| Le nitrure de silicium est un materiau tres utilise en microelectronique et en optique integree due a l'excellente homogeneite et reproductibilite de son epaisseur et de son indice de refraction. De plus, l'indice de refraction eleve du nitrure de silicium est particulierement interessant pour les applications en biophotonique. En effet, ces dernieres annees les biocapteurs a champ evanescent ont demontre une augmentation de la sensibilite avec l'utilisation de guides d'onde plans a haut indice de refraction. La sensibilite pourrait etre encore amelioree en integrant sur un meme substrat l'ensemble des composants passifs et actifs (Lab-on-a-chip) qui composent le biocapteur a champ evanescent. L'integration des differents composants optiques passe par la fabrication d'un guide d'onde plan dans le visible qui soit realise avec des procedes a basse temperature, faible epaisseur, faible perte et haut indice de refraction. Meme si les couches d'oxyde metallique (TiO2, Ta2O5 par exemple), generalement utilisees pour ce type d'application, permettent d'obtenir de bonnes proprietes optiques, elles ne permettent pas d'atteindre la qualite des couches en nitrure de silicium notamment en termes de rugosite de surface pour de faibles epaisseurs.;Dans ce travail de these, des guides d'onde sont fabriques pour la premiere fois en utilisant le nitrure depose par LF-PECVD (basse frequence), et leurs performances sont comparees aux guides deposes par HF-PECVD (haute frequence). Nous demontrons, en variant le debit des precurseurs, que l'absorption et les pertes en propagation des couches de nitrure sont plus faibles lorsque les depots sont faits par la technique LF-PECVD par rapport a la technique HFPECVD. Cette difference s'explique probablement par le fait que le bombardement ionique, beaucoup plus important a basse frequence qu'a haute frequence, reduit la presence d'amas de silicium dans la couche, responsables de l'absorption dans le visible en plus de densifier les couches par enlevement de l'hydrogene qui s'incorpore durant la deposition PECVD. Nous demontrons egalement que pour la technique LF-PECVD, les proprietes optiques des couches sont ameliorees en utilisant une basse puissance pour la source r-f du plasma. En effet a haute puissance, le bombardement, tres energetique cree des defauts dans la couche et favorise la rupture des liaisons N-H plutot que des liaisons Si-H. Finalement des guides d'onde plans de nitrure de silicium, avec une epaisseur de 80 nm et un indice de refraction de 2, sont fabriques et caracterises. Des pertes de 0.1 dB/cm a 633 nm et 1.05 dB/cm a 532 nm sont obtenues et comparees avec les performances des autres materiaux.;Mots cles : biocapteur, integration, guides plans, nitrure de silicium, couches minces;Dans le cadre de ces travaux de doctorat, les parametres du guide d'onde sont optimises pour une application utilisant des fluorophores a points quantiques emettant a 650 nm et excites avec une source laser a 532 nm. Une epaisseur de 80 nm est determinee comme optimale pour l'excitation, la collection de la fluorescence et le couplage fibre-guide. Le developpement d'un guide d'onde capable d'atteindre cette epaisseur et conservant des bonnes proprietes optiques est necessaire. A notre connaissance aucun travail n'a ete realise pour optimiser les pertes dans le visible des guides de nitrure de silicium, en fonction des parametres du procede PECVD. |
