特許 7528109 光検出のための光センサ及び検出器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-26

(45)【発行日】2024-08-05

(54)【発明の名称】光検出のための光センサ及び検出器

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/08 20060101AFI20240729BHJP

【ＦＩ】

H01L31/08 N

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021550179

(86)(22)【出願日】2020-02-26

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-04-13

(86)【国際出願番号】 EP2020054995

(87)【国際公開番号】W WO2020173985

(87)【国際公開日】2020-09-03

【審査請求日】2023-02-10

(31)【優先権主張番号】19159710.3

(32)【優先日】2019-02-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】517267802

【氏名又は名称】トリナミクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】100100354

【弁理士】

【氏名又は名称】江藤 聡明

(72)【発明者】

【氏名】ヘルメス，ヴィルフリート

(72)【発明者】

【氏名】ファローフ，ゼバスティアン

(72)【発明者】

【氏名】ミュラー，ゼバスティアン

(72)【発明者】

【氏名】ヘー，レギーナ

(72)【発明者】

【氏名】ベヒテル，ハイディ

(72)【発明者】

【氏名】アルテンベック，ティモ

(72)【発明者】

【氏名】ディットマン，ファビアン

(72)【発明者】

【氏名】フォイアーシュタイン，ベルトラム

(72)【発明者】

【氏名】フプファウアー，トマス

(72)【発明者】

【氏名】ハンドレック，アンケ

(72)【発明者】

【氏名】グスト，ロベルト

(72)【発明者】

【氏名】カレッタ，ペーター パウル

(72)【発明者】

【氏名】ケルブライン，ダニエル

(72)【発明者】

【氏名】ゼント，ロベルト

【審査官】桂城 厚

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５４－１５４２９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１０９１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０１９９２１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭６０－２４１２６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１６５８６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－１２４４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０５５３２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１０１１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／０４４５２９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ３１／００－３１／０３９２

Ｈ０１Ｌ ３１／０８－３１／１１９

Ｈ０１Ｌ ３１／１８－３１／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光センサ（１１０）であって、
－ 基板（１２０）と；
－ 前記基板（１２０）の表面（１１８）の第１部分（１１６）に適用された光導電層（１１２）であって、少なくとも１つの光導電性材料（１１４）を有する光導電層（１１２）と；
－ 前記基板（１２０）の表面（１１８）の第２部分（１２６）に適用された少なくとも１つの電極層（１２４）であって、前記電極層（１２４）は前記電極層（１２４）の第１エッジ部分（１２８）を除いて厚さｄ_０を示し、前記電極層（１２４）の前記第１エッジ部分（１２８）は、前記電極層（１２４）の表面（１３４）に電極－光導電体インターフェース（１３２）が形成されるように、前記光導電層（１１２）のエッジ部分（１３０）によって覆われている、電極層（１２４）と、を含み、
前記電極－光導電体インターフェース（１３２）は、第１セグメント（１３８）、第２セグメント（１４０）、第３セグメント（１４２）を含み；
前記第１セグメント（１３８）内の前記電極－光導電体インターフェース（１３２）に沿った前記電極層（１２４）の厚さｄ_１は、前記電極層（１２４）の厚さｄ_０と等しく、前記第２セグメント（１４０）内の前記電極－光導電体インターフェース（１３２）に沿った前記電極層（１２４）の厚さｄ_２は、前記電極層（１２４）の厚さｄ _０ を超えており、前記第３セグメント（１４２）内の前記電極－光導電体インターフェース（１３２）に沿った前記電極層（１２４）の厚さｄ_３は、前記第３セグメント（１４２）内の前記電極－光導電体インターフェース（１３２）に沿って、前記電極層のエッジ（１４６）に向かって連続的かつ単調に減少し、
前記電極層（１２４）の厚さｄ _０ に対する前記第２セグメント（１４０）内の前記電極－光導電体インターフェース（１３２）に沿った前記電極層（１２４）の最大高さｈ＝ｄ _２ －ｄ _０ は、前記電極層（１２４）の厚さｄ _０ を２７％以下だけ超えている、光センサ（１１０）。

【請求項2】

前記第２セグメント（１４０）の長さｌ_２は、前記電極層（１２４）の厚さｄ_０の６５％以下である、請求項１に記載の光センサ（１１０）。

【請求項3】

前記第３セグメント（１４２）の長さｌ_３は、前記電極層（１２４）の厚さｄ_０の２０％～２３０％である、請求項１又は２に記載の光センサ（１１０）。

【請求項4】

前記電極層（１２４）は、
－ 前記光導電層（１１２）に直接接する電荷キャリア層（１５０）であって、前記電極層（１２４）内及び前記光導電層（１１２）へ及び／又は前記光導電層（１１２）から電荷キャリアを輸送するように設計された電荷キャリア剤を含む、電荷キャリア層（１５０）と；
－ 前記基板（１２０）に直接適用された結合層（１５２）であって、前記基板（１２０）の表面（１１８）の第２部分（１２６）に前記電荷キャリア層（１５０）を付着させるように設計された結合剤を含む、結合層（１５２）と；
－ 前記結合層（１５２）に直接適用されたバリア層（１５４）であって、前記結合剤と前記電荷キャリア層（１５０）の直接接触を防止するように設計されたバリア剤を含む、バリア層（１５４）と、
を含む、導電性積層体（１４８）である、請求項１～３のいずれか１項に記載の光センサ（１１０）。

【請求項5】

前記電荷キャリア層（１５０）は、前記電極－光導電体インターフェース（１３２）において前記電荷キャリア剤のみを含む、請求項４に記載の光センサ（１１０）。

【請求項6】

前記電荷キャリア剤は、金の原子から選択され、前記結合剤は、チタンの原子から選択され、前記バリア剤は、ニッケル、スズ、クロム、チタン、マンガン、鉛、マグネシウムの原子から選択される、請求項４又は５に記載の光センサ（１１０）。

【請求項7】

前記光導電性材料（１１４）は、硫化鉛（ＰｂＳ）、セレン化鉛（ＰｂＳｅ）、テルル化鉛（ＰｂＴｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、テルル化水銀カドミウム（ＨｇＣｄＴｅ；ＭＣＴ）、硫化銅インジウム（ＣＩＳ）、セレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、硫化銅亜鉛スズ（ＣＺＴＳ）、ならびにそれらの固溶体及び／又はそれらのドープ変形のうちの少なくとも１つから選択される、請求項１～６のいずれか１項に記載の光センサ（１１０）。

【請求項8】

前記光導電層（１１２）、前記少なくとも１つの電極層（１２４）、及び前記基板（１２０）の少なくとも１つのアクセス可能な表面を覆うカバー（２１６）をさらに備え、前記カバー（２１６）は、少なくとも１つの金属含有化合物を含むアモルファスカバーである、請求項１～７のいずれか１項に記載の光センサ（１１０）。

【請求項9】

前記電極層（１２４）は、前記光導電層（１１２）によって覆われていない第２エッジ部分（１３６）を含み、前記第２エッジ部分（１３６）は、前記電極層（１２４）に電気接続を提供するように設計されている、請求項１～８のいずれか１項に記載の光センサ（１１０）。

【請求項10】

前記基板（１２０）は、回路キャリア装置（２０６）に直接的又は間接的に取り付けられている、請求項１～９のいずれか１項に記載の光センサ（１１０）。

【請求項11】

直接的又は間接的な電気接続が、前記電極層（１２４）の第２エッジ部分（１２６）と、前記回路キャリア装置（２０６）との間に提供される、請求項１０に記載の光センサ（１１０）。

【請求項12】

光学的に検出するための検出器（１５０）であって、
－ 少なくとも１つのセンサ領域（２０２）を含む、請求項１～１１のいずれか１項に記載の光センサ（１１０）であって、光ビーム（１２２）による前記センサ領域（２０２）の照射に依存する方式で、少なくとも１つのセンサ信号を生成するように設計されている、光センサ（１１０）；及び
－ 少なくとも１つの評価装置（２２０）であって、前記光センサ（１１０）の前記センサ信号を評価することにより、前記光ビーム（１２２）によって提供される光放射に関する少なくとも１つの情報項目を生成するように設計されている、評価装置（２２０）、
を含む、検出器（１５０）。

【請求項13】

光センサ（１００）を製造するための方法（３００）であって、以下のステップ：
ａ） 基板（１２０）を提供するステップと；
ｂ） 電極層（１２４）が電極層（１２４）の第１エッジ部分を除いて厚さｄ_０を示すように、前記基板（１２０）の表面（１１８）の第２部分（１２６）に少なくとも１つの電極層（１２４）を適用するステップと；
ｃ） 前記電極層（１２４）の第１エッジ部分（１２８）が光導電層（１１２）のエッジ部分（１３０）によって覆われ、それにより、電極－光導電体インターフェース（１３２）が前記電極層（１２４）の表面（１３４）に形成されるように、前記基板（１２０）の表面（１１８）の第１部分（１１６）に、少なくとも１つの光導電性材料（１１４）を有する光導電層（１１２）をさらに適用するステップと、
を含み、
前記電極－光導電体インターフェース（１３２）は、前記電極－光導電体インターフェース（１３２）が第１セグメント（１３８）、第２セグメント（１４０）、第３セグメント（１４２）を含むように形成され；前記第１セグメント（１３８）内の前記電極－光導電体インターフェース（１３２）に沿った前記電極層（１２４）の厚さｄ_１は、前記電極層（１２４）の厚さｄ_０と等しく；前記第２セグメント（１４０）内の前記電極－光導電体インターフェース（１３２）に沿った前記電極層（１２４）の厚さｄ_２は、前記電極層（１２４）の厚さｄ _０ を超えており；前記第３セグメント（１４２）内の前記電極－光導電体インターフェース（１３２）に沿った前記電極層（１２４）の厚さｄ_３は、前記第３セグメント（１４２）内の前記電極－光導電体インターフェース（１３２）に沿って、前記電極層（１２４）のエッジ（１４６）に向かって連続的かつ単調に減少し、前記電極層（１２４）の厚さｄ _０ に対する前記第２セグメント（１４０）内の前記電極－光導電体インターフェース（１３２）に沿った前記電極層（１２４）の最大高さｈ＝ｄ _２ －ｄ _０ は、前記電極層（１２４）の厚さｄ _０ を２７％以下だけ超えている、方法（３００）。

【請求項14】

前記電極層（１２４）は以下の、
－ 前記基板（１２０）の表面（１１８）の第２部分（１２６）に結合層（１５２）を直接適用するステップであって、前記結合層（１５２）は電荷キャリア層（１５０）を前記基板（１２０）に付着させるように設計された結合剤を含む、ステップと；
－ 前記結合層（１５２）上にバリア層（１５４）をさらに直接適用するステップであって、前記バリア層（１５４）は前記結合剤と前記電荷キャリア層（１５０）との直接接触を防止するように設計されたバリア剤を含む、ステップと；
－ 前記バリア層（１５４）上に前記電荷キャリア層（１５０）をさらに直接適用するステップであって、前記電荷キャリア層（１５０）は、前記光導電層（１１２）へ及び／又は前記光導電層（１１２）から電荷キャリアを輸送するように設計された電荷キャリア剤を含む、ステップと、
によって、導電性積層体（１４８）として形成される、請求項１３に記載の方法（３００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光センサ、及び、そのような光センサを有する検出器であって、光検出、特に光放射、特に赤外スペクトル範囲内の光放射の検出、特に少なくとも１つの光ビームによって提供される透過、吸収、放出及び反射のうちの少なくとも１つを感知することに関する光検出のための、又は、少なくとも１つの物体の位置、特に少なくとも１つの物体の深さ又は深さと幅の両方に関する少なくとも１つの物体の位置を決定するための、光センサ及び検出器に関する。さらに、本発明は、光センサを製造するための方法、及び、光センサと検出器の様々な使用に関する。このような装置、方法、及び使用は、セキュリティ技術の様々な分野で採用されることができる。しかし、さらなる適用も可能である。

【背景技術】

【0002】

少なくとも１つの物体を光学的に検出するための様々な検出器が、光センサに基づいて知られている。

【0003】

ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１は、少なくとも１つの光センサを含む検出器を開示しており、該光センサは少なくとも１つのセンサ領域を示す。ここで、光センサは、センサ領域の照射に依存する方式で少なくとも１つのセンサ信号を生成するように設計されている。そこに記載されているＦＩＰ効果によれば、センサ信号は、照射の総出力が同じであるとして、照射の幾何学的形状、特にセンサ領域上の照射のビーム断面に依存する。検出器は、さらに、センサ信号からの幾何学的情報の少なくとも１項目、特に照射及び／又は物体に関する幾何学的情報の少なくとも１項目を生成するように指定された少なくとも１つの評価装置を有している。

【0004】

ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１は、少なくとも１つの横方向光センサと、少なくとも１つの縦方向光センサとを用いて、少なくとも１つの物体の位置を決定する方法及び検出器を開示している。好ましくは、縦方向光センサのスタックが、特に物体の縦方向位置を高い精度でかつ曖昧さなく決定するために採用されている。さらに、ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１は、少なくとも１つの物体の位置を決定するための少なくとも１つのこのような検出器をそれぞれ備える、ヒューマンマシンインターフェース、娯楽装置、追跡システム、及びカメラを開示している。

【0005】

ＷＯ２０１６／１２０３９２Ａ１は、縦方向光センサとして好適な材料のさらなる種類を開示している。ここで、縦方向光センサのセンサ領域は、光導電性材料を含み、該光導電性材料における電気伝導度は、照射の総電力が同じであるとして、センサ領域における光ビームのビーム断面に依存する。したがって、縦方向センサ信号は、該光導電性材料の電気伝導度に依存する。好ましくは、光導電性材料は、硫化鉛（ＰｂＳ）、セレン化鉛（ＰｂＳｅ）、テルル化鉛（ＰｂＴｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、テルル化水銀カドミウム（ＨｇＣｄＴｅ；ＭＣＴ）、硫化銅インジウム（ＣＩＳ）、セレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、又は硫化銅亜鉛スズ（ＣＺＴＳ）から選択される。さらに、固溶体及び／又はそのドープ変形も可能である。さらに、センサ領域を有する横方向光センサが開示されており、該センサ領域は、光導電性材料の１つの層、好ましくは２つの透明な導電性酸化物の層の間、及び少なくとも２つの電極の間に埋設された光導電性材料の１つの層を有する。好ましくは、電極の少なくとも１つは、少なくとも２つの部分電極を有する分割電極であり、該部分電極によって提供される横方向センサ信号は、センサ領域内の入射光ビームのｘ位置及び／又はｙ位置を示す。

【0006】

したがって、光導電性材料を含む光導電センサがフォトレジスタとして使用されることができる。ここで、フォトレジスタの抵抗挙動は、光導電性材料の照射の変化に伴うフォトレジスタの電気抵抗の変化を観察することによって測定することができる。抵抗として、フォトレジスタは、ゼロ照射すなわち暗所を含む所与の照射でオームの法則に従うはずである。一般的に知られているように、オームの法則は、電気抵抗において、印加電圧Ｖと結果の電流Ｉの間、又は印加電流Ｉと結果の電圧Ｖの間で、線形の電流－電圧特性Ｖ～Ｉを記述し、したがってフォトレジスタの抵抗挙動は、印加電圧と印加電流の反転に関して対称になる。しかし、光導電性材料に隣接して配置される電極層の電極－光導電体インターフェースの実際のレイアウトに応じて、光導電体の抵抗挙動がオームの法則による線形電流－電圧特性から逸脱することが観察され得る。

【0007】

ＪＰ Ｓ６０ ２４１２６０Ａは、光電変換ユニットとして固体走査装置上に形成されたアモルファスＳｉ層を使用する固体画像装置を開示している。アモルファスＳｉ層の品質の均一性を高めるために、アモルファスＳｉ層に接触する電極端部の傾斜角度と前記電極の膜厚との積は、電極端部を十分に傾斜させた状態で１０μｍ×度以下である。

【0008】

ＵＳ２００７／１１３８８６Ａ１は、第１電極と第２電極の間に光電変換層を有する光電変換装置を開示している。ここで、第１電極は、光電変換層と部分的に接触しており、接触部分における第１電極の断面形状はテーパ形状であり、１つの伝導性タイプを有する第１半導体層の一部は第１電極と接触している。第１電極のエッジ部分の形状は、好ましくは非角形、すなわち、エッジが平面であるか湾曲した形状である。その結果、電界や応力の集中が抑制されることができ、したがって光電変換装置の特性劣化が軽減される。ここで特に開示するように、Ｔｉは、単層膜又は積層膜で形成され得る電極に使用されることができる。

【0009】

ＪＰ Ｓ５７ １２４４６７Ａは、耐熱樹脂と表面を平坦化することによって、シリコン基板上のドレイン電極を被覆する、層状絶縁膜を開示している。さらに、電極が接続用に提供され、該電極は、シリコン基板上のソース電極とオーミック接触し、絶縁膜上に延長している。さらに、光導電膜は、蒸着により接続用電極上に形成される。この構成は、暗電流の発生を抑制する。

【0010】

ＥＰ１９０６４５９Ａ２は、Ｔｉの結合層、Ａｕの電荷キャリア、及びＮｉの中間層の金属層スタックを開示している。

【0011】

ＷＯ２０１８／０１９９２１Ａ１は、少なくとも１つの光導電性材料の層と、光導電性材料の層に接触する少なくとも２つの個別の電気接点と、光導電性材料の層上に堆積されたカバー層とを含む光センサを開示しており、該カバー層は、少なくとも１つの金属含有化合物を含むアモルファス層である。該光センサは、かさばらないにもかかわらず、湿度及び／又は酸素による劣化の可能性に対して高度な保護を提供する、気密パッケージとして供給されることができる。さらに、カバー層は光導電性材料を活性化させることができ、その結果、光センサの性能を向上させる。さらに、光センサは、容易に製造され、回路キャリア装置に一体化されることができる。

【0012】

さらに、２０１９年１月１８日に出願された欧州特許出願１９１５２５１１．２は、基板と、該基板に直接又は間接的に適用された少なくとも１つの光導電性材料の層と、該光導電性材料の層に接触する少なくとも２つの個別の電気接点と、該光導電性材料と該基板のアクセス可能な表面とを覆うカバーとを備えた光センサを開示しており、該カバーは少なくとも１つの金属含有化合物を含むアモルファスカバーである。

【0013】

上述の装置が含む利点にかかわらず、簡単で、費用効率がよく、それでも信頼性がある光センサ及び空間検出器に対する改良要求が依然としてある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【文献】ＷＯ２０１２／１１０９２４Ａ１

【文献】ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１

【文献】ＷＯ２０１６／１２０３９２Ａ１

【文献】ＪＰ Ｓ６０ ２４１２６０Ａ

【文献】ＵＳ２００７／１１３８８６Ａ１

【文献】ＪＰ Ｓ５７ １２４４６７Ａ

【文献】ＥＰ１９０６４５９Ａ２

【文献】ＷＯ２０１８／０１９９２１Ａ１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

したがって、本発明によって対処される問題は、この種の既知の装置及び方法の欠点を少なくとも実質的に回避する、光学的検出のための装置及び方法を特定することである。

【0016】

具体的には、特に赤外スペクトル範囲内の光放射の検出、特に透過、吸収、放出及び反射のうちの少なくとも１つを感知することに関する光検出のための、又は、少なくとも１つの物体の位置、特に少なくとも１つの物体の深さ又は深さと幅の両方に関する少なくとも１つの物体の位置を決定するための、改良された単純で、コスト効率が良く、なおかつ信頼性の高い、光センサ及び検出器を提供することが望ましい。

【0017】

さらに具体的には、線形電流－電圧特性を示す光センサを提供すること、該光センサはさらにオームの法則からの逸脱を可能な限り回避されるように印加電圧Ｖと印加電流Ｉの反転に対して対称である光センサを提供することが好ましい。

【課題を解決するための手段】

【0018】

この問題は、独立特許請求項の特徴を備えた本発明によって解決される。個別に又は組み合わせて実現されることができる本発明の有利な展開は、従属請求項及び／又は以下の明細書及び詳細な実施形態に示されている。

【0019】

本明細書で使用される場合、「有する」、「備える」、及び「含む」という用語、ならびにそれらの文法上の変形は、非排他的な方法で使用される。したがって、「ＡはＢを有する」という表現、ならびに「ＡはＢを備える」、又は「ＡはＢを含む」という表現は、Ｂ以外に、Ａは１つ以上のさらなる成分及び／又は構成要素を含むという事実、及びＢ以外に、他の成分及び／又は構成要素がＡに存在しない場合の両方を指し得る。

【0020】

本発明の第１の態様では、光センサが開示されている。ここで、本発明による光センサは、
－ 基板と；
－ 前記基板の表面の第１部分に適用された光導電層であって、少なくとも１つの光導電性材料を有する光導電層と；
－ 前記基板の表面の第２部分に適用された少なくとも１つの電極層であって、前記電極層は、前記電極層の第１エッジ部分を除いて、厚さｄ_０を示し、前記電極層の第１エッジ部分は、前記電極層の表面に電極－光導電体インターフェースが形成されるように、前記光導電層のエッジ部分によって覆われている、電極層と、を含み、
前記電極－光導電体インターフェースは、第１セグメント、第２セグメント、第３セグメントを含んでおり；
前記第１セグメント内の電極－光導電体インターフェースに沿った電極層の厚さｄ_１は、前記電極層の厚さｄ_０と等しく、前記第２セグメント内の電極－光導電体インターフェースに沿った電極層の厚さｄ_２は、前記電極層の厚さｄ_０と等しいか、又はそれを超えており；前記第３セグメント内の電極－光導電体インターフェースに沿った電極層の厚さｄ_３は、前記第３セグメント内の電極－光導電体インターフェースに沿って、電極層のエッジに向かって連続的かつ単調に減少している。

【0021】

本明細書で使用される場合、「光センサ」は、一般的に、光ビームによるセンサ領域の照射に依存した方法で、少なくとも１つのセンサ信号を生成するように設計された装置である。センサ信号は、一般的に、センサ領域を照射する入射光ビームの透過、吸収、放出及び反射のうちの少なくとも１つを示す任意の信号であってよく、該入射光ビームは物体によって提供されてよい。一例として、センサ信号は、デジタル信号及び／又はアナログ信号であってもよく、又はそれらを含んでいてもよい。一例として、センサ信号は、電圧信号及び／又は電流信号であってもよく、又はそれらを含んでいてもよい。追加的又は代替的に、センサ信号は、デジタルデータであってもよく、又はそれらを含んでいてもよい。センサ信号は、単一の信号値及び／又は一連の信号値を含んでよい。センサ信号は、さらに、例えば２つ以上の信号を平均すること、及び／又は２つ以上の信号の商を形成することによってなど、２つ以上の個別の信号を組み合わせることによって導出される任意の信号を含んでもよい。

【0022】

「物体」は、一般的に、生物及び非生物から選ばれる任意の物体であってよい。したがって、一例として、少なくとも１つの物体は、１つ以上の物品及び／又は物品の１つ以上の部分を含むことができる。追加的又は代替的に、物体は、１つ以上の生物及び／又はその１つ以上の部分、例えば、人間、例えばユーザー、及び／又は動物の１つ以上の体の部分であってもよいし、それらを含んでいてもよい。

【0023】

本明細書で使用される場合、「位置」は、一般的に、空間内の物体の位置及び／又は方向に関する任意の情報項目を指す。この目的のために、一例として、１つ以上の座標系が使用されてよい、そして、物体の位置は１つ、２つ、又は３つ以上の座標を使用して決定されてよい。本明細書において、第１座標は、光センサと物体との間の距離を指す物体の深度を指し、一方、第１座標に垂直であり得る他の２つの座標は、物体の幅を指すことができる。一例として、１つ以上のデカルト座標系及び／又は他の種類の座標系が使用されてよい。一例として、座標系は、検出器が所定の位置及び／又は方向を有する検出器の座標系であってよい。

【0024】

本発明によれば、光センサは、少なくとも１つの光導電性材料を有する光導電層を含み、該光導電層は、センサ領域として機能することができる。一般的に使用されるように、「層」という用語は、２つの延長表面を有し、それら広い表面の間に側面が配置されている延ばされた本体を指す。本明細書で使用される場合、「センサ領域」は、光ビームによる光センサの照射を受けるように設計された光センサの区画と考えられ、該照射は、センサ領域によって受信されるという方式で、少なくとも１つのセンサ信号の生成を引き起こし、該センサ信号の生成は、センサ信号とセンサ領域の照射の態様との間の定義された関係によって支配され得る。本発明によれば、センサ領域は、光導電層又はその区画によって形成される。特定の実施形態では、光導電層は、少なくとも２つの個別のセンサ領域、好ましくは個別のセンサ領域のアレイを含むことができ、該センサ領域は、「共通基板」とも呼ばれる同一の基板に直接又は間接的に適用され、該同一の基板は、したがってかなり大きな面積を示すことができる。

【0025】

本明細書で使用される場合、「光導電性材料」という用語は、電流を維持することができ、したがって、特定の電気伝導度を示す材料を指し、電気伝導度は特に、材料の照射に依存する。電気抵抗率は、電気伝導度の逆数値として定義されるため、代替的に、「光抵抗性材料」という用語もまた同じ種類の材料を示すために使用され得る。本発明の目的のために、光センサのセンサ領域で使用される光導電性材料は、好ましくは、無機光導電性材料、及び／又はその固溶体、及び／又はそのドープ変形を含むことができる。本明細書で使用される場合、「固溶体」という用語は、少なくとも１種の溶質が溶媒中に含まれ、それによって均一相が形成され、そこでは溶媒の結晶構造が一般的に溶質の存在によって不変であり得る、光導電性材料の状態を指す。例として、２成分のセレン化鉛（ＰｂＳｅ）は硫化鉛（ＰｂＳ）中で溶解され、ＰｂＳ_１－ｘＳｅ_ｘに至ることができ、そこではｘの値は０から１の範囲で変動し得る。本明細書でさらに使用される場合、「ドープ変形」という用語は、材料自体の成分から離れた単一の原子が、非ドープ状態では固有原子によって占有される結晶内の部位に導入される光導電性材料の状態を指し得る。

【0026】

これに関して、無機光導電性材料は、特に、セレン、テルル、セレン－テルル合金、金属酸化物、第４族元素又は化合物、すなわち第４族に属する元素又は少なくとも１つの第４族元素を有する化合物、第３族－第５族化合物、すなわち少なくとも１つの第３族元素と少なくとも１つの第５族元素を有する化合物、第２族－第６族化合物、すなわち、一方で、少なくとも１つの第２族元素又は少なくとも１つの第１２族元素を有し、他方で、少なくとも１つの第６族元素を有する化合物、及び／又はカルコゲニドであって、好ましくは硫化カルコゲニド、セレン化カルコゲニド、三元カルコゲニド、四元カルコゲニド及びそれ以上のカルコゲニドからなる群から選択されるカルコゲニド、のうちの１つ以上であるか、それらを含んでいる。一般に使用されるように、「カルコゲニド」という用語は、酸化物、すなわち硫化物、セレン化物、及びテルル化物以外の周期表の第１６族元素を含み得る化合物を指す。さらに、「カルコゲニド」という用語は、スルホキシド、スルホセレニド、セレニドテルリドなどの混合カルコゲニドを指すこともある。しかしながら、他の無機光導電性材料も同様に適切であり得る。

【0027】

本発明の特に好ましい実施形態では、少なくとも１つの光導電性材料は、硫化カルコゲニド、好ましくは硫化鉛（ＰｂＳ）、セレン化カルコゲニド、好ましくはセレン化鉛（ＰｂＳｅ）、三元カルコゲニド、好ましくはスルホセレン化鉛（ＰｂＳＳｅ）、又は他の適切な材料を含み得る。少なくとも前述された好ましい光導電性材料は、一般に、赤外スペクトル範囲内に特徴的な吸収特性を示すことが知られているため、前述された好ましい光導電性材料を含む層を有する光センサは、好ましくは、赤外センサとして使用され得る。しかしながら、他の実施形態及び／又は他の光導電性材料、特にＷＯ２０１８／０１９９２１Ａ１に開示されているような光導電性材料もまた可能である。

【0028】

前述の光導電性材料に関して、１５ｎｍを超える大きさを示す少なくとも数個の結晶を含み得る材料の層が含まれ得る。ここで、光導電層光導電は、真空蒸着、スパッタリング、原子層堆積、化学気相堆積、噴霧熱分解、電着、陽極酸化、電気変換、無電解浸漬成長、逐次イオン吸着及び反応、化学浴堆積、ならびに溶液－気体インターフェース技術からなる群から選択される少なくとも１つの蒸着法を適用して製造されることができる。その結果、光導電層は、１０ｎｍ～１００μｍ、好ましくは１００ｎｍ～１０μｍ、より好ましくは３００ｎｍ～５μｍの厚さを示すことができる。しかし、上述の及び／又は後述の他の光導電性材料も、この目的のために可能であり、同じ又は類似の方法で処理されてよい。

【0029】

好ましくは、光導電性材料は、特に光導電層に機械的安定性を与えるために、より詳細に後述するように基板の表面上の第１部分にそれぞれの材料を堆積させることによって製造されることができる。このようにして、適切な基板上に選択された層を堆積し、少なくとも２つの電気接点を設けることにより、本発明による光センサをこのように得ることができ、該電気接点の少なくとも１つ、好ましくは、すべてが、本明細書に記載された電極層として提供され得る。ここで、入射光ビームによるセンサ領域内の光導電性材料の照射は、光導電性材料の照射された層における電気伝導度の変化をもたらす。特定の実施形態では、基板は、導電性基板であってもよく、又はそれを含んでいてもよく、導電性基板及び光導電性材料の少なくとも１つの層との間に追加の絶縁性中間層が存在していてよい。

【0030】

上に示したように、個々の電気接点は、電極層に適用されることができ、特に、個々の電気接点のうちの２つが互いに電気的に絶縁されるように適用されることができる。本発明によれば、任意の、又は、好ましくは、すべての電気接点が、以下により詳細に説明するように、電極層を含む。したがって、少なくとも１つの電極層は、基板表面の第２部分に適用され、一方、既に上で示したように、光導電層は基板表面の第１部分に堆積される。本明細書で使用される場合、「部分」という用語は、基板の表面の任意の部分を指し、ここで「第１」及び「第２」という用語は、それぞれの部分を互いから区別することのみを意図している。さらに、本発明によれば、電極層と光導電層は、電極層の第１エッジ部分が光導電層のエッジ部分で覆われるように設けられており、これにより、電極層の表面に電極－光導電体インターフェースが形成されている。以下でより詳細に説明するように、電極層はさらに、第２エッジ部分を備え、該第２エッジ部分は光導電層によって覆われておらず、このため、１つ以上の電気接点が電極層に適用されることを可能にし、該少なくとも１つの電気接点は、１つ以上のリード線を介して外部回路への電気接続を提供するために使用されることができる。一般的に使用されるように、「エッジ部分」という用語は、対応する層の終端部分を指す。その結果、電極層の第１エッジ部分及び第２エッジ部分は、好ましくは、電極層の対向する側など、互いから離れた電極層の位置に配置されることができる。

【0031】

さらに、電極層は、厚さｄ_０を示すように、特に以下に詳細に説明するように、電極層の第１エッジ部分を除いて、電極層全体にわたって延びる均一な厚さを示すように設けられている。好ましい実施形態では、電極層の厚さｄ_０は、５ｎｍから、好ましくは１０ｎｍから、より好ましくは２０ｎｍから、最も好ましくは２５ｎｍから、１０００ｎｍまで、好ましくは５００ｎｍまで、より好ましくは２５０ｎｍまで、最も好ましくは２００ｎｍまでであり得る。一般的に使用されるように、層の「厚さ」という用語は、上で定義したように、層の２つの延長表面に対して一般的に垂直な直径に割り当てることができる値を意味する。一般的に、厚さの測定値は、好ましくは、光学的調査方法及び高解像度光学顕微鏡などの装置を適用して、そこから層の２つの延長表面に対して垂直な直径の値を決定することができる光センサのサンプルのプロファイルの画像を生成することによって得られる。ただし、他の調査方法や装置も実現可能である。

【0032】

すでに上で述べたように、電極－光導電体インターフェースが電極層を覆う光導電層のエッジ部分に接している電極層の表面に形成されている。一般的に使用されるように、「インターフェース」という用語は、隣接する２つの層の間に自然に生じる境界のことを指す。この点に関して、本明細書における電極－光導電体インターフェースは、好ましくは蒸着金属層として、以下に示すように、特に、好ましくは結晶性半導体として結晶間などにピンホール及び多孔質構造を含み得るより明確でない表面を示す光導電層の表面とは対照的に、明確な表面を示す電極層表面を指すことは強調される。したがって、電極－光導電体インターフェースに関するすべての特徴は、特に明記しない限り、電極層を覆う光導電層のエッジ部分に接する電極層の表面に関係する。この考察に基づき、電極－光導電体インターフェースは、第１セグメント、第２セグメント、及び第３セグメントを含み、第２セグメントが第１セグメントに隣接し、第３セグメントは第２セグメントに隣接している。一般的に使用されるように、「セグメント」という用語は、本明細書において、電極層を覆う光導電層のエッジ部分に接する電極層の表面の区画を指す。したがって、光導電層のエッジ部分に覆われた電極層の表面の区画は、電極－光導電体に沿って連続的に配置された３つの個々の区画に分割される。さらに一般的に使用されるように、「（隣）接する」又は「（隣）接している」という用語は、２つの層の対向する側が互いに当接する、上記で定義されるような２つの層の配置を指す。さらなる詳細については、以下の図及びそれぞれの説明を参照されたい。

【0033】

まず、第１セグメントは、光導電層のエッジ部分で覆われていない電極層の表面の区画に隣接している。ここで、第１セグメント内の電極－光導電体インターフェースに沿った第１セグメント内の電極層の厚さｄ_１は、該第１セグメント内の電極層の厚さｄ_１が電極層の厚さｄ_０と等しくなるように、厚さを変更しない。ここで一般的に使用されるように、「等しい」という用語は、１０％以内、好ましくは５％以内、より好ましくは３％以内の同じ値を想定していることを指す。

【0034】

さらに、第２セグメントは、第１セグメントに隣接している。ここで、第２セグメント内の電極－光導電体インターフェースに沿った電極層の厚さｄ_２は、電極層の厚さｄ_０と等しくてもよく、又は好ましくは電極層の厚さｄ_０を超えていてもよい。ここでも「等しい」という用語は、１０％以内、好ましくは５％以内、より好ましくは３％以内の同じ値を想定することを指す。特に好ましい実施形態では、電極層の厚さｄ_０に対する第２セグメント内の電極－光導電体インターフェースに沿った電極層の最大高さｈ＝ｄ_２－ｄ_０は、しかしながら、電極層の厚さｄ_０を２７％以下、より好ましくは１７％以下、最も好ましくは７％以下だけ超えているのが好ましい。

【0035】

さらに、第３セグメントは、第２セグメントに隣接し、光導電層に向かう方向で電極層のエッジに向かって延びている。その結果、電極層のエッジ部分は、光導電層が基板の表面上に直接堆積された基板表面の第１部分で終端する。ここで、第３セグメント内の電極－光導電体インターフェースに沿った電極層の厚さｄ_３は、第３セグメント内の電極－光導電体インターフェースに沿って、電極層のエッジに向かって光導電層に向かう方向で連続的かつ単調に減少する。本明細書で使用される場合、「単調に」という用語は、電極層の厚さｄ_３が、第３セグメント内で電極－光導電体インターフェースに沿って常に減少するという特徴を指し、一方、「連続的に」という用語は、該減少の途中で中断が生じないというさらなる特徴を指す。

【0036】

ここで、電極層のそれぞれの延長部に沿った第１セグメントの長さｌ_１は、好ましくは１５μｍ～２５００μｍ、より好ましくは３０μｍ～１８００μｍ、最も好ましくは４５μｍ～９５０μｍであり、これは電極層の厚さｄ_０の１５０～２５０００倍、より好ましくは３００～１８０００倍、最も好ましくは４５０～９５００倍にほぼ等しい。

【0037】

さらに、電極層のそれぞれの延長部に沿った第２セグメントの長さｌ_２は、電極層の厚さｄ_０の好ましくは６５％以下、より好ましくは４５％以下、最も好ましくは１５％以下とすることができる。これらの値は、ｌ_２がゼロと等しい実施形態を明示的に含む。これとは対照的に、電極層のさらなる延長に沿った第３セグメントの長さｌ_３は、電極層の厚さｄ_０の、好ましくは２０％～２３０％、より好ましくは３５％～１７０％、最も好ましくは５５％～１４５％であり得る。

【0038】

ここで、電極層は、金、銀、アルミニウム、白金、マグネシウム、クロム、又はチタンのうちの１つ以上から選択される蒸着金属層であってよく、又はそれを含んでいてもよい。あるいは、電極層は、グラフェンの層であってよく、又はそれを含んでいてもよい。本明細書において、蒸着金属層は、公知の蒸着技術によって容易に提供することができ、該技術は、真空蒸着、スパッタリング、原子層堆積、化学気相堆積、噴霧熱分解、電着、陽極酸化、電気変換、無電解浸漬成長、逐次イオン吸着及び反応、化学浴堆積、ならびに溶液－気体界面技術からなる群から選択される。

【0039】

しかし、本発明の特に好ましい実施形態では、電極層は、電荷キャリア層、結合層、及びバリア層を含む導電性積層体であってよく、又はそれを含んでいてもよい。

【0040】

したがって、電荷キャリア層は、電極層内で、及び光導電層へ及び／又は光導電層から、電荷キャリアを輸送するように設計された電荷キャリア剤を含んでよい。一般的に使用されるように、「電荷キャリア」という用語は、特定の層内で電荷が電子又は正孔として移動し、その結果、１つ以上の隣接する層に輸送されることを可能にする実体を指す。好ましくは、電荷キャリア層は、このように光導電層に直接隣接するように配置されることができ、したがって、隣接する光導電層へ及び／又は隣接する光導電層からの電荷キャリアの輸送を容易にする。この目的のために、電荷キャリア層は、好ましくは、金、銀、銅、白金、ロジウム、ニッケル、スズ、鉛、亜鉛、タングステン、アルミニウム、カルシウム、ガリウム、クロム、チタン、マンガン、ベリリウム、マグネシウムのうちの少なくとも１つから選択される原子を含んでいてよい。

【0041】

さらに、結合層は、好ましくは直接的な方法で、基板に適用されてよい。したがって、結合層は、電荷キャリア層を基板表面の第２部分に付着させるように設計され得る結合剤を含んでよい。この目的のために、結合層は、好ましくは、チタン、クロム、スズ、ベリリウム、マグネシウム、銀、亜鉛、カルシウム、ジルコニウム、ニッケル、アルミニウムのうちの少なくとも１つから選択される原子を含んでいてよい。

【0042】

ここで、結合層の厚さは、０．１ｎｍから、好ましくは０．５ｎｍから、より好ましくは１ｎｍから、最も好ましくは２ｎｍから、２０ｎｍまで、好ましくは１６ｎｍまで、より好ましくは１０ｎｍまで、最も好ましくは７ｎｍまでであり得る。

【0043】

さらに、バリア層が、好ましくは直接的な方法で、結合層に適用されてよい。ここで、バリア層は、結合剤と電荷キャリア層との直接的な接触を防止するように設計されたバリア剤を含んでいてよい。結果として、電極層を覆う光導電層のエッジ部分に隣接する電極層の表面は、単一種類の金属又は合金のみを含み得る。その結果、電極－光導電体インターフェースは結合剤やバリア剤から解放されることができ、したがって、光センサの線形電流－電圧特性に寄与することができる。この目的のために、バリア層は、好ましくは、ニッケル、スズ、クロム、チタン、マンガン、鉛、マグネシウムのうちの少なくとも１つから選択される原子、好ましくは、スズ、ニッケル、クロム、マグネシウムのうちの少なくとも１つから選択された原子を含み得る。

【0044】

ここで、バリア層の厚さは、５ｎｍから、好ましくは１６ｎｍから、より好ましくは２７ｎｍから、最も好ましくは３８ｎｍから、１７０ｎｍまで、好ましくは１４０ｎｍまで、より好ましくは９５ｎｍまで、最も好ましくは８３ｎｍまでであり得る。

【0045】

少なくとも１つの電極層から１つ以上の電気接点を介した外部回路への直接電気接続は、技術水準から知られる任意の既知の手段、例えば、めっき、溶接、はんだ付け、ワイヤボンディング、超音波熱圧着、ステッチボンディング、ボールボンディング、ウェッジボンディング、コンプライアントボンディング、熱圧着、陽極接合、直接ボンディング、プラズマ活性化接合、共晶接合、ガラスフリットボンディング、接着結合、過渡液相拡散接合、表面活性化接合、テープ自動接合、又は、高導電性物質、特に金、ベリリウムドープ金、銅、アルミニウム、銀、白金、又はパラジウム、ならびに上述の金属のうちの少なくとも１つを含む合金のような金属を接触領域に堆積させることによって提供されることができる。

【0046】

その結果、光ビームがセンサ領域に衝突すると、少なくとも２つの電気接点は、光導電性材料の電気伝導度に依存するセンサ信号を提供することができる。「光ビーム」という用語は一般的に、特定の方向へ放出される、光の量を指す。したがって、光ビームは、光ビームの伝播方向に対して垂直な方向に所定の広がりを有する光線の束であり得る。好ましくは、光ビームは１つ以上のガウス光ビームであるか、又はそれを含んでいてよく、該ガウス光ビームは、ビームウエスト、レイリー長、又は任意のその他ビームパラメータ、又はビーム径の広がり及び／又は空間でのビーム伝播を特徴付けるのに適したビームパラメータの組合せ、のうちの１つ以上などの１つ以上のガウスビームパラメータによって特徴付けられてよい。ここで、光ビームは物体自体によって発せられ得る、すなわち物体から発生し得る。追加的又は代替的に、光ビームの別の発生源も実現可能である。このように、以下でさらに詳しく概説されるように、１つ以上の照射源が提供されてよく、該照射源は、所定の特徴を有する１つ以上の一次光線もしくはビームなどの、１つ以上の一次光線もしくはビームを使用して物体を照射する。後者の場合、物体から検出器へと伝播する光ビームは、物体及び／又は物体に接続された反射装置により、反射される光ビームであってよい。

【0047】

さらに、一般的に使用されるように、「基板」という用語は、材料の層、特に本明細書で使用されるような光導電性材料の層を担持し、特に光導電性材料の層に機械的安定性を与えるために適合された延ばされた本体を指す。さらに、「直接的に」という用語は、光導電性材料の層と基板の直接的な取付けを指し、「間接的に」という用語は、結合層などの少なくとも１つの中間層を介した光導電性材料の層と基板の取付けを指す。好ましくは、基板は、層の厚さを少なくとも５倍、好ましくは少なくとも２５倍、より好ましくは少なくとも１００倍を上回る横方向の延長を有している層として提供されてよい。特に、基板の厚さは、１０μｍ～２０００μｍ、好ましくは５０μｍ～１０００μｍ、より好ましくは１００μｍ～５００μｍであってよい。

【0048】

好ましくは、基板及びカバーの少なくとも１つは、選択された波長範囲内で光学的に透明であり得る。したがって、カバーに使用される金属含有化合物を、特に適切な吸収特性を示すことにより、好ましくは所望の波長範囲内で光学的に透明であるように選択することが、有利であり得る。代替的に又は追加的に、基板に適用される材料は所望の波長範囲内で光学的に透明な特性を示してよい。特に、この特徴は、基板が十分な透明性を示すことができる限り、所望の波長範囲内で光学的に透明ではない可能性がある金属含有化合物のより広範囲な材料選択を可能にする。この目的のために、基板は、特に、少なくとも１つの少なくとも部分的に透明な絶縁材料を含み得、該基板材料は、好ましくは、ガラス、石英、溶融シリカ；シリコン又はゲルマニウムなどの弱くドープされた半導体；金属酸化物又はセラミック材料、特にサファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）；金属又は半導体材料、特にアルミニウムドープ酸化スズ（ＡＺＯ）、インジウムドープ酸化スズ（ＩＴＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）又はセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）；のうちの少なくとも１つから選択されることができ、ここでは、ガラス又はシリコンが特に好ましい。

【0049】

特に好ましい実施形態では、基板は、回路キャリア装置、例えばプリント回路基板（ＰＣＢ）などに直接又は間接的に適用されることができる。本明細書において、「プリント回路基板」という用語は、通常「ＰＣＢ」と略され、電気的に非導電性の平面基板を指し、その上に少なくとも１層の導電性材料、特に銅層が適用され、具体的には基板上に積層される。１つ以上の電子的、電気的、及び／又は光学的要素をさらに含むこのタイプの回路キャリアを指す他の用語は、プリント回路アセンブリ、略して「ＰＣＡ」、プリント回路基板アセンブリ、略して「ＰＣＢアセンブリ」又は「ＰＣＢＡ」、回路カードアセンブリ又は略して「ＣＣＡ」又は単に「カード」と示されることもある。ＰＣＢでは、基板は、ガラスエポキシを含むことができ、そこでは、フェノール樹脂を含浸させた綿紙（典型的には黄褐色又は茶色）も基板材料として使用されることができる。シートの数に応じて、プリント回路基板は、片面ＰＣＢ、２層もしくは両面ＰＣＢ、又は多層ＰＣＢであり得、そこでは、異なるシートは、いわゆる「ビア（ｖｉａｓ）」を使用することによって互いに接続される。本発明の目的のためには、片面ＰＣＢの適用で十分かもしれない；しかし、他の種類のプリント回路基板も適用可能であり得る。両面ＰＣＢは両面に金属を有することができ、一方、多層ＰＣＢは、追加の金属層を絶縁材料のさらなる層の間に挟むことにより設計され得る。多層ＰＣＢにおいては、層は交互に積層され得、各金属層は個々にエッチングされ、内部ビアは複数層が一緒に積層される前にめっきされ得る。さらに、ビアは、絶縁基板を通る導電性経路として好ましくは設計され得る銅めっき穴であってもよく、又はそれを含んでいてもよい。

【0050】

光導電性材料の層、対応の電気接点、及び該当する場合のさらなる層を担持する基板は、具体的には、接着、はんだ付け、溶接、又はその他の方法によりＰＣＢなどの回路キャリア装置上に配置され、あるいは、回路キャリア装置の隣接表面に直接又は間接的に堆積されることができる。例えば、基板は、基板とＰＣＢなどの回路キャリア装置の隣接表面の間に配置される接着剤の薄膜によって、ＰＣＢなどの回路キャリア装置に取り付けられてよい。プリント回路基板のさらなる実施形態については、ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｐｒｉｎｔｅｄ＿ｃｉｒｃｕｉｔ＿ｂｏａｒｄを参照されたい。しかし、代替的に、他の種類の回路キャリアも適用されることができる。

【0051】

特定の実施形態では、光センサは、光導電性材料の、好ましくは基板のアクセス可能な表面を覆うカバーをさらに備える。一般的に使用されるように、「アクセス可能な表面」という語は、本体の、特に光導電層材料及び該当する場合は基板の部分であって、光センサを取り囲む大気によって到達可能な部分を指す。好ましくは、カバーは、光導電層の上面及び側面、ならびに、好ましくは基板の少なくとも側面に直接接触し得る方式で、適用されてよい。すでに上記で示したように、基板は光導電層を担持しており、したがって光導電層の上面は、基板に直接又は間接的に適用されていない光導電層の広い表面を指す。すでに上記で示したように、「層」という用語は、２つの広い表面を有し、それら広い表面の間に側面が配置されている延ばされた本体を指す。光導電性材料と、任意に基板は層として提供されているため、それぞれが側面を含んでいる。好ましくは、カバーは、特に基板が特に上述したような方式でＰＣＢなどの回路キャリア装置に取り付けられる好ましい構成で、光導電層と基板の側面の両方のアクセス可能な表面を完全に覆うことができる。カバーは、光導電層と好ましくは基板の側面の両方を連続的に覆う連続コーティングであってよい。光導電性材料及び基板の両方のアクセス可能な表面をすべて覆うことは、したがって、光導電層材料又は基板材料と周囲雰囲気の直接接触を防止することができ、それによって、湿度及び／又は酸素などの外的影響による光導電性材料の劣化を回避することができる。このように、カバーは、光導電性材料のための改良された封入を提供するように適合され得る。本明細書で使用される場合、「封入」という用語は、特に、周囲雰囲気に含まれる湿度及び／又は酸素などによる外的影響による、光センサ又はその区画、特に光センサのセンサ領域内に含まれる光導電性材料の部分的又は完全な劣化を可能な限り回避するためのパッケージ、好ましくは気密パッケージを指し得る。ここで、パッケージは、好ましくは、光導電性材料のすべてのアクセス可能な表面を覆うように適合されることができ、ここで、光導電層は、光導電性材料の表面のパーティションを保護するように既に適合されている基板に堆積され得るということは考慮されてよい。好ましくは、カバーを堆積させるために、少なくとも１つの堆積方法を使用することができる。この目的のために、該少なくとも１つの堆積方法は、特に、原子層堆積、化学気相堆積、スパッタリングプロセス、又はそれらの組合せから選択されてよい。結果として、カバーは、特に好ましい実施形態では、原子堆積コーティング、化学気相堆積コーティング、スパッタコーティング、又は上記の堆積方法の少なくとも２つを使用することにより生成されたコーティングであるか、又はそれらを含んでいてもよく、原子堆積コーティング又は原子堆積コーティングとスパッタリングの組合せを使用して生成されたコーティングが特に好ましい。

【0052】

したがって、カバーは、少なくとも１つの金属含有化合物を含み得る。本明細書において、金属含有化合物は、金属を含むことができ、該金属は、特に、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｇ、Ｔｌ、及びＢｉからなる群から選択され得る。特定の実施形態では、金属含有化合物は、代替的に「メタロイド」とも呼ばれることもある半金属を含むことができ、この半金属は、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｂ及びＴｅからなる群から選択され得る。好ましくは、少なくとも１つの金属含有化合物は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＷからなる群から選択され得る。

【0053】

さらに、少なくとも１つの金属含有化合物は、好ましくは、酸化物、水酸化物、カルコゲニド、プニクチド、カーバイド、又はそれらの組合せを含む群から選択され得る。既に上記で定義したように、「カルコゲニド」という用語は、酸化物、すなわち硫化物、セレン化物、及びテルル化物以外の周期表の第１６族元素を含み得る化合物を指す。同様に、「プニクチド」という用語は、好ましくは、周期表の第１５族元素、すなわち窒化物、リン化物、ヒ化物及びアンチモン化物を含み得る二成分の化合物を指す。例として、カバーに含まれる金属含有化合物は、酸化アルミニウム及び／又は水酸化アルミニウムを含む組成物であってよく、これは、一般的に使用されるように、便宜上Ａｌ_２Ｏ_３とも示される。特に、カバーに使用される金属含有化合物が、特に、適切な吸収特性を示すことによって、好ましくは、所望の波長範囲内で光学的に透明であるように選択することが有利であり得る。代替的に又は追加的に、基板に適用される材料は、所望の波長範囲内において光学的に透明な特性を示すことができる。特に、この特徴は、基板が十分な透明性を示す限り、所望の波長範囲内おいて光学的に透明でない金属含有化合物のための、より広範囲の材料を選択することを可能にすることができる。

【0054】

カバーは、１０ｎｍ～６００ｎｍ、好ましくは２０ｎｍ～２００ｎｍ、より好ましくは４０ｎｍ～１２０ｎｍ、最も好ましくは５０～９５ｎｍの厚さを示し得る。ここで、カバーは、光導電性材料の隣接する表面、又は場合によっては基板の隣接する表面に関して共形（ｃｏｎｆｏｒｍａｌ）であり得る。上で定義したように、共形カバーの厚さは、したがって、±５０ｎｍ、好ましくは±２０ｎｍ、最も好ましくは±１０ｎｍの偏差内で光導電性材料又は基板の対応する表面に追従してよく、該偏差は、カバーの表面の少なくとも９０％、好ましくは少なくとも９５％、最も好ましくは少なくとも９９％で生じ、これによってカバー表面に存在し得る如何なる汚染又は不完全性を除外することができる。

【0055】

さらに、カバーは、光導電性材料の封入を提供する上述の機能に加えて、同時に、さらなる機能を示し得る。これに関して、金属含有化合物は、同時に所望のさらなる機能を発揮することができるように、特に選択され得る。特に、カバーに使用される金属含有化合物は、適切な反射防止材料として適格されるために、高い屈折率、好ましくは少なくとも１．２、より好ましくは少なくとも１．５の屈折率を示し得る。さらに、カバーは、特に、耐スクラッチ性、親水性、疎水性、自己清浄性、防曇性、及び導電性から選択されるさらなる機能性を示すことができる。他の種類の機能性、特に高誘電率性も、可能であり得る。特に選択された機能の目的のために、カバーは、カバーの所望のさらなる機能を達成するために加えられる１つ以上の安定化剤などの１つ以上の添加剤をさらに含み得る。特に、カバーは安定剤としてガラス又はガラス粒子を含み得る。しかしながら、他の種類の添加剤もまた実現可能である。

【0056】

特定の実施形態において、特に、カバーに所望のさらなる機能を提供することが適切ではない場合、又は選択されたカバーによって提供されるさらなる機能の程度が十分ではない場合、カバーは、カバー上に少なくとも部分的に堆積された少なくとも１つの追加の層によって少なくとも部分的にさらに覆われてよい。代替又は追加として、該少なくとも１つの追加の層は、光導電層及びカバーの間に少なくとも部分的に堆積されてよい。好ましくは、追加の層はさらなる機能であり得るか又はそれを示すことができ、したがって、追加の層は、反射防止層、光フィルタ層、耐スクラッチ層、親水性層、疎水性層、自己清浄層、防曇層、高誘電率層、又は導電層のうちの少なくとも１つを含むことができる。ここで、当業者は、少なくとも１つの追加の層を容易に選択し提供することができる。しかしながら、他の実施形態もまた可能であり得る。

【0057】

好ましい実施形態では、カバーは、部分的に又は完全に、電気接点、特に少なくとも１つの電極層の第２エッジ部分を覆っていてもよい。ここで、電気接点は、金又はアルミニウムワイヤなどのワイヤを使用することによって結合可能であってよく、そこでは、電気接点は、好ましくは、カバーを通して結合可能であってよい。特定の実施形態では、接着層が電気接点に設けられてよく、その場合、接着層は特に結合に適合するようにされてよい。この目的のために、接着層は、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、又はＰｄのうちの少なくとも１つを含み得る。

【0058】

カバー及び追加層に関するさらなる詳細については、ＷＯ２０１８／０１９９２１Ａ１及び２０１９年１月１８日に出願された欧州特許出願１９１５２５１１．２を参照されたい。

【0059】

本発明のさらなる態様では、光検出のための検出器、特に赤外スペクトル範囲内の光放射の検出、特に、少なくとも１つの光ビームによって提供される透過、吸収、放出及び反射のうちの少なくとも１つを感知することに関する検出器、又は、少なくとも１つの物体の位置を決定するための、具体的には少なくとも１つの物体の深度又は深度と幅の両方に関して少なくとも１つの物体の位置を決定するための検出器が、開示される。本発明によれば、少なくとも１つの物体の光検出のための検出器は、
－ 本明細書の他の部分に記載された少なくとも１つの光センサであって、前記光センサは、少なくとも１つのセンサ領域を含み、前記光センサは、光ビームによる前記センサ領域の照射に依存する方式で、少なくとも１つのセンサ信号を生成するように設計されている、光センサ；及び
－ 少なくとも１つの評価装置であって、前記評価装置は、前記光センサの前記センサ信号を評価することにより、前記光ビームによって提供される光放射に関する少なくとも１つの情報項目を生成するように設計されている、評価装置、
を含む。

【0060】

本明細書において、挙げられた構成要素は、別個の構成要素であってよい。あるいは、２つ以上の構成要素が１つの構成要素に統合されていてもよい。さらに、少なくとも１つの評価装置は、好ましくは、光学レンズ、ミラー、ビームスプリッタ、光フィルタ、及び光センサのうちの少なくとも１つから選択されてよい転送装置から独立した別個の評価装置として形成されてよく、しかし、好ましくは、センサ信号を受信するために、光センサに接続されてよい。あるいは、少なくとも１つの評価装置は、完全に又は部分的に光センサに一体化されてもよい。

【0061】

本発明によれば、検出器は、本文書の他の部分に記載されているような光センサのうちの少なくとも１つを含んでいる。したがって、検出器は、好ましくは、赤外（ＩＲ）スペクトル範囲が特に好ましい場合がある、かなり広いスペクトル範囲で、電磁放射を検出するように設計されてよい。ここで、光センサのセンサ領域内の光導電層のために、２．６μｍまでの波長においては、ヒ化インジウムガリウム（ＩｎＧａＡｓ）、３．１μｍまでの波長においてはヒ化インジウム（ＩｎＡｓ）、３．５μｍまでの波長においては硫化鉛（ＰｂＳ）、５μｍまでの波長においてはセレン化鉛（ＰｂＳｅ）、５．５μｍまでの波長においてはアンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、１６μｍまでの波長においてはテルル化水銀カドミウム（ＭＣＴ、ＨｇＣｄＴｅ）が特に選択されることができる。

【0062】

本明細書で使用される場合「評価装置」という用語は、一般的に、情報項目、すなわち、透過、吸収、放出及び反射のうちの少なくとも１つ、又は少なくとも１つの物体の感知に関する、又は少なくとも１つの物体の位置、特に該少なくとも１つの物体の深度又は深度と幅の両方に関する少なくとも１つの物体の位置を決定するための、少なくとも１つの情報項目を生成するように設計された任意の装置を指す。一例として、評価装置は、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの１つ以上の集積回路、及び／又は１つ以上のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、及び／又は１つ以上のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、及び／又は１つ以上のコンピュータ、好ましくは１つ以上のマイクロコンピュータ及び／又はマイクロコントローラなどの１つ以上のデータ処理装置であるか、又はこれらを備え得る。追加の構成要素は、例えば１つ以上のＡＤ変換器及び／又は１つ以上のフィルタなどのセンサ信号を受信及び／又は前処理するための１つ以上の装置などの１つ以上の前処理装置、及び／又はデータ収得装置などによって構成され得る。本明細書で使用される場合、センサ信号は、一般的に、縦方向センサ信号のうちの１つ、及び、該当する場合は横方向センサ信号を指すことができる。さらに、評価装置は、１つ以上のデータ保存装置を含み得る。さらに、上記で概説したとおり、評価装置は、１つ以上の無線インターフェース及び／又は１つ以上の有線インターフェースなどの１つ以上のインターフェースを含み得る。

【0063】

光検出のための検出器又はその任意の構成要素、特に評価装置に関するさらなる情報については、ＷＯ２０１４／０９７１８１Ａ１、ＷＯ２０１８／０１９９２１Ａ１及び２０１９年１月１８日に出願された欧州特許出願１９１５２５１１．２を参照されたい。

【0064】

本発明のさらなる態様では、光センサを製造する方法が開示されている。該方法は、この文書の他の部分でさらに以下で詳細に開示されている１つ以上の実施形態による少なくとも１つの光センサなどの、本発明による少なくとも１つの光センサを、生産又は製造するために好ましくは使用されてよい。したがって、本方法の任意の実施形態については、光センサの様々な実施形態の説明を参照することができる。

【0065】

この方法は、与えられた順序で又は異なった順序で実行されることができる以下のステップを含む。さらに、記載されていない追加の方法ステップが提供されてもよい。特に明記されない限り、方法ステップのうちの２つ以上、又はすべてさえも、少なくとも部分的に同時に実行されてよい。さらに、方法ステップの２つ以上又はすべてさえも、２回以上繰り返し実行されてよい。

【0066】

本発明による方法は、以下のステップ：
ａ） 基板を提供するステップと；
ｂ） 電極層の第１エッジ部分を除く電極層が厚さｄ_０を示すように、前記基板の表面の第２部分に少なくとも１つの電極層を適用するステップと；
ｃ） 前記電極層の第１エッジ部分が光導電層のエッジ部分によって覆われ、それにより、電極－光導電体インターフェースが前記電極層の表面に形成されるように、前記基板の表面の第１エッジ部分（基板表面の第２部分or電極層の第１エッジ部分）に少なくとも１つの光導電性材料を有する光導電層をさらに適用するステップと、
を含み、
前記電極－光導電体インターフェースは、前記電極－光導電体インターフェースが第１セグメント、第２セグメント、第３セグメントを含むように形成され；前記第１セグメント内の前記電極－光導電体インターフェースに沿った前記電極層の厚さｄ_１は、前記電極層の厚さｄ_０と等しく；前記第２セグメント内の前記電極－光導電体インターフェースに沿った前記電極層の厚さｄ_２は、前記電極層の厚さｄ_０と等しいか、又はそれを超えており；前記第３セグメント内の前記電極－光導電体インターフェースに沿った前記電極層の厚さｄ_３は、前記第３セグメント内の前記電極－光導電体インターフェースに沿って、前記電極層のエッジに向かって連続的かつ単調に減少している。

【0067】

ステップａ）によれば、基板が提供される。特に、基板のそれぞれの材料は、上記の対応する材料のリストから選択することができる。

【0068】

ステップｂ）によれば、少なくとも１つの電極層は、電極層が電極層の第１エッジ部分を除いて厚さｄ_０を示すように、基板の表面の第２部分に、好ましくは直接適用される。好ましくは、電極層は、基板の表面の第２部分に、好ましくは公知の蒸着技術を用いて、蒸着金属層を堆積させることによって適用されてよく、該金属層は、特に、銀、アルミニウム、白金、マグネシウム、クロム、チタン、金、又はグラフェンのうちの１つ以上を含むことができる。あるいは、電気接点は、無電解Ｎｉ、無電解Ａｕ、ガルバニックＮｉ、又はガルバニックＡｕなどの、ガルバニック又は化学堆積プロセスによって設けられることができる。

【0069】

ステップｃ）によれば、さらに、少なくとも１つの光導電性材料を有する光導電層が、電極層の第１エッジ部分も光導電層のエッジ部分によって覆われるように、基板の表面の第１部分にさらに適用される。その結果、電極－光導電体インターフェースが、該電極－光導電体インターフェースが、この文書の他の部分でより詳細に記載されているように、延長部と厚さを有する第１セグメント、第２セグメント、及び第３セグメントを含むように、電極層の表面に形成される。

【0070】

本発明の特に好ましい実施形態では、電極層は以下の、
－ 基板の表面の第２部分に結合層を直接適用するステップであって、前記結合層は電荷キャリア層を前記基板に付着させるように設計された結合剤を含む、ステップと；
－ 前記結合層の上にバリア層をさらに直接適用するステップであって、前記バリア層は前記結合剤と前記電荷キャリア層との直接接触を防止するように設計されたバリア剤を含む、ステップと；
－ 前記バリア層上に前記電荷キャリア層をさらに直接適用するステップであって、前記電荷キャリア層は前記光導電層へ及び／又は前記光導電層から電荷キャリアを輸送するように設計された電荷キャリア剤を含む、ステップと、
によって、導電性積層体として形成されることができる。

【0071】

本明細書で使用される場合、「直接」という用語は、それぞれの層がそれぞれのベースに直に取り付けられることを指す。電荷キャリア層、結合層、及びバリア層に関するさらなる詳細については、この文書の他の部分の記載を参照されたい。

【0072】

すでに上述したように、さらに、少なくとも１つのカバーは、光導電性材料のアクセス可能な表面上に、好ましくは、基板のアクセス可能な表面上にも堆積されてよい。代替的に又は追加的に、少なくとも１つの追加の層は、光導電層上に少なくとも部分的に堆積されることができ、及び該当する場合は、続いてカバーによって覆われる。ここで、追加の層は、反射防止層、光フィルタ層、封入層、耐スクラッチ層、親水性層、疎水性層、自己清浄層、防曇層、高誘電率層、もしくは導電層のうちの少なくとも１つであるように選択され得るか、又は、それらを含んでいてもよい。

【0073】

すでに上述したように、光導電層は、少なくとも２つの個別のセンサ領域、好ましくは個別のセンサ領域のアレイを含むことができ、該センサ領域は、「共通基板」とも呼ばれる同一の基板に直接又は間接的に適用され、該同一の基板は、したがってかなり大きな面積を示すことができる。この特定の実施形態では、個々のセンサ領域は、共通基板に直接又は間接的に適用され、個々のセンサ領域は、本発明による少なくとも１つの電極層に接続されている。その後、個々のセンサ領域は、個々のセンサ領域のそれぞれが基板のそれぞれの部分によって担持されるように、互いに分離される。

【0074】

加えて、光センサの製造プロセスに関する詳細は、この文書の他の部分に記載されている。

【0075】

本発明による装置は、バンプチップキャリア、セラミックリードレスチップキャリア、リードレスチップキャリア、リードチップキャリア、リードセラミックチップキャリア、デュアルリードレスチップキャリア、プラスチックリードチップキャリア、パッケージオンパッケージチップキャリアなどの、表面実装テクノロジーパッケージと組み合わされて使用されることができる。さらに、本発明による装置は、標準スルーホール又はソースマウント技術の半導体パッケージ、例えばＤＯ－２０４、ＤＯ－２１３、金属電極リーフレス面、ＤＯ－２１４、ＳＭＡ、ＳＭＢ、ＳＭＣ、ＧＦ１、ＳＯＤ、ＳＯＴ、ＴＳＯＴ、ＴＯ－３、ＴＯ－５、ＴＯ－８、ＴＯ－１８、ＴＯ－３９、ＴＯ－４６、ＴＯ－６６、ＴＯ－９２、ＴＯ－９９、ＴＯ－１００、ＴＯ－１２６、ＴＯ－２２０、ＴＯ－２２６、ＴＯ－２４７、ＴＯ２５２、ＴＯ－２６３、ＴＯ－２６３、ＴＨＩＮ、ＳＩＰ、ＳＩＰＰ、ＤＦＮ、ＤＩＰ、ＤＩＬ、Ｆｌａｔ Ｐａｃｋ、ＳＯ、ＳＯＩＣ、ＳＯＰ、ＳＳＯＰ、ＴＳＯＰ、ＴＳＳＯＰ、ＺＩＰ、ＬＣＣ、ＰＬＣＣ、ＱＦＮ、ＱＦＰ、ＱＵＩＰ、ＱＵＩＬ、ＢＧＡ、ｅＷＬＢ、ＬＧＡ、ＰＧＡ、ＣＯＢ、ＣＯＦ、ＣＯＧ、ＣＳＰ、Ｆｌｉｐ Ｃｈｉｐ、ＰｏＰ、ＱＰ、ＵＩＣＣ、ＷＬ－ＣＳＰ、ＷＬＰ、ＭＤＩＰ、ＰＤＩＰ、ＳＤＩＰ、ＣＣＧＡ、ＣＧＡ、ＣＥＲＰＡＣＫ、ＣＱＧＰ、ＬＬＰ、ＬＧＡ、ＬＴＣＣ、ＭＣＭ、ＭＩＣＲＯ ＳＭＤＸＴなどと組み合せされて使用されることができる。さらに、本発明による装置は、ＯＰＧＡ、ＦＣＰＧＡ、ＰＡＣ、ＰＧＡ、ＣＰＧＡなどのピングリッドアレイ（ＰＧＡ）と組み合わされて使用されることができる。さらに、本発明による装置は、ＣＦＰ、ＣＱＦＰ、ＢＱＦＰ、ＤＦＮ、ＥＴＱＦＰ、ＰＱＦＮ、ＰＱＦＰ、ＬＱＦＰ、ＱＦＮ、ＱＦＰ、ＭＱＦＰ、ＨＶＱＦＰ、ＳＩＤＥＢＲＡＺＥ、ＴＱＦＰ、ＴＱＦＮ、ＶＱＦＰ、ＯＤＦＮなどのフラットパッケージと組み合わされて使用されることができる。さらに、本発明による装置は、ＳＯＰ、ＣＳＯＰ ＭＳＯＰ、ＰＳＯＰ、ＰＳＯＮ、ＰＳＯＮ、ＱＳＯＰ、ＳＯＩＣ、ＳＳＯＰ、ＴＳＯＰ、ＴＳＳＯＰ、ＴＶＳＯＰ、μＭＡＸ、ＷＳＯＮなどの小型アウトラインパッケージと組み合わされて使用されることができる。さらに、本発明による装置は、ＣＳＰ、ＴＣＳＰ、ＴＤＳＰ、ＭＩＣＲＯ ＳＭＤ、ＣＯＢ、ＣＯＦ、ＣＯＧなどのチップスケールパッケージと組み合わされて使用されることができる。さらに、本発明による装置は、ＦＢＧＡ、ＬＢＧＡ、ＴＥＰＢＧＡ、ＣＢＧＡ、ＯＢＧＡ、ＴＦＢＧＡ、ＰＢＧＡ、ＭＡＰ－ＢＧＡ、ＵＣＳＰ、μＢＧＡ、ＬＦＢＧＡ、ＴＢＧＡ、ＳＢＧＡ、ＵＦＢＧＡなどのボールグリッドアレイと組み合わされて使用されることができる。さらに、本発明による装置は、ＳｉＰ、ＰｏＰ、３Ｄ－ＳｉＣ、ＷＳＩ、近接通信などの、チップインマルチチップパッケージなどのさらなる電子装置と組み合わされることができる。集積回路パッキングに関するさらなる情報については、以下の出典を参照することができる。

【0076】

－ ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｌｉｓｔ＿ｏｆ＿ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ＿ｃｉｒｃｕｉｔ＿ｐａｃｋａｇｉｎｇ＿ｔｙｐｅｓ 又は、
－ ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｌｉｓｔ＿ｏｆ＿ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ＿ｃｉｒｃｕｉｔ＿ｐａｃｋａｇｅ＿ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ

【0077】

本発明のさらなる態様では、本発明による検出器の使用が開示されている。その中で、検出器の使用の目的は、ガス検知用途、火災検出用途、火炎検出用途、熱検出用途、煙検出用途、燃焼監視用途、分光法用途、温度感知用途、動き感知用途、工業監視用途、化学感知用途、排気ガス監視用途、セキュリティ用途からなる群から選択される。特に、検出器は、赤外線検出用途、熱検出用途、温度計用途、熱追求用途、火炎検出用途、火災検出用途、煙検出用途、温度感知用途、分光法用途などに使用されることができる。さらに、検出器は、排気ガスの監視、燃焼プロセスの監視、工業プロセスの監視、化学プロセスの監視、食品処理プロセスの監視などに使用されることができる。さらに、検出器は、温度制御、動き制御、排気制御、ガス感知、ガス分析、動き感知、化学感知などに使用されてよい。本明細書に開示される光センサ及び検出器のさらなる用途については、ＷＯ２０１６／１２０３９２Ａ１及びＷＯ２０１８／０１９９２１Ａ１を参照することができる。しかし、さらなる応用分野がなおも考えられ得る。

【0078】

上述の光センサ及び検出器、方法、ならびに提案された使用は、先行技術に比べてかなりの利点がある。したがって、本発明による光センサは、赤外スペクトル範囲の少なくとも１つのパーティションにわたって特に感度が高く、したがって、赤外スペクトル範囲に対して効率的で信頼性の高い、大面積の位置感知装置を提供することができる。当該技術の公知の装置と比較して、本明細書で提案されている光センサは、オームの法則に従った線形電流－電圧特性を有し得ることが示される。

【0079】

要約すると、本発明の文脈においては、以下の実施形態が特に好ましいと考えられる。

【0080】

実施形態１：光センサであって、
－ 基板と；
－ 前記基板の表面の第１部分に適用された光導電層であって、前記光導電層は少なくとも１つの光導電性材料を有している光導電層と；
－ 前記基板の表面の第２部分に適用された少なくとも１つの電極層であって、前記電極層は、前記電極層の第１エッジ部分を除いて、厚さｄ_０を示し、前記電極層の前記第１エッジ部分は、前記電極層の表面に電極－光導電体インターフェースが形成されるように、前記光導電層のエッジ部分によって覆われている、電極層と、を含み、
前記電極－光導電体インターフェースは、第１セグメント、第２セグメント、第３セグメントを含み；
前記第１セグメント内の前記電極－光導電体インターフェースに沿った前記電極層の厚さｄ_１は、前記電極層の厚さｄ_０と等しく；前記第２セグメント内の前記電極－光導電体インターフェースに沿った前記電極層の厚さｄ_２は、前記電極層の厚さｄ_０と等しいか、又はそれを超えており；前記第３セグメント内の前記電極－光導電体インターフェースに沿った前記電極層の厚さｄ_３は、前記第３セグメント内の前記電極－光導電体インターフェースに沿って、前記電極層のエッジに向かって連続的かつ単調に減少している、光センサ。

【0081】

実施形態２：前記第２セグメントは前記第１セグメントに隣接し、前記第３セグメントは前記第２セグメントに隣接している、先行する実施形態による光センサ。

【0082】

実施形態３：前記電極層の前記厚さｄ_０に対する前記第２セグメント内の前記電極－光導電体インターフェースに沿った前記電極層の最大高さｈ＝ｄ_２－ｄ_０は、前記電極層の厚さｄ_０を２７％以下だけ超えている、先行する実施形態１又は２による光センサ。

【0083】

実施形態４：前記最大高さｈは、前記電極層の厚さｄ_０を１７％以下だけ超えている、先行する実施形態による光センサ。

【0084】

実施形態５：前記最大高さｈは、前記電極層の厚さｄ_０を７％以下だけ超えている、先行する実施形態による光センサ。

【0085】

実施形態６：前記第２セグメントの長さｌ_２は、前記電極層の厚さｄ_０の６５％以下である、先行する実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0086】

実施形態７：前記第２セグメントの長さｌ_２は、前記電極層の厚さｄ_０の４５％以下である、先行する実施形態による光センサ。

【0087】

実施形態８：前記第２セグメントの長さｌ_２は、前記電極層の厚さｄ_０の１５％以下である、先行する実施形態による光センサ。

【0088】

実施形態９：前記第３セグメントの長さｌ_３は、前記電極層の厚さｄ_０の２０％～２３０％である、先行する実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0089】

実施形態１０：前記第３セグメントの長さｌ_３は、前記電極層の厚さｄ_０の３５％～１７０％である、先行する実施形態による光センサ。

【0090】

実施形態１１：前記第３セグメントの長さｌ_３は、前記電極層の厚さｄ_０の５５％～１４５％である、先行する実施形態による光センサ。

【0091】

実施形態１２：前記電極層の厚さｄ_０は、５ｎｍから、好ましくは１０ｎｍから、より好ましくは２０ｎｍから、最も好ましくは２５ｎｍから、１０００ｎｍまで、好ましくは５００ｎｍまで、より好ましくは２５０ｎｍまで、最も好ましくは２００ｎｍまでである、先行する実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0092】

実施形態１３：前記電極層は、
－ 前記光導電層に直接接する電荷キャリア層であって、前記電極層内及び前記光導電層へ及び／又は前記光導電層から電荷キャリアを輸送するように設計された電荷キャリア剤を含む、電荷キャリア層と；
－ 前記基板に直接適用された結合層であって、前記基板の表面の第２部分に前記電荷キャリア層を付着させるように設計された結合剤を含む、結合層と；
－ 前記結合層に直接適用されたバリア層であって、前記結合剤と前記電荷キャリア層との直接接触を防止するように設計されたバリア剤を含む、バリア層と、
を含む、導電性積層体である、先行する実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0093】

実施形態１４：前記電極－光導電体インターフェースにおける前記電荷キャリア層は、前記電荷キャリア剤のみを含む、先行する実施形態による光センサ。

【0094】

実施形態１５：前記電荷キャリア剤は、金、銀、銅、白金、ロジウム、ニッケル、スズ、鉛、亜鉛、タングステン、アルミニウム、カルシウム、ガリウム、クロム、チタン、マンガン、ベリリウム、マグネシウムのうちの原子から選択され、好ましくは、金、銀、銅、白金、ロジウム、チタン、マンガン、ベリリウム、マグネシウム、ニッケル、スズの原子から選択される、先行する２つ実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0095】

実施形態１６：前記結合剤が、チタン、クロム、スズ、ベリリウム、マグネシウム、銀、亜鉛、カルシウム、ジルコニウム、ニッケル、アルミニウムの原子から選択される、先行する３つ実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0096】

実施形態１７：前記バリア剤は、ニッケル、スズ、クロム、チタン、マンガン、鉛、マグネシウムの原子から選択され、好ましくは、スズ、ニッケル、クロム、マグネシウムの原子から選択される、先行する４つ実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0097】

実施形態１８：前記結合層の厚さは、０．１ｎｍから、好ましくは０．５ｎｍから、より好ましくは１ｎｍから、最も好ましくは２ｎｍから、２０ｎｍまで、好ましくは１６ｎｍまで、より好ましくは１０ｎｍまで、最も好ましくは７ｎｍまでである、先行する５つ実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0098】

実施形態１９：前記バリア層の厚さは、５ｎｍから、好ましくは１６ｎｍから、より好ましくは２７ｎｍから、最も好ましくは３８ｎｍから、１７０ｎｍまで、好ましくは１４０ｎｍまで、より好ましくは９５ｎｍまで、最も好ましくは８３ｎｍまでである、先行する５つ実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0099】

実施形態２０：前記光導電性材料は、無機光導電性材料を含む、先行する実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0100】

実施形態２１：前記無機光導電性材料が、セレン、テルル、セレン－テルル合金、光導電性金属酸化物、第４族元素又は化合物、第３族－第５族化合物、第２族－第６族化合物、カルコゲニド、プニクトゲニド、ハロゲン化物、及びそれらの固溶体及び／又はドープ変形のうちの１つ以上を含む、先行する実施形態による光センサ。

【0101】

実施形態２２：前記カルコゲニドは、硫化カルコゲニド、セレン化カルコゲニド、テルル化カルコゲニド、三元カルコゲニド、四元カルコゲニド及びそれ以上のカルコゲニドを含む群から選択される、先行する実施形態による光センサ。

【0102】

実施形態２３：硫化カルコゲニドは、硫化鉛（ＰｂＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化水銀（ＨｇＳ）、硫化銀（Ａｇ_２Ｓ）、硫化マンガン（ＭｎＳ）、三硫化ビスマス（Ｂｉ_２Ｓ_３）、三硫化アンチモン（Ｓｂ_２Ｓ_３）、三硫化ヒ素（Ａｓ_２Ｓ_３）、硫化スズ（ＩＩ）（ＳｎＳ）、二硫化スズ（ＩＶ）（ＳｎＳ_２）、硫化インジウム（Ｉｎ_２Ｓ_３）、硫化銅（ＣｕＳ）、硫化コバルト（ＣｏＳ）、硫化ニッケル（ＮｉＳ）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）、二硫化鉄（ＦｅＳ_２）、三硫化クロム（ＣｒＳ_３）、硫化銅インジウム（ＣＩＳ）、セレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳ）、硫化銅亜鉛スズ（ＣＺＴＳ）、ならびに固溶体及び／又はそれらのドープ変形を含む群から選択される、先行する実施形態による光センサ。

【0103】

実施形態２４：セレン化カルコゲニドは、セレン化鉛（ＰｂＳｅ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、三セレン化ビスマス（Ｂｉ_２Ｓｅ_３）、セレン化水銀（ＨｇＳｅ）、三セレン化アンチモン（Ｓｂ_２Ｓｅ_３）、三セレン化ヒ素（Ａｓ_２Ｓｅ_３）、セレン化ニッケル（ＮｉＳｅ）、セレン化タリウム（ＴｌＳｅ）、セレン化銅（ＣｕＳｅ）、二セレン化モリブデン（ＭｏＳｅ_２）、セレン化スズ（ＳｎＳｅ）、セレン化コバルト（ＣｏＳｅ）、セレン化インジウム（Ｉｎ_２Ｓｅ_３）、セレン化銅亜鉛スズ（ＣＺＴＳｅ）、ならびに固溶体及び／又はそれらのドープ変形を含む群から選択される、先行する２つの実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0104】

実施形態２５：テルル化カルコゲニドは、テルル化鉛（ＰｂＴｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、テルル化水銀（ＨｇＴｅ）、三テルル化ビスマス（Ｂｉ_２Ｔｅ_３）、三テルル化ヒ素（Ａｓ_２Ｔｅ_３）、三テルル化アンチモン（Ｓｂ_２Ｔｅ_３）、テルル化ニッケル（ＮｉＴｅ）、テルル化タリウム（ＴｌＴｅ）、テルル化銅（ＣｕＴｅ）、二テルル化モリブデン（ＭｏＴｅ_２）、テルル化スズ（ＳｎＴｅ）、及びテルル化コバルト（ＣｏＴｅ）、テルル化銀（Ａｇ_２Ｔｅ）、テルル化インジウム（Ｉｎ_２Ｔｅ_３）、ならびに固溶体及び／又はそれらのドープ変形を含む群から選択される、先行する３つの実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0105】

実施形態２６：三元カルコゲナイドは、テルル化水銀カドミウム（ＨｇＣｄＴｅ）、テルル化水銀亜鉛（ＨｇＺｎＴｅ）、硫化水銀カドミウム（ＨｇＣｄＳ）、硫化鉛カドミウム（ＰｂＣｄＳ）、硫化鉛水銀（ＰｂＨｇＳ）、二硫化銅インジウム（ＣｕＩｎＳ_２）、硫セレン化カドミウム（ＣｄＳＳｅ）、硫セレン化亜鉛（ＺｎＳＳｅ）、硫セレン化タリウム（ＴｌＳＳｅ）、硫化カドミウム亜鉛（ＣｄＺｎＳ）、硫化カドミウムクロム（ＣｄＣｒ_２Ｓ_４）、硫化水銀クロム（ＨｇＣｒ_２Ｓ_４）、硫化銅クロム（ＣｕＣｒ_２Ｓ_４）、セレン化カドミウム鉛（ＣｄＰｂＳｅ）、二セレン化銅インジウム（ＣｕＩｎＳｅ_２）、ヒ化インジウムガリウム（ＩｎＧａＡｓ）、硫化一酸化鉛（Ｐｂ_２ＯＳ）、セレン化一酸化鉛（Ｐｂ_２ＯＳｅ）、スルホセレン化鉛（ＰｂＳＳｅ）、セレン化テルル化ヒ素（Ａｓ_２Ｓｅ_２Ｔｅ）、リン化インジウムガリウム（ＩｎＧａＰ）、リン化ガリウムヒ素（ＧａＡｓＰ）、リン化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＰ）、亜セレンカドミウム（ＣｄＳｅＯ_３）、テルル化カドミウム亜鉛（ＣｄＺｎＴｅ）、セレン化カドミウム亜鉛（ＣｄＺｎＳｅ）、銅－亜鉛－硫化スズ－セレンカルコゲニド（ＣＺＴＳＳｅ）、ならびに固溶体及び／又はそれらのドープ変形を含む群から選択される、先行する４つの実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0106】

実施形態２７：光導電性金属酸化物は、酸化銅（ＩＩ）（ＣｕＯ）、酸化銅（Ｉ）（ＣｕＯ_２）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化銀（Ａｇ_２Ｏ）、酸化マンガン（ＭｎＯ）、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）、酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、ならびに固溶体及び／又はそれらのドープ変形を含む群から選択される、先行する５つの実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0107】

実施形態２８：前記第２族－第６族化合物は、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、硫化水銀（ＨｇＳ）、セレン化水銀（ＨｇＳｅ）、テルル化水銀（ＨｇＴｅ）、テルル化カドミウム亜鉛（ＣｄＺｎＴｅ）、テルル化水銀カドミウム（ＨｇＣｄＴｅ）、テルル化水銀亜鉛（ＨｇＺｎＴｅ）及びセレン化水銀亜鉛（ＣｄＺｎＳｅ）、ならびに固溶体及び／又はそれらのドープ変形を含む群から選択される、先行する６つの実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0108】

実施形態２９：前記第３族－第５族化合物は、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、リン化ホウ素（ＢＰ）、ヒ化ホウ素（ＢＡｓ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、リン化アルミニウム（ＡｌＰ）、ヒ化アルミニウム（ＡｌＡｓ）、アンチモン化アルミニウム（ＡｌＳｂ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、ヒ化インジウム（ＩｎＡｓ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）及びアンチモン化ガリウム（ＧａＳｂ）、ならびに固溶体及び／又はそれらのドープ変形を含む群から選択される、先行する７つの実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0109】

実施形態３０：前記第４族の元素又は化合物は、ドープダイヤモンド（Ｃ）、ドープシリコン（Ｓｉ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）及びシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、ならびに固溶体及び／又はそれらのドープ変形を含む群から選択される、先行する８つの実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0110】

実施形態３１：前記基板は電気絶縁基板である、先行する実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0111】

実施形態３２：前記基板は、ガラス、石英、溶融シリカ；弱くドープされた半導体、例えばシリコン又はゲルマニウム；金属酸化物又はセラミック材料、特にサファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）；金属又は半導体材料、特にアルミニウムドープ酸化スズ（ＡＺＯ）、インジウムドープ酸化スズ（ＩＴＯ）、ＺｎＳ、又はＺｎＳｅ；のうちの１つを含み、ここでガラス又はシリコンが特に好ましい、先行する実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0112】

実施形態３３：前記基板は、１０μｍ～１０００μｍ、好ましくは５０μｍ～５００μｍ、より好ましくは１００μｍ～２５０μｍの厚さを有する、先行する実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0113】

実施形態３４：前記基板は、回路キャリア装置に直接又は間接的に適用されている、先行する実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0114】

実施形態３５：前記基板は、前記基板と前記回路キャリア装置の隣接表面の間に配置される接着剤の薄膜を介して、前記回路キャリア装置に取り付けられている、先行する実施形態による光センサ。

【0115】

実施形態３６：前記回路キャリア装置は、プリント回路基板である、先行する２つの実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0116】

実施形態３７：前記電極層は、前記光導電層によって覆われていない第２エッジ部分を含む、先行する実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0117】

実施形態３８：前記第２エッジ部分は、前記電極層に電気接続を提供するために割り当てられている、先行する実施形態による光センサ。

【0118】

実施形態３９：直接的又は間接的な電気接続が、前記電極層の第２エッジ部分と、前記回路キャリア装置上のコンタクトパッドとの間に設けられている、先行する実施形態による光センサ。

【0119】

実施形態４０：前記電極層の第２エッジ部分と前記回路キャリア装置上のコンタクトパッドとの間の前記電気接続は、前記カバーを介して結合可能である、先行する実施形態による光センサ。

【0120】

実施形態４１：前記光導電性材料及び好ましくは前記基板のアクセス可能な表面を覆うカバーをさらに備える、先行する実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0121】

実施形態４２：前記カバーは、少なくとも１つの金属含有化合物を含むアモルファス層である、先行する実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0122】

実施形態４３：前記少なくとも１つの金属含有物は金属又は半金属を含み、前記金属は、リチウム（Ｌｉ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ナトリウム（Ｎａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、カドミウム（Ｃｄ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、セシウム（Ｃｓ）、バリウム（Ｂａ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、水銀（Ｈｇ）、タリウム（Ｔｌ）及びビスマス（Ｂｉ）からなる群から選択され、前記半金属は、ホウ素（Ｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びテルル（Ｔｅ）からなる群から選択される、先行する実施形態による光センサ。

【0123】

実施形態４４：前記金属含有化合物の金属は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、マンガン（Ｍｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、及びタングステン（Ｗ）からなる群から選択される金属を含む、先行する実施形態による光センサ。

【0124】

実施形態４５：前記少なくとも１つの金属含有化合物は、酸化物、水酸化物、カルコゲニド、プニクタイド、カーバイド、又はそれらの組合せを含む群から選択される、先行する２つの実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0125】

実施形態４６：前記少なくとも１つの金属含有化合物は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）もしくはハフニウム（Ｈｆ）の少なくとも１つの酸化物、少なくとも１つの水酸化物、又はそれらの組合せ；又はケイ素（Ｓｉ）の窒化物から選択される、先行する実施形態による光センサ。

【0126】

実施形態４７：前記カバーは、前記光導電層の上面及び側面、及び、好ましくは前記基板の少なくとも側面に直接接触している、先行する６つの実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0127】

実施形態４８：前記カバーは、１０ｎｍ～６００ｎｍ、好ましくは２０ｎｍ～２００ｎｍ、より好ましくは４０ｎｍ～１２０ｎｍ、最も好ましくは５０ｎｍ～９５ｎｍの厚さを有する、先行する７つの実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0128】

実施形態４９：前記カバーは、前記光導電層の隣接表面、及び、好ましくは前記基板の隣接表面に関して共形なカバーである、先行する８つの実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0129】

実施形態５０：前記カバーは、さらに、耐スクラッチ性、親水性、疎水性、自己清浄性、防曇性、及び導電性のうちの少なくとも１つから選択されるさらなる機能を示す、先行する９つの実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0130】

実施形態５１：前記カバーは、さらに少なくとも部分的に少なくとも１つの追加層によってコーティングされ、及び／又は、前記少なくとも１つの追加層は、前記光導電層と前記カバーの間に少なくとも部分的に堆積されている、先行する１０つの実施形態のいずれか１つによる光センサ。

【0131】

実施形態５２：前記追加層は、反射防止層、光フィルタ層、封入層、耐スクラッチ層、親水性層、疎水性層、自己清浄層、防曇層、高誘電率層、又は導電層のうちの少なくとも１つであるか、又は、それを含む、先行する実施形態による光センサ。

【0132】

実施形態５３：少なくとも１つの物体を光学的に検出するための検出器であって、
－ 先行する実施形態のいずれか１つによる少なくとも１つの光センサであって、少なくとも１つのセンサ領域を含み、光ビームによる前記センサ領域の照射に依存する方式で、少なくとも１つのセンサ信号を生成するように設計されている、光センサ；及び
－ 少なくとも１つの評価装置であって、前記光センサの前記センサ信号を評価することにより、前記光ビームによって提供される光放射に関する少なくとも１つの情報項目を生成するように設計されている、評価装置、
を含む、検出器。

【0133】

実施形態５４：前記検出器は、前記センサ領域の少なくとも一部の電気抵抗又は導電率を測定することの１つ以上によって前記センサ信号を生成するように適合されている、先行する実施形態による検出器。

【0134】

実施形態５５：前記検出器は、少なくとも１つの電流－電圧測定、及び／又は少なくとも１つの電圧－電流測定を実行することによって、前記センサ信号を生成するように適合されている、先行する実施形態による検出器。

【0135】

実施形態５６：少なくとも１つの照射源をさらに備える、検出器に関連する先行する実施形態のいずれか１つによる検出器。

【0136】

実施形態５７：前記照射源は、少なくとも部分的に前記物体に接続され、及び／又は、少なくとも部分的に前記物体と同一である照射源；一次放射によって少なくとも部分的に前記物体を照射するように設計されている照射源、から選択される、先行する実施形態による検出器。

【0137】

実施形態５８：前記光ビームは、前記物体での一次放射の反射によって、及び／又は、前記一次放射によって活性化された前記物体自体による発光によって生成される、先行する実施形態による検出器。

【0138】

実施形態５９：前記光センサのスペクトル感度が、前記照射源のスペクトル範囲によってカバーされている、先行する実施形態による検出器。

【0139】

実施形態６０：前記検出器は、少なくとも１つの転送装置をさらに備え、前記転送装置は、前記光ビームを前記光センサに導くように適合されている、検出器に関連する先行する実施形態のいずれか１つによる検出器。

【0140】

実施形態６１：光センサの製造方法であって、以下のステップ：
ａ） 基板を提供するステップと；
ｂ） 電極層が電極層の第１エッジ部分を除いて厚さｄ_０を示すように、前記基板の表面の第２部分に少なくとも１つの電極層を適用するステップと；
ｃ） 前記電極層の第１エッジ部分が光導電層のエッジ部分によって覆われ、それにより、電極－光導電体インターフェースが前記電極層の表面に形成されるように、前記基板の表面の第１部分に、少なくとも１つの光導電性材料を有する光導電層をさらに適用するステップと、
を含み、
前記電極－光導電体インターフェースは、電極－光導電体インターフェースが第１セグメント、第２セグメント、第３セグメントを含むように形成され；前記第１セグメント内の前記電極－光導電体インターフェースに沿った前記電極層の厚さｄ_１は、前記電極層の厚さｄ_０と等しく；前記第２セグメント内の前記電極－光導電体インターフェースに沿った前記電極層の厚さｄ_２は、前記電極層の厚さｄ_０と等しいか、又はそれを超えており；前記第３セグメント内の前記電極－光導電体インターフェースに沿った前記電極層の厚さｄ_３は、前記第３セグメント内の前記電極－光導電体インターフェースに沿って、前記電極層のエッジに向かって連続的かつ単調に減少している、方法。

【0141】

実施形態６２：前記電極－光導電体インターフェースは、前記第２セグメントが前記第１セグメントに隣接し、前記第３セグメントが前記第２セグメントに隣接するように形成されている、先行する実施形態による方法。

【0142】

実施形態６３：前記方法は、実施形態１～５２による光センサを製造するように構成されている、先行する実施形態による方法。

【0143】

実施形態６４：方法を参照する先行する実施形態のいずれか１つによる方法であって、前記電極層は以下の、
－ 前記基板の表面の第２部分に前記結合層を直接適用するステップであって、前記結合層は前記電荷キャリア層を前記基板に付着させるように設計された結合剤を含む、ステップと；
－ 前記結合層上にバリア層をさらに直接適用するステップであって、前記バリア層は前記結合剤と前記電荷キャリア層との直接接触を防止するように設計されたバリア剤を含む、ステップと；
－ 前記バリア層上に前記電荷キャリア層をさらに直接適用するステップであって、前記電荷キャリア層は、前記光導電層へ及び／又は前記光導電層から電荷キャリアを輸送するように設計された電荷キャリア剤を含む、ステップと、
によって、導電性積層体として形成される、方法。

【0144】

実施形態６５：方法を参照する先行する実施形態のいずれか１つによる方法であって、少なくとも１つの堆積方法が電極層を堆積させるために使用され、前記少なくとも１つの堆積方法は、原子層堆積プロセス、化学気相堆積プロセス、スパッタリングプロセス、又はそれらの組合せから選択される、方法。

【0145】

実施形態６６：検出器を参照する先行する実施形態のいずれか１つによる検出器の使用であって、使用目的が：ガス感知、火災検出、火炎検出、熱検出、煙検出、燃焼監視、分光法、温度感知、動き感知、工業監視、化学感知、排気ガス監視、セキュリティ用途からなる群から選択される、検出器の使用。

【図面の簡単な説明】

【0146】

本発明のさらなる任意の詳細及び特徴は、従属請求項と関連して続く好ましい例示的な実施形態の説明から明らかである。この文脈では、特定の特徴は、単独で、又は他の特徴と組み合わせて実施されてよい。本発明は、例示的な実施形態に限定されない。例示的な実施形態は、図に模式的に示されている。個々の図における同一の符号は、同一の要素又は同一の機能を有する要素、又はその機能に関して互いに対応する要素を指している。

【0147】

具体的には、以下の図においては：

【図1】本発明による光センサの好ましい例示的な実施形態を示す図である。

【図2】本発明による光検出器に備えられた電極層の好ましい例示的な実施形態を示す図である。

【図3】本発明による検出器の好ましい例示的な実施形態を示す図である。

【図4】本発明による光センサの製造方法の好ましい例示的な実施形態を示す図である。

【図5】図５Ａ～５Ｃは、本発明による（サンプルＡ）及び比較のための（サンプルＢ及びＣ）光センサの３つの異なるサンプルＡ、Ｂ、及びＣにおける電極－光導電体インターフェースの高解像度光学顕微鏡画像を示す図である。

【図6】図６Ａ及び６Ｂは、図５Ａ～５ＣによるサンプルＡ，Ｂ，Ｃの実験的に測定された電流－電圧特性を示す図（図６Ａ）と、対応する線形動作からの逸脱を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0148】

例示的な実施形態
図１は、本発明による光センサ１１０の例示的な実施形態を、極めて概略的に断面側面視で示している。したがって、光センサ１１０は、少なくとも１つの光導電性材料１１４を含む光導電層１１２を有している。特に、光導電層１１２は、１０ｎｍ～１００μｍ、好ましくは１００ｎｍ～１０μｍ、より好ましくは３００ｎｍ～５μｍの厚さを示してよい。図１の例示的な実施形態では、光導電性材料１１４は、好ましくは、硫化カルコゲニド、セレン化カルコゲニド、テルル化カルコゲニド、及び三元カルコゲニドを含む群から選択されることができる少なくとも１つのカルコゲニドであってもよいし、又はそれらを含んでもよい。具体的に、光導電性材料１１４は、硫化物、好ましくは硫化鉛（ＰｂＳ）、セレン化物、好ましくはセレン化鉛（ＰｂＳｅ）、又は三元カルコゲニド、好ましくはスルホセレン化鉛（ＰｂＳＳｅ）であってもよいし、又はそれらを含んでもよい。好ましい光導電性材料１１４の多くは、一般的に、赤外スペクトル範囲内で特有の吸収特性を示すことが知られているため、光センサ１１０は、好ましくは、赤外センサとして使用されることができる。しかしながら、本目的のための他の実施形態及び／又は他の光導電性材料、特にこの目的のために本文書の他の部分に記載された光導電性材料も実現可能である。

【0149】

図１にさらに示されているように、少なくとも１つの光導電層１１２は、好ましくは、基板１２０の表面１１８の第１部分１１６に直接適用され、ここで、基板１２０は、好ましくは、絶縁基板であってもよいし、又は絶縁基板を含んでいてもよい。ここで、基板１２０の厚さは、１０μｍ～２０００μｍ、好ましくは５０μｍ～１０００μｍ、より好ましくは１００μｍ～５００μｍであってよい。入射光ビーム１２２を光導電性材料１１４に到達させ、光導電層１１２内の導電性を光学的に修正するために、基板１２０の少なくとも１つ、及び光導電層１１２を少なくとも部分的に覆うことができる図３に示される少なくとも１つのカバーは、特に、赤外スペクトル範囲又はその一帯域などの所望の波長範囲内で光学的に透明であってよい。したがって、基板１２０は、好ましくは、ガラス、石英、溶融シリカ；シリコン又はゲルマニウムなどの弱くドープされた半導体；金属酸化物又はセラミック材料、特にサファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）；金属又は半導体材料、特にアルミニウムドープ酸化スズ（ＡＺＯ）、インジウムドープ酸化スズ（ＩＴＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）又はセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）；のうちの少なくとも１つから選択されることができ、ここでは、ガラス又はシリコンが特に好ましい。好ましくは、基板１２０は、好ましくは接着剤の薄膜を介して、図３に示されるような回路キャリア装置に、特にプリント回路基板（ＰＣＢ）に取り付けられてよい。

【0150】

さらに本発明によれば、光センサ１１０は、基板１２０の表面１１８の第２部分１２６に適用された電極層１２４を有する。図１に示されるように、電極層１２４は、好ましくは、電極層１２４の第１エッジ部分１２８を除いて一定である一定の厚さｄ_０を示していてよい。本明細書において、電極層の厚さｄ_０は、５ｎｍから、好ましくは１０ｎｍから、より好ましくは２０ｎｍから、最も好ましくは２５ｎｍから、１０００ｎｍまで、好ましくは５００ｎｍまで、より好ましくは２５０ｎｍまで、最も好ましくは２００ｎｍまでであり得る。

【0151】

第１エッジ部分１２８にわたって、電極層１２４は、電極－光導電体インターフェース１３２が電極層１２４の表面１３４に形成されるように、光導電層１１２のエッジ部分１３０によって覆われている。これとは対照的に、電極層１２４の第２エッジ部分１３６は、光導電層１１２によって覆われておらず、したがって、図３に示される１つ以上の電気接点を電極層１２４に適用することができ、該少なくとも１つの電気接点は、１つ以上のリード線（ここには示されていない）を介して外部回路へ、例えば、図３に示されているＰＣＢなどの回路キャリア装置によって備えられるような１つ以上のパッドなどへの電気接続を提供するために使用されることができる。

【0152】

本発明によれば、図１に示すように、電極－光導電体インターフェース１３２は、第１セグメント１３８、第２セグメント１４０、及び第３セグメント１４２を含む。そこに示されているように、第２セグメント１４０は第１セグメント１３８に隣接し、第３セグメント１４２は第２セグメント１４０に隣接している。ここでは、第１セグメント１３８内の電極－光導電体インターフェース１３２に沿った電極層１２４の厚さｄ_１は、電極層１２４の厚さｄ_０に等しい。ここで、第１セグメント１３８の長さｌ_１は、好ましくは１５μｍ～２５００μｍ、より好ましくは３０μｍ～１８００μｍ、最も好ましくは４５μｍ～９５０μｍであり、これは電極層１２４の厚さｄ_０の１５０～２５０００倍、より好ましくは３００～１８０００倍、最も好ましくは４５０～９５００倍にほぼ等しい。

【0153】

さらに、第２セグメント１４０内の電極－光導電体インターフェース１３２に沿った電極層１２４の厚さｄ_２は、電極層１２４の厚さｄ_０と等しいか、又は電極層の厚さｄ_０を超える。特に、図１にさらに概略的に示されているように、電極層１２４の厚さｄ_０に対する第２セグメント１４０内の電極－光導電体インターフェース１３２に沿った電極層１２４の最大高さｈ＝ｄ_２－ｄ_０は、好ましくは、電極層の厚さｄ_０を２７％以下、より好ましくは１７％以下、最も好ましくは７％以下だけ超えていてもよい。ここで、第２セグメントの長さｌ_２は、電極層の厚さｄ_０の好ましくは６５％以下、より好ましくは４５％以下、最も好ましくは１５％以下とすることができる。

【0154】

さらに、第３セグメント１４２内の電極－光導電体インターフェース１３２に沿った電極層１２４の厚さｄ_３は、第３セグメント１４２内の電極－光導電体インターフェース１３２に沿って、電極層１２４のエッジ１４６に向かって光導電層１１２に向かう方向に連続的かつ単調に減少１４４を示し、エッジ１４６における電極層１２４の厚さｄ_３は、実質的にゼロとなる値に到達することで消滅する。ここで、第３セグメントの長さｌ_３は、電極層の厚さｄ_０の、好ましくは２０％～２３０％、より好ましくは３５％～１７０％、最も好ましくは５５％～１４５％であり得る。

【0155】

以下、図３、図４に示されているように、この特定の種類の構成を有する光センサ１１０は、オームの法則に従った線形の電流－電圧特性を示す。

【0156】

図２は、光検出器１１０に備えられ得る電極層１２４の好ましい例示的な実施形態を断面側面視で示している。この実施形態では、電極層１２４は、電荷キャリア層１５０、結合層１５２、及びバリア層１５４を含む導電性積層体１４８を備えている。

【0157】

したがって、電荷キャリア層１５０は、電極層１２４内で、及び光導電層１１２へ及び／又は光導電層１１２から電荷キャリアを輸送するように設計された電荷キャリア剤を含んでよい。図２に示されるように、好ましくは、電荷キャリア層１５０は、に光導電層１１２に隣接するように配置されることができ、したがって、隣接する光導電層１１２へ及び／又は隣接する光導電層１１２からの電荷キャリアの輸送を容易にする。この目的のために、電荷キャリア層１５０は、好ましくは、金、銀、銅、白金、ロジウム、ニッケル、スズ、鉛、亜鉛、タングステン、アルミニウム、カルシウム、ガリウム、クロム、チタン、マンガン、ベリリウム、マグネシウムのうちの少なくとも１つから選択される原子、好ましくは、金、銀、銅、白金、ロジウム、チタン、マンガン、ベリリウム、マグネシウム、ニッケル、スズのうちの少なくとも１つから選択される原子を含んでいてよい。

【0158】

さらに、結合層１５２は、好ましくは直接的な方法で、基板１２０に適用されてよい。したがって、結合層１５２は、電荷キャリア層１５０を基板１２０の表面１１８の第２部分１２６に付着させるように設計され得る結合剤を含んでよい。この目的のために、結合層は、好ましくは、チタン、クロム、スズ、ベリリウム、マグネシウム、銀、亜鉛、カルシウム、ジルコニウム、ニッケル、アルミニウムのうちの少なくとも１つから選択される原子を含んでいてよい。ここで、結合層の厚さは、０．１ｎｍから、好ましくは０．５ｎｍから、より好ましくは１ｎｍから、最も好ましくは２ｎｍからで、２０ｎｍまで、好ましくは１６ｎｍまで、より好ましくは１０ｎｍまで、最も好ましくは７ｎｍまでであり得る。

【0159】

さらに、バリア層１５４は、好ましくは直接的な方法で、結合層１５２に適用されてよい。バリア層１５４は、結合剤と電荷キャリア層１５０との直接的な接触を防止するように設計されたバリア剤を含んでいてよい。この目的のために、バリア層１５４は、好ましくは、ニッケル、スズ、クロム、チタン、マンガン、鉛、マグネシウムのうちの少なくとも１つから選択される原子、好ましくは、スズ、ニッケル、クロム、マグネシウムのうちの少なくとも１つから選択された原子を含み得る。ここで、バリア層の厚さは、５ｎｍから、好ましくは１６ｎｍから、より好ましくは２７ｎｍから、最も好ましくは３８ｎｍからで、１７０ｎｍまで、好ましくは１４０ｎｍまで、より好ましくは９５ｎｍまで、最も好ましくは８３ｎｍまでであり得る。

【0160】

図２に示されるようなこの特定の構成の結果として、電極層１２４を部分的に覆う光導電層１１２のエッジ部分１３０に隣接する電極層１２４の表面１３４は、単一種類の金属又は合金のみを含んでいてよい。その結果、電極－光導電体インターフェース１３２は、結合剤及びバリア剤の両方から解放されることができ、したがって、光センサ１１０の線形電流－電圧特性に寄与することができる。

【0161】

図３は、非常に概略的な方法で、好ましくは赤外線検出器としての使用に適合され得る本発明による光検出器２００の例示的な実施形態を示している。しかし、他の実施形態も実現可能である。光検出器２００は、より詳細に上述したような光センサ１１０の少なくとも１つを含んでおり、該光センサ１１０は、検出器２００の光軸に沿って配置されてよい。具体的には、光軸は、光センサ１１０の構成の対称軸及び／又は回転軸であってよい。光センサ１１０は、検出器２００のハウジング内に配置されてよい。さらに、少なくとも１つの転送装置が含まれていてもよく、好ましくは屈折レンズである。特に光軸に対して同心円状に配置されてよいハウジングの開口部は、好ましくは、検出器２００の視野方向を規定し得る。

【0162】

さらに、光センサ１１０は、光ビーム１２２によるセンサ領域２０２の照射に依存した方法で、少なくとも１つのセンサ信号を生成するように設計されている。ここで、検出器２００は、直線のビーム経路又は傾斜したビーム経路、角度のついたビーム経路、分岐したビーム経路、偏向又は分割されたビーム経路、又は他の種類のビーム経路を有していてよい。さらに、光ビーム１２２は、各ビーム経路又は部分的なビーム経路に沿って１回又は繰り返し、一方向又は双方向に伝播することができる。

【0163】

ＦｉＰ効果によれば、光センサ１１０は、同じ照射総出力であるとすると、センサ領域２０２内の光ビーム１２２のビーム断面積２０４に依存するセンサ信号を提供することができる。しかしながら、他の種類の信号も可能である。上に示したように、センサ領域２０２は、光導電性材料１１４、好ましくは、カルコゲニド特に硫化鉛（ＰｂＳ）、セレン化鉛（ＰｂＳｅ）、又はスルホセレン化鉛（ＰｂＳＳｅ）を有する光導電層１１２のうちの少なくとも１つを含む。しかし、他の光導電性材料１１４、特に他のカルコゲニドを使用してもよい。センサ領域２０２における光導電性材料１１４の使用の結果、センサ領域２０２の電気伝導度は、同じ照射の総出力であるとすると、センサ領域２０２における光ビーム１２２のビーム断面に依存する。その結果、光ビーム１２２による衝突時に光センサ１１０によって提供される結果としてのセンサ信号は、センサ領域２０２における光導電性材料１１４の電気伝導度に依存してよく、したがって、センサ領域２０２における光ビーム１２２のビーム断面積２０４を決定することを可能にする。

【0164】

上述したように、基板１２０は、好ましくは接着剤の薄膜を介して、図３に示されるような回路キャリア装置２０６に、特にプリント回路基板（ＰＣＢ）２０８に取り付けられてよい。さらにすでに上述したように、１つ以上の電気接点２１０、２１０’は、回路キャリア装置２０６によって含まれるコンタクトパッド２１２、２１２’を介して外部回路への電気接続を提供するために使用されるため、電極層１２４に適用されることができる。この目的のために、金ワイヤ、ベリリウムドープ金ワイヤ、アルミニウムワイヤ、白金ワイヤ、パラジウムワイヤ、銀ワイヤ、又は銅ワイヤなどのワイヤ２１４は、各電極層１２４の対応する第２部分１３６から回路キャリア装置２０６上のコンタクトパッド２１２、２１２’までの間の電気接点２１０、２１０’を提供するためのリード線として使用されてよい。ここで、ワイヤ２１４は、特に、カバーの封止機能を向上させ、同時に、電気接点に安定性を提供するために、カバーを介して結合可能であってよい。ワイヤ２１４と電極層１２４との間の直接的な電気接続は、例えば、めっき、溶接、はんだ付け、ワイヤボンディング、超音波熱圧着、ステッチボンディング、ボールボンディング、ウェッジボンディング、コンプライアントボンディング、熱圧着、陽極接合、直接ボンディング、プラズマ活性化接合、共晶接合、ガラスフリットボンディング、接着結合、過渡液相拡散接合、表面活性化接合、テープ自動接合、あるいは高導電性物質を接触領域に堆積させることなどの、電気接点を提供することができる、任意の既知のプロセスによって提供されることができる。ワイヤ２１４を介して十分な電気伝導性を可能にすると同時に、ワイヤ２１４の十分な機械的安定性を提供するために、ワイヤ２１４は、好ましくは、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）又は金（Ａｕ）、前記金属のうちの少なくとも１つを含む合金、ならびにグラフェンからなる群から選択される少なくとも１つの電極材料を含むことができる。しかしながら、他の種類の電極材料も実現可能である。

【0165】

さらに、本発明による光センサ１１０は、カバー２１６を含んでいてよく、該カバー２１６は、好ましくは、光導電層１１２のアクセス可能な表面、電極層１２４のアクセス可能な表面、及び基板１２０のアクセス可能な表面を完全に覆っていてよい。すでに上述したように、カバー２１６は、したがって、湿度及び／又は酸素などの外的影響による光センサ１１０又はその区画の劣化、特に光導電性材料１１４の劣化を回避するために、光導電性材料１１４だけでなく、電極材料及び基板材料にも封入、特に気密パッケージとして封入を提供するように適合されてよい。ここで、カバー１１６は、特に、Ａｌ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｍｏ、及びＷからなる群から選択される、少なくとも１つの金属含有化合物を含む非晶質カバーであってよく、金属Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆが特に好ましい。しかし、他の種類の金属も実現可能である。さらに、金属含有化合物は、酸化物、水酸化物、カルコゲニド、プニクタイド、カーバイド、又はそれらの組合せからなる群から選択されてよい。特に好ましい実施形態では、金属含有化合物は、好ましくは、少なくとも１つのＡｌの酸化物、少なくとも１つのＡｌの水酸化物、又はそれらの組合せを含むことができ、それは式ＡｌＯ_ｘ（ＯＨ）_ｙ、０≦ｘ≦１．５及び０≦ｙ≦１．５と表すことができ、ｘ＋ｙ＝１．５である。この特に好ましい実施形態において、カバー２１６は、１０ｎｍ～６００ｎｍ、好ましくは２０ｎｍ～２００ｎｍ、より好ましくは４０ｎｍ～１２０ｎｍ、最も好ましくは５０～９５ｎｍの厚さを示し得る。この厚さの範囲は、特に、光導電性材料１１４の所望の封入を達成するのに有利であり得るカバー２１６内の金属含有化合物の量を反映し得る。さらにカバー２１６は、光導電性材料１１４の隣接する表面１１８に対して共形カバーであり得る。したがって、上で定義したように、共形カバーの厚さは、したがって、±５０ｎｍ、好ましくは±２０ｎｍ、最も好ましくは±１０ｎｍの偏差内で光導電性材料１１４の対応する表面１１８に追従してよく、該偏差は、カバー２１６の表面１２２の少なくとも９０％、好ましくは少なくとも９５％、最も好ましくは少なくとも９９％で生じ、これによって、カバー１１６の表面１２２に存在し得る如何なる汚染又は不完全性を除外することができる。

【0166】

回路キャリア装置２０６上のコンタクトパッド２１４、２１４’に結合され得るさらなる電気リード２１８、２１８’を介して、センサ信号は評価装置２２０に伝送されてもよく、該評価装置２２０は、一般的に、光センサ１１０のセンサ信号を評価することによって、少なくとも１つの情報項目を生成するように設計されている。この目的のために、評価装置２２０は、センサ信号を評価するために、１つ以上の電子装置及び／又は１つ以上のソフトウェア構成要素を備えてよい。一般に、評価装置２２０は、データ処理装置２２２の一部であってよく、及び／又は、１つ以上のデータ処理装置２２２を含んでよい。評価装置２２２は、完全に又は部分的にハウジングに統合されてよく、及び／又は完全に又は部分的に、光センサ１１０に無線又は有線方式で電気的に接続された別個の装置として具体化されてよい。評価装置２２０は、１つ以上の測定ユニット及び／又は１つ以上の評価ユニット及び／又は１つ以上の制御ユニット（ここでは図示せず）などの１つ以上の電子ハードウェア構成要素及び／又は１つ以上のソフトウェア構成要素など、１つ以上のさらなる追加の構成要素をさらに含み得る。

【0167】

図４は、非常に概略的な方法で、本発明による光センサ１１０を製造するための方法３００の例示的な実施形態を示している。

【0168】

提供ステップ３０２によると、基板１２０は、好ましくは回路キャリア装置２０６に取り付けられて提供される。

【0169】

さらに第１適用ステップ３０４によれば、少なくとも１つの電極層１２４は、電極層１２４が電極層１２４の第１エッジ部分１２８を除いて好ましくは一定の厚さｄ_０を示すように、基板１２０の表面１１８の第２部分１２６に適用される。

【0170】

さらなる適用ステップ３０６では、少なくとも１つの光導電性材料１１４を有する光導電層１１２は、電極層１２４の第１エッジ部分１２８も光導電層１１２のエッジ部分１３０によって覆われ、それによって電極層１２４の表面１３４に電極－光導電体インターフェース１３２が形成されるように、基板１２０の表面１１８の第１部分１１６に適用される。

【0171】

本明細書において、電極－光導電体インターフェース１３２は、電極－光導電体インターフェース１３４が第１セグメント１３８、第２セグメント１４０、及び第３セグメント１４２を含むように形成されており、
－ 第１セグメント１３８内の電極－光導電体インターフェース１３２に沿った電極層１２４の厚さｄ_１は、電極層の厚さｄ_０と等しく、
－ 第２セグメント１４０内の電極－光導電体インターフェース１３２に沿った電極層１２４の厚さｄ_２は、電極層１２４の厚さｄ_０と等しいか、又はそれを超えており、そして、
－ 第３セグメント内１４２の電極－光導電体インターフェース１３２に沿った電極層１２４の厚さｄ_３は、第３セグメント内の電極－光導電体インターフェースに沿って、電極層１２４のエッジ１４６に向かって連続的かつ単調に減少を示す。

【0172】

ここで、電極層１２４は、好ましくは、上記図２に概略的に示されているように導電性積層体１４８の形で、第１適用ステップ３０４の間に提供されることができ、該積層体１４８は、電荷キャリア層１５０、結合層１５２、及びバリア層１５４を含む。

【0173】

導電性積層体１４８を提供するため、結合ステップ３０８において、結合層１５２は、基板１２０の表面１１８の第２部分１２６上に直接適用されてよく、ここで、電荷キャリア層１５０を基板１２０に付着させるように設計された結合剤は、結合層１５２に含まれてよい。

【0174】

さらなるバリアステップ３１０では、バリア層１５４は結合層１５２上に直接適用されてよく、結合剤と電荷キャリア層１５０の直接接触を防止するように設計されたバリア剤は、バリア層１５４に含まれてよい。

【0175】

さらなる適用ステップ３１２では、電荷キャリア層１５０は、バリア層１５４に直接適用されてよく、ここで、光導電層１１２へ及び／又は光導電層１１２から電荷キャリアを輸送するように設計された電荷キャリア剤は、電荷キャリア層１５０に含まれてよい。

【0176】

好ましくは電極層１２４に含まれ得る導電性積層体１４８に関するさらなる詳細については、図２の説明を参照されたい。

【0177】

さらに、本発明による光センサ１１０の製造方法３００は、回路キャリア基板２０６上のコンタクトパッド２１２、２１２’への電気接点２１０、２１０’、同様にコンタクトパッド２１２、２１２’から評価装置２２０へのさらなるリード２１８、２１８’を設けることができる接続ステップ３１４、又は、カバー２１６を設けることができるカバーリングステップ３１６などの追加のステップを含むことができる。さらに、さらなる製造ステップも考えられる。

【0178】

この方法３００に基づいて、光導電層１１２内にＰｂＳ光導電体と、本発明の要件に従った良好に形作られた電極層１２４を含む光センサ１１０が調製され、オーム挙動を示す。ここで、電子顕微鏡像で観察され得る電極層１２４と電極－光導電体インターフェース１３２の間に位置する結晶空隙は、光センサ１１０の抵抗挙動に影響を与えない。

【0179】

図５Ａ～図５Ｃのそれぞれは，光センサの３つの異なるサンプルＡ，Ｂ，Ｃにおける電極－表面インターフェースの高分解能光学顕微鏡画像を示している。各画像のバーは、１０μｍの距離を示している。これらの画像から分かるように、また、以下に詳細に説明するように、サンプルＡのみが本発明に従って調製されている。

【0180】

図５Ａは、サンプルＡの基板１２０の表面１１８上の電極層１２４の光学顕微鏡像を上面視で示している。ここで、右の電極層１２４は金を含み、左のガラス基板１２０に対してきれいに形作られたエッジを呈している。電極層１２４の隆起は見られない。

【0181】

図５Ｂは、サンプルＢの基板１２０の表面１１８上の電極層１２４のさらなる光学顕微鏡像を上面視で示している。ここでも、右の電極層１２４は金を含み、ガラス基板１２０は左に見えている。ここでは、電極層１２４の隆起が、エッジから約５μｍの電極層１２４のより濃い線の形で見える。不安定なエッジは単調関数のように挙動しない電極断面の結果である。

【0182】

図５Ｃは、サンプルＣの基板１２０の表面１１８上の電極層１２４のさらなる光学顕微鏡像を上面視で示している。ここでも、右の電極層１２４は金を含み、ガラス基板１２０は左に見えている。ここでも、電極層１２４の隆起が、エッジから約２～５μｍの電極層１２４にいくつかの濃い線として見える。不安定なエッジはまた、単調関数のように挙動しない電極断面に起因する。

【0183】

図６Ａは，図５Ａ～図５Ｃで説明したサンプルＡ，Ｂ，Ｃの電流－電圧特性を実験的に測定したものを濃い線で示している。ここで，電流Ｉと電圧Ｖの測定値は，以下のような線形回帰曲線で適合されており、ここでＲ^２という用語は標準偏差を表しており、このように所望の線形性を推定している：

【0184】

サンプルＡ：Ｉ＝０，０００００２５６８６・・・Ｕ；Ｒ^２＝０，９９９９９２１
サンプルＢ：Ｉ＝０，０００００１７０４２・・・Ｕ；Ｒ^２＝０，９９５３３６１
サンプルＣ：Ｉ＝０，０００００１６３８５・・・Ｕ；Ｒ^２＝０，９８５２６１７

【0185】

その結果、サンプルＡは、特にサンプルＢ及びサンプルＣと比較して、抵抗挙動において顕著な線形性を提供する。この観察は、線形電流－電圧特性からの対応する電流偏差ΔＩを、電流偏差ΔＩが線形回帰によって決定された電流と測定された電流Ｉとの間の差として算出する異なる表現で示す図６Ｂによって確認される。

【0186】

参照番号のリスト
１１０ センサ
１１２ 光導電層
１１４ 光導電性材料
１１６ 基板の第１部分
１１８ 基板の表面
１２０ 基板
１２２ 光ビーム
１２４ 電極層
１２６ 基板の第２部分
１２８ 電極層の第１エッジ部分
１３０ 光導電層のエッジ部分
１３２ 電極－光導電体インターフェース
１３４ 電極層の表面
１３６ 電極層の第２エッジ部分
１３８ 第１セグメント
１４０ 第２セグメント
１４２ 第３セグメント
１４４ 減少
１４６ 電極層のエッジ
１４８ 積層体
１５０ 電荷キャリア層
１５２ 結合層
１５４ バリア層
２００ 検出器
２０２ センサ領域
２０４ ビーム断面図
２０６ 回路キャリア装置
２０８ プリント回路基板（ＰＣＢ）
２１０，２１０’ 電気接点
２１２，２１２’ コンタクトパッド
２１４ ワイヤ
２１６ カバー
２１８、２１８’ リード
２２０ 評価装置
２２２ 処理装置
３００ 光センサの製造方法
３０２ 提供ステップ
３０４ 第１適用ステップ
３０６ さらなる適用ステップ
３０８ 結合ステップ
３１０ バリアステップ
３１２ さらなる適用ステップ
３１４ 接続ステップ
３１６ カバーリングステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】