DE69210497T2

DE69210497T2 - Infrarotdetektoren

Info

Publication number: DE69210497T2
Application number: DE69210497T
Authority: DE
Inventors: Brian Edward Matthews
Original assignee: Marconi Co Ltd
Current assignee: BAE Systems Electronics Ltd
Priority date: 1991-07-29
Filing date: 1992-07-20
Publication date: 1996-09-05
Anticipated expiration: 2012-07-21
Also published as: US5306915A; DE69210497D1; EP0525876B1; GB9116307D0; EP0525876A1

Description

Diese Erfindung betrifft Infrarotdetektoren mit wenigstens einem Detektorelement, das zwischen einem Substrat und einem optischen Element sandwichartig angeordnet ist, und betrifft insbesondere aber nicht ausschließlich derartige Infrarotdetektoren mit einem Feld von Detektorelementen aus Cadmium- Quecksilber-Tellund mit einem entsprechenden Feld von Immersionslinsen als das optische Element.
Wie in der veröffentlichten GE-Patentanmeldung GB-A-2 132 757 (und der entsprechenden US-Patentbeschreibung US-A-4 629 892) beschrieben, ist bekannt, einen Infrarotdetektor mit einem Detektorelement zu bilden, welches einen Körper aus infrarotempfindlichem Halbleitermaterial (beispielsweise Cadmium-Quecksilber-Tellurid) aufweist, und welches zwischen einem Substrat und einem optischen Element in der Form einer Linse sandwichartig angeordnet ist, wobei die Linse über dem Elementkörper durch einen Haftfilm befestigt ist. Auf diese Weise wird optische Immersion des Detektorelements erhalten, um seine Empfindlichkeit zu vergrößern.
Im Stand der Technik, auf welchen sich GS-A-2 132 757 bezieht, befindet sich der Haftfilm zwischen dem Detektorelement und der Linse, um das Detektorelement mit der Linse zu verbinden. Jedoch wurde in GE-A-2 132 757 davon ausgegangen, daß sein Vorhandensein Schwierigkeiten bei der Infrarottransmission durch das Haftmittel, bei der differentiellen thermischen Ausdehnung, die zu Strukturfehlern führt, und bei nachteiliger Beeinflussung einer passivierten Oberfläche des Elementkörpers hervorruft. Die in GE-A-2 132 757 offenbarte Erfindung sieht drei kleine, radial angeordnete Linsenkontaktflächen um ein einzelnes Detektorelement herum vor und vermeidet das Vorsehen des Haftfilms zwischen dem Detektorelement und der Linse. Somit ist gemäß der Erfindung in GB-A-2 132 757 der Haftfilm nur auf den drei radial angeordneten Kontaktflächen vorgesehen, welche aus dem gleichen Material wie der Elementkörper gebildet sind.
Immersionslinsen und andere optische Eündelungseinrichtungen sind auch als ein Feld in einer optischen Platte gebildet worden, wie in der GE-Patentbeschreibung GE-A-1 525 562 beschrieben. Ähnliche Felder sind auch in einer optischen Platte für Infrarotbereiche des Spektrums beispielsweise die Wellenbänder 3 bis 5 µm (Mikrometer) und 8 bis 14 µm gebildet worden. Die am 11.09.85 eingereichte und am 04.09.91 veröffentlichte GB-A-2 241 605 beschreibt ein Feld von Infrarotdetektorelementen (beispielsweise aus Cadmium-Quecksilber-Tellund, welches mit einer derartigen Linsenfeldplatte durch einen Haftfilm verbunden ist. Eine derartige Anordnung ist in den Fig. 1 und 2 der begleitenden Zeichnungen dargestellt.
In der vorher durch den Anmelder in GB-A-2 241 605 vorgeschlagenen und in Fig. 1 und 2 gezeigten Feldanordnung erstreckt sich der Haftfilm 11 zwischen den Elementkörpern 1 und der Linsenplatte 10 und füllt den Raum zwischen den Elementkörpern 1. Die Detektorelemente sind Infrarotphotodioden mit einem vertikalen p-n-Übergang 3, der den Körper in einen p-Typ-Bereich 2 und einen n-Typ-Bereich 4 teilt. Die Elementkörper 1 sind (beispielsweise durch einen weiteren Haftfilm, der nicht in den Zeichnungen gezeigt ist) auf einem Substrat 20 befestigt, das elektrische Verbindungen 22 und 24 mit jeweiligen Elektroden 5 und 6 der Bereiche 2 und 4 trägt.
Beim Verbinden der Linsenplatte 10 mit den Elementkörpern 1 hat der Anmelder zwei unerwartete Änderungen in den Charakteristiken der Photodioden bemerkt, nämlich eine Abweichung in der Grenzwellenlänge (beispielsweise um beinahe 1 µm bei einer Wellenlänge von ungefähr 9 µm) und eine Zunahme im Übergangswiderstand (beispielsweise um ungefähr 30 % für die dargestellten Vertikalübergangsdioden). Fig. 3 ist ein Graph, der die Verschiebung der Grenzwellenlänge λ in µm darstellt. Der Kehrwert von λ ist als die Ordinate gegen die Betriebstemperatur T des Detektorelements in Grad Kelvin als die Abszisse aufgetragen. Die Linie A ist für das Detektorelementmaterial ohne die damit verbundene Linsenplatte 10, wohingegen Linie B für die verbundene Elementstruktur von Fig. 1 und 2 mit einem Siliziumlinsenfeld 10 und einem Epoxyhaftfilm 11 ist.
Der Anmelder hat herausgefunden, daß diese Verschiebung in der Grenzwellenlänge (und die Änderung im Ubergangswiderstand) signifikant reduziert werden kann, indem eine Detektorstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung angenommen wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Infrarotdetektor vorgesehen mit wenigstens einem Detektorelement, welches einen Körper aus infrarotempfindlichem Haibleitermaterial aufweist und welches zwischen zwei Gliedern, nämlich einem Substrat und einem optischen Element sandwichartig angeordnet ist, wobei eines der Glieder über dem Körper durch einen Haftfilm befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Elementkörper ein Teil einer breiteren Schicht des infrarotempfindlichen Halbleitermaterials ist, welches einen Hauptteil des Volumens um den Elementkörper zwischen dem Substrat und dem optischen Element besetzt, der Haftfilm zwischen der Schicht und dem einen Glied vorhanden ist, und daß der Elementkörper lateral um wenigstens einen Hauptteil seiner Peripherie herum von dem Rest der Schicht durch einen Schlitz getrennt ist, welcher sich durch wenigstens einen Teil der Dicke der Schicht erstreckt und welcher wenigstens einen Hauptteil der Peripherie des Elementkörpers definiert.
Eine derartige Vorrichtungsstruktur kann für einen Infrarotdetektor mit einem einzelnen Detektorelement angenommen werden. Jedoch ist sie für Felder von Detektorelementen besonaers vorteilhaft. Die Verbesserung in Detektorelementcharakteristiken (insbesondere die Verringerung in der Anderung der Grenzwellenlänge und des Widerstandes) scheint von einer Verringerung in der Beanspruchung in dem Halbleitermaterial herzurühren, welche Beanspruchung in der Struktur nach Fig. 1 und 2 durch die Kontraktion des Haftfilms 11 induziert wird und den Energiebandabstand des Halbleitermaterials ändert.
Somit erforschte der Anmelder verschiedene mögliche Erklärungen für die Wellenlängenverschiebung von Fig. 3, nämlich:
(a) optische Interferenzeffekte in den Grenzflächenschichten zwischen der Linse 10 und dem Cadmium-Quecksilber-Telluridmaterial des Körpers 1. Diese Erklärung wurde widerlegt, weil der Anmelder herausfand, daß Detektorelemente mit unterschiedlichen Dicken von Grenzflächenschichten (beispielsweise unterschiedliche Dicken von einer ZnS Passivierungsschicht) die gleiche Wellenlängenverschlebung zeigten.
(b) Absorption in der Linse 10 (z.B. infolge von Sauerstoff, welcher eine charakteristische Absorption bei 9 µm in Silizium aufweist). Diese Erklärung wurde widerlegt, weil bei einer Temperatur von 77 K die Antwort bis zu 9,9 µm hinausgeht, mit keinem Abfall bei 9 µm.
(c) Absorption in der Siliziumlinse 10 infolge von Fräsbeschädigung, wenn das Linsenprofil durch lonenfräsen des Siliziums gebildet wird. Ein Experiment wurde durchgeführt, um zu untersuchen, ob Fräsen die Infrarottransmission von Silizium änderte. Es tat es nicht, und so war diese Erklärung widerlegt.
(d) Absorption in dem Haftfilm 11. Das Infrarottransmissionsspektrum für das Epoxyharz wurde geprüft und zeigte Spitzen und Täler. Jedoch sind diese Spitzen und Täler zu eng beabstandet, um den Antwortverlust über 1 µm in der Wellenlänge zu erklären, und so war diese Erklärung widerlegt.
(e) Eine beanspruchungsinduzierte Änderung in dem Energiebandabstand des Cadmium-Quecksilber-Tellurids infolge der differentiellen thermischen Ausdehnung des Siliziumlinsenmaterials und des Cadmium-Quecksilber-Tellurid- Detektorelementmaterials während des Abkühlens des Detektors. Differentielle thermische Ausdehnung war in GB-A-2 132 757 als ein mögliches Problem erwähnt, welches zu strukturellem Versagen oder Verschlechterung der Passivierungsschicht führen könnte.
(f) Eine beanspruchungsinduzierte Änderung in dem Energiebandabstand des Cadmium-Quecksilber-Tellurids infolge von Schrumpfung des Haftfilms 11 (beispielsweise durch Verdampfen seines Lösungsmittels beim Aushärten des Films 11), was zu Änderungen in den Abmessungen des Elementkörpers 1 führen könnte, beispielsweise durch Kompression in der vertikalen Richtung zwischen der Linse 10 und dem Substrat 20 und vielleicht auch durch Ziehen in die horizontalen Richtungen.
Da eine Änderung im Bandabstand auch die Zunahme im Übergangswiderstand erklären würde, wurden die Erklärungen (e) und (f) favorisiert.
Um die mögliche Erklärung (e) oben zu untersuchen, wurde ein Feld von Detektorelementen, die um Öffnungen in einer gemeinsamen Schicht, wie in den US-Patentbeschreibungen US-A-4 521 798 und US-A-4 559 695 beschrieben, gebildet waren, für das Feld von separaten Elementkörpern von Fig. 1 und 2 substituiert. In dieser modifizierten Form gibt es keinen Zwischenraum zwischen benachbarten Detektorelementen und so ist der Haftfilm 11 auf die obere Oberfläche der Felöschicht (und die kleinen Öffnungen in der Schicht) beschränkt. In diesem Fall wurde im wesentlichen keine Verschiebung in der Grenzwellenlänge λ gefunden und so war diese mögliche Erklärung (e) auch widerlegt.
Eine Bestätigung der Gültigkeit von Erklärung (f) für die Wellenlängenverschiebung wird durch die signifikante Verringerung in der Änderung sowohl der Grenzwellenlänge als auch des Widerstandes gegeben, wenn die Detektorstruktur gemäß der Erfindung angenommen wird. Das Volumen des Haftfilmes ist in diesem Fall signifikant reduziert, da der Hauptteil des Volumens um den Elementkörper durch die breitere Schicht des Halbleitermaterials besetzt wird (etwas ähnlich der modifizierten Struktur mit dem Feld von US-A-4 521 798 und US-A-4 559 695), aber die Festlegung des Elementkörpers von dem/jedem Detektorelement wird noch wegen des Einschlusses des Schlitzes bzw. der Schlitze durch wenigstens einen Teil der Dicke der Schicht erhalten. Es ist anzumerken, daß der Anmelder findet, daß die schlitzdefinierten Detektorelemente der vorliegenden Erfindung eine viel bessere Leistungsfähigkeit aufwiesen als die modifizierte Struktur mit dem Feld von US-A-4 521 798 und US-A-4 559 695 in einem Detektor mit verbundenen Immersionslinsen und betrieben bei moderat hohen Kryotemperaturen (beispielsweise ungefähr 192 K). Diese bessere Leistungsfähigkeit scheint infolge der Tatsache vorhanden zu sein, daß die Schlitze, die um wenigstens einen Hauptteil der Peripherie von jedem Detektorelementkörper gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind, das Volumen des Körpermaterials begrenzen, das zu thermisch generierten Leckageströmen beiträgt, wodurch so diese Leckageströme reduziert werden.
Der Anmelder findet, daß der Haftfilm sowohl in dem Schlitz als auch auf dem/jedem Detektorelementkörper vorhanden sein kann, ohne die Detektorelementcharakteristiken ernsthaft zu verschlechtern. In diesem Fall sollte der Haftfilm auf der Oberseite des/jedes Detektorelementkörpers sehr dünn gehalten werden. Jedoch ist es auch möglich, den/die Detektorelementkörper frei von dem Haftfilm zu halten, indem das Haftmittel auf die äußere Begrenzung der Schicht außerhalb des Detektorelement (e) -Bereichs beschränkt wird.
Wenn ein Feld aus den Elementkörpern zwischen dem Substrat und dem optischen Element vorhanden ist, kann zwischen benachbarten Detektorelementen des Feldes ein Teil der Schicht vorhanden sein, welches keine Infrarotdetektorelemente des Feldes umfaßt, und welches ein Gitter bildet, das lateral durch die Schlitze von jedem der Elementkörper getrennt ist. Diese Gitterstruktur kann für lineare Felder und für 2-dimensionale Felder angenommen werden. Jedoch kann gegebenenfalls der Gitterteil nicht kontinuierlich hergestellt werden, wobei weitere Schlitze zwischen Teilen des Gitters in unterschiedlichen Bereichen des Feldes vorhanden sind. Diese weiteren Schlitze können beispielsweise isolierte Inseln der Schicht sein, welche als Teile der Verbindungen mit den Detektorelementen verwendet werden. Abhängig von der Anordnung und der Struktur des Feldes und seinen individuellen Detektorelementen, können die Schlitze sich durch die gesamte Dicke der Schicht oder alternativ durch nur einen Teil der Dicke der Schicht erstrecken. Es kann mehr als eine Schicht mit Detektorelementen und Schlitzen mit einer Schicht über der anderen zwischen dem Substrat und dem oo, tischen Element vorhanden sein, so daß unterschiedliche Detektorelemente mit unterschiedlicher Infrarotwellenlängenantwort bei den unterschiedlichen Niveaus gebildet werden können.
Das optische Element kann zum Beispiel eine Linsenplatte sein, in welcher die Detektorelemente optisch eingebettet sind. Jedoch kann die Erfindung in einer großen Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, von denen manche andere optische Elemente, beispielsweise Prismenelemente, Keile oder Faseroptikplatten erfordern. Das Substrat kann beispielsweise ein isolierender Träger, der leitfähige Spuren als Verbindungen für die Detektorelemente trägt, oder ein integrierter Halbleiterschaltkreis oder eine andere Schicht mit Detektorelementen unterschiedlicher Wellenlängenantwort sein, beispielsweise einfach eine Basis, auf welcher ein Aufbau des/der Detektorelements/Detektorelemente und optischen Elements/optischer Elemente befestigt ist.
Diese und andere Merkmale gemäß der Erfindung werden spezifisch in Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, die nun beispielhaft mit Bezug auf Fig. 4 bis 8 der begleitenden diagrammartigen Zeichnungen beschrieben werden. In diesen Zeichnungen ist:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Infrarotdetektors des in GB-A-2 241 605 beschriebenen Typs.
Fig. 2 eine Draufsicht der Detektorelement- und Haftfilmstruktur des Detektors von Fig. 1 und genommen auf der Linie II-II von Fig. 1;
Fig. 3 ein Graph des Kehrwerts der Grenzwellenlänge λ in µm über der Betriebstemperatur T in K, die die Wellenlängenverschiebung beim Verbinden mit der Linsenplatte in der Struktur von Fig. 1 und 2 zeigt,
Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines Teils eines Infrarotdetektors gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine Draufsicht eines Beispiels der Detektorelement- und mit Schlitzen versehenen Schichtstruktur von Fig. 4 für ein lineares Feld und genommen auf der Linie V-V von Fig. 4;
Fig. 6 eine Draufsicht eines Beispiels der Detektorelement- und mit Schlitzen versehenen Schichtstruktur von Fig. 4 für ein 2-dimensionales Feld und genommen auf der Linie V-V von Fig. 4;
Fig. 7 eine Querschnittsansicht ähnlich Fig. 4 eines Teils des Detektors von Fig. 5 in einer modifizierten Form auch gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 eine Draufsicht (ähnlich Fig. 6) eines Beispiels einer Schicht mit niedrigerem Niveau von Detektorelementen und Schlitzen, auf welcher die Struktur von Fig. 6 vorgesehen sein kann, um ein 2-Niveau- 2-dimensionales Feld von Detektorelementen mit unterschiedlicher Wellenlängenantwort zwischen dem Substrat und dem optischen Element zu bilden;
Fig. 9 eine Querschnittsansicht auf der Linie XI-XI von Fig. 10 eines Teils eines anderen Beispiels eines Infrarotdetektorfeldes gemäß der vorliegenden Erfindung und mit einer modifizierten Form für seine Detektorelemente, und
Fig. 10 eine Draufsicht der Detektorelement- und mit Schlitzen versehenen Schichtstruktur von Fig. 9.
Anzumerken ist, daß Fig. 1 und 2 und Fig. 4 bis 10 diagrammartig und nicht maßstäblich gezeichnet sind. Relative Abmessungen und Proportionen eines Teils dieser Figuren sind zwecks Klarheit und Angemessenheit in den Zeichnungen übertrieben oder in der Größe verringert gezeigt. Die gleichen Bezugszeichen werden allgemein verwendet, um auf entsprechende oder ähnliche Merkmale in den unterschiedlichen Ausführungsformen und unterschiedlichen Zeichnungen Bezug zu nehmen.
Der Infrarotdetektor von Fig. 4 und 5 umfaßt ein Feld von Detektorelementen, die zwischen einem Substrat 20 und einer Linsenplatte 10 sandwichartig angeordnet sind. Jedes Detektorelement umfaßt einen Körper 1 aus infrarotempfindlichem Haibleitermaterial mit einem Energiebandabstand, der zum Detektieren von Infrarotstrahlung bis zu einer spezifizierten Grenzwellenlänge bei der Betriebstemperatur des Detektors geeignet ist. Im Betrieb werden die Detektorelemente normalerweise durch thermische Leitung durch das Substrat 20 zu einem Kryokühler gekühlt. Somit kann beispielsweise der Körper 1 aus Cadmium-Quecksilber-Tellurid bestehen, dessen Zusammensetzung so ist, daß er eine Grenzwellenlänge von beispielsweise ungefähr 12 µm bei ungefähr 77 K und ungefähr 9 µm bei ungefähr 192 K aufweist. Bekanntlich kann eine Temperatur von ungefähr 77 K mit einem Flüssig-Stickstoff-Kryostaten (beispielsweise einem Joule-Thompson-Kühler oder einem Stirlingmotor) erhalten werden, wohingegen eine Temperatur von 192 K unter Verwendung eines Peltierkühlers thermoelektrisch erhalten werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist jeder Elementkörper 1 ein Teil einer breiteren Schicht 1 und 8 des infrarotempfindlichen Materials, das einen Hauptteil des Volumens um den Körper 1 zwischen dem Substrat 20 und der Linsenplatte 10 besetzt. Es ist zwischen der Schicht 1 und 8 und der Linsenplatte 10 ein Haftfilm 11 vorhanden, mittels welchem die Linsenplatte 10 über den Elementkörpern 1 befestigt ist. Jeder Elementkörper 1 ist lateral um wenigstens einen Hauptteil seiner Peripherie von dem Rest 8 der Schicht 1 und 8 durch einen Schlitz 9 getrennt. Der Schlitz 9 erstreckt sich durch die Dicke von Schicht 1 und 8 (siehe Fig. 4) und definiert wenigstens einen Hauptteil der Peripherie des Elementkörpers 1 (siehe Fig. 5 und 6). In dem Beispiel von Fig. 5 erstreckt sich der Schlitz 9 auf dreien der vier Seiten des Elementkörpers 1 wie eine U-förmige Außenlinie um das Meiste der Körperperiphene herum. In dem Beispiel von Fig. 6 erstreckt sich der Schlitz 9 auf allen Seiten des Elementkörpers 1 wie eine rechtwinklige Außenlinie.
In besonderen Beispielen des Detektors von Fig. 4 und 5 oder Fig. 4 und 6 umfaßt jeder Elementkörper 1 einen vertikalen p-n-Übergang 3 zwischen einem n-Typ-Bereich 4 an einem Ende des Körpers 1 und einem p-Typ-Bereich 2 an dem entgegengesetzten Ende des Körpers 1. Die Schicht 1 und 8 kann p-Typ- Leitfähigkeit aufweisen, in welcher die n-Typ-Bereiche durch lonenfräsöffnungen 7 durch die Dicke der p-Typ-Schicht durch das in US-A-4 559 695 offenbarte Verfahren gebildet sein können. Jede Öffnung 7 kann dann mit einer Elektrode 6 bedeckt sein. Eine dünne Metallschicht (beispielsweise aus Ohrom), die abgelagert ist, um die Elektrode 6 zu bilden, kann auch die Elektrode 5 für den p-Typ-Bereich 2 vorsehen. Die Struktur der Detektorelemente in diesem Beispiel ist derart, daß die Schlitze 9 sich durch die gesamte Dicke der Schicht 1 und 8 erstrecken. Der Schlitz 9 kann durch die Schicht 1 und 8 unter Verwendung eines chemischen Ätzmittels geätzt werden, welches den Leitfähigkeitstyp nicht wandelt, beispielsweise eine bekannte Ätzlösung aus Brom in Methanol.
Vorzugsweise sind wenigstens die oberen und unteren Flächen des Detektorelements passiviert, beispielsweise mit einer Schicht aus Zinksulfid. Diese Passivierungsschicht kann sich auch auf die oberen und unteren Flächen des Restes 8 der Schicht 1 und 8 erstrecken.
In diesem besonderen Beispiel des Detektors von Fig. 4 und 5 kann das Substrat 20 beispielsweise aus Saphir oder einem anderen isolierenden Material bestehen, das ein Metallislerungsmuster trägt, welches die Leiterspuren als elektrische Verbindungen für die Detektorelemente trägt (ähnlich Spuren 22 und 24, die in Fig. 1 und 2 gezeigt sind). Die Schicht 1 und 8 ist mit dem Substrat 20 durch einen Haftfilm 12 verbunden und wird verarbeitet, um die Bereiche 4, Öffnungen 7, Elektroden 5 und 6 und Schlitze 9 in situ auf dem Substrat 20 zu bilden. Die Elektrode 6 jedes Detektorelements erstreckt sich in die Öffnung 7 durch die Dicke des Körpers 1 zu einem darunterliegenden Teil der Substratverbindung 24 (welche nur in Fig. 5 gezeigt ist, wo sie den Schlitz 9 kreuzt).
In der Ausführungsform von Fig. 4 ist der Haftfilm 11 (welcher in einem besonderen Beispiel ein isolierendes Epoxy sein kann) sowohl in den Schlitzen 9 als auch auf jedem Elementkörper 1 vorhanden, der der Linsenplatte 10 zuwandt ist, um jedes Detektorelement mit der Platte 10 zu verbinden. Der Haftfilm zwischen dem Elementkörper 1 und der Linsenplatte 10 ist sehr dünn, so daß die Detektorelemente optisch in der Linse eingebettet sind. Selbst in diesem Fall mit dem Haftmittel 11 in den Schlitzen 9, ist das Volumen des Haftmitteis 11, das die Körper 1 kontaktiert, in der Struktur von Fig. 4 gemäß der Erfindung im Vergleich mit der Struktur von Fig. 1 stark verringert. Dies verringert Beanspruchung des Halbleiterlinienrasters des Cadmium-Quecksilber-Telluridkörpers 1 und seine folgende Änderung in dem Energiebandabstand wesentlich.
Tabelle 1 stellt diese Verbesserung in Ausdrücken der Grenzwellenlänge λ in µm dar, gemessen bei zwei Temperaturen (77K und 192K) sowohl vor als auch nach dem Verbinden der Linseplatte 10 mit den Detektorelementkörpern 1 durch den Haftfilm 11. TABELLE 1 vorher nachher NG = nicht gemessen
Die Ergebnisse von Tabelle 1 wurden für drei unterschiedliche Detektorelementstrukturen (DES) gemessen, die aus der gleichen Scheibe aus Cadmium-Quecksilber-Tellurid gebildet waren und jeweils auf ihrem eigenen Saphirsubstrat 20 unter einer Linsenplatte 10 befestigt waren. Detektorelementstrukturen 5a und 5b waren jene des besonderen Beispiels von Fig. 4 und 5, in welchem die Dicke der Cadmium-Quecksilber-Telluridschicht 1 und 8 ungefähr 2,5 µm betrug, die Elementkörper 1 10 µm breit und 15 µm lang waren, die Schlitze 9 ungefähr 5 µm breit waren, die Breite des Schichtteils 8 zwischen benachbarten Elementkörpern 1 ungefähr 35 µm betrug und der Epoxyhaftfilm 100 bis 200 nm dick auf den Elementkörpern 1 war und die Schlitze 9 füllte. Detektorelementstrukturen 2a bis 2d waren für ein vergleichbares besonderes Beispiel von Fig. 1 und 2 mit der gleichen Elementkörpergröße wie für DES 5a und 5b, aber mit weggeätztem und mit Epoxyhaftmittel 11 gefülltem Schichtteil 8. Detektorelementstrukturen 3a bis 3c waren für ein anderes vergleichbares besonderes Beispiel, in welchem die Detektorelemente 1 von Fig. 1 und 2 und Fig. 4 und 5 durch eine p-Typ-Schicht der gleichen Dicke wie die Schicht 1 und 8 ersetzt waren, aber mit um Öffnungen in der Schicht wie in US-A-4 559 695 gebildeten Detektorelementen und ohne irgendwelche Schlitze 9 in der Schicht. Die Streuung in den Werten für die gleichen Detektorelementstrukturen, die unter den gleichen Bedingungen gemessen wurden, resultiert aus der Meßgenauigkeit und geringfügigen Variationen in der Dicke des Cadmium-Quecksilber-Tellurids und des Epoxyhaftmittels.
Wie aus den "vorher" und "nachher"-Messungen in Tabelle 1 ersichtlich, gibt es eine kleine Änderung in der Grenzwellenlänge für die DES 5a und 5b gemäß der Erfindung. Desweiteren sind die "nachher"-Messungen der DES 5a und 5b mit jenen für die tatsächlich kontinuierliche Schicht von DES 3a bis 3c vergleichbar. Im Kontrast zeigen die Messungen der DES 2a bis 2d eine Abnahme in λ von ungefähr 1 µm nach dem Verbinden mit der Linsenplatte 10 sowohl bei Betriebstemperaturen 77K als auch 192K. Obwohl die DES 3a bis 3c vergleichbare X-Charakteristiken mit DES 5a und 5b gemäß der Erfindung aufwiesen, betrug die Detektivität (D*) der DES 3a bis 3c nur 0,7 cm x Hz1/2 x W¹ bei 192 K und dies war nur ein Drittel der Detektivität der DES 5a und 5b bei dieser Temperatur. Diese schwächere Leistungsfähigkeit der DES 3a bis 3c scheint aus dem großen Volumen von p-Typ-Material um ihre Elementübergänge herum herzurühren, welches zu den thermisch generierten Leckageströmen in DES 3a bis 3c beiträgt. Im Kontrast damit wiesen die DES 5a und 5b gemäß der Erfindung einen höheren Übergangswiderstand auf, welcher von den Schlitzen 9 herzurühren scheint, die sich auf dreien der vier Seiten des Elementkörpers erstrecken, um das Volumen von p-Typ-Material zu begrenzen, welches zu dem thermisch generierten Leckagestrom des Detektorelements beiträgt.
Die folgende Tabelle 2 listet ähnliche X-Messungen auf, die an weiteren Detektorelementstrukturen gemäß dem besonderen Beispiel von Fig. 4 und 5 und mit im wesentlichen den gleichen Abmessungen, aber aus unterschiedlichen Scheiben aus Cadmium-Quecksilber-Tellurid mit ungefähr der gleichen Zusammensetzung aufgebaut, durchgeführt wurden. TABELLE 2 vorher nachher
Es ist möglich, das Haftmittel auf die äußere Begrenzung der Schicht 1 und 8 zu beschränken, so daß der zentrale Bereich mit den Detektorelementen frei von dem Haftfilm 11 gehalten wird. Somit kann in dem linearen Feld von Fig. 5 das Haftmittel 11 in einem rechtwinkligen Rahmen um die Schicht 1 und 8 herum oder zum Beispiel nur längs der Oberseite und Unterseite der Zeichnung von Fig. 5 vorgesehen werden. Es ist wünschenswert, die Linsenplatte 10 dicht gegen die Schicht 1 und 8 während der Haftverbindung zu pressen, um den Luftspalt zwischen den Detektorelementen 1 und der Linsenplatte 10 zu minimieren und somit gute optische Immersion zu bewahren. Jedoch statt zu versuchen, die Anordnung des Haftfilms 11 auf der Schicht 1 und 8 zu begrenzen, ist es oft eher geeigneter, in einem Herstellungsprozeß einen dünnen Film des Haftmittels 11 über der gesamten oberen Fläche des Detektorelementfeldes vorzusehen. In diesem Fall fließt das Haftmittel auch in die Schlitze 9 und neigt dazu, diese Schlitze zu füllen, obwohl sie teilweise infolge gefangener Lufttaschen ungefüllt verbleiben. Um das Volumen des Haftmittels 11 zu reduzieren, das die Elementkörper verbindet (um so die Beanspruchung in den Elementkörpern 1 zu reduzieren) wird die Breite der Schlitze 9 vorzugsweise auf einem Minimum gehalten, das mit einem verläßlichen Herstellungsertrag vereinbar ist. Diese minimale, verläßlich reproduzierbare Breite für die Schlitze 9 hängt von dem Ätzprozeß ab, der für ihre Bildung verwendet wird. Jedoch kann die Breite der Schlitze 9 typischerweise zwischen dem zwei- bis dreifachen der Dicke der Schicht 1 und 8 betragen und beträgt vorzugsweise weniger als das fünffache der Dicke der Schicht 1 und 8.
Die Detektorelemente, die in Fig. 5 gezeigt sind, sind in einer Reihe als ein lineares Feld angeordnet. Der Rest 8 der Schicht 1 umfaßt keine Infrarotdetektorelemente des Feldes sondern bildet lediglich ein Gitter (in der Form einer Leiter), welches ein Hauptteil des Volumens um die Detektorelementkörper 1 besetzt, um ihre Beanspruchung durch den Haftfilm 11 zu reduzieren. In der in Fig. 5 gezeigten besonderen Form erstreckt sich die Reihe von Körpern 1 lateral wie Finger eines Kammes von einem integralen Teil des Restes 8 der Schicht 1 und 8. Dieser integrale Teil liegt unter einer Ausdehnung der Elektrode 5, welche eine gemeinsame elektrische Verbindung mit der Reihe von Elementkörpern 1 bildet. Die gemeinsame, ausgedehnte Elektrode 5 kann elektrisch das meiste (oder auch das ganze) des darunterliegenden integralen p-Typ-Teils kontaktieren, welcher daher einen elektrischen Teil der gemeinsamen elektrischen Verbindung des Feldes bilden kann. Jedoch außer wo sie den Bereich 2 in jedem Elementkörper 1 kontaktiert, kann die ausgedehnte Elektrode 5 durch eine Passivierungsschicht aus ZnS von dem darunterliegenden, integralen p-Typ-Teil isoliert sein, welcher daher einfach einen mechanischen Träger für einen Teil der gemeinsamen elektrischen Verbindung 5 bildet. Die gemeinsame, ausgedehnte Elektrode 5 kann sich über die Kante des Schichtteils 8 und auf den Substratleiter 22 (nicht in Fig. 5 gezeigt) erstrecken.
Jedoch ist eine Modifikation von Fig. 5 möglich, in welcher der Schlitz 9 auch auf der vierten Seite jedes rechtwinkligen Körpers 1 erstreckt, um die Elementkörper 1 von dem Rest 8 der Schicht 1 und 8 zu isolieren. In diesem Fall kann die Elektrode 5 jedes Detektorelements auf eine Endfläche des p-Typ-Bereichs 2 jedes Elementkörpers 1 beschränkt sein und sich direkt von dieser Endfläche zu einer Leiterspur 22 auf dem Substrat 20 erstrecken. Die Körperstruktur jedes Detektorelements kann auch ähnlich der des Elementkörpers 1 von Fig. 2 sein, außer daß der Rest 8 der Schicht 1 und 8, welcher die Elementkörper 1 vorsieht, sich als ein Gitter zwischen und um die Elementkörper 1 herum erstreckt, von welchen er durch die Schlitze 9 getrennt ist.
Fig. 5 stellt eine einzelne Reihe der Elementkörper 1 dar, die in einem linearen Feld angeordnet sind. Die Struktur von Fig. 5 kann angepaßt werden, um zwei derartige Reihen von Elementkörpern 1 zu bilden, indem ein Spiegelbild der Struktur von Fig. 5 bei der oberen Hälfte von Fig. 5 vorgesehen wird. In dieser Doppelreiheneinrichtung können die Elementkörper 1 von einer Reihe in einer Linie mit entsprechenden Elementkörpern 1 der anderen Reihe angeordnet sein. Alternativ können die Elementkörper 1 von einer Reihe in einer Linie mit Schichtteilen 8 zwischen benachbarten Elementkörpern 1 von der anderen Reihe angeordnet sein.
Die vorliegende Erfindung kann auch für 2-dimensionale Felder von Detektorelementen verwendet werden. Ein Beispiel eines derartigen 2-dimensionalen Feldes gemäß der Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt, in welcher die Elementkörper 1 isolierte Teile der Schicht 1 und 8 sind, deren Rest 8 keinerlei Infrarotdetektorelemente umfaßt und ein rechtwinkliges Gitternetzwerk um die Elementkörper 1 bildet, von welchen er durch die Schlitze 9 getrennt ist. Die Elektroden 5 zu dem p-Typ-Bereich 2 jedes Detektorelements können sich auf einer Endfläche des Elementkörpers 1 erstrecken. Die Elektrode 6 zu den n-Typ-Bereichen 4 kann sich auf einer entgegengesetzten Endfläche jedes Körpers 1 oder in eine Öffnung 7 in jedem Elementkörper 1 erstrecken. Es ist auch möglich, das Gitter 8 zu verwenden, um eine gemeinsame Verbindung mit den p-Typ-Bereichen 2 des Detektorelements zu tragen (oder selbst ein elektrisches Teil davon zu bilden) indem es den Schlitz 9 nur auf drei Seiten (d.h. nicht an dem p-Typ-Ende) von jedem Elementkörper 1 aufweist. In der Ausführungsform von Fig. 6 kann ein isolierendes Substrat 20 mit Leiterspuren 24 und 25 verwendet werden (ähnlich den vorhergehenden Ausführungsformen). Alternativ kann das Substrat 20 beispielsweise ein integrierter Siliziumschaltkreis mit sowohl Verbindungen für Detektorelemente als auch einer Schaltung zur Verarbeitung der Signale von den Detektorelementen sein.
In den soweit beschriebenen Ausführungsformen ist die Linsenplatte 10 durch den Haftfilm 11 mit der Schicht 1 und 8 verbunden, welche bereits auf dem Substrat 20 befestigt ist. Fig. 7 stellt eine andere Ausführungsform dar, in welcher die Schicht 1 und 8 zuerst auf der Linsenplatte 10 vorgesehen wird, und das Substrat 20 dann durch den Haftfilm 11 mit der Schicht 1 und 8 auf der Linsenplatte 10 verbunden wird. In diesem Fall kann die Schicht 1 und 8 aus kristallinem Material (beispielsweise Quecksilber-Cadmium-Tellurid) bestehen, das epitaktisch auf die Linsenplatte 10 aufgewachsen wird, welche beispielsweise aus monokristallinem Cadmium-Tellund oder beispielsweise monokristallinem Silizium bestehen kann, das mit Cadmium-Tellurid an der Fläche beschichtet ist, wo die Cadmium-Quecksilber-Telluridschicht 1 und 8 abgelagert wird. Nach dem Aufwachsen des Cadmium-Quecksilber-Tellurids als eine kontinuierliche Schicht auf die Linsenplatte 10 wird sie dann verarbeitet, um die Bereiche 4, Öffnungen 7, Elektroden 5 und 6 und Schlitze 9 in situ auf der Linsenplatte 20 zu bilden. In diesem Fall können die Detektorelemente mit der Schaltung verbunden werden, die in Teilen der Siliziumlinsenplatte benachbart dem Teil 8 der Cadmium-Quecksilber-Telluridschicht 1 und 8 gebildet wird.
Die hierin dargestellten Ausführungsformen sind mit einer Schicht 1 und 8 aus Cadmium-Quecksilber-Tellurid beschrieben worden, weil dies das üblichste und wichtigste infrarotempfindliche Halbieltermaterial für Hochleistungsdetektoren ist. Jedoch kann die Erfindung auch mit anderen infrarotempfindlichen Halbieltermaterialien, beispielsweise Indium-Antimonid verwendet werden.
Obwohl ein Feld von Linsen entsprechend dem Feld von Detektorelementen in einer Linsenplatte 10 dargestellt worden ist, kann die Erfindung auch mit anderen optischen Elementen verwendet werden. Somit können die Elementkörper 1 und der Rest 8 der Schicht 1 und 8 (mit den Schlitzen 9) zwischen einem Substrat 20 und einer optischen Platte 10 mit einem Feld von Prismenelementen entsprechend dem Feld von Detektorelementen (beispielsweise wie in GB-A-1 525 562) oder auch einer keilförmigen Platte oder einem einzelnen Linsenelement über das Ganze eines Feldes (beispielsweise wie in Fig. 2, 5, 8 und 9 der GB-Patentanmeldung 8 531 497.9, veröffentlicht als GB-A-2 240 444 am 31. Juli 1991) sandwichartig angeordnet sein.
Desweiteren, obwohl die soweit beschriebenen Ausführungsformen nur ein einziges Niveau von Detektorelementen zwischen dem Substrat 20 und dem optischen Element 10 zeigen, kann die Erfindung auf jedes Niveau einer Mehrniveau-Detektorfeldstruktur angewendet werden (beispielsweise wie in der GB-Patentanmeldung 9 022 464.3, eingereicht am 17. Oktober 1990 und veröffentlicht als GB-A-2 248 964 am 22. April 1992, beschrieben). Die zwei Niveaus können unterschiedliche infrarotempfindliche Halbleitermaterialien mit unterschiedlichen Bandabständen umfassen, um unterschiedliche Infrarotwellenlängenantworten zu liefern. Das untere Niveau kann beispielsweise auf einem integrierten Siliziumschaltkreis 20 über eine Epoxyhaftschicht befestigt sein. Als ein Beispiel gemäß der Erfindung kann das obere Niveau von Detektorelementen die in Fig. 6 dargestellte Schichtstruktur 1 und 8 aufweisen, wohingegen das untere Niveau die in Fig. 8 dargestellte Schichtstruktur 1 und 8 aufweisen kann. In diesem unteren Niveau von Fig. 8 trennen die Schlitze 9 nicht nur die unteren Elementkörper 1 von dem Rest der Schicht 8, sondern isolieren auch sowohl n-Typ-Inseln 84 als auch p-Typ- Inseln 85 von dem p-Typ-Rest 8 der Schicht und von den unteren Elementkörpern 1. Wenn die Obere-Niveau-Schichtstruktur 1 und 8 auf dieser Untere-Niveau-Struktur ausgerichtet ist, sind die Elementkörper 1 überlagert, wie ein Kreuz, das auf dem Symbol "+" in Fig. 6 und 7 zentriert ist, und der n-Typ-Bereich 4 der oberen Detektorelemente liegt über einer unteren n-Typ-Insel 84. Die Öffnung 7 durch den oberen Bereich 4 wird durch die darunterliegende Insel 84 als eine Öffnung 87 fortgesetzt, um die Obere-Niveau-Elektrode 6 zu dem Schaltkreissubstrat 20 zu führen. Die Obere-Niveau- Elektrode 5 kann zu dem Schaltkreissubstrat 20 über die p-Typ-Inseln 85 geführt werden. Die obere Schicht 1 und 8 von Fig. 6 ist mit der unteren Schicht 1 und 8 von Fig. 8 durch einen Haftfilm verbunden, und ein optisches Element 10 ist mit der oberen Schicht 1 und 8 von Fig. 6 durch den Film 11, wie vorher beschrieben, verbunden.
Selbst in einer Einrichtungsausführungsform mit einem einzigen Niveau von Detektorelementen 1 in einer einzigen mit Schlitzen versehenen Schicht 1 und 8 zwischen dem Substrat 20 und dem optischen Element 10, können die Schlitze 9 in der Schicht 1 und 8 die Inseln 84 und 85 von den Elementkörpern 1 und dem Rest 8 der Schicht 1 und 8 isolieren. In diesem Fall können statt daß die Detektorelemente 1 der Schicht 1 und 8 Elektroden 5 und 6 aufweisen, die sich entweder an einer Seite des Elementkörpers 1 herunter oder durch eine Öffnung 7 in dem Elementkörper 1 erstrecken, die Detektorelementverbindungen die Inseln 84 und 85 umfassen, welche elektrisch mit dem Elementkörper 1 durch überbrückende Leiterspuren verbunden sind, die sich über eine isolierende Füllung in den Schlitzen 9 erstrecken.
Die Detektorelemente in den Ausführungsformen von Fig. 4 bis 8 umfassen einen vertikalen p-n-Übergang 3 und die Schlitze 9 erstrecken sich durch die gesamte Dicke der Schicht 1 und 8, um die Peripherie jedes Elementkörper 1 zu definieren. Die Ausführungsform von Fig. 9 und 10 stellt eine modifizierte Detektorelementstruktur mit einem horizontalen p-n-Übergang 3 zwischen einem n-Typ-Bereich 4 und einem darunterliegenden p-Typ-Bereich 2 dar. Die gesamte Halbleiterschicht 1 und 8 in diesem Beispiel umfaßt eine p-Typ-Unterschicht 2 benachbart einer Fläche und n-Typ-Bereiche benachbart ihrer entgegengesetzten Fläche. Die Schlitze 9 sind in dieser entgegengesetzten Fläche vorhanden und erstrecken sich durch nur einen Teil der Dicke der Schicht 1 und 8 zu der n-Typ- Unterschicht 2. In einem besonderen Beispiel kann die Gesamtdicke der Schicht 1 und 8 10 µm betragen, wohingegen die Schlitze 9 eine Tiefe von 6 µm aufweisen.
Die p-Typ-Unterschicht 2 sieht eine gemeinsame elektrische Verbindung des Feldes von Detektorelementen vor, und sie kann sich zu der entgegengesetzten Fläche erstrecken (beispielsweise bei einem peripheren Bereich der Schicht 1 und 8), wo eine Elektrode 5 vorgesehen sein kann. Die n-Typ-Bereiche benachbart dieser entgegengesetzten Fläche können auf die Gebiete der Elementkörper 1 begrenzt sein, oder sie können auch in dem Rest 8 der Schicht vorhanden sein, in welchem Fall (wie in Fig. 9 und 10 gezeigt) sie von den Elementbereichen 4 durch die Schlitze 9 isoliert sind. Die Elementkörper 1 weisen individuelle Elektroden 6 auf, die ihre Bereiche 4 kontaktieren. Fig. 10 stellt diese Ausführungsform als eine Modifikation der Anordnung von Fig. 7 dar, in welcher die Schicht 1 und 8 aus Cadmium-Quecksilber-Tellurid besteht, das epitaktisch auf eine Cadmium-Tellurid-Pufferschicht auf der Linsenplatte 10 aufgewachsen ist.
In den Ausführungsformen von Fig. 4 bis 10 besetzen eine oder mehrere mit Schlitzen versehene, infrarotempfindliche Halbleiterschichten 1 und 8 das meiste der Dicke zwischen dem Substrat 20 und dem optischen Element 10. Jedoch können die Detektorelemente eine mit Schlitzen versehene Schicht 1 und 8 eines derartigen infrarotempfindlichen Halbieltermaterials (beispielsweise Cadmium-Quecksilber-Tellurid) auf einer dicken, isolierenden Schicht (beispielsweise Cadmium- Tellund) umfassen, und diese dicke, isolierende Schicht kann selbst soviel wie die Hälfte der Dicke zwischen dem Substrat 20 und dem optischen Element 10 besetzen.

Claims

1. Ein Infrarotdetektor mit wenigstens einem Detektorelement, welches einen Körper (1) aus infrarotempfindlichem Halbleitermaterial aufweist und welches zwischen zwei Gliedern, nämlich einem Substrat (20) und einem optischen Element (10) sandwichartig angeordnet ist, wobei eines der Glieder über dem Körper durch einen Haftfilm (11) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Elementkörper (1) ein Teil einer breiteren Schicht (1, 8) des infrarotempfindlichen Halbleitermaterials ist, welches einen Hauptteil des Volumens um den Elementkörper zwischen dem Substrat und dem optischen Element besetzt, der Haftfilm (11) zwischen der Schicht und dem einen Glied vorhanden ist, und daß der Elementkörper lateral um wenigstens einen Hauptteil seiner Peripherie herum von dem Rest der Schicht durch einen Schlitz (9) getrennt ist, welcher sich durch wenigstens einen Teil der Dicke der Schicht erstreckt und welcher wenigstens einen Hauptteil der Peripherie des Elementkörpers definiert.

2. Ein Detektor wie in Anspruch 1 beansprucht, weiter dadurch gekennzeichnet, daß ein Feld der Elementkörper zwischen dem Substrat (20) und dem optischen Element (10) vorhanden ist und daß dort zwischen benachbarten Detektorelementen des Feldes ein Teil der Schicht vorhanden ist, welcher keine Infrarotdetektorelemente des Feldes umfaßt, und welcher ein Gitter bildet, das lateral durch die Schlitze von jedem der Elementkörper getrennt ist.

3. Ein Detektor wie in Anspruch 2 beansprucht, weiter dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe der Elementkörper (1) sich lateral wie Finger eines Kammes von einem Teil der Schicht (8) erstreckt, die einen Teil einer gemeinsamen elektrischen Verbindung mit der Reihe von Elementkörpern bildet.

4. Ein Detektor wie in Anspruch 2 beansprucht, weiter dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schlitze durch nur einen Teil der Dicke der Schicht zu einer Unterschicht (2) aus einem Leitfähigkeitstyp erstrecken, welche eine gemeinsame elektrische Verbindung des Feldes von Detektorelementen vorsieht.

5. Ein Detektor wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der Haftfilm (11) sowohl in dem Schlitz (9) als auch auf dem/jedem Detektorelementkörper vorgesehen ist, der/die dem einen Glied zugewandt sind, um das/jedes Detektorelement mit dem einen Glied zu verbinden.

6. Ein Detektor wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, weiter dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine elektrische Verbindung für das/jedes Detektorelement durch das Substrat (20) getragen ist

7. Ein Detektor wie in Anspruch 6 beansprucht, weiter dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode von dem/jedem Detektorelement sich in eine Öffnung (7) durch die Dicke von dem/jedem Elementkörper zu der Substratverbindung erstreckt.

8. Ein Detektor wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (1, 8) auf dem Substrat (20) befestigt und das optische Element (10) durch den Haftfilm (11) mit der Schicht auf dem Substrat verbunden ist.

9. Ein Detektor wie in einem der Ansprüche 1 bis 7 beansprucht, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus kristallinem Material besteht, das epitaktisch auf dem optischen Element (10) aufgewachsen ist, und das Substrat durch den Haftfilm (11) mit der Schicht (1, 8) auf dem optischen Element verbunden ist.

10. Ein Detektor wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Cadmium-Quecksilber-Tellurid besteht.

11. Ein Detektor wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, weiter dadurch gekennzeichnet, daß zwei der mit Schlitzen versehenen Schichten aus infrarotempfindlichem Halbleitermaterial zwischen dem Substrat und dem optischen Element vorhanden sind, wobei eine Schicht auf der Oberseite der anderen Schicht vorhanden ist und eine unterschiedliche Infrarotwellenlängenantwort aufweist.