en réalisant, sur Silicium, des microlasers à membrane III-V à hétérostructure enterrée, bénéficiant du report de III-V pour la ré-épitaxie des contacts [1]. Ce type de microlaser permet de répondre aux nombreux défis des liens très courtes distances grâce à un compromis efficacité/compacité supérieur à l'état de l'art des lasers datacom tout en étant compatibles avec les lignes de fabrication CMOS. Ce composant repose sur une intégration technologique originale et avantageuse : l'épaisseur de matériau à gain est fortement réduite, rendant l'empilement du laser compatible avec un procédé standard de Back-end CMOS et simplifiant également l'intégration sur Si. Le travail de thèse inclura (i) des aspects théorique et numérique, pour le design de cavité lasers hybrides III-V sur silicium ultracompactes (ii) de la micro-nanofabrication des composants sur une plateforme silicium 200/300mm, ainsi que (iii) des caractérisations électro-optiques des démonstrateurs fabriqués. La compréhension du fonctionnement des micro-lasers d'un point de vue optique (monomodicité, puissance, robustesse de fabrication) et thermique (proximité de l'électronique de pilotage) sera cruciale pour la conception et l'optimisation de ces composants.