Dry-etched intersubband devices for near- and mid-infrared optoelectronics

Abstract

Ziel der vorliegenden Arbeit waren Entwurf und Erprobung neuer Herstellungskonzepte von Intersubband-(ISB)-lasern im mittleren Infrarot (MIR, ca. 10 Mikrometer) und die Erforschung des neuen Materialsystems der Gruppe III-Nitride zur Erweiterung des für Intersubband-Bauelemente zugänglichen Frequenzbereichs ins nahe Infrarot (NIR, ca. 1.5 Mikrometer).<br />Der verwendete ISB Lasertypus, der sogenannte Quantenkaskaden-Laser (QCL), basiert auf Übergängen zwischen elektronischen Zuständen innerhalb des Leitungsbandes einer epitaktisch gewachsenen Halbleiterstruktur.<br />Andere hier untersuchte, ebenfalls ISB Effekte in Halbleitern nutzende Bauelemente sind der Quantentopf-IR Photodetektor (QWIP) und die resonante Tunneldiode (RTD).<br />

The aim of this work was the systematic development and testing of new fabrication concepts of intersubband (ISB) lasers in the mid-infrared (MIR, 10 micron) range and the exploration of a new ISB material system, the group III nitrides, for the extension of the frequency range that is accessible with ISB devices to the near infrared (NIR, 1.5 micron).<br />The investigated type of laser was the Quantum Cascade Laser (QCL).<br />Its function is based on transitions between electronic states within the conduction band of an epitaxially grown semiconductor heterostructure.<br />Other ISB semiconductor devices that were investigated are the quantum well infrared photodetector (QWIP) and the resonant tunneling diode (RTD).