Lehrstuhl für Hochfrequenzsysteme in der Kommunikationstechnik

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Großflächige THz-Detektoren Arrays basierend auf Dünnschicht-Transistor-Technologie (LATINO)
Schwerpunktprogramm der DFG - SPP 2314
Förderkennzeichen: DFG PF 661/21-1

Projektnehmer:

Riedl, Thomas, Prof. Dr. rer. nat.
Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente
Bergische Universität Wuppertal

Neumaier, Daniel, Prof. Dr.
Lehrstuhl für Personalisierte Mobile Sensorsysteme
Bergische Universität Wuppertal

Pfeiffer, Ullrich, Prof. Dr. rer. nat.
Lehrstuhl für Hochfrequenzsysteme in der Kommunikationstechnik
Bergische Universität Wuppertal

Projektbeschreibung:

Die THz-Bildgebung ist ein aufstrebendes Feld, dessen Anwendungsschwerpunkte in der zerstörungsfreien Materialanalyse, in biomedizinischen Anwendungen oder im Sicherheitsbereich liegen. In den vergangenen 15 Jahren wurden THz-Kameras unter Verwendung etablierter Silizium-CMOS- oder Silizium-Germanium- BiCMOS-Technologien entwickelt, welche zur Echtzeit-Bildgebung fähig sind. Modernste Silizium-CMOS-THz-Kameras haben 1024 Bildpunkte (32 x 32) auf bis zu 10 x 10 mm2 großen Chips. Größere Arrays mit höherer Auflösung sind mit konventioneller Siliziumtechnologie wegen der hohen Produktionskosten, die direkt mit der Chip-Fläche skalieren, kaum erreichbar. Außerdem sind flexible Arrays, welche z.B. zur Reduzierung der Aberration durch die Feldkrümmung erforderlich sind, mit konventioneller starrer Siliziumtechnologie nicht zugänglich. Im Rahmen des LATINO- Projekts werden flexible, großflächige, aktive THz-Detektor Matrizen unter Verwendung einer Backplane-Elektronik auf Basis von Metalloxid-Dünnschicht-Transistoren entwickelt. Für die THz- Detektion werden antennengekoppelte Metall-Isolator-Graphen- Dioden eingesetzt und auf die spezifischen Anforderungen der Ausleseelektronik optimiert. Dedizierte rauscharme Verstärker und Multiplexer-Schaltungen werden unter Verwendung von Metall-Oxid- Halbleitern entworfen und hergestellt. Ziel ist es, am Ende der ersten Förderphase ein aktives Pixel auf Basis der Dünnschicht-Technologie zu demonstrieren, das aus einer Antenne, einer Diode und einem Verstärker besteht. In der zweiten Phase soll die Technologie auf flexible Substrate übertragen und ein Array mit 64 x 64 Pixeln auf 4 x 4 cm2 Fläche realisiert werden. Damit wird der Grundstein für eine neue Klasse von hochauflösenden THz-Kameras gelegt, die die Grenzen der herkömmlichen Silizium-CMOS-Technologie deutlich überschreitet und neue Anwendungen ermöglicht.

Informationen

Laufzeit:
Dez. 2021 - Nov. 2024

Drittmittelgeber:
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

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