Conclusion sur les dispositifs `a base de boˆıtes quantiques

Une diode `a ´emission par la surface `a base de boˆıtes quantiques d’In(Ga)As/GaAs a ´et´e r´ealis´ee sur pseudo-substrat de Ge/Si (001). L’observation de l’´electroluminescence `a 1,2 µm est un r´esultat tr`es encourageant pour la r´ealisation d’interconnexions optiques au travers d’un substrat de silicium (cette longueur d’onde de 1,2 µm n’est pas absorb´ee par

le silicium). Le faible rendement observ´e (∼ 10−6 %) r´esulte en partie de la compensation

du dopage N des structures (due `a la pollution du bˆati), et en partie `a la forte rugosit´e

de la surface. En effet, la surface au moment de l’´epitaxie des boˆıtes quantiques pr´esente une rugosit´e 5 fois plus forte que pour l’´echantillon pour la photoluminescence, sur lequel l’optimisation de la croissance des boˆıtes a ´et´e r´ealis´ee.

4.3 Conclusion

Dans ce chapitre, nous avons d´emontr´e la faisabilit´e de l’int´egration monolithique d’´emetteurs de lumi`ere sur Si via une couche de Ge. L’´electroluminescence d’une diode `a ´emission par la tranche `a base d’un puits quantique d’InGaAs/GaAs ´epitaxi´ee sur sub-strat de Ge/Si (001) est un r´esultat probant pour l’utilisation des pseudo-subsub-strats et de l’´epitaxie par couche atomique (mˆeme si la s´equence de l’ALE utilis´ee pour nos diodes sur PS de Ge/Si (001) n’´etait pas celle conduisant `a un mat´eriau quasi monodomaine). Pour des diodes laser `a ´emission par la tranche `a base de puits quantique contraint d’In-GaAs/GaAs, l’observation de l’effet laser, `a temp´erature ambiante et en puls´e, `a la lon-gueur d’onde de 1 µm a ´et´e observ´ee sur des pseudo-substrats graduel de Ge/SiGe/Si d´esorient´e. Les performances des diodes ont ´et´e am´elior´ees en supprimant les fissures de la cavit´e optique en incorporant 1 % d’indium dans le GaAs, pour compenser la d´eformation

en tension due `a la diff´erence de coefficients de dilatation thermique entre le GaAs et le pseudo-substrat. L’´electroluminescence `a 1,2 µm d’une diode `a cavit´e r´esonnante `a ´emission par la surface `a base de boˆıtes quantiques d’In(Ga)As/GaAs a d´emontr´e la fai-sabilit´e d’´emetteurs de lumi`ere sur silicium aux longueurs d’onde voisines des longueurs d’onde t´el´ecoms et dont les dimensions lat´erales (de l’ordre de la dizaine de microns) permettent de s’affranchir de la pr´esence de fissures dans le mat´eriau.

Les fortes densit´es de courant de seuil de la seconde g´en´eration de laser sur pseudo-substrats de Ge/SiGe/Si d´esorient´e et le faible rendement de la diode r´esonnante r´esultent vraisemblablement de la compensation involontaire du dopage N de nos structures, due `a

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