Konzeption und Charakterisierung von Rippenwellenleiterlasern auf Si-Substrat basierend auf dem gitterangepassten Ga(NAsP)/(B)GaP-Materialsystem

Hochschulschrift

Zusammenfassung: Eines der Schlüsselelemente zur Realisierung von CMOS-kompatiblen opto-elektronisch integrierten Schaltkreisen ist die Entwicklung eines Lasers auf Siliziumsubstrat, der die optische Datenübertragung auf Chip-zu-Chip-Ebene ermöglicht. Ein Weg einen solchen Laser umzusetzen, ist die Kombination der klassischen Siliziumtechnologie mit der der III-V-Verbindungshalbleiter. Im Rahmen dieser Arbeit werden daher auf dem neuartigen Ga(NAsP)-Materialsystem basierende Laserschichtfolgen analysiert. Optische und elektrische Materialeigenschaften der Halbleiterverbindungen BGaP und BGaAsP werden dabei mittels hochauflösender Röntgenbeugung, Raman-Spektroskopie und spektroskopischer Ellipsometrie untersucht. Darauf aufbauend werden elektrisch gepumpte Rippenwellenleiterlaser mit geätzten Spiegelfacetten auf Si-Substrat mittels photolithographischer Prozessierung hergestellt und anschließend charakterisiert. Simulationen von Wellenleitereigenschaften der Rippenwellenleiter hinsichtlich optischer Verluste und thermischer Erwärmung dienen dabei dem Vergleich unterschiedlicher Laserschichtstrukturen
Zusammenfassung: One of the key elements to realize CMOS-compatible opto-electronic integrated circuits is the development of lasers on silicon substrate. This will enable optical data communication on chip-to-chip level. One possible way to implement such lasers is to combine the classical silicon technology with the technology of III-V-compound semiconductors. In the context of this work semiconductor laser structures based on the novel Ga(NAsP)-material system were analyzed. Stress, optical and electrical material characteristics were studied by high-resolution X-ray diffraction, Raman spectroscopy and spectroscopic ellipsometry. Based on these findings electrically pumped ridge-waveguide lasers were realized on Si substrate with etched facets by photolithographic processing. After that the lasers were electro-optically characterized. Waveguide simulations of these ridge-waveguides concerning optical losses and thermal heating were employed to compare different laser structures

Object Details

• Location: Deutsche Nationalbibliothek Frankfurt am Main
• Extent: Online-Ressource
• Language: Deutsch
• Notes: ISBN 978-3-8396-0413-7, FRAUNHOFER VERLAG, Stuttgart (2012) ; Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Dissertation, 2012

Classification and Topics

• Classification: Physik
• Keyword: Drei-Fünf-Halbleiter ; Galliumverbindungen ; Halbleiterlaser ; Silicium ; Halbleitersubstrat ; Fotolithografie

Contributors, Places and Time

• Event: Veröffentlichung
• (where): Freiburg
• (who): Universität
• (when): 2012
• Creator: Rogowsky, Stephan
• Contributor: Wagner, Joachim

Further information

• URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-86198
• Rights: Der Zugriff auf das Objekt ist unbeschränkt möglich.
• Last update: 14.08.2025, 11:00 AM CEST