Technologies des semi-conducteurs III-V :

Nous menons dans l’équipe PHOTO des travaux de fond sur les technologies et les procédés III-V dans les filières GaAs et GaSb afin de repousser leurs limites de performance et de les associer à d’autres matériaux fonctionnels en les déclinant sur plusieurs applications : les composants d’optique guidée, les lasers à cavité vertical (VCSEL) (en recouvrant le spectre du proche au moyen infrarouge) et les cellules solaires. De plus, nos recherches sur les briques technologiques et les solutions pour maîtriser les procédés peuvent être valorisées à un niveau industriel, comme c’est le cas avec nos partenaires industriels AET/AlOxtec et RIBER.

Une de nos spécialités est l'oxydation humide sélective des alliages d'AlGaAs, qui est une technologie clé pour la fabrication des VCSELs et de composants d'optique intégrée. Capitalisant sur le développement antérieur d'un four spécifique et de son système de suivi en temps réel, équipement ayant fait l'objet d'un transfert industriel vers la société grenobloise AET technologies,  depuis 2016, notre activité de recherche porte actuellement sur l'étude des cinétiques d'oxydation, sur la modélisation et la maîtrise de la forme des interfaces entre l'oxyde et le semiconducteur à 2 voire 3 dimensions ainsi que sur l'exploitation de ce procédé pour la démonstration de dispositifs avancés tels que les VCSELs à modulateurs intégrés ou les micro-résonateurs à guides d'accès intégrés. 

Epitaxie par jets moléculaires (EJM) :

Nos recherches sont basés sur un long savoir-faire en épitaxie par jets moléculaires des matériaux III-V arséniures. Dans le cadre d’un laboratoire commun EPICENTRE avec la société RIBER nous développons de nouveaux outils de mesures in-situ pour le contrôle en temps réel de la croissance de matériaux et composants complexes tels que les VCSEL et cellules solaires.

Technologies hybrides :

En parallèle, nous menons des travaux visant à intégrer des nouveaux matériaux et composants dans les procédés opto-électroniques traditionnels. Ces travaux portent sur le dépôt et l’intégration de matériaux par des procédés innovants, le développement de procédés pour les nouveaux matériaux en couches minces comme le LNOI (lithium niobate on insulator) ou les matériaux à changement de phase, ou enfin l’intégration hybride de puces optiques pour les systèmes complexes.

Lithographies grand champ et bas coût

Le développement des composants nanophotoniques demande la réalisation de nombreuses structures sub-micrométriques, de très grande précision, sur une grande surface. Si la lithographie e-beam est maîtrisée dans l’équipe et le laboratoire, sa transposition à l’échelle de la plaque entière reste un verrou. Nous déployons donc des travaux technologiques visant à contourner ce verrou, à base de techniques de nanolithographie par auto-assemblage (lithographie colloïdale, copolymères à bloc ou d’une utilisation de la nano-impression à moule souple.

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