Hohe Quanteneffizienz

Integrierte Photodioden im ultravioletten Spektralbereich

| Redakteur: Hendrik Härter

X-FAB hat entwickelte zwei UV-Photodioden von 0,18- und 0,35-Mikrometer-Schaltungselementen für Smartwatches und Smartphones.
X-FAB hat entwickelte zwei UV-Photodioden von 0,18- und 0,35-Mikrometer-Schaltungselementen für Smartwatches und Smartphones. (X-FAB)

Die Quanteneffizienz der 0,35 µm UV-Photodioden von X-FAB beträgt über 70 Prozent. Das erreichten bisher vor allem diskrete Dioden.

Die Ultraviolett-Photodioden von X-FAB lassen sich in Schaltkreisentwürfe in XH018- und XH035-CMOS-Prozesstechnologien integrieren und eröffnen einen Zugang zu einer breiten Palette von tragbaren, medizinischen und industriellen Anwendungen, für die bisher spezifische Prozesse oder diskrete Dioden benötigt wurden.

Die UV-Sensoren eignen sich insbesondere für Anwendungen wie Smartwatches und Smartphones, die UV-Licht detektieren. Im industriellen Sektor können sie wertvolle Dienste in Systemen zur Wasseraufbereitung und -desinfektion leisten. Des Weiteren können sie im medizinischen Bereich für Lichttherapien oder den Blutzuckernachweis im Rahmen der Diabeteskontrolle eingesetzt werden.

Bei X-FABs 0,35-Mikrometer-Foundryprozess beträgt die Quanteneffizienz der Dioden (Maßeinheit für die elektrische Lichtempfindlichkeit) speziell im UV-A- und UV-B-Wellenlängenbereich über 70 Prozent, in der 0,18-Mikrometer-Technik liegt sie bei über 50 Prozent. Solche Empfindlichkeiten erreichten bisher nur Photodioden, die mit speziellen Prozessen unter Einsatz von rückwärtiger Belichtung gefertigt wurden, sowie diskrete UV-Photodioden.

Auch im sichtbaren und infraroten Spektralbereich

Obwohl sie für UV-Licht optimiert sind, arbeiten die UV-Photodioden auch gut im sichtbaren und infraroten Spektralbereich – die Quanteneffizienz für sichtbares Licht liegt bei über 70 Prozent. Damit eignen sie sich für Anwendungen wie die Spektroskopie, die ein breites Wellenlängenspektrum vom ultravioletten bis zum infraroten Licht erfordert.

Ein Vorteil der Dioden ist eine erprobte Photodiodenstruktur für verschiedene Wellenlängen, wodurch sich das Design vereinfachen lässt. Der überaus niedrige Dunkelstrom bewirkt ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis, so dass kleinere Photodioden verwendet werden können. Als Teil des Standard-CMOS-Prozessangebots von X-FAB lassen sich komplexe optoelektronische Systeme auf einem einzigen Chip zu realisieren, anstatt wie bisher auf Lösungen mit zwei Chips zurückgreifen zu müssen.

Detlef Sommer, Business Line Manager für das optoelektronische Angebot von X-FAB, erklärt die Bedeutung der neuen UV-Sensoren: „Diese Erweiterung der erfolgreichen Produktfamilie von optoelektronischen Sensoren, die X-FAB bereits in großen Stückzahlen für den Einsatz als Umgebungslichtsensoren und Näherungssensoren fertigt, eröffnet unseren Kunden ganz neue Anwendungsfelder. Die verbesserten Modelle der XH018-UV-Dioden ermöglichen es auch Entwicklern ohne spezielle Optikkenntnisse, integrierte optoelektronische Systeme zu realisieren.“

CMOS-Prozess-Technik von X-FAB

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