Das Forschungsgebiet Siliziumphotonik konzentriert sich auf die Entwicklung von optischen und elektrooptischen Technologien auf Basis von Gruppe-IV-Elementen wie Silizium und Germanium.
Diese können für Anwendungen in der Kommunikation und Sensorik genutzt werden. Da Silizium und Germanium in ihren elektrooptischen Eigenschaften begrenzt sind, werden speziell für die Integration von Modulatoren und Lichtquellen auch alternative Wege in enger Zusammenarbeit mit Partnern erforscht. Die Entwicklung von Bauelementen sowie die Integration von Modulen innerhalb einer SiGe-BiCMOS-Basistechnologie sind die Schwerpunkte der laufenden Aktivitäten. Die hohe Komplexität der SOI-Technologien (Silicon-On-Insulator) ist hierbei eine besondere Herausforderung. Fernziel dieser Entwicklungen ist die Überführung in den Forschungsservice des IHP. Grundsätzlich wird bei den aktuellen und zukünftigen Arbeiten Wert darauf gelegt, die hohe Leistungsfähigkeit der SiGe-HBTs (Heterobipolartransistoren) zu nutzen, um für die Entwicklung von optoelektronischen SoCs eine EPIC-Basistechnologie mit state-of-the-art Hochfrequenzeigenschaften zur Verfügung zu stellen.
Forschungsziele
- Erforschung und Entwicklung von Entwurf, Technologie, Integration und Messtechnik für die Siliziumphotonik
- Test und Charakterisierung elektronisch-photonisch integrierter Schaltungen und Systeme
Forschungsschwerpunkte
- Entwicklung passiver und aktiver optoelektronischer Bauelemente (integrierte Optik und Detektoren, Phasenschieber & Modulatoren mit hoher Bandbreite) für optische Kommunikation und für darüber hinausgehende optisch-elektronische mixed-signal-Anwendungen
- Realisierung von elektronisch-photonisch integrierten Schaltungen (ePICs) zur Demonstration von photonischen System-on-Chip-Lösungen (insbesondere Breitbandanwendungen)
- Integration neuer Materialien für photonische Anwendungen (III-V etc.)
- elektronisch-photonische Technologien
- neue Materialintegration
- Si-Photonik für Kommunikation
- Layer-Transfer-Technologien
- anpassbare photonische Biosensoren
- Hochleistungsfähige photonische Bauelemente
- photonische Sensoren
Forschungsergebnisse
- monolithische 64-Gbaud-EPICs für kohärente Tx & Rx im C-band (OFC 2018 - 19)
- Integration eines Barium-Titanat-Phasenschiebers in IHP backend of line (IEDM 2017)
- Entwicklung schneller Germanium-Fotodioden > 90 GHz (IEDM 2020)
