CEA-Leti: des circuits photoniques hautes performances
La filière photonique intégrée sur nitrure de silicium du CEA-Leti a atteint un niveau de maturité suffisant pour répondre au besoin grandissant de puces hautes performances.
Généralement fabriquées à partir de silicium, les puces photoniques intégrées présentent des limites pour certaines applications plus exigeantes telles que les lidars ou les processeurs destinés au calcul. De nouvelles méthodes se basant sur d’autres matériaux comme le nitrure de silicium (Si3N4), dont les propriétés sont très intéressantes, ont fait leur apparition. La filière de photonique intégrée sur nitrure de silicium développée au CEA-Leti est maintenant en mesure de de passer à une phase de production de puces photoniques destinées aux opérations de R&D de laboratoires extérieurs.
Par rapport au silicium, les guides optiques en nitrure de silicium présentent des pertes de propagation exceptionnellement faibles : quelques dB par mètre seulement, au lieu de 1 dB par centimètre environ pour le silicium. Grâce à leur grande qualité de fabrication, ils affichent en outre un coefficient d’absorption beaucoup plus faible. Concrètement, ces propriétés permettent de réaliser des composants présentant des performances accrues. Elles augmentent notamment la puissance maximum qu’il est possible d’injecter dans les guides d’ondes et permettent de travailler sur une plus grande gamme de longueur d’onde que le silicium (typiquement du visible jusqu’au moyen infrarouge).
L’amélioration des techniques de dépôt du Si4N3 a permis de mettre au point une librairie de composants validés et reproductibles, laissant envisager la production de circuits plus complexes. Des lidars ont déjà été produits. Au CEA, la plateforme est exploitée dans le cadre du Carnot Quantique QPIC et de l’ANR SPHYFA pour développer des systèmes de communication quantique.
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