Étude physique des défauts induits par les procédés de fabrication de lasers à émission par la surface (VCSEL) à confinement par diaphragme d'oxyde

Les VCSELs sont aujourd'hui des composants incontournables pour les applications datacom. Les travaux presentes ont comme objectif principal l'etude des deformations mecaniques induites par les etapes initiant le procede de fabrication de VCSELs GaAs a confinement par diaphragme d'oxyde emettant a 850 nm. L'utilisation de techniques non-destructives telles que la mesure du degre de polarisation de la photo-luminescence (DOP) et la micro-photoluminescence nous a permis d'obtenir une vision precise, a la fois spatiale et quantitative de ces deformations. Les effets induits dans les structures VCSELs apres le depot de dielectrique comme couche de masquage pour la gravure, la gravure plasma de la mesa P, mais aussi l'oxydation thermique par voie humide des couches de confinement ont ainsi ete caracterises. Des valeurs de contraintes de plusieurs dizaines de MPa ont ete mesurees au sein d'une structure VCSEL qui a subi les etapes de procede jusqu'a l'oxydation. Nous avons pu demontrer experimentalement qu'il est possible de reduire jusqu'a 25 % les contraintes mecaniques engendrees par le procede d'oxydation en effectuant un recuit post-oxydation. Une etude par STEM-EELS de la morphologie et de la composition atomique des oxydes a une echelle locale nous a permis d'affiner l'interpretation physique de l'effet de ce recuit. En se basant sur les resultats experimentaux de DOP, nous avons realise un travail de modelisation analytique et numerique afin de predire les deformations mecaniques induites par les etapes de procedes citees precedemment. Enfin, nous avons expose les premiers resultats de caracterisations electriques et optiques de tels VCSELs montrant que les composants etudies entrent dans les specifications internes avec un procede de fabrication globalement uniforme.