Technologien für smarte Systeme bilden eine wichtige Grundlage für die strategischen Forschungsbereiche des IHP: Technologien für Drahtlose- & Breitbandkommunikation, Sensorik, Gesundheit & Umwelt, und Technologien für resiliente Systeme. Die Abteilung Technology entwickelt dafür Silizium- und Germanium basierte Bauelemente, Module und Technologieplattformen für Kommunikation, Hochfrequenzelektronik, Sensorik, künstliche Intelligenz und Quantentechnologien.
Im Mittelpunkt steht die funktionale Erweiterung von CMOS Technologien. Dazu entwickelt und optimiert die Abteilung leistungsfähige SiGe-BiCMOS- und Photonik Technologien auf Basis der 200-mm-Siliziumplattform des IHP.
Die technologische Kompetenz bildet seit über 20 Jahren die Grundlage für die kontinuierliche Weiterentwicklung der Abteilung. Rund die Hälfte der Beschäftigten des IHP arbeitet hier, darunter die Mitarbeitenden, die den Reinraum im kontinuierlichen Schichtbetrieb betreiben.
Ein besonderes Merkmal ist die enge Verbindung von Forschung, Fertigung und Service. Neue Technologien werden stabilisiert, in die IHP-Pilotlinie als Technologieplattformen überführt und Partnern über den Forschungsservice zeitnah für Forschung und Prototypenfertigung bereitgestellt. Das Angebot umfasst das Multi-Projekt-Wafer-Programm sowie Modul- und Teilschrittentwicklungen für 200-mm-basierte Prozesse.
Im Rahmen der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland arbeitet die Abteilung mit Forschungspartnern an neuen Prozessmöglichkeiten und Technologieentwicklungen. Dadurch werden die Forschungsinfrastruktur und das verfügbare Technologieportfolio erweitert.
Kompetenzen
Entwicklung von SiGe-BiCMOS- und Photonik-Technologien
Die Abteilung entwickelt und erweitert leistungsfähige SiGe-BiCMOS- und Photonik Technologien auf Basis der 200-mm-Siliziumplattform des IHP. Die Arbeiten umfassen neue Bauelemente, Prozessmodule und Technologieplattformen, die mit der siliziumbasierten Fertigung kompatibel sind, sowie modulare Erweiterungen von Standard-CMOS-Technologien.
Technologieoptimierung und -qualifizierung
Bestehende IHP-Technologien werden transferiert, optimiert, stabilisiert und weiterentwickelt, um ihre Leistungsfähigkeit zu verbessern. Die Arbeiten umfassen die Prozessqualifizierung, die Bewertung der Zuverlässigkeit sowie die Überführung von Forschungsergebnissen in stabile Prozesse für den rund um die Uhr betriebenen Reinraum.
THz- und Hochfrequenztechnologien
Die Forschung umfasst SiGe-basierte THz-Bauelemente und neue Integrationskonzepte für Hochfrequenzsysteme. Diese Technologien unterstützen Anwendungen in der drahtlosen Kommunikation und Breitbandkommunikation auf Basis siliziumbasierter elektrischer und optoelektronischer Hochfrequenzkomponenten.
Siliziumphotonik und Optoelektronik
Die Aktivitäten in diesem Bereich umfassen die Entwicklung von Silizium-Germanium-Photonikmodulen einschließlich Germanium-Photodetektoren und Modulatoren sowie deren Integration in BiCMOS-Technologien. Die Forschung befasst sich zudem mit komplexen Siliziumphotonikplattformen und photonischen Sensoren für Gesundheits- und Umweltanalysen.
Neuartige Materialien und Bauelemente
Neue Materialien und Bauelemente werden in siliziumbasierte Technologien integriert. Dazu gehören memristive Zellen für Anwendungen der künstlichen Intelligenz sowie Bauelemente für strahlungsresistente Systeme.
Monolithische und heterogene Integration
Die Forschung umfasst Ansätze zur monolithischen und heterogenen Integration, bei denen Elektronik und zusätzliche Modulfunktionen auf einem einzigen Chip oder innerhalb eines integrierten Systems kombiniert werden. Zu den eingesetzten Verfahren gehören Waferbonden und Chiptransfer für die heterogene Integration von Chiplets.
Prozess- und Bauelementcharakterisierung
Die Kompetenzen umfassen elektrische und optoelektrische Messungen, Hochfrequenztests, Materialanalysen, Prozessdiagnostik, Bauelementmodellierung, Funktionstests und Zuverlässigkeitsbewertungen.
Services
Das IHP besitzt alle Voraussetzungen zur Entwicklung und Herstellung modernster SiGe-BiCMOS-Technologien. Die Abteilung bietet Forschungs-, Modul-, MPW- und Prototyping-Services für wissenschaftliche und industrielle Partner weltweit an. Dazu gehören:
- Zugang zu 0,13-µm-Technologien über MPW- und Prototyping-Programme
- Forschungs- und Prototypenfertigung mit neu entwickelten Technologien
- Entwicklung von Prozessmodulen und einzelnen Prozessschritten für 200-mm-Technologien
- Integration von SiGe und photonischen Modulen in CMOS-Technologien
- Modulare Erweiterung von Standard-CMOS-Technologien
- Integration neuer Materialien in siliziumbasierte Prozesse
- Elektrische, optoelektrische und Hochfrequenzcharakterisierung
- Diagnostische Analysen, Zuverlässigkeitstests und Prozessqualifizierung
- Design-Kit-Support für interne und externe Projekte
- Transfer von Technologien und Technologiemodulen von und zu Industriepartnern
- Stabilisierung und Überführung von Forschungstechnologien in die Forschungs- und Fertigungsservices des IHP
