Produkt-Neuheit

Die Erfassung von blauem und ultraviolettem (UV) Licht ist in zahlreichen Anwendungen von Interesse. Insbesondere sehr lichtschwache Effekte, wie z.B. die Fluoreszenzanalyse von medizinischen oder biologischen Proben, stellen dabei eine besondere Herausforderung dar, da die spektrale Empfindlichkeit etablierter Silizium pn oder pin-Fotodioden in diesem Bereich relativ gering ist. Eine für sehr kleine Lichtsignale etablierte Technologie sind sogenannte Lawinen-Fotodioden (avalance photo diode, APD), bei denen durch mehrere, zum Teil sehr hoch dotierte Zonen im Silizium mit hohen Betriebsspannungen bis etwa 200 V eine interne Vervielfachung – also eine Verstärkung – der durch Licht erzeugten freien Ladungen erreicht wird. Diese Technik war jedoch bisher für blaues und UV-Licht nicht optimal geeignet, da solches Licht mit sehr geringen Eindringtiefen in das Silizium verbunden ist in denen die Verstärkungseffekte der APD kaum oder gar nicht wirksam sind.
An dieser Stelle setzt die neu entwickelte Technologie für blau- und violett-empfindliche APD (BVAPD) an. Für diesen Spektralbereich, bei dem Licht nur wenige Mikrometer oder sogar nur einige 100 nm tief in das Silizium eindringt, wurden besonders flache Dotierungsprozesse entwickelt. Die verstärkenden Zonen innerhalb der APD verschieben sich damit in Regionen dichter an der Oberfläche des Siliziumdetektors, wodurch diese deutlich an Empfindlichkeit gewinnen. Dieser Effekt wird anhand der Ergebnisse erster Demonstratoren verdeutlicht: im blauen Spektralbereich konnte eine Verstärkung der Ausgangssignale um über Faktor 100 erreicht werden. Auch die Spektrale Verstärkung zeigt, dass diese Technologie die gewünschte hohe Empfindlichkeit für Wellenlängen ab 400 nm und darunter erreicht.

Die im Rahmen eines geförderten Projektes (BVAPD, 49MF200098, InnoKom) entwickelten Technologien und Demonstratoren stehen nun für die Entwicklung und Fertigung applikations- und kundenspezifischer Detektoren zur Verfügung.