Hochleistungs-Si-Technologien

Die Forschungsgruppe erforscht neue Bauelementkonzepte und Fertigungstechnologien für siliziumbasierte integrierte Schaltungen. Wir entwickeln SiGe-BiCMOS-Technologien für Hochfrequenzanwendungen sowie Erweiterungen dieser Plattformen für neue Anwendungsfelder, wie elektrooptische Schaltkreise. 

Forschungsziele

  • Entwicklung siliziumbasierter Bauelemente und Technologien für Radiofrequenz-, THz- und optoelektronische Anwendungen
  • SiGe-Heterobipolartransistoren (HBT) für Höchstfrequenzanwendungen
  • Integration optischer Bauelemente in SiGe-BiCMOS
  • Entwicklung von BiCMOS-Technologien für die Fertigung integrierter Schaltungen im Prototyping-Service des IHP

Forschungsschwerpunkte

  • SiGe-​BiCMOS-Technologien
  • SiGe-​HBT- und RF-​Bauelemententwicklung
  • Ausbeuteerhöhung und Technologiestabilisierung
  • SiGe-​HBT & BiCMOS für die Kommunikation
  • SiGe-​BiCMOS für Space

Forschungsschwerpunkt der Prozessintegrationsgruppe ist die Entwicklung von Hochfrequenz-SiGe-BiCMOS-Technologien. Diese Arbeiten reichen von der Untersuchung grundlegender Wirkprinzipien der Bauelemente bis hin zu der Qualifikation der entwickelten Prozesstechnologien, entsprechend industriellen Standards. Aktuelle Arbeiten sind auf die Entwicklung einer 130-nm-BiCMOS-Technologie mit SiGe-HBTs mit maximalen Oszillationsfrequenzen von 0,7 THz gerichtet. Ein weiteres Forschungsgebiet sind Technologien für integrierte photonische Schaltungen mit hohen Datenraten. Dafür werden optische Komponenten wie Lichtwellenleiter, Photodioden und elektrooptische Modulatoren in die BiCMOS-Technologie integriert.

Forschungsergebnisse

Es wurden mehrere Generationen von Hochfrequenz-SiGe-HBTs entwickelt und in BiCMOS-Technologien integriert. Diese Technologien sind über den Prototypenservice des IHP für die Fertigung von integrierten Schaltkreisen nutzbar. Die 130-nm-BiCMOS-Technologie SG13G2 bietet SiGe-HBTs mit den höchsten zurzeit verfügbaren Grenzfrequenzen fT/fmax von 350 GHz/450 GHz. Zu den Innovationen der HBT-Technologie, die diesen Entwicklungen zugrunde liegen, gehören u. a. die Einführung der Kohlenstoffdotierung der SiGe-Schicht und die Entwicklung von HBT-Architekturen mit niederohmigen epitaktischen Basisanschlussgebieten zur Verbesserung der Hochfrequenzeigenschaften. Im Rahmen der europäischen Förderprojekte DOTFIVE und DOTSEVEN wurden erstmals SiGe-HBTs mit maximalen Oszillationsfrequenzen von 500 GHz bzw. 700 GHz realisiert. Aktuelle Forschungsprojekte sind der Integration der fortgeschrittensten SiGe-HBT-Generation in die 130-nm-BiCMOS-Plattform gewidmet.

Dr. rer. nat. habil. Holger Rücker

IHP
Im Technologiepark 25
15236 Frankfurt (Oder)
Deutschland

Telefon: +49 335 5625 514
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