L’émergence des applications grand public en gamme millimétrique et térahertz, telles que la communication très haut débit, le radar automobile et l’imagerie, est aujourd’hui rendue possible grâce aux progrès continus sur les performances des transistors. La technologie BiCMOS SiGe compte parmi les technologies clés génériques capables d’adresser ces applications. Les transistors bipolaires à hétérojonction (HBT) de dernière génération montrent en effet des fréquences de coupure supérieures à 300 GHz. Néanmoins, la conception de circuits RF dans les fréquences sub-térahertz nécessite des modèles de transistor précis et fiables, qui sont extraits et validés par des mesures hyperfréquences. L’objectif de ce travail a donc été de caractériser et modéliser les transistors HBT des technologies BiCMOS en régime petit signal et en bruit RF au-delà de 110 GHz. Après la mise au point d’une technique d’épluchage des accès du transistor à partir de mesures en bande G (140 – 220 GHz), la modélisation petit signal des transistors HBT des technologies B9MW, B5T et B55 de STMicroelectronics a pu être réalisée jusqu’à 220 et 325 GHz, tout en montrant les limitations dues à la montée en fréquence. De plus, l’extraction des quatre paramètres de bruit du transistor HBT SiGe a été réalisée pour la première fois dans l’intégralité de la bande 130 – 170 GHz, démontrant l’efficacité de la méthode multi-impédance associé à l’algorithme de Lane à ces hautes fréquences. Dans la perspective d’intégrer le système de mesure de bruit en vue de caractériser en bruit le transistor HBT, un amplificateur et un tuner d’impédance ont été conçus, en technologie B55, pour un fonctionnement de 130 à 170 GHz. / The emergence of millimeter-wave and terahertz applications for the general public, such as very high speed communication, automotive radar and imaging, is now possible thanks to the continuous progress on transistors performances. The SiGe BiCMOS technology ranks among the key enabling technologies able to address these applications. In fact, the heterojonction bipolar transistor of last generations feature cut-off frequencies higher than 300 GHz. Nevertheless, RF circuit design at sub-terahertz frequencies strongly rely on accurate and reliable transistor models, which are extracted and validated by RF measurements. This work aimed to characterize and model the BiCMOS HBTs in small-signal regime and RF noise beyond 110 GHz. Thanks to the development of a transistor access de-embedding technique from measurements in G-band (140 – 220 GHz), the small-signal modelling of HBTs from B9MW, B5T and B55 technologies of STMicroelectronics could be achieved up to 220 and 325 GHz. Furthermore, the four noise parameters extraction of the SiGe HBT was completed for the first time in the entire 130 – 170 GHz frequency range, thus demonstrating the efficiency of source-pull technique associated to Lane algorithm at such high frequencies. In order to integrate the noise measurement system for the HBT noise characterization, an amplifier and impedance tuner were designed, in B55 process, for a 130 – 170 GHz operating frequency range.

La microscopie hyperfréquence en champ proche permet de vaincre le critère de Rayleigh grâce à une sonde locale qui alimentée par un signal micro-onde génère des ondes évanescentes confinées à son extrémité. Les limites de résolution ne sont alors plus fixées par la longueur d’onde des signaux hyperfréquences exploités, mais principalement par la géométrie de la sonde. Dans ce type de caractérisation, associant généralement un analyseur de réseaux et une sonde champ proche, la limitation majeure réside dans la faible sensibilité de mesure induite par le contraste d’impédances entre l’analyseur et la sonde. En effet, la grande différence d’impédance entre l’analyseur (50Ω) et les sondes champ proche (quelques k Ω) se traduit par une désadaptation importante qui entrave une bonne qualité de mesure. Dans ce travail de thèse, nous nous proposons donc d’apporter des solutions à cette problématique afin de profiter pleinement des potentialités des techniques de microscopie champ proche hyperfréquence. Dans cet objectif, une méthode interférométrique est alors proposée et formalisée. Nous montrons ainsi que l’exploitation conjointe de méthodes de mesures hyperfréquences, de procédés de microscopie champ proche et de techniques interférométriques doit permettre d’entrevoir des caractérisations à haut pouvoir de résolution spatiale sur une large gamme de fréquences. La démonstration que ces nouveaux outils offrent la possibilité de mesures hyperfréquences vectorielles de type point-à-point, de scanning 1D ou d’imagerie 2D sur des courses centimétriques pour des fréquences allant jusque 20 GHz avec des résolutions spatiales micrométriques est alors faite. En particulier, des applications autour de la caractérisation diélectrique locale sont proposées. Les résultats obtenus montrent que les techniques proposées se situent à l’état de l’art en termes de gamme de fréquence d’opération et de sensibilité de mesure / Near-field microwave microscopy overcomes the Rayleigh criterion thanks to a local probe whitch fed by a microwave signal generates evanescent waves confined at its end. The resolution limits are no longer determined by the wavelength of the microwave signals, but mainly by the probe geometry. In this kind of characterization technique based on the association of a network analyzer and a near-field probe, the main limitation is the poor measurement sensitivity related to the impedance contrast between the analyzer and the probe. Indeed, the large difference between the impedances of the analyzer (50Ω) and near field probes (a few kΩ) results in a significant mismatch hampering good measurements. In this PhD thesis, we provide solutions to tackle this problem in order to take full advantage of the potentialities of near-field microwave microscopy techniques. An interferometric method is then introduced and formalized. We show that the association of microwave measurements, near-field microscopy methods and interferometry techniques allow foreseeing microwave characterizations with high spatial resolution over a broad frequency range. We demonstrate that these new tools offer the possibility of microwave measurements of the type point-to-point, 1D scanning or 2D imaging on centimeter ranges up to 20 GHz with micrometric spatial resolutions. In particular, local dielectric characterization - related applications are proposed. The results obtained show that the proposed techniques are at the state of the art in terms of operating frequency range and measurement sensitivity.

Les micros résonateurs électromécaniques de type MEMS sont aujourd’hui étudiés pour leur intérêt dans les applications nécessitant des fonctions de capteurs ou d’actionneurs de petites dimensions co-intégrées avec des fonctions électroniques. Actuellement, la majorité des résonateurs sont issus des filières silicium et quartz. Cependant, les propriétés du silicium se dégradent lorsque la température dépasse 200°C alors que la co-intégration monolithique des composants en quartz est impossible. Parmi les matériaux possibles pour pallier ces limites, le nitrure de gallium (GaN) semble être un matériau prometteur. Ses propriétés piézoélectriques ainsi que la possibilité de l’intégrer avec des transistors à haute mobilité électronique AlGaN/GaN sont particulièrement intéressantes. Afin d’améliorer les performances des résonateurs électromécaniques à base d’hétérostructures AlGaN/GaN nous proposons de les miniaturiser. Dans ce contexte, nous avons proposé de développer la croissance épitaxiale de plusieurs structures de seulement quelques centaines de nanomètres. Leurs caractéristiques structurales, électriques et mécaniques ont été étudiées afin de définir la structure optimale pour les applications MEMS. Des architectures d’actionneurs piézoélectriques et électrothermiques ainsi que des détecteurs sans grille pouvant répondre aux critères de miniaturisation ont été étudiées. Les étapes du procédé technologique spécifique à ces composants ont développées. Pour finir, les performances des résonateurs fabriqués sur ces couches minces ont été mesurées afin de mettre en avant l’utilité des structures minces et les performances des différentes architectures des transducteurs. / Micro-electro-mechanical resonant systems are widely investigated for their applications in actuators and sensors of small dimensions and co-integrated with electronic functions. In the area of vibrating resonant devices, most are based on silicon and quartz technologies. Even if Si based resonators exhibit ultrasensitive mass/force detection they lose their mechanical and electrical properties for temperature higher than 200°C whereas quartz devices are not easily co-integrated. To overcome these intrinsic limitations, other approaches such as wide bandgap semiconductor have been investigated. Especially GaN exhibits good piezoelectric properties and benefits of co-integration opportunity with AlGaN/GaN high electron mobility transistors. Therefore it seems to be an ideal candidate to address new generation of MEMS sensors that withstand harsh environment. To optimize the actual resonator based on AlGaN/GaN hétérostructures, we have chosen to study the device downscaling process. In this view, we developped the epitaxial growth, by molecular beam epitaxy, of AlGaN/GaN heterostructures on 3 kinds of thin buffers. Structural, electrical and mechanical characterizations were carried out in order to select the best buffer for MEMS applications. Then, we suggested several designs of piezoelectric and electrothermal actuators as well as a gateless detector that are compatible with downscaling. Specific fabrication steps were developed and optimized. Finally, we compare the performances of resonators fabricated on thin buffers with one processed on thick commercial structure in order to bring forward the advantages of thin buffer and the performances of the transductor design.

Ce projet a pour ambition de concevoir et de réaliser une nouvelle filière de cellule photovoltaïque utilisant la conversion directe de l’énergie solaire en électricité à base de la filière InGaN permettant d'atteindre un rendement de 50% de conversion directe de l’énergie solaire en électricité. Cette nouvelle approche constitue un défi technologique majeur pour la recherche académique et les applications industrielles dans les années avenir. Les cellules solaires actuelles à base de Silicium approchent leur limite théorique de rendement de conversion d’énergie (environ 25%). Les cellules solaires multi-jonctions permettent de repousser ces limites en empilant plusieurs matériaux possédant différentes énergies de bande interdite, chacun absorbant une petite portion du spectre solaire de manière plus efficace. Alors que les LEDs violettes et bleu à base du matériau InGaN sont déjà commercialisées, il apparaît essentiel de relever le défi qui consiste à fabriquer et utiliser ce matériau InGaN avec de fort taux d’Indium (i.e. des énergies de bandes interdites plus faibles) afin de couvrir l’ensemble du spectre solaire et ainsi réaliser des cellules photovoltaïques à très haut rendement, bien au-delà de l’état de l’art international. Au vu des limitations des cellules au silicium, des travaux théoriques ont montrés que des cellules à jonctions multiples à base de couches absorbantes d’InGaN permettraient d’atteindre un rendement de 50%. L’amélioration du rendement des cellules solaires aura un impact majeur sur de nombreuses applications. L’objectif de ce travail concerne la conception et de réalisation d'une nouvelle génération de cellule solaire à base d’InGaN. Ce travail concerne dans une première phase : la caractérisation du matériau InGaN à fort taux d’Indium (> 20%) élaboré à l'EPFL en collaboration avec l'IEMN ayant pour but de démontrer une énergie de bande interdite en dessous de 2 eV. Dans une seconde phase, après la validation électrique et structurelle de ce nouveau matériau, il s’agit de concevoir et de réaliser une nouvelle génération de cellule solaire mono-jonction sur saphir et sur substrat GaN. Cette nouvelle cellule solaire pourra être intégrée au sein d’une microsource d’énergie pour réseau de capteur autonome. / This PhD thesis reports on the structural and optical characterization of solar cell structures with various active region designs and different substrates as well as the subsequent fabrication and electrical characterization of InGaN solar cells. The epitaxial growth of solar cell designs with pGaN/i-InGaN/n-GaN structures were performed by metal-organic vapor phase epitaxy (MOCVD) by the company NovaGaN. The structural and optical characterization is assessed by X-Ray diffraction, scanning transmission electron microscopy, atomic force microscopy and photoluminescence spectroscopy. A structural comparison of solar cell designs including bulk 200 nm thick InGaN layer and InGaN/GaN multiple quantum wells (MQWs) with similar indium compositions (~30%) is presented. Furthermore, structural quality of designs with InGaN/GaN MQWs were analyzed with variation of the indium content, thickness of InGaN quantum wells and type of the substrate, i.e. (0001) sapphire or bulk GaN substrate. An optimized and reproducible processing has been developed for fabrication of InGaN based solar cells. The challenges in device processing such as mesa etching of GaN and contamination on the device sidewalls, which caused high reverse leakage currents were studied and solutions of using SiO2 mask and protection of sidewalls by SiO2 layers were proposed. An optimization study of thermal treatment of Ni/Au current spreading layer is also presented. The electrical activity in the active region and the spectral response of the solar cells are investigated by electron beam induced current (EBIC) analysis and external quantum efficiency measurements. EBIC analysis is used to clarify the origin of the S-shape behavior in illuminated current-voltage characteristics of the solar cell with 25×In0.15Ga0.85N/GaN MQWs, which has performed the best performance in this study with a conversion efficiency of 0.59% under 1sun illumination (AM1.5G).

Ce document traite de la modélisation et de la caractérisation thermique de transistors de puissance GH25 pour des applications Radar en bande X. Les performances et la fiabilité sont liées à l’auto-échauffement dans les composants. Une estimation précise de la température en conditions réelles d’utilisation est nécessaire. Pour ces raisons, nous avons développé un modèle thermique utilisant un outil paramétrable pour extraire la température maximale du transistor. Les résultats de simulation ont été comparés à des mesures de température en périphérie du point chaud. Ces mesures ont été réalisées par thermographie IR, thermoréflectance et spectrométrie Raman pour valider la précision des modèles thermiques en mode de fonctionnement DC, pulsé et pour la première fois CW. Une nouvelle formule basée sur le comportement thermique réel du transistor a été définie dans le but d’améliorer les calculs du taux de défaillance des systèmes Radar en utilisant la méthode FIDES. / This document deals with the thermal modeling, the thermal characterization and the reliability of the GH25 power transistors for X band applications. The performances and the reliability are linked to the self-heating inside the component. An accurate temperature assessment in real operating conditions is therefore required. For these reasons, a dedicated in-house thermal model has been developed using a parameterized tool to extract the maximum temperature of the transistor. The simulation results have been compared with the temperature measurements in the vicinity of the hotspot. These measurements have been performed using IR thermography, thermoreflectance and Raman spectroscopy to validate the thermal models accuracy in DC, pulsed and for the first time, in CW operating conditions. A new formula based on the real thermal behavior of the transistor has been defined to improve the reliability rate calculation in Radar mode using the FIDES methodology.

Pour répondre aux défis matériaux relatifs à l’intégration des semiconducteurs III-V sur silicium, l’utilisation de nanostructures telles les boîtes quantiques et les nanofils s’avère une voie très prometteuse. Associée à la miniaturisation continue des dispositifs, elle devrait permettre l’émergence de nouveaux circuits opto et microélectroniques performants. Cela nécessite auparavant une maîtrise complète de la croissance et de la technologie des architectures tridimensionnelles à l’échelle nanométrique. Dans ce contexte, ce travail présente l’étude de la croissance localisée de semiconducteurs III-V par épitaxie par jets moléculaires (EJM) dans des motifs nanométriques. Nous discutons d’abord l’homoépitaxie localisée d’InAs et InP et établissons que les conditions de croissance ainsi que la largeur et l’orientation des ouvertures permettent de contrôler la forme des nano-cristaux obtenus. Nous démontrons ensuite la croissance sélective à basse température de GaSb sur substrat GaAs (001) fortement désaccordé en maille par EJM assistée d’un flux d’hydrogène atomique. Nous mettons en évidence l'impact de l’orientation des ouvertures, ainsi que le rôle du rapport de flux Sb/Ga sur la relaxation des nanostructures GaSb. Enfin, à partir de cette étude, nous démontrons comment ces nanofils GaSb peuvent être utilisés pour la croissance ultérieure de nanofils InAs horizontaux. / The use of nanostructures such as quantum dots and nanowires is a very promising way of integration of III-V semiconductors on silicon, since it allows answering most of the associated material challenges. Together with the continuous trend in device scaling, it should lead to the development of new highly efficient opto- and microelectronic circuits. This appeals for a full mastering of the growth and processing of 3D architectures at the nanometer scale. Consequently, the present work aims at investigating the selective area growth (SAG) of III-V semiconductors by molecular beam epitaxy (MBE) in nanoscale patterns. Homoepitaxial SAG of InAs and InP are first reported in order to show that the growth conditions, the opening width and the stripe directions allow tailoring the nanocrystal shape. We then achieve the SAG of in-plane GaSb nanotemplates on a highly mismatched GaAs (001) substrate at low temperature by atomic hydrogen assisted MBE. We highlight the impact of the nano-stripe orientation as well as the role of the Sb/Ga flux ratio on the strain relaxation of GaSb. Finally, from this study, we demonstrate how these GaSb nanotemplates can be used for subsequent growth of in-plane InAs nanowires.

Ce travail de recherche porte sur l’élaboration et la caractérisation de films minces photo-absorbants de CuInS2, CuIn1-xGaxS2, et de Cu2ZnSnS4 destinés aux applications photovoltaïques. Les films minces ont été préparés par voie sol-gel puis déposés par enduction centrifuge sur substrat de silicium ou de verre. Les sols, formés à partir d’acétates métalliques et d’alcanolamines, ont été étudiés par spectroscopie IR, viscosimétrie et ATD-ATG. Les paramètres de dépôts des sols, et les traitements de calcination, ont ensuite été optimisés. Des films d’oxydes multi-couches, sans fissuration, et de faibles rugosités ont ainsi été élaborés. Une dernière étape de sulfuration des films d’oxydes a été effectuée afin de former les composés souhaités. Les films sulfurés ont fait l’objet d’une étude approfondie par DRX, EDX, MEB, AFM, spectroscopie UV-VIS-nIR et mesures par effet Hall. Leurs structures, leurs morphologies, mais aussi leurs propriétés optiques et électriques ont ainsi pu être étudiées. L’interface des films de CuInS2 avec le film de Mo, utilisé comme contact ohmique arrière de la cellule solaire, a également été étudiée par micro-EDX à l’aide d’analyses MET. Les résultats obtenus montrent que le procédé sol-gel, bien que très peu développé dans le domaine des cellules photovoltaïques, est une voie de synthèse bien adaptée à l’élaboration de films minces à structure chalcopyrite et kësterite. Ces résultats sont très prometteurs pour la réalisation d’une cellule solaire par voie sol-gel. / This research activity concerns the elaboration and characterization of photo-absorbing thin films of CuInS2, CuIn1-xGaxS2, and Cu2ZnSnS4 devoted to photovoltaic applications. The thin films were prepared by sol-gel process and deposited by spin-coating technique on silicon and glass substrates. The sols, synthesized from metallic acetates and alcanolamines, were studied by IR-spectroscopy, viscosimetry, and TDA-TGA. The deposition parameters of the sols, and the calcination treatments were then optimized. The multi-layers oxides films produced were obtained without cracks and with low roughness. The last step was to produce the desired compounds through the sulfurization of the oxides films. The sulfurized films were studied by XRD, EDX, SEM, AFM, UV-VIS-nIR spectroscopy, and Hall Effect measurements. Their structures, morphologies, as well as their optical and electrical properties have been investigated. The interface between CuInS2 films and Mo film, defined as a back-contact of the solar cell, was also studied by micro-EDX with TEM analysis. Despite the fact that sol-gel process is not well-developed in the photovoltaic field, the obtained results show that sol-gel process is a well-adapted technique for elaboration of thin films with chalcopyrite and kesterite structures. These results are very promising for the achievement of a sol-gel solar cell.

Dans les cellules solaires planaires silicium, le matériau doit être assez épais pour que l’absorption des photons soit efficace, et dans le même temps, l’accroissement de l’épaisseur augmente les chances de recombinaison des porteurs. Afin d’avoir à la fois absorption et couche mince, des structures radiales (nanopiliers ou nanocones) peuvent être utilisées, qui ont des diamètres inférieurs à la longueur de diffusion des porteurs minoritaires, ce qui garantit une bonne collecte des porteurs. Ce travail présente la réalisation et la caractérisation de cellules solaires silicium bas coût, basées sur des nanostructures (piliers ou cônes). Pour la nanostructuration, l’usage d’un masqueur électronique est évité grâce à l’utilisation de microbilles de silice, déposées par technique Langmuir-Blodget et servant de masque à la gravure sèche des nanostructures. L’électrode face avant est en ZnO, obtenue par technique sol-gel. Avant la fabrication, une simulation des propriétés optiques des nanostructures en fonction de leur forme (densité, hauteur, diamètre,) a été réalisée à l’aide de calculs FDTD (Finite Difference Time Domain). La synthèse des films ZnO par sol gel a été optimisée (concentration des dopants, recuit thermique, hydrogénation, …) afin d’avoir la meilleure transparence optique et la plus faible résistivité. Finalement, des cellules solaires n+- i - p ont été réalisées, assemblant nanostructures et couche ZnO. Des étapes supplémentaires de passivation des défauts de surface et d’interfaces associés aux nanostructures ont été finalement menées. / For planar p-n junction solar cell, the material must be thick enough to have enough absorption, whereas increasing the thickness leads to the increase of recombination of carriers. In order to decouple the requirement of light absorption and carrier collection, nanopillars (or nanocones) radial p-n junction are introduced. Nanopillars (or nanocones) have greater absorption and radial geometry offers minimal recombination if the diameter of nanopillars ( or nanocones ) is smaller than the minority carrier diffusion length. This work presents the realization and characterization of low-cost Si nanostructures (nanopillars and nanocones) solar cell with sol-gel derived ZnO transparent electrodes. In order to decrease the fabrication price, silica balls and Lamguir-Blodgett techniques are used as the substitutes of photoresist and electrical beam lithography, respectively. Besides, ZnO thin film transparent electrodes are synthesized by low-cost sol-gel methods For pursuiting high efficiency, first of all, we have tested the absorption of nanopillars and nanocones by varying their periods, diameters, lengths and sidewalls. Second, we have optimized the electrical properties of ZnO thin film by changing the synthesis parameters, such as doping concentration, baking temperature, anneal temperature and hydrogen treatment. In the end, solar cells were fabricated based on optimized Si nanostructures and optimized ZnO thin films. Due to their bad electrical properties associated with surface defects, surface passivation methods were performed to reduce the defects concentration in p-i-n junction and improve the efficiency of solar cells.

La viabilité de la filière silicium pour la conversion photovoltaïque n’est plus à démontrée, notamment au regard du nombre croissant d’industries de cellules solaires qui s’implantent dans les pays développés. Le développement de nouvelles structures ou dispositifs optiques afin d’améliorer le piégeage de la lumière au sein des cellules solaires est un véritable défi. Les travaux de cette thèse portent sur une nouvelle génération de capteurs solaires performants en s’appuyant sur l’association d’une nanostructuration de la surface, d’un réseau de nano-objets métalliques et de terres rares au sein d’une matrice vitreuse. Dans un premier temps, nous avons optimisé deux formes de textures à la surface du silicium qui ont augmenté l’absorption de 15 % pour les formes à nanopiliers et de 28 % pour les nanocônes. La gravure du silicium engendre l’apparition de défauts sur la surface. Nous avons travaillé sur trois approches de passivation pour limiter les phénomènes de recombinaison avec les matériaux Al2O3 et SiNx. La deuxième étape de ces travaux a porté sur l’étude des plasmoniques d’un réseau de nano-objets d’argent fabriqués à travers des microsphères de silice auto-assemblées déposées par la technique Langmuir-Blodgett. Leur intégration dans la matrice vitreuse a augmenté significativement le rendement de nos cellules solaires. Dans la dernière partie, nous avons étudié l’association de ces nano-objets métalliques avec une couche down-conversion constituée d’une matrice SiNx avec les terres rares Tb3+ et Yb3+.Cette association a montré une augmentation de l’intensité de photoluminescence d’un facteur 2,3. L’application de la couche DC seule sur nos cellules a augmenté l’efficacité d’un facteur 1,68. / The viability of the silicon sector for the photovoltaic conversion is not any more in demonstrated, in particular with regard to the increasing number of industries of solar cells which become established in the developed countries. To obtain a large absorption of the light, the development of new structures or optical devices to improve the light trapping within solar cells is a real challenge. The works of this thesis concern a new generation of solar cells on the association of a network of metallic nano-objects and rare earth within a SiNx matrix. At first, we optimized two forms of textures on the surface of the silicon which increased the absorption in 15 % for the forms with nanopillars and 28 % for nanocones. The etching process of the silicon engenders the appearance of defects on the surface. We worked on three approaches of the surface passivation using thin layers of Al2O3 and SiNx materials to limit the phenomena of recombination. The second step of these works concerned the study of the plasmonics of a silver nanoparticles arrays fabricated through auto-assembled silica microspheres deposited by the Langmuir-Blodgett technique. The incorporation of silver nanoparticles in the matrix increased significantly our solar cells efficiency. In the last part, we studied the association of these metallic nano-objects with a layer down-conversion established of a matrix SiNx with rare earth Tb3+ and Yb3+. This association showed an increase of the intensity of photoluminescence of a factor 2,3. The application of the DC layer alone on our cells increased the efficiency of a factor 1,68.

Contrairement à l’électronique conventionnelle à base de silicium, l’électronique organique offre de nouvelles possibilités telles que la production sur grande surface et à faible bilan thermique, ou encore l’utilisation de substrats flexibles et transparents. Afin d’améliorer la conductivité des semi-conducteurs ainsi que le contact polymère-électrode métallique, le dopage en électrons et en trous doit être développé dans les matériaux organiques. Dans cette thèse, des techniques de caractérisation électrique (courant tension à température variable, capacité, spectroscopie d’admittance), optique (spectroscopie UV-visible et de photoluminescence) et matériau (RMN, MEB, MET) ont été utilisées pour analyser l’influence de la concentration en dopant Mo(tfd-COCF3)3 sur les propriétés électriques du polymère PBDTTT-c et améliorer notre compréhension du mécanisme mis en jeu dans le dopage. La couche dopée a été intégrée avec succès dans un photodétecteur organique en utilisant une technique de laminage afin de remplacer la couche habituellement utilisée de PEDOT:PSS, connue pour générer des problèmes de stabilité dans le dispositif. Enfin, la technique de laminage et le savoir acquis sur le dopage des semi-conducteurs organiques ont permis d’étudier l’impact du dopage non intentionnel par l’oxygène sur les performances des photodétecteurs organiques. Bien qu’il soit encore nécessaire de renforcer notre compréhension sur le dopage des semi-conducteurs organiques, améliorer la technique de dépôt par laminage et introduire la couche dopée dans divers dispositifs imprimés, les résultats présentés dans cette thèse sont prometteurs pour le développement de l’électronique organique. / Organic electronics is a promising route for the next generation of electronic devices. With large area scalability, compatibility with flexible and semitransparent substrates, and low temperature processability, printed electronics offers an interesting alternative to conventional silicon-based electronics. On its way to achieve better performances, hole and electron doping needs to be developed to improve the material conductivity as well as the polymer-metal electrode contact. In this work, we have studied the electrical characteristics of the polymer PBDTTT-c upon addition of p-dopant Mo(tfd-COCF3)3. Complementary electrical (variable temperature current voltage, capacitance, admittance spectroscopy), optical (UV-visible absorption and photoluminescence spectroscopy) and material (NMR, SEM, TEM) characterization techniques have been used to analyze the impact of the doping concentration on the electrical properties of the polymer and improve our understanding of the doping mechanism involved. The doped layer was then successfully integrated in an organic photodetector using soft contact transfer lamination to replace the widely used PEDOT:PSS layer, known to be responsible for stability issues. Finally, both the lamination technique and the knowledge acquired on organic semiconductor doping were used to study the impact of unintentional oxygen doping on the organic photodetector performances.Although further works are necessary to complete our understanding of organic semiconductor doping, enhance the lamination processes and introduce doped layers in various solution printed devices, present results are promising for the improvement of organic electronic devices.