Sensorsysteme & Simulation
- Thermische Puls-Laufzeitmessung zur Bestimmung von Flussgeschwindigkeit und Medienparametern von Fluiden
- Sensorentwicklung für die Automatisierungstechnik und Medizintechnik
- Steuer- und Regelung von Prozessen mit Echtzeitsystemen
- Integrierte Signalerfassung, Signalkonditionierung und verarbeitung
- Numerische Simulation von multiphysikalischen Phänomenen (Strömung, Wärme, magnetische und elektrische Felder etc.)
- Analytische Berechnungen von physikalischen Parametern in der Sensorentwicklung
- Umfeldtests mittels Klima-und Vibrations-Prüfständen
Aufbau- & Verbindungstechnik
- Entwicklung, Design und Herstellung von Photovorlagen für die Leiterplattenfertigung
- Konstruktion von spezifisch angepassten (z. B. Form und Dimensionierung) Multilayer- und flexiblen Leiterplatten
- Bestücken von bedrahteten und oberflächenmontierten
- Bauelementen
- Bond-, Klebe- und Verkapselungstechniken
- Kontaktlose, topologische Messungen an Oberflächen
- Rauhigkeitsbestimmung
Chip-Design & Technologie
- Charakterisierung von Halbleiterbauelementen am Spitzenmessplatz
- Oberflächenvermessung von MEMS-Strukturen am Laserprofilometer
- Beschichtung von Bauelementen in Bedampfungsund Sputteranlagen
- Laser-Annealing von Si- und SiGe-Strukturen mit UV-Excimer-Laser
- Design von Digital- und Analog-Schaltungen
- 350 nm CMOS-Prozess im Partnerinstitut Fraunhofer IMS
- CMOS-Bildsensorik und Zeilensensoren
- Kombinierte integrierte Hochvoltschaltungen bis zu 600 V
Medizinische Gerätetechnik & Sensorik
- Entwicklung von Diagnoseunterstützungssystemen für den Klinikeinsatz (z. B. Zerviton- Messhelm zur mobilen Kopf- und Augenbewegungsanalyse; Wireless-EEG zur mobilen Ableitung von hirnelektrischen Potenzialen in rauer Umgebung)
- Geräte und Komponenten als „Assistenten“ zur Lebensunterstützung (Ambient Assisted Living, AAL) im Alltag (z. B. Sturzdetektions-, Alarmierungs- und Ortungssysteme)
- Neuartige Wireless-Systemkonzepte (z. B. autarke Monoelektroden-Module zur dezentralen, mobilen EEG-Ableitung mit Funktions- und Lagekontrollmechanismen)
- Funktionalisierung von Möbeln im Klinik- und Pflegeumfeld (z. B. in Pflegebetten integrierte Sensorik zur automatischen Präsenz-, Sturz- und Notfallerkennung)
Drahtlos-Techniken & Systeminteraktion
- Entwicklung und Design von autarken miniaturisierten Funksystemen
- Anwendungsfindung und Systemintegration von Funkmodulen
- Einsatz der IEEE Funkstandards 802.15.4 (ZigBee) und Bluetooth in medizintechnischen Sensoranwendungen
- Telemetrie- und Telemedizin-Anwendugen mit den Funkstandards GSM/GPRS/UMTS
- Fernwartung und Ortung von Systemen via GSM und GPS
- Selbstständige Ad–hoc-Vernetzung von Funksystemen zu komplexen Funktions-Netzwerken
ANTEMES
Basierend auf der Grundidee der Übertragung von im Bereich der Nachrichtentechnik zur Informationsübermittlung angewendeten Verfahren der Signalaufbereitung und Filterung auf die sichere Detektion von charakteristischen Sensorsignalen, die bereits in einer Musterimplementierung erprobt wurde, soll ein neuartiger Ansatz verfolgt werden. Kernziel des Vorhabens ist die Findung, Aufbereitung und Verallgemeinerung der theoretischen Grundlagen der Verfahrensidee sowie der Verfahrensgrenzen. Ausgangspunkt der Betrachtung ist eine konkrete Modellimplementierung: Die Flussgeschwindigkeitsmessung von inhomogenen Medien (z. B. Gemengen von Medien in unterschiedlicher Konzentration, unterschiedlicher Viskosität und mit unterschiedlichen thermischen Eigenschaften) mittels einer neuartigen kontaminationsfreien Markierungsmethode (thermisches "Time-of-Flight"-Prinzip mit spezieller Anregung und Auswertung, die auf typischerweise nachrichtentechnischen Methoden basiert). Das Verfahren ist in diesem Einsatzbereich neuartig und ermöglicht eine genaue Flussmessung ohne Kenntnis der Kennparameter des Mediums. Aufbauend auf den Ergebnissen der Analysen und modellgestützten Synthese für homogene und inhomogene Medien und aus Dualitäts-betrachtungen soll eine Übertragung auf ähnliche, mit der Strömungsmessung im ursächlichen Zusammenhang stehende Messprobleme und Sensorprinzipien wie z. B. Strömungsprofilmessung, Inhomogenitätsbewertung, Konzentrationsbestimmung u. A. erfolgen. Begleitend werden Querempfindlichkeiten eingebunden und Ihr Einfluss analysiert und quantifiziert.
-> Das Projekt ist von der DFG um 2 weitere Jahre verlängert worden.
FLEXBild
Charge Coupled Devices oder CMOS-Bildsensoren werden heute mit einer hohen Auflösung in Kameras, Videokameras oder Handys eingesetzt. Auf Grund der Waferdicke sind die Bildsensorchips starr, deshalb bleibt ihr Einsatz zurzeit auf die herkömmliche Bildaufnahme beschränkt. Wird Silizium auf Dicken < 30 μm gedünnt, wird es flexibel. Flexible CMOSBildsensoren würden das Anwendungsspektrum wesentlich vergrößern. Sie könnten beispielsweise auf einen runden Stab aufgebracht optische Information aus dem 360°-Umfeld des Stabes aufnehmen.
Forschungsziel ist es, die optischen und elektrischen Eigenschaften von integrierten Bildsensorarrays in CMOS-Technologie auf einkristallinen gedünnten flexiblen Siliziumchips zu untersuchen. Dabei soll einmal der Einfluss von mechanischem Stress auf die optischen Eigenschaften (spektrale Lichtempfindlichkeit, Quantenwirkungsgrad, Dunkelströme) einzelner Photosensoren und Photosensorarrays systematisch auf (100)-Wafern in Abhängigkeit von der Orientierung zum Substrat untersucht werden. Weiterhin werden die elektrischen Eigenschaften (Schwellenspannung, Ladungsträgerbeweglichkeit, Leckströme) passiver und aktiver Bauelemente sowie integrierter Schaltungen in Bezug auf mechanischen Stress charakterisiert. Ziel der Untersuchungen ist die Bauelemente- und Schaltungssimulation dieser Abhängigkeiten, die Erstellung von Schaltungskonzepten und von Designregeln, die den Einfluss von mechanischem Stress berücksichtigen und ihn nach Möglichkeit zu minimieren bzw. zu kompensieren gestatten.
