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Résumé

Ce travail a porté sur l'oxydation thermique humide contrôlée (AlOx) de multicouches de (Ga,Al)As en vue de son application à la fabrication de diodes VCSELs (Vertical Cavity Surface Emitting Lasers) à diaphragme d'oxyde enterré. Dans le premier chapitre nous décrivons à partir d'une étude bibliographique l'oxydation des matériaux III-V sur GaAs et introduisons la technique d'oxydation thermique humide des couches riches en aluminium. Dans le deuxième chapitre, nous détaillons plus précisément les mécanismes qui interviennent ainsi que les paramètres qui régissent la cinétique d'oxydation. Dans le troisième chapitre, nous présentons le dispositif expérimental, la procédure reproductible d'oxydation dans les multicouches que nous avons mis au point en fonction des conditions préalablement définies. Nous avons également mis au point une technique de blocage de l'oxydation par un recuit thermique rapide optimisé. L'ensemble des outils technologiques mis en place permet donc de réaliser des diaphragmes d'oxyde dans les VCSELs, composants dont nous présentons le principe, les avantages et les applications dans le chapitre 4. Nous détaillons plus précisément le problème du confinement électrique et optique, problème pour lequel l'introduction d'un diaphragme d'AlOx enterré constitue la solution la plus performante. Le chapitre 5 décrit les procédés suivis et les résultats obtenus lors de la fabrication de VCSELs avec et sans diaphragme d'oxyde. Des mesures électriques et optiques comparatives démontrent l'intérêt de l'AlOx pour les VCSELs. Nous avons ainsi pu obtenir une densité de courant de seuil laser inférieure à 600A/cm_ et la présence d'un diaphragme AlOx de faible taille (<4µm) près de la cavité permet de réduire le courant de seuil laser à des valeurs inférieures à 200µA.

Mots-Clés / Keywords

Oxydation thermique; Semiconducteurs III-V; Recuit Thermique Rapide; Réflecteurs de Bragg; Diodes lasers à cavité verticale et à émission surfacique; Thermal oxidation; III-V semiconductors; Rapid Thermal Annealing (RTA); Distributed Bragg reflectors; Vertical cavity surface emitting lasers;