DE69631666T2 - Mikrostruktur mit opto-elektronischem gate - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Feststoffmikrostruktur und insbesondere auf eine Mikrostruktur, die eine On-Board-Gateanordnung aufweist, die optoelektronisch ausgelöst wird.
  • Viele Bildgebungs- und Prüfanwendungen im Infrarotlichtbereich und im sichtbaren Lichtbereich (LIDAR, Mammographie), im UV- und Röntgenstrahlenbereich (medizinische Bildgebung) und Anwendungen, die ionisierende Partikel verwenden, leiden an dem Streuungsproblem. Typischerweise führen gestreute Photonen oder Partikel, die nicht direkt von der Quelle zum Objekt und zum Erfassungssystem passieren, zu Rauschen. Dieses Rauschen kann das gewünschte Signal oder Bild erheblich beeinträchtigen, insbesondere bei der Prüfung von weichem Gewebe unter Verwendung von sichtbarem Licht oder Infrarotlaserlicht. Bei vielen Anwendungen kann das Bild erheblich durch die Verwendung eines zeitlich aufgelösten oder zeitlich torgesteuerten Erfassungssystem verbessert werden.
  • Derartige Systeme sind gegenwärtig komplex und teuer und werden gegenwärtig als getrennte zusätzliche Einheiten angesehen, die gewöhnlich in Verbindung mit herkömmlichen Erfassern verwendet werden. Die Torsteuerung unter Verwendung von Licht wird beispielsweise herkömmlich unter Verwendung der verhältnismäßig teueren Einrichtung durchgeführt, die als Pockelszelle bekannt ist.
  • Ähnliche Probleme gelten für Partikelerfassungstechniken, wie beispielsweise die langsame Neutronenbildgebung. Die zeitliche Torsteuerung im Bereich unter Nanosekunden, insbesondere bei Siliziumdetektoren, kann schwierig sein. Im Röntgenstrahlenbereich kann das zeitliche Tor von beispielsweise Mikrokanalplatteneinrichtungen sich dem 100 ps-Bereich nähern, und die beste räumliche Auflösung, die in der Dimension entlang der Linie des Lichts ohne eine ausgetüftelte Dekonvulotionstechnik erreicht werden kann, ist beispielsweise in der Größenordnung einiger weniger cm. Dies ist für die meisten nützlichen medizinischen Bildgebungstechniken nicht geeignet. Die zeitliche Auflösung dieser torgesteuerten Strukturen ist entsprechend nicht vollständig zufriedenstellend und hängt im Wesentlichen von einer Kombination der Anstiegszeit des torsteuernden Impulses und der Antwort des Erfassers ab.
  • Als nächstkommender Stand der Technik wird „Auston und Smith, Picosecond optical electronic sampling: Characterization of high-speed photodetectors, Applied Physics Letters, Vol. 41, No 7, Oktober 1982, Seiten 599 bis 601" angesehen. Dies beschreibt einen Detektor zum Erfassen von Strahlung, wobei der Detektor ein Substrat enthält, ein Detektorelement, das eine erste und eine zweite Elektrode aufweist, wobei das Detektorelement ein optoelektronisches Gate zum Torsteuern des Detektors durch Lichtimpulse enthält.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Probleme des Stands der Technik zumindest zu mindern.
  • Es ist eine weitere Aufgabe, einen Feststoffmikrostrukturdetektor vorzusehen, der sehr rasch torgesteuert werden kann und der kein getrenntes Gateelement, wie zum Beispiel eine Pockelszelle, erfordert.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Feststoffmikrostrukturdetektor für ionisierende Partikel oder Strahlung (74, 98) vorgesehen, wobei der Detektor enthält: ein Substrat (50, 80), das eine ebene Oberfläche (52, 82) aufweist; ein Detektorelement (54, 84), das sich von der Oberfläche nach außen erstreckt und eine erste (60, 88) und eine zweite (64, 90) parallele Elektrode aufweist, die im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche auf gegenüberliegenden Seiten der Oberfläche sind, wobei das Detektorelement (54, 84) ein optoelektronisches Gate zwischen den Elektroden zum Torsteuern des Detektors enthält, wenn ein Lichtimpuls (72, 102) auf ein lichtempfindliches Gebiet (58, 96) mit Gate aufgebracht wird.
  • Für den Ultraviolettbereich des Lichts unter etwa 224 nm ist das Substrat ferner vorzugsweise aus UV-sensitiviertem Silizium gefertigt, oder einfacher aus einem chemisch aufgedampftem (CVD) Diamanten. Für den sichtbaren Bereich und den Infrarotbereich sind Silizium-, Gallium-, Arsenid- und Indium-Phosphid geeignete Detektormaterialien neben anderen Feststoffmaterialien.
  • Eine solche Anordnung kann außerordentlich hohe elektrisch gesteuerte Gategeschwindigkeiten für die Photonen- und Partikelerfassung über den sichtbaren Bereich, den UV- und Röntgenstrahlenbereich und auch für Neutronen erzeugen. Röntgenstrahldetektoren enthalten normalerweise – jedoch nicht exklusiv – Hoch-Z-Materialien vor dem Detektormedium. In Ausnahmefällen ist es möglicherweise erforderlich, dass der Detektor eine niedrige Effizienz aufweist, um eine elektronische Häufung zu verhindern. Für die Neutronenerfassung können Niedrig-Z-Materialien vor der Ebene des Detektormaterials eingesetzt werden, zwischen den einzelnen Elementen des Detektormaterials oder sogar innerhalb des Detektormaterials.
  • Die Vorteile der Verwendung von Diamant sind vielfältig. Diamant kann in den Wellenlängen von mehr als 224 nm äußerst transparent gemacht werden, und er ist ferner der beste bekannte Wärmeleiter und Diffusor bei Raumtemperatur. Aufgrund der kleinen Spannung, die effizient zum Extrahieren von Elektronenlochpaaren erforderlich ist, kann die Gatespannung verhältnismäßig klein sein und daher einfach innerhalb einer schnell ansteigenden und fallenden Kante erzeugt werden. Dies ist im Gegensatz zum kV-Bereich, der zum Torsteuern von Kanalplatteneinrichtungen erforderlich ist.
  • Die Gatestruktur wird optisch beispielsweise von einer On-Board- oder einer Off-Board-Laserdiode betrieben. Bei einer typischen Anordnung schließt sich ein strahlungsempfindliches Gebiet des Detektors an ein Gebiet des Detektors mit Gate an. Wenn ein Lichtimpuls in das Gebiet mit Gate gelenkt wird, wird dieses Gebiet leitend, wodurch ein Strom von der ersten Elektrode über das empfindliche Gebiet und das Gebiet mit Gate zur zweiten Elektrode passieren kann. Wenn die Leitfähigkeit des Gebiets mit Gate ausreichend hoch eingestellt werden kann, hängt der Strom, der durchgelangt, vollständig oder wesentlich von der Leitfähigkeit des strahlungsempfindlichen Gebiets ab. Diese hängt wiederum von dem Strahlungsfluss ab, der auf das empfindliche Gebiet fällt. Der Strahlungsfluss kann selbstverständlich elektromagnetische Strahlung oder ionisierende Partikel enthalten, abhängig von dem Typ des fraglichen Detektors.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das strahlungsempfindliche Gebiet offen für den Strahlungsfluss, der von dem optischen torsteuernden Impuls abgeschirmt wird. Das sich anschließende Gebiet mit Gate ist weder von der Strahlung noch von dem torsteuernden Impuls abgeschirmt.
  • Bei einer alternativen Anordnung ist das strahlungsempfindliche Gebiet von dem optischen torsteuernden Impuls abgeschirmt und das Gebiet mit Gate ist vom Strahlungsfluss abgeschirmt.
  • Das Gebiet mit Gate und das strahlungsempfindliche Gebiet können aus dem gleichen Materialblock gefertigt sein, beispielsweise aus einem einzigen Block eines CVD-Diamanten. Das empfindliche Gebiet und das Gebiet mit Gate können jedoch mit unterschiedlichen physikalischen Charakteristika versehen sein, entweder indem die Gebiete getrennt gezüchtet werden oder durch nachfolgende Behandlung (beispielsweise durch Ionenbombardierung).
  • Es ist nicht erforderlich, dass das empfindliche Gebiet und das Gebiet mit Gate einander bei jeder Ausführungsform berühren. Da alles, was erforderlich ist, die Möglichkeit für den Strom ist, von einem Gebiet zum anderen zu passieren, können bei einer Ausführungsform die zwei Gebiete durch ein dazwischen liegenden leitfähiges Gebiet getrennt sein, beispielsweise durch eine dazwischen liegende metallische Elektrode.
  • Die Erfindung erstreckt sich auf einen Mehrfachstreifenarrayerfasser, der mehrere Feststoffmikrostrukturen, wie sie vorher definiert wurden, enthält, alle auf einem einzigen Substrat. Die Größe der einzelnen Mikrostrukturen kann kleiner als 500 Mikrometer in den Richtungen senkrecht zur einfallenden Strahlung sein, und typischerweise in der Größenordnung von 10 Mikrometer. Wir haben fortgeschrittenere Herstellungstechnologien im Auge, die in der nahen Zukunft fähig sind, Strukturen unter 1 Mikrometer zu erreichen. Der Mehrfachstreifendetektor kann mehrere einzelne Rippendetektorelemente enthalten, die jeweils eine erste und eine zweite Elektrode auf gegenüberliegenden Seiten von ihnen aufweisen, und die Detektorelemente können gemeinsam torgesteuert sein.
  • Die Erfindung erstreckt sich auf eines oder mehrere der beschriebenen Merkmale, die in den Zeichnungen dargestellt oder beansprucht sind, unabhängig davon, ob sie einzeln vorgenommen werden oder in jeder möglichen Verbindung.
  • Die Erfindung kann in die Praxis in mehreren Arten umgesetzt werden, und einige spezielle Ausführungsformen werden nun beispielhaft unter Verweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • 1 eine ultraschnelle optisch torgesteuerte Detektormikrostruktur für die zeitlich aufgelöste Erfassung von sichtbaren Photonen, UV- und Röntgenstrahlenphotonen und von ionisierenden Partikeln zeigt; und
  • 2 eine ultraschnelle optisch torgesteuerte, von der Rückseite bestrahlte Diamantmikrostruktur für die zeitlich aufgelöste Erfassung von sichtbaren Photonen, UV- und Röntgenstrahlenphotonen und ionisierenden Partikeln zeigt.
  • Die Ausführungsform von 1 enthält ein Saphir-Substrat 50, das eine optische Qualitätsoberfläche 52 enthält, die innerhalb von etwa λ/10 flach ist. Auf der Oberfläche 52 ist eine Erfassungsstruktur 54 abgelagert, die ein längliches empfindliches Gebiet 56 aus CVD-Diamant und einen parallelen länglichen Gatekanal 58 aus CVD-Diamant enthält. Das empfindliche Gebiet 56 ist entlang seiner zwei parallelen Seiten durch eine erste und eine zweite Metallisierungsschicht 60, 62 gebunden, wobei die zweite Schicht auch eine der Grenzen zu dem Diamant-Gatekanal 58 bildet. Auf der zum Gatekanal entfernten Seite ist eine dritte parallele Metallisierungsschicht 64 vorhanden. Von oben den Gatekanal 58 bedeckend ist eine opake Schließschicht 68, die wiederum selbst durch eine nichtleitfähige Lichtabschirmung 70 bedeckt ist. Die Lichtleitungsschließschicht kann aus jedem geeigneten nichtleitfähigen Material sein, beispielsweise aus Saphir oder SiO2.
  • Der Gatekanal 58 ist entsprechend durch die Metallschichten 62, 64 auf zwei Seiten begrenzt, durch das Saphir-Substrat 50 von unten und durch die Schließschicht 68 von oben. Diese Grenzen und scharfe Änderungen im Brechungsindex bilden eine Lichtleitung, die es ermöglicht, dass ein kurzer optischer Laserimpuls 72 den Gatekanal nach unten geführt wird. Der Gateimpuls wird durch einen Pikosekunden- oder unter Pikosekunden optischen Laser (nicht dargestellt) vorgesehen.
  • Bei der Verwendung trifft der Photonen- oder der Partikelfluss 74, der zu erfassen ist, auf die obere Fläche der Erfassungsstruktur 54 auf. Der Fluss dringt in das empfindliche Gebiet 56 ein, ist jedoch von dem Gatekanal 58 durch die Schließschicht 68 und die Lichtabschirmung 70 abgeschirmt. Der Zweck der Lichtabschirmung ist es, sicherzustellen, dass der auf die Einrichtung einfallende Fluss keine Elektronenlochpaare in dem Gatekanal erzeugt. Die Ausblendung von kurzen Wellenlängen der Einrichtung ist durch die Fähigkeit der Lichtabschirmung 70 begrenzt, einfallende Strahlung zu blockieren.
  • Die Einrichtung ist derart vorbelastet, dass V1 < V2 < V3, wobei V1, V2 und V3 jeweils die Spannungen der Metallisierungsschichten 60, 62, 64 sind. Wenn ein Fluss 74 vorhanden ist, werden Elektronenlochpaare in dem empfindlichen Gebiet 56 durch die Wechselwirkung von Photonen oder Ladungsträgern erzeugt. Im nicht-torgesteuerten Zustand (wenn keine Elektronenlochpaare in dem Gatekanal 58 vorhanden sind) ist kein Nettostromfluss von der ersten Metallisierungsschicht 60 zur dritten Metallisierungsschicht 64 außer einem sehr kleinen Leckstrom vorhanden, der bei Diamant auf deutlicher weniger als 20 pA eingestellt werden kann.
  • Die Einrichtung wird durch Einbringen eines verhältnismäßig hellen optischen Gateimpulses 72 bei einer Wellenlänge von etwa 500 bis 550 nm in den Gatekanal 58 torgesteuert. Dies saturiert das Gate und bewirkt, dass der Stromfluss von der ersten Metallisierungsschicht 60 zur dritten Metallisierungsschicht 64 im Wesentlichen oder vollständig durch den Strahlungsfluss 74 bestimmt wird, der auf das empfindliche Gebiet fällt.
  • Die Gatezeit wird durch die optische Gateimpulslänge oder die Ladungsträgerrekombinationszeit im Gatekanal bestimmt, welche von beiden länger ist. Das Gate kann somit in der Größenordnung von einigen wenigen 10 Pikosekunden liegen. Die optische Gateimpulslänge kann sehr klein (<100 Femtosekunden) eingestellt werden, während die Rekombinationszeit beliebig klein gehalten werden kann, indem Defekte gezüchtet oder eingesetzt werden oder durch Beschädigen des Gitters, und somit die Ladungsträgerlebenszeit verringert wird, durch einen Bestrahlungsschaden in dem Gatematerial. Nach Bedarf kann das Gatematerial mit unterschiedlichen Rekombinationscharakteristika zu dem Material in dem empfindlichen Gebiet eingestellt werden, wiederum durch Züchten, Ionenimplantierung oder selektive Strahlungsbeschädigung.
  • Die in 1 gezeigte Einrichtung kann entweder als einfacher Streifen oder als mehrere verbundene Streifen zum Erhöhen des empfindlichen Gebiets konstruiert sein. Dies kann insbesondere nützlich in Bereichen, wie zum Beispiel LIDAR, sein, wenn das Gate mit einem sich wiederholenden optischen Signal synchronisiert sein kann (das im Prinzip der gleiche LIDAR-Impuls sein könnte). Das Auslesen von mehreren Streifen getrennt ergibt eine Einrichtung mit einem Grad an räumlicher Auflösung.
  • Eine geeignete Quelle von torsteuernden Impulsen kann ein externer Kurzimpulslaseroszillator oder eine Laserdiode auf dem Chip sein. Diamantlichtleitungen können auf dem Chip hergestellt werden, um den torsteuernden Impuls zu mehreren unterschiedlichen Erfassungsstreifen zu führen. Wenn die torsteuernden Impulse für eine Mehrfachstreifeneinrichtung entlang variierender Weglängen geschickt werden, beispielsweise durch einen Bereich von optischen Fasern mit unterschiedlicher Länge oder von Lichtleitern auf dem Chip, werden die Streifen zu unterschiedlichen Zeiten aktiviert. Dies sieht eine genaue und reproduzierbare Möglichkeit vor, einen weiten Bereich von Gatezeiten bei einem einzigen Schuss mit einem Gerät zu scannen. Eine Phasenarraystruktur mit diesem Mechanismus ist ebenfalls denkbar.
  • 2 zeigt eine weitere Ausführungsform.
  • Die gezeigte Einrichtung enthält ein transparentes Substrat 80, das entweder aus Saphir oder einem CVD-Diamant mit geringer Rekombinationslänge sein kann. Das Substrat weist eine optische Qualitätsoberfläche 82 auf, die bis zu etwa λ/10 genau ist. Auf der Oberfläche ist eine Rippenstruktur 84 gebildet, die eine CVD-Diamant-Rippe 86 enthält, die entlang ihrer parallelen Seiten durch eine jeweilige erste und eine zweite Metallisierungsschicht 88, 90 begrenzt ist. Ein Teil der Rippe ist vom Licht von unten durch eine opake Schicht 92 abgeschirmt, wodurch die Rippe in zwei Volumina geteilt wird: ein Erfassungsgebiet 94 und Gategebiet 86. Der Photonen- oder Partikelfluss 98, der zu erfassen ist, trifft auf die Einrichtung von oben auf.
  • Die auf die erste und die zweite Metallisierungsschicht 88, 90 aufgebrachten Spannungen (V1 bzw. V2) erzeugen eine Potentialdifferenz über die Rippe in der Größenordnung von 50 V. Die Rekombinationslänge des CVD-Diamanten, der die Rippenstruktur enthält, und die Breite der Rippe, werden derart gewählt, dass eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass ein Elektronenlochpaar, das im empfindlichen Gebiet des Diamanten erzeugt wird, durch einen Defekt erfasst wird oder rekombiniert, ehe ein Photostrom daraus entsteht. Das heißt, die Rekombinationslänge wird so gewählt, dass sie etwas größer als die Hälfte der Breite der Rippe ist. Die Einrichtung wird dann durch Bestrahlen von der Rückseite mit einem kurzen optischen Impuls 102 in dem 500 bis 550 nm-Gebiet torgesteuert. Das empfindliche Gebiet oder Erfassungsgebiet 94 des CVD-Diamanten ist von dem torsteuernden Impuls durch die opake Schicht 92 beschattet, und hier werden keine zusätzlichen Elektronenlochpaare erzeugt. Auf der nichtbeschatteten Seite der Einrichtung werden jedoch eine große Anzahl von Elektronenlochpaaren durch die Gatephotonen 102 erzeugt, die durch das transparente Substrat 80 gelangt sind. Das Gategebiet 96 wird entsprechend während der Rekombinationszeit der Elektronenlochpaare leitfähig, oder während der optischen Gateimpulsdauer, welche von beiden länger ist. Das Gate kann somit auf eine kurze Dauer, wie einige 10 Pikosekunden, eingestellt werden. Der Nettozustand über die Einrichtung, zwischen den Metallisierungsschichten 88 und 90, wird durch den Photonen- oder Partikelfluss 98 bestimmt, der auf das Erfassungsgebiet 84 auftrifft (vorausgesetzt, dass dieser Fluss deutlich geringer als der helle optische torsteuernde Impuls 102 ist). Es ist anzumerken, dass diese Konfiguration auch als ein ultraschneller optoelektronischer AND-Schalter wirkend gestaltet sein kann: wenn die Gatephotonen 102 und die ankommenden Photonen 98 (die jeweils in Impulsen von 10 Pikosekunden eingestellt werden können) temporär zusammenfallen, wird der optoelektronische Schalter, der durch den Leckstrom definiert wird, angeschaltet.
  • Die Einrichtung kann entweder als ein einziger Streifen oder als mehrere verbunden Streifen konstruiert sein, um das empfindliche Gebiet zu erhöhen. Diese zweite Anordnung kann insbesondre nützlich für Anwendungen, wie zum Beispiel LIDAR sein, in denen das Gate mit einem sich wiederholenden optischen Signal synchronisiert sein kann (das im Prinzip der gleicher LIDAR-Impuls sein kann). Das Auslesen von mehreren Streifen getrennt ergibt eine Einrichtung mit einem Grad an räumlicher Auflösung. Eine zweidimensionale Pixeleinrichtung kann unter Verwendung einer ähnlichen Struktur konstruiert werden, und dies ermöglicht eine ultraschnelle torgesteuerte zweidimensionale Bildgebung von Strahlung vom sichtbaren Licht bis zur harten Röntgenstrahlung. Es ist selbstverständlich zu erkennen, dass eine derartige Pixeleinrichtung einfach hergestellt werden kann, indem lediglich die zweite Metallisierungsschicht 90 in mehrere kurze einzelne Pixelausleseschichten geteilt wird, die in Längsrichtung entlang der Rippe beabstandet sind. Die Zweidimensionalfähigkeit entsteht dann durch das Vorsehen von mehreren derartigen Rippen, die jeweils parallel zueinander sind.
  • Beide der Ausführungsformen können als Röntgenstrahlendetektor angepasst werden, in dem ein zusätzliches besprengendes hoch-Z-Material eingesetzt wird, das unmittelbar vor dem Detektor positioniert ist. Entsprechend kann jede der Ausführungsformen zur Verwendung als Neutronendetektor geeignet sein, wobei zusätzlich ein besprengendes niedrig-Z-Material, entweder als getrennte Schicht, dazwischen verteilt, oder implantiert oder in das Substrat selbst gezüchtet, eingesetzt wird.
  • Bei den Variationen, die mehrere parallele Rippen enthalten, kann nach Bedarf ein Absorbermaterial zwischen den parallelen Seiten von benachbarten Detektorelementen angeordnet sein. Die beschriebenen Strukturen können geätzt, künstlich gezüchtet oder auf jede andere geeignete Weise hergestellt werden.

Claims (27)

  1. Feststoffmikrostrukturdetektor für ionisierende Partikel oder Strahlung (74, 98), wobei der Detektor enthält: ein Substrat (50, 80), das eine ebene Oberfläche (52, 82) aufweist; ein Detektorelement (54, 84), das sich nach außen von der Oberfläche erstreckt und eine erste (60, 88) und eine zweite (64, 90) Elektrode aufweist, die zueinander parallel sind und im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche und auf gegenüberliegenden Seiten auf der Oberfläche sind, wobei das Detektorelement (54, 84) ein opto-elektronisches Gate zwischen den Elektroden enthält, um den Detektor torzusteuern, wenn ein Lichtimpuls (72, 102) auf ein lichtempfindliches Gebiet (58, 96) mit Gate aufgebracht wird.
  2. Mikrostrukturerfassung nach Anspruch 1, wobei das Detektorelement (54, 84) aus Diamant ist.
  3. Mikrostrukturdetektor nach Anspruch 2, wobei das Detektorelement (54, 84) aus einem chemisch aufgedampften (CVD) Diamant ist.
  4. Mikrostrukturdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Detektorelement (54, 84) mit dem Substrat (50, 80) einstückig ist.
  5. Mikrostrukturdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Detektorelement (54, 84) eine längliche Rippenstruktur enthält.
  6. Mikrostrukturdetektor nach Anspruch 1, wobei das Gebiet mit Gate (58, 96) derart angepasst ist, dass es leitend wird, wenn der Lichtimpuls aufgebracht wird.
  7. Mikrostrukturdetektor nach Anspruch 6, wobei das Gebiet mit Gate (58, 96) derart angepasst ist, dass es den Lichtimpuls (72, 102) in einer Richtung parallel zur Oberfläche des Substrats empfängt.
  8. Mikrostrukturdetektor nach Anspruch 6, wobei das Gebiet mit Gate einen Hohllichtleiter (58) enthält.
  9. Mikrostrukturdetektor nach Anspruch 8, wobei das Detektorelement (54) eine längliche Rippenstruktur enthält, und sich der Hohllichtleiter (58) entlang der Längsrichtung der Rippenstruktur erstreckt.
  10. Mikrostrukturdetektor nach Anspruch 8, wobei eine Seite des Hohllichtleiters (58) durch die Oberfläche (52) des Substrats (50) definiert wird.
  11. Mikrostrukturdetektor nach Anspruch 8, wobei eine Seite des Hohllichtleiters (58) durch eine der Elektroden (64) gebildet wird.
  12. Mikrostrukturdetektor nach Anspruch 6, enthaltend ein Mittel (70, 98) zum Abschirmen von Strahlung zum Schutz des Gebiets (58) mit Gate vor einfallenden Partikeln oder Strahlung (74).
  13. Mikrostrukturdetektor nach Anspruch 6, wobei das Gebiet (58, 96) mit Gate sich angrenzend an ein strahlungsempfindliches Gebiet (56, 94) befindet, wobei Strom fließt, wenn der Detektor zwischen der ersten (60, 88) und der zweiten (64, 90) Elektrode über das empfindliche Gebiet und das Gebiet mit Gate torgesteuert ist.
  14. Mikrostrukturdetektor nach Anspruch 13, enthaltend einen dazwischenliegenden Leiter (62) zwischen dem empfindlichen Gebiet (56) und dem Gebiet (58) mit Gate.
  15. Mikrostrukturdetektor nach Anspruch 6, wobei das Substrat (80) transparent ist und der Lichtimpuls (102) derart angepasst ist, dass er auf das Gebiet (96) mit Gate durch das Substrat (80) aufgebracht wird.
  16. Mikrostrukturdetektor nach Anspruch 15, wobei das Gebiet (96) mit Gate sich angrenzend an ein strahlungsempfindliches Gebiet (94) befindet, Strom fließt, wenn die Mikrostruktur zwischen der ersten (88) und der zweiten (90) Elektrode über das empfindliche Gebiet und das Gebiet mit Gate torgesteuert ist.
  17. Mikrostrukturdetektor nach Anspruch 16, enthaltend ein Abschirmmittel, dass derart angeordnet ist, dass es das empfindliche Gebiet (94) bezüglich des Lichtimpulses (102) abschirmt.
  18. Mikrostrukturdetektor nach Anspruch 17, wobei das Abschirmmittel eine opaque Schicht (92) zwischen dem Substrat (80) und dem empfindlichen Gebiet (94) enthält.
  19. Mikrostrukturdetektor nach Anspruch 18, wobei die opaque Schicht (92) direkt auf der Oberfläche (82) des Substrats (80) liegt.
  20. Mikrostrukturdetektor nach Anspruch 6, wobei das Gebiet (96) mit Gate angrenzend an ein strahlungsempfindliches Gebiet (94) angeordnet ist, Strom fließt, wenn der Detektor zwischen der ersten (88) und der zweiten (90) Elektrode über das empfindliche Gebiet (94) und das Gebiet (96) mit Gate torgesteuert ist, und der Detektor weiter ein lichtabschirmendes Mittel (92) enthält, das derart angeordnet ist, dass es das empfindliche Gebiet (94) vom Lichtimpuls (102) abschirmt.
  21. Mikrostrukturdetektor nach Anspruch 6, enthaltend eine Laserdiode, die zum Erzeugen des Lichtimpulses (72, 102) angeordnet ist.
  22. Mikrostrukturdetektor nach Anspruch 1, enthaltend mehrere längliche Detektorelemente (54, 84) auf dem Substrat (50, 80), wobei die Detektorelemente gemeinsam torgesteuert sind.
  23. Mikrostrukturdetektor nach Anspruch 22, wobei jedes Detektorelement (54, 84) getrennt ausgelesen wird.
  24. Mikrostrukturdetektor nach Anspruch 23, wobei jedes Detektorelement (54, 84) mehrere zweite Elektroden (64, 90) aufweist, die entlang seiner Länge beabstandet sind, wobei jede zweite Elektrode getrennt ausgelesen wird.
  25. Mikrostrukturdetektor nach Anspruch 22, wobei die Detektorelemente (54, 84) durch einen gemeinsamen lasererzeugten Lichtimpuls (72, 102) torgesteuert sind.
  26. Mikrostrukturdetektor nach Anspruch 25, wobei der gemeinsame Lichtimpuls durch optische Verzögerungslinien derart angeordnet ist, dass er die Detektorelemente (54, 84) zu unterschiedlichen Zeiten torsteuert.
  27. Mikrostrukturdetektor nach Anspruch 26, wobei die optischen Verzögerungslinien Lichtleiter oder Glasfasern enthalten.
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