Jahresbericht 2012 (PDF 6.7 MB) - IHP Microelectronics

Annual Report
2012

Annual Report 2012
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

V o r w o r t – F o r e w o r d
Prof. Dr. Wolfgang Mehr
Liebe Leserinnen und Leser,
mit dem vorliegenden Jahresbericht erhalten Sie einen
Überblick über die Forschungsprogramme des IHP sowie
Einblick in ausgewählte wissenschaftliche Ergebnisse
des Jahres 2012.
Dear Friends and Readers,
With this annual report you get an overview of IHP‘s
research topics as well as insight into selected scientific
results of the year 2012.
Wichtige strategische Elemente des IHP sind: die Fokussierung
auf siliziumbasierte Schaltkreise und Systeme
für Hochgeschwindigkeitsanwendungen, seine vollständige
Wertschöpfungskette von der Materialforschung
über die Technologie bis hin zu konkreten Anwendungen,
eine außerordentlich enge Kooperation mit Hochschulen
und die Möglichkeit, auf Basis seiner Pilotlinie industrierelevante
Prototypen herzustellen.
Essential strategic elements of IHP are: silicon-based
circuits and systems for high-frequency applications,
its complete value-added chain from materials research
over technology up to specific applications,
an exceptionally close cooperation with universities,
and the capability of preparing industry-relevant prototypes
in the pilot line.
Mehr als 50 Prozent aller Innovationen weltweit basieren
auf anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreisen
und Systemen. Auf diesen Gebieten leistet das IHP einen
herausragenden Beitrag. Das Interesse der Industrie
an Forschungsergebnissen ist dank unserer Prototyping-
Fähigkeiten besonders hoch. Das IHP trägt damit zur
Erhöhung der Innovationsfähigkeit der deutschen und
europäischen Industrie bei.
Die enge Zusammenarbeit des Institutes mit Hochschulen
und Universitäten geschieht u.a. im Rahmen von
„Gemeinsamen Laboren“ (Joint Labs). Mit dem 2012
eröffneten Joint Lab mit der Humboldt-Universität zu
Berlin für „Drahtlose Kommunikationssysteme“ und der
begonnenen Zusammenarbeit mit der TU Berlin auf dem
Gebiet Bioelektronik, forscht das IHP nun in insgesamt
fünf Joint Labs gemeinsam mit vier Berlin / Brandenburger
Hochschulen.
More than 50 percent of all innovations worldwide are
based on application-specific integrated circuits and
systems. In this area IHP makes an outstanding contribution.
The industrial interest in research results
is particularly high due to our possibility of prototyping.
So in this manner, IHP makes an important
contribution to increase the innovative ability of the
German and European industry.
Close cooperations are held with colleges and universities
in the context of Joint Labs. Currently, IHP is
doing research in five Joint Labs together with four
Universities from Berlin / Brandenburg. This includes
the latest established Joint Labs with the Humboldt-
University of Berlin for “Wireless Communication Systems”
and the Technical University of Berlin in the
area of “Bioelectronics”.
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V o r w o r t – F o r e w o r d
Die Schwerpunkte der Forschungsarbeiten des Institutes
im Jahr 2012 waren:
- drahtlose Kommunikationssysteme
- die Erhöhung der Sicherheit bei drahtloser
Datenübertragung
- Telemedizin
- drahtlose low-power Sensornetze
- mm-Wellen-Sensorik und Radar
- integrierte Si-Photonik für Glasfaser-
Daten-Übertragung
- integrierte THz-Transistoren.
The focus of IHP‘s research activities in the year 2012
have been:
- Wireless communication systems
- enhancing the security of wireless data transfer
- Telemedicine
- Wireless low-power sensor networks
- mm-wave-sensor technology and radar
- integrated Si-photonic for optical communication
- integrated THz-transistors.
Die Forschungsergebnisse wurden in der Regel im Rahmen
nationaler und europäischer Forschungsprojekte
mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie erarbeitet.
Ein großer Teil der Projekte betrifft dabei Themen der
Hightech-Strategie 2020 der Bundesregierung zur Erarbeitung
von Schlüsseltechnologien und Lösungen für die
Bedarfsfelder Kommunikation, Sicherheit und Gesundheit.
The research results were generally developed in the
context of national and European projects with partners
from science and industry. The hightech-strategy
2020 of the federal government relates to a huge
part of the projects like developing key technologies
and solutions in new areas in the fields of communication,
security and health.
Im Jahr 2012 erreichte das IHP ein Drittmittelvolumen
von 13 Mio. Euro für Forschung und Services. Durch den
Anstieg dieser Einnahmen konnte die Anzahl der Mitarbeiter
deutlich wachsen und erfordert jetzt eine räumliche
Erweiterung des Institutes. Für den hierfür notwendigen
Erweiterungsbau fand am 8. September 2012 das Richtfest
statt. Die Inbetriebnahme ist zum Ende des Jahres
2013 vorgesehen. Dies war nur möglich durch die aktive
Unterstützung des Landes Brandenburg und der Bundesregierung.
Ihnen gilt unser Dank für die Förderung
und die stetige Begleitung unserer Forschungsarbeit. Bei
unseren Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern bedanken wir
uns für ihr großes Engagement und ihren Ideenreichtum
als wichtigste Basis all unserer Erfolge.
Third-party funds amounting to 13 million euros for
research and services could be acquired in 2012. Consequently,
due to the increase of these funds, the
number of employees could rise significantly. This
required an extension of our institute building, and
the topping-out ceremony was celebrated on the 8 th
of September 2012. The completion of the building
is envisaged for the end of the year 2013. This would
not have been possible without the active support
of the federal state of Brandenburg and the Federal
Government. Special thanks go to all our employees
for their huge commitment and inventiveness. They
are the most essential source of all our success.
Wolfgang Mehr
Wiss.-Techn. Geschäftsführer
Manfred Stöcker
Adm. Geschäftsführer
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A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
Contents

I n h a l t S V E R Z E I C H N I S – C o n t e n t s
Vorwort
2
Foreword
Aufsichtsrat
6
Supervisory Board
Wissenschaftlicher Beirat
7
Scientific Advisory Board
Forschung des IHP
8
IHP‘s Research
Das Jahr 2012
18
Update 2012
Ausgewählte Projekte
30
Selected Projects
Gemeinsame Labore
70
Joint Labs
Zusammenarbeit und Partner
82
Collaboration and Partners
Gastwissenschaftler und Seminare
86
Guest Scientists and Seminars
Publikationen
90
Publications
Angebote und Leistungen
144
Deliverables and Services
Wegbeschreibung zum IHP
152
Directions to IHP
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A u f s i c h t s r a t – S u p e r v i s o r y B o a r d
Aufsichtsrat
Konstanze Pistor
Vorsitzende (bis 30. November 2012)
Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kultur
Land Brandenburg
Dr. Claudia Herok
Vorsitzende (seit 1. Dezember 2012)
Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kultur
Land Brandenburg
RD Dr. Ulf Lange
Stellvertretender Vorsitzender
Bundesministerium für Bildung und Forschung
Dr.-Ing. Peter Draheim
Kaustik solar GmbH, Hamburg
Dr. Gunter Fischer
IHP GmbH
Prof. Dr. Christoph Kutter
Fraunhofer EMFT, München
Dr. Harald Richter
IHP GmbH
Prof. Dr. Jörg Steinbach
(seit 14. März 2012)
Technische Universität Berlin
Prof. Dr. Eicke R. Weber
Fraunhofer ISE, Freiburg
MinR Gerhard Wittmer
Ministerium der Finanzen
Land Brandenburg
Supervisory Board
Konstanze Pistor
Chair (until November 30, 2012)
Ministry of Science, Research and Culture
State of Brandenburg
Dr. Claudia Herok
Chair (since December 1, 2012)
Ministry of Science, Research and Culture
State of Brandenburg
RD Dr. Ulf Lange
Deputy Chair
Federal Ministry of Education and Research
Dr.-Ing. Peter Draheim
Kaustik solar GmbH, Hamburg
Dr. Gunter Fischer
IHP GmbH
Prof. Christoph Kutter
Fraunhofer EMFT, Munich
Dr. Harald Richter
IHP GmbH
Prof. Jörg Steinbach
(since March 14, 2012)
Technical University of Berlin
Prof. Eicke R. Weber
Fraunhofer ISE, Freiburg
MinR Gerhard Wittmer
Ministry of Finance
State of Brandenburg
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W i s s e n s c h a f t l i c h e r B e i r a t – S c i e n t i f i c A d v i s o r y B O A R D
Wissenschaftlicher Beirat
Prof. Dr. Hermann Grimmeiss
Vorsitzender (bis 28. Februar 2012)
Lund University
Schweden
Prof. Dr. Hermann Rohling
Vorsitzender (seit 11. Juni 2012)
Technische Universität Hamburg-Harburg
Dr. Josef Winnerl
Stellvertretender Vorsitzender (bis 28. Februar 2012)
Intel Mobile Communications GmbH
Neubiberg
Prof. Dr. Jörg Weber
Stellvertretender Vorsitzender (seit 11. Juni 2012)
Technische Universität Dresden
Dr. Volker Dudek
Clifton GmbH, Heilbronn
Prof. Dr. Ignaz Eisele
(bis 28. Februar 2012)
Fraunhofer IZM, München
Prof. Dr. Lothar Frey
Fraunhofer IISB, Erlangen
Prof. Dr. Richard Hagelauer
Johannes Kepler Universität Linz
Österreich
Prof. Dr. Robert Weigel
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Leitung
Prof. Dr. Wolfgang Mehr
Wissenschaftlich-Technischer Geschäftsführer
Manfred Stöcker
Administrativer Geschäftsführer
Scientific Advisory Board
Prof. Hermann Grimmeiss
Chair (until February 28, 2012)
Lund University
Sweden
Prof. Hermann Rohling
Chair (since June 11, 2012)
Hamburg University of Technology
Dr. Josef Winnerl
Deputy Chair (until February 28, 2012)
Intel Mobile Communications GmbH
Neubiberg
Prof. Jörg Weber
Deputy Chair (since June 11, 2012)
Technical University of Dresden
Dr. Volker Dudek
Clifton GmbH, Heilbronn
Prof. Ignaz Eisele
(until February 28, 2012)
Fraunhofer IZM, Munich
Prof. Lothar Frey
Fraunhofer IISB, Erlangen
Prof. Richard Hagelauer
Johannes Kepler University Linz
Austria
Prof. Robert Weigel
Friedrich-Alexander-University of Erlangen-Nuremberg
Management
Prof. Wolfgang Mehr
Scientific Director
Manfred Stöcker
Administrative Director
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IHP‘s Research

F o r s c h u n g d e s I H P – I H P ‘ s R e s e a r c h
Forschung des IHP
Das IHP konzentriert sich auf die Erforschung und Entwicklung
von siliziumbasierten Systemen, Höchstfrequenz-Schaltungen
und -Technologien einschließlich
neuer Materialien. Es erarbeitet innovative Lösungen
für Anwendungsbereiche wie die drahtlose und Breitbandkommunikation,
die Luft- und Raumfahrt, die Biotechnologie
und Medizin, die Automobilindustrie, die
Sicherheitstechnik und die Industrieautomatisierung.
IHP`s Research
IHP is focused on research and development of siliconbased
systems, high-frequency circuits and technologies
including new materials. It creates innovative
solutions for application areas such as wireless and
broadband communication, aerospace, biotechnology
and medicine, the automotive industry, security and
industrial automation.
Das Institut arbeitet an den folgenden vier eng miteinander
verbundenen Forschungsprogrammen:
1. Drahtlose Systeme und Anwendungen
2. Hochfrequenz-Schaltkreise
3. Technologieplattform für drahtlose und
Breitbandkommunikation
4. Materialien für die Mikro- und Nanoelektronik.
Die Forschungsprogramme nutzen die besonderen Möglichkeiten
des IHP. So verfügt das Institut über eine
Pilotlinie für technologische Forschungen und Entwicklungen
sowie die Präparation von Prototypen und
Kleinserien. Eine weitere Besonderheit ist das vertikale
Forschungskonzept unter Nutzung der zusammenhängenden
und aufeinander abgestimmten Kompetenzen
des Institutes auf den Gebieten Systementwicklung,
Schaltungsentwurf, Technologie und Materialforschung.
Die Forschung des IHP setzt auf die typischen Stärken
eines Leibniz-Institutes: Sie ist charakterisiert durch
eine langfristige und komplexe Arbeit, welche Grundlagenforschung
mit anwendungsorientierter Forschung
verbindet.
The institute is working on the following four closely
connected research programs:
1. Wireless Systems and Applications
2. RF Circuits
3. Technology Platform for Wireless and
Broadband Communication
4. Materials for Micro- and Nanoelectronics.
The research programs make use of the special opportunities
provided by IHP. For instance, the institute
has a pilot line for technological research and developments
as well as for manufacturing prototypes
and small series. An additional feature is the vertical
research concept employing the associated and
harmonized expertise of the institute in the fields of
system development, circuit design, technology, and
materials research.
The research of IHP is based on the typical strengths
of a Leibniz Institute: it is dominated by long-term
and complex efforts which connect basic research
with application-oriented research.
Die Realisierung der Forschungsprogramme erfolgt mit
Hilfe eines regelmäßig aktualisierten Portfolios von Projekten
auf Basis einer mittelfristigen Roadmap. Die Aktualisierung
geschieht aufgrund inhaltlicher Erfordernisse
sowie der Möglichkeiten für Kooperationen und
Finanzierung. Drittmittelprojekte werden im Einklang
mit den strategischen Zielen des IHP eingeworben.
The realization of the research programs is accomplished
utilizing a project portfolio based on a medium-term
roadmap. The project portfolio is regularly
updated according to content requirements as well as
through opportunities for cooperations and outside
funding. Grant projects are acquired in accordance
with the strategic goals of IHP.
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F o r s c h u n g d e s I H P – I H P ‘ s R e s e a r c h
Die Forschungsprogramme des IHP verfolgen die
folgenden wesentlichen Ziele:
Drahtlose Systeme und Anwendungen
Im Programm „Drahtlose Systeme und Anwendungen“
werden komplexe Systeme für die drahtlose Kommunikation
und deren Anwendungen untersucht und entwickelt.
Ziel sind Hardware- / Software-Systemlösungen
auf hochintegrierten Single-Chips, Systeme on Chip
(SoC) oder Systeme in Packages (SiP). Die Arbeiten
werden in drei Forschungsgruppen durchgeführt.
Für WLANs hoher Performance sollen Datenraten bis
100 Gbps bei Trägerfrequenzen bis zu 300 GHz erreicht
werden. Dazu wird insbesondere untersucht inwieweit
die Grenze zwischen analogem und digitalem Design
eine wesentliche Rolle für die Geschwindigkeit und den
Energieverbrauch des Systems spielt. Weitere wichtige
Forschungsthemen sind Untersuchungen, die die „Quality
of Service“ im Hochlastbereich von drahtlosen Netzen verbessern
sowie zur Erhöhung der Zuverlässigkeit von WLANs
zur Verwendung in sicherheitskritischen Anwendungen wie
in der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation beitragen.
Die Forschung zu Systemen mit geringem Energieverbrauch
hat zum Ziel, Sensornetze auf Basis hochintegrierter
Chips oder SoC zu realisieren. In diesem Zusammenhang
werden neue Netzarchitekturen, verteilte,
ressourcenarme Middleware-Ansätze, neue energieeffiziente
Medienzugriffsprotokolle sowie energieeffiziente
Transceiver erforscht und realisiert. UWB-Technologien
auf der Basis des Standards IEEE 802.15.4a sind Beispiele
für drahtlose Kommunikation im Nahbereich und
zusätzlich hohe Ortsauflösungs-Eigenschaften. Weiterhin
arbeitet die Gruppe an neuartigen drahtlosen
„WakeUp“-Systemen und -Technologien. Diese dienen
dazu einen Sensorknoten nur dann zu aktivieren, wenn
ein äußeres Ereignis eintritt und der Knoten aktiv werden
muss. Damit passt sich der Knoten an die asynchrone Realität
an und kann äußerst energieeffizient aufgebaut
werden.
Significant goals of IHP’s research programs are
specified below:
Wireless Systems and Applications
This program investigates and develops complex systems
for wireless communication and their applications.
The objective is finding solutions for hardware /
software systems on highly integrated single chips,
Systems on a Chip (SoC) or Systems in a Package
(SiP). The activities are executed in three different
scientific groups.
The target of high performance WLAN research is
to achieve a data rate of up to 100 Gbps at carrier
frequencies of up to 300 GHz. This will in particular
examine whether the boundary between analog and
digital design plays an essential role for the speed
and power consumption of the system. Additional important
fields of research include the improvement of
Quality of Service in the high load region of wireless
networks as well as investigations to increase the reliability
of WLANs for security-sensitive applications
such as car-to-car communication.
The research on systems with low energy consumption
is directed towards sensor networks on single
chips or SoC. In this context new network architectures,
distributed low resource middleware concepts,
new energy efficient protocols for media access as
well as energy-efficient transceivers are investigated
and realized. UWB technologies based on the
standard IEEE 802.15.4a are examples of short-range
wireless communication with an additional high
spatial resolution. Furthermore, the group is working
on new wireless “wake-up“ systems and technologies.
These are used to activate a sensor node only when
triggered by an external event and the node must be
active. Thus, the node adjusts to the asynchronous
reality and can be set up in an extremely energy
efficient manner.
10 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

F o r s c h u n g d e s I H P – I H P ‘ s R e s e a r c h
Die Forschung zu kontextabhängigen Middleware-Systemen
betrifft insbesondere auch die Erhaltung der Privatsphäre
und die Sicherheit bei der Nutzung mobiler Endgeräte.
Dazu werden modulare Kryptoprozessoren sowohl
für AES (Advanced Encryption Standard) – als auch für
unterschiedliche ECC (Elliptic Curve Cryptography)-Verfahren
untersucht und entwickelt. Zusätzlich werden
unterschiedliche Verfahren für die digitale Signatur zur
Überprüfung der Authentizität von drahtlosen Nachrichten
untersucht. Neuartige Radarsysteme werden für
verschiedene Anwendungsszenarios wie Umweltsensorik
und altersgerechte Assistenzsysteme (AAL) entwickelt.
Research in context-sensitive middleware systems
especially addresses privacy and security matters in
using mobile devices. In this context, modular crypto
processors for AES (Advanced Encryption Standard) as
well as for different ECC (Elliptic Curve Cryptography)
techniques are investigated and developed. Additionally,
techniques for digital signature with different
authenticity checks for wireless messages are
investigated. New radar systems are developed for
use in different application scenarios such as environmental
sensing and age-based assisted living.
Bei der Entwicklung von Methoden zur Erhöhung der
Zuverlässigkeit und Testbarkeit von Schaltungen werden
Bibliotheken für CMOS-Technologien untersucht
und realisiert, die die Strahlungsfestigkeit von Schaltungen
erhöhen. Im Bereich des Logikdesigns werden
unterschiedliche Verfahren zur Redundanzerhöhung kritischer
Pfade untersucht. Die Hardware wird für spezielle
Signalkonfigurationen optimiert. Darüber hinaus werden
Speichergeneratoren entwickelt, die unterschiedliche
Speichertypen unterstützen. EDAC (Error Detection
And Correction)-Techniken zur Datenkorrektur in Speichern
gehören zum Portfolio. Der Test aller im IHP entwickelten
digitalen Schaltungen wird als Dienstleistung
angeboten. Neue Methoden zum Design von Schaltungen
mit geringer Eigenstrahlung für den Einsatz im Weltraum
oder in Fahrzeugen werden entwickelt. Die Untersuchungen
der zuverlässigen Systeme erstrecken sich
auch auf die Zuverlässigkeit von Speichern und SoCs.
Hierzu arbeitet die Gruppe an innovativen Konzepten
für Speicherkontroller die dynamisch fehlerhafte Daten
reparieren, Speicherblöcke austauschen und Speichersequenzen
reorganisieren sowie an Multiprozessorstrukturen
die dynamisch unterschiedliche Verhaltensmuster
bezüglich der Zuverlässigkeitsanforderungen annehmen
können.
CMOS libraries for higher radiation hardness are investigated
and realized in the context of higher reliability
and testability of circuits. For digital designs
different procedures for obtaining higher redundancy
in critical paths are investigated. Hardware will be
optimized for special signal configurations. Furthermore,
memory generators for different memory types
are developed. Additional tasks are EDAC (Error Detection
And Correction) techniques for data correction in
memories and testing of all digital IHP-circuits as a
service. New design methods are developed for low
EMR applications in space or in automotive environments.
The investigations of reliable systems extend
to the reliability of memory and SoCs. For this, the
group is working on innovative concepts for memory
controllers that dynamically repair faulty data, replace
memory blocks and reorganize memory sequences as
well as on multiprocessor structures that can take the
dynamically different behavior patterns with respect
to the reliability requirements.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
11

F o r s c h u n g d e s I H P – I H P ‘ s R e s e a r c h
Hochfrequenz-Schaltkreise
Im Programm „Hochfrequenz-Schaltkreise“ werden integrierte
mm-Wellen-Schaltkreise & Synthesizer, Breitband-Mischsignal-Schaltkreise
sowie Schaltkreise für
drahtlose Anwendungen mit sehr geringem Energieverbrauch
entwickelt und als Prototypen realisiert.
RF Circuits
In this program integrated mm-wave circuits & synthesizers,
broadband mixed-signal circuits and circuits
for ultra-low-power wireless applications will be
designed and realized as prototypes.
Integrierte Millimeterwellen-HF-Schaltkreise für Frontends
und Synthesizer zum Einsatz in der drahtlosen
Kommunikation bei Frequenzen von etwa 10 bis über
720 GHz werden derzeit entwickelt. Sie ermöglichen in
Zukunft Anwendungen im Bereich der drahtlosen Kurzstrecken-Kommunikation
mit Bandbreiten von über
25 GHz und 100 Gbps. Die Erschließung des sub-THz Bereiches
in der Schaltungstechnik ermöglicht zunehmend
Anwendungen im Bereich der Spektroskopie und hochsensitive
Bio-Analytik auf der Basis preiswerter elektronischer
Schaltungen. Ähnliches gilt auch für weitere
Einsatzgebiete wie Short-Range Radarlösungen sowie
mm-Wellen- / THz-Sensoren für Sicherheitstechnik und
zerstörungsfreie Materialprüfung. Eine Kombination der
Schaltungen und Sensorstrukturen mit Fortschritten in
der Mikrofluidik könnte neue Möglichkeiten in Richtung
Lab-on-Chip eröffnen.
Integrated millimeter-wave RF circuits for frontends
and synthesizers for wireless communication
at roughly 10 to more than 720 GHz are currently
under development. In the future they will enable
applications in wireless short range communication
with 100 Gbps at a bandwidth of more than 25 GHz.
The development of the sub-THz region in the circuit
design increasingly enables applications in spectroscopy
and high-sensitive bio-analysis based on low
cost electronic circuits. The same applies to other
applications such as short-range radar solutions and
mm-wave / THz sensors for security systems and nondestructive
testing of materials. A combination of
circuits and sensor structures with advances in microfluidics
could open new possibilities in the direction
of lab-on-chip.
Für die glasfasergestützte Breitbandkommunikation
werden Konzepte und elektronische Komponenten für
Glasfasersysteme mit Datenraten von 10 bis 400 Gbps
pro Laser-Wellenlänge für zukünftige schnelle Glasfasernetze
sowie für die opto-elektronische Chip-to-Chip-
Kommunikation entwickelt. Innovative Modulator-
Konzepte, verbesserte Photo-Dioden sowie der Bedarf
nach immer höheren Datenraten erfordern dabei immer
leistungsfähigere schnelle Verstärker (Transimpedanzverstärker,
Treiber) mit extrem hohen Bandbreiten,
A / D- & D / A-Wandler mit Sampling-Raten von über
20 GSps und schnelle Stromschalter-Logik. Die On-Chip-
Integration mit photonischen Elementen eröffnet dabei
neue Perspektiven (Silizium-Photonik).
Concepts and electronic components for fiber-optical
broadband communication systems with data rates
from 10 up to 400 Gbps per Laser wavelength will
be developed for future fast fiber-optical networks
as well as optoelectronic chip-to-chip communication.
Innovative concepts for modulators, improved
photo-diodes as well as the demand for higher data
rates require increasingly powerful fast amplifiers
(transimpedance amplifiers, driver circuits) with extremely
high bandwidth, A / D- and D / A converters
with sampling rates of more than 20 GSps, and fast
current switch logic circuits. The on-chip integration
with photonic components opens new perspectives
(Silicon Photonics).
12 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

F o r s c h u n g d e s I H P – I H P ‘ s R e s e a r c h
Extrem energieeffiziente Sende- und Empfangsschaltungen
und HF-Komponenten spielen in drahtlosen
Sensornetzen und generell in mobilen Anwendungen
eine immer wichtigere Rolle. Hierzu werden innovative
Impuls-Radio UWB-Transceiver, RF-MEMS-basierte
Schaltungen und WakeUp-Radio-Konzepte erforscht,
mit denen die geforderte Batterie-Lebensdauer von
zehn Jahren erreichbar ist. Die Einbeziehung von passiven
Bauelementen mit sehr hoher Güte in die Schaltungen
sowie deren mögliche On-Chip-Integration
spielt dabei eine entscheidende Rolle.
Extremely energy efficient transmitter and receiver circuits
and RF components play an increasingly important
role in wireless sensor networks and in general in
mobile applications. Ultra-low-power RF frontends and
components are developed for wireless sensor networks.
For this, innovative impulse UWB transceivers, RF-MEMS
based circuits and concepts for wake-up radio are investigated
which will comply with the required ten years
battery lifetime. The inclusion of passive components
with a very high quality in the circuits and their possible
on-chip integration plays a crucial role.
Technologieplattform für drahtlose und Breitbandkommunikation
Siliziumbasierte Technologien für integrierte Schaltungen
zielen auf kleinere Transistoren, eine höhere
Anzahl Transistoren und höhere Arbeitsfrequenzen ab.
Mit Erreichen des Nanometer-Bereiches müssen laterale
und vertikale Strukturen prozessiert werden, die fast
atomare Abmessungen haben („More Moore“-Ansatz
der ITRS, der International Technology Roadmap for
Semiconductors). Außerdem werden neuartige Bauelemente
und Technologien entwickelt, um CMOS-Technologien
noch weiter zu skalieren bzw. um Lösungen jenseits
von Silizium-CMOS-Technologien zu erarbeiten.
Entsprechend der ITRS zielt der alternative „More
than Moore“-Ansatz auf Diversifikation durch die
Kombination verschiedener Technologien mit angemessenem
Skalierungsniveau. Das hier beschriebene
Forschungsprogramm des IHP basiert auf einer „More
than Moore“-Strategie der modularen Erweiterung von
BiCMOS-Technologie für die drahtlose und Breitbandkommunikation.
SiGe-BiCMOS-Technologien kombinieren
schnelle SiGe-HBTs mit der Rechenleistung von CMOS
auf einem Schaltkreis.
Technology Platform for Wireless and Broadband
Communication
Future silicon based integrated circuits technology
is targeting at reduced transistor dimensions, an increasing
number of transistors and higher operating
frequencies. By reaching the nanometer scale region,
lateral and vertical structures which are close to atomic
dimensions have to be processed (“More Moore”
approach of the International Technology Roadmap for
Semiconductors ITRS). Moreover, emerging research
devices and technologies are under investigation to
further extend the CMOS technology or to evaluate
solutions beyond Si CMOS technologies.
According to the ITRS the alternative “More than
Moore” approach is targeting at diversification by
combining different technologies based on a reasonable
scaling level. This IHP research program is
based on a “More Than Moore” strategy targeting a
modular extension of BiCMOS technology for wireless
and broadband communication. SiGe BiCMOS technologies
combine high speed SiGe HBTs and computing
power of CMOS on a single chip.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
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F o r s c h u n g d e s I H P – I H P ‘ s R e s e a r c h
Die Hochfrequenzeigenschaften von HBTs konnten in
den letzten Jahren erheblich verbessert werden und
haben jetzt 500 GHz erreicht. Damit ermöglichen sie
Anwendungen im Millimeterwellen-Bereich wie beispielsweise
Fahrzeugradar (77 GHz), Glasfaserverbindungen
mit hohen Datenraten (>100 Gbps) und drahtlose
Verbindungen im Gbps-Bereich (60 GHz, 122 GHz).
Das nächste Forschungsziel ist eine HBT-Generation mit
700 GHz Grenzfrequenz.
RF performance of HBTs has been significantly improved
over the years, reaching 500 GHz now and
enabling mm-wave applications such as automotive
radar (77 GHz), high data rate fiber links (>100 Gbps)
and Gbps wireless links (60 GHz, 122 GHz).The next
research goal is a generation of HBTs with 700 GHz
cut-off frequency.
In einem „More than Moore“-Ansatz wird die Funktionalität
der BiCMOS-Technologie durch die Integration optischer
Komponenten (Si-Photonik) und MEMS-Strukturen
erweitert. Darüber hinaus wird die monolithische
bzw. hybride Heterointegration von Silizium- und
III / V-Verbindungshalbleitern untersucht, die neuartige
System-on-Chip Lösungen ermöglichen.
Die in diesem Forschungsprogramm entwickelten Technologien
werden Designern als Multi-Projekt-Wafer-Service
für innovative Schaltungsentwürfe angeboten. Der
Zeitplan der technologischen Durchläufe in der Pilotlinie
ist auf der Homepage des IHP verfügbar.
In a “More than Moore” approach the functionality
of the BiCMOS technology is extended by integrating
optical components (Silicon Photonics) and
MEMS structures. Moreover, the monolithic or hybrid
hetero-integration of Si and III / V compound semiconductor
technologies are under investigation enabling
new System-on-Chip solutions.
The technologies developed within this program are
offered to designers in a Multi Project Wafer Service
for innovative circuits solutions. The schedule
for technological runs in the pilot line in Frankfurt
(Oder) can be found on IHP‘s website.
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F o r s c h u n g d e s I H P – I H P ‘ s R e s e a r c h
Materialien für die Mikro- und Nanoelektronik
Im Forschungsprogramm „Materialien für die Mikround
Nanoelektronik“ wird zur längerfristigen Sicherung
der technologischen Innovationskraft des Institutes an
der Integration neuer funktioneller Modulkonzepte in
moderne Silizium-BiCMOS-Technologien gearbeitet. Von
besonderer Bedeutung sind hierbei „More than Moore“-
Ansätze auf dem Gebiet künftiger Terahertz-, Photonikund
Biomed-Anwendungen.
Materials for Micro- and Nanoelectronics
Focus of the research program “Materials for Micro
and Nanoelectronics” is to secure the institute’s longterm
technological innovation power by the integration
of new functional module concepts in modern
silicon BiCMOS technologies. Of particular importance
here are “More than Moore” approaches for future
terahertz, photonic and biomedical applications.
Die Forschungsarbeiten im Bereich „Front-End-of-Line“
(FEOL) zielen auf die Integration qualitativ hochwertiger
alternativer Halbleiterstrukturen in die Silizium-Wafer-
Plattform ab. Diese Arbeiten dienen folglich dazu, fundamentale
Grenzen der Siliziumtechnologie aufgrund der
physikalischen Materialparameter des Siliziums zu überwinden.
Schwerpunkt bilden z. Zt. Integrationsansätze
für Germanium-Mikro- und -Nanostrukturen, die mittels
fortgeschrittener Epitaxie-Ansätze CMOS kompatibel
hergestellt werden. Hierbei sind verspannte Germanium-
Mikrobrückenstrukturen von besonderem Interesse, da
diese als integrierte IR-Lichtemitter ein Schlüsselmodul
darstellen, um die IHP-Technologie für künftige Anwendungen
in der optischen Sensorik zu positionieren.
Die Integration eingebetteter nichtflüchtiger Speichermodule
in das „Back-End-of-Line“ (BEOL) ist von zentraler
Bedeutung für die Leistungsfähigkeit komplexer,
drahtloser Sensornetze. Die Forschung am IHP ist stark
fokussiert auf die Bewertung des Potentials HfO 2
-basierter,
widerstandsgeschalteter RRAM-Speicherarrays,
da diese insbesondere für leistungsarme Sensorknoten
gegenüber Flash-Ansätzen ein erhebliches Verbesserungspotential
bieten.
The research in “front-end of line” (FEOL ) targets the
integration of high quality alternative semiconductor
structures on the mainstream Si wafer platform.
This work thus intends to overcome fundamental
limitations of silicon technology due to the physical
parameters of the silicon material. Focus is currently
on integration approaches for germanium micro-and
nanostructures, which are manufactured using advanced
epitaxial CMOS compatible approaches. Here,
strained germanium-microbridge structures are of
particular interest, since they represent an integrated
IR light emitter which is a key module to position
the IHP technology for future applications in optical
sensors.
Embedded non-volatile memory module integration
in the “back-end of line” (BEOL) is of high importance
to build up efficient complex wireless sensor
networks. Research at IHP is strongly focused
on evaluating the potential of HfO 2
-based resistive
switching RRAM memory arrays, because they offer a
high potential for improvements compared to Flash
approaches, especially for low power sensor nodes.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
15

F o r s c h u n g d e s I H P – I H P ‘ s R e s e a r c h
Außerdem werden mittels BEOL kompatibler Ansätze
auf Aluminiumnitrid (AlN) basierende, akustische
Oberflächenwellen-(SAW)-Filter integriert. Solche
SAW-Bauteile können beispielsweise mittels geeigneter
Oberflächenfunktionalisierung in der Biomolekül-Sensorik
neue Anwendungen erschließen.
Furthermore, surface acoustic wave (SAW) filters,
based on aluminium nitride (AlN), are integrated
in the BEOL. These SAW devices can be applied for
example as sensors for biomolecules after functionalizing
the surface in a suitable way.
Die Forschungsgruppe für die erkundende Untersuchung
neuer Materialien bewertet neue Materialien mit
einem hohen Potential für zukünftige Anwendungen in
den Bereichen Terahertz und Photonik in der Silizium-
Mikroelektronik in einem sehr frühen Stadium. Im Fokus
steht hier heute das Material Graphen, das aufgrund
seiner beeindruckenden Eigenschaften (Stabilität, Leitfähigkeit
etc.) verspricht, derzeitige Grenzen der Silizium-Mikroelektronik
zu überwinden. Spezifisch widmet
sich die Arbeitsgruppe dem vom IHP patentierten Graphen-Basis-Transistor
im Hinblick auf potentielle THz-
Anwendungen. Ferner ist die kontrollierte Herstellung
von Graphen hoher Qualität mittels selektiver Verfahren
der Gasphasenabscheidung auf Isolatoren ein wichtiger
Meilenstein der Prozessintegration.
The “Exploratory Materials Research Group” is concerned
with the evaluation of new materials with
a high potential for future terahertz and photonic
applications in silicon microelectronics at a very
early stage. In the focus today is the material graphene
that because of its impressive properties
(stability, conductivity, etc.) promises to overcome
current limitations of silicon microelectronics. Specifically,
a research group of IHP is working on the
patented graphene transistor with regard to potential
THz applications. Furthermore, the controlled
production of high-quality graphene by selective
methods of chemical vapor deposition on insulators
is an important milestone in the integration process.
Um die hohen Anforderungen moderner Silizium-
Schaltkreise zu erfüllen ist eine Materialcharakterisierung
mit hoher Auflösung und Sensitivität bis hinab
zur Nano-Skala unabdingbar. Neben den laborbasierten
Verfahren stellt daher die Nutzung des Potentials
moderner Synchrotron-Quellen der 3. Generation in
Europa (Petra III in Hamburg; ESRF in Grenoble) ein
wesentliches Standbein der Materialforschung am IHP
dar. Das trifft insbesondere auf die zerstörungsfreien
Synchrotron-Verfahren zu, womit gar die Materialuntersuchung
in einem Bauelement während dessen Betrieb
möglich werden wird.
To meet the high demands of modern silicon circuits,
a material characterization with high resolution and
sensitivity down to the nanoscale is essential. In
addition to laboratory-based techniques, the use of
the potential of modern 3rd generation European
synchrotron sources (Petra III in Hamburg, ESRF in
Grenoble) is an essential pillar of materials research
at IHP. This is especially true for non-destructive synchrotron
techniques which allow to study the material
“in operando” at work in a functional device.
16 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

F o r s c h u n g d e s I H P – I H P ‘ s R e s e a r c h
Gegenstand der Arbeiten im Gemeinsamen Labor mit
der BTU Cottbus ist die Silizium-Materialforschung.
Dabei sollen die Eigenschaften des Si-Materials maßgeschneidert
werden, um neue Anwendungen zu ermöglichen
und um bestehende zu verbessern.
Silicon materials research is the subject matter of the
Joint Lab IHP / BTU Cottbus. Silicon properties are
tailored to enable new applications and to improve
existing ones.
Schwerpunkte der grundlagenorientierten Vorlaufforschung,
die sich u.a. mit den Möglichkeiten einer
kontrollierten Ausnutzung der physikalischen Eigenschaften
von Versetzungen für neuartige Bauelemente
befasst, sind Arbeiten zu Si-basierten thermoelektrischen
Generatoren, zum Defekt-Engineering für zukünftige
Si-Wafer und zur Beherrschung der elektrischen
Eigenschaften von Kristalldefekten im Solar-Si. Besonderes
Augenmerk wird gerichtet auf die Aufklärung des
‚super-metallischen‘ Transports von Ladungsträgern
entlang von Versetzungen. Zusätzlich werden die Arbeiten
zu Ge-Lichtemittern auf Si fortgesetzt, die sich von
dem durch das MIT propagierten Ansatz unterscheiden.
Focuses of the initial basic research, addressing
amongst others the possibilities of controlled use of
the physical properties of dislocations for new devices,
are activities towards Si-based thermo-electric
generators, defect engineering for future silicon wafers,
and the control of electrical properties of crystal
defects in solar silicon. Special attention is directed
to the elucidation of the ‘super-metallic‘ transport of
charge carriers along dislocations. Additional work
on Ge light emitters on Si will be continued, which
differs from the approach propagated by MIT.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
17

18 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
Update 2012

D a s J a h r 2 0 1 2 – U p d a t e 2 0 1 2
Das Jahr 2012
Die im Jahr 2012 erfolgte begleitende Evaluierung des
IHP durch seinen Wissenschaftlichen Beirat bestätigte
die erfolgreiche Arbeit des Institutes. So ermöglichte
die intensive nationale und internationale Kooperation
des IHP im Rahmen von Forschungsprojekten und
Services in diesem Jahr 13 Mio. Euro Drittmitteleinnahmen.
Unter den zahlreichen Forschungsprojekten
waren allein 13 EU-Projekte.
Die Ergebnisse der Forschungsarbeit wurden 2012 in
233 Publikationen und 285 Vorträgen veröffentlicht;
17 Patente konnten eingereicht werden.
Vom starken Engagement des IHP bei der studentischen
Ausbildung zeugen neben den zahlreichen Vorlesungen
von IHP-Wissenschaftlern an Hochschulen und Universitäten
auch 10 verteidigte Dissertationen und 17
Master- bzw. Bachelorarbeiten, sowie die zum 11. Mal
durchgeführte Sommerschule „Mikroelektronik“.
Beispiele für die intensive Kooperation in der Region
sind neben den Joint Labs mit Hochschulen und Universitäten
das Symposium „Tele-Rehabilitation“ gemeinsam
mit der Deutschen Gesellschaft für Telemedizin
und der „4. Brandenburger Sensornetztag – Sicherheit
in Funksystemen“, der diesmal mit dem Partner IHK
Ostbrandenburg durchgeführt wurde. Beim Businessplan-Wettbewerb
Berlin-Brandenburg konnte das IHP-
Ausgründungsprojekt BeamConnect in der Kategorie
Technologie den ersten Platz belegen.
Auf Vorschlag des IHP erhielt Prof. Dr. Ya-Hong Xie,
University of California, Los Angeles, den Humboldt-
Forschungspreis. Damit wurden seine wissenschaftlichen
Leistungen gewürdigt, doch gilt der Preis auch
als Auszeichnung der Exzellenz des gastgebenden Institutes.
Er ist seit mehreren Jahren eng mit dem IHP
verbunden und war hier als Gastwissenschaftler tätig.
Update 2012
The accompanying evaluation of IHP carried out by
the Scientific Advisory Board confirmed the successful
work of the institute in the year 2012. Third-party
funds amounting to 13 million euros were reached
due to strong national and international cooperation
of IHP in the context of research projects and services.
Among these numerous research projects were
13 projects of the European Union.
The results of the research activities were published
in 233 papers and 285 presentations were given.
Furthermore, 17 patents were registered in 2012.
IHP highly supports the education of students. This
is confirmed by numerous lectures given by scientists
of IHP in colleges and universities, 17 written master
and bachelor theses and 10 defenses of doctor´s
theses. Furthermore, the 11 th Summer school “Microelectronics”
was successfully carried out.
Examples of the strong cooperation in the region
are the symposium “Tele-rehabilitation” carried out
with the German Society for Telemedicine and the
“4 th Brandenburg sensor-networking workshop on
security in sensor networks” arranged together with
the partner IHK East Brandenburg, in addition to the
Joint Labs with colleges and universities. The IHP
spin-off project BeamConnect won the first prize in
the Berlin-Brandenburg Business Plan Competition
in the category technology.
On a proposal from IHP, Prof. Ya-Hong Xie, University
of California, Los Angeles, received the international
research award of the Alexander von Humboldt Foundation.
His outstanding scientific achievements were
highly recognized with this award, but the award is
also intended to highlight the scientific excellence
of the host institute. He has been closely connected
with IHP for several years and has worked as a guest
scientist for IHP.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
19

D a s J a h r 2 0 1 2 – U p d a t e 2 0 1 2
Wissenschaftliche Ergebnisse
Im Folgenden wird auf ausgewählte wissenschaftliche
Fortschritte im Forschungsprogramm des IHP hingewiesen.
Scientific Results
In the following selected scientific advances in the
research program of IHP will be pointed out.
Drahtlose Systeme und Anwendungen
Die Ergebnisse des BMBF-Projekts EASY-A (Enablers for
Ambient Services & Systems – 60 GHz Breitbandverbindungen)
führten zur Vorbereitung der Ausgründung
„BeamConnect“ für den Markt der Small-Cell Backhaul
Netze. In diesem Markt werden P2P (Punkt zu Punkt)-
und P2MP (Punkt zu Mehrpunkt)-Lösungen gesucht,
die drahtlos die Basisstationen mit sehr hohen Datenraten
verbinden. Die Besonderheit der IHP-Lösung ist
die automatische Funkstrahlausrichtung, die sich nicht
nur für die Feinausrichtung des Funkstrahls, sondern
auch für das räumliche Multiplexen eignet. Es wurde
ein EXIST Transfer-Projekt für die erste Unternehmensphase
gewonnen.
Wireless Systems and Applications
The results of the BMBF project EASY-A (Enablers
for Ambient Services & Systems – 60 GHz Broadband
Links) led to the preparation of the spin-off “Beam
Connect“ for the market for small cell backhaul networks.
In this market P2P (point to point) and P2MP
(point to multipoint) solutions are needed that connect
wireless base stations with very high data rates.
The special feature of the IHP solution is the automatic
beam steering, which is suitable not only for
the fine alignment of the radio beam, but also for the
spatial multiplexing. An EXIST Transfer project for the
first phase of the company was won.
Weiterhin wurde auf der Basis der Ergebnisse von EASY-A
und unseren Vorstellungen zu noch schnelleren drahtlosen
Systemen ein DFG-Schwerpunktprogramm eingereicht
und bewilligt. Das IHP und die BTU Cottbus
koordinieren diesen DFG Schwerpunkt mit dem Titel:
Drahtlose Ultrahochgeschwindigkeitskommunikation
für den mobilen Internetzugriff: „Wireless 100 Gb / s
and beyond“. Das mit 12 Mio Euro geförderte Programm
wird über 6 Jahre neue Lösungen für zukünftige
drahtlose Höchstgeschwindigkeitskommunikation
untersuchen.
Furthermore, based on the results of EASY-A and our
ideas for even faster wireless systems, a DFG project
was submitted and approved. The IHP and the BTU
coordinate this DFG research focus entitled: Wireless
Communications for Ultra-high Speed Mobile Internet
Access, “Wireless 100 Gb / s and beyond”. The program
funded with 12 million euros will explore new solutions
for future wireless high speed communication
over 6 years.
20 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

D a s J a h r 2 0 1 2 – U p d a t e 2 0 1 2
Im Rahmen des Projektes TANDEM wurde der weltweit
erste hochintegrierte UWB (Ultra-Breitband)-Schaltkreis
mit geringer Datenübertragungsrate realisiert, der
sowohl den digitalen Basisbandprozessor als auch das
analoge HF-Frontend beinhaltet. Die weitere Integration
mit dem ipms_430x-Mikroprozessor (zunächst auf
einer PCB) konnte erfolgreich abgeschlossen werden.
Somit verfügt das IHP erstmalig über einen komplett
eigenen Sensorknoten mit allen zugehörigen Komponenten.
Eine innovative Anwendung eines Sensormoduls
wurde im Rahmen des Projektes Tele-Diagnostik
voruntersucht und erste erfolgreiche Testmessungen
wurden durchgeführt. In diesem Projekt werden mobile
Sensorkapseln in einen Bioreaktor zur kontinuierlichen
Messung und Überwachung der Bioflüssigkeiten eingebracht.
Within the project TANDEM, the world‘s first highly integrated
low-data rate UWB (Ultra-Wideband) chip was
implemented, which includes both the digital baseband
processor and the analog RF front-end. Further
integration with the ipms_430x micro processor (initially
on a PCB) has been successfully completed.
Thus, for the first time, IHP possesses a complete own
sensor node with all necessary components. An innovative
application of a sensor module was tentatively
investigated within the project “Telediagnostics“ and
the first successful test measurements were carried
out. In this project, mobile sensor capsules are placed
in a bioreactor for continuous measurement and monitoring
of bio-fluids.
Neue Projekte wurden sowohl im Bereich der Security
als auch im Bereich der drahtlosen Kommunikationstechnik
eingeworben. Das Projekt Sens4U (Sensorknoten
für Umweltmonitoring) ist insbesondere interessant,
weil es die Kooperation mit 5 KMUs forciert und
damit den Transfer von IHP-Ergebnissen in die Brandenburger
Wirtschaft erleichtern kann. Das Projekt UltraSpread
bearbeitet die Kommunikation im Sub-1GHz
Bereich für Sensorknoten. In diesem Projekt wird auf
der Basis PSSS (Parallel Sequence Spread Spectrum)
ein schnelles Sensorkommunikationssystem mit hoher
Reichweite und hoher Stabilität gegenüber schmalbandigen
Störern aufgebaut. Dieses Projekt arbeitet mit
einem KMU aus dem Land Brandenburg zusammen.
New projects have been acquired both in the area of
security and in the area of wireless communication
technology. The project Sens4U (Sensor Nodes for Environmental
Monitoring) is particularly interesting,
because it accelerates the cooperation with 5 SMEs
and thus may support the transfer of IHP results to
companies in Brandenburg. The project UltraSpread
works on communication in the sub-1GHz range for
sensor nodes. In this project a fast sensor communication
system with long range and high stability
against narrowband interferers is built on the basis
of PSSS (Parallel Sequence Spread Spectrum). This
project is carried out in cooperation with a SME from
Brandenburg.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
21

D a s J a h r 2 0 1 2 – U p d a t e 2 0 1 2
Hochfrequenz-Schaltkreise
Die für 60-GHz-WLAN-Anwendungen entwickelten Sende-
und Empfangsschaltungen wurden weiter optimiert
und verbessert, um eine spätere kommerzielle Verwertung
zu erleichtern. Hervorzuhebende Einzelkomponenten
sind ein Leistungsverstärker mit +16 dBm Ausgangsleistung
und ein LNA (rauscharmer Verstärker)
mit 6,5 dB Noise Figure. Derzeit wird im BMBF-Projekt
PreLocate (Präzise Lokalisierung und Breitband-Kommunikation
im 60-GHz-Band) ein neuer 60-GHz-Beamforming-Transceiver
in 0,13-μm-BiCMOS-Technologie
entwickelt, wodurch eine stark verbesserte Energieeffizienz
der 60-GHz-Transceiver erreicht werden wird.
Bei 122 GHz wurden FMCW (Frequency Modulated Continuous
Wave Radar) Schaltungen im Rahmen des vom
IHP koordinierten EU-Projektes SUCCESS (Silicon-based
Ultra Compact Cost-Efficient System design for mm-
Wave sensors) entwickelt. Hier ist es gemeinsam mit
den Partnern erstmals gelungen, ein kompaktes System-in-Package
(8x8 mm 2 ) erfolgreich zu demonstrieren.
Zukünftig sollen auch selbstentwickelte On-Chip-
Antennen eingesetzt werden, um den Integrationsgrad
weiter zu erhöhen. Dazu wurde ein erstes Design der
Radarschaltung inklusive Antennen entworfen. Die Entwicklung
und der Einsatz von On-Chip-Antennen im
Frequenzbereich oberhalb von 100 GHz vereinfachen
signifikant den Aufbau solcher Systeme. Eine neue Design-Methode
wurde gefunden, mit der Antennen-Effizienz
und mechanische Stabilität in Einklang gebracht
werden können.
RF Circuits
The transceiver chips developed for 60 GHz WLAN
applications were further optimized and improved
in order to simplify a subsequent commercial exploitation.
Distinguished individual components are a
power amplifier with +16 dBm output power and a
LNA (low noise amplifier) with 6.5 dB noise figure.
Currently, in the BMBF project PreLocate (Precise
Localization and Broadband Communications in the
60 GHz Band), a new 60-GHz beamforming transceiver
in 0.13 µm BiCMOS technology is being developed,
which will significantly improve the energy efficiency
of the 60-GHz transceiver.
FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave Radar)
circuits at 122 GHz were developed within the EU
project SUCCESS (Silicon-Based Ultra Compact Cost-
Efficient System Design for mmWave Sensors), coordinated
by IHP. Together with the partners, a compact
system-in-package (8x8 mm 2 ) was successfully demonstrated
for the first time. In the future, self-developed
on-chip antennas will also be used to further
increase the degree of integration. An initial design
of the radar circuit including antennas was realized.
The development and use of on-chip antennas in the
frequency range above 100 GHz significantly simplify
the architecture of such systems. A new design method
was developed to reconcile antenna efficiency
and mechanical stability.
Für 245 GHz konnten erste Schaltungskomponenten
erfolgreich getestet werden und erste komplette Sender-
und Empfängerschaltungen wurden demonstriert.
Auch hier sind mit der On-Chip-Integration der Antennen
noch deutliche Fortschritte zu erwarten.
For 245 GHz, first circuit components were successfully
tested and the first complete transmitter and
receiver circuits were demonstrated. Here, too, with
the on-chip integration of the antennas, significant
progress can still be expected.
22 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

D a s J a h r 2 0 1 2 – U p d a t e 2 0 1 2
In der Kategorie Breitband- und Mischsignal-Schaltungen
ist ein komplexer 12-Bit 1,5 GS / sec D / A Wandler
für Raumfahrtanwendungen hervorzuheben, dessen
Entwicklung erfolgreich abgeschlossen werden konnte.
Bei diesen Raumfahrtanwendungen geht ein Trend in
Richtung strahlungsharter Schaltungen und Systeme
für Missionen außerhalb des erdnahen Raumes. Dazu
werden Anstrengungen sowohl von der Seite der Technologie-
und Bauelemente-Entwicklung als auch von
der schaltungstechnischen Seite unternommen.
A highlight in the category broadband and mixedsignal
circuits is a complex 12-bit 1.5 GS / s D / A
converter for space applications. The development of
this converter was completed successfully. For these
space applications there is a trend towards radiation
hard circuits and systems for missions beyond low
earth orbit space. Therefore, efforts are being made
both from the side of technology and component development
as well as on the circuit side.
Im Bereich der auf Silizium-Technologie basierten
Schaltungen für Glasfaser-Übertragungssysteme sind
weitere Fortschritte erzielt worden. Hervorzuheben sind
hier Transimpedanz-Verstärker, VCSEL (Vertical-Cavity
Surface-Emitting Laser)-Treiber und Treiber für optische
Modulatoren auf SiGe-HBT Basis für (Single Link) Datenraten
von 28 Gbps und 56 Gbps. Im europäischen
Verbundprojekt GALACTICO (Coherent Terabit Ethernet)
werden multi-level Sende- und Empfangsschaltungen
für optische Terabit-Router mit 112 Gbps pro optischem
Kanal untersucht und entwickelt.
In the area of Si technology-based circuits for fiber
optic transmission systems, further progress has been
made. Most notable are transimpedance amplifiers,
VCSEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser) drivers
and drivers for optical modulators based on SiGe HBTs
for (single link) data rates of 28 Gbps and 56 Gbps.
In the European project GALACTICO (Coherent Terabit
Ethernet) multi-level transmission and reception
circuits for terabit optical routers are examined and
developed with 112 Gbps per optical channel.
Im Rahmen des europäischen CATRENE Verbundprojektes
RF2THzSiSoC werden Forschungen an energieeffizienten
Schaltungen für Basisstationen mit
Schaltkreisen in Silizium-Photonik-Technologie und
Radio-over-Fiber-Techniken durchgeführt. Konkret werden
hier Klasse-S Leistungsverstärker in SiGe-Technologie
weiterentwickelt, die direkt über Glasfaser moduliert
werden sollen.
Research on energy-efficient circuits for base stations
with circuits in silicon photonics technology
and radio-over-fiber techniques is carried out within
the joint European CATRENE project RF2THzSiSoC. In
particular, class-S power amplifiers in SiGe technology,
which are to be modulated directly via fiber, are
further developed in this project.
Auf dem Gebiet der UWB-Transceiver konnten zwei unterschiedliche
Systeme zur Datenübertragung und zur
Lokalisierung in Gebäuden demonstriert werden. Zum
einen wurde im Projekt DISTAG (UWB Lokalisierung) ein
UWB-Chipsatz mit proprietärem Datenübertragungsprotokoll
weiterentwickelt. Hervorzuheben ist hier
die Entwicklung eines vollintegrierten Leistungsverstärkers
mit mehr als 1 Vpp-Peak-Ausgangsamplitu-
In the field of UWB transceivers, two different systems
for data transfer and localization in buildings
were demonstrated. Firstly, in the project DISTAG
(UWB localization) a UWB chipset with a proprietary
data transmission protocol was developed. Worthy of
mention here is the development of a fully integrated
power amplifier with more than 1 Vpp peak output
amplitude with a power-down switching capability
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
23

D a s J a h r 2 0 1 2 – U p d a t e 2 0 1 2
de mit einer Power-Down-Schaltfähigkeit im Bereich

D a s J a h r 2 0 1 2 – U p d a t e 2 0 1 2
Die Arbeiten zur Integration von MEMS-Komponenten
(Hochfrequenz-Schalter) in eine BiCMOS-Technologie
laufen sehr erfolgreich innerhalb der EU-Projekte
FLEXWIN (Flexible Microsystem Technology for Microand
Millimetre-Wave Antenna Arrays with Intelligent
Pixels) und Nanotec (Nanostructured materials and RF-
MEMS RFIC / MMIC technologies for highly adaptive and
reliable RF systems). Die innerhalb des Schwerpunktes
entwickelten Technologiemodule RF-MEMS-Switch, lokales
Rückseitenätzen und On-Top-Kupfermetallisierung
(zusammen mit IZM) wurden 2012 im MPW-Service
bereits für Partner angeboten.
Der Forschungsschwerpunkt Si-Photonik hat sich sowohl
hinsichtlich der erreichten wissenschaftlichen
Ergebnisse als auch hinsichtlich der eingeworbenen
Förderprojekte deutlich weiterentwickelt. Zusätzlich
zu den schon laufenden EU-Projekten HELIOS (Photonics
Electronics functional Integration on CMOS) und
GALACTICO (blending diverse photonics and eLectronics
on silicon for integrated and fully functional Coherent
Tb Ethernet) konnten das EU-Projekt ESSENTIAL
und die national geförderten Projekte RF2THzSiSoC,
SILIMOD (Ultrakleiner Hochgeschwindigkeits-Modulator
für photonisch integrierte Schaltkreise) und MINI-
MUM (Miniaturisierte Multisensor-Plattform für schnellen
Label-freien optischen Molekülnachweis) gestartet
werden. Zu weiteren Projektanträgen liegen positive
Bewertungen vor. Über das gemeinsame Labor mit der
TU Berlin ist das IHP am Sonderforschungsbereich SFB
787 mit dem Teilprojekt C 10 „Nanophotonische Taktverteilung
für ultra-schnelle BiCMOS-Technologie“ beteiligt.
Work on the integration of MEMS components (RF
switch) in a BiCMOS technology is very successful
within the EU projects FLEXWIN (Flexible Microsystem
Technology for Micro-and Millimetre-Wave Antenna
Arrays with Intelligent Pixels) and Nanotec
(Nanostructured Materials and RF-MEMS RFIC / MMIC
Technologies for Highly Adaptive and Reliable RF
Systems). The technology modules RF MEMS switch,
local backside etching and on-top copper metallization
(with IZM) developed within the RF-MEMS group,
were already offered to partners within the MPW service
in 2012.
The research focus Si Photonics has witnessed significant
further development, both in terms of achieved
scientific results and in terms of funded projects. In
addition to the already running EU projects HELIOS
(Photonics Electronics Functional Integration on
CMOS) and GALACTICO (Blending Various Photonics
and Electronics on Silicon for Integrated and Fully
Functional Coherent Tb Ethernet) the EU project
ESSENTIAL and the nationally funded projects
RF2THzSiSoC, SILIMOD (Ultra Small High-Speed
Modulator for Photonic-Integrated-Circuits) and
MINIMUM (Miniaturized Multi-Sensor Platform for
Fast Label-Free Optical Detection Molecule) were
started. Additional project proposals were favorably
reviewed. Through the Joint Lab with TU Berlin, IHP
is involved in the Project C 10 “Nanophotonic clock
distribution for ultra-fast BiCMOS technology“ in the
Collaborative Research Center SFB 787.
Innerhalb des MPW-Services werden die entwickelten
Technologien Partnern und Kunden zur Verfügung gestellt.
Dieser Service trägt signifikant zu den Drittmitteleinnahmen
der Technologie bei und ist Basis für nationale
und internationale Forschungskooperation in
geförderten Projekten. 2012 wurden vier 0,25-µm- und
zwei 0,13-μm-BiCMOS-Technologieshuttle bearbeitet.
The developed technologies are offered to partners
and customers through the MPW service. This service
contributes significantly to the third party funding
of the technology and is the basis for national
and international research collaboration in funded
projects. In 2012 four 0.25 µm and two 0.13 µm
BiCMOS technology shuttles were processed.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
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D a s J a h r 2 0 1 2 – U p d a t e 2 0 1 2
Materialien für die Mikro- und Nanoelektronik
(einschließlich Gemeinsames Labor IHP / BTU
Cottbus)
Materials for Micro-and Nanoelectronics
(Including Joint Lab IHP / BTU)
Die erkundende Materialforschungsgruppe („Exploratory
Materials Research“) konzentriert ihre Arbeit auf
innovative Graphen-basierte Bauelemente für die künftige
Hochfrequenz-Silizium-Mikroelektronik. Eine theoretische
Simulationsarbeit wurde im Jahre 2012 in der
Zeitschrift „IEEE Electron Device Letters“ veröffentlicht
und belegt das hohe Potential des vom IHP patentierten
„Graphene Base Transistor (GBT)“-Konzepts für Terahertz-Anwendungen.
Der GBT bildet die Grundlage für
ein erfolgreich eingeworbenes EU-STREP-Projekt, das
im Oktober 2012 startete und in drei Jahren gemeinsam
mit Infineon und weiteren akademischen Partnern
aus Europa das Potential dieses Bauteils in der Praxis
erforschen wird. Ein zentraler Prozessschritt bei der
Etablierung von Graphen in der Silizium-Mikroelektronik
ist das selektive Graphen-Wachstum hoher Qualität
auf Isolatoren. Zu dieser Thematik wurde erfolgreich
ein BMWi-Projekt gemeinsam mit der Firma Sentech
sowie ein DFG „Oxide Catalyst“-Clusterprojekt eingeworben;
ferner bestehen enge Forschungskooperationen
mit Partnern in der Region (wie z.B. dem Gemeinsamen
Labor IHP / TH Wildau). In Zusammenarbeit mit
der University of California Los Angeles (UCLA) in den
USA werden mit Hilfe von Nanostrukturen auf Silizium
Möglichkeiten untersucht, Graphen in Kombination mit
plasmonischen Effekten für die Biomolekülsensorik zu
nutzen. Ein Artikel in dem „high-impact“ Journal ACS
Nano konnte publiziert werden.
The exploratory material research group concentrates
its work on innovative graphene-based devices
for future high-frequency silicon microelectronics. A
theoretical simulation work was published in 2012 in
the journal “IEEE Electron Device Letters,“ and shows
the high potential of the IHP patented “Graphene
base transistor (GBT)“ concept for terahertz applications.
The GBT transistor is the basis for a successfully
acquired EU STREP project, which started in October
2012 and will research the potential of this device
in practice together with Infineon and other academic
partners in Europe in the next three years. A key
process step in the establishment of graphene in silicon
microelectronics is the selective growth of high
quality graphene on insulators. On this issue both
a BMWi project together with the company Sentech,
and a DFG cluster project “Oxide Catalyst“ were successfully
acquired. There is also a close research
cooperation with regional partners such as the Joint
Lab IHP / TUAS Wildau. In collaboration with the University
of California, Los Angeles (UCLA) in the U.S.,
options are examined with the help of nanostructures
on silicon, to use graphene in combination with plasmonic
effects for sensor technology with biomolecules.
A scientific article in the “high-impact“ journal
ACS Nano was published.
26 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

D a s J a h r 2 0 1 2 – U p d a t e 2 0 1 2
Die „Front-End-of-Line“ (FEOL)-Gruppe untersucht
die Integration alternativer Halbleiter auf der Silizium-Plattform
zur Leistungssteigerung bzw. Funktionserweiterung.
Im Bereich der Photonik arbeitet
die IHP-Materialforschung gemeinsam mit der Technologieabteilung
in der SiGe-Forschung an verspannten
Ge-Bauteilen, denen ein hohes Potential als Si-CMOS
kompatible Leuchtquelle zugeordnet wird. Die Verspannung
wird am IHP mittels mikromechanischer Brückenstrukturen
aufgebaut, um einen Si-CMOS kompatiblen
Prozessfluss zu erarbeiten. Prof. Dr. Giovanni Capellini
von der Università Roma Tre in Italien arbeitet im Rahmen
einer „Associate Research Group“ am IHP, um diese
Forschungsaktivität voranzutreiben. Prof. Ya-Hong
Xie von der University of California Los Angeles wurde
im Jahre 2012 durch einen Humboldt-Forschungspreis
für seine Verdienste in der SiGe-Forschung ausgezeichnet.
Die Nominierung erfolgte durch das IHP und der
Preis, der sowohl den Forscher als auch den Gastgeber
auszeichnet, bildet die Grundlage für die weitere
Zusammenarbeit. Weiterhin verstärkt Dr. Gang Niu
als Alexander von Humboldt-PostDoc Fellow das Heteroepitaxie-Team.
Gemeinsam mit der Siltronic AG hat
das IHP einen flexiblen Oxidpufferansatz zur Integration
einkristalliner Galliumnitridschichten auf Si(111)
patentiert. Ein gemeinsamer Forschungsvertrag für die
Jahre 2013-2015 wurde unterzeichnet und die Zusammenarbeit
wird darin auf strukturierte Waferansätze
zur GaN-Integration ausgeweitet. Dr. Adam Szyska von
der TU Wroclaw unterstützt als Marie Curie Fellow diese
„GaN on Si“-Aktivitäten.
The “front-end-of-line“ (FEOL) group investigates
the integration of alternative semiconductors on the
silicon platform to improve performance or to add
new features. In photonics the IHP materials research
works together with the technology department
in the SiGe research on strained Ge-devices, which
have a high potential as a Si-CMOS-compatible light
source. At IHP the tension is built up by micromechanical
bridge structures to develop a Si-CMOScompatible
process flow. Prof. Giovanni Capellini
from the Università Roma Tre in Italy is working in a
“Associate Research Group“ at IHP to advance this research
activity. Prof. Ya-Hong Xie from the University
of California Los Angeles in 2012, was distinguished
with a Humboldt Research Award for his work in SiGe
research. The nomination was made by the IHP and
the prize, which is awarded both to the researcher
and the host, is the basis for further collaboration.
Furthermore, Dr. Gang Niu supports the heteroepitaxy
team as a Alexander von Humboldt postdoctoral
fellow. Together with Siltronic, IHP has patented a
flexible oxide buffer approach for the integration of
single-crystal gallium nitride on Si (111). A research
contract for the years 2013-2015 was signed, extending
the cooperation to structured wafer approaches
for the integration of GaN wafers. Dr. Adam Szyska
from the TU Wroclaw supports these “GaN on Si“ activities
as a Marie Curie Fellow.
Die „Back-End-of-Line“ (BEOL)-Gruppe arbeitet intensiv
im Sinne der „More than Moore“ Strategie des IHP
an der Modulintegration in die Si-BiCMOS-Technologie.
Einen Schwerpunkt bilden sogenannte „Embedded nonvolatile
Memory“ (e-NVM)-Module in der BiCMOS-Technologie
des IHP für künftige Sensornetzanwendungen.
Der sogenannte RRAM-Speicheransatz des IHP beruht
auf HfO 2
-basierten Metall-Isolator-Metall-Speicherzellen,
deren Widerstand durch elektrische Impulse reversibel
schaltbar ist.
The “back-end-of-line“ (BEOL) Group is working in
the sense of the “More than Moore“ strategy of IHP
on the integration of modules into the Si BiCMOS
technology. One focus are so-called “embedded nonvolatile
memory“ (e-NVM) modules in the IHP BiCMOS
technology for future sensor network applications.
The so-called RRAM approach of the IHP is based
on HfO 2
-based metal-insulator-metal memory cells
whose resistance is reversibly switchable by electric
pulses.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
27

D a s J a h r 2 0 1 2 – U p d a t e 2 0 1 2
Im September 2012 startete gemeinsam mit der TU
Darmstadt ein neues DFG-Projekt, um die Materialphysik
des reversiblen Schaltens im Detail zu verstehen
und zu optimieren. Darüber hinaus wurde ein BMBF
NanoMatFut-Antrag (gemeinsam mit dem Forschungszentrum
Jülich und der Firma X-FAB) in der ersten
Stufe positiv evaluiert und steht nun kurz vor der finalen
Begutachtung, um in dieser Thematik eine unabhängige
Nachwuchsgruppe am IHP zu etablieren.
Im Rahmen der vom Land Brandenburg geförderten
biomedizinischen Projekte gelang die BEOL-Integration
von Aluminiumnitrid (AlN)-Schichten, die aufgrund der
hohen akustischen Geschwindigkeit von hohem Interesse
für „Surface Acoustic Wave (SAW)“-Sensoren sind.
Komplette SAW-Bauteile für Frequenzen von etwa 4 GHz
konnten in einen konventionellen Silizium-CMOS-Prozess
integriert werden. Derartige Bauelemente werden
häufig zur Messung von Druck und Temperatur oder für
mikrofluidische Anwendungen benötigt. Z. Zt. werden
ferner spezifische Oberflächenfunktionalisierungen für
die Biomolekülsensorik erarbeitet, die die Grundlage
für weitere SAW-Projekte bilden werden.
In September 2012, together with the Technical University
of Darmstadt, a new DFG project was started to
understand and optimize the physics of the reversible
switching material in detail. In addition, a BMBF
NanoMatFut-application (together with the Research
Centre Jülich and the company X-FAB) was positively
evaluated in the first stage and is now nearing the
final examination in order to establish an independent
research group at the IHP in this area. As part of
the federal state of Brandenburg funded biomedical
projects, the BEOL integration of aluminum nitride
(AlN)-layers was successful, which is of high interest
for “surface acoustic wave (SAW)” sensors due to the
high acous-tic velocity. Complete SAW devices for
frequencies of about 4 GHz were integrated into a
conventional silicon CMOS process. Such devices are
often required for the measurement of pressure and
temperature, or for microfluidic applications. Currently,
further specific surface functionalization for
biomolecule sensors are being developed, which will
form the basis for further SAW projects.
Im Gemeinsamen Labor IHP / BTU untersucht das vom
BMU geförderte Verbundprojekt Solar-WinS, das im
Frühjahr 2011 gestartet wurde, das Verhalten von hochreinem
multi-kristallinem Silizium. Dabei stehen Untersuchungen
der Verteilung nichtdotierender Verunreinigungen
(O, C und N) und der elektrischen Aktivität von
Kristalldefekten, Korngrenzen und Verunreinigungen
mit verschiedenen diagnostischen Methoden im Mittelpunkt
der Arbeiten. Im BMBF-Verbundprojekt PVcomB,
das noch bis 2014 läuft, wird die elektrische und optische
Defektanalytik für die Dünnfilmphotovoltaik weiterentwickelt
und insbesondere für a-Si / c-Si-Strukturen
auf Glas eingesetzt. Das BMBF-Verbundprojekt SINOVA,
in dem Grundlagenuntersuchungen zu Supergittern
c-Si / SiO 2
durchgeführt wurden, wurde im Frühjahr
2012 erfolgreich abgeschlossen.
In the Joint Lab IHP / BTU the BMU-funded joint
project SolarWinS, which was launched in spring
2011, investigates the behavior of high purity multicrystalline
silicon. The investigation of the impurity
distribution (O, C and N) and the electrical activity
of crystal defects, grain boundaries and impurities
with different diagnostic methods are in the focus.
In the BMBF project PVcomB, which runs until 2014,
the electrical and optical defect analysis for thin film
photovoltaic is further developed and is especially
used for a-Si / c-Si-structures on glass. The BMBF
project SINOVA, where basic research on super-lattices
c-Si / SiO2 was carried out, was successfully concluded
in early 2012.
28 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

D a s J a h r 2 0 1 2 – U p d a t e 2 0 1 2
Für das BMBF-Verbundprojekt SiGe-TE (Silizium- und
Silizium-Germanium-Dünnfilme für thermoelektrische
Anwendungen) konnten im 3. Quartal 2012 die ersten
Funktionsmuster siliziumbasierter thermoelektrischer
Generatoren mit Versetzungsnetzwerk realisiert werden.
Im Ergebnis der derzeit laufenden Auswertungen
werden Schlussfolgerungen zu Möglichkeiten und Grenzen
derartiger in Si-Technologien integrierbarer Thermoelektrogeneratoren
erwartet. Weiterhin wurde in der
Zusammenarbeit mit dem MPI für Mikrostrukturphysik
Halle ein ungewöhnlicher ‚super-metallischer‘ Transport
von Ladungsträgern entlang von Versetzungen
beobachtet.
In the BMBF project SiGe-TE (silicon and silicon-germanium
thin films for thermoelectric applications)
the first functional prototypes of silicon-based thermoelectric
generators with dislocation networks were
realized in the 3 rd quarter of 2012. As a result of the
ongoing evaluations, conclusions on possibilities and
limitations of such in Si technologies integratable
thermoelectric generators are expected. Furthermore,
in collaboration with Max Planck Institute of
Microstructure Physics, Halle, an unusual, ‚super-metallic‘
transport of charge carriers along dislocations
was observed.
Die Zusammenarbeit mit der Siltronic AG über Gettern
in zukünftigen Si-Wafern verlief auch in 2012 sehr erfolgreich,
sodass die Kooperation weitergeführt wird.
In der bilateralen Zusammenarbeit mit der Universität
Stuttgart wurde 2012 begonnen, GeSn-Strukturen auf
Si zu untersuchen, die beispielsweise für integrierte IR-
Detektoren von Interesse sind.
The cooperation with Siltronic on gettering in future
silicon wafers was also very successful in 2012, so
that the cooperation will continue.
In bilateral cooperation with University of Stuttgart
the investigation of GeSn-structures on Si, which are
for example interesting for IR integrated detectors,
was started in 2012.
Besuch der Ministerin für Wissenschaft, Forschung und Kultur des
Landes Brandenburg – Prof. Dr. Sabine Kunst in Diskussion mit
Dr. Gunter Fischer (IHP).
Visit of the Minister of Science, Research and Culture,
State of Brandenburg – Prof. Sabine Kunst in discussion with
Dr. Gunter Fischer (IHP).
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
29

30 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
Selected Projects

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Erweiterte Sicherheit für kritische
Infrastrukturen
Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer ganzheitlichen
Sicherheitslösung für die industrielle Informationstechnik
(IIT) von kritischen Infrastrukturen.
In den letzten Jahren ist in der industriellen Informationstechnik
ein Trend weg von den proprietären, kabelgebundenen
und abgeschlossenen Bussystemen hin zu drahtlosen,
standardisierten und offenen Verbindungsnetzwerken zu
verzeichnen. Durch die Verbindung dieser Technologien
werden die Systeme, die die Phänomene der realen Welt
überwachen, in ein gemeinschaftliches Netz eingebunden.
Derartige Systeme werden als Cyber Physical Systems
(CPS) bezeichnet und stellen die Sicherheit von industriellen
Informationssystemen vor völlig neue Probleme. Das
steigende Bedrohungspotential und die Schwierigkeit der
Abwehr von Angriffen sind bereits heute sichtbar.
Enhanced Security for Critical
Infrastructures
This project aims at developing of a holistic security
solution for industrial information systems of Critical
Infrastructures.
In recent years there is a trend in the industrial information
technology from proprietary, wired and closed
bus systems to wireless, standardized and open communication
systems. By combining these technologies,
systems which monitor real world phenomena,
will be integrated in a common network. Such systems
are called Cyber Physical Systems (CPS) and confront
the security of industrial information systems with
completely new problems. The increasing potential
of threats and the problem of defense against attacks
are already visible.
Die im Rahmen des Projektes entstandene Lösung, soll
den Anwendern bei der Erfassung des Soll-Zustandes
und der Überwachung des Ist-Zustandes seiner Anlage
unterstützen. Hierzu wurden ein Planungswerkzeug,
ein verteiltes Expertensystem, eine Sicherheitsbibliothek
und eine Simulationsumgebung erstellt.
In order to support the user in determining the target
state and to monitor the actual state of his facility,
a planning tool, a distributed expert system, a security
library and a simulation environment were developed.
Das Planungswerkzeug, der ESCI-Topologieeditor, dient
dem Erfassen des Soll-Zustandes der Anlage. Hierzu
wird aus den Planungsdaten eine graphische Übersicht
erstellt, die die Topologie, die Kommunikationsflüsse
und die Protokolldaten der Anlage darstellt. Auf
Grundlage dieser Darstellung kann der Anwender eine
sicherheitstechnische Instrumentierung seiner Anlage
durchführen und die Projektierungsunterlagen um eine
notwendige Sicherheitsbeschreibung ergänzen. Aus den
erweiterten Projektierungsdaten wird die Beschreibung
des Soll-Zustandes erstellt. (Abb. 1)
Zur Überwachung des Ist-Zustandes vergleicht das
plattform-unabhängige Expertensystem JavaExS den
aktuellen Zustand der Anlage mit der Beschreibung des
Soll-Zustandes. Hierbei weisen Abweichungen auf Anomalien
hin, die zwar nicht zwingend eine Sicherheitsver-
The planning tool, the ESCI topology editor, will be used
to determine the target state of the facility. For this, a
graphical overview will be created based on the planning
information. The graphical overview illustrates the
topology, the communication flows and the protocol
data. Based on this overview the user can determine
the security-related technical instrumentation of his facility
and can supplement its planning information with
the required security description. The extended planning
information will be used to generate a description
of the target state of its equipment. (Fig. 1)
For monitoring the actual state the expert system
JavaExS compares the current values of the equipment
with the target state description. Deviations
indicate an anomaly, which does not have to be a security
violation, but can be interpreted as a strong
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
31

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
letzung darstellen müssen, aber ein starkes Indiz hierfür
sein können. JavaExS ist vollständig in Java umgesetzt
und kann auf allen Geräten eingesetzt werden, die über
eine J2ME-Plattform verfügen. Der verteilte Einsatz von
JavaExS bildet die Grundlage der dezentralen Überwachung
der Anlage. Sie erlaubt eine detaillierte Untersuchung
von Systemereignissen ohne das Verhalten der
Anlage zu verändern oder diese gar zu beeinträchtigen.
indication of a security issuer. JavaExS is completely
implemented in Java and can be used in all devices
which provide a J2ME platform. The distributed operation
of JavaExS is the basis of the decentralized
monitoring of the facility. It allows a deep analysis of
system events without changing the behavior of the
equipment or even affecting it.
Für eine vertrauenswürdige Ereignisübermittlung sind
eine Authentifizierung der Teilnehmer und ein Integritätsschutz
der übertragenen Daten notwendig. Hierzu
wurde im Rahmen des Projektes eine Sicherheitsbibliothek
entwickelt, die Algorithmen zum Erstellen und
Prüfen von Signaturen und zum Verschlüsseln von Daten
für eingebettete Systeme bereitstellt. Sie bildet in
Verbindung mit dem JavaExS die Kernkomponente der
verteilten Sicherheitsplattform.
A trustworthy event transmission requires an authentication
of participants and an integrity protection
of the transmitted data. For this, a security library
well suital for being used on embedded system was
developed. It provides algorithms for generating
and verifying signatures as well as encrypting data.
In combination with the JavaExS it is the core of the
distributed security platform.
Darüber hinaus wurde durch eine Erweiterung der Simulationsumgebung
OMNet++ eine Möglichkeit zum
Validieren der sicherheitstechnischen Instrumentierung
der Anlage erstellt. So können in der Simulation Protokollabläufe
und Sicherheitsprofile erprobt werden, ohne
in den Ablauf der IIT eingreifen zu müssen.
Furthermore, an extension of the simulation environment
OMNet++ was implemented that allows validation
of the security-related technical instrumentation.
The simulation allows testing of protocol flows
and security schemes without affecting productive
operations.
Abb. 1: Workflow zur Erfassung des Soll-Zustandes und zur sicherheitstechnischen Instrumentierung der IIT.
Fig. 1: Workflow for determination of the target state and for a security-related technical instrumentation of the IIT.
32 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
MATRIX – Middleware für die Realisierung
internetbasierter telemedizinischer Dienste
Das Ziel des Projektes MATRIX war die Entwicklung einer
offenen, auf Standards basierenden Middleware-Plattform
für telemedizinische Dienste, die sich über extrem
heterogene Geräteklassen vom Server, über mobile Kommunikationsgeräte
bis hin zum integrierten Sensorknoten
zur Aufnahme von Vital- und Umweltdaten, erstreckt.
Die Plattform organisiert den Umgang mit heterogenen
Netzen und bietet einen starken integrierten Schutz der
Privatsphäre der Patienten bei telemedizinischen Diensten.
Die tatsächliche technische Umsetzung der telemedizinischen
Dienste bleibt für den Nutzer als auch für
den Dienstentwickler transparent.
Kernaufgabe des IHP war die Entwicklung und exemplarische
Implementierung einer generischen Middleware-
Plattform, die auf bestehende Infrastrukturen aufsetzt
und eine durchgängige, transparente Anwendung der
MATRIX-Basiskonzepte unter Wahrung aller benötigten
Sicherheitsmaßnahmen zulässt. Der Aufbau des Systems
ist in Abb. 2 dargestellt.
MATRIX – Middleware for Realizing
Internet-Based Telemedical Services
The goal of this project was to develop an open and
standardized middleware platform for telemedical services
across very heterogeneous entities from sensors
for vital and environmental parameters over handheld
devices to full grown PC’s or server infrastructures.
The middleware ensures connectivity over various
wireless and wired networks, fully integrated strong
encryption and integrated privacy protection means
for telemedical services and service users. The technical
implementation of such services remains hidden
for patients and service providers and thereby eases
the use of telemedical applications.
The main task of IHP was to design and implement a
generic middleware platform based on existing infrastructures
that completely integrates strong security
mechanisms. It allows using the basic concepts of secure
end-to-end telemedical services while all technical
details remain transparent for developers and users. The
design of the MATRIX infrastructure is depicted in Fig. 2.
Abb. 2: Aufbau des MATRIX-Systems. Das Telemedizinzentrum (TMCC) ist über das Internet mit den Gateways seiner Patienten verbunden, welche
eine Menge verschiedenster Sensoren des Patienten verwalten.
Fig. 2: System architecture of the MATRIX infrastructure. The telemedicine center (TMCC) connects to gateways assigned to patients that
mediate and manage communication between various sensors and the TMCC.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
33

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Das herauszuhebende technische Ergebnis ist, dass mit
Hilfe des MATRIX-Projektes eine vollständige Ende-zu-
Ende Verschlüsselung zwischen medizinischen und nichtmedizinischen
Sensoren und dem telemedizinischen Zentrum
der Charité umgesetzt wurde. Daher ergibt sich die
Möglichkeit, sichere telemedizinische Dienste auf bestehende
Infrastrukturen aufzusetzen und über heterogene
Netze und Geräte hinweg anzubieten.
Zum Schutz von Patientendaten sichert die MATRIX-
Middleware die Integrität erfasster Daten und schützt
diese automatisch vor ungewollter Veränderung und
nicht-autorisiertem Zugriff. Dazu verfügt die Middleware
über verschiedene, integrierte Sicherheitsmechanismen,
die eine Zugangskontrolle, die Datensicherheit
und den Schutz der Privatsphäre durch einen geeigneten
Mix aus symmetrischen (AES) und asymmetrischen
(ECC) Verschlüsselungsmethoden bereitstellen.
Für beide Verschlüsselungsmethoden wurden Hardware-
Bausteine im IHP entworfen und in eine angepasste
Variante des IHP-Krypto-Mikroprozessors integriert, der
das Herzstück der MATRIX-Sensorknoten bildet.
Der im IHP in 250 nm Strukturgröße gefertigte Krypto-Mikrokontroller
basiert auf dem asynchronen
ipms_430x-Prozessorkern der code-kompatibel zur
MSP430-Mikrokontroller-Familie von Texas Instrument
ist. Er besitzt eine Chipfläche von circa 16 mm 2 und
kann im 16-Bit- und im 20-Bit-Modus mit erweitertem
Adressraum verwendet werden. Abb. 3 zeigt das Layout
des Mikroprozessors und dessen Größe im Vergleich zu
einer 1-Eurocent-Münze. Verpackt wurde der Chip in
einem TQFP-Gehäuse (Größe: 14x20 mm) mit 128 Pins.
The outstanding technical result of the MATRIX
project is that a complete end-to-end encryption
between medical and non-medical sensors and the
telemedicine center of the Charité was implemented.
Based on this, we have given proof of evidence that
setting up secure tele-medical services on existing
infrastructures and their secure delivery across
heterogeneous networks and devices is feasible.
To ensure the protection of patient data, the MATRIX
middleware automatically ensures the integrity of
captured data and protects it against undesirable
changes and non-authorized access. To this end,
the middleware provides fully-integrated security
mechanisms that provide access control, data security
and privacy protection through an appropriate mix
of symmetric (AES) and asymmetric (ECC) encryption
methods. For both encryption methods, hardware
modules designed at IHP have been integrated into
an adapted version of the IHP-crypto-enabled microprocessor.
This microcontroller builds the core of the
MATRIX sensor nodes.
This microcontroller has been manufactured using the
IHP 250 nm CMOS pilot line. It is based on the asynchronous
processor core ipms_430x, which is codecompatible
to the MSP430 microcontroller family
from Texas Instrument. It has a chip area of about
16 mm 2 and can be used in 16-bit and 20-bit mode
with an extended address space. Fig. 3 shows the layout
of the microprocessor and its size compared to a
one euro cent coin. The chip was packaged in a TQFP
package (size: 14x20 mm) with 128 pins.
Abb. 3: Layout des IHP-Krypto-Mikroprozessors mit Padframe von
128 Pins. Zusätzlich dargestellt ist die Größe des gesamten
Chips im Vergleich zu einer 1-Eurocent-Münze.
Fig. 3: the layout of the IHP crypto-microprocessor with 128 pin
pad frame. In addition, the total size of the cryptomicrocontroller
is compared to the size of a one
euro-cent coin.
34 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
IR-UWB Einchip-Lösung
Im Rahmen des TANDEM-Projekts wurde eine Einchip-
Lösung für IR-UWB nach dem Standard IEEE 802.15.4a
entwickelt. Dieses IR-UWB-Radio unterstützt eine Datenrate
von 850 Kbit / s und besteht aus einem HF-Teil,
einem A-D-Wandler sowie einem digitalen Basisband.
Das komplette System wurde in 250-nm-BiCMOS-Technologie
des IHP gefertigt. Die Funkübertragung und
der Empfang erfolgen bei 7,9872 GHz. Das System stellt
eine der wenigen Einchip-Lösungen für IR-UWB dar,
d.h. es integriert die aufwändigen Analog- und Digitalschaltungen
auf einen Chip. Die Lösung erreicht unter
Laborbedingungen eine Reichweite von circa 12 m
bei akzeptabler Paketfehlerrate.
Der IR-UWB-Sender enthält ein digitales Basisband, welches
mit einer Taktfrequenz von 31,2 MHz arbeitet und
führt Kanalcodierungen wie Reed-Solomon, Faltungscodierung
sowie binäre Positionsmodulation (BPM) und
BPSK durch (siehe Abb.4). Mit einem 16:1-Serialisierer
wird das Basisbandsignal auf 499,2 MHz gewandelt. Das
Radiofrequenz-Frontend erzeugt aus diesem serialisierten
digitalen Signal rechteckige Impulse mit 2 ns Dauer.
Danach wird das Signal durch ein LPF gaußförmig gefiltert,
um die spektralen Anforderungen zu erfüllen und
zuletzt auf 7,9872 GHz hoch gemischt.
Single-Chip Solution for IR-UWB
Within the project TANDEM a single-chip solution for
the standard IEEE 802.15.4a was developed. The IR-
UWB wireless system supports a data rate of 850 Kbit / s
and contains a high frequency frontend, a digital
baseband and an AD converter. The complete system
was fabricated using the IHP’s 250 nm BiCMOS technology.
The operating frequency is 7.9872 GHz. The
solution presents one of very few single-chip realizations
for IR-UWB worldwide, integrating the elaborate
analogue as well as digital circuit design on one
chip. Initial laboratory measurements demonstrated
a 12 m communication range using the IR-UWB. The
packet error rate was found to be acceptable.
The IR-UWB transmitter comprises a baseband which
runs at a clock frequency of 31.2 MHz and performs
channel coding algorithms such as Reed Solomon,
convolutional coding, binary position modulation
(BPM) and BPSK (see Fig. 4). With the 16:1 serializer
the baseband signal is translated to a 499.2 MHz serial
stream. The radio frequency frontend generates
rectangular pulses of 2 ns duration. A LPF is used for
shaping the rectangular pulses to Gaussian in order
to make them fit to the spectrum mask set by FCC and
finally the signal is up-converted to 7.9872 GHz.
Abb.4:
Fig. 4:
IR-UWB-Sender.
IR-UWB Transmitter.
Abb. 5: IR-UWB-Empfänger.
Fig. 5: IR-UWB Receiver.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
35

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Auf der Empfängerseite findet nach der Antenne eine
analoge hochfrequente Signalverarbeitung statt. Dazu
gehören LNA, Mischer und Verstärkungsstufe. Es wurde
ein Energie-Detektionsempfänger implementiert, wobei
ein analoges Empfangssignal durch einen Integrator
über 16 ns integriert wird. Dies erlaubt einen etwas
langsameren AD-Wandler einzusetzen, wodurch für den
Empfänger eine energiesparende Lösung ermöglicht
wird. Der AD-Wandler arbeitet mit einer Abtastrate von
62,4 MHz und besitzt eine Auflösung von 6 Bit (Abb. 5).
At the receiver side the signal is processed first with
the RF frontend which contains LNA, down-converter
and variable gain amplification. The reception
is based on an energy detection scheme where the
analogue receive signal is integrated over 16 ns. Such
a detection method allows adopting a slower AD converter
which improves the energy efficiency. The AD
converter samples at the rate of 62.4 MHz and supports
the resolution of 6 bits (see Fig. 5).
Zwei parallel arbeitende Integratoren, deren Ausgänge
durch einen Multiplexer geschaltet werden,
liefern alle 16 ns die Integrationsergebnisse an den
AD-Wandler. Solch ein Algorithmus gibt den Integratoren
genügend Zeit zum Zurücksetzen. Die Integrationsergebnisse
werden danach durch eine
SAR-AD-Wandlung mit einer Abtastrate von 62,4 MHz
und einer 6 Bit-Auflösung digitalisiert.
Der digitale Basisbandempfänger arbeitet mit einer Taktfrequenz
von 31,2 MHz und enthält einen Korrelator für
Synchronisation, BPM-Demodulation sowie Reed-Solomon-Kanaldecodierung.
Das Basisband umfasst zwei RAM-Speicher mit je
256 Byte Kapazität und eine SPI-Schnittstelle. Durch
die SPI-Schnittstelle werden die Pakete vom MAC in den
RAM geschrieben. Mit der darauffolgenden Anweisung
des Masters wird das Paket übertragen. Das empfangene
Paket wird im zweiten RAM gespeichert.
HF-Frontend
Baseband
Int&AD Converter
Two parallel operating integrators are used that deliver
the results of integration to the AD converter every
16 ns. Switching between the two integrators is achieved
with a multiplexer. Such an algorithm guarantees
enough time for the integrators to discharge completely
so that every integration can start from zero.
The integration results are then sampled with the rate
of 62.4 MHz by the SAR AD converter.
The baseband receiver runs at the clock rate of
31.2 MHz and contains correlators for achieving synchronization,
BPM demodulation and Reed-Solomon
decoding.
Two RAM memories, both with the capacity of 256 bytes,
are integrated into the baseband for storing the data to
be transmitted and received. Additionally, the baseband
has a built-in SPI interface for communicating with the
outside world. Through this interface RAMs can be read
and written. With a certain instruction from the master,
packets can be transmitted from the RAM and the receive
packet can be stored in the receive RAM.
Abb. 6: Layout-Bild des Einchip-IR-UWB.
Fig.6: layout photo of the single chip IR-UWB.
36 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Das komplette System wurde in einen Chip integriert;
das Layout ist in Abb. 6 veranschaulicht. Das Design
bedarf nur einer Siliziumfläche von 3,25 x 3,25 mm 2 .
Das Sendesignal, das einem Paket entspricht, ist in
Abb. 7 illustriert. Das Signal besitzt eine Form, die die
spektrale Emissionsbedingung von -41 dBm / MHz erfüllt.
Dieses IR-UWB kann in verschiedenen Bereichen
eingesetzt werden, wobei der Energieverbrauch wegen
der Batterieversorgung gering sein muss. Einsatzbeispiele
sind u.a. BAN (body area network)- und Sensornetzwerke
mit stromsparender Funkübertragung.
Für Demonstrationszwecke wurde der IR-UWB-Einchip-
Transceiver in einen Sensorknoten integriert, welcher
andere Komponenten wie z.B. den IHP-Krypto-Mikroprozessor
und verschiedene Schnittstellen UART / SPI / I2C
enthält (siehe Abb. 8). Diese Sensorknoten können für
die Übertragung der Sensordaten genutzt werden.
The complete system was realized on a single chip as
visualized in Fig. 6 which only requires a silicon area
of 3.25 x 3.25 mm 2 .
The transmit signal waveform corresponding to
one packet is illustrated in Fig. 7. As can be seen
the signal possesses a suitable shape and satisfies
the requirements of the spectrum mask which is
-41.3 dBm / MHz. The single chip IR-UWB can be
applied in a number of areas where battery powered
devices are of interest and energy consumption
should be low. Examples of such areas include BAN
(body area network), sensor networks and many
others which require energy saving wireless communication.
For demonstration purposes the IR-UWB
chip was integrated into a sensor node from IHP
with an IHP crypto-microprocessor, which encompasses
other components such as microcontrollers,
several other interfaces like UART / SPI / I2C and
memory elements (see Fig. 8). These nodes can be
applied for transmitting data from sensor nodes.
Abb. 7: IR-UWB-Sendesignal am Eingang der Antenne.
Fig. 7: IR-UWB Transmit signal waveform at the input
to the antenna.
Abb. 8: Demonstrator mit IHP-Krypto-Mikroprozessor und
Einchip IR-UWB.
Fig. 8: Demonstrator with IHP crypto-microprocessor and
IR-UWB single chip.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
37

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Middleware-Switch-ASIC
Ziel des Projektes war es, mit Hilfe einer speziellen ASIC-
Entwicklung den Aufbau neuartiger netzwerkzentrischer
Systemkonzepte zu ermöglichen. Grundlage dafür bildete
das von der DLR in Bremen entwickelte „Spacecraft Area
Network“ (SCAN).
Eine solche für Raumfahrtanwendungen entwickelte
Systemarchitektur ist in der Lage, ständig wachsende
Anforderungen an die Systemzuverlässigkeit mit einem
gleichzeitig niedrigen Kostenaufwand zu verbinden.
Dieses Ziel wird hauptsächlich dadurch erreicht, dass
eine hochzuverlässige zentrale Schaltkomponente,
der sogenannte Middleware-Switch, mit weniger zuverlässigen,
dafür aber redundanten Komponenten in
effizienter Weise verbunden wird (Abb. 9). Diese so
verbundenen Komponenten sind als „commercial-offthe-shelf“
(COTS)-Komponenten kostengünstig und
ohne zusätzlichen Entwicklungsaufwand oder etwaige
US-Exportrestriktionen (ITAR) auf dem freien Markt
verfügbar. Außerdem kann eine solche Architektur
sehr einfach und flexibel für unterschiedlichste Anwendungen
konfiguriert werden.
Middleware-Switch ASIC
The project goal was to enable the construction of
an innovative network centric system concept, using
a special ASIC development. The concept is based
on the “Spacecraft Area Network” (SCAN) approach,
developed by DLR in Bremen.
Such a system architecture, which was developed for
space applications, has the ability to simultaneously
answer the constantly growing requirements regarding
high system-reliability and low cost development.
This objective is mainly achieved by the fact that a
highly reliable central unit, the so-called Middleware-
Switch, is connected with less reliable, but redundant
components in an efficient way. The SCAN system
architecture, together with Middleware Switch is
represented in Fig. 9. These less-reliable components,
connected in the mentioned way are known as „commercial-off-the-shelf“
(COTS) – components. They
are cost-effective and available on the free market
without additional development requirements or any
US-export restrictions. Furthermore, such an architecture
can also be very easily and flexibly configured
for a wide range of applications.
Abb. 9: Die SCAN-Systemarchitektur.
Fig. 9: the SCAN system architecture.
38 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Während der Projektlaufzeit wurde die zentrale SCAN-
Komponente, der Middleware-Switch, im IHP entwickelt
und hergestellt. Dabei handelt es sich um eine noch
nicht strahlungsfeste Evaluierungsversion, die zunächst
für umfangreiche Systemtests dienen soll. Der Switch
selbst besitzt eine große Zahl an seriellen Schnittstellen
für die Kommunikation zwischen den angeschlossenen
Komponenten. Um eine reibungslose Kommunikation
zu ermöglichen, müssen die unterschiedlichen
Schnittstellen flexibel konfigurierbar sein. Außerdem
werden die sehr unterschiedlichen Protokolle der ankommenden
Datenströme automatisch in ein einheitliches
internes Format konvertiert, um das problemlose
Routing der Daten zu gewährleisten. Vor dem Versenden
erfolgt die Protokoll-Rückkonvertierung passend
für die jeweilige Zielkomponente. Um den unterschiedlichen
Übertragungsgeschwindigkeiten besser gerecht
zu werden, wurden sowohl ein großer Crossbar-Switch,
als auch mehrere DMA-Kanäle vorgesehen (Abb. 10).
During the project phase, the central component of
the SCAN system, the Middleware-Switch, was developed
and produced in the IHP. The produced processor
was used for extensive system tests and therefore
was not yet a radiation hardened version. The
switch itself has a large number of serial ports in order
to provide communication with the connected components.
In order to allow smooth communication, the
different interfaces must be flexible and configurable.
In addition, extremely different protocols of the incoming
data streams are automatically converted
into a uniform internal format, in order to provide
easy data routing. Before data sending, protocol conversion
suitable for the respective target component
takes place. In order to provide support for the different
transmission speeds, the processor implements a
large crossbar switch as well as several DMA-channels.
The block diagram of the Middleware is shown in the
Fig. 10.
Abb. 10: Blockschaltbild des Middleware-Switch-ASIC‘s.
Fig. 10: Block Diagram of the Middleware Switch ASIC.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
39

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Die Vermittlung zwischen den Komponenten erfolgt
nach einem sogenannten Publisher-Subscriber Modell.
Hierbei werden alle Nachrichten mit einer Topic-ID versehen,
die den Inhalt der Nachricht klassifiziert. Der
Switch verwaltet eine Topic-ID Liste, um ankommende
Nachrichten (vom Publisher) den richtigen Empfängern
(den Subscribern) zuordnen zu können. Einfache
Komponenten wie Sensoren müssen daher nicht das
Ziel ihrer Sensordaten kennen. Es genügt, die Nachricht
mit einer ID zu versehen, die den Inhalt (zum Beispiel
„Temperatur von Gerät x“) kennzeichnet. Bei sehr einfachen
Sensoren, die nur ihre Sensordaten senden können,
kann diese Topic-ID auch im Middleware-Switch für
den entsprechenden Port vorkonfiguriert werden.
Der ASIC verfügt über eine 32-bit Leon-2 CPU mit
2x4 kByte Cache, 18 DMA-Kanäle, einen 7x7 Crossbar-
Switch, 14x2 kByte Fifo’s, 14 serielle Vollduplex-IO-Ports
(bis 50 Mbit / s), eine SRAM-Schnittstelle mit Fehlerkorrektur
sowie mehrere Timer und ein Debug-Interface. Die
Herstellung des ASIC’s erfolgte in der IHP SGB25V-Technologie
(Abb. 11). Die Chipfläche beträgt 64 mm 2 und
die Montage erfolgte in ein CQFP-Keramikgehäuse mit
208 Pins. Die erfolgreichen Tests ergaben bei 100 MHz
Taktfrequenz eine maximal aufgenommene Leistung von
etwa 2.5 W.
The message distribution system is based on a publisher
/ subscriber model. Here, each message has its
own message topic identifier (TID), which classifies
the contents of the message. The switch maintains a
topic ID list in order to provide a correct transfer of the
incoming messages (from the publisher) to the proper
recipients (the subscriber). Simple components
such as sensors don‘t need to know the destination of
the collected data. It is sufficient to identify the content
of a message (for example, “Temperature of the
device X”) with a TID. For very simple sensors, which
can send only the related sensor data, the Topic-ID
can be preconfigured directly in the corresponding
Middleware Switch port.
The ASIC implements a 32-bit Leon-2 CPU with
2x4 Kbyte cache, 18 DMA-channels, a 7x7 Crossbar-
Switch, 14x2 Kbyte FIFOs, 14 serial full-duplex-IO-
Ports (max 50 Mbit / s), a SRAM-Interface with error
correction as well as Timers and Debug-Interface. The
ASIC was produced in the IHP SGB25V technology
(Fig. 11). The chip area is 64 mm 2 , packaged in the
ceramic CQFP package with 208 pins. The chip was
successfully tested at the clock frequency of 100 MHz
and power supply of 2.5 W.
Fig. 11: Chip Photo of the Middleware Switch.
Abb.11: Chipfoto des Middleware-Switch‘s.
40 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
12-Bit 1,5 GS / s Digital-Analog-Wandler-
Prototyp für Raumfahrtanwendungen
Bei der Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung, wie
z.B. optischen, Radar- oder Satelliten-Kommunikationssystemen,
werden Digital-Analog-Wandler (DAC)
mittlerer Auflösung (4 – 12 Bits) und Abtastraten von
0,5 – 10 GHz zum Einsatz kommen. Zu den Anwendungsgebieten
gehören Basisband-D / A-Signal-Umsetzung,
Signal-Erzeugung in Ultra Breitband (UWB)-Kommunikationssystemen
und die direkte digitale Synthese
(DDS). Die nächste Generation von Telekommunikations-Satelliten
wird neben einem Space-Borne-Data-
Relay auch über die Möglichkeit der Datenverarbeitung
verfügen und Beam-Forming enthalten, um Antennensignale
in Gebiete zu lenken, die einen hohen Bedarf an
Datenrate haben. Hierzu muss die Satelliten-Nutzlast
äußerst flexibel ausgelegt sein. Daher sind neue weltraumgeeignete,
strahlungsharte Komponenten erforderlich.
Eine der Kernkomponenten ist ein hochpräziser
Hochgeschwindigkeits-DAC.
A 12-Bit 1.5 GS / s Digital-to-Analog-Converter
Prototype for Space Applications
In high speed data links, e.g. optical, radar or satellite
communication systems, medium resolution
(4 – 12 bits) digital-to-analog converters (DAC) with
sampling rates of 0.5 – 10 GHz will be in use. Application
examples include baseband D / A signal conversion,
signal generation in ultra wideband (UWB)
communication systems, and also direct digital synthesis
(DDS). Next generation telecom satellites will
not only provide space-borne data relay, but will also
allow data processing and make use of beam forming
techniques to direct the antenna beam to areas with
high capacity demand. To achieve these goals, the
satellite payload must be highly flexible. Therefore,
new space-qualified radiation-hardened components
are necessary. One of the key components is a highprecision
and high-speed DAC.
Abb. 12: Die Testplatine (bereitgestellt von Projektpartner Kayser-Threde GmbH) für den Test des 12-Bit DAC-Chip-Prototypen (im Gehäuse).
Fig. 12: Testboard (supplied by the project partner Kayser Threde GmbH) for a 12 bit DAC chip (in the housing).
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
41

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Das Ziel dieses Projekts war es, einen weltraumgeeigneten
12-Bit 1,5 GS / s DAC-Prototypen mit integrierter
Kalibrierung für die nächste Generation von digitaler
Kommunikations-Nutzlast zu entwerfen. Der entwickelte
DAC-Prototyp-Chip unterstützt bis zu vier 12-Bit-Eingangs-Datenkanäle
mit internem Multiplexing. Der
Ausgangs-Spannungshub und viele weitere Parameter
sind mittels SPI-Schnittstelle digital einstellbar. Zu
Testzwecken wurden mehrere Testfunktionen wie ein
Rampengenerator, statische Register etc. direkt auf
dem Chip integriert.
Dieses Projekt wurde von der Europäischen Raumfahrtbehörde
finanziert und zusammen mit der Kayser-Threde
GmbH München und der AdviCo GmbH Recklinghausen
durchgeführt.
The goal of this project was to develop a space-qualified
12-bit 1.5 GS / s DAC prototype with build-in cali
bration for the next generation of digital telecommunication
payloads. The developed DAC prototype chip
supports up to four 12-bit input-data channels, which
are internally multiplexed. The output voltage swing
as well as many other parameters can be digitally adjusted
via SPI interface. For testing purposes, several
build-in test functions were directly implemented on
the chip, such as a ramp generator, static registers,
etc.
This project was supported by European Space Agency
and performed in the cooperation with Kayser-Threde
GmbH Munich and AdvICo GmbH Recklinghausen.
Abb. 13: Die Einzelton SFDR-(Spurious Free Dynamic Range)
Messung bei 100 MHz.
Fig. 13: The single-tone SFDR (Spurious Free Dynamic Range)
measurement at 100 MHz.
Abb. 14: Das 100 MHz Sinus-Signal bei unterschiedlichen Hüben
des Ausgangssignals mit 1,5 GS / s Abtastrate.
Fig. 14: The 100 MHz sinusoidal signal sampled at 1.5 GS / s at
various output signal swings.
42 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

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Flexibler Breitbandsynthesizer
für Raumfahrtanwendungen
Ziel des Projektes ist es, einen programmierbaren
8–12 GHz-Frequenzsynthesizer zu entwickeln, der eine
hohe spektrale Reinheit aufweist.
Flexible Nutzlasten in der Satellitenkommunikation
erfordern einen Frequenzsynthesizer, der über einen
großen Frequenzbereich in sehr kleinen Schritten abgestimmt
werden kann. Gleichzeitig müssen Phasenrauschen
und Seitenbänder (Spurs) sehr niedrig sein,
um eine gute Signalqualität zu erzielen. Des Weiteren
müssen die Schaltkreise robust gegenüber Strahlung,
Temperaturschwankungen und Alterung sein.
Flexible Wideband Synthesizer
for Space Applications
The goal is to develop a programmable 8–12 GHz frequency
synthesizer, which shows a high spectral purity.
Flexible payloads for satellite communications require
a frequency synthesizer which can be tuned in very
small steps over a wide frequency range. At the same
time, phase noise and spurious tones (spurs) must
be very low to allow a good signal quality. Moreover,
the circuits must be robust with respect to radiation,
temperature variations and aging.
Gemeinsam mit der Kayser-Threde GmbH und der IMST
GmbH wurde hierzu ein Chip entwickelt, der in Abb. 15
gezeigt ist. Er basiert auf zwei integrierten spannungsgesteuerten
Oszillatoren (VCO), die in einer Phasenregelschleife
(fractional-N PLL) eingebettet sind.
Die VCOs wurden mittels SiGe-HBTs auf ein geringes
Phasenrauschen optimiert. Die Frequenzteiler wurden
in ECL-Logik entworfen, während die langsameren Digitalbausteine
in CMOS entworfen wurden. Das geringe
Spur-Niveau und die Robustheit bezüglich Parameterschwankungen
wurde durch eine neuartige PLL-Architektur
erzielt [IEEE TCAS1, vol. 57(8), 2010, p. 1914].
Together with the Kayser-Threde GmbH and the IMST
GmbH we developed a chip shown in Fig. 15. The chip
is based on a set of two integrated voltage-controlled
oscillators (VCO) embedded in a fractional-N phaselocked
loop (PLL).
The VCOs were optimized for a low phase noise by
using SiGe-HBTs. The frequency divider was designed
in ECL logic, whereas the low-speed digital blocks
were designed in CMOS. The low level of spurs was
achieved by using a novel PLL architecture [IEEE
TCAS1, vol. 57(8), 2010, p. 1914].
Abb. 15: Chipphoto.
Fig. 15: Chip photograph.
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43

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Abb. 16 zeigt die 8 Frequenzbänder eines der VCOs, welche
den geforderten Abstimmbereich von 10–12 GHz
ausreichend überdecken. Außerdem ist ein typisches
Ausgangsspektrum in fractional-N Modus dargestellt.
Zur Minimierung des Phasenrauschens wurde ein programmierbarer
Offsetstrom am Ausgang der Ladungspumpe
implementiert. Er ermöglicht eine Optimierung des Phasendetektors
auf hohe Linearität. Im Ergebnis lassen sich
Phasenfehler am PLL-Ausgang von etwa 1° RMS erzielen,
wie in Abb. 17 gezeigt ist. Aufgrund der neuartigen PLL-
Architektur ist dieses Verhalten nahezu unabhängig von
Temperatur und Alterung. Der Chip ist voll funktionsfähig
im Temperaturbereich von -30 bis 100°C.
Fig. 16 shows the 8 frequency bands of one of the
two VCOs covering the required tuning range from 10
to 12 GHz with sufficient margin. Moreover, a typical
output spectrum in fractional-N operation is shown.
To minimize the phase noise a programmable offset
current was added to the charge pump output. It
allows the optimization of the PLL phase detector
with respect to linearity. As a result, rms phase errors
around 1° can be achieved at the PLL output, as
shown in Fig. 17. Due to the novel PLL architecture,
this behavior is nearly independent of temperature
and aging. The chip is fully functional between -30
and 100°C.
Abb. 16: Ausgangsfrequenz eines der zwei VCOs und typisches PLL Ausgangsspektrum.
Fig. 16: Output frequency of one of the two VCOs and typical PLL output spectrum.
Abb. 17: Integrierter Phasenfehler als Funktion der Ladungspumpenströme.
Fig. 17: Integrated phase error as a function of charge pump currents.
44 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
80 Gb / s Datenentscheider
mit Rückkopplungsschleife
Die Datenraten bei Glasfaserkommunikationsverbindungen
wachsen kontinuierlich um die erhöhten Datenströme
des Internets zu bewältigen. Es wird erwartet,
dass sich die Datenraten der Ethernetverbindungen
innerhalb der nächsten vier Jahre im Vergleich zu den
jetzigen Bit-Raten des 100GbE-Standards um einen
Faktor vier erhöhen. Eine der größten Hindernisse für
Glasfaserkommunikationssysteme bei so hohen Datenraten
ist die Intersymbol-Interference (ISI). Die ISI ist
eine Art Verzerrung des gesendeten Signals, die zu Fehlern
bei der empfängerseitigen Bit-Entscheidung führt.
Elektronische Equalizer werden eingesetzt um den ISI-
Effekt abzuschwächen und dadurch höhere Datenraten
unterstützen zu können.
80 Gb / s Decision Feedback Equalizer
The data rate of fiber optic communication links is
continuously growing to cope with the increasing
internet traffic. It is expected that in the course of
the next four years, the data rate of Ethernet links will
increase by a factor of four compared with the current
bit rate of the 100GbE standard, that is 400 Gb / s. A
main obstacle for operation at such high data rates
in fiber optic communications systems is intersymbol
interference (ISI). ISI is a form of distortion of the
transmitted signal, which leads to errors in bit decision
on the receiver side. Electronic equalizers are used
to mitigate the effect of ISI, thus supporting higher
bit rates.
Das Ziel dieses Projekts war das Design eines elektronischen
1-tap Datenentscheiders mit Rückkopplungsschleife
(DFE) zur Unterdrückung der ISI bei Datenraten
von 80 Gb / s.
The goal of the project was to design an electronic
1-tap decision feedback equalizer (DFE) to enable ISI
mitigation for 80 Gb / s data rates.
Abb. 18: 80 Gb / s Datenentscheider mit Rückkopplungsschleife.
Fig. 18: 80 Gb / s Decision Feedback Equalizer.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
45

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Im Rahmen dieses Projektes, das durch die Deutsche
Forschungsgemeinschaft (DFG) finanziert wurde, entwickelten
die Universität Paderborn und das IHP eine
neue DFE-Architektur, die das Problem von Rückkopplungsverzögerungen,
das begrenzende Kriterium in
DFE-Entwürfen für hohe Bit-Raten, überwindet. Zwei
parallele Datenpfade und zwei separate Rückkopplungsschleifen
kommen für die Übertragung von geraden
und ungeraden Bits zum Einsatz um die Bitrate im
einzelnen Pfad zu verringern. Die halbe Bitrate ergibt
sich hierdurch am Eingang. Es wurde ein integrierter
Chip (Abb.18) entwickelt und in der IHP-SG13S-
0,13 µm-Technologie hergestellt, der auf der beschriebenen
Architektur basiert.
In a project funded by the German Research Foundation
(DFG), the University of Paderborn and IHP developed
a new architecture for DFEs to overcome the
feedback delay, which presents the bottleneck in DFE
design for high bit rates. Two parallel data paths and
two separate feedback loops are used for the even
and odd bits to decrease the bit rate within each of
them to half the bit rate at the input. Based on this
architecture, an integrated chip has been designed
and fabricated in IHP SG13S 0.13 µm technology. The
Chip is shown in Fig. 18.
Des Weiteren wurde ein Modul zur Charakterisierung
des Chips entwickelt und im Prototypenlabor des IHPs
hergestellt. Das Modul wurde in den Bell Labs, Alcatel-
Lucent durch Messungen bei voller Datenrate von
80 Gb / s getestet. Die Messkonfiguration zeigt Abb.
19. Dabei wurden durch einen Daten-Signal-Emulator
(DSE) elektronische und opto-elektronische ISI erzeugt.
Der DFE ermöglicht Datenübertragung mit einer
Bitfehlerrate (BER) unterhalb von 10 – 9 .
A module for measuring the chip was designed and
fabricated in the IHP prototype lab. The module was
sent to Bell Labs, Alcatel-Lucent for full rate 80 Gb / s
measurement. The measurement setup is shown in
Fig. 19, where a data signal emulator (DSE) generated
electronic and opto-electronic ISI. The DFE enables
data transmission with a bit error rate (BER) below
10 – 9 .
Abb. 19: Messkonfiguration bei voller Datenrate von 80 Gb / s.
Fig. 19: Measurement setup at the full rate of 80 Gb / s.
46 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
DOTSEVEN
Gemeinsam mit 14 Partnern aus 6 europäischen Ländern
beteiligt sich das IHP am Projekt DOTSEVEN.
Mit dem von der EU geförderten Projekt wird das Ziel
verfolgt, die maximale Grenzfrequenz von Silizium-
Germanium-Hetero-Bipolartransistoren (SiGe-HBTs)
auf 0.7 Terahertz (= 700 Gigahertz) zu steigern und die
Leistungsfähigkeit solcher Transistoren in Schaltungen
und auf Systemebene zu demonstrieren. Das mit einer
Laufzeit von 3½ Jahren geplante Projekt DOTSEVEN
startete am 1. Oktober 2012. Es schließt in Zielrichtung
und Aufgabenstruktur an das 2011 erfolgreich beendete
DOTFIVE-Projekt an.
DOTSEVEN
Together with 14 partners from 6 European countries
IHP participates in the project DOTSEVEN. This EU
funded project aims to increase the maximum cutoff
frequency of Silicon-Germanium Hetero-Bipolar-
Transistors (SiGe HBTs) to 0.7 terahertz (=700 gigahertz)
and to demonstrate the performance potential
of such transistors on a circuit and system level. The
DOTSEVEN project, envisaged for a period of 3½ years,
started on October 1, 2012. It follows up on the DOT-
FIVE project which was finished successfully in 2011.
Im Ergebnis von DOTFIVE konnten erstmals SiGe-HBTs
mit einer maximalen Schwingfrequenz (f max
) von 500 GHz
sowie einem neuen Rekordwert für die CML-Ringoszillator-Gatterverzögerungszeit
von 1,9 ps vorgestellt
werden (Abb. 20). Außerdem gelang die Entwicklung
von Schaltkreisen mit Arbeitsfrequenzen bis 1 THz.
Damit sind SiGe-HBTs interessante Kandidaten für Anwendungen
im mm- und sub-mm-Wellenlängenbereich,
wozu z.B. drahtlose Punkt-zu-Punkt-Kommunikationssysteme
bei >120 GHz, extrem breitbandige Analog-
Digital-Konverter, optische Übertragungssysteme bei
400 Gb / s, hochauflösendes Autoradar bei 140 GHz,
mobile Kommunikationssysteme der 4. Generation oder
Sensor- und bildgebende Systeme für Industrie, Medizin
sowie Sicherheitstechnik zählen.
In this project, SiGe HBTs with a maximum oscillation
frequency (fmax) of 500 GHz were presented for the
first time including a new record for the CML ringoscillator
gate-delay with 1.9 ps (Fig. 20). Moreover,
the development of circuits operating up to 1 THz
was successful. Thus, SiGe HBTs are promising candidates
for applications in the (sub)mm-wavelength
range, including e.g. wireless point-to-point communication
systems at >120 GHz, extremely broadband
analog-to-digital converters, optical transmission
systems at 400 Gb / s, high-resolution automotive radar
at 140 GHz, mobile communication systems of the
fourth generation or sensing and imaging systems for
industrial, medical or safety purposes.
Abb. 20: Gatterverzögerungszeiten von CML-Ringoszillatoren der
auf der IEDM-Konferenz 2008 bzw. auf der BCTM-Konferenz
2011 vorgestellten Generationen des am IHP entwickelten
SiGe-Hetero-Bipolartransistors (HBT) mit selektiver Basis-
Epitaxie. Mit minimalen Werten von 2,5 ps bzw. 1,9 ps
wurden in beiden Fällen jeweils Rekordwerte präsentiert.
Fig. 20: Gate-Delay-Times measured at CML Ring-Oscillators
presented at the IEDM conference in 2008 and at the
BCTM conference in 2011, respectively. The minimum
delay times of 2.5 ps and 1.9 ps, respectively, achieved
with two subsequent generations of IHP‘s SiGe Hetero-
Bipolartransistors (HBT) with selective base-epitaxy,
represented record values at these times.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
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A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Ausgangspunkt für die Arbeiten am IHP im Rahmen von
DOTSEVEN sind zwei Technologieentwicklungen, die in
den Jahren 2011 und 2012 der Öffentlichkeit vorgestellt
wurden. Zum einen konnten auf Basis eines neuen
HBT- Konzeptes mit selektiver Basis-Epitaxie (Abb. 21)
auf dem Bipolar / BiCMOS Circuits and Technology Meeting
(BCTM) 2011 Leistungswerte präsentiert werden,
die der DOTFIVE-Zielstellung entsprechen.
Starting point for the work in DOTSEVEN at IHP are
two technological developments that were published
in the years 2011 and 2012. First, based on a novel
HBT concept with selective base epitaxy (Fig. 21),
performance values corresponding to the DOTFIVE
target were presented at the Bipolar / BiCMOS Circuits
and Technology Meeting (BCTM) 2011.
Die Erkundung der Leistungsreserven dieser Konstruktion
gemeinsam mit dem Projektpartner Infineon ist einer
der Schwerpunkte für das IHP. Zum anderen wird die
0,13-µm-BiCMOS-Technologie SG13G2 den DOTSEVEN-
Partnern für Schaltungspräparationen zur Verfügung
gestellt. Der in SG13G2 implementierte HBT-Modul
wurde im Rahmen des DOTFIVE-Projektes im 0,25-µm-
Technologieniveau entwickelt und anschließend in die
0,13-µm-BiCMOS-Plattform überführt (siehe auch IHP-
Jahresbericht 2011). Inzwischen wird dieser Prozess
auch über den IHP-MPW-Service angeboten.
The exploration of the potential performance improvements
together with the project partner
Infineon is one of the priorities for IHP. Secondly,
the 0.13 μm BiCMOS technology SG13G2 will be made
available to the DOTSEVEN partners for circuit preparations.
The HBT module implemented in SG13G2
results was developed within the DOTFIVE project
in the quarter micron level and subsequently transferred
to the 0.13 µm BiCMOS platform (see also IHP’s
Annual Report 2011). Meanwhile, this process is also
offered via IHP’s MPW service.
Polykristalliner Basisanschluss
Poly-Crystalline Base Link
Einkristalliner Basisanschluss
Single-Crystalline Base Link
Abb. 21: TEM-Aufnahmen des inneren Bereiches des SiGe-Hetero-Bipolartransistors (HBT) mit selektiver Basis-Epitaxie im Querschnitt. Eine der
wesentlichen Verbesserungen der 2011 vorgestellten Generation im Vergleich zu 2008 ist der einkristallin hergestellte Basisanschluss.
Fig. 21: TEM cross-section pictures of the innner SiGe-Hetero-Bipolar-Transistor (HBT) with selective base-epitaxy. One of the fundamental
improvements of the 2011 generation compared to 2008 is the single-crystalline base-link region.
48 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Photonics Electronics Functional Integration
on CMOS (HELIOS)
Einen Schwerpunkt der gegenwärtigen Forschung und
Entwicklung bilden integrierte photonische Technologien,
basierend auf der Vereinigung von Silizium-IC-
Elektronik mit integrierter Optik (Siliziumphotonik).
Nachdem die Funktionalität verschiedener siliziumphotonischer
Basiskomponenten wie Detektoren, Koppler
etc. bereits erfolgreich demonstriert wurde, sollte
im EU-finanzierten Projekt HELIOS eine neue Qualität
erreicht werden: die Integration von photonischen
Komponenten mit integrierten Schaltkreisen. Das Ziel
dieses komplexen Projekts bestand in der Integration
von Photonik in einem mikroelektronischen Fabrikationsprozess.
Photonics Electronics Functional Integration
on CMOS (HELIOS)
Current research and development activities focus on
integrated photonics technologies, in particular on
the convergence of silicon IC technology and integrated
optics (silicon photonics).
Functional demonstration of basic building blocks
such as lasers, detectors, couplings etc. has been
realized. In the project HELIOS, financed by EU, a
new quality was aspired: the integration of photonic
components with integrated circuits. The objective
of this complex project is the combination of photonics
with CMOS using a microelectronics fabrication
process.
Die am IHP durchgeführten Projektarbeiten hatten
die Herstellung eines Modulators und Integration mit
einem SiGe-Treiber für einen Demonstrator zum Gegenstand.
Die Arbeiten erfolgten in Kooperation mit den
Partnern Photline Technologies, TU Berlin, TU Wien und
Universität Southampton.
Project activities at IHP were the development of
silicon photonic modulators and a SiGe driver demonstrator
in cooperation with the following project
partners: Photline Technologies, TU Berlin, TU Vienna,
University of Southampton.
In der ersten Projektphase wurde ein Mach-Zehnder-
Modulator-Chip ohne Treiberkomponente entwickelt.
Design und Herstellungsprozess basieren auf der
SG25-IHP-Technologie unter Verwendung des kompletten
BEOL (Backend-of-Line), bestehend aus einer
5-Ebenen-Metallisierung, womit die Kompatibilität von
Modulator-Design und IHP-Basistechnologie demonstriert
werden konnte. Abb. 22 zeigt den Chip mit verschiedenen
Modulatordesigns.
During the first project period a stand-alone Mach-
Zehnder modulator chip without the RF SiGe driver
amplifier was realized. The device was designed and
fabricated using IHP’s SG25 technology with the
complete 5 metal layers BEOL module. This demonstrated
the compatibility of the modulator design
with boundary conditions of the BEOL technology.
Fig. 22 illustrates the chip with different modulator
designs.
Abb. 22: Modulator-Chip.
Fig. 22: Modulator chip
(MZI 1 - 4mm length CPW 1 ;
MZI 2 - 4mm length CPW 2;
MZI 3 (&4) - 2mm length CPW ;
MZI 5 (&6) - 6mm length CPW 1;
MZI 7 (&8) - 1mm length CPW 2;
MZI 9 (&10) - 1mm length CPW 1).
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
49

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Die Augendiagramme (Abb. 23 und 24) zeigen, dass
die Modulatoren bei 10 Gb / s und sogar bei 20 Gb / s
eine ausreichende Bandbreite haben.
Modulators were characterized and showed sufficient
bandwidth for 10 Gb / s and even 20 Gb / s operations
(see eye diagrams in Fig. 23 and Fig. 24).
Abb. 23: 10 Gb / s-Augendiagramm eines Modulators.
Fig. 23: 10 Gb / s eye diagram of a modulator.
electrodes in TopMetal 2
(Measurement: Photline).
Abb. 24: 20 Gb / s-Augendiagramm eines 1 mm Modulators.
Fig. 24: 20 Gb / s eye diagram of a 1 mm modulator.
electrodes in TopMetal 2; ER = 4.5 dB
(Measurement: University of Southampton).
In der finalen Projektphase wurde ein Mach-Zehnder-
Modulator, integriert im FEOL (Frontend-of-Line), mit
10 Gb / s SiGe-Treiber entworfen und im IHP hergestellt.
Abb. 25 zeigt eine Übersichtsdarstellung von Modulator-
und SiGe-Treiber. Modulator- und Treiber-Elektronik
wurden in der IHP-Basistechnologie SG25H3 präpariert.
In the final project period a Mach-Zehnder modulator,
integrated in the frontend-of-line, with a 10 Gb / s SiGe
driver amplifier was designed and fabricated at IHP.
Fig. 25 shows a general view on modulator part and
SiGe driver part. Driver electronics and modulator are
fabricated in IHP’s baseline technology SG25H3.
Abb. 25: Modulator-Demonstrator
Fig. 25: Modulator demonstrator
50 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Die Integration von photonischen Modulen in den
BiCMOS-Standardflow erforderte die Herstellung von
speziellen Wafern mit lokalen SOI-Gebieten für die photonischen
Komponenten und Si-Bulk-Bereichen für die
BiCMOS-Elektronik.
The integration of photonic modules in IHP’s standard
technologies required preparation of special
wafers with so-called local SOI approach for a novel
photonic BiCMOS process.
Die erste Generation von im FEOL integrierten Modulatoren
und Treiberschaltungen arbeiten bis zu Raten von
10 Gbit / s. Damit konnte zum ersten Mal eine vollständige
elektronisch-photonische Integration auf Basis
einer High-Performance-BiCMOS-Technologie demonstriert
werden.
The first generation of FEOL integrated modulators
and driver devices operate with rates up to 10 Gb / s.
This is the first demonstration of fully photonicelectronic
integration in high-performance BiCMOS
technology.
Der hohe Integrationsgrad des entwickelten Modulator-Treiber-Paars
wird in Abb. 26 illustriert.
The high degree of integration achieved for the modulator
driver pair is illustrated in Fig. 26.
Abb. 26: Hoch integriertes Modulator-Treiber-Paar
Fig. 26: Highly integrated modulator driver pair
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
51

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Technologieplattform für heterogen integrierte
THz-Schaltungen (HiTeK)
Das Projekt HiTeK wurde im Rahmen des Leibniz-Wettbewerbs
zur Förderung ausgewählt. Es ist eine Kooperation
des IHP mit dem Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-
Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) in Berlin.
Das Ziel des Projektes ist es, eine Technologieplattform
für heterogen integrierte Schaltungen bei Terahertz-
Frequenzen (0,1 – 1 THz) zu entwickeln. Dazu wird
eine InP-Heterobipolar-Technologie des FBH mit einer
BiCMOS-Technologie des IHP (SG25H1) kombiniert.
Davon ausgehend wurden integrierte Schaltungen bei
Frequenzen oberhalb von 100 GHz entworfen, realisiert
und charakterisiert. Diese Schaltkreise sollen das Potential
für Betriebseigenschaften nachweisen, die weit
über den heutigen Stand der Technik hinausgehen. Sie
sollen insbesondere auf Mixed-Signal-Anwendungen
hin optimiert werden.
Die Silizium- und InP-Wafer werden zunächst separat
prozessiert. Dabei durchläuft der Siliziumwafer
vollständig den BiCMOS-Prozess inklusive Front- und
Backend. Zusätzlich wird die Passivierung so modifiziert,
dass eine Oberfläche mit geringer Topografie
entsteht. Um den Bondprozess durchführen zu können,
werden die Si-Wafer mit Rückseiten-Justiermarken versehen.
Da der InP-Prozess am FBH nur 3“ Wafer erlaubt,
werden die fertigen Si-Wafer auf diese Größe gesägt.
Technology Platform for Heterogeneous Integrated
THz Circuits (HiTeK)
The Project HiTek was selected for funding within the
framework of the Leibniz competition. It is a collaboration
between the IHP and the Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut
fuer Hoechstfrequenztechnik (FBH) in Berlin.
The aim of the project is to develop a technology
platform for heterogeneous integrated circuits at
terahertz frequencies (0.1 – 1 THz). For this, the InP
heterobipolar technology of the FBH is combined
with an IHP BiCMOS technology (SG25H1).
Within this framework, integrated circuits at frequencies
above 100 GHz have been designed, fabricated
and characterized. These circuits are intended to
demonstrate the potential for operating characteristics
that go far beyond the current state of techno-logy.
They will be especially optimized for mixedsignal
applications.
First, the silicon and InP wafers are processed separately.
In this case, the silicon wafer runs through
the full BiCMOS process, including front and back
end. Additionally, the passivation is modified to
form a surface with a low topography. To perform the
bonding process, back side alignment marks are
placed on the silicon wafer. Since the InP process of
FBH can use only 3“ wafers, finished Si wafers are cut
to this size.
Abb. 27: Waferbond-Prozess zwischen einem 3“ Silizium Wafer (unten) und einem 3“ InP-Wafer (oben) (a), anschließend wird das InP-Substrat
nasschemisch entfernt (b) und Durchkontaletierungen zum Silizium werden hergestellt sowie eine weitere Metall-Ebene G2, die der
Verbindung von InP- und Si-Bauelementen dient, wird erzeugt (c).
Fig. 27: Wafer bonding process between a 3“ silicon wafer (below) and a 3“ InP wafer (above) (a), and the removing of the InP substrate via
wet-chemical etching (b) and preparing of interconnects to the silicon with a further metal layer G2, which serves to link the InP
and Si components (c).
52 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Der InP-Wafer durchläuft ebenfalls die Frontend-Prozesse
und wird mit einer Metallisierungsebene versehen.
Anschließend werden beide Wafer mittels Benzocyclobuten
(BCB) gebondet. Dabei ist eine hohe Lagegenauigkeit
der Wafer beim Bondprozess entscheidend.
Anschließend wird das InP-Substrat nasschemisch entfernt.
Mittels Trockenätzen werden dann Vias ins BCB
geätzt, die auf den Pads des Topmetal-2 enden.
Es wurden zunächst passive Elemente getestet. Dazu
zählen insbesondere die DC- und HF-Übergänge. Es
zeigte sich, dass bis 220 GHz geringe Verluste erreicht
werden können, so dass eine Backend-Integration von
InP und Silizium mit dieser Substrat-Transfer-Technologie
möglich ist.
The InP wafer also passes through the front-end processes,
and is provided with a metallization. Then the
two wafers are bonded by means of benzocyclobutene
(BCB). A high positional accuracy of the wafer
bonding process is crucial. Subsequently, the InP
substrate is removed by wet chemical etching. Vias
are then etched into the BCB ending on the Topmetal-
2 using dry etching technique.
First, passive elements were tested. In particular, this
includes the DC and RF transitions. It was found that
low losses can be achieved up to 220 GHz, so that
consequently a back-end integration of InP and Si
with this substrate-transfer technology is possible.
Als Demonstrator wurde ein 85 GHz-VCO in BiCMOS mit
einem InP-Verstärker integriert (siehe Abb. 28). Damit
konnte die prinzipielle Machbarkeit des Technologiekonzeptes
gezeigt werden.
A 85 GHz VCO in BiCMOS was integrated with an
InP amplifier (see Fig. 28) as a demonstrator. This
demonstrated the principal feasibility of the technology
concept.
Abb. 28: 85 GHz-VCO (links) integriert mit einem InP-Verstärker (rechts).
Fig. 28: 85 GHz VCO (left) with integrated InP-amplifier (right).
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
53

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
CMOS basierter Sensor für die dielektrische
Spektroskopie von biologischen Zellen
Die dielektrische Spektroskopie wurde für Jahrzehnte
effektiv genutzt, um Biomaterialien zu charakterisieren.
Basierend auf Maxwell-Wagner Näherungen unter
Nutzung von Cole-Cole-Parametern haben einige Forschungsgruppen
die effektive Modellierung von dielektrischen
Eigenschaften biologischer Zellsuspensionen
gezeigt. Die Modellierung wurde häufig verwendet,
um intrinsische Zellparameter wie die Membrankapazität
oder die zytoplasmatische Leitfähigkeit etc. zu
charakterisieren. Jedoch ist die Charakterisierung der
Konzentration einer bestimmten Zellspezies in einer
Suspension mittels dielektrischer Messungen noch
weitestgehend Neuland. In diesem Beitrag werden dielektrische
Messungen erläutert, mit denen man die
Konzentration von Zellen in einer Suspension mittels
eines CMOS-Sensors charakterisieren kann. Der CMOS-
Sensor kann später mit einem MEMS basierten mikrofluidischen
System gekoppelt werden, um die Empfindlichkeit
der Messung zu erhöhen. Somit kann ein eigenständiger
elektrochemischer Sensor auf der Basis dielektrischer
Messungen effektiv genutzt werden, um die
Konzentration von Zellen in einer biologischen Zellsuspension
zu bestimmen.
Typischerweise basieren elektrische Biosensoren oder
elektrochemische Sensoren auf der Technik der Impedanzmessung.
Die meisten dieser Sensoren arbeiten
mit Frequenzen im Bereich von Hunderten von Kilohertz
bis einigen hundert Megahertz. Biologische Zellen
zeigen mehrere Dispersionsmechanismen in diesem
Frequenzbereich, welche häufig genutzt werden, um
intrazelluläre Eigenschaften der suspendierten Zellen
zu charakterisieren. Es ist jedoch schwierig, die Konzentration
von Zellen zu charakterisieren, die zelluläre
parameterabhängige Dispersionsmechanismen aufweisen.
Um diese Dispersionseffekte zu vermeiden, wurde
bereits die kapazitive Detektion von Zellen in einem
Frequenzbereich bis 2 GHz gezeigt. Jedoch haben weitere
Studien auch gezeigt, dass insbesondere für DNA-
Dispersionsmechanismen bis zu einer Frequenz von
10 GHz existieren können.
CMOS Based Sensor for Dielectric
Spectroscopy of Biological Cell Suspension
Dielectric spectroscopy has been effectively used for
decades to characterize biomaterials, giving information
about membrane capacitance of cells, intra-cellular
cell organells, etc. Several research groups have
shown effective modeling of dielectric characteristics
of biological cell suspensions, based on Maxwell Wagner
approximations, and Cole Cole parameters. Most
of the modeling has been used to characterize intrinsic
cell parameters like membrane capacitance or
cytoplasmic conductivity, etc. However, characterization
of the concentration of a particular cell species
in a suspension, based on dielectric measurements, is
yet to be explored in a broader aspect. In this paper
we explain the proposed theory of dielectric measurement
to characterize the concentration of cells in a
suspension and also describe a CMOS sensor which
is used for the above purpose. The CMOS sensor can
later be coupled to a MEMS microfluidic system, to
increase the sensitivity of characterization; hence a
stand-alone electrochemical sensor based on dielectric
measurement can be effectively used to calculate
the concentration of cells in a biological cell suspension.
Common electrical biosensors or electrochemical sensors
are based on the impedance measurement technique.
Most of these sensors operate at frequencies
ranging from hundreds of kilohertz to a few hundred
megahertz. Biological cells show several dispersion
mechanisms in this frequency range, which are often
used to characterize intracellular characteristics of
the suspended cells. However, it is difficult to
characterize the concentration of cells with such
cellular parameter-dependent dispersion mechanisms.
Capacitive detection of cells at a frequency
range of 2 GHz has been shown to avoid these dispersions.
However, studies have also shown that other
dispersion mechanisms can exist up to a frequency of
10 GHz, especially for DNAs, compelling us to choose
the operating frequency for dielectric measurements
of cell concentration above 10 GHz.
54 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Diese Ergebnisse machen es erforderlich, die Betriebsfrequenz
für dielektrische Messungen der Zellkonzentration
über 10 GHz zu wählen. Um die Konzentration
der Zellen in einer biologischen Zellsuspension erkennen
zu können, sollte man die Messungen in einem
Frequenzbereich oberhalb der charakteristischen Frequenz
(17 GHz) von Wasser durchführen. Es wurde eine
ineinander greifende Elektrodenstruktur als Sensorelement
eingesetzt, um die Konzentration der Zellen zu
detektieren. Die ineinandergreifende Kammstruktur ist
mit einer Spule gekoppelt, um einen LC-Oszillator zu
formen, dessen Resonanzfrequenz eine Funktion der
Dielektrizitätskonstante der Lösung ist. Die Steuerschaltung
beruht auf einem Paar von kreuzgekoppelten
Transistoren. Somit wird eine dielektrische Veränderung
in der Lösung als Frequenzänderung des Oszillators detektiert.
In this work we propose a solely electrical measurement
based biosensor to detect the concentration
of cells in a biological cell suspension operating at
a frequency range above the characteristic frequency
of water, 17 GHz. Interdigitated electrode structure
has been used as the sensor element to detect
the concentration of cells. The interdigitated comb
structure is coupled with inductors, to form an LC
oscillator whose resonant frequency is a function of
the permittivity of the solution underneath the sensor.
The control circuit includes a pair of cross coupled
transistors, similar to a cross coupled VCO, with
an output buffer stage. Thus a dielectric change in
the solution is detected as the frequency change of
the oscillator.
Abb. 29: Sensor mit ineinandergreifender Kondensatorstruktur zur
Messung der Änderung der Resonanzfrequenz.
Fig. 29: Top view of the sensor with the interdigitated capacitor
for measuring the shift of the resonance frequency.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
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A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Graphen-Basis-Transistor
Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung von graphenbasierten
elektronischen Bauelementen mit Arbeitsfrequenzen
bis in den THz-Bereich.
Graphen-Basis-Transistor (GBT) ist ein neuartiges
Hochfrequenz-Bauelementekonzept, das die Geschwindigkeit
und Funktionalität von Si-basierter Elektronik
verbessern kann. Im Herzen des GBT liegt eine einzelne
Schicht Graphen. Graphen fungiert hier als eine
extrem dünne Basiselektrode mit hoher Leitfähigkeit
zum Steuern des Flusses von Elektronen zwischen zwei
anderen Anschlüssen des Transistors, nämlich dem
Emitter und dem Kollektor. Da alle Anschlüsse des
Transistors voneinander mit Tunnelbarrieren getrennt
sind, erfordert eine praktische Realisierung eines GBT
die Fähigkeit, qualitativ hochwertiges Graphen auf
dielektrischen oder halbleitenden Substraten zu wachsen.
Zusätzlich muss noch eine einheitliche dielektrische
Barriere auf der Graphen-Schicht abgeschieden
werden. Diese Prozesse sind die zwei wichtigsten technischen
Herausforderungen und Gegenstand weltweiter
Forschungsanstrengungen.
Graphene Base Transistor
The goal of the project is the development of graphene-based
electronic devices with operation frequencies
extending into the THz regime.
Graphene base transistor (GBT) is a novel high-frequency
device concept which has the potential to
improve the speed and functionality of Si-based electronics.
At the heart of the GBT lies a single layer of
graphene. Graphene functions here as an extremely
thin and highly conductive base electrode controlling
the flow of electrons between two other terminals of
the transistor, namely the emitter and the collector.
Since all terminals of the device are separated from
one an-other by tunneling barriers, a practical realization
of GBT requires the ability to grow high quality
graphene on dielectric or semiconducting substrate
and to deposit a uniform dielectric barrier on the
graphene layer. Both of these processes are the key
engineering challenges triggering worldwide research
efforts.
In Zusammenarbeit mit Partnern untersucht das IHP
direkte Graphen-Synthesemethoden auf nichtmetallischen
Substraten. Diese Studien sind noch in einem
sehr frühen Entwicklungsstadium. Eine temporäre Lösung,
die die Herstellung von Prototyp-GBTs ermöglicht,
ist der Transfer von CVD-Graphen, das auf Cu-Folien gewachsen
worden ist. Eine solche Übertragungsmethode
wurde am IHP etabliert und ermöglicht die Ablagerung
von Graphen-Schichten in Chip-Größe auf beliebigen
Substraten (Abb. 30, links). Dieser Prozess wird nun
verwendet, um die einzelnen Bausteine des GBT herzustellen
und zu untersuchen.
In collaboration with partners, IHP investigates
direct graphene synthesis methods on non-metallic
substrates. Since these studies are still in a
very early development stage, a temporary solution
enabling prototyping of GBTs is the transfer of CVD
graphene grown on Cu surfaces. Such a transfer
method has been established at IHP and allows
deposition of chip-size graphene layers on arbitrary
substrates (Fig. 30, left). This process is now used
to form and investigate individual building blocks of
the GBT.
56 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Sobald die Graphen-Schicht auf dem vorstrukturierten
Substrat platziert ist, tritt die zweite Herausforderung
auf: die inerte Natur des Graphens macht es sehr
schwierig, eine isolierende Schicht von guter Qualität
auf seiner Oberfläche zu bilden. Um dieses Problem zu
lösen untersuchen wir atomares Wachstum von HfO 2
auf
Graphen, das auf 8-Zoll-Si-Substrate übertragen worden
ist (Abb. 30, rechts). Vielversprechende Ergebnisse die
kürzlich erreicht werden konnten, lassen eine beschleunigte
Entwicklung der GBT-Bauelemente in der nahen
Zukunft erwarten.
Once the graphene layer is on its place on the prepatterned
substrate another challenge arises: The inert
nature of graphene makes it very difficult to form
an insulating layer of high quality on its surface. To
overcome this bottleneck we are investigating atomic
vapor deposition of HfO 2
on graphene transferred to
8-inch Si substrates (Fig. 30, right). Promising results
obtained recently in this branch give rise to expectations
of accelerated development of GBT devices in
the near future.
Abb. 30: CVD-Graphen, übertragen auf ein SiO 2
/ Si Substrat (links). Graphen-Schichten in Chip-Größe bedeckt mit einer HfO 2
-Schicht auf 8-Zoll-
Si-Substrat (rechts). HfO 2
wird als dielektrische Barriere zwischen der Basis und dem Kollektor des GBT-Transistors verwendet.
Fig. 30: CVD graphene layer transferred to pre-patterned SiO 2
/ Si substrate (left). Chip-size graphene layers covered with HfO 2
dielectric
on 8-inch Si wafer (right). HfO 2
is used as the dielectric barrier between base and collector electrodes of the GBT.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
57

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Ein integrierter Emitter für nahes Infrarot
basierend auf verspanntem Germanium
Diese Forschungsaktivität zielt auf die Entwicklung eines
elektrisch gepumpten Lasers auf der Siliziumplattform
durch das fortschrittliche Bandstruktur-Engineering von
Germanium verbunden mit optimierter Dotierung. Ein
solches im infraroten (IR)Licht emittierendes Modul
kann neben Anwendungen bei Hochleistungsrechnern
die „More than Moore“-Siliziumtechnologie des IHP in
dem Bereich optischer Sensoren erweitern.
Während der letzten Jahre hat die Silizium-Photonik,
aufbauend auf der existierenden CMOS-Prozessierung,
ihr Potential als kostengünstige Lösung zur Realisierung
von optoelektronischen Hochleistungs-Geräten
unter Beweis gestellt. Das größte verbliebene Hindernis
für die Realisierung von voll funktionsfähigen siliziumphotonischen
integrierten Schaltkreisen ist die
Verwirklichung einer integrierten Laserlichtquelle. Bedingt
durch die indirekte Bandlücke des Siliziums, ist es
extrem schwierig mit diesem Halbleiter eine effiziente
Lichtemission zu erreichen. Unter anderem werden deshalb
heutzutage Germanium-basierte Ansätze verfolgt,
und es konnte ein erster elektrisch injizierter Germaniumlaser
demonstriert werden.
An Integrated Near Infrared Light Emitter
Based on Strained Germanium
This research activity aims at developing an electrically
injected laser on a silicon platform through
advanced band-structure engineering of germanium
and optimized doping. Besides applications in high
performance computing (HPC), such a light emitting
module in the infrared (IR) range could extend IHP`s
“More than Moore” Si technology towards optical sensor
markets.
Over the past few years, Silicon-Photonics has
demonstrated its potential as a low-cost solution
for realizing high-performance electro-optic devices
leveraging on the existing CMOS processing. The major
remaining hurdle for realizing a fully functional
silicon-photonic integrated circuit is the implementation
of an integrated laser light source. It is extremely
difficult to obtain efficient light emission
from silicon, owing to its indirect band gap. Among
different approaches Germanium-based solutions are
now considered the most promising ones and have
already led to the demonstration of an electrically
injected laser on Si.
Obwohl Germanium ein indirekter Halbleiter ist, ist die
Energiedifferenz zwischen den Leitungsbandminima am
Γ- und am L-Punkt der Brioullinzone relativ klein (135
meV) und kann durch eine tensile Verspannung weiter
reduziert werden. Folglich werden tensil verspannte Ge-
Strukturen erhöhte Oszillatorstärken für optische Absorptions-
und Emissionsprozesse zeigen.
Seit 2011 verfolgt das IHP einen voll CMOS-kompatiblen
Ansatz, um SiN / Ge / Si-Mikrostrukturen herzustellen,
die auf einer SiN-Stressorschicht basieren,
die eine hohe tensile Verspannung in eine n-dotierte
Ge / Si-Heteroepitaxieschicht einbringt. Durch Form
und Größe der Mikrostruktur kann die Verspannungsverteilung
in der Ge-Schicht optimiert und genau eingestellt
werden.
Although Ge is an indirect-band gap material, the energy
difference between its conduction band minima
at the Γ and L points of the Brillouin zone is relatively
small (135 meV) and can be further decreased if a
biaxial tensile strain ε is applied. As a consequence,
tensile strained Ge structures are expected to show
increased oscillator strength for both light absorption
and emission processes.
Since 2011 IHP is pursuing a fully Si-CMOS compatible
approach to fabricate SiN / Ge / Si micro-structures
based on a SiN stressor layer inducing a high
level of tensile strain in an n-doped Ge / Si heteroepitaxial
layer. By adjusting micro-structure size and
shape, the strain distribution within the Ge layer can
be optimized and accurately controlled.
58 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Es wurden verschiedene Typen von Mikrostrukturen hergestellt,
die eine Expansion der Ge-Schicht in eine, zwei
oder drei Dimensionen erlauben (Abb. 31a), b) und
c)). Die sich ergebenden Verspannungsprofile entlang
der Strukturen wurden mit Mikro-Ramanspektroskopie
vermessen und mit numerischen Simulationen des
Verspannungsfeldes verglichen (Abb. 32). Die Simulationen
erfolgten mit dem kommerziellen FLex-PDE-
Packet, das auf der Finite-Elemente-Methode (FEM)
basiert.
Microstructures of different types have been fabricated,
allowing the Ge layers to freely expand into one,
two, or three dimensions (Figs. 31 a), b) and c) respectively).
The resulting strain distribution profiles
along the structures were probed by micro-RAMAN
spectroscopy and compared with numerical simulations
of the strain field distribution using the Flex-
PDE commercial package based on the finite element
method (FEM) (Fig. 32).
Die Photolumineszenz (PL) der Mikrostrukturen wurde
bei Raumtemperatur (RT) mit einem Mikro-PL-Aufbau
mit einer Anregungswellenlänge von 532 nm bei
niedriger Anregungsenergie untersucht, um eine Aufheizung
der Strukturen zu vermeiden. Die gemessene
Photolumineszenz wurde mit den Vorhersagen von
Modellierungen verglichen, die auf der 30-Band-k.p-Beschreibung
der Bandstruktur unter Verwendung der mit
FEM simulierten Spannungsverteilung basieren.
Photoluminescence (PL) measurements were performed
at room temperature (RT) using a micro-PL
set-up with an 532 nm excitation wavelength and
low excitation power to prevent heating of the microstructures.
The measured photoluminescence resonance
was compared with the one predicted by the
modeling based on a 30 band k.p description of the
band structure taking into account the strain distribution
simulated by FEM.
Abb. 31: Aufnahmen im Rasterelektronenmikroskop(REM) von typischen Mikrostrukturen (hier Länge 20 µm, Breite 2 µm): (a) Mikrostreifen,
(b) Mikrobrücke und (c) freigeschnittene Brücke.
Fig. 31: Scanning electron microscope (SEM) images of typical micro-structures (l=20 µm, w=2 µm): (a) micro-stripe, (b) micro-bridge,
and (c) trimmed micro-bridge.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
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A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Durch den Vergleich mit den Simulationen wurde die
beobachtete Raumtemperatur-Photolumineszenzemission
der Rekombination an der direkten Bandlücke zugeordnet.
Abb. 33 zeigt die PL-Spektren von Mikrostreifen
(die Struktur in Abb. 31(a)) mit unterschiedlichen
Breiten. Es gibt eine deutliche Rotverschiebung des
PL-Peaks sowie eine starke Zunahme der PL-Intensität
für abnehmende Breite der Mikrostreifen. Beides
sind Signaturen für eine zunehmende Verspannug bei
schmaleren Streifen. Für den schmalsten Streifen
(L=90 µm, w=1 µm) ist das PL-Spektrum konsistent mit
einer Verspannung von 0,6 %, was in Übereinstimmung
mit den Ramanmessungen und der FEM-Modellierung ist.
The observed room temperature PL emission has been
attributed to direct-band gap recombination by comparison
with the simulations. Fig. 33 shows the PL
spectra from microstripes (structure in Fig. 31(a))
with different widths. There is a clear red-shift of
the PL peaks as well as a strong increase in intensity
with decreasing width of the microstripe. Both are
signatures of an increase of strain for thinner stripes.
For the thinnest stripe (L=90 µm, w=1 µm), the PL
spectrum is consistent with a 0.6% equivalent biaxial
strain in agreement with the Raman measurements
and with FEM modeling.
a) b)
Abb. 32: (a) Biaxiale Strainwerte (linke Achse) und gemessene Ramanverschiebung entlang der Längsachse (Länge=20 µm) mit einer Breite von
1 µm (Kreise) und 2 µm (Quadrate) für blau: einen Mikrostreifen, rot: eine Mikrobrücke und grün: eine freigeschnittene Mikrobrücke. Die
vertikalen gepunkteten Linien markieren die Struktur.
(b) Berechnetes Verschiebungsfeld im Zentrum eines Mikrostreifens mit 20 µm Länge und 2 µm Breite.
Fig. 32: (a) Biaxial strain values (left axis) and Raman shift measured along the length of Ge microstructures (l=20 µm) having a width of
1 µm (circle) and 2 µm (square). Blue: a microstripe, red: a micro-bridge, green: a trimmed micro-bridge. The vertical dotted lines
define the micro-structure length.
(b) Displacement field calculated for a 20 µm long and 2 µm wide micro-stripe at its center.
60 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Unsere zukünftigen Aktivitäten werden darauf abzielen,
die tensile Spannung der Mikrostrukturen weiter
zu erhöhen und die Spannungsverteilung innerhalb der
Ge-Schicht im Hinblick auf ein Design für eine optische
Kavität zu optimieren. Außerdem wird relativ hohe
n-Dotierung verwendet werden, um die Besetzungsinversion
zu erleichtern und damit die optische Verstärkung
zu vergrößern und die optische oder elektrische
Leistung zu reduzieren, die benötigt wird, um die Laserschwelle
zu überschreiten.
Our future activities will aim at further increasing
the tensile strain in the microstructure and opti
mizing the strain distribution within the Ge layer,
with a design compatible with the realization of an
optical cavity. Relatively high n-type doping will also
be used in order to ease the population inversion
and, as a consequence, to increase optical gain and
decrease the optical or electrical power needed to
overcome the lasing threshold.
Abb. 33: Photolumineszenzspektren von Mikrostreifen mit
verschiedener Breite bei Zimmertemperatur zusammen
mit dem Spektrum eines blanken Ge-Wafers.
Fig. 33: Room temperature PL spectra of microstripes with
different widths together with the spectrum of a
reference blanket Ge wafer.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
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A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Puls-induziertes Elektroformieren eines in
Si-CMOS eingebetteten 4 kbit RRAM Arrays
Widerstandsbasierte Speicher (RRAM) sind derzeit einer
der vielversprechendsten Kandidaten für eingebettete
nichtflüchtige Speichermodule (eNVM). Die Integration
dieser Speicher folgt dem „More than Moore“
Ansatz der IHP Forschungsstrategie, die auf System-on-
Chip (SoC) Lösungen für die drahtlose SiGe:C-BiCMOS-
Kommunikation fokussiert ist. Die Einsatzmöglichkeiten
von RRAM können im Bereich eingebetteter Anwendungen
für drahtlose Sensorknoten gesehen werden.
Zukünftige Sensorknoten könnten deshalb von schnellen
und nichtflüchtigen RRAM profitieren, mit dem Vorteil einer
geringeren Chipfläche und einer höheren Strahlungshärte.
Mit diesem Speicherkonzept wäre es insbesondere
möglich, die Leistungsaufnahme im inaktiven Modus
(Standby) eines Sensorknotens deutlich zu reduzieren.
Im Rahmen der Prozessintegration bietet RRAM den Vorteil
der Kompatibilität mit der Back-End-of-line (BEOL)-
Prozessierung. Somit konnten bereits Fortschritte im
Verständnis der Physik des resistiven Schaltverhaltens an
integrierten 4 kbit Speicher-Arrays erzielt werden.
Abb. 34 zeigt das 4 kbit Speicherarray mit einem Zeilendecoder
(XDC MUX), der eine einzelne Wortleitung
(WL) auswählt und einem Spaltendecoder (YDC MUX)
zur Adressierung einzelner Bitleitungen (BL) / Sourceleitungen
(SL).
Pulse-induced electroforming of a Si CMOS
Embedded 4 kbit RRAM Array
Resistive memories (RRAM) are currently among of
the most promising emerging candidates for embedded
non-volatile memory modules (eNVM). The integration
of these memories follows the “More than
Moore” approach of IHP’s research strategy, focusing
its activities on advanced system-on-chip (SoC) solutions
for wireless SiGe:C BiCMOS communication
systems. The potential applications of RRAM are
given by the wide field of wireless sensor networks.
Future sensor nodes could benefit from new high
speed resistive memories, which are non-volatile,
save chip area and provide less radiation susceptibility.
In particular, this memory concept would allow
a significant power dissipation reduction in the inactive
(standby) mode of sensor nodes.
In the context of process integration, RRAM offers
compatibility with the back-end-of-line (BEOL) process
scheme and thus considerable progress has already
been made in understanding the physics of the
resistive switching behavior in 4 kbit memory arrays.
The cells in the 4 kbit memory array (Fig. 34) are selected
with an address code on the inputs of the decoders.
The row decoder (XDC MUX) selects a single
word line (WL) out of the word lines of the memory
array. The column decoder (YDC MUX) selects a single
bit line (BL) / source line (SL) out of bit / source lines
of the memory array.
Abb. 34: Foto des 4 kbit Speicher-Arrays mit Ansteuerung.
Fig. 34: Photograph of the 4 kbit memory array with control
circuits.
62 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Im Folgenden ist das puls-induzierte Elektroformieren
an 600×600 nm 2 TiN / HfO 2
/ Ti / TiN-MIM-Zellen
in einem 4 kbit Speicher-Array untersucht worden. Das
Elektroformieren wurde durch Anlegen von Spannungspulsen
im Bereich von 500 ns bis 10 µs erreicht, wobei
die BL-Spannung 2,2 – 2,8 V betrug.
Abb. 35 zeigt ein Konturdiagramm der gelesenen Ströme
an 512 MIM-Zellen vor der Elektroformierung. Der
gemessene Strom von frischen MIM-Zellen liegt im Bereich
von 10 -8 A.
Abb. 36 entspricht dem Konturdiagramm in Abb. 35
nach Anlegen von Spannungspulsen in der Größenordnung
von 1,2 ns bis 10 µs zum Elektroformieren.
In the following, pulse induced electroforming of integrated
600x600 nm 2 TiN / HfO 2
/ Ti / TiN MIM devices
in a 4 kbit memory array was investigated. Electroforming
was achieved by applying voltage pulses in the
range of 500 ns up to 10 µs, using a BL voltage in the
range from 2.2 to 2.8 V.
To demonstrate these findings, Fig. 35 shows the contour
plot of 512 devices before pulse forming (current
read at V BL
= 0.3 V). The measured current of fresh
memory devices is observed in the range of 10 -8 A.
Fig. 36 corresponds to the previous contour plot
showing the same devices after applying a forming
pulse on the order of 1.2 ns to 10 µs.
Abb. 35: Konturdiagramm für 512 1T-1R Zellen im 4 kbit Speicher-Arrays (V WL
= 1,4 V) vor dem Formieren.
Fig. 35: The contour plot before forming for 512 1T-1R devices in the 4 kbit memory array (V WL
= 1.4 V).
Abb. 36: Konturdiagramm für 512 1T-1R Zellen im 4 kbit Speicher-Arrays (V WL
= 1,4 V) nach dem Formieren.
Fig. 36: The contour plot for 512 1T-1R devices in the 4 kbit memory array (V WL
= 1.4 V) after forming.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
63

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Darüber hinaus wurde die Bitleitungsspannung
(y-Achse, BL voltage) als zweiter Parameter ausgewählt.
In dieser Abbildung wird klar, dass Impulse mit
einer Impulsbreite von 500 ns – 10 µs benutzt werden
können, wobei die BL-Spannung 2,2 – 2,8 V betragen
sollte.
Additionally, the bit line voltage (y-axis, BL voltage)
was chosen as a second parameter. In this figure it is
clearly demonstrated that pulses with a pulse width
of 500 ns – 10 µs can be used to electroform memory
cells in the 4 kbit array, using a BL voltage in the range
of 2.2 to 2.8 V.
Abb. 37 zeigt einen typischen Set- und Reset-Prozess,
nachdem eine einzelne MIM-Zelle mit einem 10 µs Puls
geformt wurde. Im nächsten Schritt soll das puls-induzierte
Schalten detaillierter mit unterschiedlichen Anstiegs-
und Abfallzeiten untersucht werden.
Finally, Fig. 37 shows a typical reset and set process
performed after pulse forming with a pulse width of
10 µs. The next important step will be to determine
the relationship between reset and set pulses, the rise
time, fall time etc.
Zusammenfassend wurde puls-induziertes Elektroformieren
an 600×600 nm 2 TiN / HfO 2
/ Ti / TiN-MIM-Zellen
in einem 4 kbit Speicher-Array mit Pulsweiten von
500 ns – 10 µs erreicht.
In conclusion, pulse-induced electroforming of
memory devices in a 4 kbit memory array has been
realized by varying the pulse width on the order of
500 ns – 10 µs. Typical IV characteristics after pulse
forming were obtained.
Abb. 37: In der 1T-1R Architektur werden nMOS-Transistoren mit W / L = 1.14µm / 0.24µm in Reihe mit den MIM-Zellen verbunden.
I-V Charakteristik nach der Pulsformierung: Typische reset (a) und set-Kurven (b).
Fig. 37: In the 1T-1R architecture, nMOS transistors with W / L = 1.14µm / 0.24µm are connected in series with the MIM devices.
I-V characteristics after pulse forming: Typical reset (a), and set process (b).
64 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Versetzungsnetzwerke als aktive Komponenten
in MOSFETs
Die elektrischen und optischen Eigenschaften von
Versetzungsnetzwerken (NW) werden durch das Joint
Lab IHP / BTU seit einigen Jahren gemeinsam mit dem
MPI für Mikrostrukturphysik Halle erforscht. Ziel der
aktuellen Arbeiten, die u.a. in Verbindung mit dem
Verbundprojekt SiGe-TE geleistet werden, ist es, die
außergewöhnlichen Eigenschaften der NW auszunutzen,
die beim Transport von Ladungsträgern zu beobachten
sind. Die NW sollen als aktive Komponenten in
Bauelemente eingesetzt werden. Dabei wird im Projekt
SiGe-TE eine mögliche Nutzung für neuartige Si-basierte
thermo-elektrische Generatoren evaluiert. In diesem
Zusammenhang wird die Auswirkung der NW auf einfache
Bauelemente charakterisiert, um die physikalischen
Mechanismen des Ladungsträgertransportes
zu verstehen. Als Beispiel soll hier die Wirkung von NW
vorgestellt werden, die kontrolliert in den Kanal von
MOSFETs eingebracht wurden.
Netzwerke mit definierter Struktur lassen sich durch
Bondtechnik in eine SOI-Schicht einbringen, siehe Abb.
38. In diese Schicht kann anschließend ein MOSFET
präpariert werden, der in seinem Kanal ein NW enthält.
Dislocation Networks as Active Components
in MOSFETs
The electrical and optical properties of dislocation
networks (NW) represent a long-term research topic
at the Joint Lab IHP / BTU. The investigations are
being carried out jointly with Max Planck Institute
of Microstructure Physics in Halle. The current research,
conducted amongst others within the framework
of the joint project SiGe-TE, aims at utilizing the
extraordinary charge carrier transport properties of
such networks. Thus, the NWs are to be used as active
components in electronic devices. In particular,
possibilities for utilization of NWs in novel Si-based
thermoelectric generators will be evaluated in the
project SiGe-TE. To elucidate the physical mechanisms
of charge carrier transport the impact of NWs
on simple devices will be investigated in this context.
As an example, the impact of NWs introduced in
a controlled manner into the channel of MOSFETs will
be presented here.
Networks with defined structure can be introduced
into SOI layers by bonding, see Fig. 38. A MOSFET that
contains a dislocation network can then prepared in
the layer.
Abb. 38: Versetzungsnetzwerk (NW) in eine dünne SOI-Schicht
integriert (XTEM-Aufnahme).
Fig. 38: Dislocation network integrated into a thin SOI layer
(XTEM image).
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
65

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Der Vergleich der Transferkennlinie eines n-MOSFETs mit
NW mit dem Referenz-FET ohne NW weist eine starke
Erhöhung (50 x) des Drainstroms Id auf, siehe Abb. 39.
Dies ist auf die Transporteigenschaften der Ladungsträger
am NW zurück zu führen und könnte als Hinweis der
Zunahme der Elektronenbeweglichkeit im Kanal (etwa
10.000 cm 2 / Vs) gewertet werden. Unter Kühlung funktionieren
die MOSFETs mit NW noch bei 5 K, während
im Referenz-FET die Ladungsträger ausgefroren sind.
Die in Abb. 40 gezeigten Kennlinien weisen einen Subthreshold
Swing (SS) von etwa 20 mV / decade auf, was
ein extrem guter Wert ist. Für bestimmte NW-Strukturen
wird bei tiefen Temperaturen eine stufenförmige Kennlinie
beobachtet (Abb. 41), die auf Quanteneffekte
hindeutet. In Anlehnung an Ishikawa et al. könnte es
sich dabei um Coulomb-Blockaden handeln.
A comparison of the transfer characteristics of the
nMOSFET with NW with that of the reference nMOS-
FET without NW yields a strong increase (50 x) of the
drain current for the MOSFET with NW (Fig. 39). This
is attributed to the carrier transport properties at the
NW and may be conceived as an increase of electron
mobility in the channel (about 10.000 cm 2 / Vs). The
MOSFETs with NW still work at T = 5 K while carriers
are already frozen out in the reference MOSFET at
this temperature. The characteristics depicted in Fig.
40 demonstrate a sub-threshold swing (SS) of about
20 mV / decade which is a very good value. For specific
NW structures a step-like characteristic is observed
at low temperatures (Fig. 41), indicating quantum
effects. Following Ishikawa et al. Coulomb blockades
could be at the origin of the behaviour observed.
Abb. 39: Transferkennlinien für n-MOSFET mit NW und für Referenz (ohne NW), gemessen bei Raumtemperatur. Ein Vergleich der Kennlinien zeigt,
dass Id ist beim Transistor mit NW ca. 50x größer ist als beim Referenz-FET.
Fig. 39: Transfer characteristics of an nMOSFET with a NW and of a reference (without NW) measured at room temperature. Comparison of
Id characteristic demonstrates a nearly 50 times higher current for the NW device.
Abb. 40: Kennlinien für n-MOSFET mit NW, gemessen bei T = 5 K.
Der Sub-threshold Swing beträgt SS = 21 mV/decade.
Fig. 40: Characteristics of nMOSFET with NW, measured at T = 5 K.
the sub-threshold swing is SS = 21 mV/decade.
Abb. 41: Kennlinien gemessen bei T = 5 K für n-MOSFET, der ein NW
mit bestimmter Struktur enthält. Die Stufen im Drainstrom
Id werden nach Y. Ishikawa et al. (Appl. Phys. Lett. 88
(2006) 073112) durch Coulomb-Blockaden verursacht.
Fig. 41: Characteristics of an nMOSFET containing an NW of a
specific strucure. According to Y. Ishikawa et al. (Appl.
phys. Lett. 88 (2006) 073112), the observed steps of the
drain current Id are caused by Coulomb blockades.
66 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Getterung von hohen und niedrigen
Kupfer-Konzentrationen
Das Ziel dieser Untersuchungen war der Vergleich der
Gettereffizienz von Sauerstoffpräzipitaten und sekundären
Defekten bei der Getterung von hohen und niedrigen
Cu-Konzentrationen in Siliziumscheiben.
Es ist bekannt, dass Cu-Verunreinigungen im Herstellungsprozess
von mikroelektronischen Bauelementen
die Funktion der Bauelemente beeinträchtigen können.
Um Cu-Atome aus dem aktiven Bereich der mikroelektronischen
Bauelemente zu entfernen, können verschiedene
Gettertechniken verwendet werden. Eine davon ist
die interne Getterung. Bei dieser Gettertechnik, werden
gelöste Cu-Atome durch Sauerstoffpräzipitate oder sekundäre
Defekte, wie Versetzungen und Stapelfehler,
gebunden. Die Defekte sind durch Sauerstoffpräzipitation
absichtlich erzeugt worden. Schnelle thermische
Behandlungen (RTA) wurden zur Vorbehandlung der
Siliziumscheiben verwendet, um die Vakanzenprofile
darin einzustellen. Da bekannt ist, dass Vakanzen die
Präzipitation von Sauerstoff in Czochralski (CZ)-Silizium
beeinflussen, kann die RTA-Vorbehandlung verwendet
werden, um die Erzeugung von Sauerstoffpräzipitaten
zu steuern.
Gettering of Low and High
Copper Concentrations
The objective of the investigations was to compare
the getter efficiency of oxygen precipitates and secondary
defects for gettering of low and high concentrations
of Cu in silicon wafers.
It is well known that Cu contamination in the fabrication
process of integrated circuits can disturb the
function of microelectronic devices. In order to keep
Cu atoms out of the device active zone, different gettering
techniques can be used. One of these is internal
gettering. In this technique, dissolved Cu atoms
are trapped by oxygen precipitates or secondary defects
such as dislocations and stacking faults which
were intentionally generated by oxygen precipitation.
Rapid thermal annealing (RTA) pre-treatments are
used to control the vacancy profiles within the silicon
wafer. As vacancies are well known to enhance the
precipitation of oxygen in Czochralski (CZ) silicon,
the RTA pre-treatment can be used to control the generation
of oxygen precipitates.
Die Proben in dieser Arbeit wurden durch RTA bei verschiedenen
Temperaturen für 30 s in Ar / O 2
-Atmosphäre
vorbehandelt, gefolgt von einer Temperung im Temperaturbereich
zwischen 700 und 1000 ° C für verschiedene
Zeiten, um Sauerstoffpräzipitate in unterschiedlicher
Konzentration und Größe zu erzeugen. Danach wurden
zwei Arten von Getter-Tests durchgeführt. Für die Kontamination
der Proben mit einer hohen Cu-Konzentration
wurde der so genannte Haze-Gettertest verwendet
[1]. Im Fall von Proben mit niedriger Cu-Konzentration
wurde ein Gettertest mit 7 Tage Lagerung durchgeführt.
Das Prinzip dieses Gettertests basiert auf der Messung
der Cu-Konzentration an der Si-Oberfläche mittels ToF-
SIMS.
The samples used in this work were pre-treated by RTA
at various temperatures for 30 s in Ar / O 2
atmosphere,
followed by annealing at temperatures between 700
and 1000 °C for different times in order to generate
oxygen precipitates of different concentration and
size. Hereafter, two kinds of getter tests were carried
out. For the contamination of samples with a high Cu
concentration, the haze getter test was used [1]. In
the case of samples contaminated with low Cu concentrations,
the getter efficiency was determined by
a 7 days storage test based on the measurement of the
surface concentration of Cu by means of ToF-SIMS.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
67

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
In Abb. 42 wurden die Ergebnisse der Cu-Gettereffizienz
gegen die normalisierte innere Oberfläche S
aufgetragen. S ist das Produkt der Fläche eines einzelnen
Sauerstoffpräzipitats S OP
, der Dichte der Sauerstoffpräzipitate
N BMD
und der Dicke des Wafers d w
(S=S OP
∙ N BMD
∙ d w
). Die Daten der Proben mit Sauerstoffpräzipitaten
mit und ohne Versetzungen wurden mit
dem kritischen Wert für effektive Getterung von Hölzl et
al. verglichen [2]. In den Proben mit hoher Cu-Konzentration
wurden deutlich unterschiedliche kritische Werte
der normierten inneren Oberfläche für Proben mit
und ohne Versetzungen an den Sauerstoffpräzipitaten
gefunden. Während der kritische Wert in den Proben
mit Sauerstoffpräzipitaten in guter Übereinstimmung
mit dem kritischen Wert von Hölzl ist, ist der kritische
Wert in Proben mit Sauerstoffpräzipitaten und Versetzungen
etwa zwei Größenordnungen niedriger.
The results of the obtained Cu getter efficiency
were plotted against the normalized inner surface S
which is the product of the surface of a single precipitate
S OP
, the density of precipitates N BMD
and the
thickness of the wafer d w
(S=S OP
∙N BMD
∙d w
) as shown in
Fig. 42. The data of the samples with oxygen precipitates
with and without dislocations were compared
with the threshold value obtained by Hölzl et al [2].
In the samples contaminated with high Cu concentration,
different critical values of the normalized inner
surface were clearly found for the samples containing
oxygen precipitates with and without dislocations.
While the threshold value in the samples with oxygen
precipitates is well in agreement with Hölzl’s
threshold, the threshold value in samples with oxygen
precipitates accompanied by dislocations is about
two orders of magnitude lower.
Abb. 42: Normierte innere Oberfläche von Sauerstoffpräzipitaten; Proben kontaminiert mit hoher Cu-Konzentration (links), und niedriger
Cu-Konzentration (rechts).
Fig. 42: Normalized inner surface of oxygen precipitates; samples contaminated with high concentration of Cu (left), and low
Cu concentration (right).
68 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

A u s g e w ä h l t e P r o j e k t e – S e l e c t e d P r o j e c t s
Im Falle von Proben verunreinigt mit niedrigen Cu-Konzentrationen
verhalten sich beide Arten von Proben
ähnlich und sind kompatibel mit dem kritischen Wert
von Hölzl, wie in Abb. 42 rechts gezeigt ist. Diese Ergebnisse
bedeuten, dass in den hoch kontaminierten Proben
Cu leichter an Versetzungen präzipitiert als an der
Oberfläche von Sauerstoffpräzipitaten im Gegensatz
zu den Proben mit niedriger Cu-Konzentration, wo die
Präsenz von Versetzungen die Gettereffizienz der Proben
nicht verbessert. Dieses Verhalten von Cu wurde mit
STEM- und EDX-Untersuchungen bestätigt. In Abb. 43
links, präzipitiert Cu an Versetzungen, während in der
Probe mit niedriger Cu-Konzentration Cu nur am Rand
des plättchenförmigen Sauerstoffpräzipitats gefunden
wurde, wie in Abb. 43 rechts gezeigt ist.
In the case of samples contaminated with low Cu concentration
both types of samples with and without
dislocations behave similarly and they are compatible
with Hölzl’s threshold as is shown in Fig. 42
on the right. These results mean that in the highly
contaminated samples Cu precipitates more easily at
dislocations than at the surface of oxygen precipitates
in contrast to the samples contaminated with
low Cu concentration where the presence of dislocations
does not improve the getter efficiency of the
samples. This behavior of Cu was confirmed by STEM
and EDX investigations. In Fig. 43 on the left, Cu precipitates
at punched out dislocations while in the
samples contaminated with low Cu concentration, Cu
precipitates were found only at the edge of plate-like
precipitates as shown in Fig. 43 on the right.
Abb. 43: STEM-Bilder von Cu-Präzipitaten (CuP) an Versetzungen (D) entstanden durch Sauerstoffpräzipitate (OP) in einer Probe mit hoher
Cu-Kontamination (links) und Hellfeld (BF)-Aufnahme eines plättchenförmigen Sauerstoffpräzipitats überlappt durch EDX-Bilder
von Cu und O in einer Probe verunreinigt mit niedriger Cu-Konzentration (rechts).
Fig. 43: STEM images of Cu precipitates (CuP) at dislocations (D) punched out by oxygen precipitates (OP) in a sample contaminated with
high Cu concentration (left), and Bright Field (BF) image of plate-like oxygen precipitates overlapped by EDX images of Cu and O
in a sample contaminated with low Cu concentration (right). .
[1] K. Graff, Metal Impurities in Silicon-Device Fabrication in: Springer Ser. Mater. Sci., 24 52 (1995)
[2] R. Hölzl, et al., Proc. Semiconductor Silicon 2002, in: Electrochem. Soc. Proc., 2002-2 608 (2002)
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
69

70 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
Joint Labs

G e m e i n s a m e L a b o r E – J o i n t L a b S
Gemeinsames Labor IHP / BTU Cottbus
„Materialforschung“
Das Gemeinsame Labor IHP / BTU auf dem Campus der
Brandenburgischen Technischen Universität (BTU) Cottbus
besteht seit 2000. Es bündelt die Forschungspotentiale
beider Partner und leistet, unter maßgeblicher Einbeziehung
von Studenten, interdisziplinäre Forschung
auf dem Gebiet der Halbleitermaterialien. Dabei bezieht
es Lehrstühle der BTU in seine Forschungstätigkeit
ein wie Experimentalphysik, Theoretische Physik,
Physikalische Chemie oder Schaltkreisentwurf. Darüber
hinaus beteiligte sich auch die Fachhochschule Lausitz
mit technisch-präparativen Arbeiten.
National kooperiert das Gemeinsame Labor im Rahmen
seiner Projektarbeit mit einer Reihe von Forschungseinrichtungen
wie dem MPI für Mikrostrukturphysik Halle,
den Universitäten Göttingen, Halle und Stuttgart, der
TU Berlin, dem HZB Berlin oder dem IKZ Berlin sowie
mit Unternehmen aus der Silizium-Branche wie der Siltronic
AG. Eine wichtige Aufgabe stellt der Ausbau der
internationalen Vernetzung des Gemeinsamen Labors
dar. Die BTU und das IHP sind über das Gemeinsame
Labor Mitglied im internationalen Konsortium SiWEDS
(Silicon Wafer Engineering & Defect Science Center),
dem renommierte Halbleiterfirmen und namhafte Universitäten
angehören. Unter den bestehenden internationalen
Verbindungen ist besonders der enge Kontakte
mit der Universität St. Petersburg (Russland) hervorzuheben.
Gemeinsam mit der Zhejiang Universität in
Hangzhou (China) wurde das 4. Deutsch-Chinesische-
Symposium „The Silicon Age“ vorbereitet, das im September
2012 in Berlin stattfand. Darüber hinaus war
das Gemeinsame Labor maßgeblich an der Vorbereitung
und Betreuung des Symposiums „Advanced Si Materials
Research for Electronic and Photovoltaic Applications
III“ beteiligt, das auf dem E-MRS Spring Meeting im Mai
2012 in Strasbourg (Frankreich) abgehalten wurde.
Das Gemeinsame Labor führt Forschungsarbeiten durch,
deren Ziel es ist, bisher ungenutzte Eigenschaften des
Siliziums für einen künftigen Einsatz auf neuen Gebie-
Joint Lab IHP / BTU Cottbus
“Materials Research”
The Joint Lab IHP / BTU located on campus at the
Brandenburg Technical University Cottbus (BTU ) was
founded in 2000. It pools the research potential of
the partners IHP and BTU and conducts interdisciplinary
research – with substantial participation
of students – in the field of silicon-based semiconductor
materials. The chairs in Experimental Physics,
Materials Science, Theoretical Physics, Physical
Chemistry and Circuit Design at the BTU are integrated
in its research activities. Furthermore, the
nearby University of Applied Sciences Lausitz is also
associated with the Joint Lab and has contributed
engineering and preparation work.
Within the framework of its research projects, the
Joint Lab collaborates on contract basis nation-wide
with various research facilities such as the MPI of
Microstructure Physics Halle, HZB Berlin or IKZ Berlin,
Universities in Göttingen, Halle and Stuttgart, TU Berlin,
and with silicon companies such as Siltronic AG.
The expansion of its international networking is a
further important task of the Joint Lab. BTU Cottbus
and IHP – via the Joint Lab IHP / BTU – are members
of the international consortium SiWEDS (Silicon Wafer
Engineering & Defect Science Center), associating
reputed semiconductor companies and well-known
Universities. Among existing international scientific
contacts, collaboration with the Institute of Physics
at the St. Petersburg State University (Russia) has
grown particularly close. Together with the Zhejiang
University in Hangzhou (China), the 4th Sino-German
Symposium “The Silicon Age” was organized and held
in September 2012 in Berlin. Furthermore, the Joint
Lab was significantly involved in the preparation and
supervision of the symposium “Advanced Si Materials
Research for Electronic and Photovoltaic Applications
III”, which was held at the E-MRS Spring Meeting in
May 2012 in Strasbourg (France). The Joint Lab conducts
research aimed at utilizing silicon properties
that have not been used to date for new application
areas. Based on the results of this forerunning re-
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
71

G e m e i n s a m e L a b o r E – J o i n t L a b S
ten zu erschließen. Auf der Basis der Ergebnisse dieser
Vorlaufforschung können für das IHP Entscheidungen
für seine zukünftige inhaltliche Ausrichtung vorbereitet
werden. Die Arbeiten zur Photovoltaik wurden im
Vergleich zu den Vorjahren in 2012 nicht weiter intensiviert.
Es laufen noch die Mitarbeit im „Kompetenzzentrum
Dünnschicht- und Nanotechnologie für Photovoltaik
Berlin“(PVComB) und im BMU-Verbundprojekt
SolarWinS. Das BMBF-Projekt SINOVA zu Nanostrukturen
für eine zukünftige Photovoltaik wurde ebenfalls
abgeschlossen. Weiter konnte der durch das Gemeinsame
Labor betreute Doktorand der Firma Conergy
seine Doktorarbeit in 2012 abschließen.
search, decisions regarding future research directions
of IHP are prepared. The photovoltaic research of the
Joint Lab was not intensified in 2012 in comparison
to the years before. Current activities are the cooperation
in the “Competence Centre Thin Film and Nanotechnology
for Photovoltaics Berlin” (PVComB) and in
the BMU project SolarWinS. The BMBF project SINOVA
on nanostructures for future photovoltaics was completed.
A doctorate candidate from the Conergy AG,
supervised by the Joint Lab, finished his thesis.
Die nachfolgend aufgeführten Forschungsschwerpunkte
sollen Beiträge zur Weiterentwicklung der Mikroelektronik,
zur Einführung einer Si-basierten Nanoelekronik
und Photonik und zur Unterstützung der Photovoltaik
liefern und werden im Rahmen von Projekten, meist in
Arbeitsteilung mit externen Partnern und unter Hinzuziehung
von BTU-Lehrstühlen, verfolgt:
- Versetzungs-Engineering und Ge-Schichten für
Lichtemitter und andere Anwendungen, wie z.B.
Si-basierte Thermoelektrik
- Elektrische Aktivität von Kristalldefekten in Solar-Si
für ein Wirkungsgrad-Engineering in der waferbasierten
Photovoltaik
- Si-Wafer für zukünftige Technologiegenerationen
- Entwicklung spezieller Mess- und Diagnoseverfahren.
Im Jahr 2012 bearbeitete bzw. beendete das Gemeinsame
Labor sieben Drittmittelprojekte, darunter drei
BMBF-Projekte, ein BMU-Projekt, ein DFG-Projekt und
zwei Industrieprojekte. Durch diese Projekte standen
in 2012 etwa 700 T Euro Drittmittel zur Verfügung, die
vom IHP bzw. der BTU verwaltet wurden.
The research topics listed below aim to deliver contributions
for the future development of microelectronics,
for the implementation of Si-based nanoelectronics
and photonics, and for the support of
photovoltaics. The activities are typically organized
in the form of projects, usually carried out in collaboration
with external partners and including BTU
chairs when useful:
- Dislocation-engineering and Ge layers for light
emitters and other applications, e.g. Si-based
thermoelectric generators
- Electrical activity of crystal defects in solar silicon
for support of efficiency engineering in waferbased
photovoltaics
- Si wafers for future technology generations
- Development of special methods for measurement
and diagnostic procedures.
In 2012 the Joint Lab worked on or finished seven
projects funded by third parties, among these three
projects funded by BMBF (Federal Ministry of Education
and Research), one project funded by BMU (Federal
Ministry for the Environment, Nature Conservation
and Nuclear Safety), one DFG project and two industry
funded projects. About € 700 k third-party funds were
available for the projects running in 2012. The funds
were administered by IHP and BTU Cottbus, respectively.
72 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

G e m e i n s a m e L a b o r E – J o i n t L a b S
Das Gemeinsame Labor unterstützt das Lehrangebot
der BTU mit Vorlesungen, Übungen und Praktika. Im
Jahr 2012 wurden je eine Promotion und Diplom-Arbeit
abgeschlossen und eine externe Habilitation begleitet.
Weiterführende Informationen über dieses Gemeinsame
Labor sind unter www.jointlab.de abrufbar.
Gemeinsames Labor IHP / TH Wildau (FH)
„Hochgeschwindigkeitsbauelemente / Photonik“
Das Gemeinsame Labor des IHP und der TH Wildau hat
im Jahr 2012 die Aktivitäten in der Forschung und Ausbildung
weiter vertieft. Die Forschungsschwerpunkte
des Joint Lab waren in diesem Jahr:
- Untersuchungen zum Schichtwachstum von Graphen
auf Isolatoren
- Beschichtung vorgefertigter Teststrukturen mit
graphenartigen Schichten
- Charakterisierung der Schichten durch Raman-
Spektroskopie und Hall-Messungen
- kohlenstoffbasierte Schutz- und Funktionsschichten
für die Informations- und Kommunikationstechnik
einschließlich organischer Elektronik und Photonik
sowie Sensorik
- elektro-optische Modulatoren und Sensoren.
Im Anschluss an das vom Bundesministerium für
Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Innovationsforum
„Schützen und Veredeln von Oberflächen“
gründete die TH Wildau mit Unterstützung des Bundesministeriums
für Wirtschaft und Technologie (BMWi)
ein NEMO-Netzwerk gleichen Namens. Das Netzwerk ist
mit Firmen aus der Region Berlin-Brandenburg sowie
mit überregionalen Partnern besetzt und begann am
01.07.2012 seine Arbeit. Das strategische Ziel der im
Netzwerk zusammengeschlossenen Unternehmen besteht
in der Entwicklung, Realisierung und Vermarktung
von innovativen Lösungen auf dem Gebiet der Oberflächen-
und Beschichtungstechnik. Ebenfalls 2012 wurde
ein EU-Projektantrag mit 12 weiteren Partnern, unter
anderem dem IHP, erarbeitet.
The Joint Lab supports teaching at BTU Cottbus by
conducting lectures, exercises and practical courses.
In 2012, one PhD thesis as well as one diploma thesis
were finished by members of the Joint Lab. One external
postdoctoral lecture qualification was assisted.
For further information about the Joint Lab please
visit the website www.jointlab.de.
Joint Lab IHP / TUAS Wildau
“High-speed devices / Photonics”
The Joint Laboratory of IHP and the TUAS Wildau have
further expanded their activities in research and education.
The research focus of the Joint Lab in 2012
was on:
- Studies on the growth of graphene layers on
insulators
- Coating of test structures with graphene-like
layers
- Characterization of the layers by Raman
spectroscopy and Hall measurements
- Carbon-based protective and functional coatings
for the information and communication
technology, including organic electronics and
photonics as well as sensor systems
- Electro-optic modulators and sensors.
Following the Innovation Forum “Protecting and refining
surfaces“ funded by the German Federal Ministry
of Education and Research (BMBF), the TUAS
Wildau founded a NEMO network of the same name
with the support of the Federal Ministry of Economics
and Technology (BMWi). The network is open to
firms from the Berlin-Brandenburg region and national
partners and started its work on 01-07-2012. The
strategic goal of the companies in the network is the
development, implementation and marketing of innovative
solutions in the field of surface and coating
technology. Also in 2012 an EU project proposal with
12 other partners, including IHP, was prepared.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
73

G e m e i n s a m e L a b o r E – J o i n t L a b S
In diesem Projekt geht es um die Entwicklung eines
photonischen Sensors mit multiplen Funktionen zur
Überwachung der Wasserqualität. Dazu kommen Praktika,
Bachelor- und Masterarbeiten sowie Kolloquien
am IHP und an der TH Wildau.
2012 wurde das Praktikum im IHP für Studenten der
TH Wildau, das unter der Bezeichnung „Chipprozessing
I und II“ für den Diplomstudiengang über viele Jahre
erfolgreich durchgeführt wurde, an die Bedingungen
der Bachelorausbildung angepasst. Damit ist die
Möglichkeit gegeben diese Studienform, die von den
Studenten positiv angenommen wurde, weiter auszubauen.
Es wurde eine sehr interessante Bachelorarbeit
zu „Transfer und Charakterisierung von CVD-Graphen“
erarbeitet. Die hierfür benötigten Graphenschichten
auf Kupferfolien wurden im Zuge der Aktivitäten des
Gemeinsamen Labors in einer CVD-Vakuumkammer an
der TH Wildau hergestellt. Die Charakterisierung des
Graphens mittels Ramanspektrometrie erfolgte parallel
sowohl am IHP als auch an der TH Wildau. Zudem läuft
seit November 2011 eine Promotion an der TH Wildau
in Zusammenarbeit mit der Universität Tor Vergata in
Rom zum Thema „funktionale Kohlenstoffschichten“.
Das Gemeinsame Labor ist hierbei ein wichtiger Partner
bei der Bereitstellung und Charakterisierung der
benötigten Proben sowie bei fachlicher Unterstützung.
Hierzu findet ein regelmäßiger Erfahrungsaustausch in
Form von Meetings und Vorträgen statt.
This project involves the development of a photonic
sensor with multiple functions for monitoring water
quality. Further activities are the internships, bachelor
and master theses, and colloquia at the IHP and at
the TUAS Wildau.
In 2012 the practical course for students of the TUAS
Wildau at the IHP with the title “Chip Processing I
and II”, which had been carried out successfully for
the Diploma program for many years, was adapted
to the conditions of the undergraduate education.
Thus, it was possible to further expand this study
form, which was accepted by the students in a positive
sense. A very interesting thesis on “Transfer and
characterization of CVD graphene“ was prepared. The
required graphene layers on copper foils were prepared
in a CVD vacuum chamber in Wildau as part of
the activities. The characterization of graphene by
Raman spectrometry was carried out in parallel both
at the IHP and at the TUAS Wildau. In addition, since
November 2011, a PhD thesis on “functional carbon
films“ from the TUAS Wildau is under way in collaboration
with the University of Tor Vergata in Rome.
The Joint Lab is an important partner in the provision
and characterization of the required samples, as well
as for technical support. For this purpose there is a
regular exchange of experience in the form of
meetings and presentations.
Das Projekt CSG-Funktionsschichten wurde 2012 begonnen.
Dieses Projekt dient der Förderung des wissenschaftlichen
Nachwuchses mit der Zielsetzung, den
Übergang von der Hochschule in die Berufstätigkeit zu
verbessern und den Verbund zwischen der Technischen
Hochschule Wildau (FH) und dem IHP, einer Forschungseinrichtung
in der EU-Zielregion Brandenburg Nord-Ost,
weiter zu entwickeln. Der Verbund hat die Stärkung
der Forschungskompetenzen, des Wissenstransfers und
der Qualität der Lehre in den Zukunftsfeldern Photonik
und optische Technologien, Mikro- und Nanoelektronik,
Hochleistungsmaterialien, Informations- und Kommunikationstechnik
sowie Sensorik zum Ziel.
The project CSG functional films started in 2012.
This project promotes young scientists with the aim
of improving the transition from college to professional
life and to further develop the network between
the TUAS Wildau and the IHP, a research institute in
the EU target region Brandenburg North-East. The
goals of the network are to strengthen research skills,
knowledge transfer and the quality of teaching in the
future fields of photonics and optical technologies,
micro- and nanoelectronics, advanced materials, information
and communication technology as well as
sensors.
74 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

G e m e i n s a m e L a b o r E – J o i n t L a b S
Die Forschungsstrategie sieht die Entwicklung neuer
Wirkprinzipien und Bauelementkonzepte für die optische
Informations- und Kommunikationstechnik
sowie verwandte Anwendungsgebiete vor. Grundlage
hierfür ist die Erforschung neuartiger Funktionsmaterialien,
welche vorzugsweise aus den Elementen der
vierten Hauptgruppe, insbesondere Kohlenstoff (C),
Silizium und Germanium gebildet werden (CSG-Materialien).
Neben der Bündelung der Forschungs- und Entwicklungskapazitäten
der beteiligten Einrichtungen im
Gemeinsamen Labor ist insbesondere die Entwicklung
von forschungsorientierten Arbeitsmöglichkeiten für
Studierende und Doktoranden vorgesehen. Dies umfasst
einerseits den Ausbau der Kapazität für die Durchführung
von Forschungspraktika Studierender der TH
Wildau am IHP Frankfurt (Oder) und andererseits die
Einrichtung einer Forschergruppe, welche es besonders
begabten Studierenden und Absolventen ermöglicht,
aktiv an Forschungsprojekten des Gemeinsamen Labors
IHP / TH Wildau teilzunehmen, um Beleg-, Bachelor-,
Master- und Doktorarbeiten zu den o.g. Schwerpunktthemen
anzufertigen.
The research strategy involves the development of
new active principles and device concepts for optical
information and communication technology
and related applications. This is based on the study
of novel functional materials, which are preferably
formed from the elements of the fourth main group,
in particular carbon (C), silicon, and germanium
(CSG-materials). Besides combining the research and
development capacity of the institutions involved in
the Joint Lab, the development of research-oriented
work opportunities for students and doctoral students
is of special interest. This includes on the one
hand the development of the capacity for conducting
research internships for students of the TUAS Wildau
at the IHP in Frankfurt (Oder) and on the other hand
the establishment of a research group, which allows
exceptionally talented students and graduates to actively
participate in research projects of the Joint Lab
IHP / TUAS Wildau in order to prepare working documents,
bachelor, master and doctoral theses on the
above key topics.
heat shield
connections for
water / cooling gas
Heater with heat
exchanger
Abb. 44: Heizer für Graphen mit Proben und Thermoelement.
Fig. 44: Graphene heater with samples and thermocouple.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
75

G e m e i n s a m e L a b o r E – J o i n t L a b S
Gemeinsames Labor IHP / TU Berlin
„Silizium-Photonik“
Die Photonik entwickelt sich gegenwärtig zu einer
Schlüsseltechnologie mit einem breiten Anwendungsspektrum,
das sich nicht mehr nur auf das Gebiet der
optischen Kommunikation beschränkt. Optische Funktionalität
ist hierbei ein entscheidendes Kriterium für
den angestrebten kommerziellen Erfolg. Einen Schwerpunkt
der gegenwärtigen Forschung und Entwicklung
bilden integrierte photonische Technologien, basierend
auf der Vereinigung von Silizium-IC-Elektronik mit integrierter
Optik (Silizium-Photonik).
Joint Lab IHP / TU Berlin
“Silicon Photonics”
Photonics is becoming a key technology in everyday
life. The application of photonic technologies is no
longer limited to optical communications. Optical
functionality is a crucial criterion for commercial success.
Many present developments focus on integrated
photonics technologies, in particular on the convergence
of silicon IC technology and integrated optics
(silicon photonics).
Die Entwicklung einer photonischen Technologie, basierend
auf den am IHP etablierten BiCMOS-Technologien,
ist nur in enger Kooperation mit der Technischen Universität
Berlin (FG Hochfrequenztechnik / Photonik)
möglich. Das IHP profitiert dabei von dem an der TU
Berlin verfügbaren photonischen Know-how, wobei
im Gegenzug die TU Berlin für ihre photonischen Forschungen
und Entwicklungen Zugang zu den IHP-Technologien
bekommt. Als eine effektive Form der Zusammenarbeit
hat sich dabei das im Juni 2010 gegründete
Gemeinsame Labor Silizium-Photonik bewährt.
In order to set up a photonics technology based
on IHP’s BiCMOS toolset, a close collaboration with
Technische Universität Berlin (FG Hochfrequenztechnik
/ Photonik) has been established. IHP benefits
from the photonics know-how available in TU Berlin,
while Berlin gains access to the technology of IHP for
photonic research purposes. The frame for this collaboration
is the Joint Lab Silicon Photonics, founded
in June 2010.
Das Gemeinsame Labor ist auf dem Gebiet der Silizium-Photonik
in der europäischen Forschungslandschaft
voll integriert und etabliert. Ausdruck dafür ist
die Zusammenarbeit in zahlreichen EU finanzierten
Photonik-Projekten (HELIOS, ESSENTIAL, GALACTICO,
MERMIG). Im Rahmen des Ende 2012 erfolgreich beendeten
HELIOS-Projekts konnte zum ersten Mal eine
vollständige elektronisch-photonische Integration auf
Basis einer High-Performance-BiCMOS-Technologie am
IHP demonstriert werden.
Zusätzlich zu den europäischen Aktivitäten ist das Gemeinsame
Labor auch an verschiedenen nationalen und
regionalen (Berlin-Brandenburg) Projekten zu photonischen
Schwerpunkten, wie z.B. MINIMUM, RF2THzSi-
SoC (CATRENE), SASER (CELTIC), sowie am DFG-Sonderforschungsbereich
787 Nanophotonics beteiligt.
The Joint Lab Silicon Photonics is fully integrated
and established member of the European research
landscape in photonics, which is reflected in the
considerable number of FP7-funded collaborative
projects with focus on photonic technologies (HE-
LIOS, ESSENTIAL, GALACTICO, MERMIG). The HELIOS
project was finished successfully at the end of 2012
with the first demonstration of fully photonic-electronic
integration in IHP’s high-performance BiCMOS
technology.
In addition to European activities, the Joint Lab Silicon
Photonics has been successful in acquiring federal
and regional (Berlin-Brandenburg) funding for
projects such as MINIMUM, RF2THzSiSoC (CATRENE),
SASER (CELTIC) and DFG Sonderforschungsbereich
787 (Nanophotonics).
76 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

G e m e i n s a m e L a b o r E – J o i n t L a b S
Das im Herbst 2012 gestartete VDI / VDE-Verbundprojekt
SILIMOD mit dem Institut für Optik und atomare Physik
der TU Berlin soll zeigen, wie das Innovationspotential
von Forschungsergebnissen aus einem früheren Projekt
(SiliconLight) erfolgreich validiert werden kann.
Die langjährige Zusammenarbeit mit dem Leibniz-
Institut für Astrophysik Potsdam bei der Entwicklung
und Anwendung von Siliziumnitrid-Wellenleitern ist ein
Beispiel für die fruchtbare Kooperation zweier Brandenburger
Institute der Leibniz-Gemeinschaft.
Die exzellente Vernetzung des Joint Labs dokumentiert
die folgende Auflistung wichtiger Kooperationspartner
aus Industrie und Forschung:
ALCATEL-LUCENT (Deutschland), CEA-LETI (Frankreich),
ASTRIUM (Frankreich), FHG-HHI (Deutschland),
CONSTELEX (Griechenland), FHG-IZM (Deutschland),
CORIANT (Portugal), IMEC (Belgien), DAS (Spanien),
TNO (Niederlande), MODULIGHT (Finnland),
TYNDALL (Irland), PHOTLINE (Frankreich),
UPVLC (Spanien), SECOPTA (Deutschland),
Uni Southampton (Großbritannien),
TELECOM ITALIA (Italien),
U2T (Großbritannien & Deutschland)
Im November 2012 war das Gemeinsame Labor Veranstalter
eines mehrtägigen Trainingsworkshops der Silicon-Photonics-Technologieplattform
ePIXfab mit zahlreichen
Teilnehmern aus zehn verschiedenen Ländern.
Neben den zahlreichen Forschungsaktivitäten verbessert
das Gemeinsame Labor Silizium-Photonik auch
die akademische Anbindung des IHP. Das Gemeinsame
Labor ist mit zwei Vorlesungen an der TU Berlin vertreten,
die von Prof. Dr. B. Tillack und Dr. L. Zimmermann
gehalten werden. Im Gemeinsamen Labor werden zahlreiche
Studien-, Diplom-, Master und Doktorarbeiten
betreut.
The joint VDI / VDE project with TU Berlin (Institut für
Optik und atomare Physik) SILIMOD was started in autumn
2012. A successful validation of research results
of the former project SiliconLight is the main goal of
this cooperation.
In the frame of a bilateral cooperation with Leibniz-
Institut für Astrophysik Potsdam, silicon-nitride
waveguides were developed and implemented. This is
an excellent example of fruitful cooperation between
two Brandenburg research institutes of Leibniz Association.
The excellent integration of IHP’s Joint Lab Silicon
Photonics is demonstrated by the list of cooperation
partners from industry and research institutes:
ALCATEL-LUCENT (Germany), CEA-LETI (France),
ASTRIUM (France) , FHG-HHI (Germany),
CONSTELEX (Greece), FHG-IZM (Germany),
CORIANT (Portugal), IMEC (Belgium), DAS (Spain),
TNO (Netherlands), MODULIGHT (Finland),
TYNDALL (Irland), PHOTLINE (France),
UPVLC (Spain), SECOPTA (Germany),
Uni Southampton (United Kingdom),
TELECOM ITALIA (Italy),
U2T (United Kingdom & Germany)
In November 2012, the Joint Lab arranged a training
course for the European Silicon Photonics platform
ePIXfab with numerous participants from ten countries.
In addition to extensive research activities the Joint
Lab actively links IHP to academia. Currently, two
courses at TU Berlin are provided by IHP, lectured by
Prof. B. Tillack and Dr. L. Zimmermann. A considerable
number of diploma, master, and PhD theses are
conducted in the frame of the Joint Lab.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
77

G e m e i n s a m e L a b o r E – J o i n t L a b S
Gemeinsames Labor IHP / HU Berlin
„Drahtlose Kommunikationssysteme“
Auf der Basis eines Kooperationsvertrages zwischen der
Humboldt-Universität zu Berlin mit dem Leibniz Institut
für innovative Mikroelektronik, IHP, wurde zur Bündelung
der Forschungskompetenzen ein Gemeinsames
Labor gegründet und im Mai 2012, anlässlich des Tages
der Informatik, offiziell eröffnet.
Joint Lab IHP / HU Berlin
“Wireless Communication Systems”
Based on a cooperation agreement between Humboldt-University
Berlin and IHP, both institutions established
a Joint Lab. The purpose of the Joint Lab is
to bundle the research expertise of both institutions.
It was formally opened on occasion of the Day of Informatics
on the 3rd of May 2012.
Abb. 45: Feierliche Eröffnung des Joint Lab IHP / HU Berlin anlässlich
des Tages der Informatik am 03.05.2012.
(v.l.n.r. Prof. Dr. Grass (IHP / HU), Prof. Dr. Meffert (HU),
Prof. Dr. Kraemer (IHP), Prof. Dr. Mehr (IHP),
Prof. Dr. Freytag (HU))
Fig. 45: Formal opening of Joint Lab IHP / HU Berlin on occasion
of the Day of Informatics on 03-05-2012.
(from left: Prof. Grass (IHP / HU), Prof. Meffert (HU),
prof. Kraemer (IHP), Prof. Mehr (IHP), Prof. Freytag (HU))
Mit dem Aufbau und der Leitung dieses Gemeinsamen
Labors ist Prof. Dr.-Ing. Eckhard Grass betraut. Das
Fachgebiet „Drahtlose Kommunikationssysteme“, vertreten
durch die gleichnamige Professur innerhalb der Technischen
Informatik, befasst sich in Lehre und Forschung
mit Kommunikationssystemen für höchste Datenraten.
Prof. Grass has taken charge for establishing and for
the leadership of this Joint Lab. His research field and
subject of teaching is focused on Wireless Communication
Systems.
In der Lehre wird neben den Grundlagen der Nachrichtentechnik
auch auf spezielle aktuelle Entwicklungen
und Standards eingegangen. Der rapide wachsende
Anteil an multimediafähigen Smartphones und die Einführung
von HD- und 3D-Videostandards führt zu einem
rasanten Anstieg der notwendigen Übertragungsraten
für mobile Endgeräte. Ausgehend von den Kanaleigenschaften
werden Algorithmen, Architekturen und Imple-
In the lectured module Wireless Broadband Communications
Systems, basic wireless communication
techniques are taught. Special focus is on current
and future wireless standards such as IEEE802.11ad
and IEEE802.15.3c. The rapidly growing percentage
of smartphones and other wireless devices in conjunction
with the introduction of HD- and 3D video
standards leads to a dramatic increase of required
78 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

G e m e i n s a m e L a b o r E – J o i n t L a b S
mentierungsaspekte für drahtlose Kommunikationssysteme
mit höchsten Datenraten erörtert. Die Teilnehmer
werden an den Entwurf und die Implementierung von
drahtlosen Kommunikationssystemen herangeführt.
Das in der Vorlesung vermittelte Wissen wird im Praktikum
angewendet und an konkreten Beispielen in einer
Übung vertieft.
Das Gemeinsame Labor ermöglicht eine zukunftsweisende,
zieloffene und ergebnisoffene Forschungskooperation
zwischen der HU Berlin und dem IHP. Die Kompetenzen
beider Einrichtungen werden zum gegenseitigen
Nutzen gebündelt.
data rate. Based on wireless channel characteristics,
algorithms, architectures and implementation
aspects of wireless communication systems are presented.
The students are introduced to the development
and implementation of wireless systems. The
material taught in the lecture is applied in a lab class
and to specific problems in an exercise.
The Joint Lab facilitates a future-oriented, mutually
beneficial cooperation between HU-Berlin and IHP.
For the benefit of both institutions their resources
and competences are bundled.
IHP: Applied Research
Wireless Broadband Communications, Technology,
Application of Wireless Systems,
Localization / Ranging …
• Industry projects from Airbus to VW
• BMBF projects
Die Forschungsschwerpunkte des Gemeinsamen Labors
liegen auf den Gebieten Breitbandkommunikation,
Lokalisierungsverfahren, Signalverarbeitung und Codesign.
(http://www.ihp-hub-bb.jointlab.de/)
HU Berlin: Basic Research
Network Architectures, Model-based design,
Digital Signal Processing, Distributed and
Embedded Systems …
• Graduation (METRIK, …)
• DFG projects
The main research areas pursued in the Joint Lab are
Wireless Broadband Communication Systems, Localization
and Ranging as well as Model Based Design.
(http://www.ihp-hub-bb.jointlab.de/)
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
79

G e m e i n s a m e L a b o r E – J o i n t L a b S
Gemeinsames Labor IHP / TU Berlin
„Bioelektronik“
Im Juli 2012 wurde vom Institut für Biotechnologie
der TU Berlin und dem IHP das Gemeinsame Labor für
Bioelektronik gegründet. Die ersten gemeinsamen Aktivitäten
haben am Fachgebiet Bioverfahrenstechnik
begonnen und betreffen den Einsatz mikroelektronisch
gefertigter Sensoren für das online Monitoring von Bioreaktoren.
Bioreaktoren werden heute in vielfältiger Weise in
der Nahrungsmittelindustrie, der industriellen Biotechnologie,
zur Produktion erneuerbarer Energieträger (Bioethanol,
Biogas), sowie in der Pharmaproduktion eingesetzt.
Joint Lab IHP / TU Berlin
“Bioelectronics”
In July 2012 the Joint Lab Bioelectronics was
founded by TU Berlin and IHP. First activities of the
Joint Lab aim at the usage of microelectronic sensors
for the on-line monitoring of bioreactors and
fermenters. Today, bioreactors are applied in numerous
ways in the food industry, industrial biotechnology,
for the production of renewable energy sources (bioethanol,
biogas) as well as in pharmaceutics.
Abb. 46: Mikroelektromechanisches System (MEMS) des Glucosesensorchips
vom IHP bestehend aus einem aus Titannitrid
gefertigten Bügel in X-Form, der an vier Aufhängepunkten
befestigt ist und 2,5 µm über der Grundplatte schwebt.
Bei Anlegen einer elektrischen Spannung wird der Bügel
mechanisch ausgelenkt und es verändert sich die
elektrische Kapazität der Anordnung. Im Gemeinsamen
Labor für Bioelektronik wird die Eignung solch neuartiger
Biosensoren für das Monitoring von Bioreaktoren untersucht.
Fig. 46: Microelectromechanical system (MEMS) of IHP’s glucose
sensor chip having an X-shaped TiN beam, which is
attached to four anchor points and situated 2.5 µm above
a capacitor ground plate. Applying an electrical voltage
causes a mechanical deflection of the beam and a variation
of the MEMS capacitance. The usability of such innovative
biosensors for the monitoring of bioreactors is under
investigation in the Joint Lab Bioelectronics.
Der verfolgte Ansatz zielt darauf ab, mikroelektronisch
gefertigte Biomolekülsensoren an den Einsatz in Bioreaktoren
anzupassen und damit die großen Potenziale
der Mikroelektronik für die Miniaturisierung und
Integration intelligenter Funktionen zu nutzen. Eine
Anwendung ist dabei die Bestimmung von niedermolekularen
Analyten wie z.B. Glucose, dem wichtigsten
Nährstoffmolekül in Bioreaktoren. Ausgangspunkt der
Aktivitäten ist der in den letzten Jahren am IHP entwickelte
Sensorchip zum kontinuierlichen Glucose-Monitoring,
der die Überwachung von Diabetikern zum Ziel
hat. Der Chip arbeitet als mikroelektromechanisches
It is intended to adapt biosensors fabricated by semiconductor
technology to their usage in bioreactors
and to exploit the large potentials of microelectronics
for miniaturization and integration of intelligent
functions. An application is the determination
of low-molecular-weight analytes like glucose, the
most relevant feeding source in bioreactors. Starting
point of activities is the sensor chip fabricated at IHP
for continuous glucose monitoring, which has been
developed for the monitoring of diabetic patients.
The chip operates as a microelectromechanical system
(MEMS) by the principle of affinity viscosimetry,
80 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

G e m e i n s a m e L a b o r E – J o i n t L a b S
System (MEMS) nach dem Prinzip der Affinitätsviskosimetrie,
d. h. er bestimmt die Konzentration von Glucose
aus der Veränderung der Viskosität einer sensorischen
Flüssigkeit, in dem die Glucose und ein Glucosepolymer
(Dextran) um die Bindung an das pflanzliche Protein
Concanavalin A (ConA) konkurrieren. Je nach Vernetzungsgrad
zwischen Dextran und ConA herrscht eine von
der Glucosekonzentration abhängige Viskosität, die über
die Geschwindigkeit bestimmt wird, mit der sich ein mikroskopisch
kleiner Bügel durch die Flüssigkeit bewegt.
i.e. the concentration of glucose is determined from
the modulation of viscosity of a sensoric liquid, in
which glucose and a glucose polymer (dextrane) compete
for the binding sites of the plant protein Concanavalin
A (ConA). A glucose-modulated viscosity is
adjusted by the assay which depends on the degree of
cross-linking between macromolecules and which is
determined from the velocity by which a microscopic
beam moves within the liquid.
Als weiteres Ziel hat sich das Gemeinsame Labor „Bioelektronik“
die Aufgabe gestellt, Studenten der Lebenswissenschaften
stärker mit der Mikroelektronik vertraut
zu machen. Die Ausbildung von Studenten am Gemeinsamen
Labor Bioelektronik hat das Ziel, dual ausgebildete
Absolventen hervor zu bringen, die sowohl im
Bereich der Mikroelektronik als auch der Lebenswissenschaften
über berufsqualifizierende Kenntnisse verfügen.
Im Sommersemester 2012 hat das erste Mal die Vorlesung
„Einführung in die Bioelektronik“ stattgefunden
(Dr. M. Birkholz), die im Verantwortungsbereich der Bioverfahrenstechnik
(Prof. P. Neubauer) gehalten wird.
In addition, a further task of the Joint Lab Bioelectronics
is to bring students of life sciences into
closer contact with microelectronics. The education
of students at the Joint Lab aims to qualify graduates
with knowledge in both biotechnology and microelectronics.
A first lecture course has been held titled
“Introduction in Bioelectronics” (Dr. M. Birkholz)
and will be offered in the future every summer semester
in the department of bioprocess engineering
(Prof. P. Neubauer).
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
81

82 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
Collaboration and Partners

Z u s a m m e n a r b e i t u n d P a r t n e r – C o l l a b o r a t i o n a n d P a r t n e r s
Industrie / Industry*
adMOS GmbH, Germany
advICo microelectronics GmbH, Germany
Agilent Technologies, USA
Alcatel-Lucent Deutschland AG, Germany
Alcatel-Thales III-V Lab, France
alpha microelectronics GmbH, Germany
Apache Design Solutions Inc., USA
Astrium SAS, France
Austriamicrosystems AG, Austria
Bachmann electronic GmbH, Germany
Bio Sensor Technology GmbH, Germany
B•R•A•H•M•S GmbH, Germany
Brandenburgklinik Berlin-Brandenburg GmbH & Co. KG,
Germany
Cambridge Silicon Radio Ltd., UK
Centellax Inc., USA
Cisco Optical GmbH, Germany
Dr. Wolf Wireless GmbH, Germany
Ericsson AB, Sweden
European Aeronautic Defence and Space Company,
Germany
European Space Agency, Germany
France Telecom SA, France
FGUP NPP Pulsar, Russia
Green Way Systems GmbH, Germany
Hellenic Aerospace Industry, Greece
ILBC GmbH, Germany
IMST GmbH, Germany
Infineon Technologies AG, Germany
InnoSenT GmbH, Germany
ITAVA Systems GmbH, Germany
Kayser-Threde GmbH, Germany
Lesswire AG, Germany
LIMETEC Biotechnologies GmbH, Germany
MEYTEC GmbH Informationssysteme, Germany
Microelectronic Assembly Frankfurt (Oder) GmbH,
Germany
Mikron JSC Moscow, Russia
Nanotron Technologies GmbH, Germany
NXP Semiconductors Belgium N.V., Belgium
Pac Tech GmbH, Germany
Philips, The Netherlands
Philotech GmbH, Germany
PicoQuant GmbH, Germany
PRIGNITZ Mikrosystemtechnik GmbH, Germany
Quantum Hydrometrie Gesellschaft für Mess- und
Systemtechnik mbH, Germany
Robert Bosch GmbH, Germany
Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG, Germany
Secopta GmbH, Germany
SELMIC, Finland
SENTECH Instruments GmbH, Germany
SHT Smart High Tech AB, Sweden
Siemens Energy Automation GmbH, Germany
Silicon Radar GmbH, Germany
Siltronic AG, Germany
SiTec Sensortechnik GmbH, Germany
Space Engineering S.P.A., Italy
ST Microelectronics SA, France
Telecom Italia S.P.A., Italy
TES Electronic Solutions GmbH, Germany
Thales, France
U2t Photonics AG, Germany
UP Transfer GmbH, Germany
Vistec Electron Beam GmbH, Germany
VI Systems GmbH, Germany
X-FAB Semiconductor Foundries AG, Germany
*Ausgewählte Partner / Selected Partners
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
83

Z u s a m m e n a r b e i t u n d P a r t n e r – C o l l a b o r a t i o n a n d P a r t n e r s
Forschungsinstitute und Universitäten / Research Institutes and Universities*
Brandenburg University of Applied Sciences,
Germany
Brandenburg University of Technology, Germany
CERN, Switzerland
CSIRO Sydney, Australia
Chemnitz University of Technology, Germany
Democritus University of Thrace, Greece
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY, Germany
ETH Zürich, Switzerland
ETRI- Electronics and Telecommunications Research
Institute, Korea
European Synchrotron Radiation Facility, France
European University Viadrina, Germany
Federal Office for Information Security, Germany
Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für
Höchstfrequenztechnik, Germany
Forschungszentrum Jülich, Germany
FORTH – Foundation for Research and
Technology – Hellas, Greece
Fraunhofer ENAS, Germany
Fraunhofer HHI, Germany
Fraunhofer IBMT, Germany
Fraunhofer IIS, Germany
Fraunhofer IZM, Germany
French National Center for Scientific Research,
France
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nuremberg,
Germany
German Aerospace Center, Germany
Hamburg University of Technology, Germany
Helmholtz-Centre Berlin for Materials and Energy,
Germany
Humboldt-Universität zu Berlin, Germany
Ilmenau University of Technology, Germany
IMEC, Belgium
Institute for Solar Energy Research Hameln/
Emmerthal, Germany
Institute of Microelectronics, Singapore
Institute of Nanotechnology, Germany
Karlsruhe Institute of Technology, Germany
KTH Royal Institute of Technology, Sweden
Leibniz Institute for Crystal Growth, Germany
Leibniz Institute for Solid State and Materials
Research Dresden, Germany
Leibniz University Hannover, Germany
Leti, France
Linköping University, Sweden
Max Planck Institute for Microstructure Physics,
Germany
Microelectronics Research Institute “Progress”,
Russia
National and Kapodistrian University of Athens,
Greece
*Ausgewählte Partner / Selected Partners
84 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

Z u s a m m e n a r b e i t u n d P a r t n e r – C o l l a b o r a t i o n a n d P a r t n e r s
National Taiwan University, Taiwan
National University of Ireland, Ireland
Netherlands Organisation for Applied Scientific
Research, The Netherlands
Otto von Guericke University Magdeburg, Germany
Paul Drude Institute for Solid State Electronics,
Germany
Poznan University of Technology, Poland
Ruhr-University Bochum, Germany
RWTH Aachen, Germany
Sabanci University, Turkey
Technical University of Darmstadt, Germany
Technical University of Applied Sciences Wildau,
Germany
Technical University of Berlin, Germany
Technical University of Braunschweig, Germany
Technical University of Dresden, Germany
Technical University of Madrid, Spain
Telemedicine Center Charité – Universitätsmedizin
Berlin, Germany
Tohoku University, Japan
TU Delft, The Netherlands
UCL Leuven, Belgium
Tyndall National Institute, Ireland
Universitat Politècnica de València, Spain
Université Bordeaux 1, France
University of Barcelona, Spain
University of Bologna, Italy
University of Bremen, Germany
University of California, Los Angeles, USA
University of Cantabria, Spain
University of Kassel, Germany
University of Lisboa, Portugal
University of Osnabrück, Germany
University of Paderborn, Germany
University of Potsdam, Germany
University of Stuttgart, Germany
University of Surrey, UK
University of Toronto, Canada
University of Trento, Italy
University of Udine, Italy
University of Ulm, Germany
University of Wuppertal, Germany
Uppsala University, Sweden
VTT Technical Research Centre of Finland, Finland
West Pomeranian University of Technology, Szczecin,
Poland
Wroclaw University of Technology, Poland
Yonsei University, Korea
Zhejiang University, China
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
85

86 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
Guest Scientists and Seminars

G a s t w i s s e n s c h a f t l e r u n d S e m i n a r e – G u e s t S c i e n t i s t s a n d S e m i n a r s
Gastwissenschaftler / Guest Scientists
Gastwissenschaftler Institution Forschungsgebiet
Guest Scientists Institution R research Area
1. Mr. Jakob Anders university of Potsdam, Germany System Design
2. Mr. Michael Augustin Brandenburg University of Technology, Germany System Design
3. Mr. Sergey Belyaev Moscow State Institute of Electronic Technology, Russia Technology
4. Mr. Oleksandr Beznosyk national Technical University of Ukraine Kiev System Design
polytechnic Institute, Ukraine
5. prof. Giovanni Capellini Sapienza University of Rome, Italy Materials Research
6. Mr. Anton Datsuk polyteda, Russia System Design &
technology
7. Dr. Rafal Dlugosz university of Technology and Life Sciences Materials Research
in Bydgoszcz, Poland
8. Mr. Andrzej Gajda technical University of Berlin, Germany technology
9. Dr. Niu Gang lyon Nanotechnology Institute, France Materials Research
10. Dr. Yasar Gürbüz Sabanci University, Turkey technology
11. Prof. Christoph Jungemann RWTH Aachen, Germany technology
12. Dr. Wojciech Koczorowski poznan University of Technology, Poland Materials Research
13. Mrs. Minsu Ko Yonsei University, Korea Circuit Design
14. Mrs. Despoina Petousi technical University of Berlin, Germany technology
15. Mrs. Vladica Sark Humboldt-Universität zu Berlin, Germany System Design
16. Mrs. Nemanja Savic German Aerospace Center, Germany System Design
17. Prof. Valeriy Stikanov national Technical University of Ukraine Kiev System Design
polytechnic Institute, Ukraine
18. Dr. Adam Szyszka Wroclaw University of Technology, Poland Materials Research
19. Dr. Ibrahim Tekin Sabanci University, Turkey technology
20. Mrs. Nuria Torres Matabosch French National Center for Scientific Research, France technology
21. Mr. Christoph Tzschoppe technical University of Dresden, Germany System Design
22. Mr. Ali Umair university of Paderborn, Germany Circuit Design
23. Mrs. Pu Wang university of California, Los Angeles, USA Materials Research
24. Mr. Adam Wykrota poznan University of Technology, Poland Materials Research
25. Prof. Ya-Hong Xie university of California, Los Angeles, USA Materials Research
26. Mr. Chong Zhang university of Surrey, United Kingdom technology
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
87

G a s t w i s s e n s c h a f t l e r u n d S e m i n a r e – G u e s t S c i e n t i s t s a n d S e m i n a r s
Seminare / Seminars
Vortragender Institution Thema
Presenter Institution topic
1. Dr. Dan Mihai Buca Forschungszentrum Jülich, Germany Strained Si(Ge) Channels and Epitaxial
Silicides for High Mobility QW-MOSFETs
2. Dr. Stefano Chiussi University of Vigo, Spain pulsed UV-laser Processing of
Amorphous and Crystalline Group
IV Semiconductors
3. Dr. Regina Dittmann Forschungszentrum Jülich, Germany Nanoscale Analysis of Electroforming
and Switching in Resistive
Switching SrTiO 3
Devices
4. Mr. Michael Engel Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Light-Matter Interaction in a
Institute of Nanotechnology (INT), Germany Microcavity-Controlled Graphene
T transistor
5. Dr. Jan Ingo Flege University of Bremen, Germany Cerium Oxide on Metal and
Semiconductor Surfaces
6. Dr. Cary Gunn Genalyte, USA Silicon Photonics Technology for
Diagnostics and Biological Research
7. Dr. Manfred Hild Humboldt-Universität zu Berlin, Germany Cognitive Sensorimotor Loops
8. Dr. Michael Hochberg University of Delaware, USA Silicon Integrated Optoelectronics:
A Transition from Devices to Systems
9. Prof. Christoph RWTH Aachen, Germany Microscopic Simulation of Noise
Jungemann
in SiGe HBTs
10. Prof. Josif Kjosev Ss. Cyril and Methodius University Switched-Capacitor Power Converters:
in Skopje, Macedonia
Basics, Overview and Current State
11. Dr. Michael Lehmann Technical University of Berlin, Germany (HR)TEM and Electron Holography
of Semiconductor Nanophotonic
Devices
12. Prof. Juin-J. Liou University of Central Florida, USA Recent Development in Electrostatic
Discharge (ESD) Protection of RF
Integrated Circuits
13. Dr. Jens Martin University of Exeter, UK local Compressibility Measurements
of Correlated States in Suspended
Bilayer Graphene
88 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

G a s t w i s s e n s c h a f t l e r u n d S e m i n a r e – G u e s t S c i e n t i s t s a n d S e m i n a r s
Vortragender Institution Thema
Presenter Institution topic
14. Prof. Janina Maultzsch Technical University of Berlin, Germany Raman Spectroscopy of Graphene
15. Prof. Klaus-Peter Brandenburg University of Applied Sciences, IR-Thermography with Microscopic
Möllmann Germany Spatial Resolution and High Time-
Resolution
16. Prof. Joachim KTH Royal Institute of Technology, Sweden Monocrystalline Silicon Microwave
Oberhammer
MEMS Devices at KTH Royal Institute
of Technology, Stockholm
17. Dr. Michele Ortolani Istituto di Fotonica e Nanotecnologie Strained Ge / SiGe Heterostructures
(CNR-IFN), Rome, Italy
for Silicon-Based Emitters and
Amplifiers of Radiation in the
T terahertz Range
18. Prof. Jacob Piehler University of Osnabrück, Germany Functional Organization of Proteins
into Micropatterns
19. Dr. Stefan Schmult Technical University of Dresden, Germany State-of-the-art GaN based
Heterostructures Grown by MBE
20. Prof. Andreas Stierle DESY and University of Hamburg, Germany Novel X-ray Diffraction Schemes for
the Investigation of Nanoparticles
under Reaction Conditions
21. Prof. Christoph Leibniz University Hannover, Germany Low Dimensional Electron Gases at
Tegenkamp
Surfaces: Transport Properties
and Collective Excitations
22. Dr. Andrey Turchanin Bielefeld Institute for Biophysics and A Molecular Route to Carbon
N nanoscience, Germany nanomembranes and Graphene for
Functional Applications
23. Prof. Michele Virgilio University of Pisa, Italy Band Structure Engineering of Ge-rich
SiGe Nanostructures for
P photonics Applications
24. Prof. Rainer Waser Forschungszentrum Jülich, Germany ReRAM – a Case Study of Wishful
T thinking and Pitfalls
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
89

P u b l i k a t i o n e n – P u b l i c a t i o n s
Publications
90 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

E R S C H I E N E N E P u b l i k a t i o n e n – P u b l i s h e d P A P E R S
Erschienene Publikationen
Published Papers
(1) entwurf fehlertoleranter Zustandsautomaten
mit variablem Schutz für
spezifische Eingabesequenzen
M. Augustin, M. Gössel, R. Kraemer
Proc. 24. GI / GMM / ITG-Workshop: Testmethoden
und Zuverlässigkeit von
Schaltungen und Systemen, 47 (2012)
(2) Ce x
Al
y
O z
/ TiN Stack Analysis for MIM
applications: Effect of Annealing and the
Metal Electrode Deposition Method
C. Baristiran Kaynak, M. Lukosius, B. Tillack,
Ch. Wenger, A. Abrutis, M. Skapas
Thin Solid Films 520, 4518 (2012)
(3) energy Budget of an Implantable Glucose
Measurement System
T. Basmer, D. Genschow, M. Fröhlich,
M. Birkholz
Biomedical Technology 57, 276 (2012)
(4) nanostructured Silicon for Ge
nanoheteroepitaxy
J. Bauer, Y. Yamamoto, P. Zaumseil,
O. Fursenko, K. Schulz, G. Kozlowski,
T. Schroeder, B. Tillack
Microelectronic Engineering 97, 169 (2012)
(5) electrical Characterization of Advanced
MIM Capacitors with ZrO 2
Insulator for
high-Density Packaging and RF Applications
T. Bertaud, C. Bermond, S. Blonkowski,
Ch. Vallée, T. Lacrevaz, A. Farcy, M. Gros-Jean,
B. Fléchet
IEEE Transactions on Components, Packaging
and Manufacturing Technology 2(3), 502
(2012)
(6) hfO 2
-based RRAM for Embedded Non-
Volatile Memory: From Materials Science to
Integrated 1T1R RRAM Arrays
T. Bertaud, D. Walczyk, M. Sowinska,
D. Wolansky, B. Tillack, G. Schoof,
V. Stikanov, Ch. Wenger, S. Thiess,
T. Schroeder, Ch. Walczyk
ECS Transactions 50(4), 21 (2012)
(7) In-Operando and Non-Destructive Analysis
of the Resistive Switching in the
ti / HfO 2
/ TiN-based System by Hard X-Ray
photoelectron Spectroscopy
T. Bertaud, M. Sowinska, D. Walczyk, S. Thiess,
A. Glosovskii, Ch. Walczyk, T. Schroeder
Applied Physics Letters 101, 143501 (2012)
(8) resistive Switching of HfO 2
based Metal-
Insulator-Metal Diodes: Impact of the Top
electrode Material
T. Bertaud, D. Walczyk, Ch. Walczyk,
Ch. Wenger, S. Kubotsch, M. Sowinska,
T. Schroeder, Ch. Wenger, C. Vallée, P. Gonon,
C. Mannequin, V. Jousseaume, H. Grampeix
Thin Solid Films 520, 4551 (2012)
(9) resistive Switching of Ti / HfO 2
-based
Memory Devices: Impact of the Atmosphere
and Oxygen Partial Pressure
T. Bertaud, M. Sowinska, D. Walczyk,
Ch. Walczyk, St. Kubotsch, Ch. Wenger,
T. Schroeder
IOP Conference Series: Material Science and
Engineering 41, 012018 (2012)
(10) Minimal-invasiver Blutzuckersensor (MIBS)
M. Birkholz, K.-E. Ehwald, M. Fröhlich,
P. Kulse, T. Basmer, R. Ehwald, T. Guschauski,
U. Stoll, H. Siegel, S. Schmaderer, J. Szeponik,
D. Zahn
Proc. 16. GMA / ITG-Fachtagung Sensoren
und Messsysteme 2012, 177 (2012)
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
91

E R S C H I E N E N E P u b l i k a t i o n e n – P u b l i s h e d P A P E R S
(11) textured Strontium Titanate Layers on
platinum by Atomic Layer Deposition
T. Blomberg, J. Anttila, S. Haukka,
M. Touminen, M. Lukosius, Ch. Wenger,
T. Saukkonen
Thin Solid Films 520, 6535 (2012)
(12) Support for a Long Lifetime and Short
end-to-End Delays with TDMA Protocols
in Sensor Networks
M. Brzozowski, H. Salomon, P. Langendörfer
International Journal of Distributed Sensor
Networks (2012)
(13) high Temperature X-Ray Diffraction
Measurements on Ge / Si(001) Heterostructures:
a Study on the Residual Tensile
Strain
G. Capellini, M. De Seta, P. Zaumseil,
G. Kozlowski, T. Schroeder
Journal of Applied Physics 111, 073518
(2012)
(14) tensile Strained Ge Layers Obtained Via
a Si-CMOS Compatible Approach
G. Capellini, G. Kozlowski, Y. Yamamoto,
M. Lisker, T. Schroeder, A. Ghrib,
M. de Kersauson, M. El Kurdi, P. Boucaud,
B. Tillack
Proc. International SiGe Technology and
Device Meeting (ISTDM 2012), (2012)
(15) narrow Intersubband Transition in n-type
Ge / SiGe Multi Quantum Wells: Control
of the Terahertz Absorption Energy Through
the Temperature Dependent Depolarization
Shift
M. De Seta, G. Capellini, M. Ortolani,
M. Virgilio, G. Grosso, G. Nicotra, P. Zaumseil
Nanotechnology 23, 465708 (2012)
(16) 120 GHz Radar Mixed-Signal Transceiver
W. Debski, W. Winkler, Y. Sun, M. Marinkovic,
J. Borngräber, J.C. Scheytt
Proc. European Microwave Integrated Circuit
Conference (EuMIC 2012), (2012)
(17) an X-Band, High Performance, SiGe-HBT
power Amplifier for Phased Arrays
T. Dinc, I. Kalyoncu, M. Kaynak, Y. Gurbuz
Proc. European Microwave Conference, (EuMW
2012), 472 (2012)
(18) Side Channel Attacks and the Non-Volatile
Memory of the Future
Z. Dyka, Ch. Walcyk, D. Walczyk, Ch. Wenger,
P. Langendörfer
Proc. International Conference on Compilers,
Architectures and Synthesis for Embedded
Systems (CASES 2012), 13 (2012)
(19) towards Strong Security in Embedded and
pervasive Systems: Energy and Area
optimized Serial Polynomial Multipliers
in GF(2 k )
Z. Dyka, P. Langendörfer, F. Vater, St. Peter
Proc. 5 th IFIP International Conference on
New Technologies, Mobility and Security,
(NTMS 2012), (2012)
(20) 60 GHz Wireless Broadband Cable
replacement for Machine Vision
applications
M. Ehrig, M. Petri
Proc. International Symposium on Signals,
Systems and Electronics (ISSSE 2012), (2012)
(21) a 60 GHz Eight-Element Phased-Array
receiver Front-End in 0.25 µm SiGe BiCMOS
technology
M. Elkhouly, Ch.-S. Choi, S. Glisic, F. Ellinger,
J.C. Scheytt
EuMA International Journal of Microwave and
Wireless Technologies 4(06), 579 (2012)
92 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

E R S C H I E N E N E P u b l i k a t i o n e n – P u b l i s h e d P A P E R S
(22) exploring Pausible Clocking Based GALS
design for 40-nm System Integration
X. Fan, M. Krstic, E. Grass, B. Sanders, Ch. Heer
Proc. Design, Automation and Test in Europe,
(DATE 2012), 1118 (2012)
(23) performance Analysis of GALS Datalink
based on Pausible Clocking
X. Fan, M. Krstic, E. Grass
Proc. 18 th IEEE International Symposium on
Asynchronous Circuits and Systems (ASYNC
2012), 126 (2012)
(24) Simulation Methodology for Dose Effects
in Lateral DMOS Transistors
P. Fernandez-Martinez, F.R. Palomo, S. Diez,
S. Hidalgo, M. Ullan, D. Flores, R. Sorge
Microelectronics Journal 43, 50 (2012)
(25) long-Term Reliability of High-Performance
SiGe:C Heterojunction Bipolar Transistors
G.G. Fischer, D. Micusik, A. Pocej
IEEE Bipolar / BiCMOS Circuits and Technology
Meeting, (BCTM 2012), 182 (2012)
(26) untersuchungen zur Biostabilität eines
implantierbaren Glucosesensors
M. Fröhlich, K.-E. Ehwald, P. Kulse,
O. Fursenko, J. Katzer, M. Birkholz
Proc. DPG Frühjahrstagung, Fachverband
Biologische Physik, BP 8.15 (2012)
(27) Biostability of an Implantable Glucose
Sensor Chip
M. Fröhlich, M. Birkholz, K.-E. Ehwald,
P. Kulse, O Fursenko, J. Katzer
IOP Conference Series: Materials Science and
Engineering 41, 012022 (2012)
(28) Characterization of Si Nanowaveguide Line
edge Roughness and its Effect on Light
transmission
O. Fursenko, J. Bauer, A. Knopf,
St. Marschmeyer, L. Zimmermann, G. Winzer
Materials Science and Engineering B 177(10),
750 (2012)
(29) optical Properties and Band Gap Characterization
of High Dielectric Constant
oxides
O. Fursenko, J. Bauer, G. Lupina, P. Dudek,
M. Lukosius, Ch. Wenger, P. Zaumseil
Thin Solid Films 520, 4532 (2012)
(30) highly Efficient CW Parametric Conversion
at 1550 nm in SOI Waveguides by Reverse
biased p-i-n Junction
A. Gajda, L. Zimmermann, G. Winzer, H. Tian,
M.J. Far, R. Elschner, T. Richter, C. Schubert,
B. Tillack, K. Petermann
Optics Express 20(12), 13100 (2012)
(31) high Efficiency CW Four-Wave Mixing at
1.5 µm in SOI Nano-Rib Waveguides Using
p-i-n Diodes
A. Gajda, G. Winzer, B. Tillack, K. Petermann,
L. Zimmermann, H. Tian, R. Elschner,
T. Richter, C. Schubert
Proc. 9 th International Conference on Group
IV Photonics, 225 (2012)
(32) 60 GHz Polarimetric MIMO Sensing:
architectures and Technology
A.P. Garcia Ariza, R. Müller, R. Stephan,
F. Wollenschläger, A. Schulz, M. Elkhouly,
J.C. Scheytt, U. Trautwein, J. Müller,
R.S. Thomä, M.A. Hein
Proc. European Conference on Antennas and
Propagation, (EuCAP 2012), 2578 (2012)
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
93

E R S C H I E N E N E P u b l i k a t i o n e n – P u b l i s h e d P A P E R S
(33) Synchronous Signal Acquisition and
processing in FMCW-Radar Applications
D. Genschow, M. Mahlig
Proc. International Symposium on Signals,
Systems and Electronics (ISSSE 2012), (2012)
(34) Continuously Tunable Delay Line Based on
SOI Tapered Bragg Gratings
I. Giuntoni, D. Stolarek, D.I. Kroushkov,
J. Bruns, L. Zimmermann, B. Tillack,
K. Petermann
Optics Express 20(10), 11241 (2012)
(35) asynchronous Circuit Design: From Basics
to Practical Applications
E. Grass, M. Krstic, X. Fan, St. Zeidler
Proc. of the 15th IEEE Symposium on Design
and Diagnostics of Electronic Circuits and
Systems Symposium (DDECS 2012), 5 (2012)
(36) 130 Nanometer CMOS MEMS Based Novel
Microfluidic System for Cytometry at
5 GHz to 7 GHz
S. Guha, K. Schmalz, Ch. Wenger,
W. Krautschneider
Proc. 1 st International Conference on
MicroFluidic Handling Systems (MFHS 2012),
(2012)
(37) advanced Transistor Architectures for
half-Terahertz SiGe HBTs
B. Heinemann, A. Fox, H. Rücker
ECS Transactions 50(9), 61 (2012)
(38) eine strahlungsresistente 0.13 Mikrometer
CMOS Bibliothek
U. Jagdhold
Proc. VDE VDI Zuverlässigkeit und Entwurf,
(2012)
(39) Clock Jitter Generator with Picoseconds
resolution
G. Jovanovic, M. Stojcev, T. Nikolic,
Z. Stamenkovic
Proc. 28 th International Conference on
Microelectronics (MIEL 2012), 369 (2012)
(40) programmable Jitter Generator Based
on Voltage Controlled Delay Line
G. Jovanovic, M. Stojcev, T. Nikolic,
Z. Stamenkovic
Scientific Publications of State University
of Novi Pazar Series A: Applied Mathematics,
Informatics and Mechanics 4(1), 61 (2012)
(41) development of CMOS Integrated AIN
Based SAW-Filter and the Role of Si
Substrate Resistivity
U. Kaletta, D. Wolansky, M. Fraschke,
Ch. Wenger
Proc. 2012 International Conference
Semiconductor Conference Dresden –
Grenoble (ISCDG), (2012)
(42) Integrated ZnO and AIN based Surface
acoustic Wave Devices on Silicon
U. Kaletta, Ch. Wenger, P.V. Santos,
S. Rauwerdink, W. Seidel, M. Fraschke,
D. Wolansky, A. Scheit
Proc. 2 nd International Advances in Applied
Physics and Materials Science Congress
(APMAS 2012), abstr. book, 183 (2012)
(43) p-type Doping of Silicon Suitable for
Structures with High Aspect Ratios by
using a Dopant Source of Boron Oxide
Grown by Atomic Layer Deposition
B. Kalkofen, V.M. Mothukuru, M. Lisker,
E.P. Burte
ECS Transactions 45 (6), 55 (2012)
94 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

E R S C H I E N E N E P u b l i k a t i o n e n – P u b l i s h e d P A P E R S
(44) a SiGe Switched LNA for X-Band
phased-Arrays
I. Kalyoncu, T. Dinc, M. Kaynak, Y. Gurbuz
Proc. European Microwave Conference
(EuMW 2012), 103 (2012)
(45) direct Band Gap Luminescence from
Ge Pin Diodes on Si Substrates
E. Kasper, M. Oehme, J. Werner, T. Arguirov,
M. Kittler
Frontiers of Optoelectronics in China 5(3),
256 (2012)
(46) room Temperature Direct Band Gap
emission from Ge p-i-n Heterojunction
photodiodes
E. Kasper, M. Oehme, T. Arguirov, J. Werner,
M. Kittler, J. Schulze
Advances in OptoElectronics (2012)
(47) Behavior of N Atoms after Thermal
nitridation of Si 1-x
Ge x
Surface
T. Kawashima, M. Sakuraba, B. Tillack,
J. Murota
Thin Solid Films 520, 3392 (2012)
(48) a Q-Band RF-MEMS Absorptive SPST in
a BiCMOS Technology
M. Kaynak, W. Zhang, M. Wietstruck, B. Tillack
Proc. 13 th Symposium on RF-MEMS and RF-
Microsystems (MEMSWAVE 2012), (2012)
(49) BiCMOS Embedded RF-MEMS Technologies
for mm-Wave Applications
M. Kaynak
Proc. European Microwave Conference
(EuMW 2012), (2012)
(50) Capacitance Tuning Behavior of a BiCMOS
embedded RF-MEMS Switch
M. Kaynak, M. Wietstruck, W. Zhang, R. Scholz,
B. Tillack
Novel RF MEMS Technologies, (Series in Micro
and Nanoengineering 20) / Ed: G. Papaioanou
u.a., Bucuresti: Editura, Academiei Romane,
93 (2012)
(51) latest Developments on SiGe Technology
and RFMEMS-BiCMOS Co-Integration
M. Kaynak
Proc. GigaHertz 2012 Symposium, (2012)
(52) MEMS Module Integration into SiGe BiCMOS
technology for Embedded System
applications
M. Kaynak, V. Valenta, H. Schumacher,
B. Tillack
Proc. IEEE Bipolar / BiCMOS Circuits and Technology
Meeting, (BCTM 2012), 49 (2012)
(53) rF-MEMS Switch Module in a 0.25 μm
BiCMOS Technology
M. Kaynak, M. Wietstruck, W. Zhang, J. Drews,
R. Scholz, D. Knoll, F. Korndörfer, C. Wipf,
K. Schulz, M. Elkhouly, K. Kaletta,
M. v. Suchodoletz, K. Zoschke, M. Wilke,
O. Ehrmann, V. Mühlhaus, G. Liu, T. Purtova,
A. C. Ulusoy, H. Schumacher, B. Tillack
Proc. Silicon Monolithic Integrated Circuits
on RF Systems (SiRF 2012), 25 (2012)
(54) packaged BiCMOS Embedded RF-MEMS
Switches with Integrated Inductive Loads
M. Kaynak, M. Wietstruck, W. Zhang, J. Drews,
R. Barth, D. Knoll, F. Korndörfer, R. Scholz,
K. Schulz, C. Wipf, B. Tillack, K. Kaletta,
M. v. Suchodoletz, K. Zoschke, M. Wilke,
O. Ehrmann, A. C. Ulusoy, T. Purtova,
G. Liu, H. Schumacher
Proc. International Microwave Symposium
(IMS 2012), (2012)
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
95

E R S C H I E N E N E P u b l i k a t i o n e n – P u b l i s h e d P A P E R S
(55) SFDR Considerations for Current Steering
high-Speed Digital to Analog Converters
M. Khafaji, J.C. Scheytt, U. Jörges, C. Carta,
D. Micusik, F. Ellinger
Proc. IEEE Bipolar / BiCMOS Circuits and
Technology Meeting, Portland, (BCTM 2012),
169 (2012)
(56) Strain Control of Si and Si 1-y
C y
Layers in
Si / Si 1-y
C y
/ Si(100) Heterostructures
T. Kikuchi, M. Sakuraba, I. Costina, B. Tillack,
J. Murota
Proc. 6 th International SiGe Technology and
Device Meeting (ISTDM 2012),
(57) Comparison of the Impact of Thermal
treatments on the Second and on the
Millisecond Scales on the Precipitation of
Interstitial Oxygen (ECS Proceedings)
G. Kissinger, D. Kot, W. von Ammon
ECS Transactions 50(5), 145 (2012)
(58) Comparison of the Impact of Thermal
treatments on the Second and on the
Millisecond Scales on the Precipitation
of Interstitial Oxygen
G. Kissinger, D. Kot, W. von Ammon
ECS Journal of Solid State Science and
Technology 1(6), P269 (2012)
(59) nitrogen Doped 300 mm Czochralski
Silicon Wafers Optimized with Respect
to Voids with Laterally Homogeneous
Internal Getter Capabilities
G. Kissinger, G. Raming, R. Wahlich, T. Müller
Materials Science Forum 725, 221 (2012)
(60) oxygen Precipitation after Thermal
processing on the Second and on the
Millisecond Scales
G. Kissinger, D. Kot, W. von Ammon,
J. Dabrowski, A. Sattler
Proc. 6 th International Symposium on
Advanced Science and Technology of Silicon
Materials, 15 (2012)
(61) preface: Advanced Silicon Materials
research for Electronic and Photovoltaic
applications
G. Kissinger, S. Pizzini, H. Yamada-Kaneta,
J. Kang
Physica Status Solidi C 9, (10–11), 1865
(2012)
(62) 300 mm Czochralski Silicon Wafers
optimized with Respect to Voids with
laterally Homogeneous Oxygen
precipitation
G. Kissinger, G. Raming, R. Wahlich, T. Müller
Physica B: Condensed Matter 407(15), 2993
(2012)
(63) distribution of Defects and Breakdown
Sites in UMG-Si Solar Cells Studied by
luminescence Imaging
A. Klossek, D. Mankovics, M. Kittler
Energy Procedia 27, 143 (2012)
(64) a Highly Integrated IR-UWB Transceiver
for Communication and Localization
O. Klymenko, D. Martynenko, G. Fischer
Proc. International System on Chip Design
Conference (SOC Design 2012), 57 (2012)
(65) low-Cost, High-Voltage SiGe:C HBTs
for a 0.18 µm BiCMOS Process
D. Knoll, V. Dmitriev, T. Egorova, V. Seletskij,
N. Shelepin, R. Barth, G.G. Fischer, T. Grabolla,
B. Tillack
Proc. IEEE Bipolar / BiCMOS Circuits and Technology
Meeting, Portland, (BCTM 2012), 153 (2012)
96 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

E R S C H I E N E N E P u b l i k a t i o n e n – P u b l i s h e d P A P E R S
(66) Substrate Design and Thermal Budget
tuning for Integration of Photonic
Components in a High-Performance
SiGe:C BiCMOS Process
D. Knoll, H.H. Richter, B. Heinemann,
S. Lischke, Y. Yamamoto, L. Zimmermann,
B. Tillack
ECS Transactions 50(9), 297 (2012)
(67) Silicon Photonics-Wireless Interface IC
for 60-GHz Wireless Link
M. Ko, J.-S. Youn, M.-J. Lee, K.-C. Choi,
H. Rücker, W.-Y. Choi
IEEE Photonics Technology Letters 24(13),
1112 (2012)
(68) Investigation of Optimal Silicon Avalanche
photodiode Pairs for 60-GHz Balanced
Subharmonic Optoelectronic Mixers
M. Ko, M.J. Lee, H. Rücker, W.-Y. Choi
Proc. Asia-Pacific Microwave Photonics
Conference (APMP 2012), (2012)
(69) X-Ray Diffraction Study of Plastic Relaxation
in Ge-rich SiGe Virtual Substrates
V. Kopp, V.M. Kaganer, G. Capellini, M. de Stea,
P. Zaumseil
Physical Review B 85, 245311 (2012)
(70) Characterization of Deep Levels
Introduced by RTA and by Subsequent
anneals in n-Type Silicon
D. Kot, T. Mchedlidze, G. Kissinger,
W. von Ammon
ECS Transactions 50(5), 269 (2012)
(71) Impact of RTA on the Morphology of Oxygen
precipitates and on the Getter Efficiency
for Cu and Ni in Si Wafers
D. Kot, G. Kissinger, M.A. Schubert, T. Müller,
A. Sattler
Materials Science Forum 725, 239 (2012)
(72) Growth and Relaxation Processes in
Ge Nanocrystals on Free-Standing Si(001)
nanopillars
G. Kozlowski, P. Zaumseil, M.A. Schubert,
Y. Yamamoto, J. Bauer, J. Matejova, T. Schülli,
B. Tillack, T. Schroeder
Nanotechnology 23(11), 115704 (2012)
(73) how to Change a Winning Team: the
Compliant Behaviour of Ge Nanocluster
arrays on Free-Standing Si Nanostructures
G. Kozlowski, T. Schroeder
„Spotlight on Science“ – auf Internetseite
der Europäischen Synchrotron Radiation
Facility (ESRF) http: / / www.esrf.eu /
(74) the Epitaxial Growth of Low Defect SiGe
Buffer Layers for Integration of New
Materials on 300 mm Silicon Wafers
G. Kozlowski, O. Fursenko, P. Zaumseil,
T. Schroeder, M. Vorderwestner, P. Storck
ECS Transactions 50(9), 613 (2012)
(75) reliable Architecture for Heterogeneous
home-Networks: The Omega I-Mac Approach
R. Kraemer, M. Brzozowski, St. Nowak
Facta Universitatis, Series: Electronics and
Energetics 25(1), 43 (2012)
(76) applying Tire Pressure Monitoring Devices
for Traffic Management Purposes
M. Krstic, N. Savic, R. Kraemer, M. Junghans
Proc. International Symposium on Signals,
Systems and Electronics (ISSSE 2012), (2012)
(77) evaluation of GALS Methods in Scaled CMOS
technology – Moonrake Chip Experience
M. Krstic, X. Fan, E. Grass, L. Benini,
M.R. Kakoee, C. Heer, B. Sanders, A. Strano,
D. Bertozzi
International Journal of Embedded and
Real-Time Communication Systems (IJERTCS)
3(4), 1 (2012)
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
97

E R S C H I E N E N E P u b l i k a t i o n e n – P u b l i s h e d P A P E R S
(78) Fabrication of MEMS Actuators from the
BEOL of a 0.25 µm BiCMOS Technology
platform
P. Kulse, M. Birkholz, K.-E. Ehwald, J. Bauer, J.
Drews, U. Haak, J. Katzer, K. Schulz,
D. Wolansky
Microelectronic Engineering 97, 276 (2012)
(79) lithographic Aspects for the Fabrication
of BiCMOS Embedded Bio-MEMS and
rF-MEMS
P. Kulse, M. Birkholz, K.-E. Ehwald, M. Kaynak,
M. Wietstruck, J. Bauer, U. Haak, J. Drews,
K. Schulz
Proceedings of SPIE 8352, 83520E (2012)
(80) design and Analysis of Down-Conversion
Gate / Base-pumped Harmonic Mixers using
novel Reduced-Size 180 Hybrid with
different Input Frequencies
J.J. Kuo, C.-H. Lien, Z.-M. Tsai, K.-Y. Lin,
K. Schmalz, R. Scholz, H. Wang
IEEE Transactions on Microwave Theory and
Techniques 60(8), 2473 (2012)
(81) a 62 GHz Reflectometer for Biomedical
Sensor Readout in SiGe BiCMOS Technology
B. Lämmle, K. Schmalz, J.C. Scheytt,
D. Kissinger, R. Weigel
Proc. 12 th Topical Meeting on Silicon
Monolithic Integrated Circuits in RF Systems
(SIRF 2012), 45 (2012)
(82) an Integrated 125 GHz Sensor with Readout
Circuit for Permittivity Measurement
of Liquids
B. Lämmle, K. Schmalz, J.C. Scheytt,
D. Kissinger, R. Weigel
Proc. International Microwave Symposium
(IMS 2012), (2012)
(83) topologieüberwachung von drahtlosen
Sensornetzen
St. Lange, O. Stecklina
Proc. 11. GI / ITG KuVS Fachgespräch Drahtlose
Sensornetze FGSN 2012, 56 (2012)
(84) distributed Shared Memory as an Approach
for Integrating WSNs and Cloud Computing
P. Langendörfer, K. Piotrowski, M. Diaz,
B. Rubio
Proc. NTMS Workshop on Wireless Sensor Networks:
Architectures, Deployments and Trends
(WSN-ADT), 1(2012)
(85) wireless Sensor Networks for Critical
Infrastructure Protection
P. Langendörfer, L. Buttyan, A. Hessler,
C. Casteluccia, A. Casaca, A. Alkassar,
E. Osipov
Critical Infrastructure Security: Assessment,
Prevention, Detection, Response, WIT Press,
155 (2012)
(86) wireless Telemedicine Sensor Nodes:
requirements and Challenges Ahead
P. Langendörfer, T. Basmer, K. Piotrowski,
St. Ortmann
Proc. 2012 IEEE Radio & Wireless Symposium
(RWW 2012), (2012)
(87) Migrating Legacy PON Equipment towards
Colorless ONU through Hybrid Integrated
SOI All-Optical λ-Converter
I. Lazarou, C. Stamatiadis, B. Schrenk,
L. Stampoulidis, L. Zimmermann, K. Voigt,
G.B. Preve, L. Moerl, J. Kreissl,
H. Avramopoulos
Proc. OFC, (2012)
98 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

E R S C H I E N E N E P u b l i k a t i o n e n – P u b l i s h e d P A P E R S
(88) effects of Guard-Ring Structures on the
performance of Silicon Avalanche Photodetectors
Fabricated with Standard CMOS
technology
M.J. Lee, H. Rücker, W.-Y. Choi
IEEE Electron Device Letters 33(1), 80 (2012)
(89) 60-GHz Voltage-Controlled Oscillator and
Frequency Divider in 0.25 µm SiGe BiCMOS
technology
J.-M. Lee, W.-Y Choi, H. Rücker
Proc. International SoC Design Conference
(ISOCC 2012), 65 (2012)
(90) Molecular Beam Epitaxy of Graphene on Mica
G. Lippert, J. Dabrowski, Y. Yamamoto,
F. Herziger, J. Maultzsch, J. Baringhaus,
C. Tegenkamp, M.C. Lemme, W. Mehr, G. Lupina
Physica Status Solidi B 249(12), 2507 (2012)
(91) low Dark Current Ge PIN Photodiode for a
high-Performance, Photonic BiCMOS
process for Radio-over-Fiber Applications
St. Lischke, D. Knoll, L. Zimmermann,
Y.Yamamoto, M. Fraschke, A. Trusch, A. Krüger,
M. Kroh, B. Tillack
Proc. 2012 IEEE Photonics Conference, (2012)
(92) direct and Indirect Radiative
recombination from Ge
C.W. Liu, T.-H. Cheng, Y.Y. Chen, S.-R. Jan,
C.-Y. Chen, S.T. Chan, Y.-H. Nien, Y. Yamamoto,
B. Tillack
Thin Solid Films 520(8), 3249 (2012)
(93) dual-Band Millimeter-Wave VCO with
embedded RF-MEMS Switch Module in
BiCMOS Technology
G. Liu, M. Kaynak, T. Purtova, A. C. Ulusoy,
B. Tillack
Proc. Silicon Monolithic Integrated Circuits
on RF Systems (SiRF 2012), 175 (2012)
(94) electrical and Morphological Properties of
ald and AVD Grown Perovskite-Type
dielectrics and Their Stacks for Metal-
Insulator-Metal Applications
M. Lukosius, Ch. Wenger, T. Blomberg,
A. Abrutis, P.K. Baumann, G. Ruhl
ECS Journal of Solid State Science and
Technology 1(1), N1 (2012)
(95) Metal-Insulator-Metal Capacitors with ALD
Grown SrTiO 3
: Influence of Pt Electrodes
M. Lukosius, T. Blomberg, D. Walczyk, G. Ruhl,
Ch. Wenger
IOP Conference Series: Materials Science and
Engineering 41, 012015 (2012)
(96) properties of Atomic-Vapor and Atomiclayer
Deposited Sr, Ti, and Nb Doped Ta 2
O 5
Metal-Insulator-Metal Capacitors
M. Lukosius, C. Baristiran Kaynak, S. Kubotsch,
T. Blomberg, G. Ruhl, Ch. Wenger
Thin Solid Films 520, 4576 (2012)
(97) Complementary RF-LDMOS Transistors
realized with Standard CMOS Implantations
A. Mai, H. Rücker
Proc. 42 nd European Solid-State Device
Research Conference (ESSDERC 2012), 181
(2012)
(98) dislocation-Related Photoluminescence
Imaging of mc-Si Wafers at Room
temperature
D. Mankovics, R.P. Schmid, T. Arguirov,
M. Kittler
Crystal Research and Technology 47(11), 1148
(2012)
(99) luminescence of Defects and Breakdown
Sites in Multicrystalline Si Solar Cells
D. Mankovics, A. Klossek, Ch. Krause,
T. Arguirov, W. Seifert, M. Kittler
Physica Status Solidi A 209(10), 1908 (2012)
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
99

E R S C H I E N E N E P u b l i k a t i o n e n – P u b l i s h e d P A P E R S
(100) a 245 GHz CB LNA and SHM Mixer in
SiGe Technology
Y. Mao, K. Schmalz, J. Borngräber, J.C. Scheytt
Proc. Silicon Monolithic Integrated Circuits
on RF Systems (SiRF 2012), 5 (2012)
(101) 245-GHz LNA, Mixer, and Subharmonic
receiver in SiGe Technology
Y. Mao, K. Schmalz, J. Borngräber, J.C. Scheytt
IEEE Transactions on Microwave Theory and
Techniques 60(12), 3823 (2012)
(102) 245 GHz Subharmonic Receiver in SiGe
Y. Mao, K. Schmalz, J. Borngräber, J.C. Scheytt
Proc. European Microwave Week,
(EuMW 2012), 183 (2012)
(103) performance and Complexity Analysis of
Channel Coding Schemes for Multi-Gbps
wireless Communications
M. Marinkovic, M. Krstic, E. Grass, M. Piz
Proc. IEEE International Symposium on Personal,
Indoor and Mobile Radio Communications
(PIMRC 2012), 1966 (2012)
(104) a Low Power 6.2-8.3 GHz Frequency
Synthesizer in SiGe BiCMOS for
IEEE802.15.4a Standard
D. Martynenko, G. Fischer, O. Klymenko
Proc. International Symposium on Signals,
Systems and Electronics (ISSSE 2012), (2012)
(105) Implementation of the Ultra-Low Power
load-Independent LC VCO
D. Martynenko, G. Fischer, O. Klymenko
Proc. IEEE International Conference on
Circuits & Systems (ICCAS2012), 27 (2012)
(106) a Low Power Programmable Frequency
divider Intended for Frequency Synthesizer
designed in Accordance to IEEE 802.15.4a
Standard
D. Martynenko, G. Fischer, O. Klymenko
Proc. IEEE International Conference on
Circuits & Systems (ICCAS2012), 21 (2012)
(107) uwB Transmitter for Communication and
localization for IEEE 802.15.4a Standard
D. Martynenko, G. Fischer, O. Klymenko
Proc. IEEE International Conference on
Circuits & Systems (ICCAS2012), 32 (2012)
(108) Capability of Photoluminescence for
Characterization of Multi-Crystalline Silicon
T. Mchedlidze, W. Seifert, M. Kittler,
A.T. Blumenau, B. Birkmann, T. Mono,
M. Müller
Journal of Applied Physics 111, 073504 (2012)
(109) Investigation of Defect States in Heavily
dislocated Thin Silicon Films
T. Mchedlidze, M. Kittler
Journal of Applied Physics 111(5), 053706
(2012)
(110) new Methodology for Process Design Kit
(PDK) of BiCMOS Compatible RF MEMS
A. Mehdaoui, G. Schröpfer, G. Lorenz,
M. Kaynak, M. Wietstruck
Proc. 13 th Symposium on RF-MEMS and
RF-Microsystems (MEMSWAVE 2012), (2012)
(111) Vertical Graphene Base Transistor
W. Mehr, J.C. Scheytt, J. Dabrowski, G. Lippert,
Y.-H. Xie, M.C. Lemme, M. Ostling, G. Lupina
IEEE Electron Device Letters 33(5), 691
(2012)
100 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

E R S C H I E N E N E P u b l i k a t i o n e n – P u b l i s h e d P A P E R S
(112) Feeder Realization for Quasi-Lumped
Multilayer Resonators with Low Q-factor
D. Miljanovic, M. Potrebic, D.V. Tosic,
Z. Stamenkovic
Advances in Circuits, Systems, Automation
and Mechanics, (Eds.), 63 (2012)
(113) 60 GHz Ultrawideband Front-Ends with
Gain Control, Phase Shifter and Wave Guide
transition in LTCC Technology
R. Müller, F. Wollenschläger, A. Schulz,
M. Elkhouly, U. Trautwein, M.A. Hein,
J. Müller, A.P. Garcia Ariza, R.S. Thomä
Proc. European Conference on Antennas and
Propagation, (EuCAP 2012), 3255 (2012)
(114) atomically Controlled CVD Processing of
Group IV Semiconductors for Ultralarge-Scale
Integration
J. Murota, M. Sakuraba, B. Tillack
Advances in Natural Sciences: Nanoscience
and Nanotechnology 3(2), 023002 (2012)
(115) epitaxial growth of single crystalline
lattice-matched Pr 0.9
Y 1.1
O 3
on SrOpassivated
Si (001): growth orientation
and crystallization tailoring by interface
engineering
G. Niu, P. Zaumseil, M.A. Schubert,
M. H. Zoellner, J. Dabrowski, T. Schroeder
Proc. IEEE International Conference on Solid-
State and Integrated Circuit Technology (IEEE
ICSICT 2012), (2012)
(116) electrical Characterization of {311}
defects and Related Junction Leakage
Currents in n-Type Si after Ion Implantation
C. Nyamhere, F. Olivie, F. Christiano, Z. Essa,
D. Bolze, Y. Yamamoto
AIP Conf. Proc. 1496, 171 (2012)
(117) Subharmonic 220- and 320-GHz SiGe HBT
receiver Front-Ends
E. Öjefors, B. Heinemann, U.R. Pfeiffer
IEEE Transactions on Microwave Theory and
Techniques 60(5), 1397 (2012)
(118) Board Implementation and its Performance
for IR-UWB IEEE.802.15.4a from Multiple
aSIC Chips
S. Olonbayar, D. Kreiser, D. Martynenko,
G. Fischer, O. Klymenko, R. Kraemer
Proc. 18 th European Wireless Conference
(EW 2012), VDE Verl. (2012)
(119) a Telemedicine System for Improved
rehabilitation of Stroke Patients
St. Ortmann, P. Langendörfer
Proc. International Conference on Health
Informatics, 270 (2012)
(120) StrokeBack - Telemedicine System
empowering Stroke Patients to Fight Back
St. Ortmann
ICT for Health Website – European Commission
http: / / ec.europa.eu / information
society / activities / health / research / fp7
projects / index en.htm
(121) telemedical Assistance for Ambulant
rehabilitation of Stroke Patient
St. Ortmann, P. Langendörfer, C.S. Lányi
Proc. 9 th World Congress on Brain Injury, abstr.
book, 336 (2012)
(122) a Fully Digital Polar Modulator for Switch
Mode RF Power Amplifier
P. Ostrovskyy, J.C. Scheytt, S.J. Lee, B.H. Park,
J. H. Jung
Proc. International Symposium on Circuits
and Systems (ISCAS 2012)
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
101

E R S C H I E N E N E P u b l i k a t i o n e n – P u b l i s h e d P A P E R S
(123) a 5-Gb / s 2.1-2.2 GHz Bandpass ΔΣ Modulator
for Switch-Mode Power Amplifier
P. Ostrovskyy, H. Gustat, M. Ortmanns,
J.C. Scheytt
IEEE Transactions on Microwave Theory and
Techniques 60(8) (2012)
(124) performance Estimation of Fully Digital
polar Modulation Driving a 2 GHz Switch-
Mode Power Amplifier
P. Ostrovskyy, J.C. Scheytt, A. Sadeghfam,
H. Heuermann
Proc. European Microwave Week,
(EuMW 2012), 1039 (2012)
(125) design of a Sensor Node Crypto Processor
for IEEE 802.15.4 Applications
G. Panic, T. Basmer, H. Schomann, St. Peter,
F. Vater, K. Tittelbach-Helmrich
Proc. 25 th IEEE International System-on-Chip
Conference (SOCC 2012), 213 (2012)
(126) Customized Hardware Platform for Wireless
Sensor Networks in Agricultural Applications
U. Pesovic, D. Projovic, S. Randjic,
Z. Stamenkovic
Proc. 5 th WSEAS International Conference on
Sensors and Signals, (2012)
(127) Implementation of IEEE 802.15.4
transceiver on Software Defined Radio
platform
U. Pesovic, D. Gliech, P. Planinsic,
Z. Stamenkovic, S. Randic
Proc. 20 th Telecommunications Forum
(TELFOR 2012), 376 (2012)
(128) tool-Supported Methodology for
Component-Based Design of Wireless
Sensor Network Applications
St. Peter, P. Langendörfer
Proc. of the 4 th International Workshop on
Component-Based Design of Resource-Constrained
Systems, (CORCS 2012), 526 (2012)
(129) latency Impacts of Different Parallelism
levels in Data-Flow Architectures
M. Petri
Proc. 15 th International Symposium on
Wireless Personal Multimedia Communications,
497 (2012)
(130) design Methodology for Fault Tolerant
ASICs
V. Petrovic, M. Ilic, G. Schoof, Z. Stamenkovic
Proc. of the 15 th IEEE Symposium on Design
and Diagnostics of Electronic Circuits and
Systems Symposium (DDECS 2012), 8 (2012)
(131) Implementation of Middleware Switch
aSIC Processor
V. Petrovic, M. Ilic, G. Schoof, S. Montenegro
The TELFOR Journal 4(2), 83 (2012)
(132) SEU and SET Fault Injection Models for
Fault Tolerant Circuits
V. Petrovic, M. Ilic, G. Schoof, Z. Stamenkovic
Proc. of the 13 th Biennial Baltic Electronics
Conference (BEC2012), (2012)
(133) Single Event Latchup Power Switch Cell
Characterisation
V. Petrovic, M. Ilic, G. Schoof
Proc. 4 th Small Systems Simulations
Symposium (YU SSSS 2012), (2012)
(134) Morphology and Nanostructure of
CeO 2
(111) Surfaces of Single Crystals
and of Si(111) Supported Ceria Films
H.H. Pieper, C. Derks, M.H. Zoellner,
R. Olbrich, L. Tröger, T. Schroeder,
M. Neumann, M. Reichling
Physical Chemistry Chemical Physics 14,
15361 (2012)
102 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

E R S C H I E N E N E P u b l i k a t i o n e n – P u b l i s h e d P A P E R S
(135) long-Range Wireless Sensor Nodes-Lessons
learned
K. Piotrowski, A. Sojka, P. Langendörfer
Proc. 6 th European Conference on Antennas
and Propagation, (EuCAP 2012), 57(2012)
(136) Multi-Radio Wireless Sensor Node for
Mobile Biomedical Monitoring
K. Piotrowski, St. Ortmann, P. Langendörfer
Proc. BMT 2012, 46 th DGBMT Annual
Conference, 57(Suppl.1), 725 (2012)
(137) a Novel Tunable Integrated Filter for
dispersion Compensation Realized in
Silicon (SOI)
A. Rahim, S. Schwarz, L. Zimmermann,
J. Bruns, K. Voigt, D.I. Kroushkov,
C.G. Schäffer, K. Petermann
Proc. of the Sino-German Joint Symposium
on Opto- and Microelectronic Devices and
Circuits (SODC 2012), M13 (2012)
(138) Characterization of Dislocation-Based
nanotransistors
M. Reiche, M. Kittler
SPIE Proceedings; 8549 (2012)
(139) Group IV Materials and Properties
M. Reiche, M. Kittler
Handbook of Silicon Photonics / Eds.
L. Pavesi, L. Vivien, Taylor and Francis, 25
(2012)
(140) Characterization of Germanium-Sulfide
thin Films Grown by Hot Wire Chemical
Vapor Deposition
D. Reso, M. Silinskas, N. Frenzel, M. Lisker,
E.P. Burte
Frontiers in Electronic Materials: Correlation
Effects, Spintronics, and Memristive Phenomena
– Fundamentals and Applications /
eds.: J. Heber, D. Schlomm u.a., Weinheim:
Wiley-VCH, 214 (2012)
(141) Growth of Germanium Sulfide by Hot Wire
Chemical Vapor Deposition for Nonvolatile
Memory Applications
D. Reso, M. Silinskas, M. Lisker, E.P. Burte
Journal of Non-Crystalline Solids 358, 1511
(2012)
(142) rF-MEMS Switching Circuits Fabricated
in a SiGe Process Technology
S. Reyaz, C. Samuelsson, R. Malmqvist,
M. Kaynak, A. Alvandpour, A. Rydberg
Proc. GigaHertz 2012 Symposium, (2012)
(143) a V-Band RF-MEMS SPDT Switch Network
in a SiGe BiCMOS Process Technology
S. Reyaz, C. Samuelsson, R. Malmquist,
M. Kaynak, A. Rydberg
Proc. 13 th Symposium on RF-MEMS and RF-
Microsystems (MEMSWAVE 2012), (2012)
(144) Millimeter-Wave RF-MEMS SPDT Switch
networks in a SiGe BiCMOS Process
technology
S. Reyaz, C. Samuelsson, R. Malmquist,
M. Kaynak, A. Rydberg
Proc. European Microwave Conference
(EuMW 2012), 1071 (2012)
(145) half-Terahertz SiGe BiCMOS Technology
H. Rücker, B. Heinemann, A. Fox
Proc. Silicon Monolithic Integrated Circuits
on RF Systems (SiRF 2012), 133 (2012)
(146) SiGe BiCMOS Technologies for Applications
above 100 GHz
H. Rücker, B. Heinemann, A. Fox
Proc. 2012 IEEE Compound Semiconductor
Integrated Circuit Symposium (CSICS 2012),
(2012)
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
103

E R S C H I E N E N E P u b l i k a t i o n e n – P u b l i s h e d P A P E R S
(147) SiGe BiCMOS Technology for mm-Wave
Systems
H. Rücker, B. Heinemann
Proc. International SoC Design Conference
(ISOCC 2012), 266 (2012)
(148) Complex Product Development:
using a Combined VoC Lead User Approach
A. Sänn, D. Baier
Studies in Classification, Data Analysis and
Knowledge Organization, 45 (2012)
(149) lead Users and Non-Lead-Users:
Breakthrough Preferences Measured
by Online Analysis
A. Sänn
Proc. of the R&D Management Conference
2012, abstr. book, 44 (2012)
(150) lead Users and Non-Lead-Users: Preferences
Measured by Conjoint Analysis
A. Sänn, D. Baier
Proc. of the 34 th Marketing Science Conference
(ISMS 2012), abstr. book, 17 (2012)
(151) Gigahertz Monolithic Delay Lines for
Surface Acoustic Waves on Silicon
P.V. Santos, S. Rauwerdink, K. Biermann,
B. Drescher, W. Seidel, Ch. Wenger, U. Kaletta,
M. Fraschke, D. Wolansky, M. Kaynak
IOP Conference Series: Materials Science and
Engineering 41, 012009 (2012)
(152) SiGe BiCMOS Transceivers, Antennas, and
ultra-Low-Cost Packaging for the ISM
Bands at 122 and 245 GHz
J.C. Scheytt, Y. Sun, K. Schmalz, R. Wang
Proc. International Microwave Symposium
(IMS 2012), (2012)
(153) a 245 GHz LNA in SiGe Technology
K. Schmalz, J. Borngräber, Y. Mao, H. Rücker,
R. Weber
IEEE Microwave and Wireless Components
Letters 22, (10), 533 (2012)
(154) a 245 GHz Transmitter in SiGe Technology
K. Schmalz, J. Borngräber, B. Heinemann,
H. Rücker, J.C. Scheytt
Proc. IEEE Radio Frequency Integrated
Circuits Symposium (RFIC 2012), 195 (2012)
(155) Systemarchitektur für Raumfahrtanwendungen
G. Schoof, V. Petrovic, S. Montenegro
Proc. 24. GI / GMM / ITG-Workshop Testmethoden
und Zuverlässigkeit von Schaltungen und
Systemen, 29 (2012)
(156) embedded Low Power Clock Generator for
Sensor Nodes
O. Schrape, F. Vater
Proc. Norchip 2012 (2012)
(157) Smarter ICs
H. Schumacher, M. Kaynak, V. Valenta,
B. Tillack
IEEE Microwave Magazine Nov. / Dec., S33
(2012)
(158) a Distributed Intrusion Detection System
for Industrial Automation Networks
F. Schuster, A. Paul
Proc. 17 th International Conference on
Emerging Technologies & Factory Automation
(EFTA 2012), (2012)
(159) low-Power BiCMOS Track-and-Hold Circuit
with Reduced Signal Feedthrough
B. Sedighi, Y. Borokhovych, H. Gustat,
J.C. Scheytt
Proc. International Microwave Symposium,
(IMS 2012), (2012)
104 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

E R S C H I E N E N E P u b l i k a t i o n e n – P u b l i s h e d P A P E R S
(160) low-Power SiGe BiCMOS Transimpedance
amplifier for 25-GBaudOptical Links
B. Sedighi, J.C. Scheytt
IEEE Transactions on Circuits and Systems II
59(8), 461 (2012)
(161) low-Power 20-Gb / s SiGe BiCMOS Driver
with 2.5 V Output Swing
B. Sedighi, P.Ostrovskyy, J.C. Scheytt
Proc. International Microwave Symposium
(IMS 2012), (2012)
(162) low-Power 8-Bit 5-GS / s D / A Converter for
Multi-Gigabit Wireless Transceivers
B. Sedighi, M Khafaji, J.C. Scheytt
International Journal of Microwave and
Wireless Technologies, 1 (2012)
(163) 40 Gb / s VCSEL Driver IC with a New Output
Current and Pre-Emphasis Adjustment
Method
B. Sedighi, J.C. Scheytt
Proc. International Microwave Symposium
2012 (IMS 2012), (2012)
(164) a 77 GHz On-Chip Dipole Antenna with
etched Silicon Substrate
M. Seyyed-Esfahlan, M. Kaynak, I. Tekin
Proc. 13th Symposium on RF-MEMS and
RF-Microsystems (MEMSWAVE 2012), (2012)
(165) platform for Automated HW / SW
Co-Verification, Testing and Simulation
of Microprocessors
A. Simevski, R. Kraemer, M. Krstic
Proc. 13 th Latin American Test Workshop
(LATW 2012), 1 (2012)
(166) Scalable Design of a Programmable NMR
Voter with Inputs’ State Descriptor and
Self-Checking Capability
A. Simevski, E. Hadzieva, R. Kraemer, M. Krstic
Proc. NASA / ESA Conference on Adaptive
Hardware and Systems (AHS 2012), 182 (2012)
(167) GaP Collector Development for SiGe HBT
performance Increase: A Heterostructure
Growth Study
O. Skibitzki, F. Hatami, Y. Yamamoto,
P. Zaumseil, A. Trampert, M.A. Schubert,
B. Tillack, W. T. Masselink, T. Schroeder
Journal of Applied Physics 111, 073515
(2012)
(168) Solid-Phase Epitaxy of Undoped
amorphous Silicon by in-situ Postannealing
O. Skibitzki, Y. Yamamoto, M.A. Schubert,
B. Tillack
Thin Solid Films 520, 3271 (2012)
(169) Single Error Plus Single Erasure Correction
with Redundancy Repair Scheme for
Memory Reliability Improvement
P. Skoncej
Proc. 24. GI / GMM / ITG Workshop Testmethoden
und Zuverlässigkeit von Schaltungen und
Systemen, 87 (2012)
(170) wBR - Word and Block-Level Hard Error
repair for Memories
P. Skoncej
Proc. Non-Volatile Memory Technology
Symposium (NVMTS 2012), (2012)
(171) ImRNG: A Lightweight Pseudorandom
number Generator for Wireless Sensor
networks
A. Sojka, K. Piotrowski
Proc. International Conference on Security
and Cryptography (Secrypt 2012), (2012)
(172) Concept of Vertical Bipolar Transistor with
lateral Drift Region, Applied to High
Voltage SiGe HBT
R. Sorge, A. Fischer, R. Pliquett, C. Wipf,
R. Barth
Proc. Silicon Monolithic Integrated Circuits
on RF Systems (SiRF 2012), 223 (2012)
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
105

E R S C H I E N E N E P u b l i k a t i o n e n – P u b l i s h e d P A P E R S
(173) hard X-Ray Photoelectron Spectroscopy
Study of the Electroforming in Ti / HfO 2
-
based Resistive Switching Structures
M. Sowinska, T. Bertaud, D. Walczyk, S. Thiess,
M.A. Schubert, M. Lukosius, W. Drube,
Ch. Walczyk, T. Schroeder
Applied Physics Letters 100, 233509 (2012)
(174) In-Operando HAXPES Analysis of the
resistive Switching Phenomenon in
ti / HfO 2
-Based Systems
M. Sowinska, T. Bertaud, D. Walczyk, S. Thiess,
Ch. Walczyk, T. Schroeder
Technical Digest of Frontiers in Electronic
Materials: A Collection of ext. abstr. of the
Nature Conference, 2012, 235 (2012)
(175) a Hybrid Photonic Integrated Wavelength
Converter on a Silicon-on-Insulator Substrate
C. Stamatiadis, L. Stampoulidis, K. Vyrsokinos,
I. Lazarou, D. Kalavrouziotis, L. Zimmermann,
K. Voigts, G.B. Preves, L. Moerl, J. Kreissl,
H. Avramopoulos
Proc. OFC 2012, (2012)
(176) photonic Provisioning Using a Packaged
SOI Hybrid All-Optical Wavelength Converter
in a Meshed Optical Network Testbed
Ch. Stamatiadis, D. Kalavrouziotis, A. Pagano,
R. Morro, E. Riccardi, L. Stamoulidis, K. Voigt,
G.B. Preve, L. Moerl, J. Kreissl, K. Landles,
St. Duffy, H. Avramopoulos, L. Zimmermann,
K. Petermann
Journal of Lightwave Technology 30(18),
2941 (2012)
(177) MIMO Transmission in IEEE 802.11a WLAN
Z. Stamenkovic
Proc. 5 th WSEAS International Conference on
Sensors and Signals, 20 (2012)
(178) rear View Camera System for Car Driving
assistance
Z. Stamenkovic, K. Tittelbach-Helmrich,
J. Domke, C. Lörchner-Gerdaus, J. Anders,
V. Sark, M. Eric, N. Sira
Proc. 28 th International Conference on
Microelectronics (MIEL 2012), 383 (2012)
(179) tandemStack - a Flexible and Customizable
Sensor Node Platform for Low Power
applications
O. Stecklina, D. Genschow, Ch. Goltz
Proc. Sensornets 2012, 65 (2012)
(180) a Compact Linear 60-GHz PA with 29.2%
pae Operating at Weak Avalanche Area
in SiGe
Y. Sun, G.G. Fischer, J.C. Scheytt
IEEE Transactions on Microwave Theory and
Techniques 60, 2581 (2012)
(181) a Low-Phase-Noise 61 GHz Push-Push VCO
with Divider Chain and Buffer in SiGe
BiCMOS for 122 GHz ISM Applications
Y. Sun, J.C. Scheytt
Proc. IEEE Radio Frequency Integrated
Circuits Symposium (RFIC 2012), 79 (2012)
(182) Field Emission Tip Array Fabrication
utilizing Geometrical Hindrance in the
oxidation of Si
K. Sun, W. Zhang, B. Li, J. Young Lee, Y-H. Xie,
T. Schroeder, J. Katzer, X. Wei, T.P. Russell
IEEE Transactions on Nanotechnology 11(5),
999 (2012)
(183) a 12-Bit 20-GHz Reduced Size Pipeline
accumulator in 0.25 µm SiGe:C Technology
for DDS Applications
B. Sveistrup Jensen, M. Khafaji, T. Keinicke
Johansen, V. Krozer, J.C. Scheytt
IET Circuits, Devices & Systems 6(1), 19
(2012)
106 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

E R S C H I E N E N E P u b l i k a t i o n e n – P u b l i s h e d P A P E R S
(184) Structural and Optical Quality of GaN
Grown on Sc 2
O 3
/ Y 2
O 3
/ Si(111)
L. Tarnawska, P. Zaumseil, M.A. Schubert,
S. Okur, U. Ozgur, H. Morkoc, R. Paszkiewicz,
P. Storck, T. Schroeder
Journal of Applied Physics 111, 073509
(2012)
(185) a 77 GHz on-Chip Strip Dipole Antenna
Integrated with Balun Circuits for
automotive Radar
I. Tekin, M. Kaynak
Proc. IEEE International Symposium on
Antennas and Propagation and USNC-URSI
National Radio Science Meeting, (2012)
(186) Fabrication of Low-Loss SOI Nanowaveguides
Including BEOL Processes
for Nonlinear Applications
H. Tian, G. Winzer, A. Gajda, K. Petermann,
B. Tillack, L. Zimmermann
Journal of the European Optical Society 7,
12032 (2012)
(187) SiGe BiCMOS – A More than Moore Baseline
technology for Functional Diversification
of Opto- and Microelectronic Devices and
Circuits
B. Tillack, B. Heinemann, M. Kaynak,
H. Rücker, L. Zimmermann, Ch. Wenger
Proc. of the Sino-German Joint Symposium
on Opto- and Microelectronic Devices and
Circuits (SODC 2012), M02 (2012)
(188) SiGe BiCMOS Platform-Baseline Technology
for More than Moore Functional
diversification
B. Tillack
Proc. 24. GI / GMM / ITG-Workshop Testmethoden
und Zuverlässigkeit von
Schaltungen und Systemen, 9 (2012)
(189) an Accurate and Versatile Equivalent
Circuit Model for RF-MEMS Circuit
optimization in BiCMOS Technology
N. Torres Matabosch, F. Coccetti, M. Kaynak,
W. Zhang, B. Tillack, R. Plana, J.L. Casaux
Proc. European Microwave Conference
(EuMW 2012), 143 (2012)
(190) an Accurate Equivalent Circuit Model for
rF-MEMS Circuit Optimization and
Fabrication Process Monitoring in BiCMOS
technology
N. Torres Matabosch, F. Coccetti, M. Kaynak,
W. Zhang, B. Tillack, J.L.Cazaux
Proc. 13 th Symposium on RF-MEMS and RF-
Microsystems (MEMSWAVE 2012), (2012)
(191) reconfigurable Millimeter-Wave ICs in an
rF-MEMS Embedded BiCMOS Technology
A.C. Ulusoy, M. Kaynak, G. Liu, B. Tillack,
H. Schumacher
Proc. GigaHertz 2012 Symposium, (2012)
(192) reconfigurable Millimeter-Wave ICs in an
rF-MEMS Embedded BiCMOS Technology
A.C. Ulusoy, M. Kaynak, G. Liu, T. Purtova,
B. Tillack, H. Schumacher
Proc. 13 th Symposium on RF-MEMS and RF-
Microsystems (MEMSWAVE 2012), (2012)
(193) From Enabling Technology to Applications:
reconfigurable SiGe BiCMOS ICs with Fully
Integrated RF MEMS Switches for Millimetre
wave Transceivers
V. Valenta, M. Kaynak, G. Liu, A.C. Ulusoy,
T. Purtova, A. Trasser, H. Schumacher
Proc. ESA Microwave Technologies &
Techniques Workshop, (2012)
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
107

E R S C H I E N E N E P u b l i k a t i o n e n – P u b l i s h e d P A P E R S
(194) an Integration Approach for Graphene
double-Gate Transistors
S. Vaziri, A.D. Smith, C. Henkel, M. Östling,
M.C. Lemme, G. Lupina, G. Lippert,
J. Dabrowski, W. Mehr
Proc. 42 nd European Solid-State Device
Research Conference (ESSDERC 2012), 250
(2012)
(195) a Satellite Internal Communication
Controller: Design and Implementation
M. Veleski, V. Petrovic, Z. Stamenkovic
Advances in Circuits, Systems, Automation
and Mechanics, 87 (2012)
(196) resistive Switching Behavior in
tiN / HfO 2
/ Ti / TIN Devices
D. Walczyk, T. Bertaud, M. Sowinska,
M. Lukosius, M.A. Schubert, A. Fox,
D. Wolansky, A. Scheit, M. Fraschke, G. Schoof,
Ch. Wolf, R. Kraemer, B. Tillack, R. Korolevych,
V. Stikanov, Ch. Wenger, T. Schroeder,
Ch. Walczyk
Proc. 2012 International Semiconductor
Conference Dresden-Grenoble (ISCDG 2012),
(2012)
(197) a Micromachined Double-Dipole Antenna
for 122-140 GHz Applications Based on a
SiGe BiCMOS Technology
R. Wang, Y. Sun, M. Kaynak, St. Beer,
J. Borngräber, J.C. Scheytt
Proc. International Microwave Symposium
2012, (2012)
(198) Giant Optical Response from Grapheneplasmonic
System
P. Wang, W. Zhang, O. Liang, M. Pantoja,
J. Katzer, T. Schroeder, Y.-H. Xie
ACS Nano 6(7), 6244 (2012)
(199) the Effect of Composition on the Bandgap
width in Insulating Nb x
Ta y
O z
Nanolayers
W.C. Wang, H.Y. Chou, M. Badylevich,
T. Blomberg, Ch. Wenger, J.A. Kittl,
V.V. Afanas‘ev
IOP Conference Series: Material Science and
Engineering 41, 012004 (2012)
(200) Microwave Biosensor for Characterization
of Compartments in Teflon Capillaries
J. Wessel, J.C. Scheytt, K. Schmalz, B. Cahill,
G. Gastrock
Proc. European Microwave Week,
(EuMW 2012), 534 (2012)
(201) Material Properties Characterization of
BiCMOS BEOL Metal Stacks for RF-MEMS
applications
M. Wietstruck, M. Kaynak, W. Zhang, S. Kurth,
B. Erler, B. Tillack
Novel RF MEMS Technologies, (Series in Micro
and Nanoengineering; 20) / Ed:
G. Papaioanou u.a., Bucuresti: Editura,
Academiei Romane, 161 (2012)
(202) the Influence of High Temperature Stress
on a BiCMOS Embedded RF-MEMS Switch
M. Wietstruck, M. Kaynak, W. Zhang,
K. Kaletta, B. Tillack
Proc. 13 th Symposium on RF-MEMS and RF-
Microsystems (MEMSWAVE 2012), (2012)
(203) a New Method to Analyze the Behavior of
SiGe:C HBTs under RF Large Signal Stress
Ch. Wipf
Proc. Silicon Monolithic Integrated Circuits
on RF Systems (SiRF 2012), 97 (2012)
(204) detection and Reduction of Via Faults
D. Wolansky, H. Rücker, J. Bauer, U. Haak,
W. Höppner, J. Katzer, P. Kulse, A. Mai,
A. Scheit, K. Schulz
Proc. International Semiconductor Conference
Dresden Grenoble, (ISCDG 2012), (2012)
108 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

E R S C H I E N E N E P u b l i k a t i o n e n – P u b l i s h e d P A P E R S
(205) 15 Gbps Communication over an USB3.0
Cable and Even More
A. Wolf, J.C. Scheytt
Proc. IEEE International Conference on
Communication and Signal Processing
(SSD -CSP 2012), (2012)
(206) atomic Layer Deposition of HfO 2
Thin Films
employing a Heteroleptic Hafnium Precursor
B.K. Xu, A.P. Milanov, H. Parala, Ch. Wenger,
C. Baristiran Kaynak, K. Lakribssi, T. Toader,
C. Bock, D. Rogalla, H.-W. Becker, U. Kunze,
A. Devi
Chemical Vapor Deposition 18, 1 (2012)
(207) low Threading Dislocation Density Ge
Growth and Heavy Phosphorus Doping in Ge
Y. Yamamoto, P. Zaumseil, G. Kozlowski,
R. Kurps, B. Tillack
Proc. University of Vigo and JSPS Core-to-
Core Program Joint Seminar: Atomically
Controlled Processing for Ultralarge Scale
Integration (2012)
(208) low Threading Dislocation Ge on Si by
Combining Deposition and Etching
Y. Yamamoto, G. Kozlowski, P. Zaumseil,
B. Tillack
Thin Solid Films 520, 3216 (2012)
(209) phosphorus Atomic Layer Doping in Ge
using RPCVD
Y. Yamamoto, R. Kurps, Ch. Mai, I. Costina,
J. Murota, B. Tillack
Proc. 6 th International SiGe Technology and
Device Meeting (ISTDM 2012), abstr. book,
14 (2012)
(210) phosphorus Profile Control in Ge by Si
delta Layers
Y. Yamamoto, P. Zaumseil, R. Kurps, J. Murota,
B. Tillack
ECS Transactions 50(9), 255 (2012)
(211) phosphorus Profile Control in Ge by Si
delta Layers
Y. Yamamoto, P. Zaumseil, R. Kurps, J. Murota,
B. Tillack
Proc. SiGe, Ge, and Related Compounds 5:
Materials, Processing and Devices,
ECS Meeting, abstr. 3126 (2012)
(212) a 12.5-Gb / s SiGe BiCMOS Optical Receiver
with a Monolithically Integrated 850-nm
avalanche Photodetector
J.-S. Youn, M.-J. Lee, K.-Y. Park, H. Rücker,
W.-Y. Choi
Proc. OFC NFOEC 2012, (2012)
(213) an Integrated 12.5-Gb / s Optoelectronic
receiver with a Silicon Avalanche
photodetector in Standard SiGe BiCMOS
technology
J.-S. Youn, M.-J. Lee, K.-Y. Park, H. Rücker,
W.-Y. Choi
Optics Express 20(27), 28153 (2012)
(214) Bit-Error Rate Analysis of Integrated
optoelectronic Receiver
J.-S. Youn, M.-J. Lee, K.-Y. Park, W.-Y. Choi,
H. Rücker
Proc. Photonic Global Conference, Program
and abstr. (2012)
(215) Compliant Si Nanostructures on SOI for
Ge Nanoheteroepitaxy - A Case Study for
lattice Mismatched Semiconductor
Integration on Si(001)
P. Zaumseil, G. Kozlowski, Y. Yamamoto,
J. Bauer, M.A. Schubert, T.U. Schülli,
B. Tillack, T. Schroeder
Journal of Applied Physics 112, 043506
(2012)
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
109

E R S C H I E N E N E P u b l i k a t i o n e n – P u b l i s h e d P A P E R S
(216) preparation and Characterization of Ge
epitaxially Grown on Nano-Structured
periodic Si Pillars and Bars on Si(001)
Substrate
P. Zaumseil, Y. Yamamoto, A. Bauer,
M.A. Schubert, J. Matejova, G. Kozlowski,
T. Schroeder, B. Tillack
Thin Solid Films 520, 3240 (2012)
(217) the Role of SiGe Buffer in Growth and
relaxation of Ge on Free-Standing Si(001)
nano-Pillars
P. Zaumseil, G. Kozlowski, M.A. Schubert,
Y. Yamamoto, J. Bauer, T.U. Schülli, B. Tillack,
T. Schroeder
Nanotechnology 23, 355706 (2012)
(218) entwurf einer neuen Testprozessorlösung
für den Funktionaltest asynchroner
Schaltungen
St. Zeidler, Ch. Wolf, M. Krstic, R. Kraemer
Proc. 24. GI / GMM / ITG-Workshop: Testmethoden
und Zuverlässigkeit von Schaltungen
und Systemen, 11 (2012)
(219) Functional Pattern Generation for
asynchronous Designs in a Test Processor
environment
St. Zeidler, Ch. Wolf, M. Krstic, R. Kraemer
Proc. 2012 IEEE 21 st Asian Test Symposium,
296 (2012)
(220) eM and Lumped-Element Model of BiCMOS
embedded Capacitive RF-MEMS Switch
W. Zhang, M. Kaynak, M. Wietstruck, V. Mühlhaus,
B. Tillack
Proc. 7 th German Microwave Conference
(GeMIC 2012), (2012)
(221) aircraft Cabin-integrated 57-64GHz WLAN
Communication System
V. Ziegler, B. Schulte, J. Sabater, S. Bovelli,
J. Kunisch, K. Maulwurf, M. Martinez-Vazquez,
C. Oikonomopoulos-Zachos, S. Glisic, M. Ehrig,
E. Grass
Proc. IEEE International Microwave
Symposium (IMS 2012), (2012)
(222) Broadband 57–64-GHz WLAN Communication
System Integrated Into an Aircraft
Cabin
V. Ziegler, B. Schulte, J. Sabater, S. Bovelli,
J. Kunisch, K. Maulwurf, M. Martinez-Vazquez,
C. Oikonomopoulos-Zachos, S. Glisic, M. Ehrig,
E. Grass
IEEE Transactions on Microwave Theory and
Techniques 60(12), 4209 (2012)
(223) hybrid Integration of Coherent Receivers
for Terabit Ethernet on SOI Waveguide PLC
L. Zimmermann, M. Kroh, K. Voigt, G. Winzer,
H. Tian, L. Stampoulidis, B. Tillack,
K. Petermann
Proc. of the 9 th International Conference on
Group IV (GFP), 153 (2012)
(224) Silicon Photonics for Nonlinear
applications
L. Zimmermann, H. Tian, A. Gajda, K. Voigt,
G. Winzer, K. Petermann, B. Tillack
Proc. of the Sino-German Joint Symposium
on Opto- and Microelectronic Devices and
Circuits (SODC 2012), M05 (2012)
(225) Stacking Behaviour of twin-free Type-B
oriented CeO 2
(111) Films on Hexagonalpr
2
O 3
(001) / Si(111) Systems
M.H. Zoellner, J. Dabrowski, P. Zaumseil,
A. Giussani, M.A. Schubert, G. Lupina,
H. Wilkens, J. Wollschläger, M. Reichling,
M. Bäumer, T. Schroeder
Physical Review B 85, 035302 (2012)
110 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

E i n g e l a d e n e V O R T R Ä G E – I n v i t e d P r e s e n t a t i o n s
(226) Stoichiometry-Structure Correlation of
epitaxial Ce 1-x
Pr x
O 2-δ
(x=0-1) Thin Films
on Si (111)
M.H. Zoellner, P. Zaumseil, H. Wilkens,
S. Gevers, J. Wollschläger, M. Bäumer,
Y.-H. Xie, G. Niu, T. Schroeder
Journal of Crystal Growth 355, 159 (2012)
(5) In-Operando HAXPES as a Non-Destructive
technique for Investigating the Resistive
Switching Phenomenon
T. Bertaud
Leti Workshop on Innovative Memory Technologies
2012, Minatec Grenoble, June 21, 2012,
France
Eingeladene Vorträge
Invited Presentations
(1) light Emission from Ge on Si
T. Arguirov, M. Kittler, M. Oehme et al.
4 th Sino-German Symposium The Silicon Age,
Berlin, September 18-23, 2012, Germany
(2) Simulationen zur optischen Charakterisierung
(Reflektometrie und Ellipsometrie)
nanostrukturierter Oberflächen
J. Bauer
WTT-Kooperationsforum, TH Wildau, May 15,
2012, Germany
(3) hfO 2
-based RRAM for Embedded
non-Volatile Memory: From Material
Science to Integrated 1T1R RRAM Arrays
T. Bertaud, Ch. Walczyk, D. Walczyk,
M. Sowinska, D. Wolansky, B. Tillack,
G. Schoof, Ch. Wenger, S. Thiess, T. Schroeder
222 nd ECS Meeting, Honolulu, October 07-12,
2012, USA
(4) hfO 2
-based RRAM Integration for Future
embedded Non-Volatile Memory
applications
T. Bertaud, Ch. Walczyk, D. Walczyk,
M. Sowinska, T. Schroeder, Ch. Wenger
Novel High k Applications Workshop, Dresden,
January 25, 2012, Germany
(6) overview of IHP Activities on HfO 2
-based
rraM Integration
T. Bertaud, Ch. Walczyk, D. Walczyk,
M. Sowinska, T. Schroeder, Ch. Wenger
Leti Seminar, Grenoble, February 10, 2012,
France
(7) IR-UWB Transceiver für hoch-präzise
lokalisierung
G. Fischer, O. Klymenko, D. Martynenko
Workshop on Ultra-Wideband Localization
Systems for Industrial Applications, Karlsruhe,
January 24, 2012, Germany
(8) Spectroscopic Ellipsometry / Reflectometry
for Process Control of Si-Technologies
O. Fursenko, J. Bauer
7 th Workshop Ellipsometry, Leipzig,
March 05-07, 2012, Germany
(9) Von der Idee zum System: Wireless
engine – eine Idee auf dem Weg zur
realisierung
E. Grass
IHP-Symposium, Frankfurt (Oder),
February 13, 2012, Germany
(10) overview of Biosystems
S. Guha
Young Researchers Meet, Berlin,
September 14, 2012, Germany
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
111

E i n g e l a d e n e V O R T R Ä G E – I n v i t e d P r e s e n t a t i o n s
(11) advanced Transistor Architectures for
half-Terahertz SiGe HBTs
B. Heinemann, A. Fox, H. Rücker
ECS Meeting, SiGe, Ge, and Related
Compounds 5: Materials, Processing, and
Devices, Honolulu, October 07-12, 2012, USA
(12) BiCMOS Embedded RF-MEMS Technology
M. Kaynak
The 7 th German Microwave Conference
(GeMiC 2012), Ilmenau, March 12, 2012,
Germany
(13) BiCMOS Embedded RF-MEMS Technology
and Application of it in mm-Wave
reconfigurable ICs
M. Kaynak, B. Tillack
Analogschaltungen 2012, TU Berlin,
March 22-23, 2012, Germany
(14) latest Developments on SiGe Technology
and RF-MEMS-BiCMOS Co-Integration
M. Kaynak
GigaHertz 2012 Symposium, Stockholm,
March 06-07, 2012, Sweden
(15) MEMS-BiCMOS Integration and on-Chip
antennas for mm-Wave Application
M. Kaynak
RF-MEMS Based Antennas Workshop, Middle
East Technical University, Ankara,
June 29, 2012, Turkey
(16) nitrogen Doped 300 mm Czochralski
Silicon Wafers Optimized with Respect to
Voids with Laterally Homogeneous Internal
Getter Capabilities
G. Kissinger, G. Raming, R. Wahlich, T. Müller
4 th Sino-German Symposium The Silicon Age,
Berlin, September 18-23, 2012, Germany
(17) oxygen Precipitation after Thermal
processing on the Second and on the
Millisecond Scales
G. Kissinger, D. Kot, W. von Ammon,
J. Dabrowski, A. Sattler
6 th International Symposium on Advanced
Science and Technology of Silicon Materials,
Kona, Hawaii, November 19-23, 2012, USA
(18) the Silicon Age
M. Kittler
4 th Sino-German Symposium The Silicon Age,
Berlin, September 18-23, 2012, Germany
(19) electrical Activity of Crystal Defects in
Solar Silicon
M. Kittler, T. Arguirov, A. Klossek, Ch. Krause,
D. Mankovics, T. Mchedlidze, W. Seifert,
M. Trushin
E-MRS Spring Meeting, Symposium A,
Strasbourg, May 15-17, 2012, France
(20) Forschung über CMOS-kompatible
lichtemitter für die integrierte
Silizium-Photonik
M. Kittler, T. Arguirov, M. Oehme, M. Reiche
Laser Optics 2012, Berlin, March 19-21, 2012,
Germany
(21) luminescence and EBIC Analysis of Crystal
defects in Solar Silicon
M. Kittler, T. Arguirov, A. Klossek, Ch. Krause,
D. Mankovics, T. Mchedlidze, W. Seifert,
M. Trushin
11 th International Workshop on Beam
Injection Assessment of Microstructures (BI-
AMS 2012), Annaba, June 25-28, 2012, Algeria
(22) IR-UWB Receiver Design Principles
O. Klymenko, G. Fischer, D. Martynenko
Workshop on Ultra-Wideband Localization
Systems for Industrial Applications, Karlsruhe,
January 24, 2012, Germany
112 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

E i n g e l a d e n e V O R T R Ä G E – I n v i t e d P r e s e n t a t i o n s
(23) epitaxial Growth of Low Defect SiGe Buffer
layers for Integration of New Materials on
300 mm Silicon Wafers
G. Kozlowski, T. Schroeder, P. Storck
222 nd Electrochemical Society Meeting,
Honolulu, October 07-12, 2012, Hawaii, USA
(24) on the Compliant Behaviour of Free-
Standing Si Nanostructures on Si(001) for
Ge Nanoheteroepitaxy
G. Kozlowski, P. Zaumseil, M.A. Schubert,
Y. Yamamoto, J. Bauer, B. Tillack, T. Schroeder
Tyndall, Cork, September 11, 2012, Ireland
(25) on the Compliant Behaviour of Free-
Standing Si Nanostructures on Si(001)
for Ge Nanoheteroepitaxy
G. Kozlowski, P. Zaumseil, M.A. Schubert,
Y. Yamamoto, J. Bauer, B. Tillack, T. Schroeder
Bremen University, 2012, Germany
(26) on the Compliant Behaviour of Ge
nanocrystals on Free-Standing Si
nanopillars
G. Kozlowski, P. Zaumseil, M.A. Schubert,
Y. Yamamoto, J. Bauer, T. Schülli, B. Tillack,
T. Schroeder
ESRF User Meeting, Grenoble,
February 07-08, 2012, France
(27) drahtlose Kommunikationssysteme und
deren Software für die Verwendung im Auto
R. Kraemer
11. EUROFORUM-Jahrestagung Software
im Automobil, Stuttgart, June 06-07, 2012,
Germany
(28) the All IHP Sensor Node: Highly Integrated
Sensor Nodes Using IHP Components
D. Kreiser, M. Brzozowski, G. Panic,
S. Olonbayar, T. Basmer, P. Langendörfer
The 10 th ACM International Symposium on
Mobility Management and Wireless Access
(MOBIWAC 2012), Paphos,
October 21-22, 2012, Cyprus
(29) evaluating GALS Systems-Outlook and
Future Prospects
M. Krstic
2012 IEEE 27 th Convention of Electrical and
Electronics Engineers (IEEI 2012), Eilat,
November 14-17, 2012, Israel
(30) a Holistic Approach towards Secure
wireless Sensor Networks
P. Langendörfer, Z. Dyka
Ringvorlesung KIT, Karlsruhe, July 06, 2012,
Germany
(31) Sichere drahtlose Kommunikation für
Geräte mit begrenzter Rechen- und
Speicherkapazität
P. Langendörfer, O. Stecklina
IT- und Datensicherheit im Unternehmen,
IHK Cottbus, June 05, 2012, Germany
(32) atomic Vapor Depositions of Metal
Insulator Metal Capacitors: Investigation,
development and Integration
M. Lukosius
Leibniz-Doktoranden-Forum der Sektion D,
Berlin, June 08, 2012, Germany
(33) Graphene Growth on Insulators: Van der
waals and Catalytic Oxide Surfaces
G. Lupina, G. Lippert, J. Dabrowski,
M. Zoellner, T. Schroeder, W. Mehr
Workshop des Leibniz-Verbundes
Nanotechnologie, Berlin,
January 30-31, 2012, Germany
(34) Graphene: Synthesis and Applications
G. Lupina
Summer School IRTG 2012, Zeuthen,
July, 24, 2012, Germany
(35) IC Design für UWB-Sender
D. Martynenko, G. Fischer, O. Klymenko
Workshop on Ultra-Wideband Localization
Systems for Industrial Applications, Karlsruhe,
January 24, 2012, Germany
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
113

E i n g e l a d e n e V O R T R Ä G E – I n v i t e d P r e s e n t a t i o n s
(36) light-Induced Crystallization of Thin
Silicon Films
T. Mchedlidze, T. Arguirov, M. Kittler
4 th Sino-German Symposium The Silicon Age,
Berlin, September 18-23, 2012, Germany
(37) atomically Controlled CVD Technology of
Group IV Semiconductors for Ultralarge
Scale Integration
J. Murota, M. Sakuraba, B. Tillack
IEEE International Conference on Solid-
State and Integrated Circuit Technology
(IEEE ICSICT 2012), Xian,
October 29-November 01, 2012, China
(38) Crystalline Rare Earth Oxides on Si for the
Integration of Alternative Semiconductors
on Si Wafers
G. Niu, A. Giussani, O. Seifarth, P. Zaumseil,
M.A. Schubert, M.H. Zoellner, J. Dabrowski,
P. Storck, T. Schroeder
The 2 nd International Conference on Small
Science (ICSS 2012), Orlando,
December 16-19, 2012, USA
(39) Board Implementation and its Performance
for IR-UWB IEEE.802.15.4a from Multiple
aSIC Chips
S. Olonbayar, D. Kreiser, D. Martynenko,
G. Fischer, O. Klymenko, R. Kraemer
18 th European Wireless Conference (EW 2012),
Poznan, April 17-20, 2012, Poland
(40) FP7 Project StrokeBack
St. Ortmann, P. Langendörfer
FP7 Cluster Meeting: ICT Solutions in the
Rehabilitation Area, Brussels,
October 19, 2012, Belgium
(41) Google, Facebook oder Big Brother-wer
weiß mehr über dich?
St. Ortmann
Tag der Wissenschaft 2012, Luckenwalde,
February 13, 2012, Germany
(42) Single-Chips für Medizintechnik
St. Ortmann, P. Langendörfer, K. Piotrowski
Jahreshauptversammlung Verein Brandenburgischer
Ingenieure und Wirtschaftler e.V.,
Frankfurt (Oder), January 28, 2012, Germany
(43) telemedizin und Rehabilitation: technische
Möglichkeiten und Forschungspotentiale
St. Ortmann
Symposium Tele-Rehabilitation,
Frankfurt (Oder), April 11, 2012, Germany
(44) user-Centric Design in Telemedical Stroke
rehabilitation
St. Ortmann
NET-EUCEN Workshop eHealth Scenarios and
Indicators for User Centricity, Brussels,
September 05, 2012, Belgium
(45) a Holistic Approach Towards Secure
wireless Sensor Networks
K. Piotrowski, St. Peter, Z. Dyka, P. Langendörfer
ZUSYS Graduiertenschule, Cottbus,
June, 29, 2012, Germany
(46) drahtlose Sensoren und Sensornetze – die
Konzepte und Anwendungen
K. Piotrowski
Ortsverein des VBIW, Eisenhüttenstadt,
August 21, 2012, Germany
(47) dislocation-Based Nanotransistors in Silicon
M. Reiche, M. Kittler, M. Krause, H. Übensee
4 th Sino-German Symposium The Silicon Age,
Berlin, September 18-23, 2012, Germany
(48) physics and Modeling of Strain Effects in
SiGe Heterojunction Bipolar Transistors
H. Rücker, B. Heinemann
International Workshop Mathematics for
Semiconductor Heterostructures – Modeling,
Analysis and Numerics, Berlin,
September 24-28, 2012, Germany
114 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

E i n g e l a d e n e V O R T R Ä G E – I n v i t e d P r e s e n t a t i o n s
(49) SiGe BiCMOS Technologies for Applications
above 100 GHz
H. Rücker, B. Heinemann, A. Fox
2012 IEEE Compound Semiconductor
Integrated Circuit Symposium (CSICS 2012),
Lan Jolla, October 14-17, 2012, USA
(50) SiGe BiCMOS Technology for mm-Wave
Systems
H. Rücker, B. Heinemann
International SoC Design Conference
(ISOCC 2012), Jeju, November 04-07, 2012,
Korea
(51) Innovationshemmnisse in Hochschulen
und Forschungseinrichtungen
A. Sänn
Round Table Hochschule trifft Wirtschaft,
Potsdam, November 26, 2012, Germany
(52) IHP BiCMOS Technologies for RF and Mixed
Signal Applications
R.F. Scholz, F. Teply, M. Cirillo
4th International Workshop on Analogue and
Mixed Signal Integrated Circuits for Space
Applications (AMICSA 2012), Noordwijk,
August 26-28, 2012, The Netherlands
(53) Clear Experimental Proof of the Compliant
Behaviour of Free-Standing Si Nanostructures
on SOI for Ge Nanoheteroepitaxy
by GI-XRD
T. Schroeder, G. Kozlowski, P. Zaumseil,
Y. Yamamoto, J. Bauer, T. Schülli, B. Tillack
International SiGe Technology and Device
Meeting (ISTDM 2012), Berkeley,
June 04-06, 2012, USA
(54) Compliant behavior of Free-Standing Si
nanostructures for Ge Nanoheteroepitaxy:
Bulk Si and SOI Wafer Approaches
T. Schroeder
IBM Zurich, August 02, 2012, Switzerland
(55) Ge Photonics for Si Microelectronics:
From Micro- to Nanostructure Integration
approaches
T. Schroeder, G. Capellini, G. Kozlowski,
A. Bauer, M. Lisker, Y. Yamamoto, Ch. Wenger,
P. Zaumseil, B. Tillack
Workshop des Leibniz-Verbundes Nanotechnologie,
Berlin, January 30-31, 2012, Germany
(56) lattice Mismatched Semiconductor
Integration on Si(001): SOI for Ge Nanoheteroepitaxy
T. Schroeder
4 th Sino-German Symposium The Silicon Age,
Berlin, September 18-23, 2012, Germany
(57) „More than Moore“ Materials Research for
Innovative Module Integration in IHP‘s
BiCMOS
T. Schroeder
Fraunhofer IPMS, Dresden, June 28, 2012,
Germany
(58) Selective Ge Micro- and Nanostructures on
patterned Si(001) Wafers for Photonics
and CMOS
T. Schroeder, G. Kozlowski, P. Zaumseil,
J. Bauer, Y. Yamamoto, B. Tillack
13 th Leibniz Conference of Advanced Science-
Nanoscience 2012, Lichtenwalde,
April 26-27, 2012, Germany
(59) Synchrotrondiagnostik von
Metallausscheidungen in Solarsilizium
W. Seifert
Freiberg, June 24, 2012, Germany
(60) a Methodology for Fault Tolerant
aSIC Design
Z. Stamenkovic
11 th WSEAS International Conference on
Circuits, Systems Electronics, Control and
Signal Processing, Montreux,
December 29-31, 2012, Switzerland
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
115

V O R T R Ä G E – P r e s e n t a t i o n s
(61) MIMO Transmission in IEEE 802.11a WLAN
Z. Stamenkovic
5 th WSEAS International Conference on
Sensors and Signals, Sliema,
September 07-09, 2012, Malta
(62) erweiterte Sicherheit für kritische
Infrastrukturen (ESCI)
O. Stecklina
CAST Workshop Darmstadt, October 11, 2012,
Germany
(63) MmW Communications and Radar
Y. Sun
Marie Curie University, Paris,
November 30, 2012, France
(67) X-Ray Characterization of Ge Dots
epitaxially Grown on Nano-Structured
Si Islands on SOI Substrates
P. Zaumseil, G. Kozlowski, Y. Yamamoto,
T. Schroeder
The 11 th Biennial Conference on High
Resolution X-Ray Diffraction and Imaging
(X-TOP 2012), St. Petersburg,
September 15-20, 2012, Russia
(68) technology for Free Carrier Lifetime
reduction in Silicon Nanowaveguides
for Nonlinear Applications
L. Zimmermann, A. Gajda, H. Tan, B. Tillack
E-MRS Spring Meeting, Strasbourg,
May 15, 2012, France
(64) 60 GHz Transceiver for Gbps Wireless
Communication
Y. Sun
Southeast University Nanjing,
August 18, 2012, China
(65) SiGe BiCMOS Platform: Baseline Technology
for More than Moore Functional
diversification
B. Tillack
24. GI / GMM / ITG-Workshop Testmethoden
und Zuverlässigkeit von Schaltungen und
Systemen, Cottbus, February 28, 2012,
Germany
(66) Functionalized Materials in CMOS
technologies
Ch. Wenger
1 st Annual World Congress of Advanced Materials
(WCAM 2012), Beijing,
June 04-08, 2012, China
Vorträge
Presentations
(1) MOCVD Growth of High-k Dielectric Ce-Al-O
layers from Various MO Precursors for MIM
applications
A. Abrutis, M. Lukosius, M. Skapas,
S. Stanionyte, V. Kubilius, Ch. Wenger,
A. Zauner
E-MRS, Strasbourg, May 14-18, 2012, France
(2) dislocation Luminescence in Highly Doped
degenerated Germanium at Room
temperature
T. Arguirov, O. Vyvenko, M. Oehme, J. Schulze,
M. Kittler
International Conference on Extended
Defects in Semiconductors (EDS-2012),
Thessaloniki, June 24-29, 2012, Greece
116 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

V O R T R Ä G E – P r e s e n t a t i o n s
(3) entwurf fehlertoleranter Zustandsautomaten
mit variablem Schutz für
spezifische Eingabesequenzen
M. Augustin, M. Gössel, R. Kraemer
24. GI / GMM / ITG-Workshop: Testmethoden
und Zuverlässigkeit von Schaltungen und
Systemen, Cottbus, February 26-28, 2012,
Germany
(4) energy Budget of an Implantable Glucose
Measurement System
T. Basmer, D. Genschow, M. Fröhlich,
M. Birkholz
BMT 2012, Jena, September, 16-19, 2012,
Germany
(5) non-Destructive HAXPES Studies of
ti / HfO 2
-based Resistive Switching Cells
T. Bertaud, M. Sowinska, D. Walczyk,
Ch. Walczyk, S. Thiess, W. Drube, T. Schroeder
Hard X-Ray Photoelectron Spectroscopy and
Standing Waves: Status and Trends, Grenoble,
February 06-08, 2012, France
(6) resistive Switching of Ti / HfO 2
-based
Memory Devices: Impact of the Atmosphere
and Oxygen Partial Pressure
T. Bertaud, M. Sowinska, D. Walczyk,
Ch. Walczyk, St. Kubotsch, Ch. Wenger,
T. Schroeder
E-MRS Spring Meeting, Strasbourg,
May 14-18, 2012, France
(7) resistive Switching on HfO 2
based Metal-
Insulator-Metal Structures: Effects of the
top Metal Electrode and the Oxygen Partial
pressure
T. Bertaud, D. Walczyk, Ch. Walczyk,
S. Kubotsch, M. Sowinska, T. Schroeder,
C. Vallée, V. Jousseaume, Ch. Wenger
DPG Frühjahrstagung 2012, Berlin,
March 25-30, 2012, Germany
(8) oberflächenmodifizieren mit einem
nd: YVO4-Laser
H. Beyer, M. Hofmann, M. Burger, C. Villringer,
G. Dittmar, W. Mehr, S. Schrader
FH Brandenburg, April 19, 2012, Germany
(9) Microelectronic Biosensors for On-Line
Monitoring of Key Molecules in
Bioprocesses
M. Birkholz, M. Fröhlich, T. Basmer, S. Trippel,
S. Junne, P. Neubauer
2 nd BioProScale Symposium, Berlin,
February 14-16, 2012, Germany
(10) Minimal-invasiver Blutzuckersensor (MIBS)
M. Birkholz, K.-E. Ehwald, M. Fröhlich,
P. Kulse, T. Basmer, R. Ehwald, T. Guschauski,
U. Stoll, H. Siegel, S. Schmaderer, J. Szeponik,
D. Zahn
16. GMA / ITG-Fachtagung Sensoren und
Messsysteme 2012, Nürnberg,
May 22-23, 2012, Germany
(11) praktische Erfahrungen mit der
präklinischen Testung von Glucosesensorsystemen
M. Birkholz
Workshop Technische und (Prä)Klinische
Prüfung von Intelligenten Implantaten,
Frankfurt / Main, December 19, 2012, Germany
(12) tensile Strained Ge Layers Obtained Via
a Si-CMOS Compatible Approach
G. Capellini, G. Kozlowski, Y. Yamamoto,
M. Lisker, T. Schroeder, A. Ghrib,
M. de Kersauson, M. El Kurdi, P. Boucaud,
B. Tillack
International SiGe Technology and Device
Meeting (ISTDM 2012), Berkeley,
June 04-06, 2012, USA
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
117

V O R T R Ä G E – P r e s e n t a t i o n s
(13) 120 GHz Radar Mixed-Signal Transceiver
W. Debski, W. Winkler, Y. Sun, M. Marinkovic,
J. Borngräber, J.C. Scheytt
European Microwave Integrated Circuit
Conference (EuMIC 2012), Amsterdam,
October 28-November 02, 2012,
The Netherlands
(14) an X-Band, High Performance, SiGe-HBT
power Amplifier for Phased Arrays
T. Dinc, I. Kalyoncu, M. Kaynak, Y. Gurbuz
European Microwave Conference
(EuMW 2012), Amsterdam,
October 28-November 02, 2012,
The Netherlands
(15) SiGeC: Heterojunction Bipolar Transistor
Matching between Different CMOS
Baselines by Tuning the Vertical Profiles
at a Nanometer Scale
V. Dmitriev, D. Knoll, T. Egorova, V. Seletskij,
Y. Yamamoto, B. Tillack
20 th International Symposium Nanostructures:
Physics and Technology,
Nizhny Novgorod, June, 24-30, 2012, Russia
(16) Side Channel Attacks and the Non-Volatile
Memory of the Future
Z. Dyka, Ch. Walcyk, D. Walczyk, Ch. Wenger,
P. Langendörfer
International Conference on Compilers, Architectures
and Synthesis for Embedded Systems
(CASES 2012), Tampere,
October 08, 2012, Finland
(17) towards Strong Security in Embedded and
pervasive Systems: Energy and Area
optimized Serial Polynomial Multipliers
in GF(2k)
Z. Dyka, P. Langendörfer, F. Vater, St. Peter
5 th IFIP International Conference on New
Technologies, Mobility and Security (NTMS
2012), Istanbul, May 07-10, 2012, Turkey
(18) 60 GHz Wireless Broadband Cable
replacement for Machine Vision
applications
M. Ehrig, M. Petri
International Symposium on Signals, Systems
and Electronics (ISSSE 2012), Potsdam,
October 03-05, 2012, Germany
(19) development of Fabrication Process for
Silicon Nitride Waveguides on 200 mm
wafer for Astrophotonic Applications
R. Eisermann, J.C. Boggio, H.N.J. Fernando,
M. Lisker, E. Matthus, H. Richter, K. Schulz,
L. Zimmermann
Astrophotonics Summer School 2012,
Wiesenburg, September 27, 2012, Germany
(20) 120 GHz Phased-Array Circuits in
0.25 µm SiGe BiCMOS Technology
M. Elkhouly, S. Glisic, F. Ellinger, J.C. Scheytt
7 th German Microwave Conference
(GeMIC 2012), Ilmenau,
March 12-14, 2012, Germany
(21) Moonrake Chip - Exploring Pausible
Clocking Based GALS Design for 40-nm
System Integration
X. Fan, M. Krstic, E. Grass, B. Sanders, Ch. Heer
Design, Automation and Test in Europe,
(DATE 2012), Dresden, March 12-16, 2012,
Germany
(22) performance Analysis of GALS Datalink
based on Pausible Clocking Scheme
X. Fan, M. Krstic, E. Grass
18 th IEEE International Symposium on
Asynchronous Circuits and Systems
(ASYNC 2012), Copenhagen,
May 07-09, 2012, Denmark
118 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

V O R T R Ä G E – P r e s e n t a t i o n s
(23) long-Term Reliability of High-Performance
SiGe:C Heterojunction Bipolar Transistors
G.G. Fischer, D. Micusik, A. Pocej
IEEE Bipolar / BiCMOS Circuits and Technology
Meeting (BCTM 2012), Portland,
October 01-03, 2012, USA
(24) Biostability and Material Durability of an
Implantable Glucose Sensor
M. Fröhlich, M. Birkholz, K.-E. Ehwald,
P. Kulse, O. Fursenko, J. Katzer
E-MRS Spring Meeting, Strasbourg,
May 14-18, 2012, France
(25) untersuchungen zur Biostabilität eines
implantierbaren Glucosesensors
M. Fröhlich, K.-E. Ehwald, P. Kulse,
O. Fursenko, J. Katzer, M. Birkholz
DPG Frühjahrstagung, Berlin,
March 25-30, 2012, Germany
(26) high Efficiency CW Four-Wave Mixing at
1.5 µm in SOI Nano-Rib Waveguides Using
p-i-n Diodes
A. Gajda, G. Winzer, B. Tillack, K. Petermann,
L. Zimmermann, H. Tian, R. Elschner,
T. Richter, C. Schubert
9 th International Conference on Group IV Photonics,
San Diego, August 29-31, 2012, USA
(27) 60 GHz Polarimetric MIMO Sensing
A.P. Garcia Ariza, R. Müller, F. Wollenschläger,
R. Stephan, A. Schulz, M. Elkhouly,
J.C. Scheytt, U. Trautwein, J. Müller,
R.S. Thomä, M.A. Hein
3 rd MC and Scientific Meeting, Barcelona,
February 08-10, 2012, Spain
(28) 60 GHz Polarimetric MIMO Sensing:
architectures and Technology
A.P. Garcia Ariza, R. Müller, R. Stephan,
F. Wollenschläger, A. Schulz, M. Elkhouly,
J.C. Scheytt, U. Trautwein, J. Müller,
R.S. Thomä, M.A. Hein
European Conference on Antennas and
Propagation (EuCAP 2012), Prague,
March 26-30, 2012, Czech Republic
(29) Synchronous Signal Acquisition and
processing in FMCW-Radar Applications
D. Genschow, M. Mahlig
International Symposium on Signals, Systems
and Electronics (ISSSE 2012), Potsdam,
October 03-05, 2012, Germany
(30) asynchronous Circuit Design: From Basics
to Practical Applications
E. Grass, M. Krstic, X. Fan, St. Zeidler
The 15 th IEEE Symposium on Design and
Diagnostics of Electronic Circuits and Systems
Symposium (DDECS 2012), Tallin,
April 18-20, 2012, Estonia
(31) das WLAN der Zukunft - Antrittsvorlesung
E. Grass
Humboldt-Universität, Tag der Informatik,
Berlin, May 03, 2012, Germany
(32) drahtlose Breitbandkommunikationssysteme
E. Grass
Sommerschule Mikroelektronik 2012,
Frankfurt (Oder), September 06, 2012,
Germany
(33) 60-GHz-Multimode-Chip-Set and
demonstrator
E. Grass
European Microwave Week (EuMW 2012),
MicroApps Seminar, Amsterdam,
October 29-31, 2012, The Netherlands
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
119

V O R T R Ä G E – P r e s e n t a t i o n s
(34) STM Study of Growing Co x
Ge y
Structures
on Ge(001) Substrate
T. Grzela, W. Koczorowski, A. Wykrota,
R. Czajka, N. Curson, G. Capellini, N. Curson
7 th Workshop on Applications of Scanning
Probe Microscopy STM / AFM 2012, Zakopane,
November 28-December 02, 2012, Poland
(35) STM Study of Growing Co x
Ge y
Structures
on Ge(001) Substrate
T. Grzela, W. Koczorowski, A. Wykrota,
R. Czajka, G. Capellini, N. Curson
8 th Interregional Workshop on Advanced
Nanomaterials (IWAN 2012), Frankfurt (Oder),
November 12-13, 2012, Germany
(36) 130 Nanometer CMOS MEMS Based Novel
Microfluidic System for Cytometry at
5 GHz to 7 GHz
S. Guha, K. Schmalz, Ch. Wenger,
W. Krautschneider
1 st International Conference on MicroFluidic
Handling Systems (MFHS 2012), Enschede,
October 10-12, 2012, The Netherlands
(37) wide Frequency Range Fractional-N
Synthesizer with Improved Phase Noise
for Flexible Payloads
H.-V. Heyer, H. Telle, A. Koelnberger, F. Herzel,
J.C. Scheytt, P. Piironen, E. Lia
2 nd ESA Workshop on Advanced Flexible
Telecom Payloads, Noordwijk,
April 17-19, 2012, The Netherlands
(38) p-Type Conductivity in Oxygen Deficient
hfO 2-x
Thin Films Grown by Reactive
Molecular Beam Epitaxy
E. Hildebrandt, J. Kurian, M. Müller,
T. Schroeder, H.-J. Kleebe, L. Alff
DPG Frühjahrstagung, Berlin,
March 26-30, 2012, Germany
(39) eine strahlungsresistente 0.13 Mikrometer
CMOS Bibliothek
U. Jagdhold
VDE VDI Zuverlässigkeit und Entwurf, Bremen,
September, 26, 2012, Germany
(40) Clock Jitter Generator with Picoseconds
resolution
G. Jovanovic, M. Stojcev, T. Nikolic,
Z. Stamenkovic
28 th International Conference on Microelectronics
(MIEL 2012), Nis,
May 13-16, 2012, Serbia
(41) development of CMOS Integrated AIN
Based SAW-Filter and the Role of
Si Substrate Resistivity
U. Kaletta, D. Wolansky, M. Fraschke,
Ch. Wenger
2012 International Semiconductor
Conference Dresden – Grenoble (ISCDG),
Grenoble, September, 24-26, 2012, France
(42) Integrated ZnO and AIN based Surface
acoustic Wave Devices on Silicon
U. Kaletta, Ch. Wenger, P.V. Santos,
S. Rauwerdink, W. Seidel, M. Fraschke,
D. Wolansky, A. Scheit
2 nd International Advances in Applied Physics
and Materials Science Congress (APMAS
2012), Antalya, April 26-29, 2012, Turkey
(43) Investigation of AIN and ZnO Layers for
Surface Acoustic Wave (SAW) Devices
U. Kaletta, M. Fraschke, D. Wolansky,
P. Zaumseil, P.V. Santos, Ch. Wenger
Leibniz-Doktoranden Forum der Sektion D,
Berlin, June 07-08, 2012, Germany
120 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

V O R T R Ä G E – P r e s e n t a t i o n s
(44) p-type Doping of Silicon Suitable for
Structures with High Aspect Ratios by
using a Dopant Source of Boron Oxide
Grown by Atomic Layer Deposition
B. Kalkofen, V.M. Mothukuru, M. Lisker,
E.P. Burte
221 st ECS Conference, Seattle,
May 06-10, 2012, USA
(45) atomic Layer Deposition of Oxide Layers
as Dopant Source for Ultra-Shallow Doping
of Silicon
B. Kalkofen, M. Klingsporn, M. Lisker,
E.P. Burte
12 th International Conference on Atomic
Layer Deposition (ALD 2012), Dresden,
June 17-20, 2012, Germany
(46) a SiGe Switched LNA for X-Band
phased-Arrays
I. Kalyoncu, T. Dinc, M. Kaynak, Y. Gurbuz
European Microwave Conference
(EuMW 2012), Amsterdam,
October 28-November 02, 2012,
The Netherlands
(47) a Q-Band RF-MEMS Absorptive SPST in a
BiCMOS Technology
M. Kaynak, W. Zhang, M. Wietstruck, B. Tillack
13 th Symposium on RF-MEMS and RF-Microsystems
(MEMSWAVE 2012), Antalya,
July 03-04, 2012, Turkey
(48) BiCMOS Embedded RF-MEMS Technologies
for mm-Wave Applications
M. Kaynak
European Microwave Conference
(EuMW 2012), Amsterdam,
October 28-November 02, 2012,
The Netherlands
(49) MEMS Module Integration into SiGe BiCMOS
technology for Embedded System
applications
M. Kaynak, V. Valenta, H. Schumacher,
B. Tillack
IEEE Bipolar / BiCMOS Circuits and Technology
Meeting (BCTM 2012), Portland,
October 01-03, 2012, USA
(50) rF-MEMS Switch Module in a 0.25 μm
BiCMOS Technology
M. Kaynak, M. Wietstruck, W. Zhang, J. Drews,
R. Scholz, D. Knoll, F. Korndörfer, C. Wipf,
K. Schulz, M. Elkhouly, K. Kaletta,
M. v. Suchodoletz, K. Zoschke, M. Wilke,
O. Ehrmann, V. Mühlhaus, G. Liu, T. Purtova,
A.C. Ulusoy, H. Schumacher, B. Tillack
Silicon Monolithic Integrated Circuits on RF
Systems (SiRF 2012), Santa Clara,
January 16-18, 2012, USA
(51) packaged BiCMOS Embedded RF-MEMS
Switches with Integrated Inductive Loads
M. Kaynak, M. Wietstruck, W. Zhang, J. Drews,
R. Barth, D. Knoll, F. Korndörfer, R. Scholz,
K. Schulz, C. Wipf, B. Tillack, K. Kaletta,
M. v. Suchodoletz, K. Zoschke, M. Wilke,
O. Ehrmann, A. C. Ulusoy, T. Purtova, G. Liu,
H. Schumacher
International Microwave Symposium (IMS
2012), Montreal, June 17-22, 2012, Canada
(52) SFDR Considerations for Current Steering
high-Speed Digital to Analog Converters
M. Khafaji, J.C. Scheytt, U. Jörges, C. Carta,
D. Micusik, F. Ellinger
IEEE Bipolar / BiCMOS Circuits and Technology
Meeting (BCTM 2012), Portland,
October 01-03, 2012, USA
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
121

V O R T R Ä G E – P r e s e n t a t i o n s
(53) Strain Control of Si and Si 1-y
C y
Layers in
Si / Si 1-y
C y
/ Si(100) Heterostructures
T. Kikuchi, M. Sakuraba, I. Costina, B. Tillack,
J. Murota
6 th International SiGe Technology and Device
Meeting (ISTDM 2012), Berkeley,
June 04-06, 2012, USA
(54) Comparison of the Impact of Thermal
treatments on the Second and on the
Millisecond Scales on the Precipitation
of Interstitial Oxygen
G. Kissinger, D. Kot, W. von Ammon
High Purity Silicon 12, ECS Fall Meeting,
Honolulu, October 07-12, 2012, USA
(55) Chatty Things - Making the Internet of
things Readily Usable for the Masses with
XMPP
R. Klauck, M. Kirsche
8 th IEEE International Conference on
Collaborative Computing Networking
Applications and Worksharing, Pittsburgh,
October 14-17, 2012, USA
(56) Microstructural Changes in Polycrystalline
Si Thin Film Solar Cells Induced by Rapid
thermal Processing
M. Klingsporn, S. Steffens, Ch. Becker,
M.A. Schubert, I. Costina, D. Abbou-Ras
E-MRS Spring Meeting, Strasbourg,
May 14-18, 2012, France
(57) Characterisation of Thin-Film a Si / µc-Si
tandem Solar Cells on Glass Substrate
A. Klossek, Ch. Krause, T. Arguirov,
H.-M. Krause, W. Seifert, F. Friedrich,
O. Gabriel, B. Stannowski, M. Kittler
E-MRS Spring Meeting, Strasbourg,
May 14-18, 2012, France
(58) distribution of Defects and Breakdown
Sites in UMG-Si Cells Studied by
luminescence Imaging
A. Klossek, D. Mankovics, M. Kittler
SiliconPV 2012, Leuven, April 03-05, 2012,
Belgium
(59) a Highly Integrated IR-UWB Transceiver
for Communication and Localization
O. Klymenko, D. Martynenko, G. Fischer
International System on Chip Design
Conference 2012, Jeju Island,
November 04-07, 2012, Korea
(60) low-Cost, High-Voltage SiGe:C HBTs
for a 0.18 µm BiCMOS Process
D. Knoll, V. Dmitriev, T. Egorova, V. Seletskij,
N. Shelepin, R. Barth, G.G. Fischer, T. Grabolla,
B. Tillack
IEEE Bipolar / BiCMOS Circuits and Technology
Meeting (BCTM 2012), Portland,
October 01-03, 2012, USA
(61) Substrate Design and Thermal Budget
tuning for Integration of Photonic
Components in a High-Performance
SiGe:C BiCMOS Process
D. Knoll, H.H. Richter, B. Heinemann,
S. Lischke, Y. Yamamoto, L. Zimmermann,
B. Tillack
5 th International SiGe, Ge and Related
Compounds: Materials, Processing and
Devices Symposium-2012 ECS Conference,
Hawaii, October 07-12, 2012, USA
(62) Investigation of Optimal Silicon Avalanche
photodiode Pairs for 60-GHz Balanced
Subharmonic Optoelectronic Mixers
M. Ko, M.J. Lee, H. Rücker, W.-Y. Choi
Asia-Pacific Microwave Photonics Conference
(APMP 2012), Kyoto, April 25-27, 2012, Japan
122 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

V O R T R Ä G E – P r e s e n t a t i o n s
(63) Simulation and Measurements of in-Band
Spurs and Phase Noise for an Integrated
8-12 GHz Fractional-N PLL Synthesizer in
SiGe BiCMOS
A. Koelnberger, H. Telle, H.-V. Heyer, F. Herzel,
J.C. Scheytt, P. Piironen, E. Lia
ESA Workshop on Microwave Technology and
Techniques, Noordwijk, May 21-23, 2012,
The Netherlands
(64) energetic Spectra of Dislocation Networks
produced by Hydrophilic Bonding of
Silicon Wafers
I. Kolevatov, M. Trushin, O. Vyvenko,
M. Kittler, O. Kononchuk
International Conference on Extended
Defects in Semiconductors (EDS-2012),
Thessaloniki, June 24-29, 2012, Greece
(65) Characterization of Deep Levels
Introduced by RTA and by Subsequent
anneals in n-Type Silicon
D. Kot, T. Mchedlidze, G. Kissinger,
W. von Ammon
High Purity Silicon 12, ECS Fall Meeting, Honolulu,
October 07 - 12, 2012, USA
(66) on the Strain Partitioning in Ge Clusters
on Free-Standing Si(001) Nanopillars
G. Kozlowski, P. Zaumseil, M.A. Schubert,
Y. Yamamoto, J. Bauer, T. Schulli, B. Tillack,
T. Schroeder
DPG-Frühjahrstagung, Berlin,
March 25-30, 2012, Germany
(67) on the Strain Partitioning Phenomenon
in Freestanding Ge / Si Nanostructures
on Si(001)
G. Kozlowski, P. Zaumseil, M.A. Schubert,
Y. Yamamoto, J. Bauer, T.U. Schulli, B. Tillack,
T. Schroeder
Workshop des Leibniz-Verbundes Nanotechnologie,
Berlin, January 30-31, 2012, Germany
(68) the Epitaxial Growth of Low Defect SiGe
Buffer Layers for Integration of New
Materials on 300 mm Silicon Wafers
G. Kozlowski, O. Fursenko, P. Zaumseil,
T. Schroeder, M. Vorderwestner, P. Storck
5 th International SiGe, Ge and Related
Compounds: Materials, Processing and
Devices Symposium - 2012 ECS Conference,
Hawaii, October 07-12, 2012, USA
(69) Funkkommunikation: Stand der Technik
und Berufschancen
R. Kraemer
Studieninformationstag, BTU Cottbus,
January 12, 2012, Germany
(70) uwB nach 802.15.4a für Industrieanwendungen
R. Kraemer, S. Olonbayar
Workshop on Ultra-Wideband Localization
Systems for Industrial Applications, Karlsruhe,
January 24, 2012, Germany
(71) applying Tire Pressure Monitoring Devices
for Traffic Management Purposes
M. Krstic, N. Savic, R. Kraemer, M. Junghans
International Symposium on Signals, Systems
and Electronics (ISSSE 2012), Potsdam,
October 03-05, 2012, Germany
(72) Investigation of HfO 2
-based RRAM-
Structures
St. Kubotsch, T. Bertaud, D. Walczyk,
M. Sowinska, H. Beyer, T. Schroeder,
Ch. Wenger, Ch. Walczyk
Laser Optics 2012, Berlin, March 20, 2012,
Germany
(73) evaluation of CMOS-established Metals for
Interdirigated Array Microelectrodes
P. Kulse, M. Birkholz, D. Bolze, K.-E. Ehwald,
U. Haak, A. Schubert, M. Adamovski,
U. Wollenberger
E-MRS Spring Meeting, Strasbourg,
May 14-18, 2012, France
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
123

V O R T R Ä G E – P r e s e n t a t i o n s
(74) lithographic Aspects for the Fabrication
of BiCMOS Embedded Bio-MEMS and
rF-MEMS
P. Kulse, M. Birkholz, K.-E. Ehwald, M. Kaynak,
M. Wietstruck, J. Bauer, U. Haak, J. Drews,
K. Schulz
28 th European Mask and Lithography Conference
(EMLC 2012), Dresden, January 17-18, 2012, Germany
(75) a 62 GHz Reflectometer for Biomedical
Sensor Readout in SiGe BiCMOS Technology
B. Lämmle, K. Schmalz, J.C. Scheytt,
D. Kissinger, R. Weigel
12th Topical Meeting on Silicon Monolithic
Integrated Circuits in RF Systems (SIRF 2012),
Santa Clara, January 16-18, 2012, USA
(76) an Integrated 125 GHz Sensor with
read-Out Circuit for Permittivity
Measurement of Liquids
B. Lämmle, K. Schmalz, J.C. Scheytt,
D. Kissinger, R. Weigel
International Microwave Symposium (IMS
2012), Montreal, June 17-22, 2012, Canada
(77) topologieüberwachung von drahtlosen
Sensornetzen
St. Lange, O. Stecklina
11. GI / ITG KuVS Fachgespräch Drahtlose
Sensornetze (FGSN 2012), Darmstadt,
September 13-14, 2012, Germany
(78) distributed Shared Memory as an Approach
for Integrating WSNs and Cloud Computing
P. Langendörfer, K. Piotrowski, M. Diaz,
B. Rubio
NTMS Workshop on Wireless Sensor Networks:
Architectures, Deployments and Tends (WSN-
ADT), Istanbul, May 07-10, 2012, Turkey
(79) projektmanagement von EU-Forschungsvorhaben:
Chancen und Risiken der
internationalen Kooperation
P. Langendörfer, St. Ortmann
Seminar Management des internationalen
Technologietransfers, Frankfurt (Oder),
May 12, 2012, Germany
(80) wireless Body Area Network zur
Überwachung und Auswertung von
Vital- und Umgebungs-Parameter
P. Langendörfer, K. Piotrowski, A. Sojka
WTT-Kooperationsforum, Best Practice
Wireless-Anwendungen, Berlin, June 14, 2012,
Germany
(81) wireless Telemedicine Sensor Nodes:
requirements and Challenges Ahead
P. Langendörfer, T. Basmer, K. Piotrowski,
St. Ortmann
2012 IEEE Radio & Wireless Symposium
(RWW 2012), Santa Clara,
January 15-18, 2012, USA
(82) Migrating Legacy PON Equipment towards
Colorless ONU trough Hybrid Integrated
SOI All-Optical λ-Converter
I. Lazarou, C. Stamatiadis, B. Schrenk,
L. Stampoulidis, L. Zimmermann, K. Voigt,
G.B. Preve, L. Moerl, J. Kreissl,
H. Avramopoulos
OFC, Los Angeles, March 04-08, 2012, USA
(83) 60-GHz Voltage-Controlled Oscillator and
Frequency Divider in 0.25 µm SiGe BiCMOS
technology
J.-M. Lee, W.-Y Choi, H. Rücker
International SoC Design Conference (ISOCC
2012), Jeju, November 04-07, 2012, Korea
124 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

V O R T R Ä G E – P r e s e n t a t i o n s
(84) direct Growth of Few-Layer Graphene
on Mica
G. Lippert, M.H. Zoellner, J. Dabrowski,
G. Lupina
DPG Frühjahrstagung 2012, Berlin,
March 25-30, 2012, Germany
(85) Growth of Graphene for Applications in
high-Frequency Electronic Devices
G. Lippert, J. Dabrowski, M. Lukosius,
M. Zoellner, G. Lupina
8 th Interregional Workshop on Advanced
Nanomaterials (IWAN), Frankfurt (Oder),
November 12-13, 2012, Germany
(86) MBE Based Van der Waals Epitaxy
of Highly Ordered Graphene
G. Lippert, J. Dabrowski, Y. Yamamoto,
F. Herziger, J. Maultzsch, J. Baringhaus,
C. Tegenkamp, G. Lupina
17 th International Conference on Molecular
Beam Epitaxy, Nara, September 23-28, 2012,
Japan
(87) Molecular Beam Epitaxy of Graphene
on Mica
G. Lippert, J. Dabrowski, Y. Yamamoto,
F. Herziger, J. Maultzsch, J. Baringhaus,
C. Tegenkamp, M.C. Lemme, G. Lupina
International Winterschool on Electronic
Properties of Novel Materials (IWEPNM),
Kirchberg, March 06, 2012, Austria
(88) low Dark Current Ge PIN Photodiode for a
high-Performance, Photonic BiCMOS
process for Radio-over-Fiber Applications
St. Lischke, D. Knoll, L. Zimmermann,
Y. Yamamoto, M. Fraschke, A. Trusch,
A. Krüger, M. Kroh, B. Tillack
2012 IEEE Photonics Conference, Burlingame,
September 23-27, 2012, USA
(89) Compressive-Strained PECVD Silicon
nitride as a Stressor Layer
M. Lisker
GMM Fachgruppe 1.2.3. Abscheide- und Ätzverfahren,
Erlangen, December 12-13, 2012,
Germany
(90) „Science Fab“ für hochintegrierte
InP / BiCMOS Höchstfrequenzssysteme
M. Lisker, B. Tillack, N. Weimann, T. Krämer
SAW-Vortreffen zum SAW-Verfahren 2012,
Dortmund, September 14, 2012, Germany
(91) dual-Band Millimeter-Wave VCO with
embedded RF-MEMS Switch Module in
BiCMOS Technology
G. Liu, M. Kaynak, T. Purtova, A. C. Ulusoy,
B. Tillack
Silicon Monolithic Integrated Circuits on RF
Systems (SiRF 2012), Santa Clara,
January 16-18, 2012, USA
(92) properties of Atomic Layer Deposited
pt / Sr TiO 3
Metal-Insulator-Metal
Capacitors
M. Lukosius, T. Blomberg, D. Walczyk, G. Ruhl,
Ch. Wenger
E-MRS Spring Meeting, Strasbourg,
May 14-18, 2012, France
(93) properties of Stacked Al 2
O 3
/ SrTiO 3
Metal-Insulator-Metal Capacitors
M. Lukosius, T. Blomberg, G. Ruhl, Ch. Wenger
17 th Workshop on Dielectrics in Microelectronics
(WODIM 2012), Dresden,
June 25-27, 2012, Germany
(94) direct Growth of Graphene on Insulating
oxide and Silicate Substrates
G. Lupina, G. Lippert, J. Dabrowski,
M. Zoellner, T. Schroeder, J. Maultzsch,
F. Herziger, M. Lemme
Graphene Week, Delft, June 04-08, 2012,
The Netherlands
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
125

V O R T R Ä G E – P r e s e n t a t i o n s
(95) Complementary RF-LDMOS Transistors
realized with Standard CMOS Implantations
A. Mai, H. Rücker
42 nd European Solid-State Device Research
Conference (ESSDERC 2012), Bordeaux,
September 17-21, 2012, France
(96) luminescence of Defects and Breakdown
Sites in Multicrystalline Si Solar Cells
D. Mankovics, A. Klossek, Ch. Krause,
T. Arguirov, W. Seifert, M. Kittler
E-MRS Spring Meeting, Strasbourg,
May 14-18, 2012, France
(97) a 245 GHz CB LNA and SHM Mixer on
SiGe Technology
Y. Mao, K. Schmalz, J. Borngräber, J.C. Scheytt
Silicon Monolithic Integrated Circuits on RF
Systems (SiRF 2012), Santa Clara,
January 16-18, 2012, USA
(98) 245 GHz Subharmonic Receiver in SiGe
Y. Mao, K. Schmalz, J. Borngräber, J.C. Scheytt
European Microwave Week (EuMW 2012),
Amsterdam, October 28-November 02, 2012,
The Netherlands
(99) performance and Complexity Analysis of
Channel Coding Schemes for Multi-Gbps
wireless Communications
M. Marinkovic, M. Krstic, E. Grass, M. Piz
IEEE International Symposium on Personal,
Indoor and Mobile Radio Communications
(PIMRC 2012), Sydney,
September 09-12, 2012, Australia
(100) deep Silicon Etching and Applications
in IHP
St. Marschmeyer
2. Workshop Tiefes Siliziumätzen, Chemnitz,
April 17, 2012, Germany
(101) a Low Power 6.3 - 8.5 GHz Frequency
Synthesizer in SiGe BiCMOS for
IEEE802.15.4a Standard
D. Martynenko, G. Fischer, O. Klymenko
International Symposium on Signals, Systems
and Electronics (ISSSE 2012), Potsdam,
October 03-05, 2012, Germany
(102) Implementation of an Ultra-Low Power
load Independent LC VCO
D. Martynenko, G. Fischer, O. Klymenko
IEEE International Conference on Circuits &
Systems (ICCAS 2012), Kuala Lumpur,
October 03-05, 2012, Malaysia
(103) low Power Programmable Frequency Divider
Intended for Frequency Synthesizer Designed
in Accordance to IEEE 802.15.4a Standard
D. Martynenko, G. Fischer, O. Klymenko
IEEE International Conference on Circuits &
Systems (ICCAS 2012), Kuala Lumpur,
October 03-05, 2012, Malaysia
(104) uwB Transmitter for Communication and
localization for IEEE 802.15.4a Standard
D. Martynenko, G. Fischer, O. Klymenko
IEEE International Conference on Circuits &
Systems (ICCAS 2012), Kuala Lumpur,
October 03-05, 2012, Malaysia
(105) new Methodology for Process Design Kit
(PDK) of BiCMOS compatible RF-MEMS
A. Mehdaoui, G. Schröpfer, G. Lorenz,
M. Kaynak, M. Wietstruck
13 th Symposium on RF-MEMS and RF-Microsystems
(MEMSWAVE 2012), Antalya,
July 03-04, 2012, Turkey
(106) a New Complementary Vertical Graphene
transistor: Concept and Simulations
W. Mehr, J. Dabrowski, J.C. Scheytt, G. Lippert,
G. Lupina
International Winterschool on Electronic
Properties of Novel Materials (IWEPNM),
Kirchberg, March 06, 2012, Austria
126 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

V O R T R Ä G E – P r e s e n t a t i o n s
(107) Complementary Hot Carrier Transistor
with Graphene Base Electrode
W. Mehr, J. Dabrowski, J.C. Scheytt, G. Lippert,
Y.-H. Xie, M. Lemme, S. Vaziri, G. Lupina
Graphene 2012, Brussels, April 10-13, 2012,
Belgium
(108) effiziente breitbandige Leistungsverstärker:
neue multidimensionale Herausforderungen
und innovative Konzepte
Ch. Meliani
Electrical and Electronic Engineering for
Communication Workshop (EEEfCOM 2012),
Ulm, May 22-23, 2012, Germany
(109) Feeder Realization for Quasi-Lumped
Multilayer Resonators with Low q-factor
D. Miljanovic, M. Potrebic, D.V. Tosic,
Z. Stamenkovic
11 th WSEAS International Conference on
Circuits, Systems Electronics, Control and
Signal Processing, Montreux,
December 29-31, 2012, Switzerland
(110) 60 GHz Ultrawideband Front-Ends with
Gain Control, Phase Shifter and Wave Guide
transition in LTCC
R. Müller, F. Wollenschläger, A. Schulz,
M. Elkhouly, U. Trautwein, M.A. Hein,
J. Müller, A.P. Garcia Ariza, R.S. Thomä
European Conference on Antennas and
Propagation, (EuCAP 2012), Prague,
March 26-30, 2012, Czech Republic
(111) epitaxial Growth of Functional Single-
Crystalline Oxides on Si(001) Substrates
G. Niu, T. Schroeder
Alexander von Humboldt Network Meeting,
Kiel, February 08-10, 2012, Germany
(112) epitaxial Growth of Lattice-Matched
pr 0.4
Y 1.6
O 3
on SrO-Passivated Si(001):
Growth Orientation Tailoring by Interface
engineering
G. Niu, P. Zaumseil, M.A. Schubert,
M. Zoellner, J. Dabrowski, T. Schroeder
IEEE International Conference on Solid-
State and Integrated Circuit Technology
(IEEE ICSICT 2012), Xian,
October 29-November 01, 2012, China
(113) heteroepitaxy of Single Crystalline
pr x
Y 2-x
O 3
(x=0-2) on SrO-Buffered
Si(001): Interface Engineering and
Crystallography Tailoring
G. Niu, P. Zaumseil, M.A. Schubert,
M. H. Zoellner, J. Dabrowski, T. Schroeder
2012 MRS Fall Meeting, Boston,
November 25-30, 2012, USA
(114) electrical Characterization of 311 Defects
and Related Junction Leakage Currents in
n-Type Si After Ion Implantation
C. Nyamhere, F. Olivie, F. Christiano, Z. Essa,
D. Bolze, Y. Yamamoto
19. International Conference on Ion
Implantation Technology, Valladolid,
June 25-29, 2012, Spain
(115) Characterisation of a Ceria Film on Si(111)
with Non-Contact Atomic Force Microscopy
R. Olbrich, H.H. Pieper, M.H. Zoellner,
T. Schroeder, M. Reichling
DPG-Frühjahrstagung, Berlin,
March 25-30, 2012, Germany
(116) a Telemedicine System for Improved
rehabilitation of Stroke Patients
St. Ortmann, P. Langendörfer
International Conference on Health Informatics,
Algarve, February 01-04, 2012, Portugal
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
127

V O R T R Ä G E – P r e s e n t a t i o n s
(117) Middleware-Plattform für die Realisierung
Internet-basierter telemedizinischer Dienste
St. Ortmann, S. Pilgermann
26. Treffpunkt Medizintechnik: Diagnostik
und Therapie kardiovaskulärer Erkrankungen,
Berlin, June 07, 2012, Germany
(118) telemedical Assistance for Ambulant
rehabilitation of Stroke Patient
St. Ortmann, P. Langendörfer, C.S. Lányi
9 th World Congress on Brain Injury, Edinburgh,
March 21-25, 2012, Scotland
(119) a Fully Digital Polar Modulator for Switch
Mode RF Power Amplifier
P. Ostrovskyy, J.C. Scheytt, S.J. Lee, B.H. Park,
J. H. Jung
International Symposium on Circuits and
Systems (ISCAS 2012), Seoul,
May 20-23, 2012, South Korea
(120) performance Estimation of Fully Digital
polar Modulation Driving a 2 GHz
Switch-Mode Power Amplifier
P. Ostrovskyy, J.C. Scheytt, A. Sadeghfam,
H. Heuermann
European Microwave Week, (EuMW 2012),
Amsterdam, October 28-November 02, 2012,
The Netherlands
(121) design of a Sensor Node for IEEE 802.15.4
applications
G. Panic, T. Basmer, H. Schomann, St. Peter,
F. Vater, K. Tittelbach-Helmrich
25 th IEEE International System-on-Chip
Conference (SOCC 2012), Niagara Falls,
September 12-14, 2012, USA
(122) profinet IO Vulnerability Assessment and
attack Derivation
A. Paul, F. Schuster, H. König
7 th Conference on Critical Information
Infrastructures Security, Lillehammer,
September 17-18, 2012, Norway
(123) Customized Hardware Platform for Wireless
Sensor Networks in Agricultural Applications
U. Pesovic, D. Projovic, S. Randjic,
Z. Stamenkovic
5 th WSEAS International Conference on
Sensors and Signals, Sliema,
September 07-09, 2012, Malta
(124) Implementation of IEEE 802.15.4
transceiver on Software Defined Radio
platform
U. Pesovic, D. Gliech, P. Planinsic,
Z. Stamenkovic, S. Randic
20 th Telecommunications Forum
(TELFOR 2012), Belgrade,
November 20-22, 2012, Serbia
(125) tool-Supported Methodology for
Component-Based Design of Wireless
Sensor Network Applications
St. Peter, P. Langendörfer
The 4 th International Workshop on
Component-Based Design of Resource-
Constrained Systems, (CORCS 2012), Izmir,
July 16-20, 2012, Turkey
(126) Beam Steering for LTE Backhaul
M. Petri, R. Kraemer, M. Günther
NEC Heidelberg, August 15, 2012, Germany
(127) latency Impacts of Different Parallelism
levels in Data-Flow Architectures
M. Petri
15 th International Symposium on Wireless
Personal Multimedia Communications, Taipeh,
September 24-27, 2012, Taiwan
(128) design Methodology for Fault Tolerant
aSICs
V. Petrovic, M. Ilic, G. Schoof, Z. Stamenkovic
The 15 th IEEE Symposium on Design and
Diagnostics of Electronic Circuits and Systems
Symposium (DDECS 2012), Tallin,
April 18-20, 2012, Estonia
128 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

V O R T R Ä G E – P r e s e n t a t i o n s
(129) SEU and SET Fault Injection Models for
Fault Tolerant Circuits
V. Petrovic, M. Ilic, G. Schoof, Z. Stamenkovic
The 13 th Biennial Baltic Electronics
Conference (BEC 2012), Tallin,
October, 03-05, 2012, Estonia
(130) Single Event Latchup Power Switch Cell
Characterization
V. Petrovic, M. Ilic, G. Schoof
4 th Small Systems Simulations Symposium
(SSSS 2012), Nis, February 12-14, 2012, Serbia
(131) long-Range Wireless Sensor Nodes-Lessons
learned
K. Piotrowski, A. Sojka, P. Langendörfer
6 th European Conference on Antennas and
Propagation, (EuCAP 2012), Prague,
March 26-30, 2012, Czech Republic
(132) Multi-Radio Wireless Sensor Node for
Mobile Biomedical Monitoring
K. Piotrowski, St. Ortmann, P. Langendörfer
BMT 2012, 46 th DGBMT Annual Conference,
Jena, September 16-19, 2012, Germany
(133) a Novel Tunable Integrates Filter for
dispersion Compensation Realized in
Silicon (SOI)
A. Rahim, S. Schwarz, L. Zimmermann,
J. Bruns, K. Voigt,
The Sino-German Joint Symposium on
Opto- and Microelectronic Devices and
Circuits (SODC 2012), Hangzhou,
September 24-27, 2012, China
(134) electrons on Dislocations
M. Reiche, M. Kittler, M. Krause, H. Übensee
International Conference on Extended
Defects in Semiconductors (EDS 2012),
Thessaloniki, June 24-29, 2012, Greece
(135) Characterization of Germanium-Sulfide
thin Films Grown by Hot Wire Chemical
Vapor Deposition
D. Reso, M. Silinskas, N. Frenzel, M. Lisker,
E.P. Burte
Nature Conference Aachen 2012, Aachen,
June 17-20, 2012, Germany
(136) rF-MEMS Switching Circuits Fabricated
in a SiGe Process Technology
S. Reyaz, C. Samuelsson, R. Malmqvist,
M. Kaynak, A. Alvandpour, A. Rydberg
GigaHertz 2012 Symposium, Stockholm,
March 06-07, 2012, Sweden
(137) a V-Band RF-MEMS SPDT Switch Network
in a SiGe BiCMOS Process Technology
S. Reyaz, C. Samuelsson, R. Malmquist,
M. Kaynak, A. Rydberg
13 th Symposium on RF-MEMS and RF-Microsystems
(MEMSWAVE 2012), Antalya,
July 03-04, 2012, Turkey
(138) Millimeter-Wave RF-MEMS SPDT Switch
networks in a SiGe BiCMOS Process
technology
S. Reyaz, C. Samuelsson, R. Malmquist,
M. Kaynak, A. Rydberg
European Microwave Conference
(EuMW 2012), Amsterdam,
October 28-November 02, 2012,
The Netherlands
(139) plasma Etch Challenges for Technological
Fabrication of Silicon Photonic Components
H.H. Richter, M. Fraschke, R. Eisermann,
St. Marschmeyer, D. Stolarek, K. Schulz,
L. Zimmermann, B. Tillack
DPG Frühjahrstagung der Sektion AMOP,
Stuttgart, March 12-16, 2012, Germany
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
129

V O R T R Ä G E – P r e s e n t a t i o n s
(140) half-Terahertz SiGe BiCMOS Technology
H. Rücker, B. Heinemann, A. Fox
Silicon Monolithic Integrated Circuits on
RF Systems (SiRF 2012), Santa Clara,
January 16-18, 2012, USA
(141) austausch zur ForMaT-Initiative Erweiterte
Sicherheit für Kritische Infrastrukturen
(ESCI)
A. Sänn
Dresden, January 27, 2012, Germany
(142) Complex Product Development: Using a
Combined VoC Lead User Approach
A. Sänn, D. Baier
The 36 th Annual Conference of the German
Classification Society on Data Analysis,
Machine Learning and Knowledge Discovery,
(GFKI 2012), Hildesheim,
August 01-03, 2012, Germany
(143) lead Users and Non-Lead-Users:
Breakthrough Preferences Measured by
online Analysis
A. Sänn
The R&D Management Conference 2012,
Grenoble, May 23-25, 2012, France
(144) lead Users and Non-Lead-Users:
preferences Measured by Conjoint Analysis
A. Sänn, D. Baier
34 th Marketing Science Conference (ISMS
2012), Boston, June 07, 2012, USA
(145) SiGe BiCMOS Transceivers, Antennas, and
ultra-Low-Cost Packaging for the ISM
Bands at 122 and 245 GHz
J.C. Scheytt, Y. Sun, K. Schmalz, R. Wang
International Microwave Symposium (IMS
2012), Montreal, June 17-22, 2012, Canada
(146) 122 GHz FMCW Radar Transceiver and
Components in 0.13 µm SiGe BiCMOS
technology
J.C. Scheytt, Y. Sun
Diskussionssitzung des FA 9.1. Messverfahren
der Informationstechnik zum Thema Radartechniken,
Bochum, May 31, 2012, Germany
(147) a 245 GHz Transmitter in SiGe Technology
K. Schmalz, J. Borngräber, B. Heinemann,
H. Rücker, J.C. Scheytt
IEEE Radio Frequency Integrated Circuits
Symposium (RFIC 2012), Montreal,
June 17-19, 2012, Canada
(148) Systemarchitektur für Raumfahrtanwendungen
G. Schoof, V. Petrovic, S. Montenegro
24. GI / GMM / ITG-Workshop Testmethoden
und Zuverlässigkeit von Schaltungen und Systemen,
Cottbus, February 26, 2012, Germany
(149) embedded Low Power Clock Generator
for Sensor Nodes
O. Schrape, F. Vater
Norchip 2012, Kopenhagen,
November 12-13, 2012, Denmark
(150) Klassische Ionendünnung von Focused Ion
Beam Proben aus der Si-Halbleitertechnologie
für die Transmissionselektronenmikroskopie
A. Schubert
9. Präparatorentreffen Berlin-Brandenburg,
Dresden, April 20, 2012, Germany
(151) a Distributed Intrusion Detection System
for Industrial Automation Networks
F. Schuster, A. Paul
17 th International Conference on Emerging
Technologies & Factory Automation, Krakow,
September 17-21, 2012, Poland
130 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

V O R T R Ä G E – P r e s e n t a t i o n s
(152) low-Power BiCMOS Track-and-Hold Circuit
with Reduced Signal Feedthrough
B. Sedighi, Y. Borokhovych, H. Gustat,
J.C. Scheytt
International Microwave Symposium, (IMS
2012), Montreal, June 17-22, 2012, Canada
(153) low-Power 20-GB / s SiGe BiCMOS Driver
with 2.5 V Output Swing
B. Sedighi, P.Ostrovskyy, J.C. Scheytt
International Microwave Symposium (IMS
2012), Montreal, June 17-22, 2012, Canada
(154) 40 Gb / s VCSEL Driver IC with a New Output
Current and Pre-Emphasis Adjustment
Method
B. Sedighi, J.C. Scheytt
International Microwave Symposium 2012
(IMS 2012), Montreal, June 17-22, 2012,
Canada
(155) a 77 GHz On-Chip Dipole Antenna with
etched Silicon Substrate
M. Seyyed-Esfahlan, M. Kaynak, I. Tekin
13 th Symposium on RF-MEMS and RF-Microsystems
(MEMSWAVE 2012), Antalya,
July 03-04, 2012, Turkey
(156) platform for Automated HW / SW Co-
Verification, Testing and Simulation
of Microprocessors
A. Simevski, R. Kraemer, M. Krstic
13 th Latin American Test Workshop (LATW
2012), Quito, April 10-13, 2012, Ecuador
(157) Scalable Design of a Programmable NMR
Voter with Inputs State Descriptor and
Self-Checking
A. Simevski, E. Hadzieva, R. Kraemer, M. Krstic
NASA / ESA Conference on Adaptive Hardware
and Systems (AHS 2012), Nuremberg,
June 25-28, 2012, Germany
(158) heterostructure Growth Study for GaP
Collector Integration in SiGe HBT Technology
O. Skibitzki, F. Hatami, P. Zaumseil,
Y. Yamamoto, A. Trampert, M.A. Schubert,
B. Tillack, W. T. Masselink, T. Schroeder
DPG Frühjahrstagung, Berlin,
March 25-30, 2012, Germany
(159) heterostructure Growth Study for GaP
Collector Material Integration in Future
SiGe HBTs
O. Skibitzki, F. Hatami, Y. Yamamoto,
P. Zaumseil, A. Trampert, M.A. Schubert,
B. Tillack, W.T. Masselink, T. Schroeder
Wilhelm and Else Heraeus Physics School
„Microelectronics for Society-More than
Moore Expands More Moore“, Bad Honnef,
June 10-16, 2012, Germany
(160) Single Error Plus Single Erasure Correction
with Redundancy Repair Scheme for
Memory Reliability Improvement
P. Skoncej
24. GI / GMM / ITG Workshop Testmethoden
und Zuverlässigkeit von Schaltungen und
Systemen, Cottbus, February 26-28, 2012,
Germany
(161) WBR-Word and Block-Level Hard Error
repair for Memories
P. Skoncej
Non-Volatile Memory Technology Symposium
(NVMTS 2012), Singapore,
October 31-November 02, 2012, Singapore
(162) ImRNG: A Cryptographic Pseudorandom
number Generator for Wireless Sensor
networks
A. Sojka, K. Piotrowski
International Conference on Security and
Cryptography (Secrypt 2012), Rom,
July 24-27, 2012, Italy
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
131

V O R T R Ä G E – P r e s e n t a t i o n s
(163) Concept of Vertical Bipolar Transistor with
lateral Drift Region, Applied to High
Voltage SiGe HBT
R. Sorge, A. Fischer, R. Pliquett, C. Wipf,
R. Barth
Silicon Monolithic Integrated Circuits on
RF Systems (SiRF 2012), Santa Clara,
January 16-18, 2012, USA
(164) Correlation of the Electrical with the
Material Changes during Resistance
Switching of Ti / HfO 2
RRAM Devices by
in-Operando HAXPES Study
M. Sowinska, T. Bertaud, D. Walczyk, S. Thiess,
Ch. Walczyk, T. Schroeder
IWAN Workshop, Frankfurt (Oder),
November 12-13, 2012, Germany
(165) haXPES as an Non-Destructive Technique
for RRAM Investigations
M. Sowinska, T. Bertaud, D. Walczyk, S. Thiess,
Ch. Walczyk, T. Schroeder
17 th Workshop on Dielectrics in Microelectronics,
Dresden, June 25-27, 2012, Germany
(166) In-Operando HAXPES Analysis of the
resistive Switching Phenomenon in
ti / HfO 2
-Based Systems
M. Sowinska, T. Bertaud, D. Walczyk, S. Thiess,
Ch. Walczyk, T. Schroeder
Frontiers in Electronic Materials: Correlation
Effects and Memristive Phenomena, Aachen,
June 17-20, 2012, Germany
(167) unveiling the Resistive Switching
Mechanism of Ti / HfO 2
/ TiN RRAM Cells
by Nondestructive Hard X-Ray Photoelectron
Spectroscopy
M. Sowinska, T. Bertaud, D. Walczyk,
Ch. Walczyk, S. Thiess, W. Drube, T. Schroeder
DPG Frühjahrstagung, Berlin,
March 25-30, 2012, Germany
(168) a Hybrid Photonic Integrated Wavelength
Converter on a Silicon-on-Insulator Substrate
C. Stamatiadis, L. Stampoulidis, K. Vyrsokinos,
I. Lazarou, D. Kalavrouziotis, L. Zimmermann,
K. Voigts, G.B. Preves, L. Moerl, J. Kreissl,
H. Avramopoulos
OFC 2012, Los Angeles, March 04-08, 2012,
USA
(169) rear View Camera System for
Car Driving Assistance
Z. Stamenkovic, K. Tittelbach-Helmrich,
J. Domke, C. Lörchner-Gerdaus, J. Anders,
V. Sark, M. Eric, N. Sira
28 th International Conference on Microelectronics
(MIEL 2012), Nis,
May 13-16, 2012, Serbia
(170) erweiterte Sicherheit für Kritische
Infrastrukturen (ESCI)
O. Stecklina
Innovationsforum „ISI4people“, Berlin,
June 21-22, 2012, Germany
(171) tandemStack – a Flexible and Customizable
Sensor Node Platform for Low Power
applications
O. Stecklina, D. Genschow, Ch. Goltz
Sensornets 2012, Rome,
February 24-26, 2012, Italy
(172) a Low-Phase-Noise 61 GHz Push-Push
VCO with Divider Chain and Buffer
for 122 GHz ISM
Y. Sun, J.C. Scheytt
IEEE Radio Frequency Integrated Circuits
Symposium (RFIC 2012), Montreal,
June 17-19, 2012, Canada
132 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

V O R T R Ä G E – P r e s e n t a t i o n s
(173) MBE Grown GaN / Sc 2c
O 3
/ Y 2
O 3
/ Si(111)
heterostructures as a Template for MOCVD
GaN Deposition
L. Tarnawska, M. Wosko, A. Szyzska,
R. Paszkiewicz, T. Schroeder
IWAN Workshop, Frankfurt (Oder),
November 12-13, 2012, Germany
(174) novel Buffer Approach for GaN Integration
on Si(111) Platform through Sc 2
O 3
/ Y 2
O 3
bi-Layer
L. Tarnawska
PhD Seminar at Wroclaw University of
Technology, Wroclaw, May 30, 2012, Poland
(175) Structural and Optical Quality of GaN Films
Grown on Sc 2
O 3
/ Y 2
O 3
/ Si(111)
L. Tarnawska, P. Zaumseil, P. Storck,
T. Schroeder
DPG-Frühjahrstagung 2012, Berlin,
March 25-30, 2012, Germany
(176) Virtual GaN Substrate on Si(111) via Novel
oxide bi-Layer Approach
L. Tarnawska, J. Dabrowski, P. Storck,
T. Schroeder
Deutscher MBE Workshop 2012, Hannover,
September 11-12, 2012, Germany
(177) a 77 GHz on-Chip Strip Dipole Antenna
Integrated with Balun Circuits for
automotive Radar
I. Tekin, M. Kayank
IEEE International Symposium on Antennas
and Propagation and USNC-URSI National
Radio Science Meeting, Chicago,
July 08-14, 2012, USA
(178) Bias Dependency in Modern SiGe HBTs
and CMOS
F.E. Teply
7 th RADECS Thematic Day on Academic and
PhD Research Activities (RADFAC 2012),
Surrey, April, 03, 2012, UK
(179) SiGe BiCMOS-A More than Moore Baseline
technology for Functional Diversification
of Opto- and Microelectronic Devices and
Circuits
B. Tillack, B. Heinemann, M. Kaynak,
H. Rücker, L. Zimmermann, Ch. Wenger
The Sino-German Joint Symposium on Optoand
Microelectronic Devices and Circuits
(SODC 2012), Hangzhou,
September 24-27, 2012, China
(180) an Accurate and Versatile Equivalent
Circuit Model for RF-MEMS Circuit
optimization in BiCMOS Technology
N. Torres Matabosch, F. Coccetti, M. Kaynak,
W. Zhang, B. Tillack, R. Plana, J.L. Casaux
European Microwave Conference
(EuMW 2012), Amsterdam,
October 28-November 02, 2012,
The Netherlands
(181) an Accurate Equivalent Circuit Model for
rF-MEMS Circuit Optimization and
Fabrication Process Monitoring in BiCMOS
technology
N. Torres Matabosch, F. Coccetti, M. Kaynak,
W. Zhang, B. Tillack, J.L. Cazaux
13 th Symposium on RF-MEMS and RF-Microsystems
(MEMSWAVE 2012), Antalya,
July 03-04, 2012, Turkey
(182) Combined Raman-DLTS Investigations of
n-Type Cu-In-S Absorber Layers Grown
on Cu Tape Substrate
M. Trushin, T. Arguirov, M. Kittler, W. Seifert,
A. Klossek, T. Bernhard, W. Gerlach-
Blumenthal, A. Hänsel, O. Tober, M. Schwabe
International Conference on Extended
Defects in Semiconductors (EDS-2012),
Thessaloniki, June 24-29, 2012, Greece
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
133

V O R T R Ä G E – P r e s e n t a t i o n s
(183) reconfigurable Millimeter-Wave ICs in an
rF-MEMS Embedded BiCMOS Technology
A.C. Ulusoy, M. Kaynak, G. Liu, B. Tillack,
H. Schumacher
GigaHertz 2012 Symposium, Stockholm,
March 06-07, 2012, Sweden
(184) reconfigurable Millimeter-Wave ICs in an
rF-MEMS Embedded BiCMOS Technology
A.C. Ulusoy, M. Kaynak, G. Liu, T. Purtova,
B. Tillack, H. Schumacher
13 th Symposium on RF-MEMS and RF-Microsystems
(MEMSWAVE 2012), Antalya,
July 03-04, 2012, Turkey
(185) From Enabling Technology to
applications: Reconfigurable SiGe BiCMOS
ICs with Fully Integrated RF-MEMS Switches
for Millimetre Wave Transceivers
V. Valenta, M. Kaynak, G. Liu, A.C. Ulusoy,
T. Purtova, A. Trasser, H. Schumacher
ESA Microwave Technologies & Techniques
Workshop, Noordwijk, May 21-23, 2012,
The Netherlands
(186) an Integration Approach for Graphene
double Gate Transistors
S. Vaziri, A.D. Smith, C. Henkel, M. Östling,
M.C. Lemme, G. Lupina, G. Lippert,
J. Dabrowski, W. Mehr
42 nd European Solid-State Device Research
Conference (ESSDERC 2012), Bordeaux,
17-21, 2012, France
(187) a Satellite Internal Communication
Controller: Design and Implementation
M. Veleski, V. Petrovic, Z. Stamenkovic
11 th WSEAS International Conference on
Circuits, Systems Electronics, Control and
Signal Processing, Montreux,
December 29-31, 2012, Switzerland
(188) advanced Media Technologies for Stroke
rehabilitation
E. Vogiatzaki, P. Langendörfer, St. Ortmann
17 th Annual CyberPsychology & CyberTherapy
Conference-Experience the Future of Health &
Well Being (iACToR‘s), Brussels,
September 25-28, Belgium
(189) pulse-Induced Resistive Switching of CMOS
embedded HfO 2
-based 1T1R Cells
D. Walczyk, Ch. Walczyk, T. Bertaud,
M. Sowinska, M. Lukosius, St. Kubotsch,
T. Schroeder, Ch. Wenger
DPG Frühjahrstagung, Berlin,
March 25-30, 2012, Germany
(190) pulse-Induced Resistive Switching of Si
CMOS Embedded HfO 2
-based 1T1R Devices
D. Walczyk, T. Bertaud, M. Sowinska,
M. Lukosius, D. Wolansky, M. Fraschke,
A. Scheit, B. Tillack, T. Schroeder, Ch. Wenger,
Ch. Walczyk,
E-MRS Spring Meeting, Strasbourg,
May 14-18, 2012, France
(191) resistive Switching Behavior in
tiN / HfO 2
/ Ti / TIN Devices
D. Walczyk, T. Bertaud, M. Sowinska,
M. Lukosius, M.A. Schubert, A. Fox,
D. Wolansky, A. Scheit, M. Fraschke, G. Schoof,
Ch. Wolf, R. Kraemer, B. Tillack, R. Korolevych,
V. Stikanov, Ch. Wenger, T. Schroeder,
Ch. Walczyk
2012 International Semiconductor
Conference Dresden-Grenoble (ISCDG 2012),
Grenoble, September 24-26, 2012, France
(192) a Micromachined Double-Dipole Antenna
for 122-140 GHz Applications Based on a
SiGe BiCMOS Technology
R. Wang, Y. Sun, M. Kaynak, St. Beer,
J. Borngräber, J.C. Scheytt
International Microwave Symposium 2012,
Montreal, June 17-22, 2012, Canada
134 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

V O R T R Ä G E – P r e s e n t a t i o n s
(193) effect of Composition on the Bandgap
width in Insulating Niobate Nb x
Me y
O z
(ME=Ta or Gd) Nanolayers
W.C. Wang, H.Y. Chou, M. Badylevich, T. Blomberg,
Ch. Wenger, D. Dewulf, A. Hardy, M.K.
Van Bael, V.V. Afanasev
E-MRS Spring Meeting, Strasbourg,
May 14-18, 2012, France
(194) the Effect of Composition on the Bandgap
width in Insulating Nb x
Ta y
O z
Nanolayers
W.C. Wang, H.Y. Chou, M. Badylevich,
T. Blomberg, Ch. Wenger, J.A. Kittl,
V.V. Afanas‘ev
E-MRS Spring Meeting, Strasbourg,
May 14-18, 2012, France
(195) Microwave Biosensor for Characterization
of Compartments in Teflon Capillaries
J. Wessel, J.C. Scheytt, K. Schmalz, B. Cahill,
G. Gastrock
European Microwave Week, (EuMW 2012),
Amsterdam, October 28-November 02, 2012,
The Netherlands
(196) dual Use in der wissenschaftlichen Praxis,
ausfuhrkontrolle am IHP
W. Wichmann
Sommerschule Helmholtz-Kolleg
(HRSST 2012), Kröchlendorf, August 24, 2012,
Germany
(197) the Influence of High Temperature Stress
on a BiCMOS Embedded RF-MEMS Switch
M. Wietstruck, M. Kaynak, W. Zhang,
K. Kaletta, B. Tillack
13 th Symposium on RF-MEMS and RF-Microsystems
(MEMSWAVE 2012), Antalya,
July 02-04, 2012, Turkey
(198) In-situ XRD and XRR Investigations of the
oxidation Pro-Cess in Ultra thin
praseodymia Films on Si(111)
H. Wilkens, S. Gevers, M.H. Zoellner, T. Schroeder,
J. Wollschlaeger
DPG-Frühjahrstagung, Berlin,
March 25-30, 2012, Germany
(199) a New Method to Analyze the Behavior of
SiGe:C HBTs under RF Large Signal Stress
Ch. Wipf
Silicon Monolithic Integrated Circuits on RF
Systems (SiRF 2012), Santa Clara,
January 16-18, 2012, USA
(200) detection and Reduction of Via Faults
D. Wolansky, H. Rücker, J. Bauer, U. Haak,
W. Höppner, J. Katzer, P. Kulse, A. Mai,
A. Scheit, K. Schulz
International Semiconductor Conference
Dresden Grenoble 2012, (ISCDG 2012),
September 24-25, 2012, France
(201) 15 Gbps Communication over an USB3.0
Cable and Even More
A. Wolf, J.C. Scheytt
IEEE International Conference on Communication
and Signal Processing (SSD -CSP 2012),
Chemnitz, March 20-23, 2012, Germany
(202) low Threading Dislocation Density Ge
Growth and Heavy Phosphorus Doping in Ge
Y. Yamamoto, P. Zaumseil, G. Kozlowski,
R. Kurps, B. Tillack
University of Vigo and JSPS Core-to-Core
Program Joint Seminar: Atomically Controlled
Processing for Ultralarge Scale Integration,
Vigo, September 04-06, 2012, Spain
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
135

V O R T R Ä G E – P r e s e n t a t i o n s
(203) phosphorus Atomic Layer Doping in
Ge Using RPCVD
Y. Yamamoto, R. Kurps, Ch. Mai, I. Costina,
J. Murota, B. Tillack
6 th International SiGe Technology and Device
Meeting (ISTDM 2012), Berkeley,
June 04-06, 2012, USA
(204) phosphorus Profile Control in Ge by
Si Delta Layers
Y. Yamamoto, P. Zaumseil, R. Kurps, J. Murota,
B. Tillack
SiGe, Ge, and Related Compounds 5: Materials,
Processing and Devices, ECS Meeting,
Honolulu, October 07-12, 2012, USA
(205) a 12.5 Gb / s SiGe BiCMOS Optical Receiver
with a Monolithically Integrated 850-nm
avalanche Photodetector
J.-S. Youn, M.-J. Lee, K.-Y. Park, H. Rücker,
W.-Y. Choi
OFC NFOEC 2012, Los Angeles,
March 04-08, 2012, USA
(206) Bit-Error Rate Analysis of Integrated
optoelectronic Receiver
J.-S. Youn, M.-J. Lee, K.-Y. Park, W.-Y. Choi,
H. Rücker
Photonic Global Conference, Singapore,
December 13-16, 2012, Singapore
(207) a Test Processor Solution for Asynchronous
Chip Test
St. Zeidler, Ch. Wolf, M. Krstic, R. Kraemer
18 th IEEE International Symposium on
Asynchronous Circuits and Systems (ASYNC‚12),
Lyngby, May 07-09, 2012, Denmark
(208) a Test Processor Solution for Asynchronous
Chip Test
St. Zeidler, Ch. Wolf, M. Krstic, R. Kraemer
Leibniz-Doktoranden-Forum der Sektion D,
Berlin, June 07-08, 2012, Germany
(209) entwurf einer neuen Testprozessorlösung
für den Funktionaltest asynchroner
Schaltungen
St. Zeidler, Ch. Wolf, M. Krstic, R. Kraemer
24. GI / GMM / ITG-Workshop: Testmethoden
und Zuverlässigkeit von Schaltungen und
Systemen, Cottbus, February 26-28, 2012,
Germany
(210) Methodology for Functional Pattern
Generation for Asynchronous Designs
in a Test Processor Environment
St. Zeidler, Ch. Wolf, M. Krstic, R. Kraemer
2012 IEEE 21 st Asian Test Symposium, Niigata,
November 19-22, 2012, Japan
(211) (HR)TEM-Investigations of
GaN / Sc 2
O 3
/ Si(111) Heterostructure
D. Zengler, L. Tarnawska, T. Schroeder,
T. Niermann, M. Lehmann
The 15 th European Microscopy Congress-
(EMC 2012), Manchester,
September 16-21, 2012, UK
(212) eM and Lumped-Element Model of BiCMOS
embedded Capacitive RF-MEMS Switch
W. Zhang, M. Kaynak, M. Wietstruck,
V. Mühlhaus, B. Tillack
7t h German Microwave Conference
(GeMIC 2012), Ilmenau, March 12-14, 2012,
Germany
(213) aircraft Cabin-integrated 57-64GHz
wlan Communication System
V. Ziegler, B. Schulte, J. Sabater, S. Bovelli,
J. Kunisch, K. Maulwurf, M. Martinez-Vazquez,
C. Oikonomopoulos-Zachos, S. Glisic, M. Ehrig,
E. Grass
IEEE International Microwave Symposium
(IMS 2012), Montreal, June 17-22, 2012,
Canada
136 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

B e r i c h t e – R e p o r t s
(214) hybrid Integration of Coherent Receivers
for Terabit Ethernet on SOI Waveguide PLC
L. Zimmermann, M. Kroh, K. Voigt, G. Winzer,
H. Tian, L. Stampoulidis, B. Tillack,
K. Petermann
The 9 th International Conference on Group IV
(GFP), San Diego, August 29-30, 2012, USA
(215) Silicon Photonics for Nonlinear
applications
L. Zimmermann, H. Tian, A. Gajda, K. Voigt,
G. Winzer, K. Petermann, B. Tillack
The Sino-German Joint Symposium on
Opto- and Microelectronic Devices and
Circuits (SODC 2012), Hangzhou,
September 24-27, 2012, China
(216) Graphene Growth on Insulators
M.H. Zoellner, J. Dabrowski, G. Lippert,
G. Lupina, T. Schroeder
Workshop des Leibniz-Verbundes Nanotechnologie,
Berlin, January 30-31, 2012, Germany
(217) Structure-Stoichiometry Relationship
of Mixed Ce 1-x
Pr x
O 2-δ
(x=0-1) Oxides
on Si(111)
M.H. Zoellner, M. Bäumer, M. Reichling, H.
Wilkens, J. Wollschläger, P. Zaumseil,
T. Schroeder
DPG Frühjahrstagung 2012, Berlin,
March 25-30, 2012, Germany
Berichte
Reports
(1) Machbarkeitsstudie zur Nutzung einer
Signifikanzanalyse für die Erkennung von
Jammern in drahtlosen Sensornetzen
St. Kornemann
Praktikumsbericht für BTU Cottbus, (2012)
(2) Compositionally Graded SiGe Buffers on
Si(001) with and without the Back-Side SiGe
G. Kozlowski, P. Zaumseil, T. Schroeder
Industriebericht, (2012)
(3) abschlussbericht
P. Langendörfer, T. Basmer
für Innoprofile Projekt TANDEM, (2012)
(4) BMBF-Projekt MATRIX
St. Ortmann
Zwischenbericht, (2012)
(5) light induced crystallization and
characterization of Si nanostructures
T. Mchedlidze, M. Kittler
BMBF-Verbundprojekt SINOVA (FKZ 03SF0352C),
Teilprojekt, Final Report, 13.08.2012
(6) MATRIX Ergebnisreport 3.5 – Systemmanagement-
und Konfigurationsservices
St. Ortmann
Report (2012)
(7) periodic Summary & Activity Report
St. Ortmann
StrokeBack Deliverable D1.2, (2012)
(8) Schlussbericht Verbundvorhaben MATRIX
St. Ortmann, M. Maaser, O. Maye
BMBF-Forschungsvorhaben Förderkennzeichen
16BS0801, (2012)
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
137

M o n o g r a p h i e n – M o n o g r a p h s
(9) StrokeBack Deliverable D1.1
St. Ortmann
Intermediate Report, (2012)
(10) a 60-GHz Wireless Backhaul System with
Beam Steering Capability for LTE Small
Cell Connectivity
M. Petri
Forwarding to Potential Partners, (2012)
(11) Middleware Switch Processor –
user‘s Manual
V. Petrovic, G. Schoof, S. Montenegro, B. Vogel
(2012)
(12) Selection of Look and Feel of all Aspects
of the StrokeBack System
M. Schauer, L. Paramonov, St. Ortmann
Project FP-ICT StrokeBack, (2012)
(17) abhörsichere, schaltbare und integrierbare
SAW-Funkmodule
Ch. Wenger
Schlussbericht zum Verbundprojekt,
Teilprojekt: Integrierte (Bi)CMOS-ICs, (2012)
(18) Schlussbericht zum Verbundprojekt:
Materialien für extrem hohe integrierte
Kapazitäten (MaxCaps) Teilprojekt:
präparation und Charakterisierung von
MIM-Kondensatoren
Ch. Wenger
Report, (2012)
(19) Virtual GaN via AlGaNMultilayer Buffer
on Si(111) Diagnostics Report
P. Zaumseil, L. Tarnawska, D. Zengler,
P. Storck, T. Schroeder, M. Lehmann
Industriebericht, (2012)
(13) In-Situ HAXPES Study of Ti / HfO 2
/ TiN
rraM Structures
M. Sowinska, D. Walczyk, T. Bertaud, S. Thiess,
Ch. Walczyk, T. Schroeder
HASYLAB Annual Report, (2012)
(14) d 5.4 Smart - Rasip
O. Stecklina, F. Vater, T. Basmer
Smart Project No 100032, (2012)
(15) Virtual GaN Substrates on Si(111)
via Oxide Heterostructures
P. Storck, T. Schroeder
Industriebericht – Siltronic – IHP Technology
Activity Report, (2012)
(16) Virtuelle GaN Substrate auf 4“ Si(111)
mittels Oxidheterostrukturen als Epitaxiepufferschicht:
Defektanalyse auf atomarer
ebene mittels TEM zur Optimierung der
wachstumsstrategie
P. Storck, T. Schroeder, M. Lehmann
Industriebericht, (2012)
Monographien
Monographs
(1) X-Ray Techniques for Materials Research –
from Laboratory Sources to Free Electron
lasers
F. Boscherini, M. Birkholz, D. Chateigner,
J.-Y. Buffiere, P.F. Fewster (Eds.)
Nuclear Instruments and Methods in Physics
Research B 284, (2012)
(2) e-MRS Fall Meeting Symposium on Stress,
Structure and Stoichiometry Effects on
nanomaterials
V. Cracium, R. Gaboriaud, F. Sanchez,
T. Schroeder (Guest Eds.)
Applied Surface Science 260, (2012)
138 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

H a b i l i t a t i o n e n / D i s s e r t a t i o n e n – H a b i l i t a t i o n s / D i s s e r t a t i o n s
(3) SiGe, Ge, and Related Compounds 5:
Materials, Processing, and Devices
D. Harame, T. Krishnamohan, S. Miyazaki,
A. Reznicek, B. Tillack, Y. C. Yeo, M. Caymax,
G. Masini, G. Niu, K. Saraswat, B. Vincent,
K. Uchida (Eds.)
Electrochemical Society,
ECS Transactions; 50(5), (2012)
(4) distributed Shared Memory and Data
Consistency (for Wireless Sensor Networks –
assessment of the Feasibility)
K. Piotrowski
Südwestdeutscher Verlag für Hochschulschriften,
(2012)
(5) e-MRS 2012 Spring Meeting-Symposium
a, Advanced Silicon Materials Research for
electronic and Photovoltaic Applications III
S. Pizzini, G. Kissinger, H. Yamada-Kaneta,
J. Kang (Eds.)
Physica Status Solidi C C 9, (10-11),
1857-2210 (2012)
(6) Mechanismen zur Verbesserung der Quality
of Experience beim mobilen Zugriff auf
Streaming-orientierte Internetdienste
N. Todtenberg
Saarbrücken, AV Akademikerverl., (2012)
(7) e-MRS 2012 Spring Meeting: Symposium M
Ch. Wenger, J. Fompeyrine, Ch. Vallée,
J.-P. Locquet (Eds.)
IOP Conference Series, Materials Science and
Engineering 41, (2012)
Habilitationen / Dissertationen
Habilitations / Dissertations
(1) Spezifische Fehlertoleranz für kombinatorische
und sequentielle Schaltungen
M. Augustin
Dissertation, BTU Cottbus, (2012)
(2) Characterization of Perovskite-Like High-k
dielectric Materials for Metal-Insulator-
Metal Capacitors
C. Baristiran-Kaynak
Dissertation, TU Berlin, (2012)
(3) energy-Efficient Means to Support Short
end-to-End Delays in Wireless Sensor
networks
M. Brzozowski
Dissertation, BTU Cottbus, (2012)
(4) analyse und Vorhersage des Flächen- und
energieverbrauches optimaler Hardware
polynom-Multiplizierer für GF (2n) für
elliptische Kurven Kryptographie
Z. Dyka
Dissertation, BTU Cottbus, (2012)
(5) Structures for Nanoscale DRAM Memories
B. Hudec
Dissertation, IEE Bratislava, (2012)
(6) entwurf eines robusten drahtlosen
Kommunikationssystems für die
industrielle Automatisierung unter harten
echtzeitbedingungen auf Basis von
ultrawideband-Impulsfunk
J. Hund
Dissertation, BTU Cottbus, (2012)
(7) on the Compliant Behaviour of Free-
Standing Si Nanostructures on Si(001)
for Ge Heteroepitaxy
G. Kozlowski
Dissertation, BTU Cottbus, (2012)
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
139

D i p l o m - / M a s t e r - / B a c h e l o r a r b e i t e n – D i p l o m a - s / M a s t e r - / B a c h e l o r T h e s e s
(8) design and Analysis of Agile Frequency
Synthesizer for Software-Defined Radio
applications
S.A. Osmany
Dissertation, Universität Ulm, (2012)
(9) latenzverringerung in Basisbandprozessoren
am Beispiel eines hochratigen
oFDM-Kommunikationssystems
M. Petri
Dissertation, BTU Cottbus, (2012)
(10) novel Oxide Buffer Approach for GaN
Integration on Si(111) Platform Through
Sc 2
O 3
/ Y 2
O 3
-Bi-Layer
L. Tarnawska
Dissertation, BTU Cottbus, (2012)
Diplomarbeiten / Masterarbeiten /
Bachelorarbeiten
Diploma Theses / Master Theses / Bachelor
Theses
(1) Konzeption und Implementierung einer
datenbank zur zentralen Verwaltung
von Mitarbeiterstammdaten einschließlich
der Replikation dedizierter Benutzerdaten
mit einem vorhandenen Verzeichnisdienst
für das Leibniz-Institut für innovative
Mikroelektronik
St. Baudach
Diplomarbeit, Wilhelm Büchner Hochschule,
Darmstadt, (2012)
(2) entwurf und Implementierung einer
werkzeugbasierten Aufteilung von
Sensorknoten-Software in isolierte
adressräume
E. Bergmann
Diplomarbeit, BTU Cottbus, (2012)
(3) 0.13 Micron CMOS-MEMS Based Microfluidic
System for Cellomics at High Frequency
S. Guha
Masterarbeit, TUHH Hamburg, (2012)
(4) Implementierung von IPv6 für Low-Power
wireless Personal Area Networks
(6LoWPan) auf Basis von IQ Level
D. Heyne
Bachelorarbeit, BTU Cottbus, (2012)
(5) untersuchungen und Implementierung von
Mechanismen zur verteilten Entscheidungsfindung
in Automatisierungssystemen
Ch. Hildebrand
Masterarbeit, BTU Cottbus, (2012)
140 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

D i p l o m - / M a s t e r - / B a c h e l o r a r b e i t e n – D i p l o m a - s / M a s t e r - / B a c h e l o r T h e s e s
(6) Konstruktion eines externen Kontrollgeräts
für Polierköpfe einer Waferpolieranlage
M. Hopp
Bachelorarbeit, bbw-Hochschule
Frankfurt (Oder), (2012)
(7) Maskengenerierung für optoelektronische
integrierte Schaltkreise
S. Jätzlau
Bachelorarbeit, bbw-Hochschule
Frankfurt (Oder), (2012)
(8) anwendung des Roboterarms AREXX
ra1-PRO und Prüfung zeitkritischer Faktoren
Ch. Köhler
Bachelorarbeit, TH Wildau (FH), (2012)
(9) evaluierung und Implementierung von
Mechanismen zur selbständigen Erkennung
von Jamming Attacken in drahtlosen
Sensornetzen
St. Kornemann
Masterarbeit, BTU Cottbus, (2012)
(10) Qualifikation einer Poliersuspension zum
chemisch-mechanischen Polieren
A. Krüger
Bachelorarbeit, bbw-Hochschule
Frankfurt (Oder), (2012)
(11) analytische und elektrische Charakterisierung
von Germanium-basierten
dünnschichtsystemen
Ch. Mai
Masterarbeit, BTU Cottbus, (2012)
(13) Characterization and Modeling of the
degradation of SiGe Heterojunction Bipolar
transistors (HBT)
A. Pocej
Masterarbeit, Hochschule Furtwangen
University, (2012)
(14) Feingranulare Erkennung spezifischer
Bewegungsabläufe im dreidimensionalen
raum zur IT-gestützten Betreuung
therapeutischer Maßnahmen in der
telemedizin
J. Schäffner
Bachelorarbeit, bbw-Hochschule
Frankfurt (Oder), (2012)
(15) development and Implementation of
Memory Management Features on
wireless Sensor Nodes
K. Tolosz
Masterarbeit, West Pomeranian University of
Technology, Szczecin, Poland, (2102)
(16) prozessentwicklung eines Rückseitenpolierteilschritts
in der Halbleiterfertigung
A. Trusch
Bachelorarbeit, bbw-Hochschule
Frankfurt (Oder), (2012)
(17) transfer und Charakterisierung von
CVD-Graphen
S. Trutz
Bachelorarbeit, TH Wildau, (2012)
(12) entwurf und Realisierung einer anpassbaren
grafischen Oberfläche zur
Visualisierung variabler Sensordaten bei
annahme über die serielle Schnittstelle
S. Oehlert
Masterarbeit, BTU Cottbus, (2012)
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
141

P a t e n t e – P a t e n t s
Patente
Patents
(1) a CMOS-compatible Germanium Tunable
laser
G. Capellini, Ch. Wenger, T. Schroeder,
G. Kozlowski
IHP.368.11 EP-Erst-Patentanmeldung
am 10.02.2012, AZ: EP12154997.6
(2) Individualisierte Spannungsversorgung
von Bauelementen integrierter
Schaltungen als Schutzmaßnahme gegen
Seitenkanalangriffe
Z. Dyka, P. Langendörfer
IHP.376.12 DE-Patentanmeldung
am 26.10.2012, AZ: 10 2012 219 661.7
(3) MEMS-Mikroviskosimeter
K.-E. Ehwald, M. Birkholz, W. Winkler, P. Kulse,
M. Fröhlich, D. Wolansky, E. Matthus, J. Drews,
K. Schulz, U. Haak, D. Genschow
IHP.373.11-DE-Patentanmeldung,
am 21.06.2012, AZ: 10 2012 210 470.4
(4) Signalkonditionierung eines
temperatursensors
D. Genschow
IHP.366.11, DE-Patentanmeldung
am 15.05.2012, AZ: 10 2012 208 159.3
(5) patentanmeldung mit Siltronic AG
G. Kissinger, D. Kot, T. Müller, A. Sattler
DE-Patentanmeldung,
am 08.08.2012, AZ:102012214085.9
(6) In SOI mit Versetzungsnetzwerk
integrierte Si-LED
M. Kittler, T. Arguirov, M. Reiche
IHP.375.11, DE-Patentanmeldung
am 28.03.2012, AZ: 10 2012 204 987.8
(7) hetero-Substrat zur Herstellung von
integrierten Schaltkreisen mit optischen,
optoelektronischen und elektronischen
Komponenten
D. Knoll, B. Heinemann, L. Zimmermann,
H.H. Richter
IHP.374.11, PCT-Anmeldung
am 30.11.2012, AZ: PCT/EP2012/074141
(8) p-type Graphene Base Transistor
W. Mehr, J. Dabrowski, G. Lippert, M. Lemme,
G. Lupina, J.C. Scheytt
IHP.379.11, EP-Erstanmeldung
am 17.01.2012, AZ: 12 151 452.5
(9) austausch von Information zwischen
Bluetooth-Knoten zum Aufbau eines
Scatternets
M. Methfessel
IHP.372.11, EP-Erst-Patentanmeldung
am 19.04.2012, AZ: 12 164 726.7
(10) Spekulative Basisbandverarbeitung eines
empfangenen Datenrahmens
M. Petri
IHP.378.12 DE-Patentanmeldung,
am 03.08.2012, AZ: 10 2012 213 829.3
(11) Verfahren und Schaltungsanordnung zur
latenzverringerung und / oder Energieeinsparung
in Basisbandprozessoren
sowie Anwendung derselben
M. Petri
IHP.380.12, DE-Patentanmeldung,
am 03.08.2012, AZ: 10 2012 213 832.3
(12) Siliziumbasierter Heterobipolartransistor
O. Skibitzki, T. Schroeder
IHP.360.PCT, PCT-Patentanmeldung,
am 17.02.2012, AZ: PCT/EP2012/052802
142 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

P a t e n t e – P a t e n t s
(13) BILDMOS - und SOI-BILDMOS Transistor
R. Sorge
IHP.356.PCT, PCT-Patentanmeldung
am 19.01.2012, AZ: PCT/EP2012/050761
(14) Vertikaler Bipolartransistor mit lateralem
Kollektor-Driftgebiet
R. Sorge
IHP.367.PCT-Anmeldung,
am 22.06.2012, AZ: PCT/EP2012/062155
(15) Schichtstruktur für Halbleiterbauelement
mit Schutzvorrichtung gegen physikalische
und chemische Angriffe
Ch. Wenger, P. Langendörfer, F. Vater
IHP.381.12, DE-Patentanmeldung,
am 03.09.2012, AZ: 10 2012 215 606.2
(16) halbleiterbauelemente mit steilem
phosphor-Profil in einer Germaniumschicht
Y. Yamamoto, B. Tillack
IHP.365.11, DE-Patentanmeldung
am 10.02.2012, AZ: 102012202067.5
(17) Verfahren und Infrastruktur zum Test von
nicht-zeitdeterministischen Schaltungen
St. Zeidler, M. Krstic, Ch. Wolf, R. Kraemer
IHP.369.11, EP-Erstanmeldung ,
am 09.02.2012, AZ: 12 154 651.9
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
143

A n g e b o t e u n Pd uLb eli iskt au tni go en n e n – – D eP lu ibv le irc abt li eo s n sa n d S e r v i c e s
Deliverables and Services
144 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

A n g e b o t e u n d L e i s t u n g e n – D e l i v e r a b l e s a n d S e r v i c e s
Multi-Projekt-Wafer (MPW)- und
Prototyping-Service
Das IHP bietet seinen Forschungspartnern und Kunden
Zugriff auf seine leistungsfähigen SiGe-BiCMOS-Technologien.
Die Technologien sind insbesondere für Anwendungen
im oberen GHz-Bereich geeignet, so z.B. für die drahtlose
und Breitbandkommunikation, Radar, glasfasergestützte
Kommunikation und integrierte Photonik. Sie bieten integrierte
HBTs mit Grenzfrequenzen bis zu 500 GHz, integrierte
RF-MEMS und integrierte HF-LDMOS-Bauelemente
mit Durchbruchspannungen bis zu 22 V einschließlich
komplementärer Bauelemente.
Multi Project Wafer (MPW) and
Prototyping Service
IHP offers research partners and customers access to
its powerful SiGe BiCMOS technologies.
The technologies are especially suited for applications
in the higher GHz range (e.g. for wireless, broadband,
radar, fiberoptic communication and integrated
photonics). They provide integrated HBTs with cutoff
frequencies of up to 500 GHz, integrated RF-MEMS,
and integrated RF LDMOS devices with breakdown voltages
up to 22 V, including complementary devices.
Verfügbar sind folgende SiGe BiCMOS Technologien:
SG25H1: Eine 0,25-µm-BiCMOS- Technologie
mit npn-HBTs bis zu f T
/ f max
= 180 / 220 GHz.
SG25H3: Eine 0,25-µm-BiCMOS-Technologie mit
mehreren npn-HBTs, deren Parameter von
einer hohen HF-Performance
(f T
/ f max
= 110 / 180 GHz) zu größeren
Durchbruchspannungen bis zu 7 V reichen.
The following SiGe BiCMOS technologies are available:
SG25H1: A high-performance 0.25 µm BiCMOS with
npn-HBTs up to f T
/ f max
= 180 / 220 GHz.
SG25H3: A 0.25 µm BiCMOS with a set of npn-HBTs
ranging from a high RF performance
(f T
/ f max
= 110 GHz / 180 GHz) to higher
breakdown voltages up to 7 V.
SGB25V: Eine kostengünstige 0,25-µm-BiCMOS-
Technologie mit mehreren npn-Transistoren
mit Durchbruchspannungen bis zu 7 V.
SGB25V: A cost-effective 0.25 µm BiCMOS with a set of
npn-HBTs up to a breakdown voltage
of 7 V.
SG13S:
Eine 0,13-µm-BiCMOS-Hochleistungs-
Technologie mit npn-HBTs bis zu
f T
/ f max
= 250 / 300 GHz mit 3,3 V I / O-CMOS
und 1,2 V Logik-CMOS.
SG13S:
A high-performance 0.13 µm BiCMOS with
npn-HBTs up to f T
/ f max
= 250 / 300 GHz, with
3.3 V I / O CMOS and 1.2 V logic CMOS.
SG13G2:
Eine 0,13-µm-BiCMOS-Hochleistungs-
Technologie mit den gleichen Bauelementen
wie SG13S, aber einer wesentlich höheren
Bipolar-Performance mit
f T
/ f max
= 300 / 500 GHz.
SG13G2: A 0.13 µm BiCMOS technology with the
same device portfolio as SG13S but much
higher bipolar performance with
f T
/ f max
= 300 / 500 GHz.
Das Backend enthält 3 (SG13: 5) dünne und 2 dicke
Metallebenen (TM1: 2 µm, TM2: 3 µm).
Es finden technologische Durchläufe nach einem festen,
unter www.ihp-microelectronics.com verfügbaren
Zeitplan statt.
The backend offers 3 (SG13: 5) thin and 2 thick metal
layers (TM1: 2 µm, TM2: 3 µm).
The schedule for MPW & Prototyping runs is published
at www.ihp-microelectronics.com.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
145

A n g e b o t e u n d L e i s t u n g e n – D e l i v e r a b l e s a n d S e r v i c e s
Ein Cadence-basiertes Design-Kit für Mischsignale ist
verfügbar. Wiederverwendbare Schaltungsblöcke und
IPs des IHP für die drahtlose und Breitbandkommunikation
werden zur Unterstützung von Designs angeboten.
A cadence-based mixed signal design kit is available.
For high frequency designs an analogue Design Kit in
ADS can be used. IHP’s reusable blocks and IPs are
offered to support designs.
Zusätzliche Module sind für bestimmte
SiGe-BiCMOS-Technologien verfügbar:
The following Technology Modules are available:
GD:
Zusätzliche integrierte, komplementäre
HF-LDMOS mit nLDMOS bis 22 V , pLDMOS
bis -16 V Durchbruchspannung und einem
isolierten nLDMOS.
(verfügbar in SGB25V)
GD:
Additional integrated complementary
RF LDMOS devices with nLDMOS up to 22 V,
pLDMOS up to -16 V breakdown voltage
and an isolated nLDMOS device.
(available in SGB25V)
H3P:
Zusätzliche pnp-HBTs mit
f T
/ f max
= 90/120 GHz für komplementäre
Bipolar-Anwendungen.
(verfügbar in SG25H3)
H3P:
Additional pnp-HBTs with
f T
/ f max
= 90 / 120 GHz for complementary
bipolar applications.
(available in SG25H3)
RF-MEMS-Schalter:
Zusätzliche kapazitive MEMS-Schalter für
Frequenzen zwischen 30 GHz und 100 GHz.
(verfügbar in SG25H1 und SG25H3)
RF-MEMS Switch:
Additional capacitive MEMS switch devices
for frequencies between 30 GHz and 100 GHz.
(available in SG25H1 and SG25H3 technology)
LBE:
Das Modul für lokales Rückseitenätzen (LBE)
wird angeboten zur Verbesserung der
passiven Performance durch lokales
Entfernen von Silizium.
(verfügbar in allen Technologien).
LBE:
the Localized Backside Etching (LBE)
module is offered to remove silicon locally
to improve passive performance.
(available in all technologies)
146 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

A n g e b o t e u n d L e i s t u n g e n – D e l i v e r a b l e s a n d S e r v i c e s
Die wesentlichen Parameter der Technologien sind:
Bipolar Section
Technical key-parameters of the technologies are:
SG25H1 npn1 npn2
A E
0.21 x 0.84 µm 2 0.18 x 0.84 µm 2
peak f max
190 GHz 220 GHz
peak f T
190 GHz 180 GHz
BV CE0
1.9 V 1.9 V
BV CBo
4.5 V 5.0 V
V A
40 V 40 V
β 270 260
SG25H3 high Medium high pnp
performance Voltage Voltage h3P Module
A E
0.22 x 0.84 µm 2 0.22 x 2.24 µm 2 0.22 x 2.24 µm 2 0.21 x 0.84 µm 2
peak f max
180 GHz 140 GHz 80 GHz 120 GHz
peak f T
110 GHz 45 GHz 25 GHz 90 GHz
BV CE0
2.3 V 5 V > 7 V - 2.5 V
BV CBo
6.0 V 15.5 V 21.0 V - 4.0 V
V A
30 V 30 V 30 V 30 V
β 150 150 150 100
SGB25V high Standard high
performance
Voltage
A E
0.42 x 0.84 µm 2 0.42 x 0.84 µm 2 0.42 x 0.84 µm 2
peak f max
95 GHz 90 GHz 70 GHz
peak f T
75 GHz 45 GHz 25 GHz
BV CEO
2.4 V 4.0 V 7.0 V
BV CBO
> 7 V > 15 V > 20 V
V A
> 50 V > 80 V > 100 V
β 190 190 190
SG13S npn13p npn13V
A E
0.12 x 0.48 µm 2 0.18 x 1.02 µm 2
peak f max
300 GHz 120 GHz
peak f T
250 GHz 45 GHz
BV CE0
1.7 V 3.7 V
BV CBo
5.0 V 16 V
β 900 600
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
147

A n g e b o t e u n d L e i s t u n g e n – D e l i v e r a b l e s a n d S e r v i c e s
CMOS Section
SG25H1 / H3*
SG13S***
Core Supply Voltage 2.5 V 3.3 V 1.2 V
nMOS V th
0.6 V 0.65 V 0.49 V
I out
** 540 µA / µm 520 µA / µm 500 µA / µm
I off
3 pA / µm 10 pA / µm 500 pA / µm
pMOS V th
- 0.56 V - 0.61 V - 0.42 V
I out
- 230 µA / µm - 220 µA / µm - 210 µA / µm
I off
- 3 pA / µm - 10 pA / µm - 500 pA / µm
*: Parameters for SGB25V are similar
**: @V G
= 2.5 V
***: Parameters for SG13G2 have to be defined
Passive Section
SG25H1 / H3 SGB25V SG13S
MIM Capacitor 1 fF / µm 2 1 fF / µm 2 1.5 fF / µm 2
N + Poly Resistor 210 Ω / 210 Ω / -
P + Poly Resistor 280 Ω / 310 Ω / 250 Ω /
High Poly Resistor 1600 Ω / 2000 Ω / 1300 Ω /
Varactor C max
/ C min
3 tbd. tbd.
Inductor Q@5 GHz 18 (1 nH) 18 (1 nH) 18 (1 nH)
Inductor Q@10 GHz 20 (1 nH) 20 (1 nH) 20 (1 nH)
Inductor Q@5 GHz 37 (1 nH)* 37 (1 nH)* 37 (1 nH)*
*: with LBE
148 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

A n g e b o t e u n d L e i s t u n g e n – D e l i v e r a b l e s a n d S e r v i c e s
GD Module
nLDMOS
pLDMOS
nld2GD22C iNLD2GD13A **** pld2G19B
BV DSS
* 22 V 14 V - 16 V
V TH
0.55 V 0.6 V - 0.5 V
I OUT
** 460 µA / µm 440 µA / µm - 170 µA / µm
R ON
4 Ωmm 4 Ωmm 14 Ωmm
Peak f max
*** 52 GHz 50 GHz 30 GHz
Peak f T
*** 20 GHz 28 GHz 9 GHz
*:@ 50 pA/µm
** :@ V G
= 2.5 V
***:@ V DS
= 4 V
****: substrate isolated
RF-MEMS Switch Module
Actuation Voltage
25 V
C on
/ C off
> 10
Switch Time < 10 µs
Temperature -30…+125 °C
Isolation*
< 20 dB
Insertion Loss*
< 1 dB
Continuous Power Handling 13 dB
*@ 60 GHz
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
149

A n g e b o t e u n d L e i s t u n g e n – D e l i v e r a b l e s a n d S e r v i c e s
Design Kits
The design kits support a Cadence mixed signal platform:
- Design Framework II (Cadence 6.1)
- Behavioral Modeling (Verilog HDL)
- Logic Synthesis & Optimization (VHDL / HDL
Compiler, Design Compiler / Synopsys,
Power Compiler / Synopsys)
- Test Generation / Synthesizer / Test Compiler
(Synopsys)
- Simulation (RF: SpectreRF, Analog: SpectreS,
Cadence Incisive / Behavioral, Digital: Mentor
Graphics ModelSim)
- Place & Route (Cadence EDI)
- Layout (Cadence Virtuoso Editor)
- Verification (Assura: DRC / LVS / Extract / Parasitic
Extraction)
- ADS-support via Golden Gate/RFIC dynamic link
to Cadence is available
- Standalone ADS Kit including Momentum
substrate layer file
- Sonnet support for all design kits
- Support of Analog Office and TexEDA via partners
is available
- ECL library for SGB25V
- Radiation hard CMOS library for SGB25V / SG13S.
Analog and Digital IP
Analog IP
6 GHz RF Components
6 GHz LNA with 12 dB signal enhancement
RF-VGA with 30 dB signal enhancement
Variable phase shifter (0 to 360o)
60 GHz Circuits
Complete 60 GHz transceiver and components in
SiGe BiCMOS
60 GHz TX and RX IC with phase shifter
60 GHz beamforming components and
integrated frontend
60 GHz channel sounder module
60 GHz planar PCB-integrated antenna
122 GHz Radar & Sensors
122 GHz CW / FMCW Radar IC
D-band on-chip antenna (with Localized Backside
Etching)
Integrated 122 GHz receiver with calibration and
digital control via SPI
245 GHz
Integrated 245 GHz transmitter and receiver
ADCs, DACs and Logic
18 GS / s 4 bit DAC with 6 GHz bandwidth
10 GS / s 6 bit DAC with offline calibration
Low speed and low power calibration DACs,
1 MS / s, 8 – 14 bit resolution,
0.2 – 1.5 mW DC power consumption
Frequency divider operating up to 40 GHz
9 GS / s (2.1 - 2.2 GHz) bandpass delta-sigma modulator
Bandpass delta-sigma modulators for class-S
amplifiers (450 MHz, 900 MHz, 2 GHz)
Frequency Synthesizers
0.6 – 4.4 GHz, 10 – 14 GHz and 20 – 24 GHz fully integrated
frequency synthesizer with low phase noise
(Integer-N and DS-Fractional-N)
VCOs and integer-N PLLs for various frequencies
from 5 – 120 GHz
Low-noise SiGe LC-VCOs in the range between
10 and 120 GHz
Multi-Gigabit Fiberoptical ICs
20 Gbps transimpedance amplifier with DC cancelation
6 V differential 40 Gbps MZM driver
VCSEL driver up to 40 Gbps
80 Gbps decision feedback equalizer for
fiberoptic communications
Impulse Radio UWB Transceiver and Components
UWB single-chip transceiver compliant to
standard IEEE 802.15.4a
Impulse UWB RF transceiver with localization
capability
UWB RF components between 6.0 and 8.5 GHz
150 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

A n g e b o t e u n d L e i s t u n g e n – D e l i v e r a b l e s a n d S e r v i c e s
Space Application Circuits
8 – 12 GHz delta sigma fractional-N Synthesizer
Programmable integer-N / fractional-N frequency
divider
Digital IP
Crypto Cores
IP cores for flexible AES, ECC, MD5 and SHA-1
crypto processors
Interfaces
Cardbus, GPIO, I2C slave, SPI master, SPI slave, VGA
monitor, UART, 16-bit timer
Communication Cores
60 GHz MAC processor, 60 GHz OFDM baseband processor,
LDPC Co/Decoder, RS Co/Decoder, IR-UWB (IEEE
802.15.4a) baseband and front-end, Viterbi decoder,
FFT, WLAN (IEEE 802.11a) baseband processor and
MAC processor
Sensor Nodes
16-bit Crypto-microcontroller, also with 64K internal
Flash (TNode)
32-bit Crypto-microcontroller (Trusted Sensor Node)
UWB Node
Transfer of Technologies and Technology
Modules
IHP offers its 0.25 µm BiCMOS technologies and technology
modules (HBT-Modules, LDMOS-Modules) for
transfer. The technological parameters comply to a
large extent with the parameters described above for
MPW & Prototyping.
Process Module Support
IHP offers support for advanced process modules for
research and development purposes and small volume
prototyping.
Process modules available include:
- Standard processes (implantation, etching,
CMP & deposition of layer stacks such
as thermal SiO 2
, PSG, Si 3
N 4
, Al , TiN, W)
- Epitaxy (Si, Si:C, SiGe, SiGe:C, Ge)
- Optical lithography (i-line and 248 nm down
to 100 nm structure size)
- Short-flow processing
- Electrical characterization and testing.
Failure Mode Analysis and Diagnostics
Consultancy
MAC protocol design & Gigabit WLAN systems
Wireless sensor networks and applications
Fault tolerant design for space and automotive
IHP offers support for yield enhancement through failure
mode analysis with state-of-the-art equipment,
including AES, AFM, FIB, SEM, SIMS, ToFSIMS and TEM.
For more information please contact:
Dr. Wolfgang Kissinger (General contact)
Dr. René Scholz (MPW & Prototyping contact)
IHP
IHP
Im Technologiepark 25 Im Technologiepark 25
15236 Frankfurt (Oder), Germany 15236 Frankfurt (Oder), Germany
Email: kissinger@ihp-microelectronics.com
Email : scholz@ihp-microelectronics.com
Tel: +49 335 56 25 410 Tel : +49 335 56 25 647
Fax: +49 335 56 25 222 Fax +49 335 56 25 327
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
151

W e g b e s c h r e i b u n g z u m I H P – D i r E c t i o n s t o I H P
Wegbeschreibung zum IHP
per Flugzeug
- Vom Flughafen Berlin-Tegel mit der Buslinie X9 bis
Bahnhof Berlin-Zoologischer Garten (19 Minuten);
dann mit dem RegionalExpress RE 1 bis Frankfurt
(Oder) Hauptbahnhof (ca. 1 Stunde 20 Minuten).
- Vom Flughafen Berlin-Schönefeld mit dem Airport-
Express oder der S-Bahnlinie S 9 bis Bahnhof Berlin-Ostbahnhof
(19 bzw. 32 Minuten); dann mit dem
RegionalExpress RE 1 bis Frankfurt (Oder) Hauptbahnhof
(ca. 1 Stunde).
per Bahn
- Von den Berliner Bahnhöfen Zoologischer Garten,
Hauptbahnhof, Friedrichstraße, Alexanderplatz
oder Ostbahnhof mit dem RegionalExpress RE 1 bis
Frankfurt ( Oder) Hauptbahnhof.
per Auto
- Über den Berliner Ring auf die Autobahn A 12 in Richtung
Frankfurt (Oder) / Warschau; Abfahrt Frankfurt
(Oder)-West, an der Ampel links in Richtung Beeskow
und dem Wegweiser „Technologiepark Ostbrandenburg“
folgen.
per Straßenbahn in Frankfurt (Oder)
- Ab Frankfurt (Oder) Hauptbahnhof mit der Linie 3
oder 4 in Richtung Markendorf Ort bis Haltestelle
Technologiepark (14 Minuten).
Directions to IHP
by plane
- From Berlin-Tegel Airport take the bus X9 to the
railway station Berlin-Zoologischer Garten (19 minutes);
then take the RegionalExpress RE 1 to Frankfurt
(Oder) Hauptbahnhof (appr. 1 hour 20 minutes).
- From Berlin-Schönefeld Airport take the Airportexpress
or the S-Bahn line S 9 to the railway
station Berlin Ostbahnhof (19 resp. 32 minutes);
then take the RegionalExpress RE 1 to
Frankfurt (Oder) Hauptbahnhof (appr. 1 hour).
by train
- take the train RegionalExpress RE 1 from the
Berlin railway stations Zoologischer Garten,
Hauptbahnhof, Friedrichstraße, Alexanderplatz
or Ostbahnhof to Frankfurt (Oder) Hauptbahnhof.
by car
- take the highway A 12 from Berlin in the direction
Frankfurt (Oder) / Warschau (Warsaw); take
exit Frankfurt (Oder)-West, at the traffic lights
turn left in the direction Beeskow and follow
the signs to “Technologiepark Ostbrandenburg”.
by tram in Frankfurt (Oder)
- take the Tram 3 or 4 from railway station Frankfurt
(Oder) Hauptbahnhof in the direction Markendorf
ort to Technologiepark (14 minutes).
152 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

B i l d e r k l ä r u n g e n – P h o t o d e s c r i p t i o n s
Bilderklärungen / Photodescriptions
S. 1: Annual Report 2012
Blick auf das Institutsgebäude mit Pilotlinie (links).
View on the institute building with pilot line (left).
S. 4: Contents
Konstituierende Sitzung des Wissenschaftlichen
Beirates am 11. Juni 2012 im IHP.
Constituent meeting of the Scientific Advisory Board
at IHP on the 11 th of June 2012.
S. 8: IHP´s Research
Layout eines Impulse-Radio Ultra-Breitband
Transceivers for IEEE 802.15.4a Standard.
Layout of an Impulse-Radio Ultra-Wideband
Transceiver for IEEE 802.15.4a Standard.
S. 18: Update 2012
Ehrensymposium für den langjährigen Vorsitzenden
des Wissenschaftlichen Beirates Prof. Dr. Hermann
Grimmeiss (links).
Symposium in honour of the long-standing Chair
of the Scientific Advisory Board Prof. Hermann
Grimmeiss (left).
S. 30: Selected Projects
Platine zum Test des 12-Bit DAC-Chip-Prototypen.
Testboard for a 12 bit DAC prototype chip.
S. 70: Joint Labs
Informationstafel zu den Gemeinsamen Laboren
des IHP.
Information board to the Joint Labs of IHP.
S. 83: Collaboration and Partners
Workshop mit Partnern im IHP – hier: Projektabstimmung
zum EU-Projekt FLEXWIN (Flexible
Microsystem Technology for Micro- and Millimetre-
Wave Antenna Arrays with Intelligent Pixels)
European project meeting “Flexwin” at IHP.
S. 86: Guest Scientists and Seminars
Gastwissenschaftler und Humboldt-Preisträger
Prof. Dr. Ya-Hong Xie (Mitte) mit Prof. Dr. Wolfgang
Mehr (links) und Prof. Dr. Thomas Schröder (rechts)
im IHP MBE-Labor.
Guest scientist and awardee of the Humboldt Research
Award Prof. Ya-Hong Xie (middle) with Prof. Wolfgang
Mehr (left) and Prof. Thomas Schröder (right) in the
MBE-laboratory of IHP.
S. 144 Deliverables and Services
Kontrolle eines in der Pilotlinie des IHP präparierten
Wafers.
Checking of a wafer prepared in the pilot line of IHP.
A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2
153

i m p r e s s u m – i m p r i n t
Herausgeber / Publisher
IHP GmbH – Innovations for High Performance
Microelectronics/Leibniz-Institut für innovative
Mikroelektronik
Postadresse / Postbox
Postfach 1466 / Postbox 1466
15204 Frankfurt (Oder)
Deutschland / Germany
Besucheradresse / Address for Visitors
Im Technologiepark 25
15236 Frankfurt (Oder)
Deutschland / Germany
Telefon / Fon +49 335 56 25 0
Telefax / Fax +49 335 56 25 300
Redaktion / Editors
Dr. Wolfgang Kissinger / Heidrun Förster
Gesamtherstellung / Production in design and layout
GIRAFFE Werbeagentur
Leipziger Straße 187
15232 Frankfurt (Oder)
Telefon / Fon +49 335 50 46 46
Telefax / Fax +49 335 50 46 45
E-Mail kontakt@giraffe.de
Internet www.giraffe.de
Bildnachweise / Photocredits
Agentur GIRAFFE, Fotolia.de, Winfried Mausolf,
IHP, Rainer Weisflog
E-Mail
Internet
ihp@ihp-microelectronics.com
www.ihp-microelectronics.com
154 A n n u a l R e p o r t 2 0 1 2

IHP GmbH – Innovations
for High Performance
Microelectronics / Leibniz-Institut
für innovative Mikroelektronik
Im Technologiepark 25
15236 Frankfurt (Oder)
Germany
Telefon +49 335 5625 0
Fax +49 335 5625 300
ihp@ihp-microelectronics.com
www.ihp-microelectronics.com