Techniklexikon

IOEC

Engl. Abk. für integrated opto-electronic Circuit, integrierte optoelektronische Schaltung. OEIC (opto-electronic integrated circuit, optoelektronische IS). Monolithisch integrierte Schaltungsanordnung (IS, monolithische), die als Funktionselemente sowohl aktive und passive elektronische Bauelemente als auch optoelektronische Bauelemente und optische Elemente auf einem Chip vereinigt (Optoelektronik, integrierte). I. entstehen aus der Kombination von sechs in Funktion und Wirkungsweise grundsätzlich verschiedenen Bauelementegruppen : I. Aktive und passive elektronische Bauelemente; II. Strahlungsemitter-Bauelemente; III. Strahlungsempfänger-Bauelemente (Detektoren); IV. Passive optische Elemente; V. Aktive optische Elemente; VI. Optisch bistabile Elemente. Im Gegensatz zu IS für die rein elektronische Signalverarbeitung steht bei I. nicht die möglichst umfassende Bauelementeintegration im Vordergrund, sondern die systemorientierte und an-wendungsbezogene Kombination der verschiedenartigen Funktionselemente gemäß Tafel. Da an die Senderbauelemente (Halbleiterlaser und LED) die weitaus höchsten technologischen Anforderungen gestellt werden, sind sie die bestimmenden Faktoren für Ausbeute und Fertigungskosten. Aus diesen Gründen werden I. nur selten hohe Integrationsgrade erreichen, sondern auf SSI und MSI beschränkt bleiben. Abgesehen von CCD-Bildsensoren werden sie i. allg. nur eine relativ kleine Anzahl optoelektronischer Elemente umfassen. I. befinden sich noch am Anfang eines Entwicklungszeitraums. Bisher gefertigte Labormuster beinhalten u. a. optische Receiver (Empfänger), optische Transmitter (Sender), Detektor-Arrays sowie Repeater (Regeneratorschaltungen, die ein optisches Signal empfangen, es in ein elektrisches Signal umwandeln, dieses verstärken und regenerieren und über einen TreiberLaser wieder ein optisches Signal aussenden). Derartige Baugruppen arbeiten bereits mit Bitraten bis zu 4Gbits bzw. Modulationsfrequenzen oberhalb 1 GHz. Sie stellen erste Teilschritte auf dem Weg zu komplexen, optoelektronischen Bausteinen dar, z. B. für den gleichzeitigen Betrieb mehrerer Nachrichtenkanäle über eine Lichtleiterübertragungsstrecke (Lichtleitertechnik) mittels Zeitmultiplexverfahren, für Systeme zur optischen Modulation von Höchstfrequenz-Halbleiterbauelementen (Mikrowellentechnik) bis hin zu vollständig integrierten optoelektronischen Signalprozessoren mit extrem hoher Bandbreite und Verarbeitungsgeschwindigkeit. Gegenwärtig stellen die III-V-Halb-leiter Galliumarsenid und Indiumphos-phid die einzigen Werkstoffe dar, mit denen alle in einer L notwendigen elektrischen und optischen Funktionen realisiert werden können. Die Bauelemente selbst werden durch komplizierte Schichtfolgen als Heterostruk-turen aufgebaut, wobei i. allg. keine planen Oberflächen entstehen. Die Herstellung von I. erfolgt mittels «r Mesatechnik bzw. modifizierter Planartechnik und erfordert die Kombination verschiedenartiger Epitaxieverfahren, z. B. der Molekularstrahlepitaxie, mit der Ionenimplantation und anderen hochentwickelten und kostenaufwendigen Fertigungstechniken im Zyklus I. Zusätzlich sind eine Reihe von speziellen Technologieschritten »notwendig, so daß insgesamt wesentlich höhere Anforderungen als z. B. an die Herstellung von Silicium-LSI-Schaltun-gen gestellt werden.