Wellenleiterstrukturen und -Komponenten für mehrlagige integriert-optische SOI-Systeme

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Jörg Müller
• Fachliche Zuordnung: Mikrosysteme ; Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 15008671

Ziel des Vorhabens ist die Herstellung von SOI-Strukturen für die optische Nachrichtentechnik mit gegenüber der Standard-Technologie verringerten Kosten und Anforderungen an die Photolithographie sowie erhöhter Vielseitigkeit hinsichtlich einer Kombination mit anderen Wellenleitermaterialien, -strukturen und Substratmaterialien. Dazu wird amorphes bzw. polykristallines Silizium auf oxidiertem Silizium in LPCVD- bzw. PECVD-Verfahren aus Silan bzw. Trichlorsilan abgeschie-den und durch ganzflächiges oder lokales thermisches Nachbehandeln vorzugsweise mit RTP-Verfahren (Halogenlampen, Laser) bezüglich optischer Verluste, Brechungs-index sowie der Minoritätsträger-Lebensdauer für optische Komponenten und Sys-teme optimiert. Ziel ist es zunächst, der im einkristallinen Silizium erreichbaren Wel-lenleiterdämpfung um 0.1 dB/cm im Spektralbereich der optischen Nachrichtentech-nik möglichst nahe zu kommen. Weiterhin soll durch untersucht werden, inwieweit die für Ramanlaser geforderten Materialeigenschaften, insbesondere die extrem niedrige Minoritätsträgerlebensdauer ggf. auch lokal durch Tempern mit einem Laser (optisch, thermisch) eingestellt werden kann, ohne gleichzeitig die optischen Verluste des Ma-terials signifikant zu erhöhen. Weiterhin soll untersucht werden, wie sich durch Ab-scheidung über Kanten am SiO2 in einem der Spacertechnik verwandten Verfahren einfache Wellenleiterstrukturen, aber auch komplexere Wellenleiterstrukturen von wenigen 10 bis 100 nm erzeugen lassen. Darüber hinaus sollen Verfahren unter-sucht werden, die eine mehrlagige Wellenleitertechnik ermöglicht insbesondere mit dem Ziel, die wegen des hohen Brechungsindexes kritische Realisierung von Richt-kopplern zu vereinfachen. Dazu sind geeignete planarisierende Prozesse zu entwi-ckeln, die nicht auf Polierprozessen beruhen. Mit den so erzeugten Wellenleitern sind dann unterschiedliche, schon in Standard-SOI-Technik erzeugte Strukturen aufzu-bauen und die resultierenden Charakteristika zu vergleichen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 653: Aktive und abstimmbare mikrophotonische Systeme auf der Basis von Silicon-On-Insulator (SOI)
• Großgeräte: Poliermaschine (gebraucht)
• Gerätegruppe: 5091 Rasterkraft-Mikroskope