Stories|Skalierbare Infrarotsensoren: Erschwingliche Lösungen für Industrie und Wissenschaft
Skalierbare Infrarotsensoren: Erschwingliche Lösungen für Industrie und Wissenschaft
Elektronik und Energiewirtschaft
CMOS-Technologie im Wafer-Maßstab für GeSn-Photodetektoren: Fortschritte in der Raumtemperatur-Infrarotsensorik
Das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) hat einen wichtigen Meilenstein in der Entwicklung einer kostengünstigen, skalierbaren GeSn-Photodetektor-Technologie für Anwendungen im erweiterten kurzwelligen Infrarot (SWIR) erreicht. Unterstützt durch einen Zuschuss in Höhe von 89.000 € im Jahr 2023 hat das Projekt erfolgreich den Übergang von der Herstellung im kleinen Maßstab zur Produktion im Wafermaßstab vollzogen und damit neue Wege für Verbraucher-, Industrie- und wissenschaftliche Anwendungen eröffnet.
Wichtigste Errungenschaften
Dieses Projekt definierte die Herstellung von GeSn-Photodetektoren neu, indem es von 10x10 mm² großen Proben zu vollen 100-mm-Germanium-Wafern unter Verwendung eines CMOS-kompatiblen Prozesses überging. Die innovative Kombination aus Ionenimplantation und Blitzlampenglühen ermöglichte eine präzise Dotierung und eine Fertigung mit hohem Durchsatz. Zu den wichtigsten Fortschritten gehören:
- Umwandlung des Sn- und P-Implantationsprozesses, Blitzlampenglühen, UV-Photolithographie und Metallabscheidung für 3-Zoll-Wafer.
- Entwicklung und Test von lateralen GeSn p-n Photodetektor-Arrays, die wettbewerbsfähige Leistungskennzahlen wie Ansprechbarkeit, Detektivität und externe Quanteneffizienz aufweisen.
- Lieferung eines Minimum Viable Product (MVP), validiert durch Gespräche mit Industriepartnern wie der InfraTec GmbH.
Brückenschlag zwischen Wissenschaft und Industrie
Diese CMOS-kompatible Technologie stellt einen großen Fortschritt in der Entwicklung von Fotodetektoren dar. Sie bietet eine kostengünstige Alternative zu herkömmlichen Materialien wie InGaAs und HgCdTe, die teuer sind, auf toxischen Elementen basieren und nicht CMOS-kompatibel sind. Die durch dieses Projekt erreichte Skalierbarkeit erhöht das Potenzial für die Integration in verschiedenen Sektoren, darunter die Automobilbranche, Unterhaltungselektronik, Überwachung und das Gesundheitswesen.
Durch die Ausrichtung auf die Bedürfnisse der Industrie legt das Projekt den Grundstein für zukünftige Kooperationen mit Unternehmen wie der InfraTec GmbH, der Jenoptik AG oder der Intel Corporation. Der Demonstrator und das MVP haben bereits Diskussionen ausgelöst, was das Interesse des Marktes an dieser innovativen Technologie bestätigt.
Zukunftsaussichten
Mit einem erprobten Prozess für die Produktion im Wafer-Maßstab positioniert sich das HZDR mit diesem Projekt an der Spitze der SWIR-Technologieentwicklung. Zu den nächsten Schritten gehören die Verfeinerung der Geräteparameter, die Optimierung der Leistung und die Ausweitung der Partnerschaften, um die Kommerzialisierung voranzutreiben. Diese Arbeit beschleunigt nicht nur die Einführung von GeSn-Photodetektoren, sondern schafft auch die Voraussetzungen für zukünftige Innovationen bei CMOS-integrierten Sensortechnologien.
Sind Sie an einer Zusammenarbeit bei der Weiterentwicklung der Infrarotsensorik für Raumtemperaturen interessiert? Kontaktieren Sie uns bitte unter Info@Hi-Acts.de.