Forschungsverbund Berlin e.V. Materialien und Bauelemente für THz-Anwendungen

Wafer mit monolithisch-integrierten InP-HBT-Schaltungen
Wafer mit monolithisch-integrierten InP-HBT-Schaltungen

Das Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) in Berlin und die Universität Duisburg-Essen (UDE) intensivieren ihre Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Höchstfrequenz-Halbleiterforschung.

Bereits 2019 wurde begonnen, das »Joint Lab InP Devices« aufzubauen, welches nun formal gegründet wurde. Gemeinsam erforschen die Partner Halbleiterstrukturen und -bauelemente für THz-Anwendungen und entwickeln integrierte Komponenten für den Einsatz der elektronischen THz-Technologie. Die Applikationen liegen unter anderem in der zerstörungsfreien Materialprüfung, der hochauflösenden medizinischen Bildgebung sowie in Breitbandkommunikations-Systemen.

Das neu geschaffene Joint Lab bündelt die bisherigen anwendungsbezogenen Aktivitäten des von Dr. Hady Yacoub geleiteten »InP Devices Lab« am FBH mit den grundlegenden Forschungsarbeiten der UDE. Seitens der Universität wird das Joint Lab von Prof. Nils Weimann koordiniert, der dort das Fachgebiet Bauelemente der Höchstfrequenzelektronik leitet. Das neue »Joint Lab InP Devices« greift auf die komplementären Infrastrukturen des FBH und des Zentrums für Halbleitertechnik und Optoelektronik (ZHO) der UDE zu und will so grundlegende Materialforschung gezielt in angewandte Schaltkreise und Module umsetzen. Das für Höchstfrequenzanwendungen wichtige Halbleitermaterial InP (Indiumphosphid) spielt hierbei eine besondere Rolle. Mit InP-basierten MMICs (Monolithic Microwave Integrated Circuits) lassen sich höchste Frequenzen im THz-Band erreichen – dieses ist heute nur mit hohem Aufwand im Labormaßstab zugänglich – und somit neue Systemanwendungen kostengünstig realisieren.

Die InP-Prozesstechnologie des FBH wird zurzeit in der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland im Rahmen der Hightech-Strategie der Bundesregierung erheblich ausgebaut. Im ZHO wird das Kristallwachstum von InP-Halbleiterschichten durch eine Investition im Rahmen der ForLab-Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung auf den neuesten Stand gebracht. Weiterhin entsteht am ZHO ein von der Landesregierung Nordrhein-Westfalen und der Europäischen Union mit EFRE-Mitteln gefördertes THz-Integrationszentrum, um Konzepte zur Modulintegration von THz-Komponenten zu erforschen.