SELECTIVE AREA EPITAXIAL GROWTH OF III-V SEMICONDUCTOR STRUCTURES FOR OPTOELECTRONIC APPLICATIONS

• Main Author: FRANCISCO JUAN RACEDO NIEBLES
• Other Authors: PATRICIA LUSTOZA DE SOUZA
• Language: Portuguese
• Published: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO 2000
• Online Access: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=7569@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=7569@2

CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO === A integração monolítica de um modulador com um guia de onda é de muito interesse para aplicação em comunicações ópticas pelo fato de que podemos diminuir as perdas por acoplamento óptico entre os dois dispositivos e usar moduladores curtos que operem em altas taxas de transmissão de dados. O crescimento epitaxial seletivo é uma das técnicas mais promissoras na atualidade para aplicação na integração monolítica de dispositivos semicondutores. Esta técnica permite controlar a espessura e a tensão das camadas crescidas seletivamente permitindo otimizar a integração e as características das estruturas dos dispositivos. A tese trata da implementação, do estudo e da aplicação do crescimento epitaxial seletivo por MOCVD de estruturas casadas e tensionadas de poços quânticos múltiplos de InGaAs/InAlAs para a fabricação de moduladores de amplitude baseados no efeito Stark e sua integração com guias de onda. O desempenho dos moduladores, baseados em estruturas de poços quânticos múltiplos de InGaAs/InAlAs que operam em 1,55 ym, é notavelmente melhorado quando é introduzida uma composição de 52% de Ga na liga e se tem um poço de ~100 A de espessura. Nesse caso, os moduladores possuem uma elevada figura de mérito e podem ser insensíveis à polarização. Nesse estudo foram crescidas várias amostras onde foi analisado o aumento na taxa de crescimento e a variação na composição das ligas de InGaAs e InAlAs em material bulk e em poços quânticos de InGaAs/InAlAs em função da geometria da máscara utilizada, i.e. diferentes larguras do dielétrico e largura da janela onde ocorre o crescimento fixo. Finalmente foram processados guias de onda cujas estruturas foram crescidas com a técnica de crescimento seletivo. Esses guias foram caracterizados por técnicas de campo próximo. === The monolithic integration of a modulator with a waveguide is a lot of interest for application in optical communications for the fact in that can decrease the losses for optical joining between the two devices and to use short modulators that operate in high rates of transmission data. The selective growth is at the present time, one the more promising technique for application in the monolithic integration of semiconductors device. This technique allows to control the thickness and the stress of the grown layers allowing to improve the integration and the characteristics of the devices structures. These thesis is about the implementation, study and application of the selectuve growth by MOCVD of both match and tensile structures of multi quantum wells of inGaAs/InAlAs for the production of the amplitude modulators based on the Stark effect and its integration with waveguide. The performance of the modulators based on structures of multi quantum wells of InGaAs/InAlAs operating in 1,55 um, is notably improved whena Ga composition of 52% is used and the thickness of a quantum well is near to ~100 A. In that case, the modulators have a high figured of merit and they can be insensitive to the polarization. In this study, several samples was grown and the growing rate increase was analyzed and the variation of the composition in InGaAs and InAlAs in bulk alloys and in quantum wells of InGaAs/InAlAs in function of the window where the growth is spent. Finally, waveguides were processed whose structures were grown with the technique of selective growth. Those guides were characterized by the near field technique.