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Schwarzes Silizium: Sensor-Material der Zukunft?

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Empfindlichkeits-Spektrum eines "Black Silicon"-Sensors im Vergleich mit Silizium und Indium-Gallium-Arsenid: Man beachte die logarithmische Skalenteilung.

(Bild: SiOnyx)

Die amerikanische Firma SiOnyx will ein Material vermarkten, das deutlich empfindlicher auf Lichteinfall reagiert als das Silizium, das bislang in CCDs und CMOS-Bildsensoren verwendet wird: Das so genannte "Black Silicon" soll mehr als die einhundertfache Lichtempfindlichkeit von normalem Silizium erreichen und eine spektrale Bandbreite vom ultravioletten bis hin zum nahen Infrarot aufweisen. Entdeckt wurde das in sehr dünnen Schichten (500 nm) zu verwendende Material eher zufällig, als Firmengründer James Carey bei Experimenten mit Laserdetektoren Silizium mit extrem energiereichen Femtosekunden-Lasern beschoss. Das so behandelte Silizium löst seine kristalline Struktur lokal auf; die besonderen Eigenschaften der optisch dichten Oberfläche entstehen, wenn diese Schicht dann als "Shallow Junction"-Photodiode dotiert wird. Die Maskierung und Dotierung kann im normalen CMOS-Herstellungsprozess erfolgen, was die Fertigung vereinfacht. Laut SiOnyx soll sich das Substrat nicht nur für Digital- und Überwachungskameras, sondern auch für Nachtsichtgeräte eignen, in denen bislang noch Photovervielfacher-Röhren eingesetzt werden. Anwendungen sieht man ebenso im Bereich der Photovoltaik. (cm)