Entwurfsarbeiten für ein integriertes Sensorsystem, das als Silizium-Chip mit kommerziellen Halbleitertechnologien gefertigt wird. Foto: IMMS.
Entwurfsarbeiten für ein integriertes Sensorsystem, das als Silizium-Chip mit kommerziellen Halbleitertechnologien gefertigt wird. Foto: IMMS.

Integrierte Sensorsysteme

Im Forschungsfeld „Integrierte Sensorsysteme“ erforschen wir in Halbleitertechnologien gefertigte miniaturisierte Systeme aus mikroelektronischen und/oder mikroelektromechanischen Komponenten für sensorische Anwendungen sowie Methoden, um diese hochkomplexen Systeme effizient und sicher zu entwerfen.

  • Integrierte Sensorsysteme verbinden die analoge mit der digitalen Welt:

    Mit diesen Silizium-Chips mit wenigen Millimetern Kantenlänge lassen sich elektrische, mechanische und optische Größen direkt erfassen, verstärken, digitalisieren und übertragen. Sie sind mobil, energieeffizient, genau und leistungsfähig und stellen daher die Schlüsseltechnologie für das Internet-of-Things (IoT) dar. Durch funktionalisierte Chipoberflächen können weitere physikalische sowie chemische und biologische Parameter digitalisiert werden. Mit integrierten Sensorsystemen lassen sich Strukturgrößen im µm-Bereich realisieren und damit auch Eigenschaften im molekularen Maßstab erfassen, wie z.B. bei der Sequenzierung von DNA.

  • Ziel: neue Anwendungen durch funktionale Integration und Miniaturisierung

    Wir haben das Ziel, durch funktionale Integration und Miniaturisierung neue Anwendungen zu erschließen. Im Bereich der CMOS-basierten Biosensoren erforschen wir CMOS-integrierte Transducer und deren Interaktion mit biologischen Rezeptoren. Im Bereich der ULP-Sensorsysteme senken wir den Energiebedarf integrierter Sensorsysteme durch intelligentes Power Management und Ultra-Low-Power(ULP)-Schaltungstechnik. Im Bereich MEMS-Sensoren fokussieren wir uns auf piezoelektrisch angeregte Cantilever- bzw. balkenbasierte Sensoren, um z.B. schwächste Magnetfelder für Medizinanwendungen zu detektieren. Unsere intensive Forschung an KI-basierter Entwurfs- und Testautomatisierung ermöglicht es unseren Partnern und uns, die Entwicklung von hochkomplexen integrierten Sensorsystemen zu automatisieren und sicherer zu machen.

  • Forschung mit kommerziellen Technologien für industrielle Verwertung

    Unsere Forschung hat stets die industrielle Verwertung als Ziel. Wir fokussieren uns daher auf den Systementwurf mit kommerziellen Halbleitertechnologien. Hier können durch große Stückzahlen kompetitive und kostengünstige Lösungen erzielt werden. Zusätzlich werden der IP-Schutz und die Vertrauenswürdigkeit gestärkt.

    Integrierte Sensorsysteme fließen in Lösungen für alle Zielmärkte des IMMS ein. Wir konzentrieren uns in den Leitanwendungen Sensorsysteme für die In-vitro-Diagnostik und RFID-Sensoren auf den Einsatz vonintegrierten Sensorsystemen in den Zielmärkten Life Sciences sowie Automatisierungstechnik und Industrie 4.0.