NIR-Sensor

HINTERGRUND

Nahinfrarote Sensorik bedeutet, den menschlich wahrnehmbaren Spektralbereich, um den Bereich größerer Wellenlängen zu erweitern. Zur Wahrnehmung werden Detektoren benötigt, die diese Strahlung empfangen und in elektrischen Strom umwandeln können. Wenn es um die Realisierung geeigneter Sensoren geht, muss neben der grundlegenden Funktion auch die technologische Realisierung berücksichtigt werden. Dies bedeutet, dass nicht alle Herstellungsverfahren und Materialien sinnvoll genutzt werden können um einen Detektor zu bauen. Das bekannteste und am meisten genutzte Material für Detektoren im sichtbaren Wellenlägenbereich ist Silizium. Die Detektion von nahinfraroter Strahlung oberhalb einer Wellenlänge von einem Mikrometer ist allerdings nicht mit den grundlegenden Eigenschaften von Silizium möglich.

TECHNOLOGIE

Die Verwendung von Silizium als Dektormaterial erfordert es, die Trennung der erzeugten Ladungsträger im nahinfraroten Spektralbereich durch die Kombination mit einem anderen Metallen zu realisieren. Diese Kombination wird als “Silizium-Schottky-Diode” bezeichnet und bildet die Grundlage für das Teilprojekt “NIR-Sensor”. Den typischen Herausforderungen dieser Bauelemente – eine erhöhte Reflexion und eine geringe Quanteneffizienz –  begegnet das Projektteam durch den Einsatz von nanophotonischen Strukturen und besonders ausgeführten Metallschichten. Am Ende des Projektes steht die technologisch zu den Standardprozessen der Halbleiterindustrie kompatible Realisierung eines Matrix-Bauelements für den Wellenlängenbereich bis zwei Mikrometer.