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

Eines der Schlüsselelemente zur Realisierung von CMOS kompatiblen opto-elektronisch integrierten Schaltkreisen ist die Entwicklung eines Lasers auf Siliziumsubstrat, der die Möglichkeit zur optischen 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.