Deliverables and Services - IHP Microelectronics

J A H R E S B E R I C H T 2 0 0 7 – A N N U A L R E P O R T 2 0 0 7
Annual Report 2007
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7

prof. Dr. Wolfgang Mehr
Die Forschungschwerpunkte des IHP beinhalten volkswirtschaftlich
relevante Themen, insbesondere für die
- Telekommunikation
- Autoindustrie
- Luft- und Raumfahrt
- Telemedizin
- Automatisierungstechnik.
Als Leibniz-Institut betreibt das IHP auf diesen Gebieten
Grundlagenforschung und angewandte Forschung.
Besonderheiten des IHP sind:
- Die Fokussierung auf siliziumbasierte Systeme,
Höchstfrequenzschaltungen und Technologien für die
drahtlose und Breitbandkommunikation
- Der vertikale Ansatz (von der Materialforschung bis
zum Schaltkreis- und Systemdesign)
- Die Verstärkung der Kapazitäten für Grundlagenforschung
durch eine sehr enge Kooperation mit Hochschulen
auf der Basis von Joint Labs
- Ein forschungsorientierter, national und international
breit genutzter Multiprojekt Wafer & Prototyping
Service für Hochschulen, Forschungsinstitute und
High-Tech-Firmen
- Eine enge Kooperation mit einer großen Anzahl von
verschiedenen Industriefirmen.
Das IHP wirkt deshalb auch als Brücke zwischen Hochschulforschung
und Industrie.
2007 konnte das Institut bedeutende Fortschritte bei
der Einbindung in die europäische Forschungslandschaft
erreichen. Bereits beim ersten Call im 7. Forschungsrahmenprogramm
der EU gelang es, gemeinsam
mit Partnern vier wichtige Projekte einzuwerben.
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V O R w O R T – F O R E w O R d
the main research of the IHp is focused on economically
relevant topics, especially for
- telecommunication
- Automobile industry
- Aerospace
- telemedicine
- Automation.
As a leibniz institute IHp conducts basic and applied
research in these areas.
Special features of the IHp are:
- the focus on silicon based systems, high frequency
circuits and technologies for wireless and broadband
communication
- the vertical approach (from materials research to
circuit and system design)
- Strengthening of the capacities for basic research
by close cooperation with universities in Joint
labs
- A research-oriented, nationally and internationally
broadly applied Multi project Wafer & prototyping
Service for universities, research institutes and
high-tech companies
- An intensive cooperation with a large number of
different companies.
therefore, IHp also acts as a bridge between university
research and the industry.
In 2007 the institute achieved considerable progress
in its integration into the european research landscape.
Already in the first call for proposals in the
7 th research framework programme of the eu it succeeded
together with its partners in securing impor-

Wissenschaftler des IHP sind aktiv beteiligt in Gremien
der europäischen Technologieplattformen, u. a. ENIAC,
ARTEMIS, EPoSS und eMobility.
Die neue 0,13-µm-SiGe-BiCMOS-Technologie des IHP ist
mit 300-GHz-HBTs ein bedeutender Schritt auf dem Weg
zu höheren Arbeitsfrequenzen und geringerem Leistungs-
und Flächenbedarf für komplexe Schaltungen
und Systeme.
Langfristig sind es für das IHP wichtige Ziele, siliziumbasierte
Bauelemente und Systeme mit Arbeitsfrequenzen
bis zum Terahertz-Bereich sowie in Silizium integrierte
Lösungen für die optische Datenübertragung
zu entwickeln.
Die kostengünstige Erzeugung von Terahertz-Strahlung
ist sowohl Grundlage für drahtlose Kommunikationssysteme
mit höchsten Datenraten als auch für bildgebende
Anwendungen auf attraktiven Gebieten wie
Sicherheit, Materialanalyse, Biologie und Medizin. Zur
Anschaffung der dazu notwendigen Forschungsausrüstungen
konnten für die kommenden drei Jahre zusätzliche
EU-Mittel (EFRE) in Höhe von 22,5 Mio. € eingeworben
werden.
Die Drittmitteleinnahmen des Institutes überstiegen
im Jahr 2007 erstmals 8 Mio. €. Durch die zusätzlichen
Projekte konnte die Anzahl der am Institut tätigen Mitarbeiter
auf 220 wachsen.
An dieser Stelle möchten wir unseren Mitarbeiterinnen
und Mitarbeitern ganz herzlich für ihre engagierte Arbeit
danken. Ebenso danken wir der Brandenburgischen
Landesregierung und der Bundesregierung für die
außerordentliche Unterstützung unserer Arbeiten.
In diesem Bericht finden Sie eine Auswahl interessanter
Forschungsergebnisse des Jahres 2007.
Wolfgang Mehr Manfred Stöcker
Wiss.-Techn. Geschäftsführer Adm. Geschäftsführer
V O R w O R T – F O R E w O R d
tant projects. IHp scientists are actively working in
bodies of european technology platforms such as
enIAC, ARteMIS, epoSS and eMobility.
the institute`s new 0.13 µm SiGe BiCMoS technology
with 300 GHz HBts is an important step towards
higher working frequencies, smaller required areas
and less power dissipation for complex circuits and
systems.
Important long-term goals for IHp are silicon based
devices and systems with working frequencies up to
the terahertz range as well as integrated solutions in
silicon for optical data transmission.
the cost-effective generation of terahertz radiation
is a basis for wireless communication systems with
highest performance as well as for imaging applications
in promising areas such as security, analysis
of materials, biology and medicine. For the investment
in the research equipment needed for these
applications an additional european eFRe funding of
22.5 million euros was procured for the next three
years.
In 2007 the third party funding exceeded 8 million
euros for the first time. With these additional projects
the number of IHp employees grew to 220.
At this point we would like to express our sincere
thanks to our staff for their committed work. We are
also grateful to the regional government of Brandenburg
and the federal government for the extraordinary
support of our research.
In this report you will find a selection of interesting
results of our research in 2007.
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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
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
Aufsichtsrat
Wissenschaftlicher Beirat
Das IHP auf einen Blick
Forschung des IHP
Das Jahr 2007
Ausgewählte Projekte
Gemeinsame Labore
Zusammenarbeit und Partner
Gastwissenschaftler und Seminare
Publikationen
Angebote und Leistungen
Wegbeschreibung zum IHP
2
6
7
8
0
6
28
72
78
82
86
2
2
Foreword
Supervisory Board
Scientific Advisory Board
IHp in a nutshell
IHp‘s Research
update 2007
Selected projects
Joint labs
Collaboration and partners
Guest Scientists and Seminars
publications
Deliverables and Services
Directions to IHp
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Aufsichtsrat
Konstanze Pistor
Vorsitzende (bis 09. April 2007)
Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kultur
Land Brandenburg
MinR Brigitte Klotz
Vorsitzende (seit 10. April 2007)
Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kultur
Land Brandenburg
RD Dr. Volkmar Dietz
Stellvertretender Vorsitzender
Bundesministerium für Bildung und Forschung
Dr.-Ing. Peter Draheim
Philips GmbH, Hamburg
Dr. Gunter Fischer
IHP GmbH (seit 01. Oktober 2007)
Prof. Dr. Helmut Gabriel
Freie Universität Berlin
Dr. Eckhard Grass
IHP GmbH (bis 30. September 2007)
Norbert Quinkert
Quinkert Herbold Fischer Executive Search GmbH,
Frankfurt am Main (bis 19. April 2007)
Dr. Harald Richter
IHP GmbH
Prof. Dr. Ernst Sigmund
Brandenburgische Technische Universität Cottbus
MinR Gerhard Wittmer
Ministerium der Finanzen
Land Brandenburg
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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
Supervisory Board
Konstanze Pistor
Chair (until April 09, 2007)
Ministry of Science, Research and Culture
State of Brandenburg
MinR Brigitte Klotz
Chair (since April 10, 2007)
Ministry of Science, Research and Culture
State of Brandenburg
Rd dr. Volkmar dietz
Deputy Chair
Federal Ministry of education and Research
dr.-Ing. Peter draheim
philips GmbH, Hamburg
dr. Gunter Fischer
IHp GmbH (since october 01, 2007)
Prof. Helmut Gabriel
Freie universität Berlin
dr. Eckhard Grass
IHp GmbH (until September 30, 2007)
Norbert Quinkert
Quinkert Herbold Fischer executive Search GmbH,
Frankfurt am Main (until April 19, 2007)
dr. Harald Richter
IHp GmbH
Prof. Ernst Sigmund
Brandenburg technical university, Cottbus
MinR Gerhard wittmer
Ministry of Finance
State of Brandenburg

Wissenschaftlicher Beirat
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
Prof. Dr. Hermann G. Grimmeiss
Vorsitzender
Department of Solid State Physics
University of Lund, Schweden
Dr. Jürgen Arndt
Stellvertretender Vorsitzender
Prof. Dr. Ignaz Eisele
Fakultät für Elektrotechnik und
Informationstechnik
Universität der Bundeswehr München
Prof. Dr. Christian Enz
CSEM SA, Neuchatel, Schweiz
Prof. Dr. Michael Hoffmann
Institut für Mikrowellentechnik
Universität Ulm
Prof. Dr. Ulrich Rohde (bis 31. Juli 2007)
Synergy Microwave Corporation, USA
Dr. Josef Winnerl
Infineon Technologies AG, München
Leitung
Prof. Dr. Wolfgang Mehr
Wissenschaftlich-Technischer Geschäftsführer
Manfred Stöcker
Administrativer Geschäftsführer
Scientific Advisory Board
Prof. Hermann G. Grimmeiss
Chair
Department of Solid State physics
university of lund, Sweden
dr. Jürgen Arndt
Deputy
Prof. Ignaz Eisele
Department of electrical engineering and
Information technology
university of the Bundeswehr Munich
Prof. Christian Enz
CSeM SA, neuchatel, Switzerland
Prof. Michael Hoffmann
Institute of Microwave techniques
university of ulm
Prof. Ulrich Rohde (until July 31, 2007)
Synergy Microwave Corporation, uSA
dr. Josef winnerl
Infineon technologies AG, Munich
Management
Prof. wolfgang Mehr
Director
Manfred Stöcker
Administrative Director
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d A S I H P A U F E I N E N B L I C K – I H P I N A N U T S H E L L
IHP in a Nutshell

Das Institut
d A S I H P A U F E I N E N B L I C K – I H P I N A N U T S H E L L
- Gegründet 1983; 1991 Neugründung aus einem
früheren Akademieinstitut mit langjähriger
Erfahrung in der Mikroelektronik auf Silizium-
Basis
- 220 Mitarbeiter aus 16 Ländern
- Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft
Aufgabe
- Wirkung als Europäisches Forschungs- und
Innovationszentrum für drahtlose Kommunikationstechnologien
- Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit der deutschen
und europäischen Mikroelektronik- und Kommunikationsforschung
- Erhöhung der Attraktivität der Region als
Hochtechnologiestandort
Strategie
- Konzentration auf Si-basierte Systeme, Höchstfrequenz-Schaltungen
und -Technologien für die
drahtlose und Breitbandkommunikation
- Erarbeitung zukunftsorientierter Technologien,
Schaltkreise und Systeme bis zu Prototypen
Infrastruktur
- Vollständige Innovations-Kette vom Material
bis zu Systemen, einschließlich Pilotlinie mit
0,25 und 0,13 µm-BiCMOS-Technologien
Kompetenzen
- Systeme für die drahtlose Kommunikation
- HF-Schaltkreisentwurf
- Erweiterung von Silizium-CMOS-Technologien
für neue Funktionen
- Materialien für die Mikro- und Nanoelektronik
The Institute
- Founded in 1983; re-established in 1991 as a
successor institution to the former institute of
the east German Academy with extensive
experience in silicon microelectronics
- 220 employees from 16 countries
- Member of the leibniz Association
Mission
- to act as a european Research and Innovation
Center for wireless communication
technologies
- to strengthen the competitive position of the
German and european microelectronic and
communication research
- to enhance the attractiveness of the region
as a location for high technology
Strategy
- to focus on silicon-based systems, highfrequency
circuits and technologies for wireless
and broadband communications
- Development of future-oriented technologies,
circuits and systems up to prototypes
Facilities
- Complete innovation chain from materials to
systems, including a pilot line with
0.25 and 0.13 µm BiCMoS technologies
Competencies
- Systems for wireless communication
- RF circuit design
- extension of silicon CMoS technologies for new
functionalities
- Materials for micro- and nanoelectronics
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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
IHP‘s Research

Das IHP konzentriert sich auf die Erforschung und Entwicklung
von Si-basierten Systemen, Höchstfrequenz-
Schaltungen und -Technologien für die drahtlose und
Breitbandkommunikation.
Dabei arbeitet das Institut an den folgenden drei eng
miteinander verbundenen Forschungsprogrammen:
1. Drahtloses Internet: Systeme und Anwendungen,
2. Technologieplattform für drahtlose und Breitbandkommunikation,
3. Materialien für die Mikro- und Nanoelektronik.
Die Forschungsprogramme nutzen die besonderen
Möglichkeiten des IHP. So verfügt das IHP über eine
Pilotlinie für technologische Forschungen und Entwicklungen.
Eine weitere Besonderheit ist das vertikale
Forschungskonzept des IHP 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-Instituts: Sie ist charakterisiert durch eine
langfristige, komplexe Arbeit, die Grundlagenforschung
mit anwendungsorientierter Forschung verbindet.
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.
Im Folgenden werden wesentliche Zielstellungen der
Forschungsprogramme des IHP beschrieben.
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
IHp is focused on the research and development of
silicon-based systems, high-frequency circuits and
technologies for wireless and broadband communication.
the institute is working on the following three closely
connected research programs:
1. Wireless Internet: Systems and Applications,
2. technology platform for Wireless and Broadband
Communication,
3. Materials for Micro- and nanoelectronics.
the research programs make use of the special opportunities
provided by the IHp. For instance the institute
has a pilot line for research and technological
developments. An additional feature is the IHp‘s
vertical research concept employing the associated
and harmonized competencies of the institute in the
fields of system development, circuit design, technology
and materials research.
the research of the IHp is based on the typical
strengths of a leibniz Institute: It is dominated by
long-term, complex efforts which connect basic research
with application-oriented research.
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.
Significant goals of IHp’s research programs are specified
below.
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Drahtloses Internet: Systeme und Anwendungen
In diesem Programm werden komplexe Systeme für
die drahtlose Kommunikation in Form von Prototypen
und Anwendungen untersucht und entwickelt. Ziel
sind Hardware/Software-Systemlösungen auf hochintegrierten
Single-Chips. Der vertikale Forschungsansatz
zeigt sich auch in der Architektur der erarbeiteten
Systeme. Im Wesentlichen wird die Wechselwirkung
zwischen verschiedenen Schichten optimiert und eine
vertikale Migration semantischer Elemente realisiert.
Die drei Hauptforschungsrichtungen sind Systeme mit
hoher Performance, Systeme mit geringem Energieverbrauch
und Middleware für kontextabhängige drahtlose
Internetanwendungen.
Für drahtlose Systeme mit hoher Performance ist es das
Ziel, alle Funktionen eines drahtlosen PDA auf einem
Chip zu integrieren. Dabei sollen Datenraten bis über
2 Gbps bei Trägerfrequenzen bis zu 60 GHz erreicht werden.
Weiterführende Arbeiten hin zu Datenraten bis
100 Gbps und Trägerfrequenzen bis 300 GHz werden im
Grundlagenbereich dieses Forschungsprogramms vorbereitet.
Ein weiteres wichtiges Forschungsthema ist die
Quality of Service im Hochlastbereich, da bei zunehmender
Nutzung drahtloser Technologien Zugriffskonflikte
nicht zu vermeiden sind.
Für die glasfasergestützte Breitbandkommunikation
werden elektronische Komponenten für Glasfasersysteme
mit Datenraten bis über 100 Gbps pro Laser-Wellenlänge
entwickelt. Beispiele dafür sind extrem breitbandige
Verstärker, A/D- und D/A-Wandler, schnelle Logik
sowie gemischt analog/digitale Signalverarbeitung in
Echtzeit.
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wireless Internet: Systems and Applications
this program investigates and develops complex systems
for wireless communication as prototypes and
applications with the objective of finding solutions
for hardware / software systems on highly integrated
single chips. the vertical research approach is also reflected
in the architecture of the addressed systems.
Basically, inter-layer interaction is optimized and a
vertical migration of semantic elements is performed.
the three major directions of research are systems
with high performance, systems with low power consumption
and middleware for context sensitive wireless
internet applications.
the goal for high-performance wireless systems is
to integrate all functionalities of a wireless pDA on
a single chip. the target is to achieve a data rate
exceeding 2 Gbps at carrier frequencies of up to
60 GHz. Continuing activities towards data rates up to
100 Gbps and carrier frequencies up to 300 GHz will
be carried out in the basic area of this research program.
Quality of Service in the high load region is an
additional important research field, because the increasing
use of wireless technologies will inevitably
result in growing conflicts of access.
electronic components for fiber-optical broadband
communication systems with data rates up to
> 100 Gbps per laser wavelength will be developed.
examples are extremely broadbanded amplifiers, A/D-
and D/A-converters as well as fast logic and real-time
analog/digital signal processing.

Die Forschung zu Systemen mit geringem Energieverbrauch
hat zum Ziel, Sensornetze auf Basis hochintegrierter
Chips zu realisieren. Typische Anwendungen
dafür sind Body-Area-Netze für medizinische Anwendungen
oder im Wellness-Bereich. In diesem Zusammenhang
werden neue Netzarchitekturen, verteilte,
ressourcenarme Middlewareansätze, neue energieeffiziente
Medienzugriffsprotokolle sowie energieeffiziente
Transceiver erforscht und realisiert. UWB-Technologien
sind Beispiele für Kommunikation im Nahbereich und
Anwendungen mit hohen Ortsauflösungseigenschaften.
Andere Funklösungen im Bereich Sensornetze sind PSSS
(Parallel Sequence Spread Spectrum)-basierte Ansätze,
die sich durch besonders hohe Bandbreiteneffizienz
auszeichnen.
Die Forschung zu kontextabhängigen Middleware-Systemen
betrifft insbesondere auch die Erhaltung der Privatsphäre
und die Sicherheit bei der Nutzung mobiler
Endgeräte. Darüber hinaus wird die symmetrische bzw.
asymmetrische Verteilung von Ressourcen zwischen
Endgeräten und Servern im Gesamtsystem untersucht.
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
the research on systems with low energy consumption
is directed towards sensor networks on single
chips. typical applications are body-area networks
for health care or wellness. In this context new network
architectures, distributed low resource middleware
concepts, new energy efficient protocols for medium
access as well as energy efficient transceivers
are investigated and realised. uWB technologies are
examples for short-range communication as well as
applications requiring high spatial resolution. other
radio-based solutions for sensor networks are pSSS
(parallel Sequence Spread Spectrum) – based approaches,
distinguished by exceptionally high bandwidth
efficiency.
Research in context-sensitive middleware systems
especially addresses privacy and security matters in
using mobile devices. Moreover, the symmetrical and
asymmetrical resource distribution between client
and server parts of the overall system is investigated.
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Technologieplattform für drahtlose und
Breitbandkommunikation
In diesem Programm werden Technologien (insbesondere
BiCMOS-Technologien) mit zusätzlichen Funktionen
durch die modulare Erweiterung industrieller CMOS-
Technologien entwickelt. Die Schwerpunkte in diesem
Programm sind Technologien mit hoher Performance,
kostengünstige Technologien für System-on-Chip, sowie
die Sicherung des Zugriffs interner und externer Designer
auf die Technologien des IHP.
Die Forschung in Richtung Technologien hoher Performance
zielt auf extrem schnelle SiGe HBTs, einschließlich
komplementärer Bauelemente und neuer Bauelementekonzepte
für Anwendungen bei Frequenzen bis
> 100 GHz.
Zielstellung der Forschung für kostengünstige Technologien
ist es, BiCMOS-Technologien mit ausreichender
Performance und geringen Fertigungskosten zu entwickeln
sowie darin zusätzliche Module wie HF-LDMOS,
Flash und passive Bauelemente zu integrieren.
Die 0,25-µm-BiCMOS-Technologien des IHP sind europa-
und weltweit für Designer nutzbar. Eine neue 0,13-µm-
BiCMOS-Technologie ist ab 2008 zusätzlich verfügbar.
Ein Zeitplan für die entsprechenden technologischen
Durchläufe in der Pilotlinie in Frankfurt (Oder) ist über
die Internetadresse des IHP einsehbar.
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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
Technology Platform for wireless and
Broadband Communication
the goal of this program is to develop value-added
technologies, preferably BiCMoS technologies, by
the modular extension of industrial CMoS. the focal
points in this program are technologies with high performance,
low-cost technologies for system-on-chip,
and the provision of technology access for internal
and external designers.
the research towards high-performance technologies
targets ultrafast SiGe HBts, including complementary
devices and new device concepts, for applications at
frequencies of up to > 100 GHz.
the aim of the research for low-cost technologies is
to develop BiCMoS technologies with ample performance
and low manufacturing costs and to integrate
additional modules such as RF lDMoS, Flash and passive
devices.
IHp’s 0.25 µm BiCMoS technologies are available for
designers in europe and throughout the world. An additional
0.13 µm SiGe BiCMoS technology is available
from 2008.
A schedule for technological runs in the pilot line
in Frankfurt (oder) can be found via IHp`s internet
address.

Materialien für die Mikro- und Nanoelektronik
Die Materialforschung am IHP hat die Integration neuer
Materialien in gegenwärtige und zukünftige Technologien
zum Ziel, um so verbesserte, zusätzliche oder
neuartige Funktionalitäten zu erreichen. Darüber hinaus
werden Grundlagen für neue Forschungsgebiete am
IHP geschaffen.
Gegenstand der Arbeiten sind neue Hoch-k-Dielektrika
sowie die Erforschung neuer Prinzipien für Hochleistungs-Schaltkreise
unter Nutzung von Nanostrukturen
bzw. optischer Datenübertragung. Die letztgenannten
Arbeiten werden in einem Gemeinsamen Labor mit der
BTU Cottbus durchgeführt.
Aktuelle Schwerpunkte der Arbeiten zu neuen Hochk-Dielektrika
sind binäre und ternäre Legierungen für
zukünftige Anwendungen in MIM-Kondensatoren, Speichern
und Transistoren sowie als Epitaxievermittler für
globale hochwertige heteroepitaktische Halbleiterschichten(Halbleiter-Isolator-Halbleiter-Schichtstapel).
Weiterhin werden neue Materialien für akustische
Oberflächenwellenfilter (SAW-Filter) und für nichtflüchtige
Speicher (NVM-Speicher) bewertet.
Gegenstand der Arbeiten im Gemeinsamen Labor mit
der BTU Cottbus ist die Si-Materialforschung. Dabei sollen
die Eigenschaften des Si-Materials maßgeschneidert
werden, um neue Anwendungen zu ermöglichen und um
bestehende Anwendungen zu verbessern.
Schwerpunkte sind die grundlagenorientierte Vorlaufforschung
zu Si-basierten Lichtemittern für die optische
Datenübertragung, zum „Defect Engineering“
für zukünftige Si-Wafer, zum Bandstrukturdesign und
Ladungsträgertransport in Si-basierten Quantenstrukturen
und zur Beherrschung der elektrischen Eigenschaften
von Kristalldefekten in Solar-Si.
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
Materials for Micro- and Nanoelectronics
Materials research at IHp targets the integration of
new materials into current and future technologies
to achieve additional, better or innovative functionalities.
It also gears towards the preparation of new
research fields at the institute.
Subject of the research are new high-k dielectrics and
the research of new concepts for high-performance
circuits using nanostructures or optical data transmission.
the latter work is done at the Joint lab IHp/
Btu Cottbus.
Current focal points of the activities with high-k dielectrics
are binary and ternary alloys for future applications
in MIM capacitors, memories and transistors
as well as for epitaxy mediation for global high quality
heteroepitactical semiconductor layers (silicon-insulator-silicon
stacks). Additionally, new materials for
SAW filters and non-volatile memories are evaluated.
Silicon materials research is the subject matter of the
Joint lab IHp / Btu. Silicon properties are tailored
to enable new applications and to improve existing
ones.
Focuses are initial basic research for Si-based light
emitters for optical data transmission, defect engineering
for future silicon wafers, band structure design
and charge carrier transport in Si-based quantum
structures, and the control of electrical properties of
crystal defects in solar silicon.
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d A S J A H R 2 0 0 7 – U P d A T E 2 0 0 7
Update 2007

Das Jahr 2007
Die mittelfristige Forschungsstrategie des Institutes
wurde im Jahr 2007 weiterentwickelt. Ein Kernziel sind
dabei schnelle siliziumbasierte Technologien, um neue
Anwendungen wie Datenraten bis zu 100 Gbps drahtlos,
bildgebende Terahertz-Anwendungen oder extrem
schnelle Datenübertragung in oder zwischen Schaltkreisen
kostengünstig möglich zu machen. Deshalb ist
die Realisierung wesentlich höherer Arbeitsfrequenzen
im THz-Bereich bzw. bei optischen Frequenzen eine
zentrale Aufgabe. Schritte dazu sind die Erhöhung der
Leistungsfähigkeit von Heterobipolar-Transistoren bis
an die Grenze des Realisierbaren, die Integration neuartiger
Bauelemente sowie die Erarbeitung optischer
Übertragungs-Technologien für die Integration von
Lichtemittern, Modulatoren, Lichtleitern, und Empfängern
in Silizium.
Der Realisierung der strategischen Ziele dient auch die
weitere Vernetzung des IHP mit regionalen Hochschulen.
Es wurden gemeinsame Berufungen mit der TU Berlin,
der BTU Cottbus und der TFH Wildau ausgeschrieben.
Dr. Peter Langendörfer wurde zum Honorarprofessor der
BTU Cottbus ernannt. Zusätzlich zu den existierenden
gemeinsamen Laboren mit der BTU Cottbus und der TFH
Wildau wurde die Gründung gemeinsamer Labore mit
der TU Berlin und der Humboldt-Universität zu Berlin
vorbereitet.
Das IHP führte 2007 wieder mehrere wissenschaftliche
Veranstaltungen in Frankfurt (Oder) durch. Beispiele
dafür sind das IHP-Symposium „Fortschritte der Fotovoltaik“
am 18. April, der Workshop „Neue Entwicklungen
in Röntgendiffraktometrie und -topographie“ am
24. April, die 6. Internationale Sommerschule vom 28.
August. bis zum 01. September sowie der 6. Workshop
„High-Performance SiGe BiCMOS“ am 10. September.
Erstmals konnten im Jahr 2007 mehr als 8 Mio. Euro
Drittmittel eingeworben werden. So wurden bereits im
ersten Call des 7. EU-Forschungsrahmenprogramms
durch das IHP und dessen Partner vier Projekte gewonnen.
Für die Jahre 2008 bis 2010 sind 22,5 Mio.
Euro EFRE-Mittel (EU-Anteil) für Investitionen in Forschungsausrüstungen
bestätigt.
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Update 2007
the institute‘s medium-term research strategy
was further developed in 2007. A core target
is faster silicon based technologies to enable
solutions for new applications such as up to
100 Gbps wireless, imaging terahertz applications or
very high data-rate transmission in or between circuits.
therefore, the realisation of considerably higher
working frequencies of devices in the tHz range
and at optical frequencies is a central task. Steps in
this direction are the increasing of the performance
of HBts to the limits, the integration of new device
types as well as the development of optical technologies
for the integration of light emitters, modulators,
wave guides and receivers in silicon.
the continuing networking of the IHp with regional
universities also serves the strategic goals. there
were joint appointments with the tu Berlin, the Btu
Cottbus and the tFH Wildau advertised. Dr. peter langendörfer
was appointed Honorary professor of Btu
Cottbus. In addition to the existing joint laboratories
with the Btu Cottbus and the tFH Wildau the foundation
of additional joint laboratories with the tu Berlin
and the Humboldt university Berlin is arranged.
In 2007, the IHp again organized several scientific
events in Frankfurt (oder). examples are the IHp
Symposium “Advances in photovoltaics” on April 18,
the workshop “new Developments in X-ray Diffraction
and topographie” on April 24, the “6 th International
Summer School” from August 28 until September 01
and the 6 th workshop on “High-performance SiGe BiC-
MoS” on September 10.
For the first time the IHp received more than 8 million
euros third-party funds in 2007. Already in the first
call of the 7 th eu Research Framework programme the
IHp and its partners won four projects. For the years
2008 to 2010 are 22.5 million euros eRDF (eu share)
for investment in IHp`s research equipment confirmed.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
7

Am 29. und 30. November fand im Rahmen der Evaluierung
des IHP durch den Senat der Leibniz-Gemeinschaft
der Besuch des Institutes durch die Bewertungsgruppe
statt.
Wissenschaftliche Ergebnisse
Drahtloses Internet: Systeme und Anwendungen
Die Ergebnisse dieses Forschungsprogramms wurden
insbesondere durch die Abteilungen System Design und
Circuit Design unter Nutzung der Ergebnisse anderer
Abteilungen erarbeitet. Schwerpunkte sind Si-basierte
Schaltungen und Systeme mit extrem hohen Leistungsparametern
als Schlüssel für neue Anwendungen.
Beispiele für Ergebnisse im Jahr 2007 sind:
1. Integrierte Lösungen für Systeme zur drahtlosen
Kommunikation mit sehr hohen Datenraten
Im Rahmen des Projektes WIGWAM wurde im Juni
2007 ein vollständiger Demonstrator eines 60-
GHz-Übertragungssystems realisiert und auf dem
Statusseminar des BMBF demonstriert. Sowohl die
darin enthaltenen 60-GHz-Schaltungen als auch die
5-GHz-Schaltungen für die Zwischenfrequenz-Bearbeitungen
arbeiteten wie spezifiziert. Das Basisband
wurde vollständig realisiert und auf FPGA-Boards mit
dem HF-Frontend integriert. Das Projekt WIGWAM
wurde erfolgreich abgeschlossen.
Die Arbeiten werden im Rahmen des neuen, durch das
BMBF geförderten und vom IHP koordinierten Projektes
EASY-A fortgesetzt. Die Zielstellung liegt hier
mit einer Übertragungsrate von 10 Gbps wesentlich
höher als beim Projekt WIGWAM.
2. Benchmark-Schaltkreise
In diesem Projekt wurden neue Schaltungen und Komponenten
als Bausteine für zukünftige Lösungen entwickelt.
So wurde für die Bestimmung von Gatterverzögerungszeiten
ein neuer Typ von Ringoszillatoren
mit einem geringeren Einfluss von Parasitics entworfen.
Slow-wave Transmission Lines wurden entwickelt
8 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
d A S J A H R 2 0 0 7 – U P d A T E 2 0 0 7
In the context of the evaluation of the IHp by the Senate
of the leibniz Association the assessment group
visited the institute november 29-30.
Scientific Results
wireless Internet: Systems and Applications
the results of this research program were obtained
in particular by the departments System Design and
Circuit Design using also the results from other departments.
emphasis here is on circuits and systems
with extremely high performance parameters as keys
for new application fields.
examples of results in 2007 are:
1. Integrated solutions for wireless communication
systems with very high data rates
A complete 60 GHz communication system was realized
within the project WIGWAM and demonstrated
in June 2007 at the status seminar of the BMBF.
the 60 GHz circuits as well as the 5 GHz circuits for
intermediate frequencies are working as specified.
the base band was implemented completely and integrated
with the RF frontend on FpGA boards. the
project WIGWAM was finished successfully.
the developments will be continued within the new
project eASY-A, which will be funded by the BMBF
and coordinated by the IHp. the target of this project
is a data rate of 10 Gbps, much higher than in
the project WIGWAM.
2. Benchmarking circuits
new circuits and components as parts of future solutions
were developed in this project. For example,
a new type of ring oscillators with lower parasitics
was designed for the determination of gate delays.
Slow-wave transmission lines were developed and
tested. low-noise amplifier for frequencies between

und erprobt. Rauscharme Verstärker für Frequenzen
zwischen 90 und 120 GHz wurden realisiert.
3. Schnelle A/D- und D/A-Umsetzer
In einem IHP-internen Projekt wurde ein schneller A/
D-Umsetzer mit 4 Bit Auflösung, 12 GSps und 4 GHz
ERBW (Effective Resolution Bandwidth) realisiert.
Außerdem konnte ein D/A-Umsetzer mit 4 Bit Auflösung,
30 GSps und 3,8 GHz ERBW realisiert werden. Es
ist der derzeit zweitschnellste D/A-Umsetzer der Welt
mit einer Figure of Merit von 0,95 pJ.
4. Schaltkreise für Weltraumanwendungen
Das Projekt SiMS (Hochfrequenz-SiGe-Schaltkreise für
Konverter and lokale Oszillatoren) wurde erfolgreich
abgeschlossen. Im Rahmen des Projektes wurden Frequenzsynthesizer
bei 18,0-18,5 GHz bzw. 8,5-11,5 GHz
mit geringem Phasenrauschen für die breitbandige Satellitenkommunikation
entwickelt. Außerdem wurde
ein 5-Bit-kontrolliertes Oszillator-Array für 8,5-11,5 GHz
designed und in den Synthesizer integriert.
5. Strahlungsfeste Schaltkreise
Designregeln für strahlungsfeste Schaltkreise und
eine strahlungsfeste Bibliothek mit Standard- und
I/O-Zellen wurde für die Technologie SGB25 entwickelt.
Die Strahlungsfestigkeit einer Testschaltung
wurde durch die Firma Kayser-Threde gemessen. Bis
200 krad Strahlung trat bei NMOS-, PMOS- und pnp-
Bauelementen keine Degradation auf. Ebenso wurde
kein Latchup festgestellt.
6. Automatisierter Entwurf von BiCMOS
CML-Logik-Schaltungen
In Zusammenarbeit mit der Humboldt-Universität
Berlin wurden Software-Tools zur automatischen
Synthese und Optimierung von schneller Logik in
BiCMOS CML-Technik (Current-Mode-Logik) auf Basis
der Entwurfs-Software Synopsys entwickelt. Die
Software-Umgebung ermöglicht die Optimierung und
Co-Simulation von CML- und CMOS-Logik und wird für
den Entwurf schneller digitaler Systeme eingesetzt.
d A S J A H R 2 0 0 7 – U P d A T E 2 0 0 7
90 and 120 GHz were realized.
3. Fast A/D- and D/A-converters
A fast A/D-converter with a resolution of 4 bit,
12 GSps and 4 GHz eRBW (effective Resolution
Bandwidth) was realised in an internal IHp project.
In addition, a D/A-converter with a resolution of
4 bit, 30 GSps and 3.8 GHz eRBW was realised. It is
now the second fastest D/A-converter in the world
showing a figure of merit of 0.95 pJ.
4. Circuits for space applications
the project SiMS (High-frequency SiGe MMICs for
Converter and local oscillators) was completed
successfully. low phase-noise frequency synthesizers
for broadband satellite communication at
18.0-18.5 GHz and 8.5-11.5 GHz, respectively were
developed in the project. In addition, a 5-bit-controlled
oscillator array for 8.5-11.5 GHz was designed
and integrated in the synthesizer.
5. Radiation-hard circuits
Design rules for radiation hard circuits as well as
a radiation hard library with standard- and I/o
cells were developed for the technology SGB25. the
radiation hardness of a test circuit was measured
by the company Kayser-threde. no degradation was
observed at nMoS-, pMoS- and pnp-devices up to
a radiation of 200 krad. Also no latchup was observed.
6. Design automation for BiCMoS CMl logic circuits
Software tools for the automated synthesis and optimisation
of fast logic in BiCMoS CMl technique
(Current Mode logic) technique based on the design
software Synopsys were developed together
with the Humboldt university Berlin. the software
environment enables the optimisation and co-simulation
of CMl- and CMoS logic and will be used
for the design of fast digital systems.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7

7. Modulare Prozessor-Bibliothek
Die strahlungsfeste Bibliothek des IHP wurde als erstes
für einen fehlertoleranten LEON3-FT-Prozessor
eingesetzt.
Ein Testschaltkreis für ein verbessertes Powermanagement,
beispielsweise in drahtlosen Sensornetzen,
wurde entworfen. Hierbei wird ein Clock- und/oder
Powergating in Abhängigkeit von der Systemaktivität
verwendet.
Ein Speicher-Generator wurde zusammen mit der Firma
Genesys entworfen und getestet.
8. Home Media Plattform und Netzwerke
Forschungsarbeiten zu drahtlosen Heimnetzen (Projekt
HomePlane) wurden begonnen. Ziel ist eine
einheitliche drahtlose Plattform für Home Media
Anwendungen. Dabei dient der IEEE 802.11a WLAN
Chipsatz des IHP als technische Basis. Realisiert werden
müssen im Rahmen des Projektes die Middleware,
die Sicherheitsanforderungen, ein selbstorganisierendes
Netzwerk, Szenarien und Interfaces für die
Nutzer, sowie eine Quality of Service über WLAN.
9. Zuverlässigkeit und Sicherheit in drahtlosen
Sensornetzen
Bei den im Rahmen des EU-Projektes UbiSec&Sens
durchgeführten Arbeiten konnte die Systemspezifikation
für die Hard- und Software fertig gestellt werden.
Als Besonderheit wurde ein Middleware-Compiler
(configKIT) für drahtlose Sensornetze entworfen.
20 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
d A S J A H R 2 0 0 7 – U P d A T E 2 0 0 7
7. Modular processor library
IHp`s radiation-hard library was first used in a
fault-tolerant leon3 Ft processor.
A test circuit for an improved power management,
e.g. in wireless sensor networks, was designed.
Depending on the activity of the system, a clock-
and / or power gating is used in this design.
In cooperation with the company Genesys, a memory
generator was designed and tested.
8. Home media platform and networks
Research on wireless home networks (project
Homeplane) was started. the aim of this project is
a unified wireless platform for home media applications.
IHp`s Ieee 802.11a WlAn chip set is used
as the technical basis. the middleware, security requirements,
a self organizing network, user scenarios
and user interfaces as well as quality of service
over WlAn have to be realized in the project.
9. Reliability and security in wireless sensor
networks
the system specification for the hard- and software
was realized within the european project
ubiSec&Sens. A middleware-compiler (configKIt)
for wireless sensor networks was designed as a distinctive
feature.

Technologieplattform für drahtlose und Breitbandkommunikation
Schwerpunkte dieses Forschungsprogramms waren im
Jahr 2007 die Weiterentwicklung der 0,13-µm-BiCMOS-
Technologie für die externe Nutzung 2008 und der Beginn
von Arbeiten zur weiteren Frequenzerhöhung von
HBTs.
1.Entwicklung einer 0,13-µm-BiCMOS-Technologie
Performance und Ausbeute der Heterobipolar-Transistoren
im SG13-Prozess wurden demonstriert. Für
die Transitfrequenz bzw. maximale Schwingfrequenz
wurden Werte von 250 GHz bzw. 300 GHz erreicht.
Eine Gatterverzögerungszeit von 3,0 ps wurde gemessen.
Diese Ergebnisse wurden im Dezember 2007 bei
der IEDM vorgestellt.
Für Arrays mit 4k HBTs konnten Ausbeuten von 90 %
erreicht werden. Erste externe Durchläufe als Early
Access für externe Nutzer sind für die Technologie
SG13B ab August 2008 vorgesehen.
2. Entwicklung von SiGe-HBTs höchster Frequenzen
(THz)
Für die IHP-Strategie spielen die Entwicklung und
Integration von Bauelementen höchster Performance
eine zentrale Rolle. Die Erforschung der Frequenzgrenzen
für SiGe-HBTs ist dabei – neben der Erarbeitung
grundsätzlich neuer Bauelementekonzepte –
eine Kernaufgabe. Innerhalb des 2008 beginnenden
EU-Projektes DOTFIVE wird das IHP an der Entwicklung
von HBTs mit einer Grenzfrequenz von 0,5 THz
arbeiten.
3. Neue komplementäre LDMOS für 0,25 µm BiCMOS
Neue komplementäre LDMOS mit guter Langzeit-
Driftstabilität und nur geringem zusätzlichem Aufwand
im Vergleich zur Standard BiCMOS wurden
entwickelt. Es wurden Werte von f max = 41/9 GHz für
Hochvolt n-/p-LDMOS und f max =50/23 GHz für HF
n-/p-LDMOS erreicht.
d A S J A H R 2 0 0 7 – U P d A T E 2 0 0 7
Technology Platform for wireless and Broadband
Communication
Focal points of this research program in 2007 were the
further development of the 0.13 µm BiCMoS technology
for an external use from 2008 and the beginning
of activities to extend the frequency limits of HBts.
1. Development of a 0.13 µm BiCMoS technology
performance and yield of the heterobipolar transistors
in the SG13-process were demonstrated. Values
of 250 GHz and 300 GHz were reached for the transit
frequency and the maximum oscillation frequency.
A gate delay of 3.0 ps was determined. these results
were presented at the IeDM in December 2007.
A yield of 90% was obtained for arrays with 4k HBts.
First runs of the technology SG13B are planned for
external users in August 2008.
2. Development of SiGe HBts with highest
frequencies (tHz)
Development and integration of devices with highest
performance play a central role in the IHp strategy.
the study of the frequency limits of SiGe HBts is –
in addition to developing fundamentally new
device concepts – a core task. Within the european
project DotFIVe, starting in 2008, the IHp will
develop HBts with a cutoff frequency of 0.5 tHz.
3. new complementary lDMoS for 0.25 µm BiCMoS
new complementary lDMoS with sufficient longterm
drift stability and low additional complexity
compared to standard BiCMoS were developed.
Values of f max =41/9 GHz and f max =50/23 GHz were
reached for high voltage and RF n-/p-lDMoS
respectively.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
2

4. Weltweite Nutzung der IHP-Technologien durch
Shuttle-Service
Die regelmäßigen Technologie-Shuttles am IHP ermöglichen
auch Industriepartnern, Hochschulen und
anderen Forschungseinrichtungen die Präparation
innovativer Entwicklungsmuster und Prototypen. Die
Zahl aktiver Nutzer stieg im Jahr 2007 weiter.
5. Projekt KOKON
In diesem BMBF-Verbundprojekt testeten deutsche
Automobilhersteller und die Halbleiterindustrie gemeinsam
die Integration und Zuverlässigkeit von
Silizium-Millimeterwellen-Schaltkreisen (MMIC) für
die Anwendung als Radar-Sende/Empfangseinheit
(Anti-Kollisions-Radar, Nahbereichs-Radar) im Frequenzbereich
76 - 81 GHz. Das Projekt wurde erfolgreich
abgeschlossen. Die Spezifikationen und die
Zuverlässigkeit wurden erreicht. Der Einsatz von SiGe
anstelle von GaAs ist möglich.
22 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
d A S J A H R 2 0 0 7 – U P d A T E 2 0 0 7
4. Worldwide use of the IHp technologies by the
MpW and prototyping Service
the regular IHp technology shuttles also allow universities,
research institutions and industrial partners
to prepare innovative development samples
and prototypes. the number of active users further
increased in 2007.
5. project KoKon
In this BMBF funded cooperation project German
automobile producers and the semiconductor industry
were jointly testing the integration and
reliability of Si millimeter wave integrated circuits
(MMIC) for application as radar transmitter / receiver
units (anti-collision-radar, short-range-radar)
in the frequency range 76 – 81 GHz. the project
was finished successfully. the use of SiGe instead
of GaAs is possible.

Materialien für die Mikro- und Nanoelektronik
(einschließlich Gemeinsame Labore)
Ein Schwerpunkt der Materialforschung waren neue
Hoch-k-Dielektrika für spezifische Anwendungen. An
den Gemeinsamen Laboren mit der BTU Cottbus bzw.
der TFH Wildau wurde an Si-basierten Lichtemittern
und Quantenbauelementen bzw. an neuen Bauelementekonzepten
gearbeitet.
1. Globale Heteroepitaxie edler Schichten
Zielstellung ist die Untersuchung von heteroepitaktischen
Halbleiterschichten auf Si-Substraten für
die Leistungssteigerung bzw. für die Realisierung
zusätzlicher Funktionalitäten. Gearbeitet wird an
epitaktischen Germaniumschichten auf Si(111), die
über gitter-fehlangepasste praseodymbasierte Oxidpuffer,
hergestellt mittels MBE und CVD, gewachsen
werden. Derartige Schichten haben das Potential,
auch als Integrationsplattform für GaAs zu dienen.
Außerdem wird an epitaktischen Siliziumschichten
über Oxidpuffern auf Si(111) gearbeitet. Ziel ist hier
die Realisierung von verspanntem Silizium über Heterostrukturen.
Zur Zeit ist die erreichbare Defektdichte
noch ein limitierender Faktor.
2. Neue Dielektrika für DRAMs
Die im Rahmen des BMBF-Projektes MEGA EPOS
durchgeführten Arbeiten haben die Entwicklung
dielektrischer Materialien für hochskalierte DRAM-
Kapazitäten (Dynamic Random Access Memories)
zum Ziel. Erreicht werden sollen eine Dielektrizitätskonstante
>30, eine „Capacitance Equivalent
Thickness“ (CET)

3. Neue Dielektrika für MIMs
Im Fokus der Arbeiten stehen neue Hoch-k-Dielektrika
für Anwendungen in MIM-Kondensatoren (Metall-Isolator-Metall)
mit hoher Kapazitätsdichte und geringer
Spannungsabhängigkeit.
MIM-Kondensatoren sind wichtige passive Bauelemente
in Hochfrequenz-Schaltungen und sonstigen integrierten
Schaltungen. Der Ersatz der konventionellen
Materialien SiO 2 und Si 3 N 4 durch Hoch-k-Dielektrika
ist notwendig, um im Zuge der weiteren Miniaturisierung
die Kapazitätsdichte zu erhöhen. So wurden die
elektrischen Eigenschaften der mittels AVD (Atomic
Vapor Deposition) gewachsenen Sr-Ta-O-Schichten in
MIM-Kondensatoren untersucht. Diese Kondensatoren
besitzen eine Kapazitätsdichte von 4,5 fF/µm 2 in Kombination
mit einer ITRS-konformen Linearität.
4. Integrierte SAW-Filter
Ziel ist die Backend-Integration von abstimmbaren,
ZnO-basierten Oberflächenwellenfiltern (SAW-Filtern)
für die drahtlose Breitbandkommunikation. Dazu
wurden erste ZnO-Schichten bei 400°C auf SiO 2 abgeschieden
und Filter präpariert.
5. Silizium-basierte Lichtemitter
Im Projekt SiLEM (Silizium Lichtemitter) arbeitet das
IHP zusammen mit dem MPI für Mikrostrukturphysik
Halle und der Universität Stuttgart. Ziele sind die
Erhöhung der D-Band-Emission sowie ein besseres
Verständnis der Physik der Lumineszenz implantationsinduzierter
Defekte bei 1,5 µm Wellenlänge. Zusätzlich
wurde die Verschiebung der Emissions-Wellenlänge
durch den Stark-Effekt beobachtet, wodurch
die Integration von Lichtemitter und Modulator in
einem Bauelement möglich erscheint.
6. Bandstruktur-Design
Gemeinsam mit der RWTH Aachen wurde an Multi-
Quantumwells aus nanokristallinen Silizium-Schichten
gearbeitet. Dabei wurde Quantum-Confinement
beobachtet, wodurch sich die effektive Bandlücke bis
1,8 eV vergrößerte.
2 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
d A S J A H R 2 0 0 7 – U P d A T E 2 0 0 7
3. new dielectrics for MIMs
new High-k-dielectrics for applications in MIM-capacitances
(Metal-Isolator-Metal) with high area
capacitance and low voltage dependence are in the
focus. MIM-capacitances are important passive devices
in RF circuits and other integrated circuits.
the conventional materials Sio 2 and Si 3 n 4 must be
replaced by High-k-dielectrics in order to enhance
the area capacitance for higher scaled circuits.
In this context the electrical properties of Sr-ta-o
layers in MIM capacitances were investigated.
these capacitances show an area capacitance of
4.5 fF/µm 2 together with a linearity in the limits
described by the ItRS.
4. Integrated SAW filters
Goal is the backend integration of tunable, Znobased
SAW (Surface Acoustic Wave) – based filters
for the wireless and broadband communication.
In 2007, first Zno-layers were deposited on Sio 2 at
400°C and filters were prepared.
5. Silicon-based light emitters
In the project SileM (Silicon light emitters) the
IHp collaborates with the MpI of Microstructure
physics Halle and the university Stuttgart. Goals
are an increasing D-band emission and a better understanding
of the physics of the luminescence of
implantation induced defects at a wavelength of
1.5 µm. Additionally, a shift of the emission wavelength
by the Stark-effect was observed, whereby
the integration of light emitters and modulators in
a device appears possible.
6. Bandstructure design
Multi quantum wells consisting of nanocrystalline
silicon layers were investigated in cooperation with
the RWtH Aachen. At these investigations a quantum
confinement was observed, increasing the effective
band gap up to 1.8 eV.

7. Erhöhte Leitfähigkeit in Si-Versetzungsnetzwerken
Es wurde festgestellt, dass die Leitfähigkeit in einem
Versetzungsnetzwerk um etwa einen Faktor Zehntausend
ansteigt. Dabei wird davon ausgegangen, dass
sowohl die Konzentration der Ladungsträger als auch
deren Beweglichkeit um jeweils einen Faktor 100
wachsen. Derartige Leitfähigkeitskanäle sind für die
Entwicklung neuartiger THz-Bauelemente von Interesse.
8. Silizium für die Mikroelektronik
Auf diesem Arbeitsgebiet wurde die Kooperation
mit der deutschen Industrie fortgesetzt. In der Zusammenarbeit
mit der Siltronic AG für zukünftige
Si-Wafer wurden im Rahmen eines dreijährigen Forschungsprojektes
die experimentellen und theoretischen
Arbeiten zur Sauerstoffpräzipitation weitergeführt.
Mit der Centrotherm GmbH + Co. KG und ASM
Germany arbeitet das IHP gemeinsam in Projekten zu
Anlagenprozessen.
d A S J A H R 2 0 0 7 – U P d A T E 2 0 0 7
7. enhanced conductivity in silicon dislocation
networks
It was measured, that the conductivity in a dislocation
network increases by a factor of ten thousand.
It is assumed that the concentration of the charge
carriers as well as their mobility both increase by a
factor of 100. Such channels of conductivity are interesting
for the development of new types of tHz
devices.
8. Silicon for microelectronics
the cooperation with the German industry was
continued in this area. In the cooperation with
Siltronic AG for future silicon wafers the experimental
and theoretical investigations on oxygen precipitation
was continued in a three years project. IHp
collaborates with Centrothern GmbH & Co. KG and
ASM Germany in process technology projects.
Prof. Dr. Ernst Rietschel, Präsident der Leibniz-Gemeinschaft, bei
der Übergabe des „Preises des wissenschaftlichen Nachwuchses“ des
Fördervereins „Freunde des IHP e.V.“ am 1. September 2007.
prof. ernst Rietschel, president of the leibniz Association,
awarding the “price of the junior scientists” of the association
“Friends of the IHp”, September 1, 2007.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
2

Mens sana in corpore sano ...
8. Berliner DKB-Team-Staffellauf mit IHP-Beteiligung (21. Juni 2007).
8 th Berlin DKB-team relay with participants of the IHp (June 21, 2007).
26 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
d A S J A H R 2 0 0 7 – U P d A T E 2 0 0 7
15. Kondius Berliner Marathon-Staffel mit zwei gemischten Teams des IHP (18. November 2007).
15 th Kondius Berlin Marathon Relay with two mixed teams of the IHp (november 18, 2007).

13. IHP-Fußballturnier
Vom IHP wurde das 13. regionale Fußballturnier organisiert und am
23. August 2007 durchgeführt. Daran nahmen drei Mannschaften
des IHP und sechs Mannschaften aus Mitarbeitern von Firmen, die
eng mit dem IHP zusammenarbeiten, teil.
d A S J A H R 2 0 0 7 – U P d A T E 2 0 0 7
13 th IHp Football tournament
the 13 th regional football tournament was organized and accomplished
by the IHp on August 23, 2007. three crews of the
IHp and six crews of companies, which work with the IHp closely
together, participated.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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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
Selected Projects

Drahtloses Internet
Schnelle Ultra-Breitband (UWB)-
Kommunikation im 60-GHz-Band
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
Ziel des IHP-Beitrages im vom BMBF geförderten Projekt
WIGWAM (Wireless Gigabit With Advanced Multimedia
Support) war es, ein Höchstgeschwindigkeits-
Kommunikationssystem mit Datenraten oberhalb von
2 Gbps zu entwerfen und prototypisch zu implementieren.
Um den ständig wachsenden Bedarf an Datenrate
zu befriedigen, gewinnt das 60-GHz-Band zunehmend
an Bedeutung.
Die wesentlichen Ergebnisse des IHP im Projekt WIGWAM
sind prototypische Realisierungen eines kompletten
60-GHz-Kommunikationssystems, mit den Basiskomponenten
Analog Frontend (AFE), Basisbandprozessor
(BB) und Medium Access Control Prozessor (MAC). Der
entwickelte 60-GHz-Demonstrator wurde auf verschiedenen
Veranstaltungen, wie z.B. den BMBF Statusseminaren
präsentiert.
Darüber hinaus wurde im Rahmen einer Zusammenarbeit
mit France Telecom auf der Basis der Ergebnisse des
Projektes WIGWAM ein kombinierter UWB / 60-GHz-Demonstrator
entwickelt. Dieser besteht aus einem kommerziell
erhältlichen UWB Entwicklungssystem (Development
Kit), welches mit dem am IHP entwickelten
60-GHz-Radiofrontend erweitert wurde. Die Architektur
des Systems ist in Abb. 1 dargestellt. Dieser Demonstrator
erlaubt eine asymmetrische transparente TCP / IP-
Verbindung mit einem Down-link im 60-GHz-Band und
einem Up-link nach der UWB-WiMedia-Spezifikation.
Abb. 1: Architektur des UWB / 60-GHz-Demonstrators.
Fig. 1: Architecture of the uWB / 60 GHz demonstrator.
wireless Internet
Fast Ultra-wideband (UwB)
Communication in the 60 GHz Band
the IHp contribution to the BMBF funded cooperative
project WIGWAM (Wireless Gigabit With Advanced
Multimedia Support) was focused on the development
of an ultra-high-speed communication system
with data rates above 2 Gbps. to satisfy the rapidly
growing demand for communication bandwidth, the
60 GHz band has gained in importance. one of the
main results of WIGWAM is reflected by the recently
presented version of a system demonstrator operating
in this frequency band. this demonstrator comprises
three main blocks: the 60 GHz analog frontend (AFe),
the baseband processor (BB) and a high-throughput
medium access control processor (MAC).
Furthermore, on the basis of the results of the
WIGWAM project, IHp together with France telecom
developed a combined uWB / 60 GHz prototype.
this consists of a commercially available uWB development
system, extended with IHp`s 60 GHz radio
frontend. the architecture of the system is shown in
Fig. 1. this demonstrator allows a transparent asymmetric
tCp / Ip link. For the downlink, the 60 GHz band
is used and the uplink is based on the uWB WiMedia
specification.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
2

0 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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. 2 ist der Demonstrator im Betrieb zu sehen. Die
stabile Übertragung eines Videos wurde mehrfach auf
wissenschaftlichen Veranstaltungen am IHP gezeigt.
Das entwickelte System ist ein wichtiger Schritt, der
darauf abzielt, die Robustheit der UWB- Kommunikation
mit den sehr hohen Datenraten der 60-GHz-Kommunikation
zu kombinieren.
Das Projekt WIGWAM wurde im Juli 2007 erfolgreich
abgeschlossen. Aufbauend auf dem Erreichten werden
die Arbeiten nun im Rahmen des vom BMBF geförderten
Projektes EASY-A (60-GHz-Breitbandverbindungen)
fortgeführt. Dieses neue Projekt mit etwa 20 Industrie-
und akademischen Partnern wird vom IHP als Verbundkoordinator
seit dem 01.01.2008 geleitet.
Abb. 2: Foto des UWB / 60-GHz-Versuchsaufbaus.
Fig. 2: photo of the experimental uWB / 60 GHz communication system setup.
In Fig. 2 the demonstrator is shown in operation. the
robust transmission of a video clip was shown at several
scientific events at IHp.
the developed system is an important milestone in
our efforts to combine the robustness of uWB communication
with the very high data rates of the
60 GHz communication.
the WIGWAM project was successfully completed in
July 2007. Based on the results of this project the
work is continued within the BMBF funded German
project eASY-A (60 GHz broadband links). this new
cooperative project with about 20 partner institutions
from industries and academia is coordinated by
the IHp. It has started on the 1st of January 2008.

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
UbiSec&Sens - Ubiquitous Sensing and Security
in the European Homeland
Ziel des Projektes UbiSec&Sens ist es, die Entwicklung
sicherer Sensornetzanwendungen zu ermöglichen. Um
dieses Ziel zu erreichen müssen die im Folgenden dargestellten
Herausforderungen gemeistert werden. Als
Grundvoraussetzung müssen Sicherheitskomponenten,
z.B. effiziente Implementierungen von Verschlüsselungsmechanismen,
beweisbar sichere Wegewahlverfahren
oder sichere Datenhaltungsmodule entworfen und
realisiert werden. Zusätzlich wird ein einfach zu verwendendes
Werkzeug benötigt, das auch Nichtexperten
die Auswahl korrekter Kombinationen von Sicherheitsmodulen
ermöglicht.
Während des letzten Jahres wurde im Projekt ein Konfigurationswerkzeug
(configKIT) entwickelt, das eine
halb-automatische Auswahl von Sicherheitskomponenten
unterstützt. Die Eingabeparameter für das config-
KIT sind die Sicherheitsanforderungen der zu entwickelnden
Anwendung und die Hardwareparameter des
Zielsystems. Zusätzlich hat das configKIT Zugriff auf
eine Code Datenbank in welcher die UbiSec&Sens Module
gespeichert sind. Hier werden auch Informationen zu
den Schnittstellen und Speicheranforderungen der Module
gehalten. Unter Verwendung dieser Angaben stellt
das configKIT folgende Funktionen zur Verfügung:
- Modulauswahl
- Sicherheitsbeweis
- Automatische Integration
Abb. 3 zeigt die funktionale Struktur des configKIT.
Die Aufgabe der Modulauswahl-Komponente ist die Selektion
von Modulen die:
- zu einander kompatibel sind, d.h. deren
Schnittstellen zueinander passen,
- zu der verfügbaren Hardware kompatibel sind,
- die Sicherheitsanforderungen erfüllen,
- die Anforderungen der Anwendung erfüllen.
UbiSec&Sens - Ubiquitous Sensing and
Security in the European Homeland
the major focus of the ubiSec&Sens project is to enable
the development of secure sensor network applications.
In order to achieve this goal, two challenges
have to be tackled. First, security components, e.g.
efficient implementations of encryption mechanisms,
provable secure routing schemes or secure data
storage modules must be designed and realized. Additionally,
an easy-to-use tool for selecting the correct
combination of these components is essential to
allow non-security experts to develop secure wireless
sensor network applications.
During the last year we developed a configuration
tool (configKIt) in this project which supports semiautomatic
selection of security components. the inputs
to the configKIt are the security requirements of
the application under development and the hardware
configuration of the target system. In addition the
configKIt has access to a code repository in which
the ubiSec&Sens modules are stored and which holds
information on interfaces and memory requirements
of those modules. using this input the configKIt provides
the following three functions:
- Module Selection
- proof of Security
- Automatic Integration
Fig. 3 shows the functional structure of the config-
KIt.
the purpose of the module selection unit of the configKIt
is to select suitable modules that
- can be combined to one software image running
on the intended node (compatibility of interfaces),
- are compatible to the available hardware,
- fulfill the security requirements,
- fulfill the requirements of the application.
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2 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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 Modul für die automatische Integration kombiniert
die Programmdateien und generiert ein zusätzliches
Modul, das die anderen Module verbindet und steuert.
In einem letzten Schritt erzeugt dieses Modul ein Makefile
das zum Kompilieren der Quelldateien verwendet
werden kann.
Das Modul für den Sicherheitsbeweis bewertet die erreichte
Sicherheitsstufe. Hierfür analysiert es die drei
Sicherheitskategorien: Vertraulichkeit, Integrität und
Zuverlässigkeit unter Berücksichtigung der Sicherheitsstufen
der ausgewählten Module. Zusätzlich gehen Datenflussanalysen
in die Bewertung ein.
Abb. 3: Die Komponenten des Konfigurierungswerkzeuges für
sichere Sensornetze.
Fig. 3: the components of the configuration toolkit for secure
sensor networks.
the automatic integration module assembles the
source files, creates a top module that uses and connects
the other modules, and finally creates Makefiles
that can be used to compile the image.
the proof-of-security functionality module assesses
the achieved security level. In order to do this it analyses
the three security categories - concealment,
integrity and robustness- taking into account the security
level of the individual ubiSec&Sens modules.
In addition data flow aspects are included in the assessment.

TANDEM
Abb. 4: Die Systemarchitektur des Tandem-Chips.
Fig. 4: the system architecture of the tandem chip.
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
Ziel des Projektes TANDEM ist die Realisierung eines extrem
verbrauchsarmen, skalierbaren Tandem-Prozessorbasierten
Funksystems für sensorische, aktuatorische
und kennzeichnende Anwendungen. Um dieses Ziel zu
erreichen müssen eine geeignete innovative Hardwarearchitektur
für den Sensorknoten sowie entsprechende
Softwarekomponenten wie Middleware und Kommunikationsprotokolle
spezifiziert, entwickelt und getestet
werden.
Die Bereitstellung energieeffizienter und hoch zuverlässiger
drahtloser Sensorknoten eröffnet die Möglichkeit
neue Anwendungen zu realisieren, z.B. Gesundheitsüberwachung,
Überwachung von Flugzeugen und
Gebäuden wie Brücken etc. Diese Anwendungsbereiche
erfordern Lebensdauern des Systems im Bereich oberhalb
von zehn Jahren, Echtzeitfähigkeit und hohe Zuverlässigkeit.
Im Rahmen des Projektes wurde im vergangenen Jahr
zunächst die in Abb. 4 dargestellte Architektur des Tandem-Sensorknotens
entwickelt. Die Idee des Doppelprozessorsystems
wird in dieser Architektur durch die Ergänzung
des Mikroprozessors durch Hardwarebeschleuniger
dargestellt, die die Aufgaben eines Co-Prozessors über-
TANdEM
the goal of the project tAnDeM is to realize an ultra
energy-efficient, scalable tandem processor based
wireless system for sensor, actuator and marking applications.
In order to achieve this goal an innovative
new sensor node hardware architecture as well
as suitable software components such as middleware
and communication protocols need to be specified,
developed and tested.
the availability of energy-efficient, reliable wireless
sensor nodes is the key enabler for new applications,
e.g. in the area of health monitoring, monitoring of
airplanes and buildings such as bridges, etc. these
application areas require the sensor network to reach
a lifetime of more than ten years, to support real-time
and to be highly reliable.
During the last year this project focused on architectural
and hardware issues. the resulting architecture
of the tandem sensor node is displayed in Fig. 4. the
idea of having a kind of a dual core system on a sensor
node led to the integration of a hardware accelerator
component which provides specialized computing
facilities to the microprocessor. By this, computati-
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A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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
nehmen. So können rechenintensive Operationen mit
geringem zeitlichem und energetischem Aufwand bereitgestellt
werden. Die Energiesparfunktion wird durch
die Powermanagement-Komponente realisiert. Die
Tandem-Architektur unterstützt Energiespar-Konzepte
Soft- und Hardware-seitig. Die Stromabschaltung einzelner
Hardwarekomponenten des Tandemknotens wird
durch als Power Switche bezeichnete Komponenten
unterstützt. Eine erste Generation der Power Switche
wurde bereits entworfen, gefertigt und getestet. Abb. 5
zeigt das Konzept für einen abschaltbaren Block sowie
ein Chipfoto eines einzelnen Power Switches.
Abb. 5: Schematische Darstellung des Konzeptes Power Switching (a), Chip-Foto der Power Switche (b).
Fig. 5: Sketch of the power switching concept (a), power switch chip photo (b).
on intensive operations can be supported with little
effort in relation to calculation time and energy.
the energy saving concept is realized by the energy
management component. the tandem architecture
supports energy saving concepts in soft- and hardware.
the basic hardware modules needed to switch
off individual blocks of an integrated tandem node
are called power switches. A first generation of these
power switches was designed, manufactured and
tested. Fig. 5 shows the concept of a block which can
be switched off using our power switches as well as a
chip photo of a first single power switch.

Infrastruktur für Funktionaltest
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
Ziele des Projektes sind Aufbau und Betrieb einer geeigneten
Infrastruktur für funktionalen Chiptest sowie der
darauf basierende Testservice für interne und externe
Kunden. Je nach Anforderungen ist die Infrastruktur in
Bezug auf Hardware und Software anzupassen und zu
erweitern.
Im Rahmen des Projektes werden ASICs, Mikrokontroller,
SRAMs und Flash-Speicher getestet, sowohl als Prototypen
neuer Designs, als auch zur Ausbeute-Kontrolle
und Prozessqualifizierung.
Zentrales Element der Testinfrastruktur ist ein hochleistungsfähiger
Produktionstester vom Typ Verigy 93000
SOC Pinscale in der folgenden Konfiguration:
- Testchip-Stromversorgung
- 8 unabhängige Kanäle, jeweils bis zu 8 A
- Digitale Ressourcen
- 288 bidirektionale Kanäle, 32M Vektorspeicher,
Datenrate bis 800 Mbps
- 32 Kanäle konfigurierbar als differentielle
Hochgeschwindigkeitskanäle bis 1,8 Gbps
- Analoge Ressourcen
- 4,1 GSps Waveform-Generator
- 320 MSps / 1 GHz Digitizer
Aufgrund der Tester-per-Pin-Architektur können sämtliche
Kanäle unabhängig voneinander programmiert und
betrieben werden. Dies ermöglicht den effizienten Test
komplexer SoCs, zum Beispiel können bei entsprechender
Auslegung der Chips Logikkerne und Speicherblöcke
gleichzeitig und unabhängig voneinander getestet
werden. Weiterhin verfügt das System über Hardware-
Unterstützung für Scan-Test und Speicher-Test. Zum
Test von bereits verpackten Chips wird das Testsystem
mit entsprechenden Interface-Platinen bestückt.
Alternativ kann der Testkopf mit einem Waferprober
vom Typ Accretech UF200 gekoppelt werden. In dieser
Konfiguration können Chips über entsprechende Nadelkarten
direkt auf dem Wafer getestet werden.
Functional Test Infrastructure
the goals of the project are to establish and operate
an infrastructure suitable for functional chip testing
as well as to provide testing services both for internal
and external customers. Depending on changing
requirements the infrastructure has to be adapted in
terms of hardware and software.
Within the frame of this project we test ASICs, microcontrollers,
SRAMs and flash memories – both as prototypes
of new designs and for yield control and process
qualification.
At the heart of the project we operate a Verigy 93000
SoC test system, a powerful production tester. Currently
we have the following configuration:
- Device power supply
- 8 independent channels, each up to 8 A
- Digital resources
- 288 bidirectional channels, 32M vector memory,
data rates up to 800 Mbps
- 32 channels configurable as differential
high speed channels up to 1.8 Gbps
- Analog resources
- 4.1 GSps waveform generator
- 320 MSps / 1 GHz digitizer
Due to the tester-per-pin architecture used in this
system, all channels can be programmed and operated
independently of each other. this allows the efficient
test of complex SoCs, e.g. with an appropriate design
it is possible to test logic cores and memory blocks
concurrently and independently. Furthermore, the
test system provides hardware support for scan and
memory test.
to allow testing of already packaged chips, suitable
interface boards are attached to the test system.
Alternatively the test head can be docked onto an Accretech
uF200 wafer prober. In this configuration it is
possible to test chips directly on wafer, using special
probe cards.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7

Bis zu 25 Wafer können vollautomatisch verarbeitet
werden, die Wafer können dabei in einem Temperaturbereich
von -40 °C bis +125 °C temperiert werden.
Die von den Designern gelieferten Testdaten werden mit
Hilfe eines kommerziellen Software-Paketes zyklisiert
und in das 93000 SOC Format konvertiert. Die Testergebnisse
werden mittels im Rahmen des Projektes entwickelter
Software-Pakete ausgewertet und aufbereitet.
Abb. 6: Test System Verigy 93000 SOC.
Fig. 6: test system Verigy 93000 SoC.
Ein weiteres Software-Paket ermöglicht die detaillierte
Analyse von Scan-Tests.
Durch die Auslegung auf hohen Durchsatz im Produktionstest
ist das 93K-Test System für interaktive Debugging-Zwecke
nicht optimal geeignet. Aus diesem Grund
wurde ein weiteres Testsystem speziell für das Debuggen
von Prototypen angeschafft.
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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
up to 25 wafers can be processed fully automatically;
the wafers can be cooled or heated in a temperature
range of -40 °C to +125 °C.
the test data delivered by the designers are cyclized
and translated into 93000 SoC format using a commercial
software package. the test results are analyzed
and test protocols are prepared using software
tools developed in the scope of the project.
Abb. 7: 93000 Test System an Waferprober UF200 gekoppelt.
Fig. 7: 93000 test system docked to uF200 wafer prober.
An additional software package allows detailed analysis
of scan tests.
Being designed and built for high throughput in a
production test environment the 93k test system is
not the first choice for debugging tasks. therefore a
second test system was acquired specifically for the
debugging of prototype devices.

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 Test-System Advantest CertiMAX bietet vier unabhängige
Kanäle zur Spannungsversorgung der Testchips
und 256 digitale bidirektionale Kanäle mit einer Geschwindigkeit
von bis zu 125 MHz. Dank einer neuartigen
Architektur können hier die Testdaten der Designer
direkt eingelesen werden, der aufwendige Prozess
der Zyklisierung und Konvertierung entfällt.
Durch das vereinfachte Bedienungskonzept kann das
Testsystem von den Chipdesignern direkt zur Verifikation
ihrer Prototypen genutzt werden. Aktuell können mit
diesem System nur verpackte Chips getestet werden, die
Anschaffung eines zweiten Probers ist in Bearbeitung,
sodass danach auch Debugging auf Wafer-Level möglich
sein wird.
the Advantest CertiMAX test system provides four
independent device power supply channels, as well
as 256 digital bidirectional signal channels up to a
speed of 125 MHz. Due to a novel architecture this
system can directly import the designers’ test data.
the time consuming cyclization and conversion process
thus can be avoided.
As a consequence of the simplified user interface this
test system can be operated directly by the chip designers
to test and verify their prototypes. Currently
only packaged chips can be tested using the CertiMAX
system. A second prober is about to be purchased, adding
improved debugging capabilities on wafer level
as well.
Abb. 8: Advantest CertiMAX Debugging Test System.
Fig. 8: Advantest CertiMAX debugging test system.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
7

Breitband Multi-GHz DAC Design
Die für die Kommunikation genutzte Bandbreite hat sich
in den letzten Jahrzehnten sehr dynamisch entwickelt,
woraus auch unmittelbar die Forderung nach schnellen
Datenkonvertern resultiert. Am IHP werden intensive
Forschungsarbeiten zum Design von Digital / Analog-
Konvertern (DACs) sehr hoher Geschwindigkeit und bei
verschiedenen Auflösungen durchgeführt.
Im Rahmen von Design-Arbeiten zu DACs hoher Auflösung
wurde ein Projekt für einen 12-Bit 1,5 GSps Konverter
für Systeme zur Satellitenkommunikation gestartet.
Das Projekt wird durch die europäische Weltraumbehörde
ESA finanziert. Am Projekt sind neben dem IHP die
Firmen Kayser-Threde, advICo microelectronics, MASER
Engineering und SAAB Space beteiligt.
Das Projekt verfolgt die folgenden Hauptziele:
- Entwicklung eines DAC mit hoher Linearität des
Ausgangssignals in der ersten Nyquist-Zone bei
geringer Verlustleistung
- Design eines strahlungsfesten DAC
- Implementierung eines Kalibrierungsverfahrens
zur Verbesserung der statischen Linearität
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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
Abb. 9: Asymmetrisches Ausgangs-Spektrum eines unär gewichteten
4-Bit 1 GSps Sub-DAC.
Fig. 9: Single ended output spectrum of a 4-bit 1 GSps unary
weighted sub-DAC.
Broadband Multi-GHz dAC design
In the last few decades the communication bandwidth
has evolved with enormous speed, directly generating
the demand for high-speed data converters. At IHp
extensive research work is being pursued in the field
of high speed DAC design at various resolutions.
As a part of high resolution DAC design activity a 12-bit
1.5 GSps design project has been started which will
be used for satellite communication systems. this
project is funded by the european Space Authority
(eSA). other collaborators of this project are Kayserthrede,
advICo microelectronics, MASeR engineering
and SAAB Space.
the main goals of this project are as follows:
- Development of a DAC with highly linear output
characteristic for the first nyquist zone at low
power consumption
- Design of a radiation-proof DAC
- Implementation of a calibration process to
enhance the static linearity
Abb. 10: Chipfoto eines 4-Bit 30 GSps DAC.
Fig. 10: Chip micrograph of a 4-bit 30 GSps DAC.

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
Um all diese Anforderungen zu erfüllen wird der 12-Bit
1,5 GSps DAC in einer segmentierten Architektur mit
Stromsteuerung realisiert. Eine vorläufige BiCMOS-
Version eines 4-Bit-DAC mit 15 unären Stromquellen
wurde bereits implementiert und erfolgreich gemessen.
Damit wird 1 GSps erreicht. Abb. 9 zeigt das Ausgangs-
Frequenzspektrum dieses 4-Bit Sub-DAC für ein rekonstruiertes
Sinussignal von 100 MHz bei einer Abtastrate
von 1 GHz. Die SFDR (störungsfreier Dynamikbereich)-
Performance entspricht 10 Bit Linearität. Derzeit ist
ein verbessertes Design für einen 12-Bit DAC mit einem
schnelleren unären Sub-DAC in Arbeit.
Ein 4-Bit 30 GSps DAC wurde bereits als Teil eines Multi-GHz
Designs für geringe bis mittlere Auflösung entworfen
und charakterisiert. Ein Chip-Foto dieses 4-Bit
Sub-DAC zeigt Abb. 10. Der DAC erreicht eine maximale
Sampling-Rate von 30 GSps mit 3,85 GHz Bandbreite
am Ausgang. Die Leistungsaufnahme beträgt insgesamt
455 mW. Ein 8-Bit 20 GSps segmentierter stromgesteuerter
DAC wurde bereits entworfen, wobei der
4-Bit 30 GSps DAC als LSB (Least significant Bit) Sub-
DAC genutzt wird. Derzeit wird dieser 8-Bit Schaltkreis
gefertigt.
to fulfill all these requirements the 12-bit 1.5 GSps
DAC will be implemented in a segmented current-controlled
architecture. A preliminary BiCMoS version of
a 4-bit unary sub-DAC has already been implemented
and successfully measured. It can work up to 1 GSps.
Fig. 9 represents the output frequency spectrum of
this 4-bit sub-DAC for a reconstructed sinusoidal of
100 MHz with a sampling rate of 1 GSps. SFDR (spurious
free dynamic range) performance corresponds
to 10 bit linearity. Currently an improved design of
12-bit DAC with a faster unary sub-DAC is under preparation.
A 4-bit 30 GSps DAC has already been designed and
characterized as part of a multi-GHz low to medium
resolution DAC design. A chip micrograph of this 4bit
sub DAC is presented in Fig. 10. the DAC achieves
a maximum sampling rate of 30 GSps with 3.85 GHz of
output bandwidth. total power dissipation is 455 mW.
An 8-bit 20 GSps segmented current-controlled DAC
has already been designed where the 4-bit 30 GSps
DAC is used as the lSB (least significant bit) sub-DAC.
Currently this 8-bit circuit is under fabrication.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7

Chipsatz für UWB Impuls-Radio
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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
Ziel des Projektes ist es, die Impuls-Funktechnik mit
ihren außerordentlichen Möglichkeiten, wie z. B. die
hochgenaue funkbasierte Lokalisierung in Gebäuden,
durch die Entwicklung eines kompletten Transceivers
(Sende / Empfangs-Schaltung) für das IHP nutzbar zu
machen. Mit Hilfe dieser Technik ist es erstmals möglich,
mit einem Funkmodul sowohl Datenübertragung
als auch präzise Lokalisierung im Dezimeterbereich zu
realisieren.
Die Basis der Funkübertragung sind kurze Impulse
mit einer Länge von etwa einer Nanosekunde, die im
Frequenzbereich zwischen 3,1 und 10,6 GHz gesendet
werden dürfen. Diese extrem kurzen Impulse erlauben
mittels geeigneter Modulation (Pulse Position Modulation)
nicht nur sehr hohe Datenraten bis zu 1 Gbps,
sondern auch die Messung der Ausbreitungszeit von
Funksignalen zwischen Sender und Empfänger. Mit der
Ausbreitungszeit und der Ausbreitungsgeschwindigkeit
(nahezu Lichtgeschwindigkeit) kann der Abstand zwischen
zwei Funkknoten bestimmt werden, die dann wiederum
der präzisen Positionsbestimmung dienen.
Abb. 11 zeigt das Blockschaltbild des Chipsatzes, der
vom IHP im Rahmen des von der Europäischen Union
geförderten Projektes PULSERS II entwickelt wurde. Der
Empfänger-Chip Rx2-2 (in der Abb. 11 oben) basiert
auf dem Prinzip der nicht-kohärenten Impulsdetektierung
(Energiedetektion). Dazu wird das Empfangssignal
zunächst breitbandig verstärkt und dann quadriert.
Anschließend wird vom Multiplikationsprodukt die
einhüllende Impulsform mittels eines Tiefpassfilters
extrahiert und weiter verstärkt. Die Gesamtverstärkung
des Empfängers kann über ein digitales Interface in ca.
3-dB-Schritten zwischen -10 dB und +60 dB eingestellt
werden, um eine Adaption an die momentanen Kanalbedingungen
zu gewährleisten.
UwB Impulse Radio Chipset
the goal of this project is the development of an entire
impulse radio transceiver for the IHp, which utilizes
the outstanding opportunities of this technique
like high-precision indoor localization. employing
this technique would allow for the first time the use
of one radio node for data communication as well as
precise indoor localization in the decimeter range.
the basis of this type of radio transmission are short
pulses with a duration of about 1 nanosecond which
are permitted to transmit in the frequency range of
3.1 to 10.6 GHz. these extremely short pulses allow
not only huge data rates up to 1 Gbps by using proper
pulse position modulation, but also the measurement
of propagation delays of radio signals between
transmitter and receiver. taking the propagation time
and propagation velocity (almost speed of light) one
can calculate the distance between two radio nodes,
which in turn allows precise position determination.
Fig. 11 shows the block diagram of the chipset which
was developed by the IHp within the scope of the eufunded
project pulSeRS II. the receiver chip Rx2-2
(upper part in Fig. 11) employs non-coherent impulse
detection (energy detection). Firstly, the received
wide-band signal is amplified and then squared.
then, the pulse envelope is extracted by applying a
low pass filter and amplified again. the total amplification
gain of the receiver can be controlled via a
digital interface in steps of around 3 dB between -10
dB to +60 dB. this allows an adaptation to the momentary
channel conditions.

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. 11: Transceiver-Architektur des UWB Impuls-Radio Chipsatzes, entwickelt im Rahmen des EU-Projektes PULSERS II.
Fig. 11: transceiver architecture of the uWB impulse radio chip set, developed within the scope of the eu-funded project
Ein wesentlicher Teil der Sende-Chips Tx3-2 (in der Abb.
11 unten) ist ein Frequenzsynthesizer, der sowohl die
Trägerfrequenz der Impulse (7,68 GHz) als auch den
Systemtakt der Digitallogik (3,84 GHz) liefert. Die Digitallogik
wurde mit der differentiellen Emitter-Coupled
Logic (ECL) realisiert, um die erforderlichen Taktraten
zu ermöglichen. Der Time-of-Transmission Block (TOT)
ermöglicht die Modulation der Pulsposition in einem
Zeitraster von 2,1 ns. Im Mittel wird alle 16,7 ns ein
Impuls erzeugt, wobei für jeden Impuls individuell eine
von acht Pulspositionen ausgewählt wird. Der eigentliche
Sendeimpuls wird durch Multiplikation des entsprechend
geformten Digitalimpulses (Pulse Envelope)
mit dem Trägersignal erzeugt und verstärkt an die
Antenne gegeben. In der Abb. 12 ist beispielhaft ein
kurzer Ausschnitt einer solchen gemessenen Impuls-Sequenz
dargestellt, wie sie an der Antenne abgestrahlt
wird.
An important part of the transmitter chip tx3-2 (lower
part in Fig. 11) is a frequency synthesizer which provides
the carrier frequency of the pulses (7.68 GHz)
as well as the system clock of the digital logic (3.84
GHz). In order to achieve the required clock rates the
digital logic was implemented in differential emittercoupled
logic (eCl). the time-of-transmission block
(tot) enables the modulation of the pulse position
in a chip duration of 2.1 ns. on average, every 16.7
ns one pulse is generated at one of eight individually
selected pulse positions. the finally transmitted pulse
is created by multiplication of the properly shaped
digital impulse and the carrier signal plus amplification.
Fig. 12 represents a short cut-out of a measured
example of such a pulse sequence as it appears at the
antenna.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7

Abb. 12: Beispiel für die Messung einer Impuls-Sequenz an der
Antenne.
Fig. 12: Measured example of an impulse sequence at the
antenna.
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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
Der für die Lokalisierung entscheidende Block ist mit
TOA (Time-of-Arrival) bezeichnet. Dieser Teil registriert
beim ersten Eintreffen eines Signals am Empfänger
(Rising Edge Detection) den aktuellen Stand
des Synchronzählers (CNT), aus dem sich zusammen
mit dem globalen Zähler des Basisband-Prozessors die
Ankunftszeit eines Impulses mit einer Genauigkeit von
260 ps bestimmen lässt. Das schafft die Voraussetzung,
um zumindest theoretisch eine Funkquelle bis auf wenige
Zentimeter genau zu lokalisieren. Abb. 13 zeigt
das im Empfänger erzeugte Triggersignal der Beispiel-
Sequenz. Durch die sogenannte Mehrwegeausbreitung
in Gebäuden (Reflexionen an Wänden usw.) sieht man
nach jedem Impuls (LoS – Line-of-sight) auch später
eintreffende Kopien des Signals (NLoS – None-line-ofsight).
Dieser Chipsatz wurde im Jahr 2007 im IHP entwickelt
und gefertigt und wird im Laufe des Jahres 2008 gemeinsam
mit den Partnern im Projekt PULSERS II in
einen Demonstrator integriert, der die Genauigkeit der
Lokalisierung in der Praxis sowie die Datenkommunikation
nachweisen soll.
the most important block for localization is named
toA (time-of-arrival). this part captures the current
value of the synchronous counter (Cnt) when the
incoming signal first appears at the receiver (rising
edge detection). the registered number is used to determine
the arrival time of an impulse together with
the global counter of the baseband processor in a time
step size of 260 picoseconds. this provides the prerequisites
to at least theoretically localize a radio node
with an accuracy of few centimeters. Fig. 13 shows
the trigger signal generated after receiving the example
pulse sequence. Due to the so-called multi-path
propagation in buildings (reflections at walls, etc.)
one can see delayed copies nloS (non-line-of-sight)
after each impulse loS (line-of-sight).
the presented chipset was developed and manufactured
at IHp in the year 2007. In cooperation with
the partners of the pulSeRS II project it will be incorporated
into a demonstrator in the course of the
year 2008, which shall prove the localization accuracy
under realistic conditions as well as the data communication.
Abb. 13: Gemessenes Trigger-Signal des Empfängers am Beispiel
der Impuls-Sequenz.
Fig. 13: Measured trigger signal of the receiver for the example
pulse sequence.

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
ECL/CML-Bibliothek für Hochgeschwindigkeits-Digitalschaltungen
Zukünftige serielle Kommunikation mit extrem hohen
Datenraten erfordert Digitalschaltungen, die mit
Taktfrequenzen von 5 GHz und mehr arbeiten können.
Da in jüngster Zeit gerade dieser Anwendungssektor
schnell wächst und die Entwicklung der Taktraten bei
CMOS-Prozessoren seit längerem stagniert, wird eine
auf Stromschaltern basierende Logik (Current Mode Logic,
CML), bzw. die bipolare Variante (Emitter Coupled
Logic, ECL) in einer wachsenden Anzahl von Bereichen
zum Einsatz kommen. Solche Schaltungen können
Funktionen in einem Taktbereich übernehmen, der mit
reiner CMOS-Technik nicht mehr realisierbar ist, wie Serialisierung
und Deserialisierung sehr schneller Datenströme
(SERDES), PLL-Taktteiler, weiträumige Taktverteilungen,
asynchrone Datenübergabe zwischen lokal
synchron arbeitenden Blöcken (Globally Asynchronous
Locally Synchronous, GALS), usw.
Die Hochleistungstransistoren der IHP-BiCMOS-Technologien
sind sehr gut für eine solche Schaltungstechnik
geeignet. Daher wurde am IHP mit Hilfe der Partner FH
Brandenburg und advICo microelectronics eine ECL Zellbibliothek
entwickelt, die sich auf alle BiCMOS-Technologien
des IHP übertragen läßt. Gegenüber der CMOS-
Technologie ist damit ein drei- bis zehnfacher Gewinn
an Taktrate möglich. Erste Versionen sind für die IHP-
Technologien SGB25VD (bis ca. 16 GHz Taktrate) und
SG25H1 (bis ca. 35 GHz) verfügbar.
Darüber hinaus entwickelt das IHP gemeinsam mit der
Humboldt-Universität zu Berlin eine weltweit einmalige
ECL Synthesebibliothek zur Verwendung moderner Synthesewerkzeuge
(Synopsys bzw. Mentor) zur Synthese
von komplexen ECL-Schaltungen und gemischten ECL-
CMOS-Schaltungen aus HDL-Verhaltensbeschreibungen,
derzeit bis ca. 10 GHz.
ECL / CML Library for High Speed digital
Circuits
Future serial communication at extremely high data
rates requires digital circuits with clock rates of 5 GHz
or higher. Although the interest in this application
field is growing rapidly, recent progress of the maximum
clock rates of CMoS processors has been quite
limited. thus, a logic based on current switches (Current
Mode logic, CMl) or the bipolar variant (emitter
Coupled logic, eCl) will be applied in a growing
number of applications. Such circuits can cover logic
functions at very high clock rates that would not be
realizable with CMoS. examples are serialization and
deserialization of high speed data streams (SeRDeS),
pll clock dividers, wide-ranging clock distribution,
fast asynchronous data exchange between locally
synchronous blocks (Globally Asynchronous locally
Synchronous, GAlS), etc.
For this field of application the high-performance
transistors of the IHp BiCMoS technologies are wellqualified.
thus an eCl cell library was developed at
the IHp with the partners FH Brandenburg and advICo
microelectronics which can be transferred to all
BiCMoS technologies of the IHp. In comparison with
CMoS, a three to ten times higher clock rate can
be achieved. First versions for the IHp technology
SGB25VD (up to approx. 16 GHz clock rate) and
SG25H1 (up to approx. 35 GHz) are available.
In addition, IHp and the Humboldt-university Berlin
are developing an eCl synthesis library for use with
modern hardware description based (HDl) synthesistools
(Synopsys, Mentor) to synthesize more complex
eCl circuits or mixed eCl and CMoS circuits, currently
up to about 10 GHz. this eCl synthesis library is
unique in the world.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7

Abb. 14: Geschwindigkeitsklassen und Komplexität der ECL Zellbibliothek für SGB25VD.
Fig. 14: Speed classes and complexity of eCl cell library SGB25VD.
Anders als bei CMOS müssen bei ECL / CML Geschwindigkeitsklassen
definiert werden, weil der Arbeitsstrom jeder
Zelle über den Lastwiderstand deren maximale Geschwindigkeit
festlegt. Um die Vielfalt der notwendigen
Zellen zu beschränken, wurde für die weniger schnellen
Zellen (ab 50 ps Gatterverzögerung) eine universelle
Variante mit einem pMOS-Transistor als variablem Lastwiderstand
entwickelt (Abb. 14).
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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
For eCl, in contrast to CMoS, speed classes have to
be defined, because the operating current through a
load resistor defines the maximal speed of every cell.
this resistor mainly determines the propagation delay
of the eCl / CMS cell (Fig. 14). In order to limit the
diversity of the cell library a universal version using a
pMoS transistor as a variable load resistor was developed
for the slower cells (delay starting from 50 ps).

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 ECL-Zellbibliothek richtet sich in erster Linie an
Anwender, die bereits Erfahrung mit der Entwurfsumgebung
Cadence Virtuoso sowie mit dem Design Kit des
IHP haben. Für MPW-Nutzer des IHP ist als geprüfte
Version in SGB25VD verfügbar:
- Ein Satz von ca. 40 Zellen für logische Grundfunktionen
in Cadence (Layout und Schaltbild),
- Treiber und Konverter von und zu den
verschiedenen Logikpegeln CMOS, pECL, LVDS,
- VCOs und spezielle Biasing-Schaltungen,
- Eine digitale Verhaltensbeschreibung der Zellen
in VHDL, einschließlich Zeitverhalten und
Lastabhängigkeit, auch für differentiellen Betrieb.
Für die ECL-Synthese komplexerer Schaltungen wird
in einem ersten Schritt die Logiksynthese analog zur
CMOS-Synthese mit einem Standardwerkzeug ausgeführt,
dem eine CMOS-ähnliche Nachbildung der ECL-
Zellbibliothek zugrunde liegt. Dabei kann man durch
Power- und Timing-Constraints das Design in einem
weiten Bereich auf die Anforderungen der Applikation
abstimmen (Abb. 15). Ein zweiter Schritt mit einem
in Entwicklung befindlichen Werkzeug führt das Syntheseergebnis
zurück auf die ECL-Zellen der Zellbibliothek
und erzeugt differentielle Signale. Das Ergebnis
ist eine Netzliste, die für das weitere Design auf Basis
der ECL-Zellbibliothek unter Cadence verwendet werden
kann. Für diese neuartige Synthese ultraschneller Digitalschaltungen
bietet das IHP einen durchgängigen
Design-Service (einschließlich Layoutgenerierung und
Verifikation) an.
the eCl cell library mainly addresses users who are
already experienced in the use of Cadence Virtuoso as
well as with the IHp design kit. For MpW-clients a first
tested version in SGB25VD is available, including:
- A Cadence-based set of 40 cells for basic logical
function in layout and schematic,
- Drivers and converters to and from the different
logical levels of CMoS, peCl, and lVDS,
- VCos (Voltage Controlled oscillators) and biasing
circuits,
- A digital behavioral description of the cells in
VHDl including timing and load dependency for
both differential and single-ended mode.
the eCl synthesis of more complex circuits is done
in two steps. Firstly, the logic synthesis is executed
similarly to CMoS synthesis using a standard synthesis
tool and an eCl cell library derivative in CMoS
style. In this process the design can be adjusted in
a wide range to fit the application using power and
timing constraints. (Fig. 15). the next step based on
a self-developed tool converts the result back to the
eCl cells of the original cell library and generates differential
signals. this results in a net list suited for
further Cadence based design using the original eCl
cell library.
IHp offers a complete design service (incl. layout and
verification) for this novel and unique ultra highspeed
digital synthesis.
Abb.15: Verlustleistung in Abhängigkeit von der max. Datenrate
eines synthetisierten 8-Bit-Addierers in SGB25VD CMOS
und ECL.
Fig. 15: power versus data rate of a synthesized 8 bit adder in
SGB25VD CMoS and eCl logic, respectively.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7

SiGe BiCMOS Technologie für 76 - 81 GHz
Auto-Radar (Projekt KOKON)
Im BMBF-Verbundprojekt KOKON (Oktober 2004 bis
September 2007) untersuchten deutsche Automobilhersteller
(Daimler), Zulieferer (Bosch, Continental),
Mikroelektronikindustrie (Infineon, Atmel) und Forschungsinstitute
gemeinsam die Einsatzfähigkeit von
Schaltungen in SiGe-Technologie für Fern- und Nahbereichs-Radarsensoren
bei 76,5 GHz bzw. 77 - 81 GHz.
Projektziele des IHP waren die Entwicklung eines Radarsignalgenerators
(spannungsgesteuerter Oszillator,
VCO) als Demonstratorschaltung und Untersuchungen
zu dessen Temperaturstabilität und Zuverlässigkeit.
Radarsysteme in modernen Autos erhöhen sowohl
die Sicherheit (Stop-and-go-Funktion, Kollisionswarnung),
als auch den Fahrkomfort (Parkhilfe). Leider
sind heutige Systeme entweder sehr teuer oder wie das
kürzlich eingeführte 24-GHz-System aus frequenzregulatorischen
Gründen nur Interimslösungen (in der EU
zu ersetzen ab 2013). Eine sinnvolle Alternative sind
Schaltungen in SiGe-Technologie für die zwei Radarvarianten:
- 76,5 GHz Fernradar bis 200 m,
- 79 + / - 2 GHz Ultra-Breitband Nahbereichsradar.
Neben den zu erfüllenden technischen Spezifikationen
(möglichst hohe Ausgangsleistung bei niedrigem Phasenrauschen)
werden an die Schaltungen auch hohe
Anforderungen bezüglich Stabilität und Zuverlässigkeit
bei Temperaturen zwischen -40 °C und +125 °C
gestellt.
Für das IHP ergaben sich innerhalb des Projekts folgende
Arbeitsschwerpunkte:
- Entwurf des Oszillators und Optimierung seiner
Kernparameter (Ausgangsleistung, Phasenrauschen)
anhand der Spezifikationen der Automobilzulieferer,
- Optimierung der Temperaturstabilität (beispielsweise
möglichst geringe Änderung der Oszillatorschwingfrequenz),
- Untersuchung der Zuverlässigkeit von Halbleiterbauelementen
und der Oszillatorschaltung.
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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
SiGe BiCMOS Technology for 76 - 81 GHz
Automotive Radar (Project KOKON)
Within the BMBF funded project KoKon (october 2004 –
September 2007) German automobile manufacturers
(Daimler), suppliers (Bosch, Continental), microelectronics
industry (Infineon, Atmel), and research institutes
jointly investigated the capability of 76.5 GHz
long range and 77 – 81 GHz short range radar sensors
in SiGe technology. IHp’s project goals were the
development of voltage-controlled oscillators (VCo)
with output buffers as demonstrator circuits and the
investigation of their temperature stability and reliability.
Radar sensors in modern cars enhance safety (“stopand-go”
function, collision warning) and also driving
comfort (parking aid). unfortunately, today’s systems
are either very expensive or like the 24 GHz system
just interim solutions (to be replaced in the eu from
2013 on). promising alternative solutions are circuits
in SiGe technology for two radar variants:
- 76.5 GHz long range radar up to 200 m,
- 79 + / - 2 GHz short range ultra-wideband radar.
Besides complying to the technical specifications
(high output power with low phase noise) the circuits
must also meet high demands on temperature stability
and system reliability between -40 °C and +125 °C.
there were three priorities for the IHp within the project:
- design of the oscillator and optimization of its
core parameters (output power, phase noise)
according to the specifications of the automotive
supplier,
- optimization of temperature stability
(e.g. least possible change of oscillator frequency),
- investigation of device and circuit reliability.

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
Dabei wurden die Ergebnisse mit denen einer alternativen
SiGe-Bipolartechnologie verglichen. Letztere unterscheidet
sich von der des IHP in den HBT- Spezifikationen
(z.B. andere Grenzfrequenzen), dem Backend
(Al-Metallisierung (IHP) zu Kupfer-Metallisierung)
und den passiven Bauelementen (NMOS-Akkumulationsvaraktoren
(IHP) als variable Kapazitäten zu reinen
Bipolar-Varaktoren).
Folgende Resultate konnten im Rahmen des Projektes
erreicht werden:
Es wurden spannungsgesteuerte Oszillatoren in differentieller
Colpitts-Topologie entworfen und mit der
SG25H1-Technologie des IHP hergestellt (Abb. 16).
Für Schaltungen mit einem einstufigen Leistungsverstärker
konnte durch Auswahl eines SiGe-Transistortyps
mit maximaler Oszillationsfrequenz f max = 240 GHz die
im Projekt als Ziel gesetzte Ausgangsleistung über +16
dBm bei 77 GHz erreicht werden. Das Phasenrauschen
bei 77 GHz betrug –90 dBc / Hz @ 1 MHz Offset.
Additionally, these results were compared with results
of an alternative SiGe bipolar process. this process
differs from the IHp technology by HBt specifications
(e.g. different transit frequencies), backend
(Al (IHp) compared to Cu metallization), and passive
components (nMoS accumulation (IHp) compared to
bipolar varactors).
the following results were achieved within the project:
Differential voltage-controlled oscillators in Colpitts
topology were designed for IHp’s SG25H1 technology
(Fig. 16). When choosing a transistor-type with maximum
oscillation frequency f max = 240 GHz, circuits
with single-stage output buffer yielded the targeted
output power of +16 dBm at 77 GHz. phase noise at
77 GHz was –90 dBc / Hz @ 1 MHz offset.
Abb. 16: Spannungsgesteuerter Oszillator mit einstufigem
Leistungsverstärker für 77-GHz-Radarsignalgeneratoren.
Fig. 16: Voltage controlled oscillator with single-stage output
buffer for 77 GHz radar signal generators.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
7

Abb. 17: Messung und Simulation von Basisstromdegradation und Hochfrequenz-Verstärkung eines SiGe
HBT während Hochspannungs-Stressbelastung bei T = -40°C.
Fig. 17: Measurement and simulation of base current degradation and RF current gain of a SiGe-HBt
during high voltage stress at t = -40°C.
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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
Die Anforderungen der Automobilindustrie bezüglich
Temperaturstabilität und Zuverlässigkeit verlangen einen
großen Aussteuerbereich des VCO bzw. eine möglichst
geringe Änderung der Oszillatorfrequenz und
Ausgangsleistung bis 125 °C. Bei einem Aussteuerbereich
von 7 GHz betrug die Drift der Oszillatorfrequenz
weniger als –1,5 GHz / 100 K. Dieser niedrige Wert
konnte durch die Kombination von SiGe-HBT mit den
NMOS-Varaktoren des CMOS-Moduls erreicht werden; es
müssen dafür keine speziellen Bipolarvaraktoren entwickelt
und integriert werden.
Die Zuverlässigkeitsuntersuchungen an den HBT orientierten
sich an den Belastungen im Oszillatorbetrieb,
wobei besonders starke Basisstromdegradation bei
niedrigen Temperaturen (bis -40 °C) und hoher Kollektor-Basis-Stressspannung
(bis 3,0 V) auftraten.
Durch Modellierung dieser Degradation konnte gezeigt
werden, dass das Hochfrequenzverhalten der HBT im
Bereich über 1 GHz nicht beeinträchtigt wird (Abb. 17)
und somit unter diesen Gesichtspunkten eine hohe Zuverlässigkeit
der Schaltungen zu erwarten ist.
the automotive suppliers demand for sufficient temperature
stability and reliability requires a large tuning
range of the VCo combined with least possible
changes of oscillator frequency and output power
up to 125 °C. the oscillator shows a tuning range of
7 GHz. Additionally, an oscillator frequency drift of
less than -1.5 GHz per 100 K was measured. this low
drift was achieved by the combination of SiGe HBt
and the nMoS varactors of the CMoS module; no special
bipolar varactors had to be developed and introduced
for this.
the reliability stress tests of the HBts were chosen
to emulate the stresses and strains during oscillator
operation. Significant base current degradation
occurred during stress at low temperatures (down
to –40 °C) and high collector-base voltages (up to
3.0 V). Modelling this degradation showed that the
RF behaviour of the HBts is not impaired above 1 GHz
(Fig. 17) and sufficient reliability is to be expected
under these conditions.

Technologieplattform
130-nm-BiCMOS-Technologie
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
Ziel des Projektes ist die Schaffung der halbleitertechnologischen
Basis für die Entwicklung innovativer Kommunikationssysteme
mit hohen Datenraten und hohen
Trägerfrequenzen. Dafür werden SiGe-HBTs mit Grenzfrequenzen
bis zu 300 GHz entwickelt und in einen 130nm-BiCMOS-Prozess
für hochintegrierte Mixed-Signal-
Schaltungen integriert.
Für Anwendungen wie 100 Gbps Ethernet-Systeme,
drahtlose Datenübertragungssysteme bei 60 GHz oder
Automobilradar bei 77 GHz werden Halbleitertechnologien
mit höchster Geschwindigkeitsperformanz bei
niedrigem Energieverbrauch und höchster funktioneller
Integration benötigt. Bisher sind keine Technologien
für die gleichzeitige Erfüllung all dieser Forderungen
verfügbar. Die 130-nm-SiGe-BiCMOS-Technologie soll
diese technischen Voraussetzungen schaffen und für
nationale und europäische Forschungs- und Entwicklungsprojekte
zur Verfügung stellen.
In dem Projekt wurden SiGe-HBTs mit maximalen Transitfrequenzen
f T von 250 GHz und maximalen Oszillationsfrequenzen
f max von 300 GHz entwickelt und in
eine 130-nm-BiCMOS-Technologie mit sieben Metallisierungsebenen
integriert. Das Potential dieser Technologie
für Höchstgeschwindigkeits-Schaltungen konnte
durch Ringoszillatoren mit Gatterverzögerungszeiten
von 3,0 ps demonstriert werden. Das ist die kürzeste
Schaltzeit, die bisher in einer Si-Technologie realisiert
wurde.
Der Querschnitt eines HBTs ist in Abb. 18 gezeigt. Die
HBTs besitzen ein zum Emitterfenster selbstjustiertes
niederohmiges Basisanschlussgebiet und eine effektive
Emitterweite von 0,17 µm. Abb. 19 zeigt die erreichten
Grenzfrequenzen f T und f max als Funktion der Emitterlänge.
Die erreichten exzellenten Hochfrequenzparameter
bis zu kleinsten Emittergrößen sind vorteilhaft
für die Realisierung von Höchstgeschwindigkeits-Schaltungen
bei einer moderaten Leistungsaufnahme. Für
die Umsetzung der hohen Transistorgeschwindigkeiten
in höchste Geschwindigkeiten der integrierten Schal-
Technology Platform
130 nm BiCMOS Technology
the goal of the project is the development of a technology
platform for innovative communication systems
with high data rates and high carrier frequencies. For
this purpose, SiGe HBts with oscillation frequencies
up to 300 GHz are developed and integrated into a
130 nm BiCMoS process suitable for highly integrated
mixed-signal circuits.
For applications such as 100 Gbps ethernet systems,
wireless communication systems at 60 GHz or automotive
radar at 77 GHz, semiconductor technologies
combining highest speed performance with low power
consumption and a very high level of functional
integration are required. to date there are no technologies
available which fulfill all these requirements
simultaneously. the 130 nm SiGe BiCMoS technology
aims to meet these demands and to provide the technological
platform for national and european research
and development projects.
In the course of the project, SiGe HBts with peak transit
frequencies of 250 GHz and maximum oscillation
frequencies of 300 GHz were developed. the highspeed
SiGe HBts were integrated into a 130 nm BiC-
MoS technology with seven interconnect layers. the
potential of this technology for highest speed circuit
operation was demonstrated by ring oscillator gate
delays of 3.0 ps. this is the shortest switching time
realized in any Si technology up to now.
A cross section of the HBt is shown in Fig. 18. the
HBt features a low-resistive elevated base link region
selfaligned to the emitter window and an effective
emitter width of 0.17 µm. Fig. 19 shows the achieved
frequencies f t and f max as a function of the emitter
length. the achieved outstanding RF performance
down to smallest emitter sizes is beneficial for the
realization of very high speed circuit blocks at moderate
power consumption. For transforming the high
transistor speed into highest circuit speed it is important
to minimize all parasitic components including
the metal interconnects. Fig. 20 shows gate delays of
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7

tungen ist es notwendig, auch alle parasitären Kapazitäten
und Widerstände der Metallverbindungen zu
minimieren. In Abb. 20 sind Gatterverzögerungszeiten
für zwei Ringoszillatorlayouts, die sich durch die parasitären
Beiträge der Metallverbindungen unterscheiden,
gezeigt. Die erreichte Rekordverzögerungszeit von 3,0 ps
basiert neben der hohen Transistorgeschwindigkeit auf
der Minimierung der parasitären Beiträge der Metallverbindungen
auf dem Chip.
Abb. 18: Transmissionselektronische Aufnahme eines HBTs mit
einer Emitterweite von 0,17 µm.
Fig. 18: transmission electron micrograph of an HBt with an
emitter width of 0.17 µm.
Abb. 19: Maximale Transitfrequenz f T und maximale Oszillationsfrequenz
f max von HBTs mit Emitterweiten von 0,17 µm
als Funktion der Emitterlänge.
Fig. 19: peak transit frequency f t and maximum oscillation
frequency f max of HBts with 0.17 µm emitter width
as a function of emitter length.
0 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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CMl ring oscillators for two circuit layouts differing
in the parasitic capacitances and resistances of the
metal interconnects. the demonstrated record gate
delay of 3.0 ps is based on the high transistor speed
as well as on the minimization of the parasitics of the
metal interconnects.
Abb. 20: Gatterverzögerungszeiten von CML-Ringoszillatoren als
Funktion des Stromes pro Gatter. Zwei Schaltungen mit
verschiedenen parasitären Beiträgen der Verdrahtungsebenen
sind verglichen.
Fig. 20: Gate delays vs. current per gate for CMl ring oscillators.
two designs with different interconnect parasitics are
compared.

Komplementärer LDMOS-Modul für hohe
Spannungen ohne Epitaxie für eine
0,25-µm-SiGe-BiCMOS-Plattform
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
Ziel der Arbeiten war die Integration eines komplementären
LDMOS-Moduls für hohe Spannungen in einen
0,25-µm-SiGe-BiCMOS-Prozess mit BV DSS < -70 V für
den PLDMOS und > 80 V für den NLDMOS. Alternativ
zur Schichtabscheidung mittels Epitaxie, wurde hier
die tiefe N-Wanne für die High-Voltage-PLDMOS Transistoren
durch eine 6 MeV Phosphor-Implantation hergestellt.
Für das Produkt aus Durchbruchspannung und
Transitfrequenz wurden Rekordwerte von über 900 VGHz
erreicht.
Wegen ihrer ausgezeichneten elektrischen Parameter
wie Verstärkung, Wirkungsgrad, Linearität und niedrige
Kosten werden LDMOS-Transistoren weithin in HF-Leistungsverstärkern
für drahtlose Anwendungen eingesetzt.
Herausforderungen bei der Integration von LD-
MOS-Transistoren in einen hochskalierten CMOS-Prozess
mit dünnem Gateoxid sind gute HF-Parameter, eine
hohe Durchbruchspannung, ein kleiner Einschaltwiderstand
und eine akzeptable Parameterdegradation der
Bauelemente. In letzter Zeit aufkommende neue LDMOS
Anwendungsfelder zeigen sich im Bereich von vollständig
integrierten Lösungen für Stromversorgungssysteme
mit hohem Wirkungsgrad. Schaltfrequenzen von einigen
MHz für komplementäre High-Voltage-LDMOS in
der Ausgangsstufe des Leistungsverstärkers erfordern
herausragend gute HF-Parameter, um die notwendigen
Impulsanstiegszeiten im ns-Bereich zu ermöglichen.
In den Abb. 21 und 22 sind die simulierten Dotierungsverteilungen
der implementierten PLDMOS- und NLDMOS-
Bauelementekonstruktionen gezeigt. Man beachte, dass
die Gatelänge des inneren MOS-Transistors nicht selbstjustierend
ist, sondern durch die Maskenschritte für die
Wannen- und die LDD-Implantationen sowie die nachfolgenden
Diffusionsvorgänge bestimmt ist.
Complementary Epi Free High Voltage
LdMOS Module for a 0.25 µm SiGe
BiCMOS Platform
the work focused on the integration of a low-cost,
high-voltage complementary lDMoS module into an
advanced industrial 0.25 µm SiGe BiCMoS process
with BV DSS < -70 V and > 80 V for the plDMoS and the
nlDMoS, respectively. As an alternative to an epitaxially
grown layer the deep n-well for the high voltage
plDMoS was formed by a single 6 MeV p implantation
step. BV DSS *f t of the nlDMoS accomplished record values
> 900 VGHz.
lDMoS transistors are widely used in RF power amplifiers
for wireless applications because of their excellent
electrical parameters such as gain, efficiency,
linearity, reliability and low cost. Key challenges for
the integration of lDMoS transistors into a highly
scaled CMoS process with a thin gate oxide are good
RF performance, high break-down voltage and low
on-resistance at acceptable device degradation. Recently
emerging new applications of lDMoS are fully
integrated, high performance power management devices.
Switching frequencies of several MHz for the
complementary high voltage lDMoS transistors in the
power amplifier output stage require an outstanding
RF performance to meet the requirements for a pulse
rising time in the ns range.
Figs. 21 and 22 show the simulated doping distributions
for the implemented plDMoS and nlDMoS
device constructions, respectively. note, that gate
length of the inner MoS transistor is not self-aligned,
but formed by lithographic mask steps for the wells
and lDD implantations and its subsequent diffusion
processes.
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Abb. 21: Simulierte Dotierungsverteilung für den HV-NLDMOS
Transistor.
Fig. 21: Simulated doping distribution for the HV-nlDMoS
transistor.
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Die Abbildungen 23 und 24 zeigen die gemessenen
Transfer- und Durchbruchkennlinien der präparierten
LDMOS-Transistoren. Tabelle 1 gibt eine Zusammenfassung
der extrahierten elektrischen Parameter.
Schaltfrequenzen von einigen 10 MHz erlauben den
Entwurf von Gleichspannungswandlern mit großem
Wirkungsgrad und mit kleinen Werten für die Kapazitäten
am Ein- und Ausgang sowie die Induktivität am
Ausgang. Die Integration der Spule in das IC-Gehäuse
des DC / DC-Wandlers oder noch besser ihre Integration
auf dem Chip ermöglicht einen stark reduzierten Platzbedarf
auf der Leiterkarte bei geringeren Herstellungskosten
und verbesserter Systemleistung.
Die modulare kostengünstige Integration von HF-
LDMOS-Transistoren mit hohen Sperrspannungen in die
0,25-µm-CMOS / SiGe-BiCMOS-Technologie-Plattform
des IHP ist auf Anwendungen wie HF-Leistungsverstärker,
D-Audio Verstärker, effiziente Stromversorgungssysteme,
Treiber für MEMs und Displays sowie Baugruppen
für Kraftfahrzeuge mit einem 42 V Bordnetz der
nächsten Generation gerichtet.
Abb. 22: Simulierte Dotierungsverteilung für den HV-PLDMOS
Transistor mit tiefer HV-n-Wanne.
Fig. 22: Simulated doping distribution for HV-plDMoS
transistor with deep HV-n-well.
Figs. 23 and 24 depict the measured transfer and
breakdown characteristics of the prepared lDMoS
transistors. table 1 gives a summary of the extracted
electrical parameters.
Switching frequencies up to several 10 MHz enable
DC / DC converter designs with high conversion efficiency
at significantly reduced amounts of input and
output capacitances and the output inductance. the
integration of the inductor into the package of the
DC / DC converter or even better its integration on
chip enables a dramatically reduced space on the pCboard
at lowered fabrication cost and enhanced system
performance.
the modular cost-effective integration of complementary
RF lDMoS transistors with high blocking voltages
into IHp’s industrial 0.25 µm CMoS / SiGe BiC-
MoS technology platform addresses applications such
as RF power amplifiers, class D audio amplifiers, efficient
power management, MeMs drivers, display drivers
and automotive applications for the next generation
42 V automotive power net.

Abb. 23: Gemessene Transferkennlinien der präparierten
HV-PLDMOS und HV-NLDMOS Transistoren.
Fig. 23: Measured transfer characteristics of prepared
HV-plDMoS und HV-nlDMoS transistors.
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Abb. 24: Gemessene Durchbruchkennlinien der präparierten
HV-PLDMOS und HV-NLDMOS Transistoren.
Fig. 24: Measured break-down characteristics of prepared
HV-plDMoS und HV-nlDMoS transistors.
Tabelle 1: Gemessene elektrische Parameter der präparierten HV-PLDMOS und HV-NLDMOS Transistoren im Überblick.
table 1: overview of measured electrical parameters of prepared HV-plDMoS und HV-nlDMoS transistors.
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Entwicklung von Prozess-Modulen
Fotolithografie
Ziel der Teilschrittentwicklungen ist die Verbesserung
der Fotolithografie für die 130-nm-SiGe-BiCMOS- Technologie.
Darüber hinaus werden durch neuartige lithografische
Technologien, z. B. Doppelbelichtungs- und
Doppelstrukturierungs-Verfahren, kosteneffektive
< 130 nm „Half-pitch“-Strukturierungen zur Verfügung
gestellt.
1. Optische Proximity Korrektur für
130-nm-SiGe-BiCMOS
Die 130-nm-SiGe-BiCMOS-Technologie bietet integrierte
high-performance HBTs mit hervorragenden HF-Eigenschaften
und Grenzfrequenzen f T = 250 GHz und f max =
300 GHz (BV CEO = 1,7 V). Für die kritischen Ebenen in
der Fotolithografie wurde eine optische Proximity Korrektur
(OPC) entwickelt. Wir entwickeln eine regelbasierte
(RB-OPC) und modellbasierte Optische Proximity
Korrektur (MB-OPC). Die Realisierung der RB-OPC und
MB-OPC erfolgt mit der Software Mentor Calibre. Die
Abb. 25 zeigt das Layout und die Abbildung der Strukturen
auf dem Wafer für unkorrigierte, RB-OPC und MB-
OPC Strukturen der Shallow Trench- und Gateebene.
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Advanced Process Module Research
Photolithography
the goal of the module research is the improvement
of the photolithography for the 130 nm SiGe BiCMoS
technology. Furthermore, new lithographic technologies,
e.g. double exposure and double patterning
techniques, are used to provide cost-effective
< 130 nm “half-pitch” patterning.
1. Optical Proximity Correction for
130 nm SiGe BiCMOS
the 130 nm SiGe BiCMoS technology provides integrated
high-performance HBts with excellent RF-performance
and cut-off frequencies f t = 250 GHz and f max =
300 GHz (BV Ceo = 1.7 V). An optical proximity correction
(opC) was developed for the critical layers in
photolithography. We are developing a rule-based
(RB-opC) and model-based optical proximity correction
(MB-opC). For the realization of the RB-opC and
MB-opC we use Mentor Calibre software. Fig. 25 shows
the layout and the final wafer printing for the uncorrected,
RB-opC and MB-opC structures of the shallow
trench and gate layer.
Abb. 25: Layout und die Abbildung der Strukturen auf dem Wafer für unkorrigierte, RB-OPC und MB-OPC Strukturen der Shallow Trench- und
Gateebene (von links nach rechts).
Fig. 25: layout and final wafer printing for the uncorrected, RB-opC and MB-opC pattern of the shallow trench and gate layer
(from left to right).

2. Doppelbelichtungs-Technologie für
KrF-Lithografie mit Binär-Masken
Die Doppelbelichtungs- (DEL) und Doppelstrukturierungs-Lithografie
(DPL) sind zwei neue Lithografietechniken
zur Verbesserung des Auflösungsvermögens.
Der Kerngedanke beider Techniken ist die Aufteilung des
Layouts in zwei Masken, wodurch die Minimalabstände
auf dem Wafer verringert werden können. Bei der DEL
wird die Fotolackmaske in zwei Lithografieschritten
strukturiert. In der DPL nutzt man eine Hartmaske,
welche in zwei Lithografie- und Ätzschritten strukturiert
wird. Diese Techniken erweitern das Potenzial
der KrF-Lithografie. Die DEL und DPL können benutzt
werden um kritische Ebenen für Sonderanwendungen
zu integrieren, die eine Auflösungsverbesserung in der
130-nm-SiGe-BiCMOS-Technologie benötigen. Ergebnisse
der DEL mit der KrF-Lithografie (NA = 0,82) zeigen
für 100-nm-Strukturen mit 200 nm Pitch (Abb. 26)
ein akzeptables Prozessfenster mit 490 nm Fokustiefe.
Die Messung über den Wafer zeigt eine CD-Schwankung
≤ 7 nm (3 σ). Für DPL (Abb. 27) wurden aufgrund der
notwendigen Waferjustierung bei der zweiten Belichtung
CD-Schwankungen zwischen 10 – 15 nm erreicht.
Abb. 26: Doppelbelichtungslithografie (DEL) mit 100 nm
Strukturgröße und 200 nm Pitch.
Fig. 26: Double exposure lithography (Del) with 100 nm
pattern and 200 nm pitch.
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
2. double Exposure Technology for
KrF Lithography using Binary Masks
Double exposure- (Del) and double patterning lithography
(Dpl) are two new lithography techniques to
improve the resolution limit. the basic idea of both
techniques is to split the layout into two masks to
achieve smaller pitches for the final layout on the
wafer. In Del the resist mask is structured in two lithography
steps. the Dpl uses a hard mask which is
structured in two litho – etch steps. the application
of these techniques enhances the capability of the
KrF lithography. the Del and Dpl can be used for
the integration of critical layers in special applications
requiring resolution enhancement in 130 nm
SiGe BiCMoS technology. the results of Del with KrF
lithography (nA = 0.82) demonstrate an acceptable
process window with 490 nm depth of focus for 100
nm patterns with 200 nm pitch (Fig. 26). the wafer
printing results show a CD uniformity ≤ 7 nm (3σ).
For the Dpl (Fig. 27) a CD uniformity approximate of
10 – 15 nm was achieved due to the necessary wafer
alignment for the second exposure.
Abb. 27: 100-nm-Strukturen mit DPL strukturiert und in Silizium
geätzt.
Fig. 27: 100 nm pattern with Dpl structured and etched in
silicon.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7

Selektives Ätzen von Poly- Si / SiGe und
epitaktischem SiGe
Poly-Si und epitaktisches SiGe wurden als Opferschichten
in Kombination mit selektivem Ätzen aufgrund
ihres Potentials für verschiedene Anwendungen,
z.B. für MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) oder
SON (Silicon-on-Nothing)-Strukturen, untersucht.
Ziel dieser Arbeiten ist es, für Poly-Si und epitaktisches
SiGe Ätzverfahren mit hoher Selektivität gegenüber
epitaktischem Si zu entwickeln. Dabei werden die Epitaxieprozesse
des IHP für Si und SiGe genutzt.
Selektives chemisches Gasphasenätzen (CVE) von Poly-
Si / SiGe und epitaktischem SiGe gegenüber Si wird
mittels HCl in einer Einscheiben-CVD-Anlage bei reduziertem
Druck durchgeführt. Dadurch ist es möglich
differentielle SiGe and Si Abscheidung und selektive
polykristalline SiGe und Si Ätzung zu kombinieren und
als alternative Lösung zum herkömmlichen selektiven
Epitaxiewachstum unter Vermeidung des bekannten
„Loading Effect“ zu nutzen.
Der Arrhenius-Plot der Ätzrate von Si and SiGe ist in
Abb. 28 dargestellt. Bei konstanter Temperatur steigt
die Ätzrate mit wachsender Ge-Konzentration, d.h. die
Selektivität gegenüber Si wächst mit höherer Ge-Konzentration.
Die Ätzrate von Si und SiGe steigt mit der
Temperatur. Die Temperaturabhängigkeit der Ätzraten
ist unabhängig von der Ge-Konzentration (innerhalb
der Toleranz von ±10%). Das bedeutet, dass die Aktivierungsenergie
nicht von der Ge-Konzentration abhängt.
Die effektive Aktivierungsenergie wurde auf etwa 2,1 eV
geschätzt.
6 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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
Selective Etching of Poly-Si / SiGe and Epitaxial
SiGe
poly-Si and epitaxial SiGe as sacrificial layers in combination
with selective etching were investigated because
of their potential for various applications, e.g.
for MeMS (Microelectromechanical Systems) or for
Son (Silicon-on-nothing) structures.
the goal of this project is to develop poly-Si and epitaxial
SiGe etching processes with high selectivity
versus epitaxial Si by using IHp Si / SiGe epitaxy process
capability.
Selective chemical vapor phase etching (CVe) of poly-
Si / SiGe and epitaxial SiGe versus epitaxial Si is carried
out using HCl in a single wafer reduced pressure
CVD system. therefore, it is possible to combine differential
SiGe and Si growth and selective polycrystalline
SiGe and Si etching as an alternative solution
to selective epitaxial growth, suppressing the known
“loading effect” of the selective epitaxy process.
the Arrhenius plot of etch rate of Si and SiGe is shown
in Fig. 28. At constant etching temperature, the etch
rate increases with increasing Ge concentration, i.e.
selectivity for Si increases with increasing Ge concentration.
the etch rate of Si and SiGe increases with
increasing temperature. the slopes of the etch rate
as a function of the reciprocal temperature are almost
identical for all Ge concentrations (within a tolerance
of ±10%). this means that the activation energy does
not depend on the Ge concentration. the effective
activation energy was estimated to be about 2.1 eV.

Abb. 28: Ätzrate von SiGe mit 10, 20 and 30% Ge-Anteil und Si als
Funktion der reziproken Temperatur.
Fig. 28: etch rate of SiGe with 10, 20 and 30% Ge content and
Si as function of 1 / t.
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 Dotierung des SiGe Schichtstapels kann die Ätzrate
beeinflussen. Die Ätzrate wird durch B-Dotierung nicht
beeinflusst. Sie wird jedoch durch eine wachsende P-
Konzentration erhöht und sie sinkt mit steigender C-
Konzentration (Abb. 29).
Diese Ergebnisse ermöglichen eine verbesserte Kontrollierbarkeit
der Ätzprozesse durch die Nutzung dotierter
Schichten für verschiedene Anwendungen.
Doping of the SiGe layer stack can influence the etch
rate. the etch rate of SiGe is not changed by B doping.
It is increased with increasing p concentration
and decreased with increasing C concentration
(Fig. 29).
these results enable improved process controllability
of the etching process using doped layers for different
applications.
Abb. 29: REM-Abbildung des Querschnittes einer Probe von
C-dotiertem Si 0,7 Ge 0,3 nach HCI-Ätzen. C-Konzentrationen
in den SiGe-Schichten C0, C1 und C2 sind: undotiert,
8,0×10 19 cm -3 bzw. 1,3×10 20 cm -3 .
Fig. 29: Cross section SeM image of the sample of C-doped
Si 0.7 Ge 0.3 after HCl etching. C concentrations in the
SiGe layer of C0, C1 and C2 are: non-doped, 8.0×10 19 cm -3
and 1.3×10 20 cm -3 , respectively.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
7

Materialien für die Mikro- und
Nanoelektronik
AVD von HfO 2 und Sr 4 Ta 2 O 9 für
MIM-Anwendungen
Die Entwicklung von Bauelementen für die drahtlose
Kommunikation treibt die Entwicklung von Metall-
Isolator-Metall-Kondensatoren (MIM) mit kleineren
Grundflächen und hoher Kapazitätslinearität an. Die
Reduzierung der Kondensatorfläche kann durch den
Gebrauch von Hoch-k-Materialien erreicht werden.
Dielektrische Sr 4 Ta 2 O 9 - und HfO 2 -Schichten wurden in
einem Atomic Vapor Deposition (AVD) Tricent-Reaktor
von AIXTRON mittels monomolekuarer flüssiger Präkursoren
vom Typ Sr[Ta(OC 2 H 5 ) 5 -(OC 2 H 4 OCH 3 )] 2 für Sr 4 Ta 2 O 9
und vom Typ Hf(NMeEt) 4 für HfO 2 abgeschieden.
Röntgenbeugungsuntersuchungen zeigten, dass die
Sr 4 Ta 2 O 9 -Schichten amorph wachsen, während die HfO 2 -
Schichten in der polykristallinen kubischen Phase abgeschieden
wurden.
Die normalisierten Kapazitätsänderungen (C(V) / C 0 )
von HfO 2 - und Sr 4 Ta 2 O 9 -MIM-Kondensatoren mit unterschiedlichen
Schichtdicken sind in Abb. 30 dargestellt.
Die Kapazitätsänderung nimmt mit zunehmender
Schichtdicke ab. Zudem ist die Nichtlinearität von
Sr 4 Ta 2 O 9 schwächer ausgeprägt.
Die Kapazitäts-Spannungs-Linearität ist ein wichtiger
Parameter für die Anwendung von MIM-Kondensatoren
in integrierten Schaltungen. Entsprechend der ITRS-
Roadmap muss der quadratische Kapazitäts-Spannungs-Koeffizient
α kleiner als 100 ppm / V 2 sein. HfO 2 -
Kondensatoren bieten eine maximale Kapazitätsdichte
von 3,5 fF / µm 2 , während Sr 4 Ta 2 O 9 -MIMs eine Kapazitätsdichte
von 4,5 fF / µm 2 mit 100 ppm / V 2 zulassen.
Die dielektrischen Durchbruchspannungen, die mittels
I(V)-Messungen bestimmt wurden, sind in Abb. 31 dargestellt.
Mit Hilfe einer linearen Approximation wurden
die Durchbruchfeldstärken für HfO 2 (5,8 MV / cm) und
für Sr 4 Ta 2 O 9 (3,2 MV / cm) bestimmt.
8 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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
Materials for Micro- and
Nanoelectronics
AVd of HfO 2 and Sr 4 Ta 2 O 9 for MIM
Applications
the development of wireless devices promotes the development
of metal-insulator-metal (MIM) capacitors
with smaller area sizes and with high capacitance
linearity over a broad voltage range. the reduction
of capacitor area can be achieved by using high-k
dielectric materials.
Dielectric Sr 4 ta 2 o 9 and Hfo 2 thin films were deposited
in the AIXtRon Atomic Vapor Deposition (AVD) tricent
reactor using monomolecular liquid precursors
of the type Sr[ta(oC 2 H 5 ) 5 -(oC 2 H 4 oCH 3 )] 2 for Sr 4 ta 2 o 9
and of the type Hf(nMeet) 4 for Hfo 2 .
X-ray diffraction indicated that Sr 4 ta 2 o 9 layers were
amorphous while Hfo 2 films were deposited in the
poly-crystalline cubic phase.
the normalized capacitance variation (C(V) / C 0 ) of
Hfo 2 and Sr 4 ta 2 o 9 MIM capacitors with selected thicknesses
are illustrated in Fig. 30. Variation of capacitance
is reduced with increasing thickness of the
film. Furthermore, the nonlinearity of Sr 4 ta 2 o 9 based
capacitors is less pronounced.
the capacitance-voltage linearity is an important
parameter for the application of MIM capacitors in
mixed signal ICs. According to the ItRS roadmap, the
required value of the quadratic voltage-capacitance
coefficient α must be smaller than 100 ppm / V 2 . Setting
100 ppm / V 2 as upper limit, Hfo 2 capacitors provide
a maximum capacitance density of 3.5 fF / µm 2 ,
while Sr 4 ta 2 o 9 MIMs permit a capacitance of 4.5
fF / µm 2 .
the dielectric breakdown voltages, determined from
I(V) curves, are shown in Fig. 31. the dielectric
breakdown fields of Hfo 2 (5.8 MV / cm) and Sr 4 ta 2 o 9
(3.2 MV / cm) were determined by linear fits.

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 Zuverlässigkeit wurde mittels zeitabhängiger
dielektrischer Durchbruchsmessungen (TDDB) bei
Raumtemperatur untersucht. Aus der Analyse der
Durchbruchsdaten wurde die mittlere Durchbruchszeit
berechnet. Die extrapolierten Betriebsspannungen für
eine Lebensdauer des Bauelementes von 10 Jahren betragen
für MIM-Kondensatoren mit HfO 2 (3,5 fF / µm 2 )
9 V und für solche mit Sr 4 Ta 2 O 9 (4,5 fF / µm 2 ) 3 V.
Abb. 30: Spannungsabhängigkeit der normalisierten Kapazität von
HfO 2 (rot) und Sr 4 Ta 2 O 9 (grün) MIM-Kondensatoren.
Fig. 30: Voltage dependence of the normalized capacitance of
Hfo 2 (red) and Sr 4 ta 2 o 9 (green) MIM capacitors.
the reliability was studied by applying time Dependent
Dielectric Breakdown (tDDB) tests at room temperature.
From the analysis of breakdown data, mean
time to failure is calculated. the extrapolated operating
voltages for 10 years lifetime of MIMs with Hfo 2
(3.5 fF / µm 2 ) and Sr 4 ta 2 o 9 (4.5 fF / µm 2 ) are 9 V and
3 V, respectively.
Abb. 31: Zeitabhängige Durchbruchscharakteristika für
HfO 2 (rot) und Sr 4 Ta 2 O 9 (grün) MIM-Kondensatoren.
Fig. 31: time to breakdown characteristics of Hfo 2 (red)
and Sr 4 ta 2 o 9 (green) MIM capacitors.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7

Amorphe und kristalline
BaHfO 3 -Schichten für DRAM-Anwendungen
Die aktuelle Forschung ist maßgeblich auf die Verbesserung
der dielektrischen Konstante von HfO 2 fokussiert,
um die Leckströme bei geringen äquivalenten
Oxidschichtdicken zu reduzieren. Es gibt aber auch ein
wachsendes Interesse an kristallinen Verbindungen, die
die ABO 3 -Perovskit-Struktur besitzen, wo A ein erdalkalisches
Element und B ein Element der Titan-Untergruppe
ist. Soweit wir wissen, gibt es noch keine Veröffentlichungen,
die die dielektrischen Eigenschaften
von BaHfO 3 -Schichten in einem für mikroelektronische
Anwendungen relevanten Dickenbereich (< 50 nm)
betreffen. Deshalb haben wir uns der Präparation und
Charakterisierung von dünnen dielektrischen BaHfO 3 -
Schichten im Hinblick auf Anwendungen in Dynamic
Random Access Memory (DRAM) Speicher-Kondensatoren
gewidmet.
BaHfO 3 -Schichten wurden durch gleichzeitiges Verdampfen
von HfO 2 und BaO in einer Molekularstrahl-Beschichtungskammer
präpariert. Als Substrate dienten
12 nm dicke TiN-Schichten auf Si(100)-Wafern, die mittels
eines Magnetrons gesputtert wurden. Während der
Abscheidung des Dielektrikums betrug die Substrattemperatur
400 °C. Die chemische Zusammensetzung der
dielektrischen Schichten wurde in situ mittels Photoelektronenspektroskopie
(XPS) kontrolliert und ex situ
mittels Rutherford-Rückstreumessungen bestätigt. Die
physikalische Dicke der Dielektrika wurde durch Röntgen-Reflektometrie
(XRR) und die Kristallinität sowohl
durch Röntgen-Beugung (XRD) als auch mit Hilfe der
Durchstrahlungs-Elektronenmikroskopie (TEM) bestimmt.
Die kapazitive äquivalente Dicke (CET) und
die Leckstromwerte wurden aus Kapazitäts-Spannungs-
(CV) und Strom-Spannungs-Messungen (JV) extrahiert,
die an Au / Dielektrikum / TiN-Kondensatoren mit einer
Fläche von 1 x 10 -3 cm 2 vorgenommen wurden. Ausgewählte
Proben wurden nach der Beschichtung einer
schnellen Wärmebehandlung (RTA) in N 2 für 15 s bei
verschiedenen Temperaturen unterzogen.
60 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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
Amorphous and Crystalline
BaHfO 3 Layers for dRAM Applications
Current research is primarily focused on improving
the dielectric constant of Hfo 2 to reduce leakage
currents at low equivalent oxide thicknesses. there
is also a growing interest in crystalline compounds
having the perovskite ABo 3 structure, where A is an
alkaline earth element and B is an element of the titanium
subgroup. to the best of our knowledge, there
are no publications yet concerning the dielectric properties
of BaHfo 3 layers with thicknesses in the range
relevant for microelectronic applications (< 50 nm).
therefore, we have turned our attention to the preparation
and characterization of thin BaHfo 3 dielectric
layers in view of dynamic random access memory
(DRAM) storage capacitor applications.
BaHfo 3 films were prepared by co-evaporation of
Hfo 2 and Bao in a molecular beam deposition chamber.
Magnetron sputtered 12 nm thick tin layers on
Si(100) were used as substrates. During dielectric
deposition, the substrate temperature was kept at
400 °C. the chemical composition of the dielectric
layers was controlled by in-situ X-ray photoemission
spectroscopy (XpS) and verified by ex-situ Rutherford
backscattering measurements. physical thickness of
the dielectrics was measured by X-ray reflectometry
(XRR) and the crystallinity both by X-ray diffraction
(XRD) and transmission electron microscopy (teM).
Capacitance equivalent thickness (Cet) and leakage
current values were extracted from capacitance-voltage
(CV) and current-voltage (JV) measurements
performed on Au / dielectric / tin capacitors with an
area of 1 x 10 -3 cm 2 . Selected samples were subjected
to post deposition rapid thermal annealing (RtA) in
n 2 ambient for 15 s at various temperatures.

In Abb. 32 sind die wesentlichen Ergebnisse der elektrischen
Messungen zusammengestellt. Die dielektrischen
Konstanten der untersuchten Dielektrika werden in
Abb. 32(a) miteinander verglichen. Der k-Wert von monoklinem
HfO 2 ist ungefähr 19 und somit in guter Übereinstimmung
mit veröffentlichten Daten. Durch Hinzumischen
von Ba kommt es zu einer leichten Erhöhung
der Dielektrizitätskonstante, so dass ein Wert von ~ 23
für amorphes BaHfO 3 erhalten wird. Die Kristallisation
in die c-BaHfO 3 -Phase, nachgewiesen durch XRD, wird
durch einen abrupten Anstieg der Dielektrizitätskonstante
auf 38 begleitet.
In Abb. 32(b) ist der Einfluss der RTA-Behandlung auf
die Leckströme in BaHfO 3 -Proben dargestellt. Amorphe
BaHfO 3 -Schichten erfüllen die DRAM-Leckstromerfordernisse
(J < 10 -8 A / cm 2 @ 1 V) für CET-Werte herunter
bis zu ~ 2 nm. Die RTA-induzierte Kristallisation
dieser Schichten ergibt eine signifikante Verringerung
von CET infolge einer verbesserten Dielektrizitätskonstante
und einer Verdichtung der dielektrischen Schicht.
Abb. 32: Vergleich zwischen m-HfO 2 , a-BaHfO 3 und c-BaHfO 3 .
Fig. 32: Comparison between m-Hfo 2 , a-BaHfo 3 , and c-BaHfo 3 .
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 Fig. 32, the main results of the electrical measurements
are summarized. the dielectric constants of
the investigated dielectrics are compared in Fig.
32(a). the k-value of the monoclinic Hfo 2 is approx.
19, which is in good agreement with published data.
Admixture of Ba results in a slight increase of the
permittivity yielding a value of approx. 23 for amorphous
BaHfo 3 . Crystallization in the c-BaHfo 3 phase
detected by XRD is accompanied by an abrupt increase
of the dielectric constant to 38.
In Fig. 32(b), the influence of the RtA treatment on
leakage currents in BaHfo 3 samples is shown. Amorphous
BaHfo 3 layers meet the DRAM leakage current
requirement (J < 10 -8 A / cm 2 @ 1 V) for Cet values
down to approx. 2 nm. RtA induced crystallization of
these films results in a significant reduction of the
Cet due to improved dielectric constant and densification
of the dielectric film. At the same time, however,
a substantial increase in the leakage current density
is observed. leakage current characteristics of
thin c-BaHfo 3 layers were further investigated using
temperature dependent measurements summarized
in Fig. 33 showing leakage JV curves measured for
an about 8 nm thick film at different temperatures
under tin substrate injection. the currents detected
at lower voltages are noisy and show only weak temperature
dependence. Given the voltage dependence
and the magnitude of these currents, we suppose that
they are associated with macroscopic defects (“hot
spots”), but any specific characterization of these defects
is difficult at this stage of research. on the other
hand, it seems to be clear that leakage currents in the
higher voltage range are dominated by point defects
presumably also associated with some hot spot areas.
In this strongly temperature dependent leakage regime,
the concentration of carriers is determined by
carrier trapping and detrapping, with voltage dependence
resembling a poole-Frenkel process.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
6

Gleichzeitig wird jedoch eine deutliche Zunahme der
Leckstromdichte beobachtet. Leckstromcharakteristika
der dünnen c-BaHfO 3 -Schichten wurden weiter unter
Verwendung temperaturabhängiger Messungen untersucht,
wie in Abb. 33 für eine ~ 8 nm dicke Schicht
dargestellt ist. Die JV-Leckstromkurven wurden unter
TiN-Substrat-Injektion für verschiedene Temperaturen
gemessen. Die Ströme bei kleinen Spannungen sind
verrauscht und schwach temperaturabhängig. Auf
Grund der Größe dieser Ströme und deren Spannungsabhängigkeit
nehmen wir an, dass sie mit makroskopischen
Defekten verbunden sind („Hot Spots”). Beim
gegenwärtigen Erkenntnisstand ist eine genaue Charakterisierung
dieser Defekte schwierig. Andererseits
scheint klar zu sein, dass die Leckströme im Bereich
höherer Spannungen durch Punktdefekte dominiert
werden, vermutlich aber auch verknüpft mit „Hot-Spot-
Gebieten“. In diesem stark temperaturabhängigen
Leckstromregime ist die Ladungsträgerkonzentration
durch das Einfangen und Freisetzen von Ladungsträgern
mit einer Spannungsabhängigkeit, die dem Poole-
Frenkel-Prozess ähnelt, bestimmt.
Zusammenfassung: Es wurden dünne dielektrische
BaHfO 3 -Schichten auf TiN-Substraten durch gleichzeitiges
Verdampfen von BaO und HfO 2 präpariert. BaHfO 3 -
Schichten, die bei 400 °C abgeschieden wurden, sind
amorph und besitzen eine Dielektrizitätskonstante
von ~ 23. Eine RTA-Behandlung der amorphen Schichten
bewirkt den Übergang in die kristalline kubische
BaHfO 3 -Perovskit-Phase. Das polykristalline BaHfO 3
zeigt eine Dielektrizitätskonstante von ~ 38, die es
zu einem vielversprechenden Kandidaten für künftige
DRAM-Speicherkondensator-Anwendungen macht. Eine
weitere Optimierung der Präparationsbedingungen ist
notwendig, um die Leckstromanforderungen an sehr
dünne c-BaHfO 3 -Schichten (CET < 2 nm) zu erfüllen.
Diese Untersuchungen wurden im Rahmen des BMBF-
Projektes „MEGA EPOS“ durchgeführt.
62 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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 summary, thin BaHfo 3 dielectric layers on tin
substrates were prepared by co-evaporation of Bao
and Hfo 2 . BaHfo 3 films deposited at 400 °C are amorphous
and show a dielectric constant of approx. 23.
RtA treatment performed on the amorphous layers induces
crystallization in the cubic BaHfo 3 perovskite
phase. polycrystalline BaHfo 3 shows a dielectric constant
of approx. 38 which makes it a promising candidate
for future DRAM storage capacitor applications.
Further optimization of the preparation conditions is
required to meet leakage current requirements in very
thin (Cet < 2 nm) c-BaHfo 3 films.
this work was done within the BMBF project “MeGA epoS”.
Abb. 33: Temperaturabhängige JV-Kurven für ~ 8 nm dickes
c-BaHfO 3 .
Fig. 33: temperature dependent JV characteristics for ~ 8 nm
thick c-BaHfO 3 .

Einkristallines Ge auf Si mittels
Oxid-Heterostrukturen
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
Ziel des Projektes ist die globale bzw. lokale Integration
neuer Materialien in die Silizium-Technologieplattform,
um durch die Verfügbarkeit alternativer Halbleiterschichten
geeigneter Qualität die Funktionalität
und Leistung der siliziumbasierten Schaltkreistechnologie
weiter auszubauen.
Halbleiterbasierte integrierte Schaltkreise werden
hauptsächlich in monolithischen Materialien angefertigt.
Da die Materialeigenschaften für die Leistungsfähigkeit
der Schaltkreise wichtig sind, wurden in der
Vergangenheit je nach Anwendung verschiedene Halbleitermaterialien
als Plattform für verschiedene Technologien
entwickelt. Die Silizium-Technologie dominiert
den Halbleitermarkt und entwickelt sich auf Grund
des wachsenden Bedarfes an digitaler Prozessierung
rasant weiter. In optoelektronischen Anwendungen
nahe der 870 nm Wellenlänge wiederum ist z. B. das
ternäre Halbleitersystem AlGaAs auf GaAs-Substraten
führend. Heutzutage ist nur sehr selten auf Grund dieser
Trennung der Substratplattformen eine Interaktion
zwischen der Silizium- und der III-V-Halbleiterwelt zu
beobachten.
Die Vision auf dem Forschungsgebiet der „Engineered
Wafer Systems“ ist die Überwindung dieser Trennung der
elektronischen Systeme, die historisch durch die Verfügbarkeit
der verschiedenen Substrate bedingt ist. Die
Hauptforschungsrichtung ist am IHP die monolithische
Integration gitteran- bzw. gitterfehlangepasster alternativer
Halbleiter in die Silizium-Plattform, da letztere
die kommerziell dominierende Technologie darstellt.
Methodisch konzentriert sich der Forschungsansatz auf
die Abscheidung einkristalliner Puffer-Dielektrika und
alternativer Halbleiterschichten mittels der Heteroepitaxie,
da diese Technik neben der Flexibilität eine vor
allem kosteneffektive Integration eröffnet.
Single Crystalline Ge on Si via
Oxide-Heterostructures
the project goal is the global and / or local integration
of new valuable semiconductor materials in the silicon
technology platform to extend the performance
and functionality of silicon-based integrated circuits
(ICs) by the availability of high quality alternative semiconductor
layers with appropriate properties.
Semiconductor-based integrated circuits (ICs) are
built on monolithic materials. As the properties of the
materials are important for the performance of the
electronic circuitry, different semiconductor materials
became the technology platform of choice for the
various, targeted applications. Si technology dominates
the semiconductor market driven by the thirst
for digital processing capability. In applications involving
optoelectronics near the 870 nm wavelength,
the AlGaAs alloy system on GaAs is widely employed.
today, an interaction between the mature Si and the
rapidly evolving III-V semiconductor worlds is rarely
observed, mainly due to the separation by different
semiconductor platforms.
the vision of engineered wafer systems is to overcome
these limitations of electronic systems, brought
about by the historical separation of the different semiconductor
platforms. the main research objective
at IHp is the monolithic integration of lattice matched
or mismatched alternative semiconductor thin
film materials on the main-stream silicon platform, as
the latter is the commercially most dominant semiconductor
technology worldwide. thereby, the film
deposition method of choice in this research project
is focussed on the integration via heteroepitaxy by
the subsequent deposition of single crystalline buffer
dielectrics and alternative semiconductor layers on
the silicon wafer. this method offers besides the high
flexibility to address in principle global as well as local
integration approaches the important advantage
to be appropriate for achieving the cost-effective integration
of alternative semiconductor materials in
the silicon technology platform under conventional
clean room conditions.
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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
Die F&E-Arbeit fokussiert sich spezifisch auf die globale
Integration von Germanium (Ge) auf Silizium (Si), die
für eine Reihe technologischer Anwendungen von Bedeutung
ist. Zum Beispiel wird auf dem Gebiet der Fertigung
von Sub-50-nm-CMOS-Technologien mit hoher
Kanal-Mobilität die Integration von Ge auf Si in Kombination
mit Hoch-K-Dielektrika intensiv untersucht. Ein
anderes Beispiel ist die Photovoltaik, wo die Erzeugung
einkristalliner Ge-Schichten auf Si-Wafern einen Ansatz
darstellt, billige Substrate für die hoch effiziente GaAs-
Photovoltaik zu erzeugen. Es muss jedoch aufgezeigt
werden, dass die Qualität der bis dato hergestellten
Ge-Puffer-Si-Heterostrukturen noch nicht das Niveau
der technologischen Verwertbarkeit erlangte. Dies ist
vor allem auf ein mangelndes Verständnis der Festkörperphysik
bei der Interaktion zwischen Ge und den typischen
Puffer-Dielektrika (insbesondere Übergangs- &
Seltenerdmetalloxide) zurückzuführen. Typische ungelöste
Probleme, die die strukturellen und folglich elektrischen
Eigenschaften der Ge-Schichten bestimmen,
betreffen z. B. die thermodynamische Stabilität von Ge
im Kontakt mit Metalloxid-Puffern, die Kontrolle des
Wachstums zur Erzeugung geschlossener Ge-Filme, die
Mechanismen bei der Erzeugung von Defekten usw.
Eine kombinierte Studie der Struktur, der Stöchiometrie
und der elektrischen Eigenschaften von Ge(111)-
Schichten auf zwillingsfreien, Typ-B-orientierten PrO 2 /
Si(111)-Heterostrukturen wurde durchgeführt, um die
globale Integration atomar flacher, einkristalliner Ge-
Schichten mittels Oxid-Heterostrukturen auf Si(111)
zu erzielen (Abb. 34). Ex-situ-Röntgenstudien belegen,
dass die Wechselwirkung zwischen Ge und PrO 2 zu
einer vollständigen Reduktion des PrO 2 -Pufferoxids in
Pr 2 O 3 führt. In-situ-Elektronen-Beugung (RHEED) sowie
-Elektronen-Emission (XPS & UPS) belegen, dass
diese chemische Reduktion des Pufferoxids durch die
Ge-Bedampfung mit der Bildung einer amorphen GeO 2 -
Schicht einhergeht. Sobald der Vorrat an Gittersauerstoff
erschöpft und PrO 2 vollständig zu Pr 2 O 3 umgewandelt
ist, führt die weitere Ge-Bedampfung zu einer
Reduktion der amorphen GeO 2 -Schicht in GeO. Letzteres
ist bei den hohen Wachstumstemperaturen flüchtig und
desorbiert folglich. Der einkristalline Pr 2 O 3 -Träger bildet
eine thermodynamisch stabile Unterlage für die Heteroepitaxie
von elementarem Ge. Zunächst wächst Ge
R&D work specifically focuses on the global integration
of germanium (Ge) on silicon (Si) which is
important for a number of future technologies. For
example, in the field of highly integrated Si-based
microelectronics, the integration of Ge as high mobility
channel material in combination with high-k gate
oxides is intensively pursued to manufacture sub-50
nm CMoS technologies. Another example is given by
photovoltaics where the integration of single crystalline
Ge layers on the Si material platform via high-k
oxide heterostructures is studied to develop a cheap
Ge substrate for GaAs solar cells. It must however be
pointed out that the available Ge oxide buffer heterosystems
on Si did not yet achieve the level of technological
useability. this is mainly due to the fact that
the fundamental physics of the interaction between
Ge and buffer dielectrics (i.e. transition & rare earth
(Re) oxides) is only poorly understood. typical unsolved
solid state physics issues, governing the structural
and in consequence electrical properties, concern
for example the thermodynamic stability of Ge
in contact with metal oxide dielectrics, the control of
the growth mode to achieve closed films, the defect
mechanisms at work in the film structure etc.
A combined study on the structure, stoichiometry
and electrical properties of single crystalline Ge(111)
layers on twin-free, type B oriented pro 2 (111) heterostructures
on Si(111) was carried out to achieve
the global integration of closed, atomically smooth
single crystalline Ge(111) epilayers via Re oxide heterostructures
on Si(111) (Fig. 34). ex-situ X-ray diffraction
(XRD) techniques indicate that the interaction
between Ge and pro 2 (111) results in a complete
reduction of the buffer oxide to a cubic pr 2 o 3 (111)
film. In-situ electron diffraction (RHeeD) & photoelectron
emission spectroscopy (XpS & upS) studies
demonstrate that this chemical reduction occurs during
the initial Ge growth. the interaction of pro 2 with
Ge results in the formation of an amorphous Ge oxide
by lattice oxygen diffusion from the dielectric to the
Ge deposit. After the complete conversion of pro 2 to
pr 2 o 3 , the Ge deposition reduces the initially formed
amorphous Geo 2 -like film to Geo. the sublimation of
volatile Geo uncovers the single crystalline pr 2 o 3 film
which provides a thermodynamically stable template

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 Volmer-Weber-Modus auf, so dass synchrotronbasierte
Röntgentechniken (Kleinwinkelstreuung & anomale
Beugung) zum Studium der Ge-Nanocluster-Verteilung
(Größe, Form, Abstand, Stöchiometrie) zur Anwendung
kamen. Nach der Koaleszenz der Inseln bildet sich bei
geeigneten Wachstumsparametern ein atomar flacher,
geschlossener Ge(111)-Film, der einkristallin ist und
eine Typ-A - Epitaxie in Bezug zum Si(111) zeigt. Die
Transmissions-Elektronenmikroskopie belegt, dass partielle
Dislokationen die dominierenden Defekte in dem
Ge(111)-Film sind und vorwiegend durch atomare Rauhigkeit
des Oxid-Trägers induziert werden.
for Ge heteroepitaxy. A Volmer–Weber growth mode
is observed and Synchrotron-based XRD, including
small angle & anomalous scattering, was applied to
determine the Ge nanocluster shape, size, distance
& stoichiometry. After island coalescence, atomically
smooth Ge(111) layers with type A stacking with
respect to Si(111) are formed. transmission electron
microscopy reports that partial dislocations are the
prevailing defects in the Ge film, mainly induced by
atomic roughness of the oxide.
Abb. 34: Transmissionselektronenmikroskopie einkristalliner Ge(111)-Filme auf Pr 2 O 3 / Si(111)-Heterostrukturen.
Fig. 34: transmission electron microscopy of single crystalline Ge(111) layers on Pr 2 O 3 / Si(111) heterostructures.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
6

Stark-Effekt der D-Band-Lumineszenz von
Versetzungen in Si
66 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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
Unser Ziel war die Untersuchung der Möglichkeit für
eine elektrische Modulation der Versetzungs-Lumineszenz
in Si.
Der Einsatz der optischen Datenübertragung auf dem
Chip ist für zukünftige Schaltkreis-Generationen erforderlich.
Schlüsselkomponenten dafür, die mit der Si-
Technologie herstellbar und auf dem Chip integrierbar
sind, wurden bereits demonstriert. So haben wir einen
CMOS-kompatiblen elektrisch gepumpten Lichtemitter
entwickelt, der das 1,5-µm-Licht von Versetzungen ausnutzt.
Dabei ist es erstrebenswert, diese LED mit einem
schnellen elektro-optischen Modulator in einem Bauelement
kombinieren zu können.
Versetzungsreiche Gebiete mit entsprechender Lumineszenz
lassen sich reproduzierbar herstellen (a) durch
direktes Waferbonden, was zur Formierung eines Versetzungsnetzwerkes
führt, oder (b) durch Implantation
von Si-Ionen und anschliessende Ausheilung, was zur
Bildung von Versetzungsschleifen führt. Die elektrische
Anregung kann über das Tunneln von Ladungsträgern
durch eine dünne Oxidschicht (MOS-LED) oder über Trägerinjektion
durch einen pn-Übergang (pn-LED) in der
Nähe der aktiven Versetzungsregion erfolgen. Beispiele
für Elektrolumineszenz (EL) und Photolumineszenz
(PL) der bei verschiedenen Temparaturen von den Versetzungen
in einer pn-LED abgestrahlten Spektren sind
in Abb. 35 gezeigt. Die Abbildung zeigt die D1-D3-Banden,
wobei die D1-Linie dominiert. Es ist zu beobachten,
dass sich die Positionen der Linien in den EL- und
PL-Spektren bei zunehmender Injektion zu höherer
Energie verschieben.
Der diese Verschiebung verursachende Mechanismus
kann auf den quadratischen Stark-Effekt zurückgeführt
werden, der den Einfluss von lokalen elektrischen Feldern
auf die Energie von exzitonischen optischen Übergängen
beschreibt. Bei geringem Injektionsniveau,
„sehen“ die Zentren, die die Versetzungslumineszenz
verursachen, ein starkes elektrisches Feld am pn-Übergang.
Dadurch wird die Energie der optischen Übergänge
reduziert und die D-Linien werden rot verschoben.
Stark Effect for dislocation Related
d-band Luminescence in Si
our goal was to demonstrate a possibility for electrical
modulation of dislocation related D-band luminescence
in Si.
on-chip optical interconnects will be essential for
future integrated circuits. Many key components
that can be integrated on the chip have already been
demonstrated by Si technology. previously, we have
demonstrated a CMoS-compatible, electrically pumped
Si-based light emitter at 1.5 µm based on D-band
luminescence. For larger integration it would be advantageous
to combine the leD with a fast electrooptical
modulator within one device.
Dislocation-rich D-band active regions can be reproducibly
formed (a) by direct wafer bonding resulting
in formation of dislocation network or (b) by Si implantation
followed by an annealing, resulting in a
dislocation loop-rich region. the electrical excitation
could be realised by tunnelling of carriers through
an oxide layer (MoS-leD) or by carrier injection via
p-n junction (p-n leD) located close to the active region.
examples of the electroluminescence (el) and
photoluminescence (pl) D-band spectra from a pnleD
detected at various temperatures are presented
in Fig. 35. the figure shows strong D1-D3 lines with
prevailing D1 peak. note that the position of maximal
intensity of D-lines shifts to higher energies with an
increase in the carrier injection level in both el and
pl.
the mechanism responsible for the shift is related to
the quadratic Stark effect, i.e. an influence of local
electric fields on the energy of excitonic optical transitions.
At low carrier injection level, the centres responsible
for D-lines are in the strong electric field of
the neighbouring pn-junction. the transition energy
becomes smaller and D-band peaks are red-shifted.
An increase in the carrier injection level suppresses
the junction field leading to the blue shift of the Dband
peaks. the dependence of the shift magnitude
on the electric field of the junction corresponds well
to that predicted by the Stark effect (Fig. 36).

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
Mit zunehmender Injektion wird das elektrische Feld
abgeschirmt, was eine Blauverschiebung der D-Linien
nach sich zieht. Die Abhängigkeit der Verschiebung von
der elektrischen Feldstärke am Übergang lässt sich gut
mit den Beziehungen für den Stark-Effekt beschreiben
(Abb. 36).
Eine Nutzung des beobachteten Effektes könnte zur
Modulation der Wellenlänge der D-Linien genutzt werden,
durch eine Modulation des elektrischen Feldes des
pn-Überganges. Ein Beispiel für eine derartige Modulation
zeigt Abb. 37, wo mit der Vorspannung an einer
LED die Wellenlänge der Lumineszenz moduliert wird,
die extern optisch angeregt wurde.
Die prinzipielle Möglichkeit einer Modulation der Wellenlänge
von 1,5-µm-Versetzungslicht durch ein elektrisches
Feld konnten wir demonstrieren. Der Effekt
sollte es erlauben, eine effiziente pn-LED, die im IR-Bereich
emittiert, mit einem Modulator in einem Si-Bauelement
zu vereinen.
Abb. 35: Spektren von EL (a) und PL (b) einer LED bei verschiedenen
Anregungsbedingungen. Temperatur und Injektionsparameter
sind in der Darstellung angegeben. Die Kurven sind zur
besseren Unterscheidbarkeit in vertikaler Richtung verschoben.
Der Einschub in (a) zeigt das in die D1-, D2- und
D3-Linie aufgelöste D-Band-Spektrum für die EL.
Fig. 35: el (a) and pl (b) spectra from the leD detected under
various excitation conditions. the measurement temperatures
and carrier injection parameters are indicated
in the figures. Curves are shifted in vertical direction for
clarity. Inset in (a) shows decomposition of the D-band
spectrum into D1, D2 and D3 peaks for the el spectra.
utilizing the observed effect one could modulate the
D-band peak maximum positions by the local electric
field of a pn-junction. An example of such modulation
is presented in Fig. 37, where the voltage applied
to the leD modulated the luminescence excited by
external illumination.
A principal possibility for modulation of the wavelength
of D-line at 1.5 µm by electric field was demonstrated.
the effect should allow integration of
efficient IR pn-leD and a modulator into a single
device.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
67

68 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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. 36: Abhängigkeit der spektralen Lage der in EL beobachteten
D1-Linie von der Fluss-Spannung (obere Achsenbeschriftung)
und dem berechneten elektrischen Feld (untere
Achsenbeschriftung) in einer LED bei 300 K. Die experimentellen
Daten wurden mit der Beziehung
für den quadratischen Stark-Effekt
E ex =E ex (0)-αF 2 und den Werten: E ex (0)=795 meV ,
α=0,0186 meV / (kV / cm) 2 angepasst (Linie).
Fig. 36: the dependence of spectral position of el D1 peak on
the value of forward bias (upper axis) and on the calculated
maximal electric field (lower axis) in the leDs at
300 K. experimental data are fitted with the
equation for Stark effect: e ex =e ex (0)-αF 2 and the
values: e ex (0)=795 meV, α = 0.0186 meV / (kV / cm) 2
(solid line).
Abb. 37: PL-Spektren einer LED bei 105 K aufgenommen mit
identischem Niveau der optischen Anregung (P EXC = 50 mW)
für verschiedene elektrische Anschlussbedingungen. Die
Skizze in der Abbildung beschreibt schematisch die
experimentellen Bedingungen. Die Kurven sind zur
besseren Unterscheidbarkeit in vertikaler Richtung
verschoben. Die Stromwerte, die während der PL-Untersuchungen
an der Diode gemessen werden, sind angegeben.
Für die oberste Kurve war die LED kurzgeschlossen
und für die darunter liegende Kurve geöffnet.
Fig. 37: pl spectra from the leD at 105 K detected at the same
light-excitation level (p eXC = 50 mW) and various circuit
conditions. A sketch in the figure shows the scheme of
the experiment. Curves are shifted in vertical direction
for clarity. the constant current through the diode
during pl measurements is indicated in the graph above
each curve. For the uppermost curve the leD contacts
were shortened and for the curve beneath the contacts
were open.

Lichtinduzierte Kristallisation von
a-Si/SiO 2 -Nanostrukturen
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
Unser Ziel war es, eine möglichst vollständige Umwandlung
von amorphen Si-Schichten (a-Si) in nanokristalline
Si-Schichten (nc-Si) für multiple Si / SiO 2 -Quantentopf-Strukturen
(MQW), die mittels PCVD abgeschieden
wurden, zu erreichen.
Nanostrukturen aus Si stellen Grundelemente für eine
zukünftige Elektronik, Photonik und Photovoltaik dar.
Durch Ausnutzung des sogenannten Quanten-Confinement
in Nanostrukturen lässt sich beispielsweise die
Bandstruktur von Halbleitern beeinflussen, wodurch die
elektrischen und optischen Eigenschaften einstellbar
werden. Quantentopf-Strukturen (MQW) aus alternierenden
Si- und SiO 2 -Schichten auf Substrat wurden an
der RWTH Aachen abgeschieden. Nach der Abscheidung
der MQW waren die Si-Schichten amorph. Da jedoch der
Grad der Kristallinität dieser Schichten über ihre Nutzbarkeit
entscheidet, sind nachträgliche Behandlungen
erforderlich, um die a-Si-Schichten in nc-Si-Schichten
zu verwandeln. Konventionelle Wärmebehandlungen
wie Ofentemperung, RTA und Laserausheilung oder deren
Kombination erlaubten aufgrund der unterschiedlichen
thermo-physikalischen Eigenschaften keine vollständige
Umwandlung der a-Si- in c-Si-Schichten.
Die von uns entwickelte neue Kristallisationsmethode
macht sich die selektive Wirkung von Licht mit spezieller
Wellenlänge und Leistungsdichte in den a-Si-Schichten
zu Nutze. Diese Wirkung basiert auf der erhöhten Absorption
des Lichtes im Wellenlängenbereich 400-600
nm in den a-Si-Schichten, im Vergleich zu nanokristallinem
Si, SiO 2 und Substrat (Abb. 38). Das in den a-Si-
Schichten absorbierte Licht verursacht einen fest-fest
Phasenübergang, d.h. a-Si wird in nc-Si transformiert.
Dadurch wird die Lichtabsorption in den MQW stark reduziert
(negative Rückkopplung) und die Gesamtaufheizung
des Systems verringert. Als Folge der negativen
Rückkopplung kommt es nicht zum Aufschmelzen des
Si, wodurch eine schädliche Druckverspannung im MQW-
System vermieden wird.
Light Induced Crystallization of
Amorphous Si / SiO 2 Nanostructures
our goal was to achieve a complete conversion of
amorphous Si (a-Si) to nano-crystalline Si (Si-nc)
in pCVD deposited Si / Sio 2 multiple quantum wells
(MQW).
Silicon nano-structures will be basic elements for
future electronics, photonics, and photovoltaics.
utilizing the carrier quantum confinement effects in
nano-assembly one can design the band structure of
the resulting semiconductor and tune its electrical
and optical properties. MQW containing alternating
Si and Sio 2 layers deposited on a substrate were fabricated
by RWtH Aachen. After deposition Si layers in
the MQW are amorphous. Since the degree of crystallization
is critical for the performance of the devices,
additional treatments should convert a-Si to Si-nc.
Conventional heat treatments, i.e. furnace annealing,
RtA, laser annealing or their combinations did
not allow complete conversion of a-Si to Si-nc due to
differences in thermo-physical properties of the MQW
components.
the proposed crystallisation method utilizes the selective
heat impact on a-Si by light of special wavelength
and power density. this effect is based on the
enhanced absorption of light in a-Si in the wavelength
range 400-600 nm in comparison with Si-nc, Sio 2 and
the substrate (Fig. 38). light absorbed in a-Si layers
causes solid-to-solid, i.e. a-Si to Si-nc phase transition.
the transition itself leads to strong reduction
of the light absorption in MQW (negative feedback),
thus reducing overall further heating of the system.
Due to the negative feedback the melting conditions
for the Si are not reached, preventing appearance of
detrimental compressive stresses in the MQW system.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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70 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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 Kristallisations-Prozesse der MQW haben wir mit Raman-Spektroskopie
untersucht. Dabei hat sich herausgestellt,
dass zwei Hauptprozesse den Phasenübergang
während der Beleuchtung mit monochromatischem
Licht bestimmen. Der eine Prozess ist die Kristallisation,
die durch die Lichtabsorption induziert wird, und
der andere ist die Auflösung / Oxidation der Si-Schichten,
die sich zwischen den SiO 2 -Spacerschichten befinden
(Abb. 39). Wir haben herausgefunden, dass eine
optimale Leistung für jede Wellenlänge im spezifischen
Spektralbereich existiert, die zu einer vollständigen
Umwandlung von a-Si- in nanokristalline Si-Schichten
führt, ohne dass dabei eine merkliche Auflösung / Oxidation
auftritt (Abb. 39). Die optimale Wellenlänge ist
gegeben durch den maximalen relativen Unterschied
der Absorptionskoeffizienten der anfänglichen a-Si-
und der am Ende erzielten nanokristallinen Si-Schicht
im MQW. Die hier verwendete Leistungsdichte des Lasers
war mindestens eine Zehnerpotenz unter der, die
üblicherweise bei konventionellen a-Si Kristallisationsbehandlungen
verwendet wird.
MQW-Strukturen mit unterschiedlichen Dicken der Si-
Schichten und Anzahl der Perioden konnten erfolgreich
in nanokristalline Si-Schichten transformiert werden
(Abb. 40).
the processes of crystalization in the MQW were analyzed
by Raman spectroscopy. there are mainly two
processes governing the phase transition by illumination
with monochromatic light. one is the crystallization,
induced by the light absorption and the
other is dissolution / oxidation of the silicon films in
the Sio 2 spacer layers (Fig. 39). We found that an optimal
power exists for each wavelength of the light
in the specified range, which leads to a full a-Si to
Si-nc conversion of the Si layers without occurrence
of a significant dissolution / oxidation (Fig. 39). the
optimal wavelength for the process is given primarily
by the maximal relative difference of the absorption
coefficient between initial amorphous and the final
nanocrystalline Si in the MQW. laser power density
employed is at least one order of magnitude smaller
than that used in conventional a-Si laser crystallization
procedures.
MQW structures with various thicknesses of Si layers
and various numbers of periods were successfully
converted to Si-nc (Fig. 40).
Abb. 38: Absorptionskoeffizient für MQW mit 20x3 nm und 6x10
nm Si-Schichten gemessen an Proben nach der Abscheidung
und nach einer Wärmebehandlung. Die vertikalen
gestrichelten Linien markieren die Laser-Wellenlängen, die
für die Behandlung verwendet wurden.
Fig. 38: Absorption coefficient measured for MQW with 20x3 nm
and 6x10 nm Si layers for as-deposited samples and those
subjected to an annealing procedure. Vertical dashed
lines indicate the various laser wavelengths employed
for the annealing.

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. 39: Abhängigkeit der Intensität des nc-Si-Peaks in den Ramanspektren
(a) und des kristallinen Anteils (b) von
P LAS bei verschiedenen λ LAS für 6x(10 nm Si + 3 nm SiO 2 )-
MQW. Die Bedeutung der Symbole ist in der Abbildung
vermerkt. Im Einschub sind Daten über die Grösse der
Si-Nanokristalle sowie über Verspannungen in den MQW
zu finden, die aus Raman-Untersuchungen abgeleitet
wurden. Der kristalline Anteil in den Si-Schichten wurde
nach der folgenden Beziehung abgeschätzt:
F CR =I Si-nc / (I Si-nc + I a-Si ), wobei I Si-nc und I a-Si die integrierten
Raman-Peakintensitäten der betreffenden Bestandteile sind.
Fig. 39: Dependence of the intensity of the Si-nc related peak in
the Raman spectra (a) and the crystalline fraction value
(b) on the plAS for the various λ lAS for
6x(10 nm Si + 3 nm Sio 2 ) MQW. Attribution of symbols is
indicated in the figure. Inset presents values for Si-nc
size and stress in MQW estimated from the Raman
measurements. the crystalline fraction was estimated
using:
F CR =I Si-nc / (I Si-nc + I a-Si ), where I Si-nc and I a-Si are integrated
Raman peaks related to the corresponding materials.
Abb. 40: Ramanspektren verschiedener MQW, die unter nahezu
optimalen Bedingungen für die Laserbehandlung
kristallisiert wurden. Werte für den Kristallisationsgrad
sind in der Abbildung vermerkt. Im Einschub sind Daten
über die Grösse der Si-Nanokristalle sowie über Verspannungen
in den MQW zu finden, die aus den Charakteristika
des Peaks der Si-Nanokristalle abgeleitet wurden.
Fig. 40: Raman spectra detected from various MQW crystallized
in nearly optimal conditions of laser radiation. Values
for the crystalline fraction are indicated in the figure.
the inset presents sizes of Si-nc crystallites and stress
in the MQWs estimated from Si-nc peak characteristics.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
7

72 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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
Joint Labs

Gemeinsames Labor IHP / BTU Cottbus
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 Si-basierten Halbleitermaterialien.
Dabei bezieht es Lehrstühle der BTU in seine
Forschungstätigkeit ein, wie Experimentalphysik, Theoretische
Physik, Physikalische Chemie oder Schaltkreis-
entwurf. Darüber hinaus beteiligte sich in 2007 auch
die Fachhochschule Lausitz mit technisch-präparativen
Arbeiten und mit der Technischen Fachhochschule Wildau
wurde ein gemeinsames Projekt vorbereitet.
National arbeitet das Gemeinsame Labor im Rahmen
seiner Projektarbeit mit einer ganzen Reihe von Forschungseinrichtungen
wie dem MPI Halle, den Universitäten
Göttingen, Jena, Stuttgart, der RWTH Aachen,
dem HMI und BESSY Berlin oder dem IPHT Jena zusammen
und hat Verträge mit Unternehmen der Si-Branche
wie der Siltronic AG, der Deutschen Solar AG oder der
Schott Solar AG .
Eine wichtige Aufgabe stellt auch der Ausbau der internationalen
Vernetzung des Gemeinsamen Labors
dar. Die BTU und das IHB sind über das Gemeinsame
Labor Mitglied im internationalen Konsortium SiWEDS
(Silicon Wafer Engineering & Defect Science Center,
siehe www.mse.ncsu.edu / siweds / ), dem renommierte
Halbleiterfirmen, wie z.B. Intel, Samsung, Hynix, MEMC,
Soitec, Siltronic AG, Centrotherm GmbH, und namhafte
Universitäten, wie z.B. MIT, Stanford, UC Berkeley, angehören.
International wurden neben den bestehenden Verbindungen
in 2007 die Zusammenarbeit mit dem Institut
MESA+ an der Universität Twente (Niederlande) weiter
intensiviert und mit dem Institute for Energy Technology
in Kjeller, Norwegen begonnen. Im Jahr 2007 bearbeitete
das Gemeinsame Labor 6 Drittmittelprojekte,
darunter zwei BMBF-Projekte, ein BMU-Projekt, ein
Projekt der Volkswagenstiftung und zwei Industrieprojekte.
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
Joint Lab IHP / BTU Cottbus
the Joint lab IHp / Btu located at the campus of 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 Btu chairs experimental physics, Materials
Science, theoretical physics, physical Chemistry and
Circuit Design are closely involved in its research activities.
Furthermore, the nearby university of Applied
Sciences lausitz is also associated with the Joint lab
and contributed engineering and preparation work in
2007. A joint project was also prepared together with
the university of Applied Sciences Wildau.
Within the framework of its research projects, the
Joint lab collaborates on contract basis nation-wide
with various research facilities such as e.g. MpI Halle,
HMI Berlin, BeSSY Berlin, IpHt Jena, universities
in Göttingen, Jena and Stuttgart, RWtH Aachen, and
with silicon companies such as Siltronic AG, Deutsche
Solar AG and Schott Solar AG.
the expansion of its international networking is a
further important task of the Joint lab. Btu Cottbus
and the IHp – via the Joint lab IHp / Btu – are
members of the international consortium SiWeDS (Silicon
Wafer engineering & Defect Science Center, see
www.mse.ncsu.edu / siweds / ), associating noted semiconductor
companies, e.g. Intel, Samsung, Hynix,
MeMC, Soitec, Siltronic AG, Centrotherm GmbH, and
well-known universities such as MIt, Stanford and uC
Berkeley.
In addition to existing international scientific contacts,
collaborations with the Institute MeSA+ at university
twente (netherlands) were further intensified
in 2007 and new co-operations with the Institute for
energy technology in Kjeller (norway) were started. In
2007 the Joint lab worked on six projects funded by
third parties, among them two projects funded by the
BMBF (Federal Ministry of education and Research),
one project funded by the BMu (Federal Ministry for
the environment, nature Conservation and nuclear
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
7

Das Gemeinsame Labor beteiligt sich an Arbeiten, um
bisher ungenutzte Eigenschaften des Siliziums für einen
künftigen Einsatz auf neuen Gebieten zu erschließen.
Basierend auf den Ergebnissen dieser Vorlaufforschung –
zu der z.B. Si-basierte Lichtemitter, Si-basierte Nanostrukturen
wie c-Si / SiO 2 -Schichtstapel und Si-Nanodrähte
oder die kontrollierte Platzierung von Biomolekülen
auf Si für Biochips zählen – werden für das
IHP Entscheidungen für seine zukünftige inhaltliche
Ausrichtung vorbereitet.
Die langfristigen Forschungsschwerpunkte des Gemeinsamen
Labors zum Komplex „Silizium“ sollen Beiträge
zur Weiterentwicklung der Mikroelektronik, zur Einführung
einer Si-basierten Nanoelekronik, zur Einführung
einer Si-basierten Photonik, und zur Unterstützung
der Si-basierten Photovoltaik liefern. Auf dem letztgenannten
Gebiet ist das Gemeinsame Labor in der
BTU-Forschungseinrichtung CeBra (Centrum für Energietechnologie
Brandenburg, siehe www.tu-cottbus.
de / cebra / ) verankert.
Die grundlegende Such- und Vorlaufforschung zu neuen
und verbesserten Si-Eigenschaften durch Einsatz
von Methoden des Defect Engineering sind auf die folgenden
Schwerpunkte gerichtet und werden im Rahmen
von Projekten, meist in Arbeitsteilung mit externen
Partnern, verfolgt
- Versetzungs-Engineering in Silizium für
Lichtemitter und andere Anwendungen
- Si-Nanostrukturen
- Si-Wafer für zukünftige Technologie-Generationen
- Elektrische Aktivität von Kristalldefekten in
Solar-Silizium
- Entwicklung spezieller Mess- und Diagnoseverfahren
7 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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
Safety), one project funded by Volkswagenstiftung
and two projects with the industry.
the Joint lab participates in research aimed at using
silicon properties that have not been used to date for
new application areas.
Based on the results of this forerunning research, e.g.
Si-based light emitter, Si-based nanostructures such
as c-Si / Sio 2 layer stacks and Si nanowires or the controlled
placement of biomolecules on Si for biochips,
decisions for the future research of the IHp are prepared.
the long term research focus of the Joint lab for the
complex “silicon” is aimed at delivering contributions
for the future development of microelectronics,
for the implementation of Si-based nanoelectronics
and Si-based photonics, and for the support of Si-based
photovoltaics. With the latter research field, the
Joint lab is connected with the Btu research facility
CeBra (Center for energy technology Brandenburg,
see also www.tu-cottbus.de / cebra / ).
the basic and forerunning research related to new
and improved Si properties using methods of defect
engineering is directed towards the following areas
and is organized in the form of projects, usually carried
out in collaboration with external partners.
- Dislocation-engineering in silicon for light
emitters and other applications
- Si-nanostructures
- Si-wafer for future technology generations
- electrical activity of crystal defects in solar silicon
- Development of special methods for measurement
and diagnostics

Allein zu den Halbleitermaterialien und - technologien
sind im laufenden Jahr vom Gemeinsamen Labor mehr
als 25 Arbeiten in Fachzeitschriften publiziert oder zur
Veröffentlichung akzeptiert worden, mehr als 40 Vorträge,
darunter 6 eingeladene, gehalten worden und 3
Patente angemeldet worden.
Für die laufenden Projekte standen im Jahr 2007 mehr
als 600 T Euro eingeworbene Drittmittel zur Verfügung,
die durch das IHP bzw. die BTU verwaltet wurden.
Hervorzuheben ist auch die Beteiligung des Gemeinsamen
Labors an der Vorbereitung und Ausrichtung der
12. Internationalen Konferenz GADEST 2007, die vom
19.-24. Oktober 2007 in Erice, Italien abgehalten wurde.
Das Gemeinsame Labor unterstützt das Lehrangebot
der BTU mit Vorlesungen, Übungen und Praktika. Weiter
beteiligt es sich an der Graduiertenschule DEDIS-Nano
der BTU. Im Jahr 2007 haben Mitglieder des Gemeinsamen
Labors zwei Dissertationen und eine Masterarbeit
abgeschlossen.
Weiterführende Informationen über das Gemeinsame
Labor sind unter www.jointlab.de abrufbar.
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 2007 the staff of the Joint lab saw more than 25
journal papers published or accepted for publication,
gave more than 40 lectures, among them 6 invited
ones, and applied for 3 patents, all related to semiconductor
materials and technologies alone.
More than € 600k third-party funds were available for
the projects running in 2007. the funds were administrated
by the IHp or by the Btu.
We would also like to point out the contributions of
the Joint lab in the preparation and organization of
the 12 th international conference GADeSt 2007, carried
out october 19-24, 2007 in erice, Italy.
the Joint lab supports teaching at Btu Cottbus by
conducting lectures, exercises and practical courses.
In addition, it contributed to the graduated school
DeDIS-nano of the Btu. In 2007, two pHD theses and
one master thesis were finished by members of the
Joint lab.
For further information about the Joint lab please visit
the website www.jointlab.de.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
7

Gemeinsames Labor IHP/TFH Wildau
Das gemeinsame Forschungs- und Ausbildungszentrum
(Joint Lab) des IHP und der Technischen Fachhochschule
Wildau (TFHW) wurde 2006 gegründet. Der Forschungsschwerpunkt
des Joint Lab ist die Entwicklung
neuartiger siliziumbasierter Devicekonzepte.
Im Rahmen des Projektes: „Deposition und Strukturierung
von Funktionsschichten für neuartige Bauelemente
der Informationstechnologie und Sensorik“
wurde ein siliziumbasierter Testchip entwickelt und in
Kleinserie für verschiedene Anwendungen bereitgestellt.
Dieser Chip erlaubt eine schnelle und detaillierte Charakterisierung
elektronischer Transporteigenschaften
von neu entwickelten organischen und anorganischen
Funktionsmaterialien. Dabei wird unter anderem die
Ladungsträgerbeweglichkeit in Feldeffekt-Transistor-
Anordnung bestimmt. Diese Entwicklung wurde teilweise
im Rahmen des Europäischen Forschungsnetzwerkes
EUROFET (http:www.tfh-wildau.de / iplpt / eurofet / )
durchgeführt, welches die TFHW koordinierte.
Am Projekt „Minimal-invasiver Glucose Sensor (MIBS)“
waren im zurückliegenden Jahr ebenfalls Joint-Lab-
Mitarbeiter beteiligt, wobei die Aktivitäten sich auf die
Charakterisierung und Selektion geeigneter Materialien
für diesen Sensor konzentrierte.
Weiterhin war das Joint Lab im Rahmen der BMBF-
Bekanntmachung „Novel Optics – Neuartige optische
Wirkprinzipien“ mit dem Verbundprojekt-Vorschlag
„Neuartige Lichtquellen und Komponenten für Silizium-
Photonik – Silicon Light“ in der ersten Bewertungsrunde
erfolgreich und hat einen Verbundantrag zum Gebiet
„Silizium-Photonik“ beim Projektträger gestellt. Darin
geht es um die Entwicklung und Testung neuartiger
Materialien, Herstellungsverfahren und Bauelementkonzepte
welche eine Konvergenz von ultraschneller
Elektronik und Photonik mit Silizium als Basismaterial
ermöglichen soll.
76 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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
Joint Lab IHP / UAS wildau
the common research and education centre (Joint
lab) of the IHp and the university of Applied Sciences
Wildau (uASW) was inaugurated in 2006. the
main research focus lies in the development of new
silicon-based device concepts.
Within the scope of the project: “Deposition and
structuring of functional layers for new devices in
information and sensor technology“, a silicon-based
test chip was developed and made available in small
series for different applications. this chip permits a
fast and detailed characterization of electronic transport
properties of newly developed organic and inorganic
functional materials. Among others, the charge
carrier mobility is determined in field-effect transistor
configuration. this development was partly carried
out within the scope of the european research network
euRoFet (http:www.tfh-wildau.de / iplpt / eurofet
/ ) which was coordinated by uASW.
Members of the Joint lab also contributed to the
project “Minimum-invasive glucose sensor (MIBS)“.
their activities were focused on the characterization
and selection of suitable materials for this sensor.
Furthermore, the Joint lab was successful in the first
stage evaluation of the project proposal “new light
sources and components for silicon photonics – Silicon
light” submitted in the frame of the call “novel
optics – new optical functional principles” launched
by the Ministry of education and Research of the Federal
Republic of Germany. Based on this success a
full proposal for the second stage evaluation process
was submitted which is focused on the development
and test of new materials, technologies and device
concepts towards a convergence of ultra-fast electronics
and photonics based on silicon as base material.

Ein weiteres, zentrales Arbeitsgebiet des Joint Lab ist
die gemeinsame Lehre. Dazu gehört die Einbindung
fachlicher Aspekte der Chipherstellung (IHP) in das
Studium der „Physikalischen Technik“ an der TFH Wildau.
In diesem Rahmen sind vorhandene Module des
Hauptstudiums mit anwendungsorientierten Lehrinhalten
aus dem Bereich der Mikroelektronik untersetzt
worden. Damit wird eine weitere Praxiskomponente,
die sich in die Hauptlinie der Ausbildung an der TFH
einordnet, für die Studierenden angeboten. Zwei Praktika
am IHP sind als Pflicht- und Wahlpflichtfach in das
Hauptstudium der „Physikalischen Technik“ integriert.
Im Jahre 2007 wurden 10 Praktikumsarbeiten und 2 Diplomarbeiten
durch Studenten der TFH Wildau am IHP
angefertigt und durch Mitarbeiter des IHP betreut.
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
Another central field of activity in the Joint lab is teaching.
this includes the integration of technical aspects
of chip processing (IHp) into the study of “engineering
physics” at the uASW. the objective is to
complement the existing modules of the main study
with application-oriented teaching contents from the
field of microelectronics. In this way another practice
oriented component is integrated into the curriculum
of education at uASW and made available to the students.
two training courses at the IHp are integrated
as compulsory and electoral compulsory subjects into
the main course of “engineering physics”. In 2007,
10 training course reports and 2 diploma theses have
been completed by students of the uAS Wildau at the
IHp which were supervised by employees of the IHp.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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78 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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
Collaboration and Partners

Industrie / Industry*
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
advICo microelectronics GmbH, Germany
AIXtRon AG, Germany
Alcatel-lucent, Germany
alpha microelectronics GmbH, Germany
alpha pacific technologies Co., ltd., taiwan
AMD Saxony llC & Co. KG, Germany
Ap & S GmbH, Germany
Applied Ceramics europe AG, lichtenstein
ASM, Germany
Astron, the netherlands
Atmel, uK
Atmel Germany GmbH, Germany
Australia telescope national Facility, CSIRo, Australia
BSt GmbH, Germany
Centellax Inc., uSA
centrotherm GmbH+Co. KG, Germany
Ciclon Semiconductor Device Corp., uSA
Continental temic, Germany
Coreoptics GmbH, Germany
Daimler AG, Germany
eADS Deutschland GmbH, Germany
enpirion Inc., uSA
eSA / eSteC – teC-etp, the netherlands
eurescom GmbH, Germany
european Microsoft Innovation Center, Germany
France telecom, France
Gaisler Research AB, Sweden
Genesys ltd., ukraine
GreenWay Systeme GmbH, Germany
IMSt GmbH, Germany
Infineon technologies AG, Germany
InnoSent GmbH, Germany
Kayser-threde GmbH, Germany
KMSD, lithuania
lesswire AG, Germany
lintec Information technologies AG, Germany
Mattson thermal products, Germany
MeDAV GmbH, Germany
Mergeoptics GmbH, Germany
Meytec GmbH, Germany
Mikroelectronic Arastirma, turkey
Mikron, Russia
Motorola S.A.S., France
neC europe ltd., uK
phasor Solutions, uK
philips Research laboratories Aachen, Germany
philotech GmbH, Germany
pHoenIX ContACt GmbH & Co. KG, Germany
photronics GmbH, Germany
picoQuant GmbH, Germany
pReMA Semiconductor GmbH, Germany
Qimonda AG, Germany
Robert Bosch GmbH, Germany
Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG, Germany
Schwarting Biosystem GmbH, Germany
Sennheiser electronic GmbH & Co. KG, Germany
Sensys Sensorik & Systemtechnologie GmbH, Germany
Sick AG, Germany
Siemens AG, Germany
Siemens Communication, Germany
Silicon Radar, Germany
Siltronic AG, Germany
Sitec GmbH, Germany
Soitec, France
StMicroelectronics n.V., the netherlands
teleBItcom GmbH, Germany
telefunken Radio Communication Systems GmbH und
Co. KG, Germany
teS electronic engineering GmbH, Germany
teS electronic Solutions GmbH, Germany
texas Instruments Deutschland GmbH, Germany
ubidyne GmbH, Germany
united Monolithic Semiconductors, France
W.C. Heraeus GmbH, Germany
Wisair ltd., Israel
* Ausgewählte Partner / Selected partners
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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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*
BeSSY GmbH, Germany
Brandenburg technical university, Germany
Brandenburg university of Applied Sciences,
Germany
Budapest university of technology and economics,
Hungary
etRI, Korea
european university Viadrina of Frankfurt (oder),
Germany
Ferdinand-Braun-Institut für Höchstfrequenztechnik,
Germany
Fraunhofer IIS, Germany
Fraunhofer HHI, Germany
Freie universität Berlin, Germany
Friedrich-Alexander-university erlangen-nuremberg,
Germany
Friedrich-Schiller-university Jena, Germany
Georgia Institute of technology, uSA
AMo GmbH Aachen, Germany
GWt Dresden GmbH, Germany
Hahn-Meitner Institute Berlin, Germany
Humboldt university of Berlin, Germany
IMeC, Belgium
Indian Institute of technologies Kharagpur, India
InoV, portugal
Inp Greifswald e.V., Germany
InRIA, France
Institut für physikalische Hochtechnologie e.V.,
Germany
Institutio de telecomunicacoes, portugal
John von neumann-Institute for Computing,
Germany
leibniz university Hannover, Germany
Max planck Institute of Microstructure physics,
Germany
Microelectronics Research Institute progress, Russia
naMlab gGmbH, Germany
national nanoFab Center, Korea
national nano Device laboratories, taiwan
national technical university of Athens, Greece
national taiwan university, taiwan
netherlands organisation for Applied Scientific
Research, the netherlands
ntlab, Belarus
paul Drude Institute for Solid State electronics Berlin,
Germany
RADIolABS Rome, Italy
Ruhr-university of Bochum, Germany
RWtH Aachen, Germany
Sabanci university Istanbul, turkey
Southeast university najing, China
St. petersburg State university, Russia
technical university of Berlin, Germany
technical university of Braunschweig, Germany
technical university of Chemnitz, Germany
technical university of Dresden, Germany
technical university of Ilmenau, Germany
technical university of Szczecin, poland
technical university of ukraine, ukraine
technical university of Munich, Germany
technical university of Stuttgart, Germany
technical university of ulm, Germany
tohoku university Sendai, Japan
università di Firenze, Italy
università di Roma, Italy
university of Applied Sciences lippe and Höxter,
Germany
university of Applied Sciences Wildau, Germany
university of Bergen, norway
university of Bristol, uK

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
university of California, uSA
university of Cantabria, Spain
university of Chicago, uSA
university of Dortmund, Germany
university of Göttingen, Germany
university of Hangzhou, China
university of Karlsruhe, Germany
university of Manchester, uK
university of oulu, Finland
university of paderborn, Germany
university of Siegen, Germany
university of Stuttgart, Germany
university of tvente, the netherlands
university of ulm, Germany
university of paderborn, Germany
Vtt technical Research Centre of Finland, Finland
* Ausgewählte Partner / Selected partners
Unterzeichnung eines „Memorandum of Understanding” zwischen den National Nano Device Laboratories (Taiwan) und dem IHP im August 2007.
Signing a Memorandum of understanding between the national nano Device laboratories (taiwan) and the IHp in August 2007.
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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
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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 Research Area
1. Mr. A. Awny university of paderborn, Germany Circuit Design
2. Mr. M. Bichkov Microelectronic Research Institute
progress, Moscow, Russia technology
3. Mr. Ch. Borschel university of Göttingen, Germany Materials Research
4. Mr. A. Budyakov South-Russian State university, Shakhty, Russia Circuit Design
5. Dr. p. Formanek technical university of Dresden, Germany technology
6. Mr. Y. Gurbur Sabanci university Istanbul, turkey technology
7. Mr. Ch. Hartmann technical university of Ilmenau, Germany Circuit Design
8. Mr. e. Heves Sabanci university Istanbul, turkey technology
9. Dr. p. K. Hurley university College Cork, Ireland Materials Research
10. Mr. l. Ionov Microelectronic Research Institute
progress, Moscow, Russia technology
11. Mr. M. Kaynak Sabanci university Istanbul, turkey technology
12. Mr. R. Korolevych national technical university of ukraine,
Kiev, ukraine technology
13. prof. J. Murota tohoku university Sendai, Japan technology
14. Mr. W.-X. ni national nano Device laboratories, taiwan
& linköping university, Sweden technology
15. Dr. S. Rakesh DFG Fellow, India Materials Research
16. prof. V. Stikanov national technical university of ukraine,
Kiev, ukraine technology
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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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. prof. I. Barsony Research Institute for technical physics & “nano Functionality in Microtechno-
Materials Science (MFA Budapest), Hungaria logy at MFA Budapest“
2. prof. M. Gössel university of potsdam, Germany “new Methods for on-line error
Recognition“
3. Dr. Y. Gurbuz Sabanci university Istanbul, turkey “MeMS Integration to IC“
4. pD Dr. G. Hahn university of Konstanz, Germany “Si-foils: Advantages and Challenges“
5. Mr. S. Höppner technical university of Dresden, Germany “pll Design for a 60 GHz transceiver
System in 90 nm CMoS technology“
6. Dr. p. K. Hurley university College Cork, Ireland “electrically Active Interface Defects
in the (100)Si/Sio x /Hfo 2 /tin System:
origin, passivation and Impact on
Device performance“
7. Mr. A. Jungstand cesah GmbH Darmstadt, Germany “GAlIleo – new Applications and
Industrial Challenges“
8. Dr. W. Koch Kosolco, Dinkelsbühl, Germany “overview of the Development of
photovoltaics”
9. Dr. K. Kutsukake tohoku university Sendai, Japan “Analysis of strain status in Si/SiGe
Heterostructures on Various Substrates”
10. prof. M. lux-Steiner Hahn-Meitner Institute Berlin, Germany “CIS Solar Cells”
11. prof. H. Meixner formerly Siemens AG, Sensor & “From the piezo effect to new
Actuator Systems, Germany Generation of Fuel Injectors”
12. prof. o. Michler university of Applied Sciences, “Hybrid Communication networks –
Dresden, Germany Challenges for Stationary and Mobile
Applications in transport and traffic”
13. Mr. J. Möller elMoS Semiconductor AG, Dortmund, “optimising the High Frequency noise
Germany properties of SiGe:C HBts”
8 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7

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. Dr. W.-X. ni national nano Device laboratories, taiwan “Core Competences and Core Values of
& linköping university, Sweden the national nano Core Facilities for
Research-Develop-training (RDt) in
nano Devices”
15. Dr. M. oehme university of Stuttgart, Germany “Fast IR-sensitive Germanium
Detectors on Silicon”
16. Dr. u. pfeiffer university of Siegen, Germany “Silicon-based RF Systems at 60 GHz
and Above”
17. Dr. p. V. Santos paul-Drude Institute for Solid State “Surface Acoustic Waves in Semiconelectronics,
Berlin, Germany ductors: novel Approaches for the Control
of photons, electrons, and Spins”
18. Dr. M. Schmidt Hahn-Meitner Institute Berlin, Germany “Developments for Future Si-based
Solar Cells”
19. Dr. p. W. Schmidt university of Applied Sciences Wildau, “Graphene electronics: potentials and
Germany Applications”
20. prof. B. Straube Fraunhofer IIS, Dresden, Germany “Analog error Simulation”
21. Dr. W. Warta Fraunhofer ISe, Freiburg, Germany “Charakterisation of Defects and
Impurities in Solar Silicon”
22. prof. J. Weber technical university of Dresden, Germany “Hydrogen in Silicon: Fundamental
Results and Applications”
23. Dr. l. Zimmermann technical university of Berlin, Germany “Silicon photonics”
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86 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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

Erschienene Publikationen
Published Papers
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
(1) Effect of Laser Annealing on Crystallinity of
the Si Layers in Si / SiO 2 Multiple Quantum
wells
t. Arguirov, t. Mchedlidze, V.D. Akhmetov,
S. Kouteva-Arguirova, M. Kittler, R. Rölver,
B. Berghoff, M. Först, D.l. Bätzner,
B. Spangenberg
Applied Surface Science 254(4), 1083 (2007)
We report on continuous-wave laser induced crystallisation
processes occurring in Si / Sio 2 multiple quantum
wells (MQW), prepared by remote plasma enhanced
chemical vapour deposition of amorphous Si and
Sio 2 layers on quartz substrates. the size and the volume
fraction of the Si nanocrystals in the layers were
estimated employing micro-Raman spectroscopy. It
was found that several processes occur in the Si / Sio 2
MQW system upon laser treatment, i.e. amorphous to
nanocrystalline conversion, Si oxidation and dissolution
of the nanocrystals. the speed of these processes
depends on laser power density and the wavelength,
as well as on the thickness of Si-rich layers. At optimal
laser annealing conditions, it was possible to
achieve 100% crystallinity for 3, 5 and 10 nm thickness
of deposited amorphous Si layers. Crystallization
induced variation of the light absorption in the layers
can explain the complicated process of Si nanocrystals
formation during the laser treatment.
(2) Photoluminescence Study on defects in
Multicrystalline Silicon
t. Arguirov, G. Jia, W. Seifert, M. Kittler
Semiconductors 41(4), 436 (2007)
We report on spatially resolved luminescence measurements
on ribbon-grown silicon samples. It is found
that the band-edge luminescence shows anomalous
temperature behavior, namely an increase in the radiation
intensity with temperature. phosphorous
diffusion gettering is found to enhance this effect.
the anomalous temperature behavior is attributed
to nonradiative recombination governed by shallow
traps. A shift in the phonon replica of the band edge
luminescence peak has been observed and associated
with tensile stress.
(3) Modeling of diffraction from Fiber Texture
Gradients in thin polycrystalline Films
M. Birkholz
Journal of Applied Crystallography 40, 735
(2007)
Crystallographic textures in thin polycrystalline films
typically exhibit a rotational symmetry, i.e. they occur
as a fibre texture with the texture pole being orientated
in the direction of the substrate normal. As
a further characteristic of thin-film textures, it was
often observed that the degree of preferred orientation
increases with increasing thickness. It is shown in
this work how a fibre texture gradient may be modelled
in kinematical X-ray diffraction and which effects
it has on the intensity mapping of the I HKl reflection,
when the HKl pole is the fibre axis. A general expression
for I HKl is derived for a depth dependent fibre
texture that is based on the finite laplace transform
of the texture distribution. the concept is outlined
for the cos n psi function to model the tilt-angle dependence
of intensity, with the parameter n denoting
the degree of texture. It is found that the measured
intensity distribution sensitively depends on the ratio
of texture gradient over X-ray attenuation coefficient.
For particular cases, it is found that the maximum
intensity may occur for non-zero tilt angles and
thus arise at a different tilt angle from the pole of the
fibre texture.
(4) Small-Angle Reciprocal Space Mapping of
Surface Relief Gratings
M. Birkholz, p. Zaumseil, J. Bauer, D. Bolze,
G. Weidner
Materials Science and engineering C 27, 1154
(2007)
the nanopatterning of semiconductor surfaces and
the subsequent preparation of bio-semiconductor
hybrid devices on such surfaces will enable the application
of new principles of biomolecular sensing. nanopatterning
may be achieved due to decreasing minimum
feature dimensions by various techniques well
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
87

88 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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
established in CMoS processing. Here, the preparation
and investigation of surface relief gratings (SRG) is
reported that were obtained by selective n + -doping
of p-type silicon wafers via 130 nm lithography and
ion implantation. B-doped Si (001) wafers with 0.01
ohm cm were used as starting material. Both, line and
cross lattices of 360 and 260 nm pitch, respectively,
were prepared by covering the p-doped areas and
implanting with 3 x 10 15 cm -2 45 keV As + . Wafers were
subjected to annealing and cleaning procedures subsequently.
the doping lattices with n + -p periodicity
were unexpectedly identified to be associated with a
topographic modulation of the wafer surface, i.e. SRG
peaks were observed by X-ray rocking curve scans at
small scattering angles. High SRG peak intensities of
up to 80% of the specular reflection were observed in
the maximum case, while AFM investigations revealed
the SRGs to exhibit an rms roughness of only a few
0.1 nm. It can be concluded that conventional CMoS
technology allows for the preparation of SRGs with
height modulations in the sub-nm range and that lateral
periodicities may effectively be probed by smallangle
reciprocal space mapping.
(5) A Transceiver Front-End for Ultra-wide-
Band Applications
p.K. Datta, X. Fan, G. Fischer
Ieee transactions on Circuits and Systems II
54(4), 362 (2007)
An integrated pulse based ultra-wide-band (uWB)
transceiver front-end is presented in this paper.
the pulse generator produces Gaussian modulated
pulses satisfying Federal Communication Commission
spectral mask with possibility for binary-phase
shift keying modulation. the generated pulses have
a bandwidth of 2 GHz from 3.1 to 5.1 GHz. the receiver
front-end consists of an uWB low-noise amplifier
(lnA). the transmit and receive paths are chosen by a
transmit / receive (t / R) switch. the pulse generator,
t / R switch and the lnA are integrated on a single
chip and fabricated using 0.25 µm SiGe:C BiCMoS
technology. the integrated circuit components are
designed fully differential. the off-chip antenna and
bandpass filter are single ended and connected to the
t / R switch through a hybrid coupler.
(6) Influence of Halo Implant on Leakage
Current and Sheet Resistance of Ultra-
Shallow P-N Junctions
V.n. Faifer, D.K. Schroder, M.I. Curent,
t. Claryssee, p.J. timans, t. Zangerle,
W. Vandervorst, t.M.H. Wong, A. Moussa,
S. McCoy, J. Gelpey, W. lerch, S. paul, D. Bolze
Journal of Vacuum Science and technology
B 25(5), 1588 (2007)
Sheet resistance and leakage current density of
spike rapid thermal processed, millisecond flash annealed,
and chemical vapor deposition (CVD) grown
ultra shallow junctions (uSJs) are compared with
the contactless junction photovoltage technique for
measurement of sheet resistance and leakage current
(Rsl) and four-point probe (4pp) techniques. A significant
leakage current increase for uSJs formed in
halo-implanted profiles is explained by high electron
and hole recombination generation in the near-surface
end-of-range damaged layer enhanced by trapassisted
tunneling. the reduced thermal budget of
millisecond annealing allows junction formation with
reduced dopant diffusion and lower sheet resistance.
However, when strong halo doping is employed, there
is a significant increase in junction leakage current
relative to that for junctions formed by spike annealing.
this rise in leakage current can be reduced by
annealing the halo implants before implanting the
uSJ or by lowering the halo implant dose. uSJs grown
with CVD demonstrate low leakage current due to localization
of recombination centers at the edge of
the depletion layer where recombination (generation)
is low. this study demonstrates the importance of
characterizing uSJs formed in halo profile using the
contactless Rsl technique and highlights the limitations
of contact probes, such as four-point probes, for
characterization of advanced ultralarge scale integrated
junctions.
(7) Load Induced Stresses and Plastic
deformation in 450 mm Silicon wafers
A. Fischer, G. Kissinger
Applied physics letters 91(12), 111911
(2007)

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
the authors present the physical basis for estimation
of gravitational constraints in 450 mm silicon wafers
subjected to high temperature processes. they have
identified and quantified the relevant phenomena
to predict the mechanical behavior of very large silicon
wafers horizontally stacked and ring- or pointlike
supported in a vertical-type furnace. It is shown
that load induced stress at the supports increases
directly proportional with increasing wafer diameter,
although the weight of the wafer increases with the
square of diameter. the results allow the optimization
for a defect-free high temperature treatment of
450 mm wafer used for leading edge device fabrication
in future.
(8) High-Performance BiCMOS Technologies
without Epitaxially-Buried Subcollectors
and deep Trenches
B. Heinemann, R. Barth, D. Knoll, H. Rücker, B.
tillack, W. Winkler
Semiconductor Science and technology
22(1), S153 (2007)
A 0.25 µm SiGe:C BiCMoS technology family (SG25H)
with high-speed npn and pnp transistors for different
performance requirements is presented. A CMoSfriendly
integration scheme is realized by using collector
wells, implanted after shallow trench formation,
and avoiding deep trenches and extra collector
sinkers. three process variants are offered. the key
bipolar transistor of the SG25H1 process is a 200 GHz
npn device. the SG25H3 process offers three different
types of npn HBts. the performance ranges from
f t / f max / BV Ceo values of 110 GHz / 180 GHz / 2.3 V for
the high-speed (HS) device to 50 GHz / 140 GHz / 4.5 V
for the medium voltage (MV) device and 30 GHz /
80 GHz / 6.5 V for the high-voltage (HV) transistor.
the SG25H2 process provides in addition to npn transistors
similar to those of SG25H1 and H3 a very highspeed
SiGe:C pnp HBt with f t / f max / BV Ceo values of
90 GHz / 120 GHz / 2.8 V.
(9) Integrated Frequency Synthesizer in SiGe
BiCMOS Technology for 60 GHz and 24 GHz
wireless Applications
F. Herzel, S. Glisic, W. Winkler
electronics letters 43(3), 154 (2007)
A fully integrated silicon-based frequency synthesiser
for 60 and 24 GHz applications is presented. the
relative frequency tuning range is 5 %, and the total
power dissipation is 135 mW at 2.3 V supply voltage.
phase noise at 48 GHz is lower than -98 dBc / Hz at
1 MHz offset over the whole tuning range, which is
8 dB lower than in all previous silicon-based solutions.
(10) Influence of dislocation Loops on the
Near-Infrared Light Emission from Silicon
diodes
t. Hoang, J. Hollemann, p. leMimnh, J.
Schmitz, t. Mchedlidze, t. Arguirov, M. Kittler
Ieee transactions on electron Devices 54(8),
1860 (2007)
the infrared light emission of forward-biased silicon
diodes is studied. through ion implantation and anneal,
dislocation loops were created near the diode
junction. these loops suppress the light emission at
the band-to-band peak around 1.1 µm. the so-called
D1 line at 1.5 µm is strongly enhanced by these dislocation
loops. We report a full study of photoluminescence
and electroluminescence of these diodes. the
results lead to new insights for the manufacturing
approach of practical infrared light sources in integrated
circuits.
(11) Cathodoluminescence Investigation of
Silicon Nanowires Fabricated by Thermal
Evaporation of SiO
G. Jia, t. Arguirov, M. Kittler, Z. Su, D. Yang,
J. Sha
Semiconductors 41(4), 391 (2007)
Silicon nanowire samples fabricated by thermal evaporation
of Sio powder were investigated by Cathodoluminescence.
three main bands were found at low
temperatures, namely, peak 1 at about 620-650 nm
(2.0-1.91 eV), peak 2 at 920 nm (1.35 eV), and peak 3
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
8

0 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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
at 1280 nm (0.97 eV). An additional broad band (peak
4) in the infrared region with its maximum at ~1570
nm (0.79 eV) appears at room temperature. the origins
of the emission bands are discussed.
(12) Analytical Modeling of the Interaction of
Vacancies and Oxygen for Oxide Precipitation
in RTA Treated Silicon wafers
G. Kissinger, J. Dabrowski, A. Sattler, C. Seuring,
t. Müller, H. Richter, W. von Ammon
Journal of the electrochemical Society
154(6), H454 (2007)
We have investigated the impact of rapid thermal
annealing (RtA) induced vacancy supersaturation on
oxide precipitation based as much as possible on experimental
and theoretical values. oxygen precipitation
after RtA processing was found to be controlled
by the initial concentration of interstitial oxygen in a
sixth power dependency and frozen vacancies just in
a cubic dependency. the formation of tensile strained
nVo 2 clusters seems to be the favored process for coherent
nucleation of oxide precipitates. the reduction
of interstitial oxygen can be accurately modeled
for the temperature range from 1150 to 1250°C using
Ham‘s theory for precipitate growth and an empirical
relation based on nucleation of oxide precipitates by
agglomeration of Vo 2 complexes. During RtA treatments
at temperatures ≥1300°C vacancies seem to
be consumed by other processes. Below RtA temperatures
of 1150°C, oxide precipitation is dominated
by shrunken as-grown precipitate nuclei because asgrown
nuclei can be dissolved only at RtA temperatures
≥1150°C.
(13) Regular dislocation Networks in Silicon
as a Tool for Novel Nanostructure devices
M. Kittler, X. Yu, t. Mchedlidze, t. Arguirov,
o.F. Vyvenko, W. Seifert, M. Reiche, t. Wilhelm,
M. Seibt, o. Voß, W. Fritzsche, A. Wolff
Small 3(6), 964 (2007)
Well-controlled fabrication of dislocation networks
in Si using direct wafer bonding opens broad possibilities
for nanotechnology applications. Concepts of
dislocation-network-based light emitters, manipula-
tors of biomolecules, gettering and insulating layers,
and three-dimensional buried conductive channels
are presented and discussed. A prototype of a Si-based
light emitter working at a wavelength of about
1.5 µm with an efficiency potential estimated at 1%
is demonstrated.
(14) Silicon Nanostructures for IR Light Emitters
M. Kittler, t. Arguirov, W. Seifert, X. Yu,
G. Jia, o.F. Vyvenko, t. Mchedlidze, M. Reiche,
t. Wilhelm, J. Sha, D. Yang
Materials Science and engineering C 27(5-8),
1252 (2007)
the paper presents a critical analysis of Si light emitters
made by ion implantation and describes novel
concepts for IR light emitters based on silicon nanostructures
that do not need er doping. It is shown
that dislocation networks which can be generated in
a well controlled way by wafer direct bonding exhibit
promising light emitting properties. the luminescence
of the dislocation networks can be tailored
by the choice of the misorientation of the bonded
wafers. It is demonstrated that efficient D1 emission
(1.55 µm) at 300 K or D3 emission (1.3 µm) can be
obtained for specific misorientations. An enhancement
of the luminescence is observed when applying
a bias voltage across the network, caused by a changed
occupation of the states at the network. oxygen
in the dislocation network is supposed to increase
the intensity of the D1 luminescence. Si nanowires
are discussed as another potential candidate for IR
emitters. Among other lines, efficient luminescence
around 1.55 µm is found at 300 K in nanowires. this
emission line is attributed to extended defects within
the nanowires.
(15) Globally Asynchronous, Locally Synchronous
Circuits: Overview & Outlook
M. Krstic, e. Grass, F. Gürkaynak, p. Vivet
Ieee Design & test 24(5), 430 (2007)
this article provides a pragmatic survey on the state
of the art in GAlS architectural techniques, design
flows, and applications. the authors also prescribe
several industrial inventions and changes in metho-

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
dology, tools, and design flow that would improve
GAlS-based integration of Ip blocks.
(16) Crosslayer Firewall Interaction as a Means
to Provide Effective and Efficient Protection
at Mobile devices
p. langendörfer, K. piotrowski, S. peter,
M. lehmann
Computer Communications 30(7), 1487
(2007)
In this paper, we discuss packet filtering firewalls and
an application level gateway approach used to secure
handheld devices. We propose a firewall management
plane as a means for crosslayer interaction. In our
approach the application level gateway updates the
firewall rules based on its knowledge about whether
or not a certain source is sending malicious packets.
Hereby, we pursue a policy of removing malicious packets
as close as possible to the network interface.
We show that in case of secure web service such a
crosslayer interaction can significantly decrease the
Cpu load in case of attacks, i.e., if many malicious
packets arrive at the handheld device. our measurement
results show that our crosslayer approach can
reduce the Cpu load caused by the application layer
gateway by about 10–30%. Finally, we propose an integrated
firewall processing approach that promises
further improvements. It integrates the application
controlled firewall before the MAC and provides crosslayer
mechanisms to reduce the performance issues of
traditional firewall approaches.
(17) Morphology and Composition of Selected
High-k Materials and Their Relevance to
dielectric Properties of Thin-Films
G. lippert, J. Dabrowski, I. Costina, G. lupina,
Ch. Wenger, p. Zaumseil, H.-J. Müssig
eCS transactions 6(3), 773 (2007)
We discuss some of the issues associated with the relation
between the leakage current and the dielectric
constant on the one hand, and the crystallographic
structure and the chemical composition of the film on
the other. We compare the technology requirements
for various applications, the open questions, and the
known answers and physical mechanisms. We focus
mostly on dielectrics containing pr oxides. Starting
with the binary pr 2 o 3 , we investigate electronic properties
and formation energies of point defects as
revealed by ab initio calculations and we attempt to
associate this data with the experimental information
on the influence of processing on the dielectric
quality of the film. We then consider pr silicates on
Si for MoSFets and pr x Al 2-x o 3 on tin for MIM frontend
applications. In the latter case, annealing above
about 800°C needed to noticeably increase the effective
dielectric constant causes an increased leakage.
In this context, we discuss the diffusion mechanism
for ti and the influence of ti on the leakage current.
(18) Atomic-Vapor-deposited HfO 2 and Sr 4 Ta 2 O 9
Layers for Metal-Insulator-Metal Applications
M. lukosius, Ch. Wenger, t. Schroeder,
J. Dabrowski, R. Sorge, I. Costina,
H.-J. Müssig, S. pasko, Ch. lohe
Microelectronic engineering 84, 2165 (2007)
Sr 4 ta 2 o 9 and Hfo 2 films were prepared on 200 mm
tin / Si(100) substrates by Atomic Vapour Deposition
(AVD). Depositions were carried out within a thermal
budget of CMoS back end of line. electrical properties
have been investigated in metal-insulator-metal
capacitors after sputter deposition of Au top electrodes.
Both Sr 4 ta 2 o 9 and Hfo 2 dielectrics show excellent
electrical performances. oxides possess high
capacitance densities of 3.5 fF / µm 2 (Hfo 2 ) and 4.5
fF / µm 2 (Sr 4 ta 2 o 9 ) in combination with high voltage
linearity (Alpha

2 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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
Spectral positions of dislocation-related luminescence
(DRl) peaks from dislocation loops located
close to a p-n junction in silicon were shifted by carrier
injection level. We suppose that the excitonic
transition energies of DRl were reduced by an effective
electric field at dislocation sites due to quadratic
Stark effect (QSe). the field results from built-in
junction field reduced by carrier injection. A constant
of the shift, obtained from fitting of the data with QSe
equation, was 0.0186 meV / (kV / cm) 2 . the effect can
explain the diversity of DRl spectra in silicon and may
allow tuning and modulation of DRl for future photonic
applications.
(20) Signatures of distinct Structures Related
to Rod-like defects in Silicon detected by
Various Measurement Methods
t. Mchedlidze, t. Arguirov, G. Jia, M. Kittler
physica Status Solidi A 204(7), 2229 (2007)
Silicon samples containing rod-like defects (RlD)
and pre-characterized by the electric-dipole spin
resonance (eDSR) method were investigated by
photoluminescence (pl) and deep level transient
spectroscopy (DltS) methods. employing previously
reported strict correlation between the eDSR signatures
of various RlD structures and their structural
models developed from microscopy (teM) investigations
it became possible to associate pl and DltS
features with these defects. the results suggest that
at low measurement temperatures, i.e. at 10 K, sharp
pl emission peak detected at 1405 nm is related to
line-interstitial defects (lID), that detected at 1372
nm to plane defects (pD) and two peaks detected at
1426 nm and 1515 nm to dislocation dipoles (DD).
two energy bands related to lIDs are positioned at
0.2 eV and 0.25 eV from the conduction band of Si.
Band-like states associated with pD are positioned at
0.5 eV and those related to DDs at 0.32-0.36 eV below
the conduction band. properties of DltS signatures
and temperature dependencies for the pl peaks are
reported.
(21) Structural and Optical Properties of
Si / SiO 2 Multi-Quantum wells
t. Mchedlidze, t. Arguirov, M. Kittler, R.
Roelver, B. Berghoff, M. Foerst and B. Spangenberg
physica e 38(1-2), 152 (2007)
Structural and optical properties of Si / Sio 2 multiquantum
wells (MQW) were investigated by means
of Raman scattering and photoluminescence (pl)
spectroscopy. the MQW structures were fabricated
on a quartz substrate by remote plasma enhanced
chemical vapour deposition (RpeCVD) of alternating
amorphous Si and Sio 2 layers. After layer deposition
the samples were subjected to heat treatments, i.e.
rapid thermal annealing (RtA) and furnace annealing.
Distinct pl signatures of confined carriers evidenced
formation of Si-nanocrystals (nc-Si) in annealed samples.
Analyses of Raman spectra also show presence
of nc-Si phase along with amorphous-Si (a-Si) phase
in the samples. the strong influence of the annealing
parameters on the formation of nc-Si phase suggests
broad possibilities in engineering MQW with various
optical properties. Interestingly, conversion of the
a-Si phase to the nc-Si phase saturates after certain
time of furnace annealing. on the other hand, thinner
Si layers showed a disproportionately lower crystalline
volume fraction. From the obtained results we could
assume that an interface strain prevents full crystallization
of the Si layers and that the strain is larger for
thinner Si layers. the anomalous dependence of nc-
Si Raman scattering peak position on deposited layer
thickness observed in our experiments also supports
the above assumption.
(22) Phase Noise and Jitter Modeling for
Fractional-N PLLs
S.A. osmany, F. Herzel, K. Schmalz, W. Winkler
Advances in Radio Science 5, 313 (2007)
We present an analytical phase noise model for fractional-n
phase-locked loops (pll) with emphasis
on integrated RF synthesizers in the GHz range. the
noise of the crystal reference, the voltage-controlled
oscillator (VCo), the loop filter, the charge pump, and
the sigma-delta modulator (SDM) is filtered by the

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
pll operation. We express the rms phase error (jitter)
in terms of phase noise of the reference, the VCo phase
noise and the third-order loop filter parameters. In
addition, we consider oFDM systems, where the pll
phase noise is reduced by digital signal processing
after down-conversion of the RF signal to baseband.
the rms phase error is discussed as a function of the
loop parameters. our model drastically simplifies the
noise optimization of the pll loop dynamics.
(23) Scanning Probe Studies of the Electrical
Activity at Interfaces Formed by Silicon
wafer direct Bonding
M. Ratzke, o.F. Vyvenko, X. Yu, J. Reif,
M. Kittler, M. Reiche
physica Status Solidi C 4(8), 2893 (2007)
In order to investigate the electrical properties at the
surface of dislocation rich silicon, we conducted electrostatic
Force Microscopy on cross-sections of samples
prepared by Wafer Direct Bonding. the applied
methods, namely Scanning Kelvin probe Microscopy
and non-contact Scanning Capacitance Microscopy,
yield a distinct contrast at the position of the dislocation
area, i.e. the bonding interface, indicating
strong electrical activity. For an explanation of the
explicit electrostatic potential extracted from the experiment
a simple model taking into account only an
intrinsic charge distribution at the dislocation area
appears to be insufficient. Instead, a more complex
approach has to be used considering carrier generation
and recombination by additional, dynamic mechanisms.
(24) Use of Ultrasound for Metal Cluster
Engineering in Ion Implanted Silicon
A. Romanyuk, p. oelhafen, R. Kurps, V. Melnik
Applied physics letters 90, 013118 (2007)
this letter presents an approach to metal cluster engineering
in silicon oxide that uses ultrasound vibration
applied in situ during implantation. Analysis by
transmission electron microscopy has demonstrated
that in situ applied acoustic vibrations result in a
lowering of the clustering threshold and an increase
in cluster size after subsequent annealing. the results
are interpreted in terms of the interaction between
ultrasonic vibrations and point defects leading to the
formation of vacancy-rich regions, as determined by
deuterium decoration method. the excess of vacancies
in the precipitation region facilitates nucleation
and stimulates cluster growth due to enhanced diffusion
of metal species.
(25) Heteroepitaxial Praseodymium Sesquioxide
Films on Si(111): A New Model Catalyst
System for Praseodymium Oxide Based
Catalysts
A. Schaefer, Yu. Borchert, M. Bäumer,
t. Schroeder, G. lupina, Ch. Wenger,
J. Dabrowski
Surface Science 601, 1473 (2007)
the structure, growth and stoichiometry of heteroepitaxial
pr 2 o 3 films on Si(111) were characterized by
a combined RHeeD, XRD, XpS and upS study in view of
future applications as a surface science model catalyst
system. RHeeD and XRD confirm the growth of a (0001)
oriented hexagonal pr 2 o 3 phase on Si(111), matching
the surface symmetry by aligning the oxide
in-plane direction along the Si azimuth. After
an initial nucleation stage RHeeD growth oscillation
studies point to a Frank-van der Merwe growth mode
up to a thickness of approximately 12 nm. XpS and
upS prove that the initial growth of the pr 2 o 3 layer
on Si up to ~1 nm thickness is characterized by an interface
reaction with Si. nevertheless stoichiometric
pr 2 o 3 films of high crystalline quality form on top of
these pr-silicate containing interlayers.
(26) An Integrated 5 GHz wideband Quadrature
Modem for OFdM Gbit / s Transmission in
SiGe:C BiCMOS
K. Schmalz, e. Grass, F. Herzel, M. piz
International Journal of Microwave Science
and technology Vol. 2007, Article ID 47927
(2007)
this paper presents a wideband I / Q modulator for
the 5 GHz band, which is integrated with a 5 GHz phase-locked
loop for I / Q generation. the quadrature
signals are derived from a 10 GHz CMoS VCo followed
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7

A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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
by a bipolar frequency divider. the image rejection of
the modulator is -35 dBc for input frequencies up to
200 MHz. phase noise at 1 MHz is below -112 dBc / Hz
at the modulator output. the chip was produced in
a 0.25 µm SiGe BiCMoS technology. the modulator
and the corresponding demodulator will be part of an
integrated 60 GHz oFDM wideband heterodyne transceiver
with 1 Gbit / s data rate.
(27) Self Assembled Ge Nanocrystals on High-k
Cubic Pr 2 O 3 (111) / Si(111) Support Systems
t. Schroeder, I. Costina, G. Weidner,
A. Giussani, o. Seifarth, Ch. Wenger,
p. Zaumseil, C. Mucota, t.H. Metzger,
D. Geiger, H. lichte
Journal of Applied physics 102, 034107
(2007)
the stoichiometry, structure, and defects of self-assembled
heteroepitaxial Ge nanodots on twin-free
type B oriented cubic pr 2 o 3 (111) layers on Si(111)
substrates are studied to shed light on the fundamental
physics of nanocrystal based nonvolatile memory
effects. X-ray photoelectron spectroscopy studies
prove the high stoichiometric purity of the Ge
nanodots on the cubic pr 2 o 3 (111) / Si(111) support
system. Synchrotron based x-ray diffraction, including
anomalous scattering techniques, was applied
to determine the epitaxial relationship, showing that
the heteroepitaxial Ge(111) nanodots crystallize in
the cubic diamond structure with an exclusive type A
stacking configuration with respect to Si(111). Grazing
incidence small angle x-ray scattering was used
in addition to analyze the average shape, size, and
distance parameters of the single crystalline Ge nanocrystal
ensemble. Furthermore, transmission electron
micrographs report that partial dislocations are the
prevailing extended defect structure in the Ge nanodots,
mainly induced by surface roughness on the
atomic scale of the cubic pr 2 o 3 (111) support.
(28) Synchrotron Radiation X-Ray Photoelectron
Spectroscopy Study on the Interface Chemistry
of High-k Pr x Al 2-x O 3 (x= 0 to 2)
dielectrics on TiN for dynamic Random
Access Memory Applications
t. Schroeder, G. lupina, G. lippert, Ch. Wenger,
o. Seifarth, M. tallarida, D. Schmeißer
Journal of Applied physics 102, 014103
(2007)
engineered dielectrics combined with compatible
metal electrodes are important materials science approaches
to scale three-dimensional trench dynamic
random access memory (DRAM) cells. Highly insulating
dielectrics with high dielectric constants were
engineered in this study on tin metal electrodes by
partly substituting Al in the wide band gap insulator
Al 2 o 3 by pr cations. High quality prAlo 3 metal-insulator-metal
capacitors were processed with a dielectric
constant of 19, three times higher than in the case of
Al 2 o 3 reference cells. As a parasitic low dielectric constant
interface layer between prAlo 3 and tin limits
the total performance gain, a systematic nondestructive
synchrotron x-ray photoelectron spectroscopy
study on the interface chemistry of pr x Al 2-x o 3 (x=0–2)
dielectrics on tin layers was applied to unveil its
chemical origin. the interface layer results from the
decreasing chemical reactivity of pr x Al 2-x o 3 dielectrics
with increasing pr content x to reduce native ti oxide
compounds present on unprotected tin films. Accordingly,
prAlo 3 based DRAM capacitors require strict
control of the surface chemistry of the tin electrode,
a parameter furthermore of importance to engineer
the band offsets of pr x Al 2-x o 3 / tin heterojunctions.
(29) High-density-Plasma (HdP)-CVd Oxide to
Thermal Oxide wafer Bonding for Strained
Silicon Layer Transfer Applications
R. Singh, I. Radu, M. Reiche, C. Himcinschi, B.
Kuck, B. tillack, u. Gösele, S.H. Christiansen
Applied Surface Science 253(7), 3595 (2007)
Direct wafer bonding between high-density-plasma
chemical vapour deposited (HDp-CVD) oxide and
thermal oxide (to) has been investigated. HDp-CVD
oxides, about 230 nm in thickness, were deposited on

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
Si(0 0 1) control wafers and the wafers of interest that
contain a thin strained silicon (sSi) layer on a so-called
virtual substrate that is composed of relaxed SiGe
(4 µm thick) on Si(0 0 1) wafers. the surfaces of the
as-deposited HDp-CVD oxides on the Si control wafers
were smooth with a root-mean-square (RMS) roughness
of 2 nm. After
HDp-CVD oxide deposition on the sSi / SiGe / Si substrates,
the RMS roughness of the oxide surfaces was
also found to be the same, i.e., >2 nm. to use these
wafers for direct bonding the RMS roughness had to
be reduced below 1 nm, which was carried out using
a chemo-mechanical polishing (CMp) step. After
bonding the HDp-CVD oxides to thermally oxidized
handle wafers, the bonded interfaces were mostly
bubble- and void-free for the silicon control and the
sSi / SiGe / Si(0 0 1) wafers. the bonded wafer pairs
were then annealed at higher temperatures up to
800 °C and the bonded interfaces were still found to
be almost bubble- and void-free. thus, HDp-CVD oxide
is quite suitable for direct wafer bonding and layer
transfer of ultrathin sSi layers on oxidized Si wafers
for the fabrication of novel sSoI substrates.
(30) Efficient Inner Receiver design for
OFdM-Based wLAN Systems: Algorithm and
Architecture
A. troya, K. Maharatna, M. Krstic, e. Grass,
u. Jagdhold, R. Kraemer
Ieee transactions on Wireless Communications
6(4), 1374 (2007)
In this article we propose a complete solution for the
so-called Inner Receiver of an oFDM-WlAn system based
on the Ieee 802.11a standard. We concentrate our
investigations on three key components forming the
Inner Receiver namely, the Synchronizer, the Channel
estimator and the Digital timing loop. the main
goal is the joint optimization of the signal processing
algorithms along with the implementation friendly
VlSI architecture required for these three key components
in order to reduce power, area and latency,
without compromising the performance excessively.
We provide both the mathematical details and extensive
computer simulations to validate our design.
(31) Gamma Radiation Effects on different
Varieties of SiGe:C HBT Technologies
M. ullan, S. Diez, F. Campabadal, G. pellegrini,
D. Knoll, B. Heinemann
Ieee transactions on nuclear Science 54(4),
989 (2007)
We have studied the ionization damage produced by
gamma irradiation on transistors from three different
varieties of SiGe:C HBt technologies from Innovation
for High performance Microelectronics (IHp), Germany.
the results show strong gain degradations at the
highest doses, with an indication of damage saturation.
We did not observe strong differences in radiation
tolerance among the three different technologies.
these studies are in the framework of the radiation
assurance tests of SiGe BiCMoS technologies for their
possible application in the front-end readout electronics
of the detector modules of the future AtlAS upgrade
for the Super-lHC, but space-oriented applications
are also considered. A comparison is presented
with previous gamma irradiations of different SiGe
technologies in the literature.
(32) Radiation Hardness Evaluation of SiGe
HBT Technologies for the Front-End Electronics
of the ATLAS Upgrade
M. ullan, S. Diez, F. Campabadal, M. lozano,
G. pellegrini, D. Knoll, B. Heinemann
nuclear Instruments and Methods in physics
Research A 579, 828 (2007)
We studied the radiation hardness of different SiGe
BiCMoS technologies in the search for a proper
microelectronic technology to be used in the design
of the Front-end chip for the readout of detectors
of the Inner Detector of the AtlAS upgrade for the
future Super-lHC. Gamma and neutron irradiations
were performed in order to account for ionization
and displacement damage. the results show that all
technologies are still functional after irradiation to
the levels expected at the real experiment. Small differences
were observed among technologies, therefore
more statistics would be needed in order to make
a selection of technology for the final design.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7

6 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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) An Area Efficient Realization of AES
for wireless devices
F. Vater, p. langendörfer
it - Information technology 3, 188 (2007)
In this paper we describe our own AeS implementation,
which supports encryption as well as decryption.
our major design goal was to reduce the area while
still being capable to support high speed wireless
networks such as Ieee 802.11a. our AeS solution
provides a throughput of 54 MBit / s at 33 MHz and
requires an area of 0.33 mm 2 in a 0.25 µm technology.
this version may be run at up to 66 MHz which
gives a throughput of 108 MBit / s. During the design
we took into account global as well as local optimisations,
i.e. optimisations which could be done inside
an individual operation without affecting the rest of
the design.
(34) Combined CL / EBIC / dLTS Investigation of a
Regular dislocation Network Formed by
Silicon wafer direct Bonding
X. Yu, o. Vyvenko, M. Kittler, W. Seifert,
t. Mchedlidze, t. Arguirov, M. Reiche
Semiconductors 41(4), 458 (2007)
electrical levels of the dislocation network in Si and
recombination processes via these levels were studied
by means of the combination of grain-boundary deep
level transient spectroscopy, grain-boundary electron
beam induced current (GB-eBIC) and cathodoluminescence
(Cl). It was found two deep level traps and
one shallow trap existed at the interface of the bonded
interface; these supply the recombination centers
for carriers. the total recombination probability
based on GB-eBIC data increased with the excitation
level monotonically; however, the radiative recombination
based on D1-D2 Cl data exhibited a maximum
at a certain excitation level. By applying an external
bias across the bonded interface, the Cl signal of
D-lines was enhanced dramatically. these results are
consistent with our models about two channels of recombination
via the trap levels.
(35) Enhancement of IR Emission from a
dislocation Network in Si due to an External
Bias Voltage
X. Yu, o.F. Vyvenko, M. Reiche, M. Kittler
Materials Science and engineering C 27(5-8),
1026 (2007)
Si-based light emitters with efficient emission at 1.5
or 1.3 µm are required for on-chip optical interconnection
for the ultra large scale integrated circuits in
the future. In this paper, we have shown that dislocation
networks in Si formed by direct wafer bonding
emit a quartet of luminescence D-lines. the D-line
spectrum can be tailored by the structure of the dislocation
network. the D1 or D3, with a wavelength of
1.5 or 1.3 µm respectively, can be made dominating
in the luminescence spectrum. An external bias voltage
applied to the bonded interface can significantly
enhance the luminescence intensity of D-lines.
(36) Luminescence of dislocations Network in
directly Bonded Silicon wafers
X. Yu, o.F. Vyvenko, W. Seifert, t. Arguirov,
t. Wilhelm, M. Reiche
physica Status Solidi C 4(8), 3025 (2007)
the luminescence behaviors of dislocation network
in directly bonded silicon wafers have been investigated
in this paper. the individual dislocations were
observed in the sample bonded with extreme small
misorientation angles by electron beam induced current
(eBIC) technique. the temperature dependence
of eBIC contrast of the dislocation lines showed that
its contamination degree was smaller than 10 4 / cm.
the cathodoluminescence (Cl) from the dislocation
networks showed D1-line existed in all the bonded
samples, often along with D2-line. the D3 / D4-lines
could also be obtained by tuning the misorientations.
Meanwhile, the application of an external bias
can effectively enhance the luminescence. Furthermore,
a metal-insulator (Sio x , x < 2)-semiconductor
light-emitting diode (MoS-leD) based on the bonded
silicon wafer was demonstrated.

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
(37) X-Ray Characterization of Periodic
Sub-nm Surface Relief Gratings
p. Zaumseil, M. Birkholz, G. Weidner
physica Status Solidi A 204(8), 2657 (2007)
line and cross lattices of 260 and 360 nm pitch were
prepared by covering p-doped Si(100) substrates
with photoresist, structuring and implanting with
3 × 10 15 cm –2 , 45 keV As + ions. these doping lattices
with n + –p periodicity were investigated by X-ray diffraction
(XRD) and reflectivity (XRR). While XRD did
not show any signal of the periodic structure, XRR revealed
a clear periodic diffraction pattern related to
the pitch of the doping lattice. the features of this
pattern as a function of the lattice orientation are
discussed in detail for the cross lattice. Atomic force
microscopy showed that the measured diffraction
pattern is caused by a surface relief grating with subnm
amplitude, which was generated by a final doping
dependent etching step during sample preparation.
(38) Radially Non-Uniform Interaction of
Nitrogen with Silicon wafers
V.D. Akhmetov, G. Kissinger, A. Fischer,
G. Morgenstern, G. Ritter, M. Kittler
proc. of 12 th International Conference on
Defects-Recognition, Imaging and physics in
Semiconductors (DRIp XII), book of abstracts,
30 (2007)
(39) Behavior of N Atoms on Atomic-Order-
Nitrided Si 0.5 Ge 0.5 (100)
n. Akiyama, M. Sakuraba, B. tillack, J. Murota
proc. 5 th International Symposium on Control
of Semiconductor Interfaces, extended abstr.
and program, 71 (2007)
(40) Heat-Treatment Effect on Structure of
Atomic-Order Nitrided Si 0.5 Ge 0.5 (100)
Using Low Pressure CVd
n. Akiyama, M. Sakuraba, B. tillack, J. Murota
proc. 3 rd International Workshop on new
Group IV Semiconductor nanoelectronics,
abstr. book, 55 (2007)
(41) Structural Change of Atomic-Order Nitride
Formed on Si 1-x Ge x (100) and Ge(100) by
Heat Treatment
n. Akiyama, M. Sakuraba, B. tillack, J. Murota
proc. 5 th International Conference on Silicon
epitaxy and Heterostructures (ICSI-5), abstr.,
216 (2007)
(42) High Resolution Rutherford Backscattering
Spectrometry for Investigating Interdiffusion
of Thin Films
Ch. Borschel, M. Schnell, M. uhrmacher,
C. Ronning, Ch. Wenger, H. Hofsäss
Verhandlungen der DpG 4, 238 (2007)
(43) Interdiffusion at the Interface of High-k
Pr 2 O 3 Layers Grown on Si
Ch. Borschel, M. Schnell, H. Hofsäss,
Ch. Wenger, C. Ronning
Verhandlungen der DpG 4, 217 (2007)
(44) A Fully Integrated Fully differential
Low-Noise Amplifier for Short Range Automotive
Radar Using a SiGe:C BiCMOS Technology
S. Chartier, B. Schleicher, F. Korndörfer,
S. Glisic, G.G. Fischer, H. Schumacher
proc. european Microwave Week, 407 (2007)
(45) SiGe Millimeter-wave dynamic Frequency
divider with Enhanced Sensitivity Incorporating
a Transimpedance Stage
S. Chartier, l. liu, G.G. Fischer, S. Glisic,
H. Höhnemann, A. trasser, H. Schumacher
proc. european Microwave Week, 84 (2007)
(46) Charge Traps in High-k dielectrics:
ab Initio Study of defects in Pr-Based
Materials
J. Dabrowski, A. Fleszar, G. lippert, G. lupina,
A.u. Mane, Ch. Wenger
Rare earth oxide thin Films / ed. by
M. Fanciulli, G. Scarel, Berlin, Springer Verl.
(topics in Applied physics; 106), 247 (2007)
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
7

8 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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
(47) The Effects of X-Ray and Proton Irradiation
on a 200 GHz / 90 GHz Complementary
(npn + pnp) SiGe:C HBT Technology
R.M. Diestelhorst, S. Finn, B. Jun, A.K. Sutton,
p. Cheng, p.W. Marshall, J.D. Cressler, R.D.
Schrimpf, D.M. Fleetwood, H. Gustat, B. Heinemann,
G.G. Fischer, D. Knoll, B. tillack
proc. Ieee nuclear and Space Radiation
effects Conference, (2007)
(48) A Hardware Accelerated Implementation
of the IEEE 802.15.3 MAC Protocol
D. Dietterle, J.-p. ebert, R. Kraemer
proc. 1 st IFIp International Conference on
Wireless Sensor and Actor networks (WSAn‚
07), Wireless and Actuator networks / eds.
l. orozco-Barbosa, t. olivares, R. Casado, A.
Bermudez, (Boston: Springer), 215 (2007)
(49) SiGe Bipolar Transistors for Harsh Radiation
Environments
S. Diez, M. ullan, F. Campabadal, M. lozano,
G. pellegrini, D. Knoll, B. Heinemann
proc. of the 6 th Spanish Conference on
electronic Devices, (2007)
(50) A SiGe:C BiCMOS Technology for 77-81 GHz
Automotive Radar Applications
G.G. Fischer, S. Glisic
proc. european Microwave Week, WSW5,
(Automotive High Frequency electronics -
KoKon) (2007)
(51) A Low Phase Noise Integrated SiGe
18…20 GHz Fractional-N Synthesizer
R. Follmann, D. Köther, t. Kohl, M. engels,
V. Heyer, K. Schmalz, F. Herzel, W. Winkler,
S. osmany, u. Jagdhold
proc. european Microwave Week, 263 (2007)
(52) doping Concentration Control of SiGe
Layers by Spectroscopic Ellipsometry
o. Fursenko, J. Bauer, p. Zaumseil,
Y. Yamamoto, B. tillack
proc. 5 th International Conference on Silicon epitaxy
and Heterostructures (ICSI-5), abstr., 247 (2007)
(53) Characterization of Silicide Stacks by
Combination of Spectroscopic Ellipsometry
and Reflectometry
o. Fursenko, D. Bolze, I. Costina, p. Zaumseil,
t. Huelsmann, J. niess, W. lerch
proc. ICSe 2007, 153 (2007)
(54) Self-assembled Single Crystalline Ge
Nanodots on Twin-free Pr 2 O 3
A. Giussani, t. Schroeder, C. Mocuta, t.-H.
Metzger, p. Formanek, D. Geiger, H. lichte
Verhandlungen der DpG 4, 239 (2007)
(55) 60 GHz Channel Plan Proposal
e. Grass, p. pagani, A. Bourdoux
proc. Ieee 802.15 plenary Meeting, Ieee
Doc.-no, 802.15-07-0769-00-03c (2007)
(56) 60 GHz wLAN / wPAN: Potential and
Limitations, Applications and Standardization
Status
e. Grass, M. piz, K. tittelbach-Helmrich,
R. Kraemer
proc. european Microwave Week, (WSW8),
Workshop notes, (2007)
(57) 60 GHz SiGe-BiCMOS Radio for OFdM
Transmission
e. Grass, F. Herzel, M. piz, K. Schmalz, Y. Sun,
S. Glisic, M. Krstic, K. tittelbach-Helmrich,
M. ehrig, W. Winkler, J.C. Scheytt, R. Kraemer
proc. ISCAS 2007, 1979 (2007)
(58) ätzstopp-Phänomene beim Plasmaätzen
tiefer Trenche für sub-100nm-Technologien
S. Günther, H.H. Richter, S. Marschmeyer, G.
Weidner, H. Silz, I. Costina, K. Schulz,
S. Berger
proc. 13. Fachtagung plasmatechnologie, 84
(2007)
(59) de-embedding and Modeling of pnp
SiGe HBT‘s
D. Hadziabdic, C. Jiang, t.K. Johansen,
V. Krozer, G.G. Fischer, B. Heinemann
proc. european Microwave Week, 195 (2007)

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
(60) A 30 GS / s 4-Bit Binary weighted dAC
in SiGe BiCMOS Technology
S. Halder, H. Gustat
proc. BCtM 2007, 46 (2007)
(61) Impact of Emitter Fabrication on the
yield of SiGe HBTs
B. Heinemann
proc. 5 th International Conference on Silicon
epitaxy and Heterostructures (ICSI-5), CRM-
Cn-CnRS, abstr., 65 (2007)
(62) PNP SiGe:C HBT Optimization in a
Low-Cost CBiCMOS Process
D. Knoll, B. Heinemann, Y. Yamamoto,
H.-e. Wulf, D. Schmidt
proc. BCtM 2007, 30 (2007)
(63) Verteilte Kommunikationsarchitekturen
für autonome Systeme
R. Kraemer
proc. MikroSystemtechnik 2007, 211 (2007)
(64) A Middleware Approach to Configure
Security in wSN
p. langendörfer, S. peter, K. piotrowski,
R. nunes, A. Casaca
proc. 1 st eRCIM Workshop on eMobility, 83
(2007)
(65) Advanced Activation and deactivation of
Arsenic Implanted Ultra-Shallow Junctions
Using Flash and Spike + Flash Annealing
W. lerch, S. paul, J. niess, S. McCoy, J. Gelpey,
D. Bolze, F. Christiano, F. Severac,
S.A. Martinez, p. pichler
proc. Ieee Rtp 2007 Conference, (2007)
(66) Properties of Pr x Al 2-x O 3 (x = 0, 1, 2)
High-k dielectrics on TiN Studied by Synchrotron
Radiation X-Ray Photoelectron
Spectroscopy
G. lupina, t. Schroeder, Ch. Wenger,
G. lippert, J. Dabrowski, H.-J. Müssig
MRS Symp. proc. 1000E, l6.3 (2007)
(67) XPS Study of Pr-Aluminate High-K
dielectrics on TiN
G. lupina, t. Schroeder, Ch. Wenger,
G. lippert, J. Dabrowski, H.-J. Müssig
Verhandlungen der DpG 4, 259 (2007)
(68) The Privacy Advocate (PrivAd):
A Framework for Negotiating Individualized
Privacy Contracts
M. Maaser, S. ortmann, p. langendörfer
proc. 3 rd International Conference on Web
Information Systems and technologies (We-
BISt), 88 (2007)
(69) An All in One Chamber Approach for a
Shallow Trench Etching Process in 130 nm
Node Completely Controlled by Interferometry
St. Marschmeyer, H.H. Richter, H. Silz
proc. peSn - plasma etch and Strip in Microelectronics,
abstr. book (2007)
(70) An Overview of SoC Buses
M. Mitic, M. Stojcev, Z. Stamenkovic
Digital Systems and Applications / ed. by V.
oklobdzija, Boca Raton, CRC press, (2007)
(71) Atomically Controlled Processing for
Future Si-Based devices
J. Murota, M. Sakuraba, B. tillack
Future trends in Microelectronics / S. luryi,
J. Xu, A. Zaslavsky (eds.), Wiley, 246 (2007)
(72) Highly Reliable Thermal Selective Gate
Re-Oxidation Process of Advanced Metal
Gate Stacks with Tungsten Electrode
J. niess, C. Kirchner, W. Dietl, H.-J. Meyer,
B. nadig, W. lerch, I. Costina, D. Bolze
proc. Ieee Rtp 2007 Conference, (2007)
(73) A Self-Configuring Privacy Management
Architecture for Pervasive Systems
St. ortmann, p. langendörfer, M. Maaser
proc. of the 5 th ACM International Workshop
on Mobility Management and Wireless Access
(MobiWac), (2007)
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7

00 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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
(74) Enhancing Privacy by Applying Information
Flow Modelling in Pervasive Systems
St. ortmann, p. langendörfer, M. Maaser
proc. International Workshop on privacy in
pervasive environments (pipe ‚07), Springer,
(lnCS; 4806), 795 (2007)
(75) An Integrated 19-GHz Low-Phase-Noise
Frequency Synthesizer in SiGe BiCMOS
Technology
S.A. osmany, F. Herzel, J.C. Scheytt,
K. Schmalz, W. Winkler
proc. CSIC, 191 (2007)
(76) France Telecom - IHP Joint Physical Layer
Proposal for IEEE 802.15 Task Group 3c
p. pagani, M. piz, I. Siaud, e. Grass, W. li,
K. tittelbach-Helmrich, A.-M. ulmer-Moll,
F. Herzel
Ieee 802.15 Interim Meeting, Ieee Doc. no:
802.15-07-0688-01-003c (2007)
(77) France Telecom - IHP Joint Physical Layer
Proposal for IEEE 802.15 Task Group 3c
p. pagani, M. piz, I. Siaud, e. Grass, W. li,
K. tittelbach-Helmrich, A.-M. ulmer-Moll,
F. Herzel Ieee 802.15 Interim Meeting, Ieee
Doc. no: 802.15-07-0689-00-003c (2007)
(78) An Efficient Polynomial Multiplier GF(2 m )
and its Application to ECC designs
S. peter, p. langendörfer
Design Automation & test in europe 2007
(Date 07), 1253 (2007)
(79) Flexible Hardware Reduction for Elliptic
Curve Cryptography in GF (2 m )
S. peter, p. langendörfer, K. piotrowski
Design Automation & test in europe 2007
(Date 07), 1259 (2007)
(80) On Concealed data Aggregation for wireless
Sensor Networks
S. peter, p. langendörfer, K. piotrowski
proc. Ieee Consumer Communications and
networking Conference (CCnC 2007), (2007)
(81) A Synchronization Scheme for OFdM-based
60 GHz wPANs
M. piz, e. Grass
proc. pIMRC (2007)
(82) Elektrische Charakterisierung von
Halbleiterstrukturen mittels Electrostatic
Force Microscopy
M. Ratzke, M. Birkholz, J. Bauer, D. Bolze,
J. Reif
Verhandlungen der DpG 4, 604 (2007)
(83) Etch Stop Phenomena in deep Trench
Silicon Plasma Etching for Sub 100 nm
Technologies
H.H. Richter, S. Günter, G. Weidner,
S. Marschmeyer, H. Silz, I. Costina, K. Schulz,
S. Berger
Verhandlungen der DpG 3, 133 (2007)
(84) SiGe BiCMOS Technology with 3.0 ps Gate
delay
H. Rücker, B. Heinemann, R. Barth, J. Bauer,
K. Blum, D. Bolze, J. Drews, A. Fox,
o. Fursenko, t. Grabolla, u. Haak,
W. Höppner, D. Knoll, K. Köpke, B. Kuck,
A. Mai, S. Marschmeyer, t. Morgenstern,
H.H. Richter, p. Schley, D. Schmidt, K. Schulz,
B. tillack, G. Weidner, W. Winkler, D. Wolansky,
H.-e. Wulf, Y. Yamamoto
IeDM technical Digest, 651 (2007)
(85) Heteroepitaxial Praseodymium Sesquioxide
Films on Si(111): A Future Model Catalyst
System for Praseodymium Based Oxide
Catalysts
A. Schaefer, t. Schroeder, G. lupina,
Y. Borchert, J. Dabrowski, Ch. Wenger,
M. Bäumer
Verhandlungen der DpG 4, 586 (2007)
(86) Integrated SiGe 60 GHz wireless Frontends –
Status and Future directions
J.C. Scheytt
proc. european Microwave Week, (WSW8),
Workshop notes, (2007)

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
(87) Hardware-demonstratoren des wIGwAM-
Projekts
J.C. Scheytt
BMBF-Statusseminar Mobile Kommunikation
2007, B-netz-Agentur, (2007)
(88) Optimierung der drahtlosen Übertragung
von Multimediadaten im HOMEPLANE
Projekt
Ch. Schilling, K. tittelbach-Helmrich
ItG Fachbericht elektronische Medien 199, 37
(2007)
(89) Fault-Tolerant design for Applications
Exposed to Radiation
G. Schoof, R. Kraemer, u. Jagdhold, C. Wolf
proc. Data Systems in Aerospace (DASIA),
(2007)
(90) Radiation-hardened ASIC design for Realtime
Applications
G. Schoof, R. Kraemer, u. Jagdhold, C. Wolf
proc. DeDIS-nano-Days-2007, (2007)
(91) Towards High Quality Epi-SiGe / High-k
dielectrics / Si(111) Heterostructures:
Interface Engineering by Amorphous
dielectrics and Lattice Matching by Mixed
Epitaxial Buffer Oxides
t. Schroeder
proc. 5 th International Conference on Silicon
epitaxy and Heterostructures (ICSI-5), abstr.,
192 (2007)
(92) Characterization of Recombination Active
defects in Si Using the Synchrotron-Based
Techniques XBIS, µ-XRF and µ-XAS at BESSy
Berlin
W. Seifert, o. Vyvenko, I. Zizak, A. erko,
M. Kittler, M. trushin,
proc. 22 nd european photovoltaic Solar energy
Conference and exhibition, 1719 (2007)
(93) MAC Processor for BASUMA wireless Body
Area Network
Z. Stamenkovic, D. Dietterle, G. panic,
W. Bocer, G. Schoof, J.-p. ebert
proc. 5 th IASteD International Conference on
Circuits, Signals and Systems, (2007)
(94) 60 GHz Receiver Building Blocks in SiGe
BiCMOS
Y. Sun, F. Herzel, J. Borngräber, R. Kraemer
proc. of the 7 th topical Meeting on Silicon
Monolithic Integrated Circuits in RF Systems
(SiRF), 222 (2007)
(95) 60 GHz Transceiver System design
Y. Sun
proc. european Microwave Week, (WSW8),
Workshop notes, (2007)
(96) High Throughput Silicon Based Epitaxy
in a Vertical LPCVd Furnace
e. Suvar, u. Scheit, t. Grabolla, B. tillack,
G. Ritter
proc. 5 th International Conference on Silicon
epitaxy and Heterostructures (ICSI-5), abstr.,
339 (2007)
(97) Effect of Low-Temperature SiH 4 Exposure
on Heavily Atomic-Layer doping of B in
Low-Temperature Si Epitaxial Growth on
Si(100) by Ultraclean Low-Pressure Chemical
Vapor deposition
H. tanno, M. Sakuraba, B. tillack, J. Murota
proc. 3 rd International Workshop on new
Group IV Semiconductor nanoelectronics,
abstr. book, (2007)
(98) Heavily Atomic-Layer doping of B in Low-
Temperature Si Epitaxial Growth on Si(100)
by Ultraclean Low-Pressure Chemical Vapor
deposition
H. tanno, M. Sakuraba, B. tillack, J. Murota
proc. 5 th International Symposium on Control
of Semiconductor Interfaces, abstr. book, 151
(2007)
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
0

02 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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
(99) Base doping and dopant Profile Control
of SiGe NPN and PNP HBTs
B. tillack, B. Heinemann, D. Knoll, H. Rücker,
Y. Yamamoto
proc. 5 th International Symposium on Control
of Semiconductor Interfaces, extended abstr.
and program, 13 (2007)
(100) Base doping and dopant Profile Control
of SiGe NPN and PNP HBTs
B. tillack, B. Heinemann, D. Knoll, H. Rücker,
Y. Yamamoto
proc. 3 rd International Workshop on new
Group IV Semiconductor nanoelectronics,
abstr. book, 5 (2007)
(101) Combinatorial Logic Circuitry as Means to
Protect Low Cost devices Against Side
Channel Attacks
F. Vater, S. peter, p. langendörfer
Information Security theory and practices,
Springer Verl., lnCS; 4462, 244 (2007)
(102) Test Technology for Sequential Circuits
H.-t. Vierhaus, Z. Stamenkovic
Digital Design and Fabrication / ed. by V.
oklobdzija, Boca Raton, CRC press, (2007)
(103) A 77-GHz MMIC Power Amplifier driver for
Automotive Radar
l. Wang, J. Borngraeber, W. Winkler,
C. Scheytt
proc. Iet International Conference on Radar
Systems RADAR 2007, (2007)
(104) A Single-Ended 79 GHz Radar Receiver in
SiGe Technology
l. Wang, S. Glisic, J. Borngräber, W. Winkler,
J.C. Scheytt
proc. BCtM, 14.4 (2007)
(105) Indoor Localization based on wireless LAN
F. Winkler, B. Meffert, p. langendörfer,
e. Fischer
proceedings of 3 rd International ACM Conference
on Intelligent Computing and Information
Systems, (2007)
(106) SiGe Quantum well Thermistor Materials
S.G.e. Wissmar, H.H. Radamsson, Y. Yamamoto,
B. tillack, C. Vieider, J.Y. Andersson
proc. 5 th International Conference on Silicon
epitaxy and Heterostructures (ICSI-5), abstr.,
353 (2007)
(107) Selective Vapor Phase Etching of SiGe by HCl
Y. Yamamoto, K. Köpke, B. tillack
proc. 5 th International Conference on Silicon
epitaxy and Heterostructures (ICSI-5), abstr.,
75 (2007)
(108) Selective Etching of SiGe by HCl by RPCVd
Y. Yamamoto, K. Köpke, R. Kurps, B. tillack
proc. 3 rd International Workshop on new
Group IV Semiconductor nanoelectronics,
abstr. book, 21 (2007)
(109) Selective Vapor Phase Etching of SiGe by
HCl in a RPCVd Reactor
Y. Yamamoto, K. Köpke, R. Kurps, B. tillack
proc. 5 th International Symposium on Control
of Semiconductor Interfaces, abstr. book, 187
(2007)

Eingeladene Vorträge
Invited Presentations
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
(1) Aktuelle Entwicklungen der Biomolekülsensorik
an der Schnittstelle zwischen Bio-
und Halbleitertechnologie
M. Birkholz
Institutskolloquium Fraunhofer Institut für
Biomedizinische technik, potsdam-Golm,
october 30, 2007, Germany
(2) Angewandte Mikroelektronik für die Biomolekülsensorik
M. Birkholz
technologieforum: „In-vitro Diagnostik“,
potsdam, november 21, 2007, Germany
(3) BioChips - Perspektiven für Mikroelektronik
und Biotechnologie
M. Birkholz
Wissenschaftstag der Marie-Curie oberschule,
Wittenberge, november 09, 2007, Germany
(4) Investigation of Texture Gradients by
Anomalous X-Ray diffraction
M. Birkholz
Regionaler Workshop - neue entwicklungen in
der Röntgendiffraktometrie und -topographie,
Frankfurt (oder) April 24, 2007, Germany
(5) Minimal-invasiver Glucosesensor
M. Birkholz, K.-e. ehwald, R. ehwald
Statusseminar Bioprofile nutrigenomik, IHK
potsdam, March 20, 2007, potsdam, Germany
(6) Texture Gradients in Polycrystalline Thin Films
M. Birkholz
5 th Size-Strain-Conference - Diffraction
Analysis of the Microstructure of Materials,
Garmisch-partenkirchen, october 07-09, 2007,
Germany
(7) Entwicklung von energieeffizienten
drahtlosen Sensornetzen – das TANdEM-
Projekt am IHP
D. Dietterle
Innovationstag touchIt, Frankfurt (oder),
May 05, 2007, Germany
(8) Glucosesensor auf Basis der Affinitätsviskosimetrie
K.-e. ehwald, R. ehwald, M. Birkholz
Verein Brandenburgischer Ingenieure und
Wirtschaftler, Januar 24, 2007,
Frankfurt (oder), Germany
(9) 60 GHz SiGe-BiCMOS Radio for OFdM
Transmission
e. Grass, F. Herzel, M. piz, K. Schmalz, Y. Sun,
S. Glisic, M. Krstic, K. tittelbach-Helmrich,
M. ehrig, W. Winkler, J.C. Scheytt, R. Kraemer
ISCAS 2007, new orleans, May 27-30, 2007,
uSA
(10) 60 GHz wLAN / wPAN: Potential and
Limitations, Applications and Standardization
Status
e. Grass, M. piz, K. tittelbach-Helmrich,
R. Kraemer
european Microwave Week, (WSW8), Munich,
october 8-10, 2007, Germany
(11) Recent developments and Prospects of
60 GHz Frequency Regulation and Standardization
e. Grass
eeefCoM‘2007, Session B1, ulm, June 21,
2007, Germany
(12) Impact of Emitter Fabrication on the
yield of SiGe HBTs
B. Heinemann
5 th International Conference on Silicon epitaxy
and Heterostructures (ICSI-5), CRMCn-
CnRS, Marseille, May 20-24, 2007, France
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
0

0 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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
(13) Technologiemodule für System-on-Chip
Lösungen
B. Heinemann
technische universität Ilmenau, February 07,
2007, Germany
(14) 60 GHz Analog Frontend Circuits in SiGe
BiCMOS Technology
F. Herzel, S. Glisic, K. Schmalz, Y. Sun,
J.C. Scheytt
eeefCoM 2007, ulm, June 21, 2007, Germany
(15) Concept and Evaluation of an Efficient
Geo-based Forwarding Mechanism for
Vehicle Communication within an Urban
Network
St. Hiebel
WWRF, Chennai, november 04, 2007, India
(16) Einführung ins digitale design
u. Jagdhold
Wissenschaftstage der FHl Senftenberg,
november 22, 2007, Germany
(17) Modeling of Oxide Precipitate Nucleation
in Silicon using ab-initio Calculations and
Classical Nucleation Theory
G. Kissinger, J. Dabrowski, A. Sattler,
t. Müller, W. von Ammon
Forum on the Science and technology of
Silicon Materials 2007, niigata, november,
12-14, 2007, Japan
(18) Two Paths of Oxide Precipitate Nucleation
in Silicon
G. Kissinger, J. Dabrowski, A. Sattler,
t. Müller, W. von Ammon
GADeSt 2007, erice, october 14-19, 2007,
Italy
(19) dislocations in Silicon as a Tool to be used
in Optics, Electronics and Biology
M. Kittler, M. Reiche, t. Arguirov, t. Mchedlidze,
W. Seifert, o.F. Vyvenko, t. Wilhelm, X. Yu
GADeSt 2007, erice, october 14-19, 2007,
Italy
(20) Regular dislocation Networks in Silicon as
a Tool for Novel Nanostructure devices
M. Kittler, X. Yu, t. Mchedlidze, t. Arguirov,
o.F. Vyvenko, W. Seifert, M. Reiche,
t. Wilhelm, M. Seibt, o. Voß, W. Fritzsche,
A. Wolff
3 rd International Symposium of the Volkswagen
Foundation on Complex Materials,
Kerkrade, March 20, 2007, the netherlands
(21) Silicon-based Light Emitters
M. Kittler
International Workshop “Silicon to light &
light to Silicon - Materials, Characterization
and Application”, Halle, July 09-10, 2007,
Germany
(22) 1 / f Noise Measurements
F. Korndörfer
MoS Arbeitskreis, unterpremstätten, April 20,
2007, Austria
(23) Aspects of work in Short Range
Communications
R. Kraemer
2007 Ieee 66 th Vehicular technology
Conference - VtC 2007 Fall, WWRF panel
- Shaping the Wireless Future through user
oriented Services, Baltimore, october 02,
2007, uSA
(24) drahtlose Ultrahochgeschwindigkeitskommunikation:
Stand der Technik und
zukünftige Visionen
R. Kraemer
IeeI-Kolloquium, Friedrich-Alexander-universität
erlangen-nürnberg, May 10, 2007,
Germany
(25) Middleware für die effiziente Anbindung
telemedizinischer Ressourcen an medizinische
Infrastrukturen
R. Kraemer
BMBF-Fachgespräch „telemonitoring“,
Hannover, March 19, 2007, Germany

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
(26) Sensornetze: Visionen und Anwendungen
R. Kraemer
Öffentliche Diskussionssitzung des Fachausschusses
7.2. der ItG „Internet der Dinge“,
Kamp-lintfort, March 29, 2007, Germany
(27) Verteilte Kommunikationsarchitekturen
für autonome Systeme
R. Kraemer
MikroSystemtechnik, Kongress 2007, Dresden,
october 15-17, 2007, Germany
(28) Asynchronous and Synchronous design
Techniques for Communication Systems
Application
M. Krstic
nis, June 19, 2007, Serbia
(29) Einsatz starker Krypto-Mechanismen für
Smart dust Anwendungen
p. langendörfer
Ring Vorlesung Btu Cottbus, June 05, 2007,
Germany
(30) Security Solutions for Mobile devices for
Privacy Protection
p. langendörfer, St. peter, F. Vater
ICt-Conference within the Asia-pacific-Weeks,
Berlin, September 13, 2007, Germany
(31) Techniken zum Schutz der Privatsphäre im
mobilen Internet
p. langendörfer
universität potsdam, 2007, Germany
(32) Experimental and Theoretical Results of
dopant Activation by a Combination of
Spike and Flash Annealing
W. lerch, S. paul, J. niess, J. Chan,
S. McCoy, J. Gelpey, F. Christiano, F. Severac,
p.F. Fazzini, D. Bolze, p. pichler, S.A. Martinez,
A. Mineji, S. Shishiguchi
7 th International Workshop on Junction technology
2007 (IWJt 2007), Kyoto, June 08-09,
2007, Japan
(33) From PrAlO 3 to BaHfO 3
G. lippert, J. Dabrowski, G. lupina, H.-J.
Müssig
Statusreport BMBF-projektmeeting “Megaepos”,
Hannover, november 27-28, 2007,
Germany
(34) Morphology and Composition of Selected
High-k Materials and Their Relevance to
dielectric Properties of Thin-Films
G. lippert, J. Dabrowski, I. Costina, G. lupina,
Ch. Wenger, p. Zaumseil, H.-J. Müssig
211th Meeting of the electrochemical
Society, Chicago, May 06-11, 2007, uSA
(35) Applications of Raman Spectroscopy for
High Spatial Resolution Strain Analysis on
SOI / SiGe-Film Structures
A. Mai
Spektroskopische untersuchungen an selektiven
sensoraktiven Materialien, Btu Cottbus,
november 27, 2007, Germany
(36) Indoor Localization Based on wireless LAN
B. Meffert, F. Winkler, p. langendörfer,
e. Fischer
3 rd International ACM Conference on Intelligent
Computing and Information Systems,
Cairo, March 15-18, 2007, egypt
(37) Mikroelektronik aus dem IHP – Transferangebote
für Brandenburger Netzwerke
und Unternehmen
W. Mehr
Innovationen, netzwerke und Markterfolg:
Konferenz für innovative unternehmer,
Wissenschaftler, und technologiemittler,
Frankfurt (oder), January 22, 2007, Germany
(38) Photovoltaik in Brandenburg –
Herausforderung für die Forschung am IHP
W. Mehr
photovoltaik-Kompetenzen in Berlin und
Brandenburg, Berlin, october 26, 2007, Germany
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
0

06 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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
(39) das IHP: Forschung für Innovationen
H.-J. Müssig
VDI-treffen „nanotechnologie“, Frankfurt
(oder), September 18, 2007, Germany
(40) High-k dielectrics for Future device
Technologies
H.-J. Müssig
5 th leibniz Conference on Advanced Science
“nanoscience 2007”, lichtenwalde, october
18-20, 2007, Germany
(41) Nvision 40 - Anwendungen für die HF-IC
Technologieentwicklung
M. noack, G. Weidner, I. Costina
CrossBeam Workshop, Halle, october 24-25,
2007, Germany
(42) design of a Programmable divider Using
IHP ECL Library
S.A. osmany, o. Kersten
eCl Statusseminar, Institut für Informatik,
Humboldt-universität, Berlin, June, 25, 2007,
Germany
(43) OFdM Baseband Processor for 60 GHz
Communications
M. piz, M. Krstic, M. ehrig, R. Kraemer
eeefCoM‚ 2007, Session B1, ulm, June 21,
2007, Germany
(44) 40 Gb / s Elektronik
J.C. Scheytt, H. Gustat
Mikrosystemtechnik-Cluster-Workshop “Mikrostrukturierte
elektronische träger”, Fachhochschule
landshut, April 25, 2007, Germany
(45) designmethodik für Höchstfrequenz
ECL-Schaltungen
J.C. Scheytt
eCl Statusseminar, Humboldt university
Berlin, June 25, 2007, Germany
(46) Hardware-demonstratoren des wIGwAM-
Projekts
J.C. Scheytt
BMBF-Statusseminar Mobile Kommunikation
2007, B-netz-Agentur, Mainz, June 13, 2007,
Germany
(47) SiGe Technologien am IHP - Status und
zukünftige Entwicklungen
R.F. Scholz, B. Heinemann
eeefCoM 2007, ulm, June 21, 2007, Germany
(48) SiGe Technologies devices and Modeling
R.F. Scholz
the 2 nd tARGet Strategic exchange, Istanbul,
August 28-31, 2007, turkey
(49) Towards High Quality Epi-SiGe / High-k
dielectrics / Si(111) Heterostructures:
Interface Engineering by Amorphous
dielectrics and Lattice Matching by Mixed
Epitaxial Buffer Oxides
t. Schroeder
5 th International Conference on Silicon epitaxy
and Heterostructures (ICSI-5), Marseille,
May 20-24, 2007, France
(50) Configurable Processors
Z. Stamenkovic
lectures taught under Auspice of the WuS
Austria (Brain Gain program), university of
nis, January 2007, Serbia
(51) Configurable Processors for SOC design
(Tutorial)
Z. Stamenkovic
5 th IASteD International Conference on Circuits,
Signals and Systems, Banff, Alberta, July
02-04, 2007, Canada
(52) 60 GHz Receiver Building Blocks in SiGe
BiCMOS
Y. Sun, F. Herzel, J. Borngräber, R. Kraemer
the 7 th topical Meeting on Silicon Monolithic
Integrated Circuits in RF Systems (SiRF) 2007,
long Beach, January 10-12, 2007, uSA

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
(53) Base doping and dopant Profile Control
of SiGe NPN and PNP HBTs
B. tillack, B. Heinemann, D. Knoll, H. Rücker,
Y. Yamamoto
5 th International Symposium on Control of
Semiconductor Interfaces, tokyo, november
12-14, 2007, Japan
(54) Base doping and dopant Profile Control
of SiGe NPN and PNP HBTs
B. tillack, B. Heinemann, D. Knoll, H. Rücker,
Y. Yamamoto
3 rd International Workshop on new Group
IV Semiconductor nanoelectronics, Sendai,
november 07-08, 2007, Japan
(55) Erste Erfahrungen mit der Zeiss-FIB / SEM
NVision 40 für die STEM / TEM-Lamellen
Präparation
G. Weidner
präparationstreffen, potsdam, April 05, 2007,
Germany
(56) Skalierbare Kondensatoren in der
drahtlosen Kommunikationstechnik
Ch. Wenger
oberseminar des 2. Institutes für physik
der universität Göttingen, April 27, 2007,
Germany
(57) Skalierbare Kondensatoren in der
drahtlosen Kommunikationstechnik
Ch. Wenger
Kolloquium der Fakultät elektrotechnik & It,
tu Dresden, May 09, 2007, Germany
(58) Pole Figure Analysis for a Complex
Characterization of Heteroepitaxial
Structures of Silicon
p. Zaumseil
7 th Autumn School on X-Ray Scattering from
Surfaces and thin layers, Smolenice, october
04-06, 2007, Slovakia
(59) X-Ray Characterization of New High-k
dielectric Materials
p. Zaumseil
Monash university, Clayton, February 26,
2007, Australia
(60) X-Ray diagnostic for Microelectronics
Application at IHP in Frankfurt (Oder)
p. Zaumseil
Karlsruhe, December 13, 2007, Germany
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
07

Vorträge
Presentations
(1) Optical Properties of Si-Based Quantum
wells and dots as a Function of their Structural
Quality
V.D. Akhmetov, t. Mchedlidze, S. Kouteva-
Arguirova, M. Kittler, R. Roelver, B. Berghoff,
M. Foerst, B. Spangenberg
e-MRS Spring Meeting 2007, Strasbourg, May
28 - June 01, 2007, France
(2) Radially Non-Uniform Interaction of
Nitrogen with Silicon wafers
V.D. Akhmetov, G. Kissinger, A. Fischer,
G. Morgenstern, G. Ritter, M. Kittler
12 th International Conference on Defects-
Recognition, Imaging and physics in Semiconductors
(DRIp XII), Berlin, September
09 - 13, 2007, Germany
(3) Behavior of N Atoms on Atomic-Order-
Nitrided Si 0.5 Ge 0.5 (100)
n. Akiyama, M. Sakuraba, B. tillack, J. Murota
5 th International Symposium on Control of
Semiconductor Interfaces, tokyo, november,
12-14, 2007, Japan
(4) Heat-Treatment Effect on Structure of
Atomic-Order Nitrided Si 0.5 Ge 0.5 (100)
Using Low Pressure CVd
n. Akiyama, M. Sakuraba, B. tillack, J. Murota
3 rd International Workshop on new Group
IV Semiconductor nanoelectronics, Sendai,
november 07-08, 2007, Japan
(5) Structural Change of Atomic-Order
Nitride Formed on Si 1-x Ge x (100) and
Ge(100) by Heat Treatment
n. Akiyama, M. Sakuraba, B. tillack, J. Murota
5 th International Conference on Silicon epitaxy
and Heterostructures (ICSI-5), Marseille,
May 20-24, 2007, France
08 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
V O R T R ä G E – P R E S E N T A T I O N S
(6) Effect of Laser Annealing on Crystallinity
of the Si Layers in Si / SiO 2 Multiple Quantum
wells
t. Arguirov, t. Mchedlidze, V.D. Akhmetov,
M. Kittler, R. Roelver, B. Berghoff, M. Foerst,
B. Spangenberg
e-MRS Spring Meeting, Symposium p,
Strasbourg, May 28 - June 01, 2007, France
(7) Effect of Laser Annealing on Crystallinity
of the Si Layers in Si / SiO 2 Multiple
Quantum wells
t. Arguirov, t. Mchedlidze,
S. Kouteva-Arguirova, M. Kittler
BMBF-projekt-treffen „Bandstrukturdesign:
ladungsträgertransport in Si-basierten
Quantenstrukturen für zukünftige Höchsteffizienz-Solarzellen“,
Aachen, May 22-23, 2007,
Germany
(8) Optimierung von Antireflexionsschichten
für Solarzellen
J. Bauer, W. Mehr, B. tillack
IHp Symposium „Fortschritte in der
photovoltaik“, Frankfurt (oder), April 18,
2007, Germany
(9) Optische Optimierung von Solarzellen
J. Bauer
2. Solar-Meeting in Frankfurt (oder), January
29, 2007, Germany
(10) Profiling of Texture Gradients by Anomalous
X-Ray diffraction
M. Birkholz
27 th Bessy user Meeting, Berlin, December 06,
2007, Germany
(11) Overview IHP design Kits and Modeling
u. Biswurm
6 th Workshop High-performance SiGe BiCMoS
for Wireless and Broadband Communication,
Frankfurt (oder), September 10, 2007,
Germany

(12) Layer Processing for Future Process
Technology
D. Bolze, B. tillack
nutzergruppe Rtp, Rossendorf, november 08,
2007, Germany
(13) High Resolution Rutherford
Backscattering Spectrometry for Investigating
Interdiffusion of Thin Films
Ch. Borschel, M. Schnell, M. uhrmacher,
C. Ronning, Ch. Wenger, H. Hofsäss
DpG Spring Meeting, Regensburg,
March 26-30, 2007, Germany
(14) Interdiffusion at the Interface of High-k
Pr 2 O 3 Layers Grown on Si
Ch. Borschel, M. Schnell, H. Hofsäss,
Ch. Wenger, C. Ronning
DpG Spring Meeting, Regensburg,
March 26-30, 2007, Germany
(15) Interdiffusion at the Interface of High-k
Pr 2 O 3 Layers Grown on Si
Ch. Borschel, M. Schnell, H. Hofsäss,
Ch. Wenger, C. Ronning
18 th International Conference on Ion Beam
Analysis, Hyderabad, September 23-28, 2007,
India
(16) IMPACT - A Family of Cross-Layer
Transmission Protocols for wireless Sensor
Networks
M. Brzozowski, R. Karnapke, J. nolte
the 1 st International Workshop on next
Generation networks for First Responders
and Critical Infrastructure, Ieee, new orleans,
April 13, 2007, uSA
(17) design of Fully differential OpAmps for
GHz Range Applications
A. Budyakov, K. Schmalz, n.n. prokopenko,
J.C. Scheytt, p. ostrovskyy
Kleinheubacher tagung 2007, Miltenberg,
September 24-28, 2007, Germany
V O R T R ä G E – P R E S E N T A T I O N S
(18) 76-81 GHz Short-Range Radar MMICs in
Si / SiGe BiCMOS Technology
S. Chartier, B. Schleicher, l. liu, A. trasser,
H. Schumacher, G.G. Fischer, H. Höhnemann
eeefCoM 2007, ulm, June 20, 2007, Germany
(19) A Fully Integrated Fully differential
Low-Noise Amplifier for Short Range
Automotive Radar Using a SiGe:C BiCMOS
Technology
S. Chartier, B. Schleicher, F. Korndörfer,
S. Glisic, G.G. Fischer, H. Schumacher
european Microwave Week, Munich, october
08-12, 2007, Germany
(20) SiGe Millimeter-wave dynamic Frequency
divider with Enhanced Sensitivity Incorporating
a Transimpedance Stage
S. Chartier, l. liu, G.G. Fischer, S. Glisic,
H. Höhnemann, A. trasser, H. Schumacher
european Microwave Week 2007, Munich,
october 08-12, 2007, Germany
(21) The Effects of X-Ray and Proton Irradiation
on a 200 GHz / 90 GHz Complementary
(npn + pnp) SiGe:C HBT Technology
R.M. Diestelhorst, S. Finn, B. Jun, A.K. Sutton,
p. Cheng, p.W. Marshall, J.D. Cressler,
R.D. Schrimpf, D.M. Fleetwood, H. Gustat,
B. Heinemann, G.G. Fischer, D. Knoll, B. tillack
Ieee nuclear and Space Radiation effects
Conference, Honolulu, July 23-27, 2007,
Hawaii
(22) A Hardware Accelerated Implementation
of the IEEE 802.15.3 MAC Protocol
D. Dietterle, J.-p. ebert, R. Kraemer
1 st IFIp International Conference on Wireless
Sensor and Actor networks (WSAn ‚07), Albacete,
September 24-26, 2007, Spain
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
0

(23) SiGe Bipolar Transistors for Harsh
Radiation Environments
S. Diez, M. ullan, F. Campabadal, M. lozano,
G. pellegrini, D. Knoll, B. Heinemann
6 th Spanish Conference on electronic Devices,
San lorenzo, Madrid, January 30 - February
02, 2007, Spain
(24) Glukosesensor - auf Basis der Affinitätsviskosimetrie
- Entwicklung eines neuartigen
Mikrosystems mit der 0,25 µm SiGe BiCMOS
Technologie
K.-e. ehwald
Arbeitskreis „Freunde der Mikroelektronik
/ Solartechnik“ im VBIW Verein Brandenburgischer
Ingenieure und Wirtschaftler e.V.,
Frankfurt (oder), January 24, 2007, Germany
(25) Influence of Halo Implant on Leakage
Current and Sheet Resistance of Ultra-Shallow
P-N Junctions
V.n. Faifer, D.K. Schroder, M.I. Curent,
t. Claryssee, p.J. timans, t. Zangerle,
W. Vandervorst, t.M.H. Wong, A. Moussa,
S. McCoy, J. Gelpey, W. lerch, S. paul, D. Bolze
International Workshop on InSIGHt in Semiconductor
Device Fabrication, Metrology, and
Modeling (InSIGHt-2007), napa, May 06-09,
2007, uSA
(26) Leakage Current and dopant Activation
Characterization of Spe / Halo CMOS Junctions
with Non-Contact Junction Photo-
Voltage Metrology
V.n. Faifer, D.K. Schroder, M.I. Curent,
t. Claryssee, p.J. timans, t. Zangerle,
W. Vandervorst, A. Moussa, S. McCoy,
J. Gelpey, W. lerch, S. paul, D. Bolze
Frontiers of Characterization and Metrology
for nanoelectronics, Gaithersburg,
March 27-29, 2007, uSA
0 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
V O R T R ä G E – P R E S E N T A T I O N S
(27) A SiGe:C BiCMOS Technology for 77-81 GHz
Automotive Radar Applications
G.G. Fischer, S. Glisic
european Microwave Week, WSW5, (Automotive
High Frequency electronics - KoKon),
München, october 10, 2007, Germany
(28) A Low Phase Noise Integrated SiGe
18…20 GHz Fractional-N Synthesizer
R. Follmann, D. Köther, t. Kohl, M. engels,
V. Heyer, K. Schmalz, F. Herzel, W. Winkler,
S. osmany, u. Jagdhold
european Microwave Week, Munich, october
08-12, 2007, Germany
(29) Characterization of Silicide Stacks by
Combination of Spectroscopic Ellipsometry
and Reflectometry
o. Fursenko, D. Bolze, I. Costina, p. Zaumseil,
t. Huelsmann, J. niess, W. lerch
4 th International Conference on Spectroscopic
ellipsometry (ICSe-4), Stockholm, June 11-15,
2007, Sweden
(30) doping Concentration Control of SiGe
Layers by Spectroscopic Ellipsometry
o. Fursenko, J. Bauer, p. Zaumseil,
Y. Yamamoto, B. tillack
5 th International Conference on Silicon epitaxy
and Heterostructures (ICSI-5), Marseille,
May 20-24, 2007, France
(31) Self-assembled Single Crystalline Ge
Nanodots on Twin-free Pr 2 O 3
A. Giussani, t. Schroeder, C. Mocuta,
t.-H. Metzger, p. Formanek, D. Geiger,
H. lichte
DpG Spring Meeting, Regensburg,
March 26-30, 2007, Germany
(32) The Influence of Lattice Oxygen on the
Initial Ge Growth Behaviour on Cubic
PrO 2 (111) Films
A. Giussani, o. Seifarth, t. Schroeder
Surface and Interface Seminar at university
of osnabrück, August 20, 2007, Germany

(33) 60 GHz Channel Plan Proposal
e. Grass, p. pagani, A. Bourdoux
Ieee 802.15 plenary Meeting, San Francisco,
July 17, 2007, uSA
(34) 60 GHz wireless Communication
Systems – wwRF-wG5 white Paper
e. Grass
Wireless World Research Forum (WWRF18),
Helsinki, June 14, 2007, Finland
(35) ätzstopp-Phänomene beim Plasmaätzen
tiefer Trenche für sub-100nm-Technologien
S. Günther, H.H. Richter, S. Marschmeyer, G.
Weidner, H. Silz, I. Costina, K. Schulz,
S. Berger
13. Fachtagung plasmatechnologie, Bochum,
March 05-07, 2007, Germany
(36) de-embedding and Modelling of pnp
SiGe HBTs
D. Hadziabdic, C. Jiang, t.K. Johansen,
V. Krozer, G.G. Fischer, B. Heinemann
european Microwave Week, München, october
08-12, 2007, Germany
(37) A 30 GS / s 4-Bit Binary weighted dAC in
SiGe BiCMOS Technology
S. Halder, H. Gustat
BCtM 2007, Boston, September 30 - october
03, 2007, uSA
(38) design of High Speed data Converter
Computer Components in SG25H1
S. Halder
6 th Workshop High-performance SiGe BiCMoS
for Wireless and Broadband Communication,
Frankfurt (oder), September 10, 2007,
Germany
(39) BiCMOS Technologies for High-
Performance SiGe:C pnp HBTs
B. Heinemann
Kolloquium tu Dresden, July 09, 2007,
Germany
V O R T R ä G E – P R E S E N T A T I O N S
(40) Single-Chip Fractional-N Synthesizer for
Space Applications in SGB25Vd
F. Herzel
6 th Workshop High-performance SiGe BiCMoS
for Wireless and Broadband Communication,
Frankfurt (oder), September 10, 2007,
Germany
(41) Infrared Light Emission from Porous Silicon
G. Jia, W. Seifert, M. Kittler
12 th International Conference on Defects-
Recognition, Imaging and physics in
Semiconductors (DRIp12), Berlin,
September 09-13, 2007, Germany
(42) An Attempt to Specify Thermal History in
CZ Silicon wafers and Possibilities for its
Modification
G. Kissinger, A. Sattler, t. Müller,
W. von Ammon
ICDS-24, Albuquerque, new Mexico,
July 22-27, 2007, uSA
(43) Contamination during High Temperature
Treatments in SiC Reactor Tubes
G. Kissinger, A. Fischer, V.D. Akhmetov,
t. Mchedlidze, W. Seifert, S. Suckow, M. Kittler
SiWeDS Review Meeting of Spring 2007, Chicago,
May 10-11, 2007, uSA
(44) Horizontal Versus Vertical Annealing of
Silicon wafers at High Temperatures
G. Kissinger, A. Fischer, G. Ritter,
V. Akhmetov, M. Kittler
GADeSt 2007, erice, october 14-19, 2007,
Italy
(45) Modeling of Oxide Precipitate Nucleation
in Silicon Using ab-initio Calculations and
Classical Nucleation Theory
G. Kissinger, J. Dabrowski, A. Sattler,
t. Müller, W. von Ammon
Forum on the Science and technology of Silicon
Materials 2007, niigata, november, 12-14,
2007, Japan
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7

(46) Verification of a Method to detect
Grown-In Oxide Precipitate Nuclei in
Czochralski Silicon
G. Kissinger, A. Sattler, J. Dabrowski,
W. von Ammon
AlteCH 2007, München,
September 13-14, 2007, Germany
(47) Verification of a Method to detect
Grown-in-Oxide Precipitate Nuclei in
Czochralski Silicon
G. Kissinger, A. Sattler, J. Dabrowski,
W. von Ammon
Analytical and Diagnostic techniques for
Semiconductor Materials, Devices, and processes,
eCS Fall Meeting, Washington, october
07-12, 2007, uSA
(48) Bisherige Arbeiten am IHP zur Materialforschung
für Solar-Si in BMBF-, BMU- und
EU-Projekten
M. Kittler, W. Seifert
IHp-Symposium „Fortschritte in der photovoltaik“,
Frankfurt (oder), April 18, 2007,
Germany
(49) IHP-Ergebnisse zum SILEM-Projekt im
Zeitraum August 2006 bis April 2007
M. Kittler, W. Seifert, t. Arguirov, G. Jia,
t. Mchedlidze
BMBF-projekt-treffen „SIleM“, Stuttgart,
April 24-25, 2007, Germany
(50) Silicon-Based Light Emitters for Nanooptics
M. Kittler, M. Reiche, W. Seifert, t. Arguirov,
t. Wilhelm, X. Yu, t. Mchedlidze
2 nd Ieee International Conference on nano
/ Micro engineered and Molecular Systems
(neMS 2007), January 16-19, 2007, Bangkok,
thailand
(51) PNP SiGe:C HBT Optimization in a
Low-Cost CBiCMOS Process
D. Knoll, B. Heinemann, Y. Yamamoto,
H.-e. Wulf, D. Schmidt
BCtM 2007, Boston,
September 30 - october 02, 2007, uSA
2 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
V O R T R ä G E – P R E S E N T A T I O N S
(52) AdS design Kits, Momentum in RFdE
F. Korndörfer, t. Mausolf
RFIC Workshop, Frankfurt (oder), January 23,
2007, Germany
(53) Optimization of the Substrate Parameters
for EM Stimulators
F. Korndörfer, F. Sischka
Ieee Mtt-S International Microwave Symposium,
Honolulu, June 03-08, 2007, Hawaii
(54) Optimization of the Substrate Parameters
for EM Stimulators
F. Korndörfer, F. Sischka
MoS Arbeitskreis, München, September 14,
2007, Germany
(55) drahtlose Kommunikationsanwendungen
im Flugzeug
R. Kraemer
Vortrag bei Diehl Aerospace GmbH, nürnberg,
June 28, 2007, Germany
(56) drahtlose Technologien für Schraubertechnik
R. Kraemer
Bosch-Workshop Fertigungstechnologie,
Regensburg, october 17, 2007, Germany
(57) Networking Aspects of Car2Car
Communication
R. Kraemer
WWRF19 Meeting, Chennai, november 05 - 07,
2007, India
(58) Optimization of ARC Films deposited
by PECVd
B. Kuck, J. Bauer, o. Fursenko
Workshop nutzergruppe peCVD, IISB erlangen,
July 10, 2007, Germany
(59) Probleme und Optimisierungsansätze im
Prozess STI Fill bei der Entwicklung einer
0,13-µm-Technologie
B. Kuck
Workshop nutzergruppe peCVD, IISB erlangen,
november 08, 2007, Germany

(60) A Middleware Approach to Configure
Security in wSN
p. langendörfer, S. peter, K. piotrowski,
R. nunes, A. Casaca
1 st eRCIM Workshop on eMobility, Coimbra,
May 21, 2007, portugal
(61) Advanced Activation and deactivation of
Arsenic Implanted Ultra-Shallow Junctions
Using Flash and Spike + Flash Annealing
W. lerch, S. paul, J. niess, S. McCoy, J. Gelpey,
D. Bolze, F. Christiano, F. Severac,
S.A. Martinez, p. pichler
Ieee Rtp 2007 Conference, Catania, october
02-05, 2007, Italy
(62) Advanced Activation and deactivation of
Arsenic Implanted Ultra-Shallow Junctions
Using Flash and Spike + Flash Annealing
W. lerch, S. paul, J. niess, S. McCoy, J. Gelpey,
D. Bolze, F. Christiano, F. Severac,
S.A. Martinez, p. pichler
nutzergruppe Rtp, Rossendorf, november 08,
2007, Germany
(63) Atomic-Vapour-deposited HfO 2 and
Sr 4 Ta 2 O 9 Layers for Metal-Insulator-Metal
Application
M. lukosius, Ch. Wenger, t. Schroeder,
J. Dabrowski, R. Sorge, I. Costina,
H.-J. Müssig, S. pasko, Ch. lohe
InFoS 2007, Athens, June 20-23, 2007, Greece
(64) Interface Properties of Pr x Al 2-x O 3
(x = 0, 1, 2) High-k dielectrics on TiN
Studied by Synchrotron Radiation X-Ray
Photoelectron Spectroscopy
G. lupina, t. Schroeder, Ch. Wenger,
J. Dabrowski, G. lippert, H.-J. Müssig
MRS Spring Meeting 2007, San Francisco, April
09-13, 2007, uSA
V O R T R ä G E – P R E S E N T A T I O N S
(65) MBE deposition of Hf-based Perovskite
dielectrics on TiN
G. lupina, p. Dudek, G. Kozlowksi, G. lippert,
Ch. Wenger, t. Schroeder, p. Zaumseil,
J. Dabrowski, H.-J. Müssig
external Collaboration Workshop, Dresden,
october 11, 2007, Germany
(66) Pr Silicate High-k dielectrics for CMOS
Applications
G. lupina, t. Schroeder, Ch. Wenger, R. Sorge,
J. Dabrowski, p. Zaumseil, G. lippert,
H.-J. Müssig
Kick-off-Meeting des MeGAepoS-projektes,
AMo Aachen, June 29, 2007, Germany
(67) XPS Study of Pr-Aluminate High-K
dielectrics on TiN
G. lupina, t. Schroeder, Ch. Wenger,
G. lippert, J. Dabrowski, H.-J. Müssig
DpG Spring Meeting, Regensburg,
March 26-30, 2007, Germany
(68) The Privacy Advocate (PrivAd):
A Framework for Negotiating Individualized
Privacy Contracts
M. Maaser, S. ortmann, p. langendörfer
3 rd International Conference on Web Information
Systems and technologies (WeBISt),
Barcelona, March 03-06, 2007, Spain
(69) Verschlüsselung ist nicht alles: Moderne
IT-Sicherheitsalgorithmen und -Konzepte
M. Maaser
Gauß-Festwoche, April 03, 2007, Germany
(70) An All in One Chamber Approach for a
Shallow Trench Etching Process in 130 nm
Node Completely Controlled by Interferometry
St. Marschmeyer, H.H. Richter, H. Silz
peSn - plasma etch and Strip in Microelectronics,
leuven, September 10-11, 2007, Belgium
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7

(71) FEIVEL - ein optisches Positionierungssystem
o. Maye
Gauß-Festwoche, Frankfurt (oder), April 03,
2007, Germany
(72) Engineering of dislocation-Loops for
Light Emission from Silicon diodes
t. Mchedlidze, t. Arguirov, M. Kittler,
t. Hoang, J. Hollemann, p. leMinh, J. Schmitz
GADeSt 2007, erice, october 14-19, 2007, Italy
(73) Influence of a Substrate, Structure and
Annealing Procedures on Crystalline and
Optical Properties of Si / SiO 2 Multiple
Quantum wells
t. Mchedlidze, t. Arguirov, S. Kouteva-
Arguirova, M. Kittler, R. Roelver, B. Berghoff,
M. Foerst, B. Spangenberg
e-MRS Spring Meeting, Strasbourg,
May 28 - June 01, 2007, France
(74) Perspectives for further Improvements
of Si / SiO 2 MQw Structures Using RTA
t. Mchedlidze, t. Arguirov, M. Kittler
BMBF-projekt-treffen „Bandstrukturdesign:
ladungsträgertransport in Si-basierten
Quantenstrukturen für zukünftige Höchsteffizienz-Solarzellen“,
Aachen, May 22-23, 2007,
Germany
(75) Regular dislocation Networks in Si. Part II:
Luminescence
t. Mchedlidze, t. Wilhelm, X. Yu, t. Arguirov,
G. Jia, M. Reiche, M. Kittler
GADeSt 2007, erice, october 14-19, 2007,
Italy
(76) IHP - Innovations for High Performance
Microelectronics
H.-J. Müssig
Kick-off-Meeting des MeGAepoS-projektes,
AMo Aachen, June 29, 2007, Germany
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
V O R T R ä G E – P R E S E N T A T I O N S
(77) Highly Reliable Thermal Selective Gate
Re-Oxidation Process of Advanced Metal
Gate Stacks with Tungsten Electrode
J. niess, C. Kirchner, W. Dietl, H.-J. Meyer,
B. nadig, W. lerch, I. Costina, D. Bolze
Ieee Rtp 2007 Conference, Catania, october
02-05, 2007, Italy
(78) Highly Reliable Thermal Selective Gate
Re-Oxidation Process of Advanced Metal
Gate Stacks with Tungsten Electrode
J. niess, C. Kirchner, W. Dietl, H.-J. Meyer,
B. nadig, W. lerch, I. Costina, D. Bolze
nutzergruppe Rtp, Rossendorf, november 08,
2007, Germany
(79) A Self-Configuring Privacy Management
Architecture for Pervasive Systems
S. ortmann, p. langendörfer, M. Maaser
the 5 th ACM International Workshop on
Mobility Management and Wireless Access
(MobiWac), Chania, Crete Island, october 22,
2007, Greece
(80) Enhancing Privacy by Applying Information
Flow Modelling in Pervasive Systems
St. ortmann, p. langendörfer, M. Maaser
International Workshop on privacy in pervasive
environments (pipe ‚07), Vilamoura,
november 25-30, 2007, portugal
(81) An Integrated 19-GHz Low-Phase-Noise
Frequency Synthesizer in SiGe BiCMOS
Technology
S.A. osmany, F. Herzel, J.C. Scheytt,
K. Schmalz, W. Winkler
Ieee Compound Semiconductor IC Symposium
(CSIC 2007), portland, october 14-17, 2007,
uSA
(82) France Telecom - IHP Joint Physical Layer
Proposal for IEEE 802.15 Task Group 3c
p. pagani, M. piz, I. Siaud, e. Grass, W. li,
K. tittelbach-Helmrich, A.-M. ulmer-Moll,
F. Herzel
Ieee 802.15 Wireless Interim Session,
Montreal, May 13-18, 2007, Canada

(83) Optimum Activation and diffusion with a
Combination of Spike and Flash Annealing
S. paul, W. lerch, S. McCoy, J. Gelpey, and
D. Bolze
International Workshop on InSIGHt in Semiconductor
Device Fabrication, Metrology, and
Modeling (InSIGHt-2007), embassy Suites,
napa, May 06-09, 2007, uSA
(84) An Efficient Polynomial Multiplier in
GF(2m) and its Application to ECC designs
S. peter, p. langendörfer
Design Automation & test in europe 2007
(Date 07), nice, April 16-20, 2007, France
(85) Flexible Hardware Reduction for Elliptic
Curve Cryptography in GF (2m)
S. peter, p. langendörfer, K. piotrowski
Design Automation & test in europe 2007
(Date 07), nice, April 16-20, 2007, France
(86) On Concealed data Aggregation for
wireless Sensor Networks
S. peter, p. langendörfer, K. piotrowski
Ieee Consumer Communications and networking
Conference (CCnC 2007), las Vegas,
January 11-13, 2007, uSA
(87) A Synchronization Scheme for OFdM-based
60 GHz wPANs
M. piz, e. Grass
pIMRC 2007, Athens, September 03-07, 2007,
Greece
(88) Characterization of Silicon Nanostructures
by Electrostatic Force Microscopy
M. Ratzke, M. Birkholz, J. Bauer, D. Bolze,
J. Reif
e-MRS Spring Meeting, Strasbourg,
May 28 - June 01, 2007, France
V O R T R ä G E – P R E S E N T A T I O N S
(89) Elektrische Charakterisierung von
Halbleiterstrukturen mittels Electrostatic
Force Microscopy
M. Ratzke, M. Birkholz, J. Bauer, D. Bolze,
J. Reif
DpG Spring Meeting, Regensburg, March 26-
30, 2007, Germany
(90) Self-Organized Pattern Formation on
Silicon Surfaces
M. Reiche, M. Kittler, t. Wilhelm, W. Seifert,
t. Arguirov, Y. Yu, o.F. Vyvenko, t. Mchedlidze
2 nd Ieee International Conference on nano
/ Micro engineered and Molecular Systems
(neMS 2007), 16-19 January 2007, Bangkok,
thailand
(91) Etch Stop Phenomena in deep Trench Silicon
Plasma Etching for Sub 100 nm Technologies
H.H. Richter, S. Günter, G. Weidner,
S. Marschmeyer, H. Silz, I. Costina, K. Schulz,
S. Berger
DpG Frühjahrstagung, Düsseldorf,
March 19-23, 2007, Germany
(92) SiGe BiCMOS Technology with 3.0 ps Gate
delay
H. Rücker, B. Heinemann, R. Barth, J. Bauer,
K. Blum, D. Bolze, J. Drews, A. Fox,
o. Fursenko, t. Grabolla, u. Haak,
W. Höppner, D. Knoll, K. Köpke, B. Kuck,
A. Mai, S. Marschmeyer, t. Morgenstern,
H.H. Richter, p. Schley, D. Schmidt, K. Schulz,
B. tillack, G. Weidner, W. Winkler, D. Wolansky,
H.-e. Wulf, Y. Yamamoto
IeDM 2007, Washington, December 10-12,
2007, uSA
(93) 0.13µm SiGe:C BiCMOS development
H.Rücker
6 th Workshop High-performance SiGe BiCMoS
for Wireless and Broadband Communication,
Frankfurt (oder), September 10, 2007,
Germany
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7

(94) Heteroepitaxial Praseodymium Sesquioxide
Films on Si(111): A Future Model Catalyst
System for Praseodymium Based Oxide
Catalysts
A. Schaefer, t. Schroeder, G. lupina,
Y Borchert, J. Dabrowski, Ch. Wenger,
M. Bäumer
DpG Frühjahrstagung Regensburg,
March 26-30, 2007, Germany
(95) Architecture design Considerations of a
Fully-Integrated Frequency-Agile Synthesizer
for Multi-Standard Basestations
J. Scheytt, S. osmany, F. Herzel
Workshop Analogschaltungen 2007, Institut
für Mikrosystemtechnik, Freiburg,
March 22 – 23, 2007, Germany
(96) Integrated SiGe 60 GHz wireless
Frontends - Status and Future directions
J.C. Scheytt
european Microwave Week (euMW), european
Microwave Integrated Circuits Conference
(euMIC), Munich, october 2007, Germany
(97) Optimierung der drahtlosen Übertragung
von Multimediadaten im HOMEPLANE
Projekt
Ch. Schilling, K. tittelbach-Helmrich
ItG Fachtagung elektronische Medien –
12. Dortmunder Fernsehseminar,
March 20-21, 2007, Germany
(98) SiGe Technologien am IHP - Status und
zukünftige Entscheidungen
R.F. Scholz
Rohde & Schwarz Hausmesse „InnoComp‚ 07“,
Munich, May 08, 2007, Germany
(99) MPw and Prototyping Service
R. F. Scholz
6 th Workshop High-performance SiGe BiCMoS
for Wireless and Broadband Communication,
Frankfurt (oder), September 10, 2007,
Germany
6 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
V O R T R ä G E – P R E S E N T A T I O N S
(100) Fault-Tolerant design for Applications
Exposed to Radiation
G. Schoof, R. Kraemer, u. Jagdhold, C. Wolf
Data Systems in Aerospace (DASIA) 2007,
napoli, May 29 - June 02, 2007, Italy
(101) Radiation-hardened ASIC design for
Real-time Applications
G. Schoof, R. Kraemer, u. Jagdhold, C. Wolf
DeDIS-nano-Days-2007, Btu Cottbus,
october 12, 2007, Germany
(102) Global Integration of Functional
Semiconductors on the Si Material Platform
via Oxide Heterostructures
t. Schroeder, H.-J. Müssig
SIltRonIC – IHp technology project Meeting,
Burghausen, September 25, 2007, Germany
(103) Interface Engineering of Pr x Al 2-x O3
(x=0 to 2) dielectrics on TiN
t. Schroeder, R. Sohal, G. lupina, Ch. Wenger,
J. Dabrowski, G. lippert, D. Schmeißer,
H.-J. Müssig,
BeSSY user Meeting, Berlin, December 06,
2007, Germany
(104) Single Crystalline Semiconductor –
Insulator – Semiconductor Structures: Interface
and Lattice Engineering Approaches
t. Schroeder
IHp-Workshop „neue entwicklungen in
Röntgendiffraktometrie und -topographie“,
Frankfurt (oder), April 24, 2007, Germany
(105) Band Gap determination and Electronic
Structure of Thin Praseodymium Oxide
Layers on Si
o. Seifarth, A. Wilke, G. lupina, J. Dabrowski,
p. Zaumseil, G. Weidner, S. Müller,
D. Schmeißer, H.-J. Müssig, t. Schroeder
BeSSY user Meeting, Berlin, December 06,
2007, Germany

(106) Creating Strained Si Overlayers via Lattice
Mismatched Oxides on Si
o. Seifarth, B. Dietrich, A. Giussani,
p. Zaumseil, p. Storck, G. Weidner, t. Schroeder
German MBe Workshop, Jülich, october 01,
2007, Germany
(107) Electrical Characterization of Cubic
PrO 2 (111) Films on Si(111)
o. Seifarth, A. Giussani, t. Schroeder
Surface and Interface Seminar at university
of osnabrück, August 20, 2007, Germany
(108) Characterization of defects in Si by
Synchrotron-Based Techniques
W. Seifert, M. trushin, o. Vyvenko, I. Zizak,
M. Kittler, C. Rudolf
12 th International Conference on Defects Recognition,
Imaging and physics of Semiconductors
(DRIp 12), Berlin, September 09-13,
2007, Germany
(109) Characterization of Recombination Active
defects in Si Using the Synchrotron-Based
Techniques XBC, µ-XRF and µ-XAS at BESSy
Berlin
W. Seifert, o. Vyvenko, I. Zizak, A. erko,
M. Kittler, M. trushin, M. Birkholz
22 nd european photovoltaic Solar energy
Conference and exhibition, Milan,
September 03-07, 2007, Italy
(110) Combined XBIC / XRF Analysis of defects for
Si Materials Research
W. Seifert, V.D. Akhmetov, A. erko, M. Kittler,
M. Birkholz
e-MRS Spring Meeting, Symposium D,
Strasbourg, May 28-June 01, 2007, France
V O R T R ä G E – P R E S E N T A T I O N S
(111) Räumlich hochaufgelöste Charakterisierung
von Rekombinationsaktivität und Metallverunreinigungen
in Silizium mittels
Synchrotrontechniken
W. Seifert, M. trushin, o. Vyvenko, I. Zizak,
A. erko, M. Kittler
Fachtagung prozessnahe Röntgenanalytik
pRoRA 2007, Berlin, november 15-16, 2007,
Germany
(112) Synchrotronbasierte Untersuchungen von
multikristallinem Silizium am BESSy Berlin:
Arbeitsstand und erste Ergebnisse
W. Seifert, o. Vyvenko, M. trushin, I. Zizak,
A. erko, M. Kittler
BMu-projekt-treffen „Solarfocus“, Arnstadt,
September 18-20, 2007, Germany
(113) X-Ray Microscopy of Recombination
Activity and Metal Contamination in Si
Materials: an XBIC / XRF / XANES Study
W. Seifert, M. trushin, o. Vyvenko, A. erko,
I. Zizak, M. Kittler
BeSSY user Meeting, Berlin, December 06-07,
2007, Germany
(114) New LdMOS Module for 0.25 µm SiGe:C
BiCMOS Technologies
R. Sorge
6 th Workshop High-performance SiGe BiCMoS
for Wireless and Broadband Communication,
Frankfurt (oder), September 10, 2007,
Germany
(115) MAC Processor for BASUMA wireless Body
Area Network
Z. Stamenkovic, D. Dietterle, G. panic,
W. Bocer, G. Schoof, J.-p. ebert
5 th IASteD International Conference on
Circuits, Signals and Systems, Banff, Alberta,
July 02-04, 2007, Canada
(116) 60 GHz Transceiver System design
Y. Sun
european Microwave Week, Munich, october
08-12, 2007, Germany
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
7

(117) High Throughput Silicon Based Epitaxy in
a Vertical LPCVd Furnace
e. Suvar, u. Scheit, t. Grabolla, B. tillack, G.
Ritter
5 th International Conference on Silicon epitaxy
and Heterostructures (ICSI-5), Marseille,
May 20-24, 2007, France
(118) Effect of Low-Temperature SiH 4 Exposure
on Heavily Atomic-Layer doping of B in
Low-Temperature Si Epitaxial Growth on
Si(100) by Ultraclean Low-Pressure
Chemical Vapor deposition
H. tanno, M. Sakuraba, B. tillack, J. Murota
3 rd International Workshop on new Group
IV Semiconductor nanoelectronics, Sendai,
november 07-08, 2007, Japan
(119) Heaviliy Atomic-Layer doping of B in
Low-Temperature Si Epitaxial Growth on
Si(100) by Ultraclean Low-Pressure Chemical
Vapor deposition
H. tanno, M. Sakuraba, B. tillack, J. Murota
5 th International Symposium on Control of
Semiconductor Interfaces, tokyo, november
12-14, 2007, Japan
(120) IHP Technology Roadmap Update and
Future Research Topics
B. tillack
6 th Workshop High-performance SiGe BiCMoS
for Wireless and Broadband Communication,
Frankfurt (oder), September 10, 2007,
Germany
(121) Combinatorial Logic Circuitry as Means to
Protect Low Cost devices Against Side
Channel Attacks
F. Vater, S. peter, p. langendörfer
Workshop in Information Security theory and
practices 2007: Smart Cards, Mobile and ubiquitous
Computing Systems, Heraklion, Crete,
May 09-11, 2007, Greece
8 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
V O R T R ä G E – P R E S E N T A T I O N S
(122) A 77-GHz MMIC Power Amplifier driver for
Automotive Radar
l. Wang, J. Borngraeber, W. Winkler,
C. Scheytt
Iet International Conference on Radar Systems
RADAR 2007, edinborough, october 17,
2007, uK
(123) A Single-Ended 79 GHz Radar Receiver in
SiGe Technology
l. Wang, S. Glisic, J. Borngräber, W. Winkler,
J.C. Scheytt
2007 Ieee BCtM, Boston,
September 30 - october 02, 2007, uSA
(124) Modeling the Quadratic Voltage dependence
of High-k MIM Capacitors
Ch. Wenger, t. Schroeder, J. Dabrowski,
R. Sorge, M. lukosius, H.-J. Müssig, S. pasko,
Ch. lohe
InFoS 2007, Athen, June 20-23, 2007, Greece
(125) Non-linear Effects in Thin Amorphous
dielectric Films
Ch. Wenger
2 nd Workshop on Integrated electroceramic
Functional Structures 2007, Berchtesgaden,
June 13-15, 2007, Germany
(126) Regular dislocation Networks in Silicon
Part I: Structure
t. Wilhelm, t. Mchedlidze, X. Yu, t. Arguirov,
M. Kittler M. Reiche
GADeSt 2007, erice, october 14-19, 2007,
Italy
(127) SiGe Quantum well Thermistor Materials
S.G.e. Wissmar, H.H. Radamsson, Y. Yamamoto,
B. tillack, C. Vieider, J.Y. Andersson
5 th International Conference on Silicon epitaxy
and Heterostructures (ICSI-5), Marseille,
May 20-24, 2007, France

(128) Selective Etching of SiGe by HCl by RPCVd
Y. Yamamoto, K. Köpke, R. Kurps, B. tillack
3 rd International Workshop on new Group
IV Semiconductor nanoelectronics, Sendai,
november 07-08, 2007, Japan
(129) Selective Vapor Phase Etching of SiGe by HCl
Y. Yamamoto, K. Köpke, B. tillack
5 th International Conference on Silicon epitaxy
and Heterostructures (ICSI-5), Marseille,
May 20-24, 2007, France
(130) Selective Vapor Phase Etching of SiGe by
HCl in a RPCVd Reactor
Y. Yamamoto, K. Köpke, R. Kurps, B. tillack
5 th International Symposium on Control of
Semiconductor Interfaces, tokyo, november
12-14, 2007, Japan
(131) X-Ray Characterization of a Lattice Perfection
of Heterepitaxial SIS Structures
p. Zaumseil, t. Schroeder, G. Weidner
GADeSt 2007, erice, october 14-19, 2007,
Italy
Berichte
Reports
(1) Einfluss von defekten sowie das
defektkontrollierte Verhalten in Hoch-k
Materialien und an den Grenzflächen zu
den Elektrodenmaterialien
J. Dabrowski, G. lippert, H.-J. Müssig
Studie für AMD Dresden, 31.03.07
(2) Schlussbericht BASUMA. Body Area
Networks for Ubiquitous Multimedia
Applications
D. Dietterle
Final Report on the BASuMA project.
Veröffentlicht als Report 05 / 07 der Computer
Science Reports Serie an der Btu Cottbus im
Dezember 2007
B E R I C H T E – R E P O R T S
(3) wIGwAM Zwischenbericht
e. Grass, F. Herzel, K. tittelbach-Helmrich,
M. piz, M. ehrig, K. Schmalz, R. Kraemer
Zwischenbericht zum BMBF projekt WIGWAM,
FKZ: 01Bu371, 20.02.2007
(4) driven Security Analysis and Architecture
driven Requirement Specification
p. langendörfer, e. osipov
Deliverable D0.2, ubiSec&Sens,
(http: / / www.ist-ubisecsens.org / publications),
2007
(5) white Paper wG5 Services and Applications:
Middleware Platforms for Heterogeneous
distributed Systems
p. langendörfer, M. Maaser
White paper Series of the BMBF
(6) datenübertragung und QoS im wLAN
M. Methfessel, K. tittelbach-Helmrich,
Ch. Schilling, o. Hundt
Zwischenbericht des HoMeplAne projektes
(7) Global Integration of New Valuable Materials
on the Si Platform Via Oxide Buffer Layers
t. Schroeder, p. Storck
Interner Siltronic – IHp technologie projekt –
Bericht, September 2007
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7

Monographien
Monographs
20 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
M O N O G R A P H S / 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 / T H E S E S
(1) Gettering and defect Engineering in
Semiconductor Technology XII
A. Cavallini, H. Richter, M. Kittler, S. pizzini
(eds.)
proceedings of the 12 th International Autumn
Meeting, Zurich, trans tech (2007)
(2) Proceedings ISTdM 2006, Papers from the 3rd International SiGe Technology and device
Meeting
J. Sturm, e. Fitzgerald, S. Koester,
J. Kolodzey, J. Murota, D. paul, B. tillack,
S. Zaima, B. Ghyselen, S. takagi (eds.)
Semiconductor Science and technology,
22(1), (2007)
Habilitationen /Dissertationen
Habilitations / dissertations
(1) Electro-Optical Properties of dislocations in
Silicon and their Possible Application for
Light Emitters
t. Arguirov
Dissertation, Btu Cottbus (2007)
(2) digitale Analyse, Leistungsbewertung und
generative Modellierung von wPAN-Verbindungen
unter industriellen Arbeitsbedingungen
A.R. Vedral
Dissertation FH Bochum (2007)
Diplomarbeiten/Masterarbeiten/Bachelorarbeiten
diploma Theses / Master Theses / Bachelor
Theses
(1) Entwurf eines flächeneffizienten
AES-Moduls mit einem durchsatz im Gigabit-Bereich
t. Andrä
Diplomarbeit, Btu Cottbus (2007)
(2) Entwurf und prototypische Implementierung
eines Bustest-Verfahrens basierend
aus dem Broadside-Ansatz
t. Basmer
Masterarbeit, Btu Cottbus (2007)
(3) Entwicklung einer optischen Proximity –
Korrektur (OPC) für eine 0,13 µm SiGe:C
BiCMOS Technologie
S. Geisler
Diplomarbeit tFH Wildau (2007)
(4) wireless Sensor Networks and the Handling
of data in Network Environment with Limited
Resources - Architecture of the data
Storage
M. Grobelny
Masterarbeit uni Zielona Gora / FH Gießen
(2007)
(5) Entwurf eines Vielfachzugriffsverfahrens
für die Fahrzeugkommunikation
St. Hiebel
Masterarbeit Btu Cottbus (2007)
(6) Handling of data in wireless Sensor
Networks - Query Language and Client
Application
I. Jozwiak
Masterarbeit uni Zielona Gora / FH Gießen
(2007)
(7) Konzeptionierung und prototypische
Implementierung einer Fahrzeugumfelderkennungseinheit
M. lucia
Masterarbeit Btu Cottbus (2007)
(8) Analoger datenfunk: Status Quo oder
nutzbares Potential
St. löwe
Masterarbeit Btu Cottbus (2007)

(9) Entwicklung eines Informationsfluss-Modells
für ubiquitäre Systeme
St. ortmann
Diplomarbeit Btu Cottbus (2007)
(10) Flexibles Konzept zur feingranularen
Energiemessung von mobilen Endgeräten
F. Rechenberger
Diplomarbeit Btu Cottbus (2007)
(11) Auflösungserhöhung in der Photolithographie
durch doppelbelichtung
D. Stolarek
Diplomarbeit, tFH Wildau (2007)
(12) Entwicklung von designkonzepten zur
Verbesserung der Seitenattacken-Resistenz
von Krypto-Beschleunigern
F. Vater
Masterarbeit Btu Cottbus (2007)
P A T E N T E – P A T E N T S
Patente
Patents
(1) Glukosesensor
M. Birkholz, J. Drews, K.-e. ehwald, J. Klatt,
K. Schulz, W. Winkler
De-patentanmeldung IHp.295.06, am
14.03.2007, AZ: 10 2007 013 012.2
(2) Vorrichtung und Verfahren zur Messung der
Viskosität
M. Birkholz, K.-e. ehwald, G. lippert,
D. Roscher
De-patentanmeldung IHp.323.07, am
20.12.07, AZ: 10 2007 057.830.1
(3) Radar-basiertes, tragbares Orientierungssystem
D. Dietterle
De-patentanmeldung IHp.307.07, am
05.09.07, AZ: 10 2007 042 395.2-55
(4) Mikroviskosimeter
J. Drews, K.-e. ehwald, K. Schulz
De-patentanmeldung IHp.297.07, am
29.06.07, AZ: 10 2007 031 128.3
(5) Multiphasen-Oszillator
H. Gustat
De-patentanmeldung IHp.317.07, am 5.11.07,
AZ: 10 2007 052 933.5
(6) PLL-Schaltung für Frequenzverhältnisse
mt nichtganzzahligen werten
H. Gustat
De-patentanmeldung IHp.304.07, am
29.06.07, AZ: De 10 2007 031 127.5
(7) Sigma-delta-Modulator mit Rückkopplung
für Leistungsverstärker
H. Gustat
uS-patentanmeldung IHp.281.06 am
19.11.07
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
2

(8) Verfahren und Vorrichtung für die
Sigma-delta-Modulation
H. Gustat
uS-patentanmeldung IHp.277.06,
am 14.11.07
(9) Open Loop double-Sampling Track and
Hold Circuit
S. Halder, H. Gustat
De-patentanmeldung IHp.312.07,
am 29.06.07, AZ: 10 2007 031 130.5
(10) Versetzungsbasierter Lichtemitter mit
MIS-Struktur
M. Kittler, X. Yu, o.F. Vyvenko, t. Arguirov,
W. Seifert, M. Reiche
pCt-patentanmeldung IHp.283.pCt,
am 30.05.07, AZ: pCt / ep2007 / 055256
(11) Komplementäre Bipolar-Halbleitervorrichtung
D. Knoll, B. Heinemann, K.-e. ehwald
pCt-patentanmeldung IHp.294.pCt,
am 07.12.07, AZ: pCt / ep2007 / 063551
(12) Inter-wLAN QoS Signalisierer
R. Kraemer
De-patentanmeldung IHp.314.07,
am 20.11.07, AZ: 10 2007 056 136.0
(13) Senderempfänger mit kognitivem
HF-Kanal-Profiling
R. Kraemer
De-patentanmeldung IHp.313.07,
am 09.11.07, AZ: 10 2007 054 300.1
(14) GALS-Schaltung mit arbitriertem
eingangs- und ausgangsseitigem
Taktantrieb
M. Krstic, e. Grass
De-patentanmeldung IHp.310.07,
am 09.11.07, AZ: 10 2007 054 302.8
22 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
P A T E N T E – P A T E N T S
(15) Geschütztes Ausführen einer datenverarbeitungsanwendung
eines diensteanbieters
für einen Nutzer durch eine vertrauenswürdige
Ausführungsumgebung
p. langendörfer, M. Maaser
pCt-patentanmeldung, IHp.272.pCt,
am 26.04.07, AZ: pCt / ep2007 / 054117
(16) Verfahren und Vorrichtung zur Reduktion
eines Polynoms in einem binären finiten
Feld, insbesondere im Rahmen einer
kryptographischen Anwendung
p. langendörfer, S. peter
pCt-patentanmeldung IHp.276.06,
am 21.03.07, AZ: pCt / ep2007 / 052707
(17) Stromloser Stand-By
o. Maye, M. Maaser, J. Schäffner
De-patentanmeldung IHp.305.07,
am 29.06.07, AZ: 10 2007 030 599.2
(18) Semiconductor Laser Based on
Imperfections in Silicon
t. Mchedlidze, M. Kittler, t. Arguirov,
M. Reiche
De-patentanmeldung IHp.302.07,
am 29.06.07, AZ: 10 2007 031 132.1
(19) Thermal Processing of Semiconductor
wafers without Supports
t. Mchedlidze, M. Kittler, V.D. Akhmetov
De-patentanmeldung IHp.301.07,
am 29.06.07, AZ: 07 107 347.2
(20) Architektur für verteilte Systeme
M. Methfessel
De-patentanmeldung IHp.291.06
am 29.06.07, AZ: 10 2007 030 601.8
(21) Autokonfigurierbare Sensorvorrichtung
M. Methfessel
De-patentanmeldung IHp.290.06
am 29.06.07, AZ: 10 2007 030 597.6

(22) Schichtstruktur mit Barium- oder
Strontium enthaltendem Metalloxid
H.-J. Müssig, G. lupina, G. lippert,
J. Dabrowski, Ch. Wenger
De-patentanmeldung IHp.326.07,
am 21.12.07, AZ: 10 2007 063.437.6
(23) Reduktion von Seiten-Kanal-Informationen
durch interagierende Krypto-Blocks
S. peter, M. Methfessel, p. langendörfer,
F. Vater
De-patentanmeldung IHp.288.06,
am 09.02.07, AZ: 10 2007 007 699.3
(24) UwB / 60 GHz Transceiver
J.C. Scheytt
ep-patentanmeldung IHp.322.07,
am 29.10.2007, AZ: 07 119 524.2
(25) Elektrischer Schaltkreis mit doppel-
Modul-Redundanz zur Handhabung von
Single-Event-Effekten
G. Schoof
De-patentanmeldung IHp.298.07
am 25.05.07, AZ: 10 2007 024 983.9
(26) Integrierte Schaltung mit Strahlungsschutz
G. Schoof
pCt-patentanmeldung IHp.286.pCt
am 13.11.07, AZ: pCt / ep 2007 / 062257
(27) Messung der Laufzeit von wLAN-Paketen
K. tittelbach-Helmrich
De-patentanmeldung IHp.303.07,
am 29.06.07, AZ: 10 2007 031 129.1
(28) Erweiterter Clock watchdog
F. Vater, St. peter, u. Jagdhold,
p. langendörfer
De-patentanmeldung IHp.306.07,
am 29.06.07, AZ: 10 2007 031 131.3
P A T E N T E – P A T E N T S
(29) Taktüberwachungsschaltung
F. Vater, u. Jagdhold, St. peter,
p. langendörfer
De-patentanmeldung IHp.296.07
am 07.05.07, AZ: 10 2007 022 369.4
(30) Vorrichtungen und Verfahren zur
geschichteten Informationsübertragung
mit differentiell kryptographisch verschlüsselten
Vollständigkeitsstufen
F. Vater, M. Maaser
De-patentanmeldung IHp.311.07,
am 02.11.07, AZ: 10 2007 052 932.7
(31) dreidimensionaler Metall-Isolator-Metall-
Kondensator ohne zusätzlichen Maskenschritt
Ch. Wenger, D. Knoll, D. Wolansky
De-patentanmeldung IHp.300.07,
am 02.10.07, AZ: 10 2007 048 178.2
(32) Selektives wachstum von polykristallinem
siliziumhaltigen Halbleitermaterial auf
siliziumhaltiger Halbleiteroberfläche
Y. Yamamoto, B. tillack, B. Heinemann
De-patentanmeldung IHp.280.06,
am 22.02.07, AZ: 10 2007 010 563.2-43
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
2

2 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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
Deliverables and Services

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
Multiprojekt 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 oder Radar. Sie bieten integrierte
HBTs mit Grenzfrequenzen bis zu 300 GHz und integrierte
HF-LDMOS-Bauelemente mit Durchbruchspannungen bis
zu 31 V einschließlich komplementärer Bauelemente.
Das Backend enthält 3 (SG13S: 5) dünne und 2 dicke
Metallebenen (TM1: 2 µm, TM2: 3 µm).
Verfügbar sind folgende SiGe BiCMOS Technologien:
SG25H1: Eine 0,25-µm-BiCMOS-Hochleistungs-
Technologie mit npn-HBTs bis zu
f T / f max = 180 / 220 GHz.
SG25H2: Eine komplementäre 0,25-µm-BiCMOS-
Hochleistungs-Technologie mit npn-HBTs
ähnlich SG25H1 und zusätzlichen pnp-HBTs
mit f T / f max = 90 / 120 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.
SGB25VD: Eine kostengünstige 0,25-µm-BiCMOS-
Technologie mit mehreren npn-Transistoren
mit Durchbruchspannungen bis zu 7 V.
Eine Besonderheit dieser Technologie sind
zusätzliche integrierte komplementäre
HF-LDMOS-Bauelemente mit
Durchbruchspannungen bis zu 31 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.
SG13B: Identisch SG13S, aber ohne die 1,2 V Logik-CMOS.
Multiproject 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 bands (e.g. for wireless,
broadband, radar). they provide integrated HBts with
cut-off frequencies of up to 300 GHz and integrated
RF lDMoS devices with breakdown voltages of up to
31 V, including complementary devices.
the backend offers 3 (SG13S: 5) thin and 2 thick metal
layers (tM1: 2 µm, tM2: 3 µm).
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.
SG25H2: A complementary high-performance
0.25 µm BiCMoS with npn-HBts similar to
SG25H1 and additional pnp-HBts with
f t / f max = 90 / 120 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.
SGB25VD: A cost-effective 0.25 µm BiCMoS with a set of
npn-HBts up to a breakdown voltage of
7 V. A distinctive feature of this technology
is additional integrated complementary
RF lDMoS devices with breakdown
voltages up to 31 V.
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.
SG13B: Identical to SG13S but without 1.2 V logic
CMoS.
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
2

26 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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
Es finden technologische Durchläufe nach einem festen,
unter www.ihp-microelectronics.com verfügbaren
Zeitplan statt.
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.
In den folgenden Tabellen sind die wesentlichen Parameter
der Technologien dargestellt:
1. High-Performance 0.25 µm SiGe BiCMOS
(SG25H1)
Parameter npn1 npn2
Bipolar Section
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 4.5 V
V A 40 V 40 V
β 200 200
the schedule for MpW & prototyping runs is located
at www.ihp-microelectronics.com.
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
for wireless and broadband are offered to support
designs.
technical key-parameters of the technologies are:
2. Complementary High-Performance 0.25 µm
SiGe BiCMOS (SG25H2)
Parameter npn pnp
Bipolar Section
A e 0.21 x 0.84 µm 2 0.22 x 0.84 µm 2
peak f max 170 GHz 120 GHz
peak f t 170 GHz 90 GHz
BV Ce0 1.9 V - 2.8 V
BV CBo 4.5 V - 4.0 V
V A 40 V 30 V
β 200 100
3. 0.25 µm SiGe BiCMOS with a set of npn-HBTs, ranging from high RF performance to high breakdown
voltages (SG25H3)
Parameter High High Medium High
Performance1 Performance2 Voltage Voltage
Bipolar Section
A e 0.22 x 0.84 µm 2 0.42 x 0.84 µm 2 0.22 x 2.24 µm 2 0.22 x 2.24 µm 2
peak f max 180 GHz 140 GHz 140 GHz 80 GHz
peak f t 110 GHz 120 GHz 45 GHz 30 GHz
BV Ce0 2.3 V 2.3 V 5 V > 7 V
BV CBo 6.0 V 6.0 V 15.5 V 21.0 V
V A 30 V 30 V 30 V 30 V
β 150 150 150 150

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
4. 0.25 µm SiGe BiCMOS with High-Voltage devices (SGB25Vd)
Parameter High Standard High
Performance Voltage
Bipolar Section
A e 0.42 x 0.84 µm 2
LdMOS Section
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
n-LdMOS 29
n-LdMOS p-LdMOS
n-LdMOS 23 n-LdMOS 13 n-LdMOS p-LdMOS 8 p-LdMOS 12
I10****
BV * DSS 31 V
26 V 15 V 11.5 V -10 V -13.5 V
I ** Dsat 101 µA / µm 140 µA / µm 140 µA / µm 175 µA / µm 85 µA / µm 90 µA / µm
(V = 1.5 V)
GS (V = 1.5 V) GS (V = 1.5 V) GS (V = 1.5 V) (V = -1.5 V) GS GS (V = -1.5 V)
GS
Ileakage < 15 pA / µm < 15 pA / µm < 15 pA / µm < 15 pA / µm < 50 pA / µm < 50 pA / µm
(V = 25 V)
DS (V = 20 V) DS (V = 10 V) DS (V = 8 V) DS (V = -8 V) DS (V = -8 V)
DS
RON 20 Ωmm 11 Ωmm 7 Ωmm 7.5 Ωmm 16 Ωmm 11.5 Ωmm
Peak f *** 32 GHz
max 40 GHz 43 GHz 46 GHz 25 GHz 22 GHz
Peak f *** 14 GHz
T 19 GHz 23 GHz 21 GHz 11 GHz 11 GHz
*:@ 00 pA / µm **:@V = V ***:@V = V (@V = 20 V for n-LDMOS 2 ) ****: substrate isolated
DS DS DS
parameters were extracted after initial drive in, i.e. after a single measurement of the DC transfer characteristic
(|V | = 0...2.5 V; V = 0...0.8*BV )
GS DS DSS
A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
27

28 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 7
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 and Passives of 0.25 µm Technologies
Parameter SG25H1 – H3 SGB25Vd
CMOS Section
Core Supply Voltage 2.5 V
nMoS V th 0.6 V
I Dsat 540 µA / µm 570 µA / µm
I off 3 pA / µm
pMoS V th - 0.56 V - 0.51 V
I Dsat 230 µA / µm 290 µA / µm
I off 3 pA / µm
Passives
MIM Capacitor 1 fF / µm 2
n + poly Resistor 210 Ω /
p + poly Resistor 280 Ω / 310 Ω /
High poly Resistor 1600 Ω / 2000 Ω /
Varactor C max / C min 3
Inductor Q@5.8 GHz (with tM2) 20 (1 nH), 15 (1.8 nH)
Inductor Q@10 GHz (with tM2) 23 (0.7 nH), 22 (1 nH)
. 0. µm SiGe BiCMOS (SG S, SG B)
Parameter
npn13P npn13V
Bipolar Section (SG13S, SG13B)
A e 0.12 x 0.48 µm 2 0.18 x 1.00 µm 2
peak f max 300 GHz 120 GHz
peak f t 250 GHz 45 GHz
BV CBo 1.7 V 4 V
BV CBo 5.5 V 16 V
β 500 450
Logic I/O
CMOS Section (SG13S) (SG13S, SG13B)
Supply Voltage 1.2 V 3.3 V
I Dsat NMOS 440 µA /µm 550 µA/µm
I Dsat PMOS 200 µA /µm 240 µA/µm
I off 50 pA /µm 1 pA/µm

Design Kits
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 Design Kits unterstützen eine Cadence Mischsignal-
Plattform:
- Design Framework II (Cadence 5.0-5.1 / 6.1
vorgesehen ab 4. Quartal 2008)
- Verhaltens-Beschreibung (Verilog HDL)
- Logische Synthese & Optimierung (VHDL / HDL
Compiler, Design Compiler / Synopsys, Power
Compiler / Synopsys)
- Test Generation / Synthetisierer / Test Compiler
(Synopsys)
- Simulation (RF: SpectreRF, Analog: SpectreS,
Verhaltens-Beschreibung / Digital: Leapfrog / NC-
Affirma / Verilog-XL / ModelSim)
- Platzieren & Verbinden (Silicon Ensemble & Preview)
- Layout (Virtuoso Editor-Cadence)
- Verifizierung (Diva and Assura: DRC / LVS / Extract /
Parasitic Extraction)
- ADS-Support über RFDE / RFIC mit dynamischem
Link zu Cadence ist verfügbar
- Ein eigenständiges ADS Kit einschließlich
Momentum Substrate Layer File wird unterstützt,
jedoch ohne Layout-Unterstützung
- Unterstützung von Analog Office und Tanner über
Partner
- ECL-Bibliothek für SGB25VD
- Strahlungsresistente CMOS-Bibliothek
- β Design Kit für 0,13 µm BiCMOS ist ab
2. Quartal 2008 verfügbar
Verfügbare analoge und digitale Blöcke und Designs
für die drahtlose und Breitbandkommunikation
Zur Unterstützung von Designs bietet das IHP Schaltungsblöcke
und Schaltungen für Lösungen im Bereich
drahtlose und Breitbandkommunikation an:
- 77-81 GHz SiGe Radar Frontend und Frontend-
Komponenten (VCO, PA, Mischer, Frequenzteiler)
- Komponenten für 60-GHz-SiGe-HF-Frontends
(LNA, Mischer, vollständig integrierte PLL und PA)
- 60 GHz SiGe Empfänger-Frontend mit vollständig
integrierter PLL
- 60 GHz SiGe Sender-Frontend mit vollständig
integrierter PLL
- SiGe Mischer, VCOs, Prescaler, VCO-Prescaler für 24 GHz
design Kits
the design kits support a Cadence mixed signal platform:
- Design Framework II (Cadence 5.0-5.1 / 6.1
scheduled for Q4 2008)
- 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,
Behavioral / Digital: leapfrog / nC-Affirma /
Verilog-Xl / ModelSim)
- place & Route (Silicon ensemble & preview)
- layout (Virtuoso editor-Cadence)
- Verification (Diva and Assura: DRC / lVS / extract /
parasitic extraction)
- ADS-support via RFDe / RFIC dynamic link to
Cadence is available
- A standalone ADS Kit including Momentum
substrate layer file is supported, but without
layout support
- Support of Analog office, Catena, and tanner
via partners is available
- eCl library for SGB25VD
- Radiation hard CMoS library
- β Design Kit for 0.13 µm BiCMoS will be available
from Q2 2008
Available Analog and digital Blocks and designs
for wireless and Broadband Communications
to support designs, IHp offers a wide range of blocks
and designs for wireless & broadband solutions:
- 77-81 GHz SiGe radar frontend and frontend
components (VCo, pA, mixer, frequency divider)
- 60 GHz SiGe RF Frontend Components
(lnA, Mixers, fully-integrated pll and pA)
- 60 GHz SiGe RX-Frontend with fully-integrated
pll
- 60 GHz SiGe tX-Frontend with fully-integrated
pll and pA
- 24 GHZ SiGe mixers, VCos, prescaler, VCo-prescaler
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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
- SiGe DAC-Komponenten für mittlere und hohe
Geschwindigkeiten bis zu 30 GSps
- SiGe UWB Transceiver-Komponenten wie Mischer-
Korrelator und Breitband-LNA
- Impuls-UWB SiGe-HF-Frontend mit Lokalisierungs-
Schaltung und Komponenten für UWB HF-Transceiver
- Statische und dynamische SiGe Teilerschaltungen
bis zu 90 GHz
- 5 GHz SiGe Breitband-Modem (1 Gbps) für OFDM
- Rauscharme SiGe LC-VCOs im Bereich zwischen
10 und 120 GHz
- SiGe Integer-N PLLs mit integriertem VCO mit
geringem Phasenrauschen (8-11 GHz, 16-19 GHz,
20-24 GHz, 48 GHz, 56 GHz)
- SPI-Interface
- MATLAB-Modelle für einen digitalen Basisband-
Prozessor für ein IEEE 802.11a / g / p-konformes
Modem einschliesslich der Einheiten für Synchronisation
und Kanalschätzung
- Designs für Komponenten zur Basisband-Verarbeitung
(Viterbi Decoder, FFT / IFFT Prozessor,
CORDIC Prozessor)
- Synthetisierbares VHDL-Modell des kompletten
IEEE 802.11a OFDM Basisband- Prozessors einschließlich
der Synchronisation und Kanalschätzung
- Echtzeit-Implementierung des MAC-Layers für ein
IEEE 802.11a-kompatibles Modem
- Design von eingebetteten Anwendungen, bestehend
aus einem auf MIPS- oder LEON-Prozessoren
laufenden C-Programm
- Design eines speziellen Hardware-Beschleunigers
- Ein abstraktes SDL-Modell des MAC-Layer für ein
IEEE 802.11a- und HiperLAN / 2-kompatibles Modem
mit Testbenches für verschiedene Anwendungs-
Szenarien
- Ein abstraktes SDL-Modell für IEEE 802.15.3 und
IEEE 802.15.4
- 5-GHz-Link-Emulator und Entwicklungsumgebung
für WLAN
- TCP / IP-Prozessor einschließlich Hardware-Beschleuniger
für das Protokoll sowie symmetrische und asymmetrische
Verschlüsselung einschließlich MD5
- IP-Cores für flexible ECC- und AES-Kryptoprozessoren
- Basisband-Modelle und Realisierungen für Gigabit-WLAN
- Kontext-sensitive verteilte Middleware-Plattform
- SiGe DAC components for medium and high speed up
to 30 GSps
- SiGe uWB transceiver components such as mixer
correlator, broadband lnA
- Impulse uWB SiGe RF Frontend with localization
circuitry and uWB RF transceiver components
- Static and dynamic SiGe divider circuits for up
to 90 GHz
- 5 GHz SiGe broadband modem (1 Gbps) for oFDM
- low-noise SiGe lC-VCos in the range between
10 and 120 GHz
- SiGe Integer-n plls with integrated low
phase-noise VCo (8-11 GHz, 16-19 GHz,
20-24 GHz, 48 GHz, 56 GHz)
- SpI-Interface
- MAtlAB models of a digital baseband
processor for an Ieee 802.11a / g / p compliant
modem, including the synchronization and
channel estimation units
- Designs for baseband processing components
(Viterbi decoder, FFt / IFFt processor,
CoRDIC processor)
- Synthesizable VHDl model of the complete
Ieee 802.11a oFDM baseband processor including
synchronization and channel estimation
- Realtime implementation of the MAC layer for an
Ieee 802.11a compliant modem
- Design of embedded applications consisting of
a C-program running on MIpS or leon processors
- Design of dedicated hardware accelerator
- Abstract SDl model of MAC layer for
Ieee 802.11a and HiperlAn / 2 compliant
modem with testbenches for various deployment
scenarios
- Abstract SDl model for Ieee 802.15.3 and
Ieee 802.15.4
- 5 GHz link emulator and WlAn design /
debug kit
- tCp / Ip-processor including hardware
accelerators for protocol and symmetric
and asymmetric encryption including MD5
- Ip-cores for flexible eCC and AeS cryptoprocessors
- Baseband-models and realisations for Gigabit WlAn
- Context-sensitive distributed Middleware plat-
form (plASMA) for wireless internet applications

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
(PLASMA) für das drahtlose Internet
- Drahtlose Sensorknoten, basierend auf einer
MSP430-Prozessorarchitektur
- Beratung zu Gigabit WLAN-Systemen
- Beratung zum Design von MAC-Protokollen
- Beratung zu drahtlosen Sensornetzen und deren
Anwendungen
Transfer von Technologien und Technologie-Modulen
Das IHP bietet den Transfer seiner 0,25-µm-BiCMOS-
Technologien und Technologiemodule (HBT, LDMOS)
an. Die technologischen Parameter entsprechen weitgehend
den oben für MPW & Prototyping genannten.
Unterstützung bei Prozess-Modulen
Das IHP bietet Unterstützung bei der Realisierung spezieller
Prozess-Module für Forschung und Entwicklung
und für Prototyping bei geringen Volumina für Standard-Prozess-Module
und Prozess-Schritte.
Verfügbar sind u.a. folgende Prozess-Module:
- Standard-Prozesse (Implantation, Ätzen, CMP &
Abscheidung von Schichtstapeln wie thermisches
SiO 2 , PSG, Si 3 N 4 , Al, TiN, W)
- Epitaxie (Si, Si:C, SiGe, SiGe:C)
- Optische Lithographie (i-Linie und 248 nm bis
hinab zu 100 nm Strukturgröße)
- Verkürzte Prozessabläufe.
Fehleranalyse und Diagnostik
Das IHP bietet Unterstützung bei der Ausbeuteerhöhung
durch Fehleranalyse mit modernen Ausrüstungen
wie z.B. AES, AFM, FIB, LST, REM, SIMS, STM und TEM.
- Wireless sensor nodes based on MSp430
processor architecture
- Consultancy for Gigabit WlAn systems
- Consultancy for MAC protocol design
- Consultancy for wireless sensor networks and
applications
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)
- optical lithography (i-line and 248 nm down
to 100 nm structure size)
- Short-flow processing.
Failure Mode Analysis and diagnostics
IHp offers support for yield enhancement through failure
mode analysis with state-of-the-art equipment,
including AeS, AFM, FIB, lSt, SeM, SIMS, StM and teM.
Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an: 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
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Wegbeschreibung zum IHP
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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
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).
- Vom Flughafen Berlin-Tempelhof mit der U-Bahnlinie
U 6 Richtung Alt-Tegel bis zur Haltestelle Friedrichstraße
(11 Minuten); umsteigen in den Regional-
Express RE 1 bis Frankfurt (Oder) Hauptbahnhof
(ca. 1 Stunde 15 Minuten).
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 Airport-
express 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).
- From Berlin-tempelhof Airport take the subway
line u 6 in the direction Alt-tegel to the station
Friedrichstraße (11 minutes); there transfer to
the Regionalexpress Re 1 to Frankfurt (oder)
Hauptbahnhof (appr. 1 hour 15 minutes).
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).

Herausgeber / Publisher
IHp GmbH – Innovations for High performance Microelectronics
/ 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
e-Mail ihp@ihp-microelectronics.com
Internet www.ihp-microelectronics.com
I M P R E S S U M – I M P R I N T
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, IHp, Winfried Mausolf,
Rainer Weißflog
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