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    Mikroelektronikforschung an der Universität Duisburg-Essen

    Die Mikroelektronikforschung an der UDE ist fokussiert auf Terahertz- und Millimeter-Wellen Bauelemente und Module für Anwendungen in der Kommunikation, hochauflösenden Radar-Sensorik, Materialerkennung sowie der medizinischen und biologischen Bildgebung. Innovative Halbleiterbauelemente auf der Basis der Materialien Indiumphosphid (InP) und Galliumnitrid (GaN) werden in eigener Technologie hergestellt und in diversen Anwendungsszenarien untersucht. Hierfür besteht Kompetenz in der Heterostruktur-Synthese mittels Metallorganischer Gasphasenepitaxie (MOCVD) und Molekularstrahlepitaxie (MBE), der Bauelementphysik, MMIC-Design und Chipherstellung, sowie der Aufbau- und Modultechnik für Frequenzen im Terahertzbereich (300 – 3000 GHz).

    Es entstehen THz Sender- und Empfänger mit Rekord-Datenraten, besonders effiziente und kompakte THz-Sensorköpfe, sowie breitbandige Transistorschaltkreise, auch in Kooperation mit Foundry-Partnern in der Forschungsfabrik Mikroelektronik (FMD), durch ein Joint Lab mit FBH, Berlin sowie in Zusammenarbeit mit FhG IMS, Duisburg. Anwendungen der Terahertz- und Millimeterwellen-Technologien in Sensorik und Kommunikation werden an der UDE in mehreren geförderten Netzwerken und Verbünden verfolgt, u.a. DFG SFB/TRR196 MARIE, BMBF 6G-HUB 6GEM sowie EU MSCA ITN Teraoptics.

    Infrastruktur

    Umfeld

    Zentrum für Halbleitertechnik und Optoelektronik (ZHO), Reinraum (450 m²) mit kompletter Technologiekette (Material, Chipprozess, Aufbau- und Modultechnik), ForLab SmartBeam. Epitaxie von InP und GaN, Elektronenstrahl-Lithografie mit 10 nm Auflösung, Plasmaätzung, Plasma-CVD, ALD, Metallisierung, opt. Lithografie, Flip-Chip, Wire-Bond, Faserjustage. Feldemissions-REM, HR-XRD, AFM, Konfokalmikroskop, Hall, Photolumineszenz. Software für phys. Bauelementmodellierung, elektronisches und photonisches Schaltkreisdesign. S-Parameter Freistrahl (robotisch) und Waferprober bis 1.5 THz, Spektrumanalyse bis 750 GHz, low-level DC, TDS THz.

    Prof. Dr. Nils Weimann

    Prof. Dr.-Ing. Andreas Stöhr

    Prof. Dr.-Ing. Thomas Kaiser

    Fachgebiet Bauelemente der Höchstfrequenztechnik (BHE)

    • THz-Bauelemente, Schaltkreise und Module
    • InP Heterostruktur-Bipolartransistoren (HBT) und Resonanztunneldioden (RTD) für THz-Anwendungen
    • GaN High Electron Mobility Transistor (HEMT) für Sensorik und Leistungsschalter
    • Epitaxie und Nanostrukturierung
    • Joint Lab „InP Devices“ mit Ferdinand-Braun-Institut, Berlin
      Metallorganische Gasphasenepitaxie Indiumphosphid MOVPE.
      Foto: André Wirsig für ForLab

    Fachgebiet Optoelektronik (OE)

    • THz-Photonik und THz-Kommunikation
    • InP Photodioden
    • Innovative Photonische Integration mittels ALD und ICPECVD
    • Breitbandige THz-Links

    Fachgebiet Digitale Signalverarbeitung (DSV)

    • THz-Kanalmessungen und – Modellierungen
    • THz-Signalverarbeitung zur Ortung, Materialcharakterisierung, Identifikation, Kommunikation, Bildgebung
    • THz-Messlabor

    Projekte & Netzwerke

    SFB/TRR 196 MARIE

    EU MSCA ITN Teraoptics

    EU KDT JU RIA Move2THz (Webseite im Aufbau)

    BMBF 6G-HUB 6GEM

    NRW Forschungsnetzwerk terahertz.nrw

    Lehre

    Sonstiges

    Grundvorlesungen

    • Festkörperelektronik
    • elektronische Bauelemente

    Mastervorlesungen

    • HF- und THz-Halbleitertechnologien
    • Nanoelektronik
    • elektronische Schaltungen
    • Optoelektronik
    • Nachrichtentechnik
    • Signalverarbeitung
    • Funksysteme

    DFG Gerätezentrum ICAN für Materialanalytik

    UDE-NanoSchoolLab und UDE-QuantumSchoolLab

    (gefördert durch REACT-EU-zdi)