REM-Aufnahme des RISEQ-Sensors
Das CiS Forschungsinstitut hat einen winzigen Mikrochip zur Bestimmung der Lichteinfallsrichtung entwickelt. Die kleine Bauform und die einfache Integrierbarkeit sowie die massentaugliche MEMS-Fertigungstechnologie zeichnen das Bauteil aus. Der monolithische Sensor basiert auf vier integrierten Fotodioden in einem 3D-strukturierten Siliziumsubstrat.
Sensoren zur Erkennung des Einfallswinkels von Licht sind z.B. aus Nachführsystemen von Photovoltaikanlagen bekannt. Sie werden eingesetzt, um die Energieeffizienz zu erhöhen. Typischerweise bestehen sie aus mehreren, diskreten Elektronik- und Optikkomponenten, deren Montage aufwändig ist. Fertigungsbedingt sind diese hybriden Aufbauten relativ groß und ihre Leistungsparameter weisen eine hohe Streubreite auf.
Die neue RISEQ-Sensortechnologie des CiS Forschungsinstitutes ermöglicht die Entwicklung und Fertigung monolithisch integrierter, richtungssensitiver Sensoren. Die Lichteinfallsrichtung kann auf wenige Grad bestimmt werden. Das Grundkonzept basiert auf der Integration von vier Fotodioden in den Wänden einer Kavität im Silizium (Abb. 1-3). Je nach Design kann die Größe des gesamtes Sensormoduls unter 1 mm³ betragen. Der monolithische Aufbau des Sensors erweist sich als unempfindlich gegenüber Erschütterungen. Die RISEQ-Sensortechnologie ermöglicht niedrige Design- und Herstellungskosten und eine minimale Bauteilstreuung sowie hohe Reproduzierbarkeit und Konstanz der elektrischen Parameter (Abb. 4).
Mit diesen Eigenschaften sind RISEQ-Sensoren attraktiv für alle Anwendungen, die eine Bestimmung der Lichteinfallsrichtung benötigen. Beispielhaft seien genannt die Steuerung moderner Beleuchtungstechnik, die Strahlführung in der Lasertechnik, die Regelung smarter Displays, Anwendungen in der Gebäudeautomation oder der Klimatechnik und die Sicherheit im Automobil.
Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Projekt RISEQ wurden gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (FKZ: MF130154).
Präsentation zur:
Hannover Messe, 24.-28. April 2017, Hannover, Halle 4 Stand F34
SMT Hybrid Packaging, 16.-18. Mai 2017, Nürnberg, Halle 4, Stand 239B
SENSOR+TEST, 30. Mai – 1. Juni 2017, Nürnberg, Halle 1 Stand 1-150
Funktion
Schematischer Aufbau
Die Homogenität der vier überlagerten phasenverschobenen Fotodiodensignale zeigen die hohe Qualität der verwendeten Mikrosystemtechnologien
