Münster 1999 – wissenschaftliches Programm
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HL: Halbleiterphysik
HL 33: Bauelemente
HL 33.7: Vortrag
Donnerstag, 25. März 1999, 17:30–17:45, H1
Ein optischer Transistor monolithisch integriert aus einem optoelektronischen n-i-p-Schalter und einem n-i-p-i-Modulator — •W. Fix1, M. Welker1, W. Geisselbrecht1, P. Velling2, W. Prost2, F.-J. Tegude2 und G.H. Döhler1 — 1Institut für Technische Physik 1, Universität Erlangen-Nürnberg, 91058 Erlangen — 2Elektrotechnik, Gerhard-Mercator Universität Duisburg, 47057 Duisburg
N-i-p-i-Modulatoren für senkrecht einfallendes Licht konnten erstmals mit photoleitungsverstärkenden Schaltern als Empfänger monolithisch integriert und zu Smart Pixels bzw. optischen Transistoren prozessiert werden. Daß unser Empfänger dank seiner hohen Ausgangsströme in der Lage ist direkt elektro-optische Modulatoren und auch oberflächenemittierende Laser anzusteuern, wurde bereits früher in hybriden Versionen demonstriert [1] wobei sehr attraktive Kenndaten erzielt wurden. Auf n-i-p-i-Strukturen basierende elektro-optische Modulatoren sind sehr attraktive Komponenten für Smart Pixels , da sie eine hohe Schaltgeschwindigkeit, einen hohen Schaltkontrast und einen breiten Spektralbereich haben und dabei nur eine niedrige Versorgungsspannung benötigen.
Für die Herstellung von n-i-p-i-Modulatoren, die selektive Kontakte besitzen müssen eignet sich besonders die epitaktische Schattenmasken-(ESM)-MBE. Durch eine neu entwickelte InGaP/GaAs-Schattenmaskentechnologie wurde es möglich die n-i-p-Schichten für den Schalter bereits in die Schattenmaske zu integrieren. Die daraus hergestellten Smart Pixels benötigen nur noch eine Fläche von etwa 50 µm x 50 µm.
Erste DC-Messungen haben einen Schaltkontrast von 3:1 bei einer optischen Verstärkung von über 105 ergeben. Für das Hochfrequenzverhalten erwartet man eine Grenzfrequenz von mehreren hundert MHz.
[1] M. Welker, et al., Appl. Phys. Lett. 71, 3561-3563 (1997).