Projekt "SiGeSn Laser für die Silizium Photonik"

 
Projektpartner

Forschungszentrum Jülich

Universität Stuttgart

Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik

Projektdetails DFG 299480227
Oberbegriff Lichtquellen

Die derzeitige Silizium-auf-Isolator-Technologie ermöglicht die monolithische Integration aller wichtigen Komponenten mit Ausnahme der Lichtquelle. Halbleiterlaser benötigen ein Material mit direkter Bandlücke, das durch Integration durch heterogenes Wafer-Bonding oder hybrides Co-Packing bereitgestellt werden muss. Obwohl das direkte Wachstum von III-V-Materialien auf Silizium in den letzten Jahren rasche Fortschritte gemacht hat, wird es nach wie vor durch Verunreinigungsprobleme oder Probleme im Zusammenhang mit dem Wachstum, wie die Schwierigkeit, das Entstehen von Antiphasendomänen zu verhindern, behindert.

Das direkte Wachstum eines Halbleiters der Gruppe IV mit direkter Bandlücke auf Silizium würde eine weitere Erhöhung der Integrationsdichte sowie eine Kostenreduzierung ermöglichen, so dass optische Verbindungen auf noch kleineren architektonischen Ebenen wie der Chip-zu-Chip- oder Intra-Chip-Ebene sowie optische Sensorsysteme für den Massenmarkt eingesetzt werden könnten. Bei einem ausreichend hohen Sn-Gehalt bietet die GeSn-Legierung genau diese Möglichkeit. Obwohl die Züchtung dieses Materials nach wie vor eine Herausforderung darstellt und noch Fortschritte in Bezug auf die Defektivität und den erhöhten Sn-Gehalt erzielt werden müssen, wurden in den letzten Jahren rasche Fortschritte erzielt, wobei das Dauerstrich-Lasern, das Lasern bei nahezu Raumtemperatur und das elektrisch gepumpte Lasern jeweils unabhängig voneinander nachgewiesen wurden.

Die derzeitigen Arbeiten zielen auf eine Kombination dieser Eigenschaften ab, um einen praktischen, kontinuierlich betriebenen und elektrisch gepumpten Raumtemperaturlaser zu entwickeln. Zu diesem Zweck erforschen wir die fortgeschrittene Verformung von SiGeSn-Multi-Quantumwell-Verstärkungsmaterialien.