Browsing by Author "Schulze, Jörg (Prof. Dr.)"

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Open Access
Germanium-Photodetektoren mit Doppel-Hetero-Übergängen für die optische Übertragung auf einem Silizium-Chip
(2014) Kaschel, Mathias; Schulze, Jörg (Prof. Dr.)
In der vorliegenden Arbeit wird die Entwicklung von Germanium-Photodetektoren für die optische Übertragung auf einem Silizium-Chip besprochen. Die Detektoren besitzen eine p-i-n-Struktur mit zwei Hetero-Übergängen. Da die RC-Zeitkonstante die Geschwindigkeit der Detektoren beschränkt, werden die Kapazität und der Serienwiderstand optimiert. Zusammen mit der Trennungsgeschwindigkeit der generierten Ladungsträger beschreibt die RC-Zeitkonstante die elektro-optische Übertragungsgeschwindigkeit. Die Bauteilschichten werden mit der Molekularstrahlepitaxie bei tiefen Temperaturen in einem fortlaufenden Prozess abgeschieden, der eine gute Dickenkontrolle, kleine Defektdichte und scharfe Dotierprofile erlaubt. Für das nahezu defektfreie Wachstum der Germanium-Schichten auf Silizium-Substraten wird ein virtuelles Substrat entwickelt. Die Photodetektoren werden mit zwei Ätzschritten des Doppel-Mesa-Prozesses hergestellt. Die Entwicklung des virtuellen Substrates und die Einführung der Hetero-Übergänge verbessern die elektro-optischen Eigenschaften der Germanium-Detektoren. Dazu kann die direkte Bandkante von Germanium durch die Beimischung von Zinn oder eine Zugverspannung in der Absorptionsschicht zu kleineren Energien verschoben werden. Die 3dB-Grenzfrequenz beträgt 39 GHz bei 0 V und 49 GHz bei -2 V angelegter Spannung. Mit dem beobachteten Franz-Keldysh-Effekt können Absorptionsmodulatoren hergestellt werden. Ein Prozess für den Wellenleiter-Detektor mit evaneszenter Kopplung an den Wellenleiter wird mit einem Ätzschritt und differentieller Molekularstrahlepitaxie entwickelt. Zum Abschluss wird kurz der integrierte Germanium-Emitter vorgestellt, der an der direkten Bandkante von Germanium ein Maximum im Elektrolumineszenz-Spektrum aufweist.
Open Access
Realization of silicon-based monolithic E-band IMPATT-transmitter and Schottky-receiver for wireless applications
(2019) Zhang, Wogong; Schulze, Jörg (Prof. Dr.)
In dieser Dissertation ist die Realisierbarkeit eines hochperformanten, integrierten E-Band-IMPATT-Sender- und Schottky-Empfängermoduls in SIMMWIC-Technologie (SIMMWIC, engl. für Silicon mm-Wave Integrated Circuit) mit einer Chipfläche 4 mm2 erfolgreich demonstriert. Im Vergleich zur Silizium-basierten RF-CMOS- bzw. BiCMOS-Technologie (BiCMOS, engl. für Bipolar Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) könnte somit die SIMMWIC-Technologie eine kostengünstigere Alternative für moderne, hochperformante Drahtlosekommunikationsanwendungen darstellen.