автореферат диссертации по электронике, 05.27.03, диссертация на тему:Гибридная интеграция вертикально излучающих лазеров на поверхность кремниевых интегральных схем для создания оптических линий передачи данных

Министерство образования и науки Российской федерации САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ

На правах рукописи

КАЦНЕЛЬСОН Алексей Александрович

ГИБРИДНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ ВЕРТИКАЛЬНО ИЗЛУЧАЮЩИХ ЛАЗЕРОВ НА ПОВЕРХНОСТЬ КРЕМНИЕВЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Специальность 05.27.03 - Квантовая электроника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург

л

2005

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете Информационных Технологий, Механики и Оптики и в университете города Олбани (США)

Научный руководитель:

Доктор технических наук, профессор

Яськов А.Д.

Официальные оппоненты:

Доктор физико-математических наук

Кандидат физико-математических наук

Новиков И.А. Иночкин М.В.

Ведущая организация:

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе

Защита диссертации состоится «|8>» 2005 года в \^час,Я^мин. на

заседании диссертационного совета Д 212.227.01 «Квантовая электроника» при Санкт-Петербургском государственном университете информационных технологий, механики и оптики по адресу: 197101, С.-Петербург, ул. Саблинская, д. 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Автореферат разослан 2005г.

Ваши отзывы и замечания по автореферату (в 2х экз.) просим высылать по адресу: 197101, С.-Петербург, ул. Саблинская, д. 14, секретарю диссертационного совета Д 212.227.01

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.227.01

В.М. Красавцев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

В последнее время стало понятно, что дальнейшее улучшение производительности систем на основе интегральных схем (ИС) зависит от параметров шин обмена данными. Увеличение длины или плотности электрических линий передачи данных приводит к увеличению паразитной емкости и сопротивления используемых соединений. Было неоднократно продемонстрировано, что высокоскоростной обмен данными на относительно значительные расстояния является узким местом при создании высокопроизводительных вычислительных систем.

Необходимо найти новые решения, позволяющие осуществлять высокоскоростной обмен данными на различных уровнях системной интеграции: между платами, между ИС на плате и внутри ИС. Использование медных соединений вместо алюминиевых, равно как и использование диэлектриков с низким значением диэлектрической проницаемости, в настоящее время являются решением данной проблемы для соединений внутри ИС. Замена электронов фотонами, возможно, является наилучшим решением для всех остальных уровней интеграции. Электроны, обладающие массой и зарядом, взаимодействуют друг с другом и с узлами кристаллической решетки. Фотоны, в отличие от электронов, не обладают ни массой покоя, ни зарядом и, практически, не взаимодействуют между собой, что делает их идеальными для осуществления переноса информации. Оптические линии, находящиеся в свободном пространстве, могут произвольно пересекаться, что позволяет формировать любую желаемую топологию. В настоящее время оптические соединения демонстрируют обнадеживающие результаты в области обмена информацией между ИС.

Поскольку кремниевая технология в данный момент является наиболее развитой и приспособленной для нужд микроэлектроники, очевидно, что кремний будет оставаться основным материалом для изготовления ИС по

крайней мере в течение нескольких десятилетий. Как известно, из-за непрямозонной структуры, изготовление высоэффективных

светоизлучающих приборов на основе кремния представляет значительную трудность. С другой стороны, оптоэлектронные приборы на основе соединений третьей и пятой групп периодической системы, в основном галлий-арсениды, в настоящее время являются наиболее эффективными источниками оптического излучения. Возможность изготовления таких устройств на поверхности кремниевого чипа, является одним из наиболее многообещающих решений для дальнейшего улучшения производительности ИС путем значительного увеличения пропускной способности. Изготовление фотодекторов не представляет значительной трудности, поскольку технология кремниевых фотоприемников является хорошо отработанной, однако, изготовление длинноволновых фотоприемников, равно как и высокочастотных фотодетекоторов так же может потребовать использование приборов на основе соединений А'"ВУ. Поскольку оптоэлектронные структуры на основе соединений выращенные на поверхности

кремния, обладают большим количеством дефектов, гибридная интеграция является наилучшим методом для изготовления высокоэффективных источников излучения, таких как лазеры с вертикальным резонатором (вертикально излучающие лазеры (ВИЛ), УС8ЕЬ), на поверхности кремниевых ИС, однако основным недостатком гибридной интеграции является отсутствие надежных методов, позволяющих осуществить точное продольное и вертикальное совмещение двух структур, и скрепление двух разнородных материалов.

Данная работа посвящена созданию и улучшению технологического процесса изготовления гибридно интегрированных вертикально излучающих лазеров на поверхности кремниевой пластины.

Цель и задачи работы

Цель работы: разработка технологического процесса изготовления

гибридно интегрированных вертикально излучающих лазеров для

применения в оптических линиях передачи данных между ИС.

В ходе работы необходимо было решить следующие задачи:

1. Проанализировать зависимости механических напряжений, возникающих в гибридно интегрированных структурах из-за рассогласования коэффициентов термического расширения кремния и GaAs.

2. Осуществить анализ существующих методов гибридной интеграции вертикально излучающих лазеров и удаления полупроводниковых подложек.

3. Оптимизировать дизайн высокочастотных гибридно интегрированных лазеров путем термомеханического моделирования.

4. Разработать технологический процесс гибридной интеграции высокочастотных вертикально излучающих лазеров на поверхность кремниевой пластины, совместимый со стандартными процессами изготовления кремниевых ИС и включающий в себя удаление подложки, ионную имплантацию и формирование оксидных апертур.

5. Изучить процесс влажного продольного оксидирования сверхрешеток и твердых растворов.

6. Изготовить гибридно интегрированные вертикально излучающие лазеры на поверхности кремниевой пластины и измерить их характеристики.

7. Разработать новый метод удаления подложки, позволяющий осуществлять гибридную интеграцию вертикально излучающих лазеров с эпитаксиальными зеркалами, а также уменьшающий количество операций, необходимых для изготовления гибридно интегрированных лазеров.

Личный вклад автора.

Все представленные экспериментальные результаты и теоретические

расчеты проведены при личном участии автора. Все технологические

операции были проведены лично автором.

Научная новизна работы определяется тем, что в ней впервые:

1. Продемонстрирован технологический процесс гибридной интеграции высокочастотных вертикально излучающих лазеров, включающий в себя ионную имплантацию и формирование оксидных апертур.

2. Путем оптимизации дизайна лазера получено термическое сопротивление всего в два раза выше, чем для гомоэпитаксиальной структуры.

3. Предложен принципиально новый метод удаления подложки -«oxidation lift-off».

4. С использованием предложенного метода «oxidation lift-off» изготовлены гибридно интегрированные вертикально излучающие лазеры.

Основные научные результаты, выносимые на защиту;

1. Предложен и реализован новый технологический процесс изготовления гибридно интегрированных вертикально излучающих лазеров при помощи полимерного адгезионного слоя и мокрого травления. Гибридно интегрированные лазеры, изготовленные с использованием данного процесса, обладают крайне низким термическим сопротивлением и демонстрируют генерацию лазерного излучения с низким значением плотности порогового тока.

2. Предложен и реализован новый метод удаления подложки - «oxidation lift-off», позволяющий значительно уменьшить количество технологических операций, необходимых для изготовления гибридно интегрированных вертикально излучающих лазеров за счет объединения операций скрепления, удаления подложки, формирования оксидных апертур и вжигания контакта в одном процессе. Лазеры.

изготовленные при помощи «oxidation lift-off», демонстрируют генерацию лазерного излучения с низким значением плотности порогового тока. Апробация работы.

Основные результаты и научные положения, представленные в диссертации, докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

- Четырех конференциях Interconnect Focus Center Workshop (2001, 2002, 2003, 2004)

- Photonics West 2005, San-Jose

- MRS Fall, Boston, 2003

- Photonics West 2003, San-Jose

- MRS Fall, Boston, 2002

- MRS Fall, Boston, 2001 Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ. Структура и объем диссертации.

Диссертация, отражающая основное содержание проделанной работы, состоит из введения, 3 глав и заключения и изложена на страницах машинописного текста, содержит 2 таблицы, 58 рисунков, список использованной литературы из 47 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулирована цель работы. Показаны преимущества метода гибридной интеграции перед методом гетероэпитаксиального роста пленок состава на поверхности кремния. Сформулированы основные проблемы, возникающие при создании гибридно интегрированных лазеров.

В первой главе демонстрируется необходимость уменьшения толщины и продольного размера гибридно интегрированных структур для уменьшения механических напряжений, вызванных рассогласованием коэффициентов термического расширения. Делается вывод о необходимости удаления подложки, что приводит к уменьшению толщины полученных лазеров, и разделении структуры на отдельные лазеры, что приводит к уменьшению продольного размера структуры. Рассматриваются методы удаления подложки, используемые в современной микроэлектронике (мокрое травление, epitaxial lift-off и smart cut). Делается вывод об ограниченной применимости данных методов при изготовлении гибридно интегрированных вертикально излучающих лазеров с эпитаксиальными зеркалами. Рассматриваются основные типы современных высокоэффективных устройств модуляции оптического излучения такие, как светодиоды, лазеры полосковой геометрии, модуляторы на основе множественных квантовых ям и вертикально излучающие лазеры. Показано, что вертикально излучающие лазеры являются оптимальными источниками излучения для применения в оптических линиях обмена данными между ИС. Выдвигаются основные технологические требования к дизайну высокочастотных вертикально излучающих лазеров (ВИЛ). Описываются основные методы гибридной интеграции ВИЛ (coplanar flip-chip, top-bottom contact и top contact) и выбирается оптимальный, с точки зрения автора, метод гибридной интеграции - top contact. Также делается вывод о необходимости оптимизации остальных методов путем уменьшения количества технологических операций, что делает их более выгодными с точки зрения технологии.

Во второй главе приведены результаты компьютерного моделирования термомеханических свойств гибридно интегрированных ВИЛ. Для компьютерного моделирования термических свойств и возникающих механических напряжений гибридно интегрированных и гомоэпитаксиальных структур была использована программа ANSYS

MULTIPHYSICS версии 6.1, исполняемая на суперкомпьютере IBM RS/6000 SP.

В настоящее время типичная рабочая температура кремниевых процессоров составляет порядка 100°С . При работе на данной температуре в гибридно интегрированных лазерах возникают механические напряжения, вызванные рассогласованием коэффициентов термического расширения кремния и галлий-мышьяка.

Сначала демонстрируются результаты моделирования механических напряжений, возникающих в гибридно интегрированных лазерах и лазерах, изготовленных из гетероэпитаксиального слоя, выращенного непосредственно на поверхности кремниевой пластины. В качестве модели использовался классический дизайн высокочастотных гомоэпитаксиальных лазеров. Результаты моделирования показывают, что использование полимерного адгезионного слоя для скрепления структур приводит к снижению возникающих механических напряжений в 4 раза (рис 1).

Рисунок 1. Смоделированное распределение сдвиговых напряжений возникающих в лазере, гибридно интегрированном при помощи полимерного адгезионного слоя а) и изготовленном из структуры выращенной непосредственно на поверхности кремния б), при нагреве до температуры 100°С.

Рисунок 2. Распределение температуры, смоделированное для гомоэпитаксиального лазера а), и лазера, гибридно интегрированного при помощи БЦБ б), находящегося под действием мощности в 10 мВт приложенной к активной области.

Показано, что использование классического дизайна высокочастотных лазеров для гибридно интегрированных приборов приводит к значительному их перегреву. В то время, как гомоэпитаксиальные приборы нагреваются на 5°С, гибридно интегрированные приборы демонстрируют перегрев на 38°С (рис 2). Данный перегрев оказывает негативное влияние на характеристики изготовленных лазеров и делает практически невозможным использование классического высокочастотного дизайна для изготовлениягибридно интегрированных приборов.

Соответствующие значения термических сопротивлений лазеров, вычисленные по формуле - термическое сопротивление

структуры, - перегрев структуры, - приложенная мощность,

оказываются равными 0,5 и 3,8 К/мВт для гомоэпитаксиального и гибридно интегрированного лазеров соответственно.

Предложен новый оптимизированный дизайн высокочастотных гибридно интегрированных вертикально излучающих лазеров, позволяющий уменьшить термическое сопротивление лазеров и улучшить качество излучающей поверхности. Проведено моделирование термомеханических

Рисунок 3. Результат моделирования распределения температуры, вызванной приложением 20 мВт тепловой мощности к активной области, для приборов предложенного дизайна.

свойств приборов предложенного дизайна. В результате моделирования для структуры оптимизированного дизайна получено значение перегрева, вызванного 20 мВт мощности приложенными к активной области лазера, 25°С (рис 3). Данное значение соответствует термическому сопротивлению

Рисунок 4. Распределение сдвиговых напряжений, в структуре предложенного дизайна, возникших под действием 20 мВт мощности приложенных к активной области

прибора.

1,25 К/мВт, что более чем в три раза ниже сопротивления, полученного для лазеров стандартного дизайна.

Проведено моделирование механических напряжений, возникающих в лазерах предложенного дизайна в процессе его работы. Показано, что за исключением резких краев структуры, которые отсутствуют в реальных структурах, сдвиговые напряжения не превышают величину 20МПа. Напряжения в активной области структуры не превышают величины 10 МПа и, таким образом, не могут значительно влиять на характеристики приборов (рис 4).

Предлагается новый технологический процесс изготовления высокочастотных гибридно интегрированных вертикально излучающих лазеров на кремниевой пластине. Данный процесс включает в себя следующие операции (рис 5):

Формирование «мостов» и металлизация

Рисунок 5. Технологический процесс, предложенный для изготовления высокочастотных гибридно интегрированных вертикально излучающих лазеров на поверхности кремниевой ИС.

1. скрепление пластин при помощи полимерного адгезионного слоя

2. удаление подложки

3. напыление контактов и травление мез

4. формирование полимерных мостов и металлизация Описывается рост и конструкция вертикально излучающей лазерной

структуры выращенной для реализации предложенного технологического процесса. Лазерная структура была выращена на установке молекулярно пучковой эпитаксии EPI GEN II и была сконструирована на излучение света с длиной волны 980 нанометров. Активная область содержит 3 квантовых ямы состава InGaAs. Между лазерной структурой и подложкой был выращен слой AlAs толщиной 1 микрометр, который в дальнейшем будет использован в качестве стоп слоя при удалении подложки путем мокрого травления.

Подробно описывается изготовление гибридно интегрированных вертикально излучающих лазеров при помощи предложенного технологического процесса:

1. Первой операцией в процессе изготовления приборов было скрепление пластин. Скрепление производилось при помощи бензо цикло бутена (БЦБ). Кроме адгезионного агента БЦБ является диэлектриком, препятствующим электрическому контакту между GaAs приборами и кремниевой пластиной и, благодаря низкому значению модуля Юнга, уменьшает механические напряжения, возникающие в структуре вследствие нагрева. Толщина адгезионного слоя составляла 1 микрометр.

2. Удаление GaAs подложки было следующей операцией после скрепления двух структур. Подложка была удалена путем мокрого травления в растворе Травление в данном травителе прекращалось по достижению стоп слоя выращенного между подложкой и лазерной структурой. Удаление оставшегося осуществлялось путем травления в травителе на основе лимонной

кислоты. После удаления подложки слой А1Аз был удален путем погружения структуры в соляную кислоту.

3. Изготовление вертикально излучающих лазеров было начато с формирования омического п-контакта. При этом фотолитография была проведена с изменением тона фоторезиста. В качестве омического контакта использовались слои

4. Следующей операцией для изготовления высокочастотных приборов является ионная имплантация, которая позволяет уменьшить емкость приборов и, таким образом, улучшить их частотные характеристики.

5. Следующим шагом технологического процесса является формирование фотолитографического рисунка и травление первой мезы приборов. Для травления первой мезы использовался травитель на основе

Использование данного травителя позволило достичь высокой однородности травления структуры благодаря относительно низкой скорости травления.

6. Следующим шагом было произведено нанесение слоев внутрирезонаторного омического контакта р-типа. В качестве омического контакта использовались слои

7. Затем приборы были закрыты маскирующим слоем фоторезиста, и было произведено разделение приборов путем полного стравливания находящейся между ними эпитаксиальной структуры. Разделение приборов способствует уменьшению механических напряжений, возникающих в гибридно интегрированных приборах при их нагреве, и улучшает частотные характеристики изготовленных приборов за счет уменьшения паразитной емкости.

8. Вжигание контактов является следующим шагом технологического процесса.

9. Оксидные апертуры были сформированы путем влажного продольного оксидирования двух слоев состава выращенных в

середине вертикально излучающей лазерной структуры в процессе ее роста.

10.Для того чтобы обеспечить электрическое соединение между омическим контактом, находящимся на верхней поверхности вертикально излучающего лазера, и выходными контактами кремниевой ИС, при помощи перетекающего фоточувствительного полимера PMGI (поли метил глютар имид) были сформированы полимерные «мосты».

11. После формирования полимерных «мостов» было проведено напыление металлизирующего слоя хром/золото. Данный слой обеспечивает электрический контакт между р- и п- контактами лазера и контактными площадками на поверхности кремния.

Приводятся электрические, термические и оптические характеристики изготовленных гибридно интегрированных вертикально излучающих лазеров, измеренные на различных этапах технологического процесса. Из вольт-амперной характеристики изготовленного лазера (рис. 6) определяется величина электрического сопротивления - 170 Ом.

О 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

Напряжение, В

Рисунок 6. Вольт-амперная характеристика изготовленного лазера.

Термические свойства измерялись путем измерения величины сдвига линии электролюминесценции прошедшей через резонатор. Приводятся температурно-мощностные характеристики гибридно интегрированного и аналогичного ему гомоэпитаксиального лазеров (рис.7). Из температурно-

Рисунок 7. Температурно-мощностные характеристики гибридно интегрированного и гомоэпитаксиального лазеров.

мощностной характеристики было определено, что термическое сопротивление гибридно интегрированных лазеров составляет около 1,25 К/мВт, а для гомоэпитаксиальных приборов изготовленных на ваЛ подложке и имеющих те же размеры и геометрию что и гибридно интегрированные лазеры термическое сопротивление имеет значение около 0,7 К/мВт. Данный результат означает, что гибридно интегрированные лазеры имеют термическое сопротивление менее чем в два раза хуже гомоэпитаксиальных, что является чрезвычайно хорошим показателем для приборов, прикрепленных к кремниевой пластине при помощи полимерного слоя той толщины, что была использована в данном процессе.

Двумя различными методами демонстрируется генерация лазерного излучения изготовленными приборами и определяется величина и плотность порогового тока. Приводится ватт-амперная характеристика (рис. 8а) и спектры электролюминесценции (рис. 8б) изготовленных лазеров. Плотность порогового тока для изготовленных лазеров составляет около 1300 А/см2.

Рисунок 8. Ватт-амперная характеристика (а) и спектры электролюминесценции (б) гибридно интегрированного вертикально излучающего лазера

Третья глава посвящена предложенному принципиально новому методу удаления подложки - «oxidation lift-off» и его применению при изготовлении гибридно интегрированных вертикально излучающих лазеров.

Описывается процесс влажного продольного оксидирования, который широко используется для формирования ограничения световой волны и растекания тока путем формирования слоев оксида алюминия, расположенных близко к активной области вертикально излучающего лазера и для создания широкодиапазонных высокоотражающих интерференционных зеркал. Показывается, что данный процесс обладает крайне высокой селективностью к даже небольшой разнице в содержании алюминии в слоях AlGaAs. Приводятся экспериментальные результаты зависимости скорости оксидирования слоев и сверхрешеток

AlAs/GaAs состава аналогичного AlGaAs слою соответствующей концентрации от температуры оксидирования. Проводится сравнение селективности процесса влажного продольного оксидирования с процессом удаления подложки - «epitaxial lift-off». Обосновывается возможность использования процесса влажного продольного оксидирования для отделения подожки.

Описываются технологические операции изготовления лазеров, которые могут быть выполнены одновременно с процессом удаления подложки. Делается вывод о том, что предложеный новый процесс удаления подложки, может быть выполнен одновременно с операциями формирования оксидных апертур лазеров, скрепления пластин и вжигания контактов. Это позволяет значительно уменьшить число необходимых технологических операций необходимых для изготовления гибридно интегрированных на кремниевую ИС вертикально излучающих лазеров, а значит, упрощает технологический процесс, уменьшает его стоимость и увеличивает процент выхода годных приборов.

Приводится описание схемы экспериментальной установки влажного продольного оксидирования.

Предлагается технологический процесс изготовления гибридно интегрированных вертикально излучающих лазеров при помощи предложенного метода - «oxidation lift-off». Данный процесс состоит из следующих операций (рис. 9):

1. Рост вертикально излучающей лазерной структуры.

2. Напыление металлического слоя и травление мез.

3. Скрепление, оксидирование и удаление подложки.

Подробно описывается изготовление гибридно интегрированных вертикально излучающих лазеров при помощи предложенного технологического процесса:

травление меч 4- Финальная

структура

Рисунок 9. Схематическая диаграмма, иллюстрирующая предложенный технологический процесс «oxidation lift-off».

1. Формирование омического п-контакта и скрепляющего слоя. Для этого использовались слои Аи, Рс1 и ве, нанесенные как н(&/К,а к и на кремниевую части структуры при помощи процесса фотолитографии.

2. Формирование мез лазеров путем сухого плазмохимического травления. Демонстрируется возможность использования нанесенного в предыдущей операции металлического слоя в качестве маскирующего при травлении мез.

3. Обосновываются выбранные режимы и производится операция оксидирования, в процессе которой происходит скрепление пластин, удаление подложки, вжигание контакта и формирование оксидных апертур.

Демонстрируется возможность гибридной интеграции структур значительного размера.

В результате гибридной интеграции вертикально излучающих лазеров происходит формирование оксидных апертур глубиной 12 мкм, в то время как глубина оксидирования интерференционного зеркала не превышает 2

мкм, что соответствует ожидаемым значениям. Приводятся электрические и оптические характеристики гибридно интегрированных вертикально излучающих лазеров изготовленных при помощи «oxidation lift-off».

Двумя различными методами демонстрируется генерация лазерного излучения изготовленными приборами и определяется величина порогового тока - 8 мА для прибора с размером оксидной апертуры 24x24 мкм. Приводится ватт-амперная характеристика (рис. 10а) и спектры электролюминесценции (рис. 10б) изготовленных лазеров.

Рисунок 10. Ватт-амперная характеристика (а) и спектры электролюминесценции гибридно интегрированного вертикально излучающего лазера изготовленного при помощи «oxidation lift-off».

Приведена вольт-амперная характеристика изготовленных приборов (рис.11). Электрическое сопротивление полученного прибора, которое было определено из наклона вольт-амперной характеристики, составляет около 100 Ом, что является очень хорошим результатом для гибридно интегрированных вертикально излучающих лазеров. Напряжение отсечки составляет около 1,3 В, что свидетельствует об отсутствии каких-либо барьеров металл-полупроводник и подтверждает высокое качество полученных контактов.

Напояжение.В

Рисунок 11. Вольт-амперная характеристика лазера изготовленного при помощи

«oxidation lift-off».

В заключении диссертации обобщены основные результаты работы:

1. Предложен и реализован новый технологический процесс изготовления высокочастотных гибридно интегрированных вертикально излучающих лазеров при помощи полимерного адгезионного слоя и мокрого травления.

2. Термическое сопротивление гибридно интегрированных лазеров изготовленных с использованием данного процесса составляет 1,25 К/мВт, что является лучшим показателем для приборов, прикрепленных к кремниевой пластине при помощи полимерного слоя той толщины, что была использована в данном процессе.

3. Из изготовленных приборов получена генерация лазерного излучения с плотностью порогового тока ~1300 А/см2.

4. Предложен и реализован принципиально новый метод удаления подложки - «oxidation lift-off».

5. Впервые скрепление пластин, удаление подложки, формирование оксидных апертур и вжигание контакта произведены в одном процессе.

6. Из приборов, изготовленных при помощи «oxidation lift-off», получена генерация лазерного излучения с плотностью порогового тока ~1400

А/см . Изготовленные лазеры обладают крайне низким сопротивлением -100 Ом.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Serge Oktyabrsky, Michael Yakimov, Vadim Tokranov, Jobert van Eisden, and Alexei Katsnelson, Oxidation lift-off technology, Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng. 5730, (2005)

2. S. Oktyabrsky, A. Katsnelson, V. Tokranov, R. TodtandM. Yakimov, Oxidation lift-off method for layer transfer of GaAs/AlAs-based structures, Appl. Phys. Lett. 85,151 (2004)

3. A Katsnelson, V. Tokranov, M. Yakimov, M. Lamberti and Serge Oktyabrsky, VCSEL Array Fabricated on Si by Oxidation lift-off Technique, 2004 Interconnect Focus Center Review Proceeding, 208 (2004)

4. Alex Katsnelson, Vadim Tokranov, Michael Yakimov, and Serge Oktyabrsky, Integration ofIII-V Optoelectronic Components on Si Platform, MRS Proceedings Volume 783, B7.4 (2003)

5. Alexei Katsnelson, Vadim E. Tokranov, Michael Yakimov, Matthew Lamberti, and Serge Oktyabrsky, Hybrid integration of III-V optoelectronic devices on Si platform using BCB, Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng. 4997,198 (2003)

6. A. Katsnelson, V. Tokranov, M. Yakimov, M. Lamberti and Serge Oktyabrsky, Hybrid Integration ofVCSEL Arrays Using BCB, 2003 Interconnect Focus Center Review Proceeding, 192 (2003)

7. A. Katsnelson, V. Tokranov, M. Yakimov, M. Lamberti and Serge Oktyabrsky, Fabrication of III-V Optoelectronic Devices on Si Platform by Hybrid Integration, 2002 Interconnect Focus Center Review Proceeding, 218 (2002)

8. Alex Katsnelson, Vadim Tokranov, Michael Yakimov, Matthew Lamberti, and Serge Oktyabrsky, Hybrid Integration of III-V Optoelectronic Devices on Si Platform Using BCB, MRS Proceedings Volume 741, J5.15 (2002)

9. A. Katsnelson, V. Tokranov, M. Yakimov, Rene Todt and Serge Oktyabrsky, Hybrid Integration ofVCSEL Arrays for Chip-to-Chip Optical Interconnect, 2001 Interconnect Focus Center Review Proceeding, 124 (2001)

10. Rene Todt, Katharine Dovidenko, Alexei Katsnelson, Vadim Tokranov, Michael Yakimov, and Serge Oktyabrsky, Oxidation Kinetics and Microstracture of Wet-Oxidized MBE-Grown Short-Period AlGaAs Superlattices, MRS Proceedings Volume 692, H9.44 (2001)

Тиражирование и брошюровка выполнены в Центре «Университетские телекоммуникации». Санкт-Петербург, Саблинская ул., 14. Тел. (812)233-46-69 Объем 1 п.л. Тираж 100 экз.

(

{* !ï* i • j . »

«

V '

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ГИБРИДНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ: ПРОБЛЕМЫ, УСТРОЙСТВА, МЕТОДЫ

1.1. НАПРЯЖЕНИЯ, ВОЗНИКАЮЩИЕ В СКРЕПЛЕННЫХ СТРУКТУРАХ.

1.2. МЕТОДЫ УДАЛЕНИЯ ПОДЛОЖКИ.

1.2.1. Мокрое химическое травление.

1.2.2. «Epitaxial lift-off».

1.2.3. «Smart-cut».

1.3. ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ МОДУЛЯЦИИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ.

1.3.1. Светоизлучающий диод.

1.3.2. Лазер полосковой геометрии.

1.3.3. Модулятор на основе множественных квантовых ям.

1.3.4. Лазеры с вертикальным резонатором излучающие с поверхности.

1.4. МЕТОДЫ ГИБРИДНОЙ ИНТЕГРАЦИИ ВЕРТИКАЛЬНО ИЗЛУЧАЮЩИХ ЛАЗЕРОВ.-.

1.4.1. Технология «coplanar flip-chip».

1.4.2. Технология «top-bottom contact».

1.4.3. Технология «top contact».

1.5. ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 2. ГИБРИДНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ ЛАЗЕРОВ С ВЕРТИКАЛЬНЫМ РЕЗОНАТОРОМ ПРИ ПОМОЩИ ПОЛИМЕРНОГО АДГЕЗИОННОГО СЛОЯ

2.1. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ.

2.1.1. Напряжения, возникающие в результате нагрева.

2.1.2. Моделирование термических свойств приборов.

2.1.3. Предложенный дизайн гибридно интегрированных приборов.

2.1.4. Термические свойства приборов предложенного дизайна.

2.1.5. Напряжения в приборах предложенного дизайна.

2.2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИБРИДНО ИНТЕГРИРОВАННЫХ ВЕРТИКАЛЬНО ИЗЛУЧАЮЩИХ ЛАЗЕРОВ.

2.2.1. Предложенный технологический процесс.

2.2.2. Рост и конструкция вертикально излучающей лазерной структуры для предложенного технологического процесса.

2.2.3. Изготовление приборов.

2.2.4. Электрические, оптические и термические характеристики изготовленных приборов.

2.3. ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 3. НОВЫЙ МЕТОД УДАЛЕНИЯ ПОДЛОЖКИ - «OXIDATION LIFT-OFF»

3.1. ВЛАЖНОЕ ПРОДОЛЬНОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ,

КАК СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПОДЛОЖКИ.

3.2. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ВЛАЖНОГО ПРОДОЛЬНОГО ОКСИДИРОВАНИЯ.

3.3. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ГИБРИДНО ИНТЕГРИРОВАННЫХ ПРИБОРОВ ПРИ ПОМОЩИ «OXIDATION LIFT-OFF.

3.4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛАЗЕРОВ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ ПРИ ПОМОЩИ

OXIDATIO LIFT-OFF».

3.5. ВЫВОДЫ.

В последнее время стало понятно, что дальнейшее улучшение производительности систем на основе интегральных схем (ИС) зависит от параметров шин обмена данными. Увеличение длины или плотности электрических линий передачи данных приводит к увеличению паразитной емкости и сопротивления используемых соединений. Было неоднократно продемонстрировано, что высокоскоростной обмен данными на относительно значительные расстояния является узким местом при создании высокопроизводительных вычислительных систем. Эмпирическая формула Bmax=500-A/L2, полученная Б. Смитом и Д. Миллером позволяет вычислить максимальную полосу пропускания электронных систем. В данной формуле А - площадь поперечного сечения провода, L - его длина. Как легко видеть, максимальное число соединений, которое можно обеспечить при использовании проводов диаметром сто микрометров, расположенных без какого либо зазора по периметру ИС размером 10x10 мм, равно 400. Таким образом, полоса пропускания данной ИС ограничена 150 гигабитами в секунду, если передача данных осуществляется на расстояние 10 см.

Необходимо найти новые решения, позволяющие осуществлять высокоскоростной обмен данными на различных уровнях системной интеграции: между платами, между ИС на плате и внутри ИС [1]. Использование медных соединений вместо алюминиевых, равно как и использование диэлектриков с низким значением диэлектрической проницаемости, в настоящее время являются решением данной проблемы для соединений внутри ИС. Замена электронов фотонами, возможно, является наилучшим решением для всех остальных уровней интеграции. Электроны, обладающие массой и зарядом, взаимодействуют друг с другом и с узлами кристаллической решетки. Фотоны, в отличие от электронов, не обладают ни массой покоя, ни зарядом и, практически, не взаимодействуют между собой, что делает их идеальными для осуществления переноса информации. Оптические линии, находящиеся в свободном пространстве, могут произвольно пересекаться, что позволяет формировать любую желаемую топологию. В настоящее время оптические соединения демонстрируют обнадеживающие результаты в области обмена информацией между ИС. Было показано, что критическая длина, на которой оптические соединения становятся более выгодны чем электрические, составляет порядка 1-5 см [2,3].

Поскольку кремниевая технология в данный момент является наиболее развитой и приспособленной для нужд микроэлектроники, очевидно, что кремний будет оставаться основным материалом для изготовления ИС, по крайней мере, в течение нескольких десятилетий. Как известно, из-за непрямозонной структуры, изготовление высоэффективных светоизлучающих приборов на основе кремния представляет значительную трудность. С другой стороны, оптоэлектронные приборы на основе соединений третьей и пятой групп периодической системы, в основном галлий-арсениды, в настоящее время являются наиболее эффективными источниками оптического излучения. Возможность изготовления таких устройств на поверхности кремниевого чипа, является одним из наиболее многообещающих решений для дальнейшего улучшения производительности ИС путем значительного увеличения пропускной способности [4]. Изготовление фотодекторов не представляет значительной трудности, поскольку технология кремниевых фотоприемников является хорошо отработанной, однако, изготовление длинноволновых фотоприемников, равно как и высокочастотных фотодетекоторов так же может потребовать использование приборов на основе соединений АШВУ.

Одним из возможных путей получения светоизлучающих приборов на поверхности кремния является изготовление данных устройств из эпитаксиальной пленки соединений АШВУ, выращенной непосредственно на кремниевой ИС. К сожалению, из-за значительного рассогласования постоянной решетки (около 4% для кремния и галлий-арсенида), а так же из-за значительной разницы в коэффициентах термического расширения (2,6х10"6 для кремния [5] и 6.86x10"6 для галлий-арсенида [6]), эпитаксиальные пленки соединений AmBv, выращенные на поверхности кремния обладают значительным количеством дефектов [7]. Количество дислокаций может быть уменьшено путем использования переходных слоев [8] либо продольного эпитаксиального заращивания [9,10].

В первом из данных методов рост эпитаксиальной пленки начинается с галлий-арсенидного слоя, осажденного на поверхность кремния на относительно низкой температуре. Низкая температура уменьшает длину поверхностной диффузии осажденных атомов и, таким образом, позволяет получить более гладкую поверхность. В дальнейшем используется комбинация буферных слоев таких, как AlAs для сглаживания поверхности, SiGe для уменьшения рассогласования постоянной решетки или InGaP для компенсации термических напряжений. Так же, поскольку германий и галлий-арсенид являются практически согласованными по постоянной решетки, рост германиевого слоя на поверхности кремния является одним из широко используемых методов. К сожалению, использование данного метода не снимает проблему рассогласования коэффициентов термического расширения. Другим способом улучшения структуры выращиваемых материалов является бомбардирование растущей пленки пучком ионов аргона для подавления трехмерного роста [11]. Комбинация всех вышеописанных методов позволяет выращивать монокристаллический GaAs на поверхности кремния. Использование термоциклиования, чередующегося с ростом сверхрешеток AlGaAs, позволяет предотвратить распространение дислокаций. Пленка GaAs толщиной 4,5 мкм, выращенная на поверхности кремния используя напряженные слои InGaAs и термоциклирование чередующееся с ростом AlAs слоев, представлена на рисунке 1. Светлые линии соответствуют слоям AlAs, в то время как темные соответствуют напряженным слоям InGaAs.

Рисунок 1. Пленка GaAs толщиной 4,5 мкм, выращенная на поверхности кремния используя напряженные слои InGaAs и термоциклирование чередующееся с ростом AlAs слоев [9],

Как легко видеть, верхняя часть выращенной структуры практически не содержит дислокаций, однако, поскольку продольный размер изображения составляет всего порядка 5 мкм, плотность дислокаций в данной структуре

1 2 соответствует значению порядка 10 см \ Также остается проблема рассогласования коэффициентов термического расширения, что будет сильно влиять на надежность и эффективность изготовленных оптоэлектронных устройств.

Продольное эпитаксиальное заращивание является другим методом, позволяющим выращивать мо но кристаллический GaAs на кремниевой пластине. Схематическая иллюстрация данного процесса представлена на рисунке 2. Начальный слой GaAs выращивается на поверхности германия осажденного на кремниевую пластину для уменьшения рассогласования решетки. Затем, тонкая пленка оксида кремния осаждается на поверхность GaAs. Путем фотолитографического процесса и травления, в осажденной

Слой GaAs

Маска оксида кремния ОД мкм

Si

-ч

Y Ge 0,3 мкм

Рисунок 2. Схематическая диаграмма, иллюстрирующая процесс продольного эпитаксиального заращивания. [12] пленке оксида кремния открываются окна и, во время дальнейшего роста GaAs, он преимущественно растет в окнах маски.

Поскольку рост происходит и в продольном направлении, то, после продолжительного роста, формируется непрерывная пленка GaAs [12]. Стоит отметить, что выращенный слой является напряженным из-за взаимодействия пленки оксида кремния с GaAs, растущим в продольном направлении [13]. Было показано, что деформация кристаллических плоскостей исчезает после удаления оксида кремния, однако, данная операция делает выращенную пленку намного более хрупкой, что приводит к значительным проблемам во время дальнейшей работы с ней [14].

Гибридная интеграция является принципиально отличным методом получения высокоэффективных оптоэлектронных приборов, таких как лазеры с вертикальным резонатором (вертикально излучающие лазеры (ВИЛ), VCSEL), на поверхности кремниевых ИС. В данном методе эпитаксиальный слой, выращенный путем гомоэпитаксии, которая позволяет получить практически идеальное качество выращенных структур, переносится на поверхность кремниевой ИС. Типичными способами, используемыми для этого, являются флип-чип бондинг и перенос тонких пленок. При использовании первого из этих способов структура, выращенная гомоэпитаксиально, приклеивается к кремниевой ИС эпитаксиальным слоем вниз, оставаясь при этом прикрепленной к подложке на которой она была выращена. Для скрепления двух структур используются различные материалы такие, как полимеры или металлы. В случае переноса тонких пленок эпитаксиальная пленка сначала, каким либо способом, отсоединяется от подложки, на которой она была выращена и, затем, переносится на поверхность кремниевой ИС для дальнейшей обработки. Флип-чип интеграция является полностью совместимой со стандартными процессами изготовления ИС и, поэтому, широко используется при изготовлении гибридно интегрированных приборов. Перенос тонких пленок используется намного реже, поскольку пленка, отсоединенная от подложки, обладая толщиной в несколько микрон, является очень хрупкой, что сильно затрудняет любые операции с ней. Поскольку, как было отмечено выше, оптоэлектронные структуры на основе соединений АШВУ, выращенные на поверхности кремния, обладают большим количеством дефектов, гибридная интеграция является наилучшим методом для изготовления высокоэффективных источников излучения (таких как лазеры) на поверхности кремниевых ИС, однако основным недостатком гибридной интеграции является отсутствие надежных методов, позволяющих осуществлять точное продольное и вертикальное совмещение двух структур, и скрепление двух разнородных материалов. Кроме того, остается проблема рассогласования коэффициентов термического расширения, приводящая к значительным механическим напряжениям в процессе работы гибридно интегрированных лазеров. Таким образом, цель данной работы заключается в разработке технологического процесса гибридной интеграции вертикально излучающих лазеров на основе соединений АШВУ на поверхность кремниевой пластины, позволяющего осуществлять надежную интеграцию массивов лазеров и совместимого со стандартными процессами изготовления кремниевых ИС.

Очевидно, что источники модулированного излучения должны быть полностью интегрированы с ИС, а не просто расположены рядом как отдельный чип, поскольку во втором случае необходимо будет осуществить электрическое соединение между двумя чипами, что возвращает нас к проблеме, которую мы пытаемся решить. Однако существуют вопросы, ответы на которые не так ясны. Не является очевидной необходимость удаления подложки, на которой оптоэлектронная структура была выращена. Более того, если структура была выращена, например, на GaAs подложке, то, после прикрепления структуры к кремниевой ИС, данная подложка может быть использована в качестве общего электрода для изготовленных приборов. Флип-чип бондинг требует выращивания структур излучающих свет в подложку, и некоторые исследователи объясняют необходимость удаления подложки ее непрозрачностью [15]. Так GaAs подложка демонстрирует значительное поглощение на длинах волн короче 980 нм. Было даже предложено использовать подложки из AlGaAs, которые являются прозрачными для более коротких длин волн [16]. К сожалению, механические напряжения оказываются значительными для приборов изготовленных без удаления подложки. Данные напряжения вызваны разницей в коэффициентах термического расширения двух скрепляемых материалов.

3.5. ВЫВОДЫ

Третья глава посвящена предложенному новому методу удаления подложки - «oxidation lift-off». В ней подробно описывается процесс влажного продольного оксидирования. Обосновывается возможность использования данного процесса для удаления подложки при гибридной интеграции вертикально излучающих лазеров. Демонстрируется возможность значительного уменьшения числа технологических операций при использовании «oxidation lift-off». Предлагается технологический процесс изготовления гибридно интегрированных лазеров при помощи данного метода. Изготавливаются приборы и измеряются их оптические и электрические характеристики. Основные результаты, полученные в данной главе:

1. Влажное продольное оксидирование обладает крайне высокой селективностью по отношению даже к небольшому количеству А1 в слоях AIGaAs и может быть использовано для удаления подложки в процессе изготовления вертикально излучающих лазеров. При этом полученная поверхность является оптически гладкой.

2. Предложен новый процесс удаления подложки путем влажного продольного оксидирования специального слоя AlAs выращенного между подложкой и лазерной структурой - «oxidation lift-off». Данный процесс позволяет удалять подложку при гибридной интеграции вертикально излучающих лазеров с эпитаксиальными зеркалами и значительно сокращает число необходимых технологических операций.

3. Изготовленные при помощи «oxidation lift-off» гибридно интегрированные вертикально излучающие лазеры демонстрируют генерацию лазерного л излучения с плотностью порогового тока ~1500 А/см и крайне низкое электрическое сопротивление 100 Ом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, основные результаты проделанной работы заключаются в следующем:

1. Предложен и реализован новый технологический процесс изготовления высокочастотных гибридно интегрированных вертикально излучающих лазеров при помощи полимерного адгезионного слоя и мокрого травления.

2. Термическое сопротивление гибридно интегрированных лазеров изготовленных с использованием данного процесса составляет 1,25 К/мВт, что является лучшим показателем для приборов, прикрепленных к кремниевой пластине при помощи полимерного слоя той толщины, что была использована в данном процессе.

3. Из изготовленных приборов получена генерация лазерного излучения с плотностью порогового тока -1300 А/см2.

4. Предложен и реализован принципиально новый метод удаления подложки - «oxidation lift-off».

5. Впервые скрепление пластин, удаление подложки, формирование оксидных апертур и вжигание контакта произведены в одном процессе.

6. Из приборов, изготовленных при помощи «oxidation lift-off», получена генерация лазерного излучения с плотностью порогового тока ~1400 л

А/см . Изготовленные лазеры обладают крайне низким сопротивлением - 100 Ом.

1. Sadik С. Esener, Philippe J. Marchand, "Present and Future Needs of Free-Space Optical 1.terconnects", IPDPS Workshops 2000,1104, 2000

2. P.J. Ayliffe, J.W. Parker, and A. Robinson, "Comparison of optical and electrical data inteconnects at the board and backplane levels", Optical interconnections and Networks, Proc. SPIE, 1281, 2,1990

3. G.I. Yayla, J. Marchard, and S.C. Esener, "Speed and energy analysis of digital interconnections: comparison of on-chip, off chip and free space technologies", Applied Optics, 37,205,1998

4. V. Joshkin, A. Orlikovsky, S. Oktyabrsky, K. Dovidenko, A. Kvit, I. Muhamedzanov and E. Pashaev, J.Cryst.Growth 147,13 (1995)

5. T. Sudersena Rao, K. Nozawa, and Y. Horikoshi ,Appl. Phys Lett. 62,1541993)

6. J. De Boeck, P. Demeester, and G. Borghs, J. Vac. Sci. Technol. A 12, 9951994)

7. E.A. Beam and Y.C. Kao,J. Appl. Phys. 69,4253 (1991)

8. C-H. Choi, R. Ai, and S.A. Barnett, Phys. Rev. Lett. 67, 2826 (1991)

9. B-Y. Tsaur, R.W. McClelland, John C.C. Fan, R.P. Gale, J.P. Salerno, В .A. Vojak, and C.O. Bozler, Appl. Phys. Lett. 41(4), 347 (1982)

10. Z. R. Zytkiewicz and J. Domagala, Appl. Phys. Lett., 75(18), 2749 (1999)

11. Z. R. Zytkiewicz, J. Domagala, D. Dobosz, and J. Bak-Misiuk, J. Appl. Phys. 84, 6937 (1998)

12. Carl W. Wilmsen and Rui Pu, "Heterogeneous Integration of Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers Arrays to CMOS Integrated Circuit", Heterogeneous Optoelectrronics Integration, ed. Elias Towe, SPIE Press, 75

13. Yoshitaka Ohiso, Kouta Tateno, Yoshitaka Kohama, Atushi Wakatsuki, Hideki Tsunetsugu, and Takashi Kurokawa, IEEE Photon. Tech. Lett., 8,1115,1996

14. E. Suhir, Appl. Phys. 89,120 (2001)

15. E. Suhir,/. Appl. Phys. 88, 2363 (2000)

16. P.G. Snyder and S.-J. Cho, J. Vac. Sci. Technol. В 16(5),2680 (1998)

17. Eli Yablonovitch, T. Gmitter, J.P. Harbison, and R. Bhat,Appl. Phys. Lett., 51(26), 2222 (1987)

18. Jong-Hee Kim, Dae Ho Lim, and Gye Mo Yang, "Selective etching of AlGaAs/GaAs structures using the solutions of citric acid/H202 and de-ionized H20/buffered oxide etch", J. Vac. Sci. Technol. В 16,558 (1998)

19. M. Bruel, Electronics Letters, 31(14), 1201, (1995)

20. M. Levy, R. M. Osgood Jr., A. Kumar, and H. Bakhru, Appl Phys. Lett. 71 (18), 2617 (1997)

21. Tatsushi Nakahara, Shinji Matsuo, Seiji Fukushima, and Takashi Kurokawa, Applied Optics 35(5), 860 (1996)25. http://www.axt.com/vcsel/breakthrough.htm26. http://www.mtmi.vu.1t/pfk/funkcdariniai/diod/ledlaser.htm#Surface Emitting Lasers

22. H. Soda, K. Iga, C. Kitahara and Y. Suematsu, Jpn. J. Appl. Phys. 18, 2329 (1979)

23. A. Chailertvanitkul, S. Uchiyama, Y. Kotaki, Y. Kokobun and K. Iga, Annual Meet. Jpn. Soc. Appl. Phys. (1983)

24. Ibaraki, S. Ishikawa, S. Ohkouchi and K. Iga, Elec. Letts. 20,420 (1984).

25. K.D. Choquette, R.P. Schneider, Jr., K.L. Lear and K.M. Geib, Electronics Letters 30(24), 2043, (1994)

26. J.A. Tatum, A. Clark, J.K. Guenter, R.A. Hawthorne III and R.H. Johnson, Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng. 3946, 2 (2000)

27. J.A. Tatum, Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng. 5246, 40 (2003)

28. K.L. Lear et.al. Digest of the IEEE/LEOS Summer Tropical Meeting, 1997

29. David L. Pappas , Jerome J. Cuomo, and Krishna G. Sachdev, J. Vac. Sci. Tech. A, 9(5), 2704 (1991)

30. Taejoo Hwang, Dan Popa, Jeongsik Sin, Harry E. Stephanou, and Eric M. Leonard, Proc. SPIE, 5342,182 (2004)

31. E. Yablonovitch, T. Sands, D. M. Hwang, 1. Schnitzer, T. J. Gmitter, S. K. Shastty, D. S. Hill, and J. С. C. Fan, Appl. Phys. Lett. 59(24), 3159 (1991)37. http://www.xbitlabs.com/articles/cpu/print/p4-temp.html

32. G. Zhang and A. Ovtchinnikov, Appl Phys. Lett. 62(14), 1644 (1993).

33. N. Braslau, Vac. Sci. Tech., 19(3), 803 (1981)

34. Honeywell product HFE 4080-321

35. S. Matsuo, T. Nakahara, K. Tateno and T. Kurokawa, IEEE Photon. Tech. Lett., 8,1507 (1996)

36. T.S. McLaren, S.Y. Kang, W. Zang, Т.Н. Ju and Y.C. Lee, IEEE Trans. Compon. Packag. Manuf. Technol., 20, 152, (1997)

37. Karl Joachim Ebeling, "Analysis of vertical cavity surface emitting laser diodes (VCSEL)", Semiconductor quantum optoelectronic, ed. A. Miller, E. Ebrahimzeden and D.M. Finlayson, (A NATO Advanced Study Institute, 1998), 295

38. W.W. Chow, K.D. Choquette, M.H. Crawford, K.L. Lear, and G.R. Hadley, IEEE Journal of Quantum Electronics, 33(10), 1810 (1997)

39. M.J. Rigs, T.A. Richard, S.A. Maranovski, N. Holonyak, and E.I. Chen,Appl. Phys. Lett. 65,740 (1994).

40. R. Todt, K. Dovidenko, A. Katsnelson, V. Tokranov, M. Yakimov, and S. Oktyabrsky, In: Progress in Semiconductor Materials for Optoelectronic Applications. Mater. Res. Soc. Proc., 692, 561-6 (2002).47. http://www.met.kth.se/dct/pd/element/Au-Ge.html