Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / La photosensibilité est la propriété par laquelle un matériau donné voit son indice de réfraction changer sous l'effet d'une exposition lumineuse. Malgré le nombre croissant de dispositif basé sur ce phénomène, les mécanismes à la base de la photosensibilité sont encore débattus. Nous apportons dans cette thèse un éclairage original sur ce sujet en étudiant la matrice de silice pure non dopée rendue photosensible par implantation d'ion de haute énergie. L'implantation d'ions silicium de 5 MeV modifie l'indice de réfraction principalement en densifiant une couche mince dont l'épaisseur est de l'ordre de quelques microns. Nos mesures montrent qu'un guide plan supportant les modes TE; et TM; (1=0,1) est formé et que l'indice effectif du mode TEo suit révolution de la densification en fonction de la dose de silicium implantée. Nous montrerons également que l'augmentation d'indice et la densification produites par implantation atteignent un palier pour une dose de 3x10 Si/cm2, alors que la production de défauts par implantation atteint son palier pour une dose plus faible d'un ordre de grandeur soit 3x1013Si/cm2. Le profil d'indice longitudinal produit par l'implantation ionique est calculé à partir des mesures des indicés effectifs des modes guidés. Ce profil suggère que l'augmentation d'indice comprend une contribution dues collisions et une contribution dues aux pertes d'énergie par ionisation. La contribution des pertes par ionisation influence significativement le profil d'indicé pour des valeurs de pertes d'énergie par unité de longueur (dE/dx) de l'ordre de 2 keV/nm. Lorsque la silice implantée est soumise à un rayonnement ultraviolet d'un laser à excimères, il en résulte une diminution d'indice de réfraction de l'ordre de 10'3 avec une efficacité plus grande si la longueur d'onde d'exposition est 193nm (ArF) plutôt que 248nm (KrF). Deux régimes d'exposition lumineuse de la silice implantée à 193mn sont observés. Le premier régime produit une diminution d'indice de 1x10 après seulement 500 impulsions de 100mJ/cm. Cette diminution d'indice est décrite quantitativement par les variations d'absorption optique mesurées dans l'ultraviolet et l’ultraviolet du vide. Le second régime est observé au-delà de 500 impulsions de 100mJ/cm2. Un changement d'indice plus important de 3x10'3 peut être produit après une exposition impliquant 5x105 impulsions de 100mJ/cm de laser ArF soit mille fois plus d'impulsions que pour produire une augmentation d'indice de 1x10'3. Par ailleurs, les changements d'absorption sont trop faibles pour décrire les variations d'indice mesurées. Par contre, nous observons une relaxation structurelle faible mais mesurable de la couche implantée dans ce régime de dose élevée. Finalement, le calculant l'élévation de température produit par une impulsion de 100mJ/cm de laser ArF dans la silice implantée et la caractérisation optique de la silice implantée en fonction de la température (sous atmosphère inerte) montrent que la photosensibilité de la silice implantée n'est reliée à un effet thermique mais qu'elle implique des transitions électroniques.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:umontreal.ca/oai:papyrus.bib.umontreal.ca:1866/33259 |
| Date | 04 1900 |
| Creators | Verhaegen, Marc |
| Contributors | Brebner, John Low |
| Source Sets | Université de Montréal |
| Language | fra |
| Detected Language | French |
| Type | thesis, thèse |
| Format | application/pdf |
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