用于探测电磁辐射的构件制造技术

本发明专利技术涉及一种构件（10；30），其具有沉积在衬底（11；31）的第一侧上的第一功能层（12；32）；而且具有沉积在衬底（11；31）的对置于第一侧的一侧上的第二功能层（13；33）。在第一功能层（12；32）之内构造有至少一个第一元件，借助于第一元件能探测来自第一波长范围的电磁辐射（14；34）。在第二功能层（13；33）之内构造至少一个第二元件，借助于第二元件能探测来自第二波长范围的电磁辐射（15），其中第一功能层（12）和衬底（11）关于来自第二波长范围的电磁辐射（15）是透明的。在构件的一种可替代的实施方式中，借助于至少一个第二元件能发射来自第二波长范围的电磁辐射（35）。所述功能层可以由有机材料组成。利用按照本发明专利技术的构件，可以实现多光谱传感器（10）和传感器‑发射器系统（30）。这样的传感器‑发射器系统具有关于探测电磁辐射的功能以及关于发射电磁辐射的功能的高的充填度。

A component used to detect electromagnetic radiation

The present invention relates to a component (10; 30), which has a first functional layer (12; 32) deposited on the first side of a substrate (11; 31), and has a second functional layer (13; 33) deposited on the first side of a substrate (11; 31). At least one first element is constructed within the first functional layer (12; 32), and the first element can detect electromagnetic radiation from the first wavelength range (14; 34). At least one second element is constructed within the second function layer (13; 33), and the electromagnetic radiation (15) from the second wavelength range can be detected with the aid of second elements, in which the first functional layer (12) and the substrate (11) are transparent about electromagnetic radiation (15) from the second wavelength range. In an alternative embodiment of the component, electromagnetic radiation (35) from the second wavelength range can be transmitted by means of at least one second element. The functional layer can be composed of organic materials. By using the components according to the invention, multispectral sensors (10) and sensor transmitter systems (30) can be realized. Such sensor transmitter system has the function of detecting electromagnetic radiation and the high filling degree of the function of transmitting electromagnetic radiation.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于探测电磁辐射的构件
本专利技术涉及用于探测电磁辐射的构件，利用所述构件不仅可以实现多光谱传感器而且可以实现传感器-发射器系统。多光谱传感器应该被理解为如下构件，利用所述构件可以探测来自两个不同的波长范围的电磁辐射，而且传感器-发射器系统应该被理解为如下构件，所述构件不仅包括至少一个探测电磁辐射的元件而且包括至少一个发射电磁辐射的元件。
技术介绍
DE102006030541A1描述了一种传感器-发射器系统，其中发射电磁辐射的元件和探测电磁辐射的元件共同并排地处在芯片上。在此，两种元件类型可以以矩阵形式布置在所述芯片上。在这种情况下起不利的作用的是：发射电磁辐射的元件与探测电磁辐射的元件的直接相邻的布置导致过临界耦合。由WO2012/163312A1公知双向显示器，在所述双向显示器上以阵列的形式布置有多个产生光的图像元件和多个检测光的元件。在此，所述产生光的图像元件例如可以全部充当显示器的显示面，而所述检测光的元件例如可以全部充当摄像机的传感器。WO2012/163312A1还描述了所述元件的不同的操控变型方案，所述操纵变型方案应该解决产生光的图像元件到相邻的检测光的元件上的直接串扰的问题，其方式是所述产生光的图像元件和相邻的检测光的元件相继被操控。由此，产生光的图像元件和相邻的检测光的元件只是交替地相继活跃地有效。如果双向装置的产生光的图像元件充当显示器，那么在WO2012/163312A1中公开的操控变型方案紧靠彼此的边界。尤其是在检测光的元件（所述检测光的元件对于良好的信号质量来说需要确定的长度）的曝光时间期间所述产生光的图像元件的不活跃性可能导致可察觉的图像干扰，但是至少可能导致可见的亮度损失。探测元件的灵敏度又不可能任意地被提高，因为在显示器应用的情况下需要越来越高的分辨率，其中所使用的芯片表面出于成本原因应该保持得尽可能低，使得借此用于探测元件的空间或用于提高所述探测元件的灵敏度的电路技术措施强烈地被限制。公知的传感器-发射器系统（其中并排地布置有探测辐射的元件和发射辐射的元件）的另一问题是关于两种功能的微小的充填度（Füllgrad）。也就是说，不仅对于探测辐射来说而且对于发射辐射来说，只提供这种传感器-发射器系统的相对小的表面区域，因为其它表面区域通过相应其它功能的元件或通过对于元件的布线所需的表面区域来覆盖。
技术实现思路
因而，本专利技术所基于的技术问题在于提供一种构件，利用所述构件可以克服来自现有技术的缺点。尤其是，利用按照本专利技术的构件应该可以实现多光谱传感器，借助于所述多光谱传感器能探测不同的波长范围的电磁辐射，而且可以实现传感器-发射器系统，所述传感器-发射器系统关于探测电磁辐射的功能以及关于发射电磁辐射的功能具有高的充填度。通过具有专利权利要求1的特征的主题得到所述技术问题的解决方案。本专利技术的其它有利的设计方案从从属权利要求中得到。在按照本专利技术的构件中，实现探测或发射电磁辐射的功能的元件并不并排地布置在一个层之内，而是对于所有实现同一功能的元件来说，分别构造有一个单独的功能层，其中各个功能层重叠地来布置。以这种方式，针对实现功能的元件可以获得相对于现有技术被提高的充填度。因而，按照本专利技术的构件包括第一功能层，在所述第一功能层之内构造有至少一个第一元件，借助于所述第一元件能探测来自第一波长范围的电磁辐射，其中所述第一功能层沉积在衬底的一侧。优选地，第一功能层具有大量探测电磁辐射的第一元件，所述第一元件优选地光栅形地分布到第一功能层上地来布置。如下所有器件都适合作为探测元件，所述器件可以在功能层之内构造而且利用所述器件可以探测电磁辐射。这样，探测元件例如可以被构造为光电二极管或者被构造为光电场效应晶体管。利用第一功能层的所述探测元件，例如可以检测来自红外辐射的范围、能用人眼检测的辐射的范围、X光辐射的范围的电磁辐射或者可以检测来自紫外线辐射的范围的电磁辐射。此外，按照本专利技术的构件包括第二功能层，在所述第二功能层之内构造有至少一个第二元件，借助于所述第二元件要么能探测来自第二波长范围的电磁辐射，其中第一功能层和衬底关于来自第二波长范围的电磁辐射是透明的；借助于所述第二元件要么能发射来自第二波长范围的电磁辐射。在此，第二功能层沉积在衬底的如下侧上，所述侧对置于第一功能层。优选地，第二功能层也具有大量第二元件，所述第二元件要么实施所有探测电磁辐射的功能要么实施所有发射电磁辐射的功能。大量第二元件优选地也光栅形地分布到第二功能层的表面上地来布置。第二波长范围例如可以从红外辐射的范围、能用人眼检测的辐射的范围、X光辐射的范围或者从紫外线辐射的范围中选择。随后，包括探测电磁辐射的元件的功能层也被称为探测器层或者简称为探测器，而包括发射电辐射的元件的功能层被称作发射器层或者简称为发射器。如果第一功能层和第二功能层分别构造为探测器，那么第一波长范围优选地不同于第二波长范围。接着，借助于这种按照本专利技术的构件可以探测在两个不同的波长范围内的电磁辐射，所述电磁辐射从第一功能层的一侧射入到所述构件上。优选地，第一功能层和第二功能层由一种有机材料组成。公知的是用于（在有机层之内）构造如下元件的方法步骤，利用所述元件可以探测电磁辐射或者可以发射电磁辐射。在一个实施方式中，第一功能层和/或第二功能层由其组成的有机材料也还包括纳米颗粒，所述纳米颗粒嵌入在所述有机材料之内。这样的纳米颗粒例如可以构造为所谓的量子纳米颗粒（也被称作量子纳米点（Quantum-Nano-Dot）或者简称为QND）。塑料或玻璃适合作为衬底材料。然而，优选地，将半导体衬底（例如硅衬底）用作按照本专利技术的构件的衬底。在一个实施方式中，在衬底之内构造有一个电路结构以及至少一个连接平面，所述电路结构由有源器件（诸如CMOS结构）组成，所述连接平面由大量印制导线组成。同样，所述半导体衬底具有至少一个贯通接触部，借助于所述贯通接触部，来自功能层的探测元件或者发射元件与在衬底之内的连接平面的印制导线导电连接。附图说明随后，本专利技术依据实施例进一步予以阐述。所述附图中：图1示出了按照本专利技术的构件的具有两个探测器的结构的示意性截面图；图2示出了按照本专利技术的构件的具有两个探测器和一个被构造为探测器的衬底的结构的示意性截面图；图3示出了按照本专利技术的构件的具有一个探测器和一个发射器的结构的示意性截面图；图4示出了按照本专利技术的构件的具有一个探测器和一个发射器以及一个被构造为探测器的衬底的结构的示意性截面图。具体实施方式在图1中以截面示意性地示出了按照本专利技术的构件10。构件10包括衬底11，在所述衬底11的一侧上沉积有第一功能层12，而在所述衬底11的另一侧上沉积有第二功能层13。两个功能层12和13都由一种有机材料组成。在所述第一功能层12之内构造有大量在图1中未示出的第一光电二极管，所述第一光电二极管光栅形地分布到功能层32的表面上地来布置，而且借助于所述第一光电二极管能探测来自第一波长范围（诸如紫外线波长范围）的电磁辐射14。因此，功能层12被构造为用于UV辐射的探测器。在所述第一功能层13之内构造有大量在图1中同样未示出的第二光电二极管，所述第二光电二极管光栅形地分布到功能层13的表面上地来布置，而且借助于所述第二光电二极管能探测来自第二波长范围（诸如红本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种构件（10；30），其包括第一功能层（12；32），在所述第一功能层之内构造有至少一个第一元件，借助于所述第一元件能探测来自第一波长范围的电磁辐射（14；34），其中所述第一功能层（12；32）沉积在衬底（11；31）的一侧上，其特征在于，在所述衬底（11；31）的对置的一侧上沉积有第二功能层（13；33），在所述第二功能层之内构造有至少一个第二元件，借助于所述第二元件，要么a) 能探测来自第二波长范围的电磁辐射（15），其中所述第一功能层（12）和所述衬底（11）关于来自所述第二波长范围的电磁辐射（15）是透明的，要么b) 能发射来自第二波长范围的电磁辐射（35）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.09 DE 102015109044.91.一种构件（10；30），其包括第一功能层（12；32），在所述第一功能层之内构造有至少一个第一元件，借助于所述第一元件能探测来自第一波长范围的电磁辐射（14；34），其中所述第一功能层（12；32）沉积在衬底（11；31）的一侧上，其特征在于，在所述衬底（11；31）的对置的一侧上沉积有第二功能层（13；33），在所述第二功能层之内构造有至少一个第二元件，借助于所述第二元件，要么a)能探测来自第二波长范围的电磁辐射（15），其中所述第一功能层（12）和所述衬底（11）关于来自所述第二波长范围的电磁辐射（15）是透明的，要么b)能发射来自第二波长范围的电磁辐射（35）。2.根据权利要求1所述的构件，其特征在于，所述第一波长范围不同于所述第二波长范围。3.根据权利要求1或2所述的构件，其特征在于，所述衬底被构造为玻璃衬底或塑料衬底。4.根据权利要求1或2所述的构件，其特征在于，所述衬底（11；31）由半导体材料组成而且包括由有源器件构成的电路结构。5.根据上述权利要求之一所述的构件，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：B里希特，P瓦尔滕贝格，K费泽，M雅内尔，
申请(专利权)人：弗劳恩霍夫应用研究促进协会，
类型：发明
国别省市：德国,DE