Croissance par MOCVD et propriétés de boîtes quantiques InAs/GaAs épitaxiées sur silicium

III-V semiconductors (GaAs, InAs, InP ...) have remarkable intrinsic properties. They exhibit a high electron mobility and, most often, a direct band gap allowing the emission of light in a wide spectral range (from UV to infrared) with a high quantum efficiency. They are thus materials of choice for producing light sources such as light emitting diodes and laser diodes. Their integration on a silicon CMOS platform would open wide perspectives in the field of silicon photonics and optical interconnections.We will report on the realization of As-based heterostructures allowing the fabrication of light sources emitting at around 1.3 μm. However, the hetero-epitaxy of As-based semiconductors on a silicon substrate remains a major challenge mainly due to the difference of lattice parameter and polarity of the materials. That is why, in the context of this work, to minimize the impact of structural defects on the emission properties of III-V materials, we have investigated the growth of InAs/GaAs quantum dots (QDs) on nominal Ge/Si (100) substrates by MOCVD in a 300 mm industrial type reactor. The optimization of the growth parameters leads to a high QD density (~109 cm-2) and a photoluminescence (PL) emission around 1.3 µm. Further PL investigations have been performed to probe the emission quality of these QDs grown on Ge/Si (100) substrates and compare them with QDs grown on GaAs substrates.As an application, we will report on InAs/GaAs QD photodetectors (PDs) grown on GaAs as well as on Ge/Si 300 mm (001) substrate operating around 1.3 µm at 300K. We studied the optical absorption mechanism using photocurrent technique. The comparison between the absorption thresholds and the photoluminescence peaks will also be presented.Keywords: InAs/GaAs quantum dots, III-V materials, MOCVD, silicon.Durant cette thèse nous reporterons la réalisation d'hétérostructures à base d'As permettant la fabrication de sources lumineuses émettant à environ 1.3 μm. Cependant, l'hétéro-épitaxie des semi-conducteurs a base dAs sur un substrat de silicium restent un défi majeur principalement en raison de la différence du paramètre de maille et de la polarité des matériaux. C'est pourquoi, dans le cadre de ce travail, pour minimiser l'impact des défauts structurels sur les propriétés d'émission des matériaux III-V, nous avons étudié la croissance des boîtes quantiques (BQs) InAs / GaAs sur substrat GaAs ainsi que sur substrat Ge / Si nominal (100) dans un réacteur MOCVD de type industriel de 300 mm. L'optimisation de la croissance des paramètres conduit à une densité élevée de BQs (~ 109 cm -2) et une émission de photoluminescence (PL) d'environ 1,3 µm. D'autres Des études de Photoluminescences ont été effectuées pour juger la qualité des émissions de ces BQs épitaxiées sur des substrats Ge / Si (100) et les comparer aux QD épitaxiés sur GaAs substrats. En tant qu'application, nous nous interesserons aux photodétecteurs (PD) a base de BQs InAs / GaAs sur GaAs ainsi que sur des substrats Ge / Si 300 mm (001) fonctionnant autour de 1,3 µm à 300K. Nous étudierons également le mécanisme d'absorption optique utilisant la technique du photocourant. La comparaison entre le les seuils d'absorption et les pics de photoluminescence seront également présentés.Mots clés : Boites quantiques InAs/GaAs, matériaux III-V, silicium, MOCV