Projekt- und Abschlussarbeiten

Aktuelle Projekt- und Abschlussarbeiten

Die unten aufgeführten Themen werden derzeit als Projekt- bzw. Abschlussarbeiten angeboten

Ansprechpartner: Prof. Dr. Nils Weimann

Aktuell verfügbare Aufgabenstellungen

(M.Sc.) Entwicklung von RTD THz Emittern

Hintergrund:

Im Terahertz (THz) Bereich zwischen 300 GHz bis zu 4 THz entwickeln sich zurzeit viele neuartige Anwendungen: kontaktlose Materialerkennung und -charakterisierung, ultraschnelle drahtlose Datenübertragung von mehreren Tbit/s, Detektierung versteckter Objekte in Robotik- und Sicherheitsanwendungen. Für diese Anwendungsfelder werden kompakte Signalquellen und -detektoren benötigt, die hohe Ausgangsleistung effizient bereitstellen, empfindlich sowie rauscharm detektieren, und kompakt, robust und kostengünstig hergestellt werden können.

Wir untersuchen im SFB/TRR196 MARIE die Resonante Tunneldiode (RTD), ein auf dem quantenmechanischen Tunneleffekt basierendes Bauelement, mit dem bis heute Signale bis zu 2 THz erzeugt werden können. Durch Verbesserung der Halbleiter-Vertikalstruktur, der Bauelement-Herstellungsprozesse und der Zusammenschaltung in Arrays versuchen wir, die Performanz dieser THz-Komponenten zu verbessern.

Mögliche Themengebiete:

  • Prozessentwicklung von Multilagen Antennenstrukturen für die effiziente Einkopplung eines Injektionssignals für Beamsteering Anwendungen unter Verwendung von gängigen Halbleiterprozessschritten und Materialien, sowie modernster Hochfrequenzmesstechnik.
     
  • Schichtentwicklung in der Molekularstrahlepitaxie des aktiven RTD Schichtpakets zur Erhöhung der Performancedaten hinsichtlich höchste erreichbare Frequenz fmax, Leistung Pout und DC-to-RF Effizienz ηdc-to-rf. Nutzung von modernster Hochfrequenzmesstechnik zum Charakterisieren der Diode.
     
  • Design von on-wafer Oszillatoren bei unterschiedlichen Frequenzen zur Analyse des Verhaltens der RTD bei hohen Frequenzen unter Verwendung von Industrie relevanter Designsoftware für Hochfrequenzschaltkreise.
     
  • Design eines modellierbaren Feed Netzwerks für RTD Oszillatoren zur Modellierung des Signals für zum Beispiel Kommunikationsanwendungen unter Verwendung von Industrie relevanter Designsoftware für Hochfrequenzschaltkreise.
  • Weiterentwicklung der geometrischen Struktur der RTD zur Erhöhung der Performance bei höchsten Frequenzen bei Nutzung hochauflösender Elektronenstrahllithographie

Betreuer: M.Sc. Enes Mutlu

(M.Sc./B.Sc.) Entwicklung und Charakterisierung von GaN basierten Bauelementen

Die stickstoffhaltigen Verbindungshalbleiter werden allgemein als Nitrid-Halbleiter bezeichnet. Die bekannteste Verbindung ist hier das Gallium-Nitrid (GaN), welches u.a. die Grundlage der modernen Beleuchtungstechnik in Form von LEDs ausmacht. Neben der hohen optoelektronischen Relevanz weisen sich die III-Nitrid Halbleiter in Hochleistungsbauelementen aus, wie z.B. den High-Electron-Mobility Transistors (HEMTs). Eine Besonderheit der Nitrid-Halbleiter liegt in ihrer Kristallstruktur. Im Material liegt richtungsabhängig ein spontanes und piezoelektrisches Polarisationsfeld vor. Dies wird gezielt zur Herstellung einfacher HEMTs genutzt, wirkt sich aber auf Quantenbauelemente, wie z.B. den LEDs, meist negativ auf ihre Effizienz aus.

In unserem Fachgebiet arbeiten wir an 2 GaN-basierten Bauelementen. Eines davon ist die resonante Tunneldiode (RTD) für Anwendungen in Oszillator Schwingkreisen. Das andere ist ein HEMT für die Anwendung als Sensor. Zu den Arbeiten gehört die Entwicklung der Epitaxie der Bauelemente aus der Metallorganischen Gasphasenepitaxie (nur Masterarbeiten), eine entsprechende Planung und Entwicklung der Technologie, sowie die Aneignung und Anwendung geeigneter Charakterisierungsmethoden in den einzelnen Phasen der Bauelemententwicklung. Die erarbeiteten Ergebnisse sollen zur Modellentwicklung und weiteren Optimierung der Prozesse und der Bauelemente genutzt werden.

Bei Interesse an den Nitrid-Bauelementen können Sie sich gerne bei uns für weitere Informationen melden.

Betreuer: M.Sc. Patrick Häuser

(M.Sc.) Optimierung der Emitter- sowie Basis-Kontakte für nano-skalierte HBTs

Hintergrund:

Der Indium-Phosphid Doppel-Heterostruktur Bipolar Transistor (InP DHBT) ist ein vielversprechender Kandidat für Höchstfrequenzanwendungen. Für hoch performante HBTs sind Metall-Halbleiter Kontakte mit geringem Wiederstand notwendig

Aufgabe:

Im Rahmen dieser Arbeit werden die Parameter des Aufdampfprozesses für n- und p- Kontakte entwickelt. Für die Entwicklung von nano-skalierten Kontakten werden verschiedene Vorbehandlung des Wafers untersucht. Für die Charakterisierung des Wafers, sowie der Kontakte, werden unterschiedliche Anlage, sowie Messungsverfahren benutzt, z.B. REM, AFM, TLM-Messung und Hall-Messung

Betreuer: M.Sc. Hao Zhang

(M.Sc.) Entwurf von Integrierten Schaltungen in InP Halbleitertechnologien

Im Mobilfunkstandard der nächsten Generation (6G) sollen die Frequenzbereiche von 110 GHz bis 170 GHz und 220 GHz bis 330 GHz genutzt werden, um besonders hohe Datenübertragungsraten zu erreichen. Systeme, welche für diese Frequenzbereiche ausgelegt sind, stellen besonders hohe Anforderungen an die Performanz der verwendeten Halbleitertechnologie. Vielversprechende Halbleitertechnologien sind die auf Indium-Phosphid (InP) basierende Doppel-Heteroübergang-Bipolar-Transistor (DHBT) Technologien. Dabei werden die DHBTs und passive Komponenten verwendet, um Schaltungen für die Übertragungssysteme zu realisieren.

Wir entwerfen Schaltungen mit einer InP Halbleitertechnologie und untersuchen verschiedene Topologien, um Funktionen wie Mischer, Verstärker oder Oszillatoren für die genannten Frequenzbereiche zu implementieren.

Mögliche Themengebiete:
Implementation und Untersuchung einer Schaltung zur Umwandlung von symmetrischer zu asymmetrischer Signale (Balun).

Betreuer: M.Sc. Konrad Müller

Abgeschlossene Projekt- und Abschlussarbeiten

Hier finden Sie eine Liste der bisher in unserem Lehrstuhl abgeschlossenen Projekt- und Abschlussarbeiten.

Abgeschlossene Arbeiten 2024

Bacherlorarbeiten
Bachelorprojektarbeiten
  • Elektronenlithographie-basierte Technologieentwicklung von III-V Bauelementen
  • Erweiterung eines automatischen Waferprobenmessplatzes zur präzisen Bauelement Charakterisierung (Aufgabenstellung/ Zusammenfassung)
Masterarbeiten
Masterprojektarbeiten

Abgeschlossene Arbeiten 2023

Bacherlorarbeiten
Masterarbeiten
Masterprojektarbeiten

Abgeschlossene Arbeiten 2022

Bachelorarbeiten
Masterarbeiten

Abgeschlossene Arbeiten 2021

Bachelorarbeiten
Bachelorprojektarbeiten
Masterarbeiten