GEBO - Hochtemperaturelektronik

Für die Erfassung und Wandlung analoger Signale und die Verarbeitung digitaler Informationen am Bohrkopf ist eine schnelle und komplexe Elektronik auf engstem Raum erforderlich, die auch bei hohen Umgebungstemperaturen (> 200°C) zuverlässig arbeitet.

Mit den derzeit verfügbaren integrierten Schaltkreisen auf Si-Basis können maximal Temperaturen von 175 °C erreicht werden. Eine Alternative bieten strahlungsfeste SOI-Halbleitertechnologien für Sperrschichttemperaturen von über 200°C. Diese Hochtemperatur-SOI-Technologien sind sowohl für die Entwicklung von integrierten Analogschaltungen als auch digitale Standardzell-, sowie Mixed-Signal-Designs geeignet.

Bisher wurden für Einsätze unter Hochtemperatur jedoch lediglich diskrete Halbleiter und vereinzelt integrierte Analogkomponenten in SOI-Prozessen entwickelt. Applikationsspezifische Digitalschaltungen oder gar digitale Signalprozessoren mit hoher Verarbeitungsleistung existieren jedoch nicht. Ein wesentlicher Grund hierfür sind die derzeit realisierten Strukturgrößen bei Hochtemperatur-SOI-Technologien, die bei Si-Halbleiterprozessen bereits vor mehr als 10 Jahren erreicht wurden. Aktuelle Forschungsergebnisse im Bereich der VLSI- und Mixed-Signal-Architekturen können daher nur eingeschränkt auf aktuelle Hochtemperatur-SOI-Prozesse übertragen werden.

In diesem Projekt wird der Entwurf von Mixed-Signal-Schaltungen zur Signalverarbeitung unter Hochtemperaturbedingungen erforscht. Dazu werden sowohl geeignete Schaltungstechnologien zur analogen Ansteuerung von Sensoren als auch Architekturen zur digitalen Signalverarbeitung untersucht, die an die Anforderungen von Hochtemperaturtechnologien angepasst sind.

Weitere Informationen: Gebo-Forschungsverbund