ISBN 9783843906708

978-3-8439-0670-8, Reihe Ingenieurwissenschaften

Oliver Horn
Herstellung und Analyse thermisch oxidierter SOI-Nanowires

177 Seiten, Dissertation Technische Universität Hamburg-Harburg (2012), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Der hohe Brechungsindexunterschied zwischen Silizium und Siliziumdioxid bei der Telekommunikationswellenlänge 1550 nm ermöglicht die Herstellung von Silizium-Wellenleitern mit engen Krümmungsradien und Querschnitten von wenigen hundert Nanometer, so genannten Silizium Nanowires. Die optischen Verluste werden durch die Oberflächenrauigkeiten bestimmt. In dieser Arbeit wird durch thermische Oxidation der Wellenleiterstrukturen die Oberfläche der Wellenleiter geglättet und somit ihre optischen Verluste verringert. Gleichzeitig reduziert die Umwandlung von Silizium zu Siliziumdioxid die Wellenleiterbreite, so dass die Auflösung einer Kontaktlithographie zur Herstellung der Wellenleiter ausreichend ist. Die Höhe der Wellenleiter wird durch vor der Oxidation aufgebrachte Schichten aus Siliziumdioxid oder Siliziumnitrid eingestellt. Die Geometrie für verlustarme, einmodige Wellenleiter wird durch Simulationen und Experimente bestimmt. Silizium Nanowires mit glatt gebrochenen Enden sind aufgrund des hohen Brechzahlunterschiedes Fabry-Perot Interferometer, wodurch mittels eines speziell angepassten Messplatzes der Gruppenindex, das Temperaturverhalten und die Dämpfung ermittelt werden. Verzweiger sind als Multimoden-Interferenz-Koppler prozesskompatibel mit dem Schrumpfungs- und Glättungsprozess in der thermischen Oxidation ausgelegt. Dies ermöglichte die Herstellung und Vermessung von Mach-Zehnder-Interferometer zur Wellenlängenselektion.