@phdthesis{Schwartz2019, author = {Schwartz, Bernhard Ewald}, title = {Die Lumineszenz von Germanium-Strukturen auf Silizium-Substrat}, doi = {10.26127/BTUOpen-4864}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-48647}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2019}, abstract = {Um die technischen Limitierungen bez{\"u}glich der Geschwindigkeit und Verlustleistung aktueller Mikroprozessoren zu {\"u}berwinden, sind neue Technologien notwendig. Eine M{\"o}glichkeit ist der Austausch klassischer metallischer Verbindungsleiter durch optische {\"U}bertragungswege. Als monolithisch integrierbare Lichtquellen kommen Germanium-basierte Leuchtdioden oder Laser auf Silizium-Substrat in Frage. Daf{\"u}r ist eine intensive direkte Lumineszenz der Ge-Schicht n{\"o}tig. Aus diesem Grund wurde der Einfluss von Donatorkonzentration, Verspannung, Quanten-Confinement und Versetzungsdichte auf die Lumineszenzintensit{\"a}t von Ge-Strukturen mittels Photo- und Elektrolumineszenz-Spektroskopie (PL bzw. EL) untersucht. Eine Antimon-Konzentration von 3e19/cm³ erh{\"o}hte die Intensit{\"a}t um das Vierfache im Vergleich zu einer intrinsischen Ge-Schicht. Eine zus{\"a}tzliche Zugverspannung durch ein virtuelles Substrat aus GeSn erzielte nur eine geringf{\"u}gige Intensit{\"a}tssteigerung. Eine GeSn/Ge Multi-Quantum-Well (MQW) Struktur steigerte die Lumineszenz um den Faktor 16. Jedoch wurde durch transmissionselektronenmikroskopische Untersuchungen der Strukturen eine hohe Dichte von Durchstoßversetzungen (threading dislocations) im Bereich von 1e9/cm² gefunden. Diese bewirken eine Reduzierung der Lumineszenzintensit{\"a}t um zwei Gr{\"o}ßenordnungen, wie PL-Messungen an pseudomorph gewachsenen Ge/Si-MQW-Schichten zeigen. Eine Analyse der Strom-Spannungs-Kurven ergab einen weitaus weniger sch{\"a}dlichen Einfluss von Durchstoßversetzungen im Germanium als dies f{\"u}r Silizium der Fall ist. Im Hinblick auf eine Steigerung der direkten Ge-Lumineszenz sollten dotierte MQW-Strukturen und eine Reduzierung der Versetzungsdichte Anwendung finden.}, subject = {Germanium; Zinn; LED; Silizium; Si-Photonik; Tin; Luminescence; Silicon; Silicon photonics; Germanium; Lumineszenz; Silicium; Photonik}, language = {de} }