Fraunhofer-Gesellschaft

Publica

Hier finden Sie wissenschaftliche Publikationen aus den Fraunhofer-Instituten.

Strahlungsdektor und Herstellung

Radiation dectector and production thereof
 
: Hochschulz, Frank; Muckensturm, Kai-Marcel; Weiler, Dirk

:
Frontpage ()

DE 102016212423 A1: 20160707
Deutsch
Patent, Elektronische Publikation
Fraunhofer IMS ()

Abstract
Ein Strahlungsdetektor beinhaltet ein Substrat und eine Membran und zumindest einen Abstandshalter zur Halterung der Membran beabstandet von dem Substrat, zur elektrischen Kontaktierung der Membran und zur thermischen Isolierung der Membran bezüglich des Substrats. Dabei ist der zumindest ein Abstandshalter in einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt in einer Richtung zwischen Substrat und Membran gegliedert, deren Länge jeweils weniger als einen Abstand zwischen Substrat und Membran überbrückt, wobei der erste und zweite Abschnitt lateral zueinander versetzt und über ein lateral verlaufendes Element verbunden sind, so dass der erste und der zweite Abschnitt über das lateral verlaufende Element elektrisch in Reihe geschaltet sind, und wobei das lateral verlaufende Element weniger oder gleich zu einem thermischen Widerstand des zumindest einen Abstandshalters beiträgt bei als eine Summe der thermischen Widerstände des ersten und zweiten Abschnitts. Alternativ kann der zumindest eine Abstandshalter eine elektrische und thermisch leitfähige Schicht aufweisen, die sich in einer Schnittfläche senkrecht zum Substrat schleifenförmig durch den zumindest einen Abstandshalter erstreckt, so dass ein elektrischer Pfad durch den zumindest einen Abstandshalter über den die Membran kontaktiert ist, länger als ein Abstand zwischen Substrat und Membran ist. Auch kann alternativ der Strahlungsdetektor ein Substrat mit einer Vertiefung und eine Membran beinhalten, wobei sich die Vertiefung in dem Substrat in einer Richtung weg von der Membran erstreckt, wobei zumindest ein Abstandshalter zur Halterung der Membran beabstandet von dem Substrat, zur elektrischen Kontaktierung der Membran und zur thermischen Isolierung der Membran bezüglich des Substrats ausgebildet ist wobei sich der zumindest eine Abstandshalter in die Vertiefung erstreckt. Alternativ oder zusätzlich weist der Abstandshalter eine Seitenwandrauigkeit auf, welche durch Scallops erreicht wird, um Phononentransport durch Oberflächenstreueffekte sowie durch die resultierende Wegverlängerung zu reduzieren. Zusätzlich werden Verfahren zur Herstellung solcher Strahlungsdetektoren vorgestellt.

 

A radiation detector 1 comprises a substrate 2 and a membrane 3, and at least one spacer 4, for holding the membrane 3 at a distance from the substrate 2, for electrically contacting the membrane 3, and for thermally insulating the membrane 3 relative to the substrate 2. The at least one spacer 4 is subdivided into a first portion 4a and a second portion 4b in a direction between the substrate 2 and the membrane 3, the length of each of which bridges less than a distance between the substrate 2 and the membrane 3, wherein the first and second portions 4a, 4b are laterally offset relative to each other and interconnected by a lateral element 5, such that the first and second portions 4a, 4b are electrically connected in series by the lateral element 5, and wherein the lateral element 5 contributes to a thermal resistance of the at least one spacer 4 less than, or to the same extent as, a sum of the thermal resistances of the first and second portions 4a, 4b. Alternatively, the at least one spacer 14 can have an electrically and thermally conductive layer 8, which in a sectional area perpendicular to the substrate 2 extends in a loop through the at least one spacer 14, such that an electrical path through the at least one spacer 14, by way of which the membrane 3 is contacted, is longer than a distance between the substrate 2 and the membrane 3. Another possible alternative is for the radiation detector 1 to comprise a substrate 2 with a cavity and a membrane 3, wherein the cavity extends in the substrate 2 in a direction away from the membrane 3, wherein at least one spacer 4, 14 is designed for holding the membrane 3 at a distance from the substrate 2, for electrically contacting the membrane 3, and for thermally insulating the membrane 3 relative to the substrate 2, said at least one spacer 4, 14 extending into the cavity. Alternatively or additionally, the spacer 4, 14, 14n has a side wall roughening obtained by scallops, in order to reduce phonon transport by surface scattering effects and by the resulting path extension. The invention further relates to methods for producing radiation detectors 1 of this type.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-530642.html