Ziel der Entwicklung
Das Vorhaben zielte auf die Entwicklung eines Fotodiodenarrays mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich Auflösung und Temperaturverhalten für Anwendungen in hochauflösenden Positioniersystemen und in hohen Umgebungstemperaturen. Durch die Verwendung der Inductive-Coupled-Plasma-Ätzung (ICP) wird das Übersprechen sowie der Abstand zwischen benachbarten Fotodioden reduziert. Eine weitere Trennung der Fotodioden untereinander und zum Substrat erfolgt durch die Verwendung von SOI-Material. Für die genannten Einsatzschwerpunkte entstanden zwei Prototypen.
Vorteile und Lösungen
Die technologische Beherrschung einer Ätztechnik zur Trennung (Entkopplung) benachbarter lichtempfindlicher Gebiete ermöglicht die Fertigung von hochspezialisierten Fotodioden. Diese zeichnen sich durch geringes Übersprechen (minimale Beeinflussung benachbarter Elemente), geringe Leckströme und geringe Drift- und Diffusionslängen aus. Bei Verwendung von SOI-Material ist es außerdem möglich, die maximale Betriebstemperatur der Fotodiode auf 200°C zu erhöhen.
Die ICP-Ätzung kann außerdem zur Chipvereinzelung genutzt werden. Dies ermöglicht eine angepasste „freie“ Wahl der Chipkonturen (zum Beispiel kreisrunde oder ovale Chips). Bei geschickter Ausnutzung der strukturabhängigen ICP-Ätzraten können unterschiedliche Strukturtiefen in einem Prozessschritt gefertigt werden. So ist es beispielsweise möglich, die Chipvereinzelung und eine Trennung der Fotodiodenflächen in einem Prozessschritt durchzuführen.
Die Ergebnisse lassen sich ebenfalls auf 3D-Siliziumstrahlungsdetektoren, Siliziumphotomultiplier und in Kombination mit MEMS-Strukturen übertragen.
Zielgruppe und Zielmarkt
Die zur Verfügung stehende technologische Plattform ermöglicht die kundenspezifische Fertigung hochspezialisierter 3D-strukturierter Fotodioden, -arrays und Sensorkomponenten für klein- und mittelständige Unternehmen.
