DE19512493A1 - Farbsensoranordnung - Google Patents
FarbsensoranordnungInfo
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Description
Wellenlängensensitive Photodetektoren können durch die Kombi
nation von lichtempfindlichen Bauelementen, wie beispielswei
se Photodioden mit entsprechenden Farbfiltern, realisiert
werden. Der Empfindlichkeitsbereich solcher Farbsensoren wird
dabei durch die Bandbreite des Farbfilters bestimmt.
Farbsensoren zum Unterscheiden von Licht mehrerer unter
schiedlicher Wellenlängenbereiche (Farben) können durch
Kombination einer breitbandigen Photodiode mit unterschiedli
chen Farbfiltern erhalten werden. Da jeder Farbe ein Farbfil
ter und ein Bereich der Photodiode zugeordnet ist, erfordert
ein solcher Farbsensor eine mit der Anzahl der nachweisbaren
Spektralbereiche (Farben) wachsende Oberfläche. Die Herstel
lung einer Farbsensoranordnung mit mehreren solcher Farbsen
soren zum Gewinnen einer Ortsinformation ist mit solchen
Farbsensoren nur mit hohem Aufwand möglich.
Aus DE-A 37 15 233 ist ein Farbsensor zur Unterscheidung
zweier Spektralbereiche bekannt, der nur aus einer pin-Photo
diode aus amorphem Silizium besteht. Die Unterscheidung der
zwei Spektralbereiche gelingt über die Bestimmung der Rich
tung des in der Photodiode erzeugten Photostroms. Über eine
geeignete Vorspannung läßt sich der Umkehrpunkt der Strom
richtung wellenlängenabhängig einstellen.
Aus einem Artikel von H. Stiebig und M. Böhm in Mat. Res.
Soc. Symp. Proc. 297 (1993, Seite 963 sind Photodioden aus
amorphem Silizium (a-Si:H) mit nipin-Struktur bekannt, die
ebenfalls das Prinzip der Umkehr des Photostroms in Abhängig
keit der detektierten Wellenlänge nutzen. Durch geeignete
Spannungsansteuerung können mit diesen Photodioden die Farben
Rot und Blau unterschieden werden. Der einfache Aufbau dieser
Farbsensoren ermöglicht außerdem die Herstellung integrierter
Farbsensorarrays. Nachteilig an den beschriebenen Farbsenso
ren ist es jedoch, daß mit ihnen der Nachweis einer dritten
Farbe (grün) nur eingeschränkt möglich ist.
Problem der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Farb
sensor anzugeben, mit dem eine einfache Unterscheidung dreier
unterschiedlicher Farben möglich ist. Der Farbsensor soll
außerdem zum Aufbau von Farbsensorarrays geeignet sein.
Dieses Problem löst die Erfindung mit einer Sensoranordnung
nach Anspruch 1. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sowie
ein Verfahren zum Betrieb der Sensoranordnung sind den Unter
ansprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung geht von dem bekannten Zweifarbsensor mit
Stapeldiodenaufbau (pinip- oder nipin-Struktur) aus, ergänzt
diesen Aufbau aber durch eine zusätzliche Einzeldiode mit pin
oder nip-Struktur, die zu der Stapeldiode optisch in Serie
angeordnet ist. Da bereits die Stapeldiode im Prinzip aus
zwei übereinander liegenden Teildioden mit gegenläufiger
Anordnung besteht, existieren insgesamt drei Teil- und
Einzeldioden, die jeweils einem bestimmten Wellenlängenbe
reich zugeordnet werden können. Die der Lichteinfallsseite
zugewandten beiden vorderen Einzel- bzw. Teildioden fungieren
dabei als Farbfilter für die dahinter angeordneten Teil- bzw.
Einzeldioden. Dabei ist die in Bezug auf die Lichteinfalls
seite vordere Einzel- bzw. Teildiode im Halbleitermaterial
modifiziert und weist gegenüber den übrigen Teil- und Einzel
dioden eine den Bandabstand erhöhende Dotierung auf. Damit
ist gewährleistet, daß diese vorderste Diode ausschließlich
den blauen Anteil des einfallenden Lichts absorbiert. Die
beiden hinteren Dioden können aus gleichem Material aufgebaut
sein, wobei die Unterscheidung der Farben rot und grün durch
die unterschiedliche Eindringtiefe des entsprechenden Lichts
gelingt. Dadurch ist es möglich, den Photostrom jeder Teil-
bzw. Einzeldiode einer unterschiedlichen Farbe zuzuordnen.
Erfindungsgemäß sind Stapel- und Einzeldiode optisch in Serie
und beispielsweise direkt übereinander angeordnet. Eine
dazwischenliegende Elektrodenschicht aus einem dünnen leitfä
higen Oxid (TCO) dient dabei als gemeinsame Elektrode. Zusam
men mit einer weiteren TCO-Elektrodenschicht auf der Licht
einfallsseite und einer Rückelektrode können Stapel- und
Einzeldiode unabhängig voneinander elektrisch angesteuert und
gemessen werden.
Möglich ist es jedoch auch, Stapel- und Einzeldiode auf
unterschiedlichen Seiten eines transparenten Substrates
aufzubringen und dadurch elektrisch vollständig voneinander
zu trennen. Auch die Anordnung bezüglich der Lichteinfalls
richtung kann variiert werden, so daß der Lichteinfallsseite
sowohl Stapel- als auch Einzeldiode zugewandt sein können.
Zusammen mit dem möglichen inneren Aufbau der Einzeldiode
(nip oder pin) und der Art der Stapeldiode (pinip oder nipin)
ergeben sich somit für den genauen Aufbau der Sensoranordnung
die folgenden Möglichkeiten:
Substrat/TCO/pin/TCO/pinip/Rückelektrode
Substrat/TCO/pin/TCO/nipin/Rückelektrode
Substrat/TCO/nip/TCO/nipin/Rückelektrode
Substrat/TCO/nip/TCO/pinip/Rückelektrode
TCO/pin/TCO/Substrat/TCO/pinip/Rückelektrode
TCO/pin/TCO/Substrat/TCO/nip in/Rückelektrode
TCO/nip/TCO/Substrat/TCO/nipin/Rückelektrode
TCO/nip/TCO/Substrat/TCO/pinip/Rückelektrode
Substrat/TCO/pin/TCO/pinip/Rückelektrode
Substrat/TCO/pin/TCO/nipin/Rückelektrode
Substrat/TCO/nip/TCO/nipin/Rückelektrode
Substrat/TCO/nip/TCO/pinip/Rückelektrode
TCO/pin/TCO/Substrat/TCO/pinip/Rückelektrode
TCO/pin/TCO/Substrat/TCO/nip in/Rückelektrode
TCO/nip/TCO/Substrat/TCO/nipin/Rückelektrode
TCO/nip/TCO/Substrat/TCO/pinip/Rückelektrode
Die Rückelektrode kann dabei ebenfalls aus TCO oder aus
Metall bestehen. Als TCO-Material kann zum Beispiel fluordo
tiertes Zinnoxid (SnO₂:F), bordotiertes Zinkoxid (ZnO:B),
aluminiumdotiertes Zinkoxid (ZnO:Al) oder indiumdotiertes
Zinnoxid (ITO) verwendet werden.
Eine Sensoranordnung kann ein einzelner Sensor mit zumindest
drei elektrischen Kontakten oder eine Mehrzahl unabhängiger
Sensoren sein.
Eine bevorzugte Sensoranordnung ist ein Sensorarray oder eine
Sensorzeile, wobei mehrere gleichartige jedoch elektrisch
getrennt voneinander ansteuerbare einzelne Sensoren nebenein
ander auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet sind. Vor
zugsweise wird ein solches Sensorarray oder eine Sensorzeile
direkt auf einem elektronischen Bauelement aufgebracht, in
das die Schaltungen bereits integriert sind, die zum Ansteu
ern und Auslesen der Einzelsensoren erforderlich sind. Mit
Hilfe solcher ASICS (application specific integrated
circuits) genannten Bauelemente werden Hybridstrukturen
erhalten, die kompakte komplette Farbsensorarrays darstellen.
Für diese Ausgestaltung der Erfindung werden Einzel- und
Stapeldiode direkt übereinander ohne dazwischenliegendes
Dielektrikum angeordnet bzw. erzeugt. Da sowohl Halbleiter-
als auch Elektrodenschichten durchgehend mittels Dünnschicht
verfahren unterhalb 250°C erzeugt werden können, sind diese
mit den Herstellungsprozessen der Bauelemente kompatibel. Sie
können daher auch direkt auf den Bauelementen selbst erzeugt
werden, ohne letztere zu schädigen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei
spiels und der dazugehörigen sechs Figuren näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt den Schichtaufbau einer erfindungsgemäßen
Sensoranordnung im schematischen Querschnitt.
Fig. 2 zeigt die Funktion des Sensors anhand eines Ersatz
schaltbilds.
Fig. 3 und 4 geben Auskunft über das Ansprechverhalten und
die Wellenlängensensitivität eines erfindungsgemäßen
Sensors.
Fig. 5 und 6 zeigen Strukturierungen zur Kontaktierung
erfindungsgemäßer Sensoren.
Zur Demonstration des Prinzips wird im folgenden beispielhaft
die Erzeugung einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung auf
einem Glassubstrat beschrieben. Letzteres dient dabei gleich
zeitig als Lichteinfallsfläche.
Fig. 1 stellt einen bevorzugten Schichtaufbau dar, der im
Ausführungsbeispiel auf einem Glassubstrat erzeugt wird. Im
einzelnen weist er folgende Schichtreihenfolge auf: Glas
substrat S/erste TCO-Elektrodenschicht E1/Einzeldiode DO aus
mit Kohlenstoff dotiertem amorphem Silizium mit pin-Struk
tur/zweite TCO-Elektrodenschicht E2/invertiert Stapeldiode
mit pinip-Struktur aus a-Si:H und dritte TCO-Elektroden
schicht E3.
Die zum Beispiel aus bor- oder aluminiumdotiertem Zinkoxid
bestehenden Elektrodenschichten E1, E2, E3 können in einem
CVD-Verfahren durch Zersetzung zinkorganischer Verbindungen
mit Wasserdampf erzeugt werden. Möglich ist es auch, die TCO-
Elektrodenschichten durch Sputtern von Zinkoxidtargets in
inerter Atmosphäre oder durch Sputtern von Zinktargets in
sauerstoffhaltiger Atmosphäre zu erzeugen.
Zur Herstellung der Diodenstrukturen wird amorphes Silizium
in einem plasmagestützten CVD-Verfahren abgeschieden. Die
Abscheidung kann im gleichen oder in einem anderen als dem
Reaktor erfolgen, in dem auch die TCO-Schicht abgeschieden
wurde. Im HF-Plasma wird dazu Silan SiH₄ zersetzt, dem zur
Erzeugung einer p-Dotierung Diboran B₂H₆, zur Erzeugung einer
n-Dotierung Phosphin PH₃ und zur Erzeugung einer den Bandab
stand erhöhenden Dotierung entweder Methan CH₄, Ammoniak NH₃
oder Sauerstoff O₂ beigemengt werden. Eine solche den Band
abstand erhöhende Dotierung ist nur in der Einzeldiode DO
erforderlich, um dort ausschließlich den Blauanteil des
einfallenden Lichtes zu absorbieren. In der Einzeldiode ist
zumindest die Po und die i₀-Schicht zur Erhöhung des Bandab
stands beispielsweise mit Kohlenstoff dotiert, sinnvoller
weise jedoch auch die n-dotierte Schicht n₀. In der pinip-
Stapelzelle soll nur die hinterste i-Schicht i₂ keinen Koh
lenstoff enthalten. In den dazwischenliegenden Schichten (p₁,
i₁, n₁) kann Kohlenstoff enthalten sein, jedoch weniger als
in der Schicht i₀. Diese Dotierung kann zur Feinabstimmung
der Empfindlichkeitsbereiche bzw. zur Farbtrennung erforder
lich sein.
Die Schichtdicken der TCO-Schichten sind von der elektrischen
Leitfähigkeit des verwendeten TCO-Materials abhängig. Übli
cherweise ist eine Schichtdicke von 0,5 bis 1,5 µm ausrei
chend, um einen sicheren Betrieb der Sensoranordnung zu
gewährleisten. Die p-Schicht P₀ und die n-Schicht n₀ der
Einzeldiode werden so dünn wie möglich ausgeführt und besit
zen eine Schichtdicke von ca. 5 bis 30 nm. Die Schichtdicke
der i-Schicht i₀ muß so groß sein, daß sie den Blauanteil bis
zu einer Wellenlänge von ca. 480 nm aus dem Spektrum des
einfallenden Lichtes ausfiltern kann. Eine ausreichende
Schichtdicke wird ab 20 nm erhalten und beträgt maximal 100
nm.
Die p-Schichten der Stapeldiode sind wieder so dünn wie
möglich ausgeführt und jeweils ca. 5 bis 20 nm dick. Die
erste i-Schicht i₁ wird dünner ausgeführt als die i-Schicht
i₀ der Einzeldiode und ist zum Beispiel ca. 30 bis 80 nm
dick. Sofern diese Schicht eine leichte C-Dotierung aufweist,
kann die Schichtdicke höher gewählt werden. Die mittlere n-
Schicht n₁ ist ebenfalls etwas dicker als die übrigen
dotierten Schichten, da sie zwei Raumladungszonen (für die
beiden Teildioden) ausbilden muß und weist eine Dicke von ca.
20 bis 200 nm auf.
Die angegebenen Schichtdicken sind ausreichend, um bis zum
Ende der mittleren n-Schicht n₁ aus dem Spektrum des einfal
lenden Lichtes den Anteil bis ca. 580 nm herauszufiltern.
Die hintere i-Schicht i₂ kann dicker sein, um das bis dahin
noch nicht absorbierte Licht vollständig zu absorbieren.
Dafür ist eine Schichtdicke von ca. 120 bis 300 nm ausrei
chend.
Die angegebenen Schichtdicken und Dotierungen sind auf das
Ausführungsbeispiel zugeschnitten und sorgen dafür, daß das
Licht der jeweiligen Farbe in den dafür vorgesehenen i-
Schichten der Teil- bzw. Einzeldioden absorbiert wird und
dort als Photostrom nachgewiesen werden kann. Wird eine im
Rahmen der Erfindung liegende andere Anordnung von Einzel-
und Stapeldiode und/oder ein anderer Aufbau von Einzel-
und/oder Stapeldiode gewählt, müssen die Schichtdicken
entsprechend angepaßt werden, um die richtige Filterwirkung
zu erreichen.
Fig. 2 stellt ein Ersatzschaltbild für den in Fig. 1 darge
stellten Schichtaufbau bzw. Farbsensor dar. Die elektrischen
Kontakte 1, 2 und 3 sind mit den entsprechenden Elektroden
schichten E1, E2 und E3 verbunden. Die Stapeldiode ist durch
zwei gegeneinander in Serie geschaltete Teildioden D₁ und D₂
dargestellt.
Zum Auslesen der Einzeldiode D₀ zwischen den Anschlüssen 1
und 2 ist kein Potentialgefälle erforderlich. Eine höhere
Empfindlichkeit der Photoströme wird jedoch erzielt, wenn die
Einzeldiode D₀ in Sperrichtung vorgepolt wird.
Eine unabhängige Ansteuerung von Einzeldiode D₀ und Stapeldi
ode wird erreicht, wenn der Anschluß 2 auf gemeinsames
Potential gelegt wird. Die Ansteuerung der Stapeldiode kann
dann unabhängig von der Einzeldiode D₀ über den Anschluß 3
erfolgen.
In der Stapeldiode sind die zwei Teildioden D₁ und D₂ gegen
einander geschaltet. Beim Fließen eines Stroms zwischen den
Anschlüssen 2 und 3 wird daher stets eine Teildiode in Vor
wärtsrichtung durchflossen und fungiert dabei als ohmscher
Widerstand, während die andere Teildiode in der Richtung des
Photostroms, also in Sperrichtung durchflossen wird. Bei
Anlegen einer Spannung an den Anschluß 3 fließt also nur dann
ein Photostrom, wenn Licht in der Teildiode absorbiert wird,
die in Sperrichtung gepolt ist.
Beim Anlegen eines negativen Potentials von beispielsweise -2
Volt an den Anschluß 3 ist die hintere Teildiode D₂ in Sperrich
tung vorgepolt. Ein Photostrom fließt nur dann, wenn
Licht in dieser hinteren Teildiode D₂ absorbiert wird. Auf
grund der Filterwirkung der davorliegenden Einzeldiode D₀ und
der Teildiode D₁ ist dies überwiegend rotes Licht (λ < 580
nm). Beim Anlegen eines positiven Potentials von beispiels
weise + 2 Volt an den Anschluß 3 ist die Teildiode D₂ in
Vorwärtsrichtung gepolt. Ein Photostrom kann nur gemessen
werden, wenn Licht in der Teildiode D₁ absorbiert wird.
Aufgrund der Filterwirkung der Einzeldiode besitzt dieses
Licht eine Wellenlänge λ < 480 nm.
In der Fig. 3 sind die Photoströme in Abhängigkeit von der
eingestrahlten Wellenlänge λ dargestellt, die beim Anlegen
eines Potentials + 2 Volt (Kurve A) bzw. - 2 Volt (Kurve B)
an den Anschluß 3 gemessen werden. Aus der Figur wird klar,
daß die Empfindlichkeitsmaxima der beiden Kurven gut getrennt
bei Wellenlängen von ca. 520 und 620 nm liegen. Dies erlaubt
eine deutliche Unterscheidung zwischen den Farben Rot und
Grün.
Fig. 4 zeigt nochmals die in Abhängigkeit von der einge
strahlten Wellenlänge gemessenen Photoströme des gesamten
Bauelements gemäß dem Ausführungsbeispiel, wobei nur die
absolute Größe der Photoströme in relativen Einheiten aufge
tragen ist. Dabei ist die gemessene Stromkurve B identisch
aus der Fig. 3 übernommen, während die Kurve A′ der ins
Positive gespiegelten Kurve A aus Fig. 3 zuzuordnen ist. Die
Höhe des in der Einzeldiode D₀ zwischen den Anschlüssen 1 und
2 gemessenen Photostroms ist durch die Kurve C dargestellt.
Dabei zeigt sich, daß das Empfindlichkeitsmaximum der Einzel
diode D₀ bei ca. 380 nm liegt, der deutlich vom Empfindlich
keitsmaximum der beiden Teildioden D₁ und D₂ abgesetzt ist.
Somit gelingt eine klare Unterscheidung der drei Farben Blau,
Grün und Rot.
Zur einfachen Kontaktierung der Elektrodenschichten E1 bis E3
ist eine Strukturierung des in Fig. 1 dargestellten Schicht
aufbaus erforderlich. Durch geeignet gesetzte Schnitte in den
Schichtaufbau vor bzw. nach dem Abscheiden von Schichten
werden die beiden unteren Elektrodenschichten E1 und E2
elektrisch leitend mit Anschlußbereichen an der Oberfläche
verbunden, die ein einfaches Anbringen der Kontakte 1 bis 3
ermöglichen.
In Fig. 5 ist das Ergebnis einer solchen beispielhaft vorge
nommenen Strukturierung dargestellt. Aufgrund des transparen
ten Glassubstrats kann die Strukturierung in einfacher Weise
mittels Lasereinstrahlung durch das Substrat hindurch erfol
gen. Bei geeigneter Wahl der Laserparameter bezüglich Wellen
länge, Pulsfrequenz und Pulsdauer gelingt es, die Laserener
gie durch die transparenten TCO-Schichten hindurch so in das
amorphe Silizium einzukoppeln, daß die bestrahlten Bereiche
der Halbleiterschicht von der transparenten Unterlage abge
sprengt werden. Die Energie ist ausreichend, auch darüber
liegende Schichtbereiche mit abzuheben, so daß durchgehende
bis auf die TCO-Schicht E1 reichende Schnitte im Schichtauf
bau erzeugt werden können.
Für die in Fig. 5 dargestellte Strukturierung eines einzel
nen Sensorelements sind dafür nur vier Strukturierungs
schritte #1 bis #4 erforderlich. Während die Strukturierungs
schritte #2 bis #4 nach dem eben beschriebenen und beispiels
weise aus EP-A 536 431 bekannten Verfahren durchgeführt
werden können, ist für die Strukturierung der transparenten
Elektrodenschicht E1 ein anderes Verfahren erforderlich,
beispielsweise eine direkte Laserbestrahlung oder ein mecha
nisches Verfahren. Der Strukturierungsschritt #2 wird nach
der Abscheidung der Einzeldiode D₀ durchgeführt. Danach
werden die zweite Elektrodenschicht E2 und die Stapeldiode
abgeschieden, bevor der Strukturierungsschritt #3 durchge
führt wird. Auch hier wird der bis dahin erzeugte Schichtauf
bau bis zur Grenzfläche zwischen erster Elektrodenschicht E1
und erster Halbleiterschicht p₀ der Einzeldiode im Bereich
der Strukturierungslinie #3 abgehoben. Danach erfolgt das
Aufbringen der Rückelektrode E3, welche wiederum eine TCO-
oder eine Metallschicht sein kann. Mit dem letzten Struktu
rierungsschritt #4 werden schließlich die Anschlußbereiche
für die elektrischen Anschlüsse 1 bis 3 aufgetrennt. Durch
geeignete Anordnung der Strukturierungslinien #1 bis #4
lassen sich auf diese Weise eine Vielzahl gleichartiger
Einzelsensoren nebeneinander auf dem Substrat erzeugen, die
zusammen ein Sensorarray darstellen.
Fig. 6 zeigt in schematischer Darstellung eine Struktu
rierungsmöglichkeit für eine Sensoranordnung, die direkt über
einem integrierten Bauelement (ASIC) abgeschieden wurde. Da
für diese Anordnung die elektrischen Anschlüsse nach unten
zum ASIC geführt werden müssen und eine Strukturierung durch
das Substrat (ASIC) hier nicht möglich ist, muß die (hier
nicht näher beschriebene) Strukturierung mit anderen Methoden
und mit anderer Anordnung der Strukturierungslinien erfolgen.
Als Strukturierungsverfahren bieten sich dabei Abhebetechni
ken (lift off-Verfahren) und photolithographische Verfahren
an. Bei dem in der Fig. 6 dargestellten Einzelsensor ist die
Rückelektrodenschicht E1 über den Anschlußbereich AB1, die
mittlere Elektrodenschicht E2 über den Anschlußbereich AB2
und die untere Elektrodenschicht E3 direkt mit der in das
Bauelement BE (ASIC) integrierten Ansteuer- und Ausleseschal
tung AS verbunden. Die Schichtreihenfolge über dem Substrat
ist dabei gegenüber dem vorher beschriebenen Aufbau ver
tauscht. Für die Erzeugung der Schichten gilt daher die
umgekehrte Reihenfolge. Die Schaltung AS ermöglicht die
Belegung der Elektrodenschichten mit den gewünschten Poten
tialen, das Messen gegebenenfalls fließender Photoströme,
wahlweise die Zuordnung der gemessenen Photoströme zu den
entsprechenden Farben und die Ausgabe des Meßergebnisses.
Eine solche Sensoranordnung, die ein Bauelement BE mit einer
Vielzahl darauf aufgebrachter bzw. durch Strukturieren ge
trennter Einzelsensoren umfaßt, kann ein einfallendes Licht
signal in eine zweidimensionale Ortsinformation und eine nach
drei Farben sortierte Farbinformation aufgespalten werden.
Eine mögliche Anwendung für einen solchen Sensor ergibt sich
bei der Röntgendiagnostik, beispielsweise in der Medizintech
nik. Dabei wird die zu messende Röntgenstrahlung mittels
Leuchtstoffen in sichtbares Licht umgewandelt, welches mit
dem erfindungsgemäßen Farbsensor nachgewiesen werden kann.
Unterschiedliche Leuchtstoffe können dabei unterschiedlich
gefärbtes sichtbares Licht erzeugen, welches mit dem erfin
dungsgemäßen Farbsensor nachgewiesen werden kann.
Claims (9)
1. Sensor-Anordnung zu Detektion von Licht in drei unter
schiedlichen Wellenlängenbereichen
- - mit einer beidseitig mit Elektrodenschichten (E2, E3) versehenen Stapeldiode aus zwei invertiert hintereinandere geschalteten Teildioden (D₁, D₂), die aus amorphem Silizi um (a-Si:H) besteht und pinip oder nipin Aufbau aufweist
- - mit einer beidseitig mit Elektrodenschichten (E1, E2) versehenen Einzeldiode (D) aus a-Si:H mit pin oder nip Aufbau
- - mit zumindest drei elektrischen Anschlüssen (1, 2, 3) zum voneinander unabhängigen Ansteuern von Stapel- und Einzel diode
- - bei der die Stapeldiode und die Einzeldiode optisch in Serie angeordnet sind
- - bei der zumindest die der Lichteinfallsseite zugewandte vordere und die zwischen der Stapeldiode und der Einzeldi ode (D₀) angeordnete(n) Elektrodenschicht(en) aus transpa rentem leitfähigen Oxid (TCO) bestehen
- - bei der der Bandabstand der Teil- oder Einzeldiode am höchsten ist, die der Lichteinfallsseite am nächsten gele gen ist.
2. Sensor-Anordnung nach Anspruch 1,
bei der die Stapeldiode einen pinip Aufbau und die Einzeldi
ode (D₀) einen pin Aufbau aufweist.
3. Sensor-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
bei der die Blauempfindlichkeit der der Lichteinfallsseite am
nächsten gelegenen Teil- oder Einzeldiode durch eine den
Bandabstand erweiternde Dotierung mit Kohlenstoff, Stickstoff
oder Sauerstoff erhöht ist.
4. Sensor-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
bei der die Einzeldiode (D₀) und die Stapeldiode direkt über
einander angeordnet sind und eine gemeinsame dazwischen
liegende Elektrodenschicht (E2) aufweisen.
5. Sensor-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
bei der die zumindest drei elektrischen Anschlüsse (1, 2, 3)
mit einer Steuerschaltung (AS) verbunden sind, die eine
zeitlich wechselnde Belegung der Anschlüsse mit unterschied
lichen Potentialen erlaubt.
6. Sensor-Anordnung nach Anspruch 5,
die direkt auf einem elektronischen Bauelement (BE) aufge
bracht ist, in das eine Auswerteschaltung und die Steuer
schaltung (AS) integriert sind.
7. Sensor-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
bestehend aus einer Mehrzahl gleichartiger Einzelsensoren,
die zu einem Sensorarray oder einer Sensorzeile angeordnet
sind.
8. Verfahren zum Betrieb der Sensor-Anordnung nach einem der
Ansprüche 1 bis 7,
- - bei dem eine Sensor-Anordnung verwendet wird mit folgendem Aufbau: erste vordere TCO-Elektrodenschicht/Einzeldiode mit C-dotierter i-Schicht /zweite TCO-Elektroden schicht/pinip Stapeldiode/Rückelektrode,
- - bei dem die Einzeldiode mit einer Sperrspannung von 0 bis 10 V beaufschlagt wird und ein (in Sperrichtung fließen der) Photostrom der Farbe Blau zugeordnet wird
- - bei dem die zweite TCO-Elektrodenschicht geerdet wird
- - bei dem die Rückelektrode einmal mit negativem Potential von -1 bis -10 V beaufschlagt wird und ein gemessener Pho tostrom der Farbe Rot zugeordnet wird und
- - bei dem die Rückelektrode ein weiteres mal mit positivem Potential von 1 bis 10 V beaufschlagt wird und ein gemes sener Photostrom der Farbe Grün zugeordnet wird.
9. Verwendung der Sensor-Anordnung nach einem der Ansprüche 1
bis 7 in einem Strahlendetektor zum Nachweis von durch hoche
nergetische Strahlung in Leuchtstoffen erzeugtem Licht unter
schiedlicher Farbe.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995112493 DE19512493A1 (de) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | Farbsensoranordnung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995112493 DE19512493A1 (de) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | Farbsensoranordnung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19512493A1 true DE19512493A1 (de) | 1996-10-10 |
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ID=7758686
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995112493 Withdrawn DE19512493A1 (de) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | Farbsensoranordnung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19512493A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19737561C1 (de) * | 1997-08-28 | 1999-04-15 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Mehrfarbensensor |
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-
1995
- 1995-04-04 DE DE1995112493 patent/DE19512493A1/de not_active Withdrawn
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