Les dispositifs à base de GaN et ses alliages sont de plus en plus présents dans notre quotidien avec le développement exponentiel des diodes électroluminescentes (LED). Bien que la majorité des productions commerciales soient pour le moment effectuées sur substrat saphir, le silicium, disponible en de plus grands diamètres et pour un coût moindre, est de plus en plus pressenti comme le substrat d’avenir pour le développement des technologies GaN. L’utilisation de ce substrat devrait aussi permettre le développement du marché de l’électronique de puissance du GaN basée sur les transistors à haute mobilité électronique (HEMT) dont les performances dépassent les limites des technologies silicium. Néanmoins, afin de permettre ou faciliter le développement de dispositifs avancés, certaines briques technologiques sont nécessaires comme le dopage par implantation ionique. L’utilisation du GaN soulève des problématiques nouvelles pour ces briques technologiques.Au cours de cette thèse nous avons donc cherché à implémenter le procédé de dopage par implantation ionique du GaN et son étude au sein du CEA-LETI en nous focalisant principalement sur le dopage p par implantation de Mg. Nous avons identifié les principales problématiques liées aux propriétés intrinsèques du matériau (difficulté du dopage p, instabilité à haute température…) et les solutions les plus prometteuses de la littérature. Nous avons ensuite cherché à mettre en place notre propre procédé en développant des couches de protection déposées in-situ pour permettre les traitements thermiques à haute température des couches implantées. Cela a rendu possible l’étude des cinétiques d’évolution des couches implantées pendant des recuits « conventionnels » (rampes < 10 °C/min, durée de plusieurs dizaines de minutes, T < 1100 °C) en utilisant notamment des caractérisations de photoluminescence (µ-PL) et de diffraction des rayons X (XRD). Nous avons aussi mis en évidence un effet de diffusion et d’agrégation à haute température du Mg implanté. Nous avons ensuite cherché à modifier le procédé d’implantation (implantation canalisée, co-implantation) pour favoriser l’intégration du dopant et limiter la formation de défauts. En parallèle nous avons évalué l’intérêt de recuits secondaires (recuits rapides (RTA), recuit laser, micro-ondes) afin de finaliser l’activation du dopant. Finalement nous avons aussi mis en place un procédé de caractérisation électrique de couche de GaN dopées au sein du laboratoire. / GaN-based devices and their alloys are increasingly present in our daily lives with the exponential development of light-emitting diodes (LEDs). Although the majority of commercial production is currently carried out on sapphire substrates, silicon, available in larger diameters and at a lower cost, is increasingly seen as the substrate of the future for the development of GaN technologies. The use of this substrate should also allow the development of the GaN power electronics market based on high electron mobility transistors (HEMTs) whose performances exceed the limits of silicon technologies. Nevertheless, in order to allow or facilitate the development of advanced devices, specific processes are necessary such as doping by ion implantation. The use of GaN raises new problems for these technological bricks.During this thesis we therefore sought to implement the ion implantation doping process of GaN and its study within the CEA-LETI while focusing mainly on p doping by Mg implantation. We have identified the main issues related to the intrinsic properties of the material (difficulty of p-doping, instability at high temperatures...) and the most promising solutions in the literature. We then sought to implement our own process by developing in-situ protective layers to allow high temperature annealing of the implanted layers. This enabled the study of the evolution kinetics of the implanted layers during "conventional" annealing (ramps < 10 °C/min, duration of several tens of minutes, T < 1100 °C) using photoluminescence (µ-PL) and X-ray diffraction (XRD) characterizations. We also evidenced a diffusion and aggregation effect at high temperature of the implanted Mg. We then sought to modify the implantation process (channeled implantation, co-implantation) to promote the integration of the dopant and limit the formation of defects. In parallel we evaluated the interest of secondary annealing (Rapid thermal annealing (RTA), laser annealing, microwave) in order to finalize the activation of the dopant. Finally we also set up an electrical characterization process for doped GaN layers in the laboratory.

Malgré son grand potentiel, l’énergie photovoltaïque n’arrive pas encore à trouver une grande place dans le paysage énergétique mondial. Elle se heurte à deux problèmes de taille : le coût et le rendement. Les cellules solaires à base du silicium multicristallin (mc-Si) perdent beaucoup de leur rendement à cause de la présence des impuretés métalliques. Plusieurs recherches ont montré que les cavités induites par implantation ionique sont efficaces dans le piégeage des impuretés. Mais les techniques utilisées dans l’implantation n’ont pas permis à ce procédé de se développer dans l’industrie à cause de leur coût élevé. Le plasma immersion ion implantation (PIII) est une technique bas coût qui permet d’implanter de grandes surfaces. Elle est utilisée dans le traitement de surface à l’échelle industrielle, mais à ce jour aucune étude n’a montré son utilisation dans le piégeage des impuretés dans le silicium. Dans cette thèse nous avons créé des cavités dans le mc-Si par implantation d’hydrogène par PIII. Plusieurs techniques de caractérisation ont été utilisées afin d’étudier le mécanisme de formation de ces cavités. La MET, la photoluminescence et les positons ont été utilisées pour avoir un maximum d’informations sur la nature et l’évolution des défauts créés par implantation d’hydrogène. Nous avons également étudié la différence entre les cavités formées par PIII et celles formées par implantation classique. Les cavités formées ont été utilisées, par la suite, pour le piégeage des impuretés métalliques présentes dans le mc-Si (Cu, Fe, Cr et Ni). Les résultats obtenus par SIMS ont monté l’efficacité de notre procédé dans le piégeage des impuretés métalliques. / Extraction of silicon metal impurities to be used for photovoltaic by plasma immersion ion implantation (PII)

Les circuits deviennent de plus en plus intégrés pour augmenter les performances des dispositifs microélectroniques. La formation de jonctions ultra courtes (USJs) est un challenge majeur pour la réalisation de la prochaine génération de transistors à effet de champ (MOSFET) ayant une longueur de grill inférieure à 25 nm. L’implantation ionique est la technique la plus utilisée pour fabriquer des jonctions dans du Si, mais elle génère des défauts étendus, des interstitiels (Is) et des lacunes (Vs), qui introduisent des effets néfastes dans les composants, comme l’effet d’un transitoire de diffusion accélérée (TED) du bore et la formation d’agrégats de bore et d’Is (BICs). Une ingénierie de défauts par triple implantation (He, Si et B) a été utilisée pour maîtriser ces effets. Le rôle de chaque implantation d’He et de Si sur la diffusion du B est présenté dans ce mémoire. Les échantillons ont été caractérisés par SIMS, TEM, effet Hall, PAS, NRA etc. Pour fabriquer des USJs, le meilleur procédé est dans un premier temps l’introduire des cavités par implantation d’He pour créer une barrière de diffusion aux Is. Puis une implantation Si est réalisée à une énergie telle que la couche de cavités soit située entre les couches de Vs et d’Is qui sont introduites par cette même implantation. Enfin les atomes de B sont introduits à une faible énergie par implantation ionique ou par immersion plasma (PIII) pour créer les USJs. Au cours du recuit rapide d’activation (RTA), les Vs introduites par implantation Si peuvent se recombiner avec les Is introduites par implantation du B pour augmenter l’activation du dopant et limiter la diffusion du B. Une jonction ayant une épaisseur Xj de (12 ± 1) nm et une Rs de (150 ± 10) O/? a été réalisée. / The circuit becomes more and more integrated. Ultra shallow junctions (USJs) formation is a key challenge for realization of the next sub-25nm generation of metal oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET). Ion implantation is now a basic technique in the manufacture of Si based junctions in microelectronic industry. But it generates damages such as interstitials (Is) and vacancies (Vs) and induces several drawback effects, including boron transient enhanced diffusion (TED) and boron-interstitial clusters (BICs). Defect engineering by triple-implantation (He, Si and B) used to overcome these drawback effects for the USJs formation has been studied in this thesis. Each effect of He or Si implantation on B diffusion has been presented in this rapport. The samples are mainly characterized by SIMS, TEM, Hall effect, PAS and NRA. The best solution is that the He implantation followed by an annealing is first performed to create cavities to stop the Is diffusion to the surface. Then Si implantation is realized with a appropriate energy to put the band of cavities located in the middle of the zone of Vs and Is introduced by itself. At last, the B is implanted in a low energy by ion implantation or plasma ion immersion implantation (PIII) to realize the USJ. With this structure, the Vs can recombine with the Is introduced by B implantation to raise the activation rate and to limit the B diffusion when rapidly annealed (RTA). A junction with a depth (Xj) of (12 ± 1) nm and a Rs of (15 0± 10) O/? is achieved.

Introdução: A utilização de próteses bucomaxilofaciais é de extrema importância para a reintegração no convívio social dos pacientes acometidos de deformidades congênitas ou adquiridas. Tendo em vista os avanços dos sistemas de retenção, fixação e ancoragem extraoral na reabilitação bucomaxilofacial realizou-se revisão sistemática. Objetivos: verificar a evolução das retenções das próteses bucomaxilofaciais comparando os sistemas osseointegrados, aos sistemas não osseointegrados, analisando algumas variáveis como: taxa de sobrevivência dos implantes ao longo do tempo, idade média dos pacientes, etiologia do defeito facial e sitio dos sistemas de retenção relacionado ao tipo de prótese, em formato de revisão sistemática. Métodos: Realizou-se busca bibliográfica nas bases de dados PubMed e SCOPUS, após elaboração de estratégias de busca, obteve-se 2630 artigos onde foram analisados títulos, resumos e eliminadas duplicidades. Resultados: Obteve-se 25 artigos pré-selecionados que passaram pelos critérios de inclusão e exclusão sendo eleitos 13 artigos para a revisão sistemática. Conclusão: As próteses retidas por implantes superam os sistemas convencionais. A perda dos implantes foi muito pequena nos estudos analisados, apesar do tempo de acompanhamento ser relativamente curto e dos protocolos distintos de tratamento. A idade adulta entre a quarta e quinta década de vida foi a de maior prevalência. A etiologia mais incidente são as neoplasias. Os sistemas osseointegrados fixados por implantes por retenção barra clipe se localizam mais na região auricular e retenção magnética nas regiões nasal e orbital. Os sistemas não osseointegrados, a retenção anatômica é mais utilizada na região ocular, retenção mecânica na região orbital e o uso da retenção por adesivos nas regiões nasal e orbital. / Introduction: The use of maxillofacial prostheses is the most importance for reintegration into social life of patients suffering from congenital or acquired deformities. Given the advances in retention, fixation and extraoral anchorage systems in maxillofacial rehabilitation got systematic review. Objectives: To observe the evolution of the retentions of maxillofacial prostheses comparing osseointegrated systems, non osseointegrated systems, analyzing some variables such as survival rate of implants over time, mean patient age, etiology of facial defect and place restraint systems related kind of prosthesis, in a systematic review format. Methods: We performed a literature search in PubMed and SCOPUS database, after preparation of search strategies, we obtained 2630 articles where were checking titles, abstracts and eliminated duplicates were analyzed. Results: We obtained 25 pre-selected articles that passed the criteria for inclusion and exclusion being elected 13 articles for systematic review. Conclusion: The dentures retained by implants outperform conventional systems. The loss of the implants was very small in the analyzed studies, although the follow-up time is relatively short and the different treatment protocols. Between the fourth and fifth ages of life was the most prevalent. The most frequent etiology are neoplasms. Osseointegrated systems for fixed for implants retention bar clip are located more auricular and magnetic retention in the regions nasal and orbital. Non osseointegrated systems, anatomical retention is most commonly used in the ocular region, mechanical retention in orbital region and the use of adhesives for retention in the regions nasal and orbital.

L'acquisition du phénotype de la réceptivité endométriale est une étape clé de l'implantation embryonnaire. Dans ce contexte, ce projet vise à mieux cerner les mécanismes moléculaires de la réceptivité endométriale. Des approches globales (transcriptome et protéome), ont été utilisées pour nos activités de recherche et le développement d'outils diagnostiques en AMP. Nous avons déterminé les fonctions d'un de nos bio-marqueurs de la réceptivité endométriale par shARNs, S100A10. L'extinction de S100A10 dans les cellules primaires endométriales affecte la migration, la décidualisation et l'apoptose des cellules endométriales, des fonctions biologiques majeures impliquées dans le processus d'implantation. D'autre part, nous avons implanté notre test d'appréciation de la réceptivité endométriale dans une clinique de fertilité à Montréal et initié une étude prospective clinique de l'évaluation de la réceptivité endométriale en cycle naturel de patientes en attente d'une procédure de FIV/ICSI. De plus, nous avons démontré un effet délétère d'une progestéronémie élevée le jour du déclenchement de l'ovulation sous traitement de stimulation ovarienne sur la transition des profils transcriptomiques des endomètres pré-réceptif et réceptif, suggérant une accélération de la maturation endométriale pendant la phase péri-ovulatoire, sans pour autant affecter la réceptivité endométriale. Enfin, nous avons montré que la réceptivité endométriale des patientes sous traitements hormonaux substitutifs différait de celles en cycle naturel, caractérisée par une altération des voies de signalisation médiée par les récepteurs aux œstrogènes, des membres de la famille VEGF et des intégrines. / The acquisition of the receptive endometrial phenotype is a key step of the embryo implantation. In this context, this project aims to better understand the molecular mechanisms of the endometrial receptivity. Global technologies (transcriptome and proteome) were used for our research and the development of diagnostics tools in assisted reproductive technologies. We determined the functions of one of our endometrial receptivity biomarkers, S100A10, using shRNAs. S100A10 knockdown in primary endometrial cells affected migration, decidualization and apoptosis of endometrial cells, some major biological functions involved in the implantation process. Moreover, we established our test assessing endometrial receptivity in a fertility clinic in Montreal and initiated a prospective clinical study of the evaluation of endometrial receptivity in natural cycle of patients waiting for an ICSI/IVF attempt. Moreover, we demonstrated an alteration of the gene expression shift from the pre-receptive to the receptive stage of the endometrium of patients with elevated serum progesterone level on the day of ovulation induction, suggesting an accelerated endometrial maturation during the periovulation phase, and thus, without affecting the endometrial receptivity. Finally, we demonstrated that the endometrial receptivity of patients under hormone replacement therapy was different from patients in natural cycle, characterised by alternations in the signaling pathways mediated by the oestrogen receptor, VEGF family members and integrins.

Dans les instants qui suivent l'implantation d'ions hydrogène dans du silicium monocristallin à température ambiante, des défauts complexes se forment et une contrainte en compression apparaît dans les plans parallèles à la surface du wafer. L'évolution thermique de ce système au cours du recuit conduit à la co-précipitation d'atomes d'hydrogène et de lacunes de silicium sous la forme de cavités plates (platelets) localisées dans deux familles de plans. Ces platelets sont à l'origine d'un phénomène de fracture utilisé par l'industrie pour la fabrication de substrats SOI innovants et le mécanisme conduisant à leur formation doit être approfondi. Dans ce travail, nous avons tout d'abord décrit la formation, à température ambiante, des complexes résultants de la rencontre entre les défauts ponctuels initialement générés par l'implantation. Le modèle proposé dépend des concentrations et des diffusivités de ces défauts ponctuels ainsi que des énergies de formation des complexes considérés. Nous avons relié ces concentrations à la contrainte générée ainsi qu'à la déformation du cristal en résultant. Des mesures expérimentales de ces grandeurs nous ont permis de calibrer notre modèle et de proposer une explication quant à la réaction mécanique du silicium à l'implantation d'hydrogène. Nous avons ensuite calculé la variation de l'énergie libre de Gibbs du système consécutive à la nucléation d'un platelet. Dans un cristal non contraint, cette énergie ne dépend que de la famille de plans à laquelle appartient le platelet. Dans un système sous contrainte, nous montrons que cette énergie dépend également d'un terme décrivant le couplage entre cette contrainte et le champ de déformation généré par le platelet. Puisque ces énergies contrôlent les taux de nucléation respectifs des différents variants d'orientation des platelets, nous avons pu calibrer notre modèle à partir d'observations expérimentales par TEM des occurrences des différents variants, en fonction de l'amplitude et de la direction de la contrainte, c'est-à-dire en fonction de l'orientation des wafers et de la profondeur considérée. Les modèles proposés dans ce travail, bien qu'appliqués à l'implantation d'hydrogène dans le silicium, sont tout à fait génériques. Ils montrent comment contraintes et défauts interagissent en fin d'implantation et en tout début de recuit thermique. Ils devraient permettre d'optimiser le procédé industriel Smart Cut(tm) en imposant des conditions favorisant la formation de " platelets utiles " à la fracture, mais au-delà, de manipuler l'orientation de nano-précipités dans des matrices cristallines, ouvrant ainsi la voie à la fabrication contrôlée de nanostructures fonctionnelles. / Hydrogen implantation at room temperature into monocrystalline silicon leads to the formation of complex defects and also to the appearance of in-plane compressive stress. During annealing hydrogen atoms and vacancies co-precipitate into platelets lying on two types of habit planes. These platelets play a decisive role in the fracture of the material that can occur during further annealing and which is used for the manufacture of SOI wafers. Thus, their nucleation mechanism has to be well understood. First, we described the formation of complexes at room temperature following the encounters of point defects formed by ion implantation. In this model, the concentrations of the formed complexes depend only on their formation energies and on the concentrations and diffusivities of point defects. Furthermore, the concentrations of the different complexes were coupled to the stress and strain build-up. Using the experimentally measured strain, we could calibrate our model and explain the mechanical reaction of silicon to hydrogen implantation. In a second part, the variation of the free Gibbs energy of the system following the nucleation of a platelet was calculated. In an unstressed crystal, this energy only relies on the habit plane of the platelet. When the system is under stress, this energy also depends on a term coupling this stress and the strain field generated by the platelet. Because those energies control the nucleation rate of the platelets variants, we could calibrate our model using the TEM observations of the platelets occurrences, as function of the stress amplitude and direction, i.e. as function of the wafer orientation and the platelet depth location. The models developed here are generic and can be applied to a wide variety of systems. They show how stress and defects interact once implantation is over and at the beginning of annealing. These models are believed to be helpful to optimize the industrial Smart Cut(tm) process by favoring the occurrence of platelets "useful" for fracture but, going beyond, to manipulate the orientation of nanocrystals in a crystalline matrix paving the way to the fabrication of "functional" nanostructures.

A new understanding of the damage formation mechanisms in Si is developed and investigated over an extended range of ion energy, dose, and irradiation temperature. A simple model for dealing with ion-induced damage is proposed, which is shown to be applicable over the range of implantation conditions. In particular the concept of defect "excesses" will be discussed. An excess exists in the lattice when there is a local surplus of one particular type of defect, such as an interstitial, over its complimentary defect (i.e., a vacancy). Mechanisms for producing such excesses by implantation will be discussed. The basis of this model specifies that accumulation of stable lattice damage during implantation depends upon the excess defects and not the total number of defects. The excess defect model is validated by fundamental damage studies involving ion implantation over a range of conditions. Confirmation of the model is provided by comparing damage profiles after implantation with computer simulation results. It will be shown that transport of ions in matter (TRIM) can be used effectively to model the ion-induced damage profile, i.e. excess defect distributions, by a simple subtraction process in which the spatially correlated defects are removed, thereby simulating recombination. Classic defect studies illuminate defect interactions from concomitant implantation of high- and medium-energy Si+-self ions. Also, the predictive quality of the excess defect model was tested by applying the model to develop several experiments to engineer excess defect concentrations to substantially change the nature and distribution of the defects. Not only are the excess defects shown to play a dominant role in defect-related processing issues, but their manipulation is demonstrated to be a powerful tool in tailoring the implantation process to achieve design goals. Pre-amorphization and dual implantation of different energetic ions are two primary investigative tools used in this work. Various analyses, including XTEM, RBS/channeling, PAS, and SIMS, provided experimental verification of the excess defect model disseminated within this dissertation.

Opto-electronic semiconductor technology continues to grow at an accelerated pace, as the industry seeks to perfect devices such as light emitting diodes for purposes of optical processing and communication. A strive for greater efficiency with shrinking device dimensions, continually pushes the technology from both a design and materials aspect. Nanosystems such a quantum dots, also face new material engineering challenges as they enter the realm of quantum mechanics, with each system and material having markedly different electronic properties. Traditionally, the semiconductor industry has focused on materials such Group II-VI and III-V compounds as the basis material for future opto-electronic needs. Unfortunately, these material systems can be expensive and have difficulties integrating into current Si-based technology. The industry is reluctant to leave silicon due in part to silicon's high quality oxide, and the enormous amount of research invested into silicon based circuit fabrication. Although recently materials such as GaN are starting to dominate the electro-optical industry since a Si-based substitute has not been found. The purpose of the dissertation was to examine several promising systems that could be easily integrated into current Si-based technology and also be produced using simple inexpensive fabrication techniques such ion implantation. The development of optically active nano-sized precipitates in silica to form the active layer of an opto-electronic device was achieved with ion implantation and thermal annealing. Three material systems were investigated. These systems consisted of carbon, silicon and metal silicide based nanocrystals. The physical morphology and electronic properties were monitored using a variety of material characterization techniques. Rutherford backscattering/channeling were used to monitor elemental concentrations, photoluminescence was used to monitor the opto-electronic properties and transmission electron microscopy was used to study the intricate morphology of individual precipitates. The electronic properties and the morphology were studied as a function of implant dose, anneal times and anneal temperatures.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第22442号 / 工博第4703号 / 新制||工||1734(附属図書館) / 京都大学大学院工学研究科原子核工学専攻 / (主査)教授 斉藤 学, 教授 神野 郁夫, 准教授 松尾 二郎 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DFAM

Ce travail a pour but d'implémenter des procédés d’implantation ionique pour des cellules solaires à hétérojonctions de silicium (SHJ) afin d'en simplifier le procédé de fabrication ou d’en augmenter les performances.Nous avons d'abord étudié le procédé pour réaliser le dopage des couches de silicium amorphe hydrogéné (a-Si:H). Par ce nouveau procédé, il est possible de réaliser des dopages localisés de manière simple, à travers des masques, ce qui peut permettre une diminution des coûts de fabrication de certains types de cellules SHJ comme les cellules à contacts interdigités à l'arrière. Les implantations de phosphore et de bore ont été étudiées, pour la réalisation de dopage respectivement de type n et p. Les comportements et les conclusions sont très différents pour ces deux types de dopage. Le phosphore étant plus lourd que le bore, il est possible de l'implanter dans des couches très minces sans endommager fortement l'interface avec le silicium cristallin, mais la création très importante de défauts dans le a-Si:H, résistant à des recuits post-implantation, conduit à de fortes dégradations des propriétés électriques du a-Si:H, et il n'a pas été possible d'atteindre des niveaux de conductivité suffisants. Au contraire, pour le bore, conformément à des résultats de la littérature, les atomes sont activés plus facilement par un recuit post-implantation grâce à la forte diminution de la concentration de défauts localisés. Cependant, le bore, implanté plus profondément, atteint e plus facilement l'interface, ce qui nécessite des recuits à plus haute température pour guérir les défauts d'interface. Néanmoins, pour des couches de a-Si:H de l'ordre de 25 nm, nous avons pu trouver des conditions technologiques permettant d'obtenir des propriétés comparables à celles obtenues par le procédé classique de dépôt de (p) a Si:H assisté par plasma, à savoir des valeurs élevées de conductivités du a-Si:H (10-4 Ω-1cm-1) et de passivation d’interface (i VOC > 700 mV).Une deuxième partie de ce travail est consacrée à l’étude d’une nouvelle cellule, dite à homo hétérojonction de silicium (HHJ) comprenant un homo-émetteur additionnel (p+) c-Si à l’hétéro-interface côté émetteur. Le but est d’améliorer la passivation de l’interface afin d’augmenter le rendement de la cellule. Des simulations numériques ont mis en évidence une augmentation de FF de la cellule HHJ, que nous avons pu attribuer à une meilleure passivation par effet de champ et à une diminution de la résistance globale du a-Si:H due à des modifications des courbures de bandes. Elles ont aussi montré la nécessité d’un homo-émetteur suffisamment mince et fortement dopé (5×1018 cm-3). De ce fait, nous avons utilisé le procédé d’implantation ionique pour développer des profils de bore adéquats et avons pu vérifier expérimentalement que l'incorporation de la couche de (p+) c-Si permet la diminution de la résistance de contact et l'amélioration de la passivation de l'interface (i) a-Si:H/(p+) c-Si par effet de champ lorsque la concentration de bore en surface n'est pas trop importante. Ces deux améliorations ont pu être concrétisées dans la réalisation de cellules présentant une amélioration du facteur de forme et de meilleurs rendements de conversion par rapport à des cellules SHJ de référence. Cette réalisation constitue la première preuve de concept pour les cellules de type HHJ. / This work aims at investigating the use of ion implantation to process silicon heterojunction solar cells (SHJ) in order to improve the ratio of cost to produced power (€/Wp) of the cells either by cost reduction due to manufacturing simplification or by increase of the cell performance.A first part of the work consists in doping hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) layers by ion implantation. Using hard masks, doping of localized regions required in cell architectures like interdigitated back contact cells can thus be easily achieved at lower cost. Both boron and phosphorus implantation have been studied for p- and n-type doping, respectively. These two types behave very differently. Phosphorous being heavier than boron, very shallow implantation can be achieved on thin a-Si:H layers onto crystalline wafers without damaging the interface. However very high defect densities are created in a-Si:H which cannot be annealed out by post-implantation annealing treatments. Therefore it was not possible to reach conductivity values suitable for solar cell applications. For B implantation, consistently with previous work, the activation of B atoms has been achieved upon annealing thanks to a decrease of localized bandgap states. Also, boron can penetrate deeper and reach high concentration at the a-Si:H/c-Si interface, which requires higher temperature annealing compared to P implantation to recover a good interface passivation quality. Nevertheless, for a-Si:H layers of about 25 nm process conditions allowing similar properties to PECVD-doped (p) a-Si:H deposition (i.e. conductivity of 10-4 Ω-1cm-1 and interface passivation allowing i-VOC > 700 mV) have been obtained.A second study is dedicated to the study of a new cell concept, named silicon homo-heterojunction (HHJ) which comprise an additional homo-emitter (p+) c-Si at the emitter interface. The goal is to improve the interface passivation in order to increase the cell efficiency. Numerical simulations have evidenced an improved fill factor in this cell that is attributed to a field effect passivation improvement and a decrease in series resistance related to band bending changes in the a-Si:H layers. The need of sufficiently shallow and strongly doped (> 5×1018 cm-3) emitter has also been evidenced. Therefore, ion implantation has been used to develop suitable boron profiles and both the increase in fill factor and the decrease in contact resistances have been obtained when the boron surface concentration is not too high. These improvements have been validated by processing HHJ solar cells that exhibit a fill factor improvement and an improved efficiency compared to SHJ cells. This achievement is a first proof of concept of the HHJ architecture.