Elektrische Charakterisierung

Ein Team von erfahrenen Wissenschaftlern, Ingenieuren und Technikern arbeitet in Laboren mit hervorragender Ausstattung auf einer Fläche von mehr als 250 m2. Die in den Laboren verfügbaren 13  halb- und vollautomatischen 200-mm- und 300-mm-Antastsysteme ermöglichen eine schnelle, flexible und effiziente elektrische Charakterisierung im Scheibenverband.

Forschungsziele

Entwicklung und Pflege der notwendigen Fähigkeiten für die Charakterisierung der IHP-SiGe-BiCMOS- und EPIC-Technologien, darin eingeschlossen Aufgaben der Prozesssteuerung und Überwachung, Bauelementemodellierung, HF-Charakterisierung, ESD-Tests, Mixed-Signal-Tests, Strahlungshärtetests. Komplexe Charakterisierung von Bauelementen und Schaltungen im Scheibenverband für die Entwicklung und Qualifizierung innovativer Technologien.

  • DC/CV-Parametermessungen im Reinraum und im Labor
  • mixed Signal- und Strahlenhärtetests von Prototypen
  • S-Parameter, HF-Rauschen, NF-Rauschen
  • optische und elektrische Charakterisierung mit vollständigem photonischem Aufbau für C/O-Band
  • Verbesserung der Strahlentoleranz von integrierten MOS- und LDMOS-Transistoren

Forschungsschwerpunkte

Abgeleitet von der Forderung nach einer stetig steigenden HF-Performanz der in der IHP-Pilotlinie gefertigten HBT-Transistoren, ist die umfängliche Charakterisierung dieser neuen Bauelemente und Schaltungen eine permanente Herausforderung. Um die Eignung von MOS- und RF-LDMOS-Transistoren für Anwendungen mit hohen elektrischen Bezugspotentialen zu verbessern, wird an verschiedenen Konzepten für eine modulare Integration von tiefen isolierenden n-Wannen gearbeitet. Ein weiterer Focus unserer Arbeit liegt auf dem Entwurf, der Herstellung und dem Test von strahlungstoleranten  CMOS- und RF-LDMOS-Transistoren für analoge und digitale Anwendungen in extremen Umgebungen, wie sie in Hochenergiephysik-Experimenten, Langzeitmissionen der Raumfahrt und in der Nuklearmedizin üblich sind. Entwicklungsziel ist eine substantielle Verbesserung der Strahlentoleranz bezüglich der TID (total ionization dose)-induzierten Drain-Leckströme und von SEEs (single event effects) auf Bauelementeebene. Die strahlentoleranten CMOS- und RF-LDMOS-Transistoren sind modular in die IHP-130-nm-Technologien integrierbar. Das sich in Entwicklung befindende 130-nm-RF-LDMOS-Portfolio beinhaltet 8 V isolierte NLDMOS, 24 V NLDMOS und 18 V PLDMOS-Transistoren.

  • strahlungsharte SiGe-​BiCMOS-Technologien und Bauelemente
  • HF-LDMOS
  • elektrische und optische Charakterisierung
  • Hochfrequenzcharakterisierung
  • ASIC-Funktionaltest

Forschungsergebnisse

Die IHP-Labore für elektrische Charakterisierung erfüllen die hohen Anforderungen für die Entwicklung, Überwachung und Qualifikation des innovativen IHP-Technologie-Portfolios und liefern die Schlüsseldaten für die Verifikation neuartiger Technologiekonzepte für Bauelemente und Systeme. Beleg dafür sind die hohe wissenschaftliche Reputation des IHP und die steigende Anzahl von Kunden für gehobene Test- und Messdienstleistungen.

Es konnte gezeigt werden, dass der designbasierte Ansatz zur Verbesserung der Strahlenhärte mittels zusätzlicher sperrschichtisolierender Wannengebiete, welche die Drain- und die Kanalgebiete von MOS-Transistoren umschließen, eine substantielle Reduktion TID-induzierter Drain-Leckströme und von Soft Errors durch SEEs ermöglicht.

Dr.-Ing. Roland Sorge

IHP
Im Technologiepark 25
15236 Frankfurt (Oder)
Deutschland

Telefon: +49 335 5625 127
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