In dieser Arbeit werden Ergebnisse zur reaktiven epitaktischen Schichtabscheidung von CoSi$_2$ auf Si(001)-basierten epitaktischen Heterostrukturen präsentiert. Während der Abscheidung wurde Reflexionsbeugung hochenergetischer Elektronen (RHEED) zur in situ Charakterisierung der Oberfläche eingesetzt. Mit Hilfe eines Computerprogrammes zur kinematischen Simulation von RHEED-Beugungsdiagrammen konnten die aufgenommenen Beugungsbilder von A- und B-Typ-CoSi$_2$ interpretiert werden. Aus weiteren Analysen (XRD, RBS, XRR, TEM, TED) ergab sich, daß sich bei tiefen Substrattemperaturen CoSi$_2$-Schichten bilden, die A- und B-Typ-CoSi$_2$ enthalten. Schichten, die bei hohen Temperaturen gefertigt wurden, weisen nur A-Typ CoSi$_2$ auf.

Chemnitz, Techn. Univ., Diss., 1999.

Stuttgart, Univ., Diss., 2002.

Chemnitz, Techn. Univ., Diplomarb., 1999.

Chemnitz, Techn. Univ., Diplomarb., 1999.

Stuttgart, Univ., Diss., 2003.

Zugl.: Stuttgart, Univ., Diss., 2004.

Techn. Universiẗat, Diss., 2004--Darmstadt.

Le transfert des données est le principal défi pour répondre à la demande croissante d’échange d’informations au 21eme siècle. Une amélioration possible des dispositifs actuels réside dans le passage vers une technologie d’interconnexions optiques. Cette thèse explore le développement de lasers à semi-conducteurs III-V à base de GaSb (III-Sb) épitaxiés par jets moléculaires (EJM) pour obtenir des sources laser émettant vers 1,55 µm, la gamme des télécommunications, et leur intégration sur substrat Si. Les III-Sb présentent des propriétés intéressantes en termes de relaxation des contraintes, mais sont plutôt adaptés pour une émission dans le moyen – infrarouge. Grâce à un nouveau dessin de zone active basé sur l’insertion de plans atomiques d’Al0.68In0.32Sb dans des puits quantiques Ga0.8In0 .2Sb nous avons obtenu par technologie en voie humide à l'Université de Montpellier des lasers GaSb fonctionnant en continu à température ambiante à 1,55 µm avec des performances comparables à l’état de l’art dans ce domaine. Par la suite, j'ai développé et optimisé au III – V Lab et à l’Université de Montpellier deux technologies basées sur la gravure sèche des structures. Cela a permis de réduire la largeur du ruban laser jusqu’à 1,5 µm, ce qui d’après mes simulations est nécessaire pour obtenir un fonctionnement monomode transverse du laser indispensable pour les applications en télécommunications. Nous avons également étudié la croissance EJM des III-Sb sur substrat Si pour intégrer directement les lasers sur ce substrat. Nous avons obtenu les premiers lasers GaSb intégrés sur Si fonctionnant en continu à température ambiante vers 1.55 µm. Pour un composant de 1 mm x 10 µm, le courant de seuil est de 300 mA et la puissance optique par facette non-traitée est de 3,2 mW à 500 mA de courant injecté. Ces résultats ouvrent la voie à l’intégration monolithique de lasers III-Sb sur plateformes Si pour des applications télécom. / The transfer of information is the main challenge to meet the growing demand of IT capacities in the 21st century. A possible improvement of existing devices is shifting to optical interconnects technology.This PhD explores the molecular-beam epitaxy (MBE) growth and development of antimonide (III-Sb) III-V semiconductor lasers for emission in the telecom range, near 1.55 µm, and their integration on Silicon substrates. III-Sb present interesting properties in term of strain relaxation but they are characterized by a natural emission in the mid – infrared range. Thanks to a new active zone design based on inserting monolayer-thin Al0.68In0.32Sb layers inside Ga0.8InSb QWs, we have obtained by wet processing at Université de Montpellier GaSb-based lasers working in continuous wave above room temperature, at the target wavelength. In addition, their performances were comparable to the performances of the well – established InP technology used in commercial telecom devices. Next, I have developed and optimized at both III-V Lab and Université de Montpellier new process flows based on dry etching of the structures. This allowed reducing the laser ridge width down to 1.5 µm, a value that modeling shows to be needed for single transverse-mode operation. In addition, we have investigated the MBE growth of III-Sb on Si substrates for the direct integration of lasers. We demonstrated the first cw, room temperature laser emission near 1.55 µm from GaSb devices integrated onto Si. For a 1 mm x 10µm diodes the threshold current was of 300 mA and the optical power per uncoated facet was 3.2 mW under 500 mA injected current. These results open the way to the monolithic integration on Si platforms of III-Sb devices for telecom applications.

La nano-structuration de matériaux semiconducteurs à grand gap à base de GaN fait l'objet d'un très grand intérêt de par son potentiel pour l'élaboration de composants optoélectroniques innovants émettant dans la gamme spectrale de l’ultraviolet. Le contrôle de la croissance à l'échelle nanométrique doit être ainsi démontré. L'épitaxie sélective ou SAG (Selective Area Growth) étendue au domaine nanométrique (NSAG pour NanoSAG) est un excellent choix pour l'élaboration de nanostructures de semiconducteur. Cette technique consiste en la croissance localisée du matériau sur un substrat partiellement recouvert d'un masque en diélectrique. La NSAG permet l'élaboration d'hétéro-structures en fort désaccord de maille grâce aux mécanismes singuliers de relaxation des contraintes à l'intérieur des nanostructures qui réduisent considérablement la densité de dislocations créées. La première partie de la thèse porte sur la mise en œuvre de l'épitaxie sélective du GaN sur pseudo-substrat de GaN à l'échelle micrométrique puis nanométrique par la technique d'épitaxie en phase vapeur aux organométalliques. Dans un deuxième temps, la NSAG est utilisée pour l'épitaxie de nanostructures de GaN sur substrats de SiC-6H et pseudo-substrat d'AlN. L'influence des conditions de croissance et des motifs définis dans le masque sur la forme des nanostructures est étudiée par la microscopie électronique à balayage et la microscopie à force atomique. Finallement la microscopie électronique en transmission et la nano-diffraction des rayons X par rayonnement synchrotron sont utilisées pour l'analyse structurale approfondie des nanostructures / GaN based wide bandgap semiconductor materials nanostructures have a tremendous potential of applications for innovative optoelectronic devices emitting in the UV region (190-340nm). Thus, the feasibility of the nanoscale growth must be demonstrated. Selective Area Growth (SAG) extended to the nanoscale (NSAG for NanoSAG) is an excellent approach for growing semiconductor nanostructures. This technique is based on localized growth of the material on substrates partially covered by dielectric masks. NSAG technique allows the growth of highly mismatched materials because the density of dislocation is reduced thanks to singular stress relief mechanisms that occur at nanoscale. The first part of the work consists in the implementation of the GaN selective epitaxy on GaN template substrate at the micrometer and nanometer scales by Metal Organic Vapor Phase Epitaxy. In a second time, the NSAG technique is used for the growth of GaN nanostructures on SiC-6H substrate and AlN template substrate. The influence of the growth conditions and the mask pattern on the nanostructures shape is demonstrated using Scattering Electronic Microscopy and Atomic Force Microscopy. Fine structural analysis of the nanostructures is finally investigated using advanced characterization tools such as Transmission Electron Microscopy and X-rays nano-diffraction by synchrotron radiation