Überwachsen strukturierter Epitaxieschichten mit der Molekularstrahl-Epitaxie zur Herstellung opto-elektronischer integrierter Schaltkreise

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For the fabrication of high-bit-rate monolithic integrated photoreceiver OEICs, which find application in optical telecommunication networks (1.55 µm), GaInAsP/InP layers that are grown by metal-organic vapour phase epitaxy (MOVPE) and structured photolithographically, are regrown in a second growth run with AlInAs/GaInAs layers for High Electron Mobility Transistors (HEMT) by molecular beam epitaxy (MBE). Adversely, residual chemical contaminations were determined on the surfaces to be overgrown and, consequently, suitable preparation methods were elaborated. Investigations of the morphology and alloy composition in the vicinity of mesa edges provided supplemental information about the MBE growth kinetics of AlInAs and GaInAs materials. The MBE growth parameters were suited to optimize the material quality of integrated HEMT layers and to avoid degradation of the overgrown photodiode and semi-insulating light waveguide layers. The achieved device characteristics of the completed photoreceivers with data rates up to 35 Gbit/s demonstrate the success of the elaborated MBE regrowth process. Zur Herstellung hochbitratiger, monolithisch integrierter Photoempfänger-OEICs für optische Weitverkehrsnetze (1.55 µm) werden mit metallorganischer Gasphasenepitaxie (MOVPE) gewachsene Photodioden- und semi-isolierende Lichtwellenleiterschichten aus GaInAsP/InP, nach einer photolithographischen Strukturierung, in einem zweiten Wachstumsschritt mittels Molekularstrahl-Epitaxie (MBE) mit dem Schichtenpaket für AlInAs/GaInAs-Heterostruktur-Feldeffekttransistoren (HFET/HEMT) überwachsen. Um von den zu überwachsenden Oberflächen störende chemische Verunreinigungen zu beseitigen, werden geeignete Präparationsmethoden zum Einsatz gebracht. Informationen zur MBE-Wachstumskinetik von AlInAs- und GaInAs-Schichten werden im Rahmen von Untersuchungen der Morphologie und Legierungszusammensetzung an Strukturkanten gewonnen. Die von den MBE-Wachstumsparametern abhängigen Materialeigenschaften der integrierten HEMT-Schichten sind soweit optimiert, daß eine Degradation der überwachsenen Schichten vermieden wird. Die Bauelementeigenschaften der Photoempfänger mit Übertragungsraten von 35 Gbit/s belegen den Erfolg des MBE-Wachstumsschritts.
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Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultät / Institut:
Fakultät für Ingenieurwissenschaften » Elektrotechnik und Informationstechnik
Dewey Dezimal-Klassifikation:
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 620 Ingenieurwissenschaften
Stichwörter:
molecular beam epitaxy (MBE), surface preparation, regrowth, UV/ozone, metallurgische Legierungzusammensetzung, überwachsen, Oberflächenpräparation, UV/Ozon, Molekularstrahl-Epitaxie, optoelectronic integrated circuit (OEIC), photoreceiver, monolithic integration, growth kinetics, metallurgical alloy composition, AlInAs/GaInAs-High Electron Mobility Transistor (H, Wachstumskinetik
Beitragender:
Prof. Dr. rer. nat. Tegude, Franz-Josef [Gutachter(in), Rezensent(in)]
Sprache:
Deutsch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Datum der Promotion:
22.02.2000
Dokument erstellt am:
22.02.2000
Dateien geändert am:
11.04.2007
Medientyp:
Text