Modellierung von Germanium-Fotodioden

Modellierung von Germanium-Fotodioden mit Bandbreiten größer 40 GHz

Das Institut für Halbleitertechnik (IHT) der Universität Stuttgart hat einen Prozess entwickelt, mit dem qualitativ hochwertige Schichten aus reinem Germanium auf Silizium-Wafern abgeschieden werden können. Im Gegensatz zu Silizium absorbiert Germanium aufgrund seines geringen Bandabstandes noch Licht bei den typischen Telekom-Wellenlängen 1,3 µm und 1,55 µm. Daher eignet es sich als Material für Fotodioden in monolithisch integrierten optischen Empfängern.

In einem gemeinsamen DFG-Projekt mit dem IHT wurden sehr breitbandige Fotodetektoren basierend auf dem SiGe-Materialsystem entwickelt und vermessen. Am INT lag der Schwerpunkt auf der Modellierung sowie dem Aufbau der elektrooptischen HF-Messtechnik und der Parameterextraktion. Basierend auf diesen Daten wurden iterativ das Diodenlayout sowie einzelne Prozessschritte optimiert, so dass letztlich eine Fotodiode mit einer Bandbreite von mehr als 40 GHz demonstriert werden konnte.

Publikationen

  1. 2010

    1. E. Kasper, M. Oehme, J. Schulze, S. Klinger, und M. Berroth, „High frequency behaviour of Ge pin junctions“, in International Workshop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics, Digest of papers, Sendai, Japan, 2010, S. 1--3.

  2. 2009

    1. S. Klinger, M. Grözing, W. Sfar Zaoui, M. Berroth, M. Kaschel, M. Oehme, E. Kasper, und J. Schulze, „Ge on Si p-i-n photodiodes for a bit rate of up to 25 Gbit/s“, in European Conference on Optical Communication (ECOC), 2009, S. 1--2.

  3. 2007

    1. M. Oehme, J. Werner, E. Kasper, S. Klinger, und M. Berroth, „Photocurrent analysis of a fast Ge p-i-n detector on Si“, Applied Physics Letters, Bd. 91, Nr. 5, S. 051108, 2007.

  4. 2006

    1. E. Kasper, M. Oehme, J. Werner, M. Jutzi, und M. Berroth, „Fast Ge p-i-n Photodetectors on Si“, in International SiGe Technology and Device Meeting, Princeton, NJ, USA, 2006, S. 1--2.

  5. 2005

    1. M. Jutzi, M. Berroth, G. Wöhl, M. Oehme, und E. Kasper, „Ge-on-Si vertical incidence photodiodes with 39-GHz bandwidth“, IEEE Photonics Technology Letters, Bd. 17, Nr. 7, S. 1510--1512, 2005.
    2. M. Jutzi, M. Berroth, G. Wöhl, M. Oehme, und E. Kasper, „40-Gbit/s Ge-Si photodiodes“, in Topical Meeting on Silicon Monolithic Integrated Circuits in RF Systems (SIRF). Digest of Papers, San Diego, CA, USA, 2005, S. 303--307.
    3. M. Jutzi, M. Berroth, G. Wöhl, M. Oehme, und E. Kasper, „Zero biased Ge-on-Si photodetector on a thin buffer with a bandwidth of 3.2GHz at 1300nm“, Materials Science in Semiconductor Processing, Bd. 8, Nr. 1–3, S. 423--427, 2005.

  6. 2004

    1. M. Jutzi, M. Berroth, G. Wöhl, M. Oehme, V. Stefani, und E. Kasper, „Ge-on-Si pin-photodiodes for vertical and in-plane detection of 1300 to 1580 nm light“, in European Solid-State Device Research Conference (ESSDERC), Leuven, Belgium, 2004, S. 345--348.
    2. M. Jutzi, M. Berroth, G. Wöhl, C. Parry, M. Oehme, M. Bauer, C. Schöllhorn, und E. Kasper, „SiGe PIN photodetector for infrared optical fiber links operating at 1.25 Gbit/s“, Applied Surface Science, Bd. 224, Nr. 1–4, S. 170--174, 2004.

  7. 2003

    1. G. Wöhl, C. Parry, E. Kasper, M. Jutzi, und M. Berroth, „SiGe pin-photodetectors integrated on silicon substrates for optical fiber links“, in IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC), San Francisco, CA, USA, 2003, S. 374--375.

  8. 2001

    1. M. Jutzi, M. Berroth, M. Bauer, C. Schöllhorn, W. Zhao, und E. Kasper, „SiGe-pin-Photodioden auf dünnen Pufferschichten für λ =1,3 µm“, presented at ITG-Tagung Messung und Modellierung in der Optischen Nachrichtentechnik (MMONT), Schloss Reisensburg, Günzburg, Germany, 2001.
Weiterführende Informationen
  • DFG-Projekt
    DFG-Projekt Breitbandiger, hocheffizienter Photodetektor basierend auf dem SiGe-Materialsystem

Ansprechpartner

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Wolfgang Vogel

Dr.-Ing.

Akademischer Oberrat / Stellvertretender Institutsleiter

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