Institut für Nano- und Mikroelektronische Systeme (INES)

Studien- und Abschlussarbeiten

Übersicht über die aktuellen Studien- und Abschlussarbeiten am INES

Studien- / Bachelor- / Master- und Diplomarbeiten

INES bietet in Zusammenarbeit mit dem Institut für Mikroelektronik Stuttgart (IMS CHIPS) Bachelor- Master- und Doktorarbeiten an, die in der Regel in interessante Verbundforschungs- und Industrieprojekte eingebunden sind.

Folgende Themen können wir zurzeit vergeben

Masterarbeit

Entwicklung einer miniaturisierten Sensorplatine für einen intelligenten optischen Drehwinkelsensor.


Motivation

Miniaturisierte Drehgeberwinkelsensoren sind auf dem Vormarsch. So sind bereits heute Drehwinkelsensoren mit sehr hoher Auflösung kommerziell verfügbar. Ziel ist es die Auflösung eines miniaturisierten optischen Drehgebers durch Interpolation weiter zu erhöhen und mit zusätzlichen Sensorinformationen mögliche Ausfälle frühzeitig zu erkennen.

Aufgabenstellung

Innerhalb der Arbeit soll eine Sensorplatine für einen Drehwinkelsensor entwickelt werden, welche auf kleinstem Raum (ca. 10 mm x 10 mm) mehrere Sensoren integriert und betreibt. Der Opto-ASIC ist dabei die zentrale Sensorkomponente zur Winkelbestimmung der Welle. Andere Messgroßen zur Umgebungsüberwachung, wie Vibrationen und der Temperatur, sollen ebenfalls erfasst und mittels Mikrocontroller aufbereitet werden. Eine geeignete Schnittstelle soll die Daten dem Benutzer anschließend zur Verfügung stellen.


Ansprechpartner

Alexander Frank
Tel: 0711 21855-425
E-Mail: frank@ims-chips.de

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Master Thesis

Design of a low power hybrid capacitance-to-digital converter on ultra-thin silicon chips

Motivation

Many industrial institutions adapted the concept of Internet of things and its industrial framework “Industrie 4.0”. An easy to use smart badge with ultra-thin form factor is expected to help companies to mitigate faster to “Industrie 4.0” by attaching the badge to supply chain components and to their end products. These smart badges could form wireless sensor nodes in an interconnected network. Each node should be able to monitor and store the product’s status and its surrounding environmental conditions as well as reporting any violation to predefined events.


Scope of Work

Using the XFAB 0.18 μm technology, a capacitance-to-digital converter (CDC) should be designed for interfacing with mechanically flexible capacitive sensors. The CDC should cover a wide dynamic range with a resolution of 16 bits. The design should target a low power consumption of less than 10 μW at Nyquist rate of 1 kSa/s.

In the scope of this thesis, the following tasks should be scientifically investigated and documented:
  • Literature review and comparison between the state of the art CDC architectures in terms of power and accuracy.
  • Modeling of the complete CDC system using MATLAB and verilogA
  • Mixed-signal transistor-level design and simulation
  • Layout and a clear chance of taping out
  • Benchmarking of the implemented CDC

Ansprechpartner
Mourad Elsobky
Tel: 0711 21855 - 329
 

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Masterarbeit

Mehrfachstrukturierung mit Elektronenstrahlen

Motivation
Während in der optischen Lithographie die Technik der Mehrfachstrukturierung („double“ bzw. „multiple patterning“) zur Erzeugung hochaufgelöster Strukturen seit Jahren Stand der Technik ist ohne den die heutigen Strukturgrößen mittels klassischer 193i Technologie nicht aufgelöst werden könnten, kommen vergleichbare Verfahren in der
Elektronenstrahllithographie nicht zum Einsatz.
Dies liegt vor allem daran, daß die Auflösung der entsprechenden Geräte nicht in dem Maße durch Strahleigenschaften eingeschränkt ist wie die optischer Geräte und insbesondere Gaußschreiber auch Strukturen im
einstelligen Nanometerbereich auflösen können.
Unabhängig von dieser theoretisch erzielbaren Genauigkeit gibt es jedoch andere praktische Erwägungen die Mehrfachstrukturierungen auch für Elektronenstrahlbelichtungen interessant machen.
Aufgabenstellung
Im Rahmen dieser Arbeit soll einerseits das theoretische Konzept ausgearbeitet werden für welche Arten von Strukturen sich diese Verfahren eignen, als auch praktisch entsprechende Prozesse für 2D und 3D (Grayscale) fertig entwickelt werden.
 
Ansprechpartner
Stephan Martens
Tel: 0711 21855 - 463
 

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Bachelor- / Studien- / Masterarbeit
Charakterisierung und Modellierung einer Ge-on-Si Photodiode
Motivation
Der Traum von einem selbstfahrenden Auto rückt immer mehr in die Realität des Menschen. Fahrassistent-Systeme unterstützen und übernehmen bereits heutzutage eine Großzahl an Aufgaben während des Fahrbetriebes. Damit eine zuverlässige und sichere Fahrt gewährleistet werden kann, übernimmt die Umwelterkennung eine zentrale Aufgabe im Bereich autonomen Fahren. Um bei Nachtfahrten Personen und Gegenstände erkennen zu können, übernehmen
sogenannte Nachtsicht-Assistenten die Umwelterkennung. Hierfür werden Nachtsichtkameras verwendet, die im Nahen Infrarot (NIR) Bereich arbeiten und typischerweise aus InGaAs hergestellt sind. Das Institut für Halbleitertechnik (IHT) und das Institut für Nano- und Mikroelektronische Systeme (INES) streben in einer Kooperation an diese InGaAs-Photodioden durch Ge-on-Si Photodioden zu ersetzen, um somit eine kosteneffiziente und CMOS kompatible Alternative zu entwickeln.
 
Aufgabenstellung
Es soll eine Charakterisierung der Ge-on-Si Photodioden durchgeführt und daraus ein Modell der Photodiode erarbeitet werden. Hierbei soll untersucht werden, unter welchen Restlichtbedingungen die Ge-on-Si Photodioden ausreichend Photostrom erzeugt, um einer spätere Signalverarbeitung zu ermöglichen. Des Weiteren soll das Signal
-zu-Rauschverhalten untersucht und bewertet werden. Abschließend sollendie Ergebnisse mit kommerziell erhältlichen Photodioden verglichen werden.
 
Der Ablauf der Arbeit ist wie folgt gegliedert:
 
  • Einarbeitung in die Thematik (Literaturrecherche)
  • Einarbeitung in den Messplatz (am IHT)
  • Charakterisierung der Ge-on-Si Photodiode (am IHT + INES)
  • Bewertung der Messergebnisse
  • Vergleich der Ergebnisse mit kommerziellen Photodioden
  • Modellierung der Ge-on-Si Photodiode
  • Dokumentation der Arbeit
Ansprechpartner
Ann-Christin Köllner
Tel: 0711 21855 - 267
 

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Bitte beachten:

Neben den hier aufgelisteten Themen bieten wir auch kurzfristig Arbeiten zu unseren aktuellen Forschungsgebieten an.

Bei Interesse nehmen Sie einfach mit Herrn Futterer Kontakt auf.

Kontakt

Ehrenfried  Futterer
 

Ehrenfried Futterer

Studentische Beratung & Lehrveranstaltungen

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