La photonique sur silicium permet de réaliser des dispositifs actifs évolutifs, mais les pertes optiques, l’absorption et une couverture spectrale limitée restreignent son utilisation dans les circuits passifs à large bande et à très faibles pertes.

Pour relever ce défi, Applied Nanotools Inc., établie à Edmonton, développe une plateforme monolithique de circuits photoniques intégrés qui combine des dispositifs actifs en silicium (Si) et des circuits passifs en nitrure de silicium (SiN) sur une seule puce. Applied Nanotools mettra en place un procédé de fabrication canadien destiné à des applications telles que la photonique quantique, le LiDAR intégré, la détection, l’astrophotonique, la communication de données et les télécommunications.

Le silicium offre des fonctions actives compactes, notamment des déphaseurs à haute performance, tandis que le SiN permet un routage à très faibles pertes et à forte puissance sur une large plage spectrale. La plateforme d’Applied Nanotools intégrera les deux matériaux à l’échelle de la plaquette afin de rendre possibles des systèmes photoniques plus complexes, sans les difficultés liées à l’assemblage de puces distinctes.

Applied Nanotools optimisera la structuration, la gravure et la planarisation des guides d’ondes Si-SiN, améliorera le dépôt de couches minces de SiN à faibles pertes et mettra au point des coupleurs intercouches fiables assurant un transfert efficace de la lumière entre les couches de Si et de SiN. L’entreprise concevra, fabriquera et validera des blocs fonctionnels photoniques et livrera une trousse de conception de procédés (PDK) comprenant des modèles compacts et des composants prêts à être intégrés aux dessins de masques.

La fabrication sera réalisée dans les salles blanches en libre accès du nanoFAB de l’Université de l’Alberta et du SBQMI de l’Université de la Colombie-Britannique. L’Université McMaster et le Conseil national de recherches du Canada soutiendront les travaux de conception ainsi que la mise à l’essai des couches minces et des composants de circuits. Le projet fera passer la technologie du NMT 4 au NMT 8; à son achèvement, des spécifications de procédé commercial et des composants PDK validés devraient être disponibles.