Steuerung von Ladungsträgerdynamik in SOI-Wellenleitern mittels BICMOS-Technologie

• Applicant: Professor Dr. Bernd Tillack
• Subject Area: Electronic Semiconductors, Components and Circuits, Integrated Systems, Sensor Technology, Theoretical Electrical Engineering
• Term: from 2010 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 15008671

Im Projekt soll die Anwendbarkeit von IC-Technologien für elektronisch-photonische Integration und Fabrikation untersucht werden. Dabei steht die Steuerbarkeit von optischen Eigenschaften siliziumphotonischer Strukturen (insbesondere von Wellenleitern) mittels Ladungsträgerdynamik im Mittelpunkt der Arbeiten. Die Ladungsträgerdynamik (Ladungsträgerlebensdauer und Konzentration) soll mit-tels vielfältiger, in der Technologie integrierter Schaltungen angewandter Techniken (Implantation, Epitaxie, Gettering etc) beeinflusst werden. Die Untersuchungen erfolgen in einer modernen, qualifizierten BiCMOS-Linie am IHP. Die dort auch für Partner aus Universitäten, Forschungsinstituten und Firmen zur Verfügung gestellten IC-Technologien verfügen über minimale Strukturgrößen von 0.13μm und werden auf 200mm Substraten gefertigt. Basis für die Arbeiten ist die Umsetzung von SOI-Wellenleiterentwürfen unter Verwendung von 248nm-Lithografietechniken (Deep-UV oder DUV). Da die typischen kleinsten Strukturgrößen (Critical Dimensions, CD) für optische Bauelemente (Wellenleiter, Gitter, Koppler etc.) im Bereich 100-200 nm liegen und die Geometrien stark von elektronischen Anwendungen abweichen, sind hier Untersuchungen für die Ver-fahrensweise im Maskenlayout optischer Strukturen notwendig (insbesondere die Optical-Proximity Correction, OPC). Ebenso muss die Ätztechnologie im Hinblick auf minimale optische Verluste optimiert werden. Ein Ziel dabei ist, die Grenzen der optischen Lithografie (248 nm) für SOI Wellenleiter zu evaluieren, da die Anforderungen im Vergleich zur IC Standardtechnologie sehr verschieden sind. Die Kooperation mit dem Teilprojekt PB an der TU Berlin und anderen Teilprojekten der Forschergruppe ist dabei von zentraler Bedeutung, da optische Expertise im erforderlichen Umfang nicht am IHP vorhanden ist. In Zusammenarbeit werden die Bauelemente zum Studium von Ladungsträgereffekten realisiert, wie z.B. einfache Wellenleiter, Ringe, Interferometer oder Laserstrukturen. Die Untersuchungen am IHP konzentrieren sich auf die Realisierung solcher Bauelemente und die Prozessintegration in die entsprechenden Teilschrittmodule. In der Forschergruppe werden dann die Ladungsträgereffekte charakterisiert und die Korrelation mit Prozessabläufen und Parametern hergestellt.

• DFG Programme: Research Units
• Subproject of: FOR 653: Active and Tuneable Microphotonic Systems Based on Silicon-On-Insulator (SOI)
• Participating Person: Professor Dr.-Ing. Lars Zimmermann