Prozessintegration

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. 

Das Team von erfahrenen Wissenschaftlern, Ingenieuren und Technikern arbeitet nicht nur in unserem Reinraum, sondern auch 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 im Bereich Hochleistungs-Si-Technologien

  • 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

Forschungsziele im Bereich der elektischen Charakterisierung

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

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

Forschungsschwerpunkt ist die Entwicklung von Hochfrequenz-SiGe-BiCMOS-Technologien und deren Charakterisierung. 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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