DE102015120917B4

DE102015120917B4 - Eine photonische Kristallsensorstruktur und ein Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102015120917B4
Application number: DE102015120917.9A
Authority: DE
Inventors: Thomas Grille; Ursula Hedenig; Peter Irsigler; Thomas Neidhart; Vijaye Kumar Rajaraman; Jonathan Silvano de Sousa
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2014-12-02
Filing date: 2015-12-02
Publication date: 2024-01-25
Anticipated expiration: 2035-12-03
Also published as: KR20160066521A; US9903816B2; CN105651318B; US10247671B2; US20160153907A1; US20180180542A1; KR101815739B1; DE102015120917A1; CN105651318A

Abstract

Gassensor (100), der Folgendes aufweist:ein Substrat (102);eine im Substrat (102) ausgebildete optische Quelle (106);einen im Substrat (102) ausgebildeten optischen Detektor (108);mehrere optische Hohlräume (110) in dem Substrat (102) oder in einer Schichtstruktur über dem Substrat (102);wobei die mehreren optischen Hohlräume (110) in einem optischen Weg zwischen der optischen Quelle (106) und dem optischen Detektor (108) angeordnet sind;ein erstes Paar von Kontaktpads (112), die in einer stapelartigen beschichteten Struktur über gegenüberliegenden Oberflächen des Substrates (102) ausgebildet und elektrisch an die optische Quelle (106) gekoppelt sind, wobei das Substrat (102) und die optische Quelle (106) zwischen dem ersten Paar von Kontaktpads (112) angeordnet sind, sodass ein Stromfluss zwischen dem ersten Paar von Kontaktpads (112) senkrecht zum optischen Weg ermöglicht wird; undein zweites Paar von Kontaktpads (114), die in einer stapelartigen beschichteten Struktur über gegenüberliegenden Oberflächen des Substrates (102) ausgebildet und elektrisch an den optischen Detektor (108) gekoppelt sind, wobei das Substrat (102) und der optische Detektor (108) zwischen dem zweiten Paar von Kontaktpads (114) angeordnet sind, sodass ein Stromfluss zwischen dem zweiten Paar von Kontaktpads (114) senkrecht zum optischen Weg ermöglicht wird; sowieeinen Gasdetektor, der an den optischen Detektor (108) gekoppelt ist und konfiguriert ist zum Empfangen eines ein durch den optischen Detektor (108) empfangenes optisches Signal darstellenden Signals und zum Bestimmen, ob ein oder mehrere vordefinierte Gase in den mehreren optischen Hohlräumen (110) vorliegen, auf der Basis des empfangenen Signals.

Description

Verschiedene Ausführungsformen betreffen einen Sensor, der ein photonisches kristallines Erfassungselement enthalten kann, und ein Verfahren zum Herstellen eines Sensors mit einem photonischen kristallinen Erfassungselement.
Viele Sensorbauelemente hängen von einer schwingenden Kristallmembran ab, um zu funktionieren. Die Schwingung der Membran kann ein Signal generieren, das in elektrische Impulse umgewandelt werden kann. Die Membran wird jedoch durch diese Schwingung beansprucht. Große und/oder plötzliche Schwankungen des Umgebungsdrucks auf der Membran können zu Rissen in der Membran führen und folglich den Sensor funktionsunfähig machen. Die Herstellung eines robusten Membransensors (z.B. schockresistent) kann eine große Herausforderung darstellen, da es oftmals zu Problemen beim Kalibrieren der korrekten Elastizität (Federkonstante) der Membran und folglich der korrekten Arbeitsspannung des Bauelements kommt. Ein Sensor und ein Verfahren zum Herstellen des Sensors, die viele der gleichen Funktionen eines kristallinen Membransensors durchführen können, aber ohne beweglich Teile, wird offenbart.
Aus der DE 100 63 151 A1 ist ein Fluidsensor mit einer Lichtquelle, einer photonischen Kristallstruktur und einem Detektor bekannt, wobei das Licht der photonischen Kristallstruktur entweder durch eine externe Lichtquelle zugeführt wird oder die Lichtquelle als Schicht auf der photonischen Kristallstruktur angeordnet ist und das Signal-Rausch-Verhältnis durch eine Modulation der Temperatur und des Drucks erhöht wird.
Aus der US 2006/0285114 A1 ist ein Gassensor mit einer Lichtquelle, einer photonischen Kristallstruktur und einem Detektor bekannt, wobei die Lichtquelle und der Detektor auf einem Substrat und die photonische Kristallstruktur auf einem anderen Substrat ausgebildet sind und das Licht über einen Spiegel in die photonische Kristallstruktur geleitet werden kann.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird ein Sensor bereitgestellt. Der Sensor kann ein Substrat mit einer Öffnung durch einen zentralen Abschnitt des Substrats, eine optische Quelle im Substrat, einen optischen Detektor im Substrat und eine die Öffnung überspannende Struktur enthalten. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird auch ein Verfahren zum Herstellen eines Sensors offenbart.
So wird beispielsweise ein Gassensor bereitgestellt, der Folgendes aufweist: ein Substrat; eine im Substrat ausgebildete optische Quelle; einen im Substrat ausgebildeten optischen Detektor; mehrere optische Hohlräume in dem Substrat oder in einer Schichtstruktur über dem Substrat; wobei die mehreren optischen Hohlräume in einem optischen Weg zwischen der optischen Quelle und dem optischen Detektor angeordnet sind. Der Gassensor weist ferner auf ein erstes Paar von Kontaktpads, die in einer stapelartigen beschichteten Struktur über gegenüberliegenden Oberflächen des Substrates ausgebildet und elektrisch an die optische Quelle gekoppelt sind, wobei das Substrat und die optische Quelle zwischen dem ersten Paar von Kontaktpads angeordnet sind, sodass ein Stromfluss zwischen dem ersten Paar von Kontaktpads senkrecht zum optischen Weg ermöglicht wird; und ein zweites Paar von Kontaktpads, die in einer stapelartigen beschichteten Struktur über gegenüberliegenden Oberflächen des Substrates ausgebildet und elektrisch an den optischen Detektor gekoppelt sind, wobei das Substrat und der optische Detektor zwischen dem zweiten Paar von Kontaktpads angeordnet sind, sodass ein Stromfluss zwischen dem zweiten Paar von Kontaktpads senkrecht zum optischen Weg ermöglicht wird; sowie einen Gasdetektor, der an den optischen Detektor gekoppelt ist und konfiguriert ist zum Empfangen eines ein durch den optischen Detektor empfangenes optisches Signal darstellenden Signals und zum Bestimmen, ob ein oder mehrere vordefinierte Gase in den mehreren optischen Hohlräumen vorliegen, auf der Basis des empfangenen Signals.
Ferner wird ein Temperatursensor bereitgestellt, der Folgendes aufweist: ein Substrat; eine im Substrat ausgebildete optische Quelle; einen im Substrat ausgebildeten optischen Detektor; mehrere optische Hohlräume in dem Substrat; wobei die mehreren optischen Hohlräume in einem optischen Weg zwischen der optischen Quelle und dem optischen Detektor angeordnet sind. Der Temperatursensor weist ferner auf ein erstes Paar von Kontaktpads, die in einer stapelartigen beschichteten Struktur über gegenüberliegenden Oberflächen des Substrates ausgebildet und elektrisch an die optische Quelle gekoppelt sind, wobei das Substrat und die optische Quelle zwischen dem ersten Paar von Kontaktpads angeordnet sind, sodass ein Stromfluss zwischen dem ersten Paar von Kontaktpads senkrecht zum optischen Weg ermöglicht wird; und ein zweites Paar von Kontaktpads, die in einer stapelartigen beschichteten Struktur über gegenüberliegenden Oberflächen des Substrates ausgebildet und elektrisch an den optischen Detektor gekoppelt sind, wobei das Substrat und der optische Detektor zwischen dem zweiten Paar von Kontaktpads angeordnet sind, sodass ein Stromfluss zwischen dem zweiten Paar von Kontaktpads senkrecht zum optischen Weg ermöglicht wird; sowie eine Verarbeitungsschaltung, die an den optischen Detektor gekoppelt ist und konfiguriert ist zum Verarbeiten eines durch den optischen Detektor empfangenen optischen Signals und zum Bestimmen einer Temperatur auf der Basis des empfangenen Signals.
Weiterhin wird ein Drucksensor bereitgestellt, der Folgendes aufweist: ein Substrat; eine im Substrat ausgebildete optische Quelle; einen im Substrat ausgebildeten optischen Detektor; mehrere optische Hohlräume in dem Substrat; wobei die mehreren optischen Hohlräume in einem optischen Weg zwischen der optischen Quelle und dem optischen Detektor angeordnet sind. Der Drucksensor weist ferner auf ein erstes Paar von Kontaktpads, die in einer stapelartigen beschichteten Struktur über gegenüberliegenden Oberflächen des Substrates ausgebildet und elektrisch an die optische Quelle gekoppelt sind, wobei das Substrat und die optische Quelle zwischen dem ersten Paar von Kontaktpads angeordnet sind, sodass ein Stromfluss zwischen dem ersten Paar von Kontaktpads senkrecht zum optischen Weg ermöglicht wird; und ein zweites Paar von Kontaktpads, die in einer stapelartigen beschichteten Struktur über gegenüberliegenden Oberflächen des Substrates ausgebildet und elektrisch an den optischen Detektor gekoppelt sind, wobei das Substrat und der optische Detektor zwischen dem zweiten Paar von Kontaktpads angeordnet sind, sodass ein Stromfluss zwischen dem zweiten Paar von Kontaktpads senkrecht zum optischen Weg ermöglicht wird; sowie eine Verarbeitungsschaltung, die an den optischen Detektor gekoppelt ist und konfiguriert ist zum Verarbeiten eines durch den optischen Detektor empfangenen optischen Signals und zum Bestimmen eines Drucks auf der Basis des empfangenen Signals.
In den Zeichnungen beziehen sich in den verschiedenen Ansichten allgemein gleiche Bezugszeichen auf die gleichen Teile der Offenbarung. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, wobei stattdessen die Betonung auf das Veranschaulichen der Prinzipien der Offenbarung gelegt wird. In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen der Offenbarung unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 gemäß einer potentiellen Ausführungsform eine Querschnittsdarstellung eines Sensors, der ein Substrat, eine optische Quelle, einen optischen Detektor und mehrere optische Hohlräume im Substrat, in einem optischen Weg zwischen der optischen Quelle und dem optischen Detektor angeordnet, enthalten kann;
2A gemäß einer Ausführungsform eine seitliche Querschnittsdarstellung des Sensors von 1;
2B eine planare Überkopfdarstellung des Sensors von 1 gemäß einer Ausführungsform;
2C eine planare Überkopfdarstellung des Sensors von 1, als ein Gasdetektionssensor implementiert, gemäß einer Ausführungsform;
2D eine planare Überkopfdarstellung des Sensors von 1, als ein Temperatursensor implementiert, gemäß einer Ausführungsform;
2E eine planare Überkopfdarstellung des Sensors von 1, als ein Drucksensor implementiert, gemäß einer Ausführungsform;
3 eine planare Überkopfdarstellung des Sensors von 1, wobei sich die mehreren optischen Hohlräume und der optische Detektor in einer alternativen Konfiguration befinden, gemäß einer Ausführungsform;
4 eine planare Überkopfdarstellung des Sensors von 3, wobei sich die mehreren optischen Hohlräume und der optische Detektor in einer alternativen Konfiguration befinden, gemäß einer Ausführungsform;
5-11 grafische Darstellungen von theoretischen Berechnungsdaten für Ausführungsformen des offenbarten Sensors;
12A & 12B in Flussdiagrammform ein Verfahren zum Ausbilden eines Sensors gemäß einer Ausführungsform.

Die folgende ausführliche Beschreibung bezieht sich auf die beiliegenden Zeichnungen, die als Veranschaulichung spezifische Details und Ausführungsformen zeigen, wie die Offenbarung praktiziert werden kann.
Das Wort „beispielhaft“ wird hierin verwendet, um damit auszudrücken „als ein Beispiel, eine Instanz oder eine Darstellung dienend“. Eine beliebige Ausführungsform oder ein beliebiges Design, das hierin als „beispielhaft“ beschrieben wird, ist nicht notwendigerweise als gegenüber anderen Ausführungsformen oder Designs bevorzugt oder vorteilhaft auszulegen.
Das Wort „über“, das bezüglich einem abgeschiedenen Material verwendet wird, das „über“ einer Seite oder einer Oberfläche ausgebildet wird, kann hierin verwendet werden, um damit auszudrücken, dass das abgeschiedene Material „direkt auf“, z.B. in direktem Kontakt mit der implizierten Seite oder Oberfläche, ausgebildet sein kann. Das Wort „über“, das bezüglich eines abgeschiedenen Materials verwendet wird, das „über“ einer Seite oder Oberfläche ausgebildet ist, kann hierin verwendet werden, um damit auszudrücken, dass das abgeschiedene Material „indirekt auf“ der implizierten Seite oder Oberfläche ausgebildet sein kann, wobei eine oder mehrere zusätzliche Schichten zwischen der implizierten Seite oder Oberfläche und dem abgeschiedenen Material angeordnet sind.
Der Ausdruck „Trägerstruktur“, wie er hier verwendet wird, sollte so verstanden werden, dass er verschiedene Strukturen beinhaltet, wie etwa einen Systemträger, ein Halbleitersubstrat, wie etwa ein Siliciumsubstrat, eine Leiterplatte und/oder verschiedene flexible Substrate.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird, wie in 1 dargestellt, ein Sensor 100 offenbart. Der Sensor 100, wie in 1 dargestellt, wurde zur Erleichterung der Beschreibung und der bildlichen Darstellung entlang der gestrichelten Linie 101 geteilt. Der Sensor 100 kann ein Substrat 102 und eine Öffnung 104, durch einen zentralen Abschnitt des Substrats 102 ausgebildet, enthalten. Der Sensor 100 enthält weiterhin eine im Substrat 102 ausgebildete optische Quelle 106. Der Sensor 100 enthält weiterhin einen im Substrat 102 ausgebildeten optischen Detektor 108. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der Sensor 100 mehrere optische Hohlräume 110 enthalten, die die Öffnung 104 im Substrat 102 überspannen. Der Sensor 100 enthält ein erstes elektrisches Element 112, das elektrisch an die optische Quelle 106 gekoppelt ist. Der Sensor 100 enthält weiterhin ein zweites elektrisches Element 114, das elektrisch an den optischen Detektor 108 gekoppelt ist.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat 102 ein Halbleitermaterial wie etwa Germanium, Siliciumgermanium, Siliciumcarbid, Galliumnitrid, Indium, Indium-Galliumnitrid, Indium-Galliumarsenid, Indium-Gallium-Zinkoxid oder andere elementare und/oder Verbundhalbleiter wie etwa einen III-V-Verbundhalbleiter wie etwa z.B. Galliumarsenid oder Indiumphosphid oder einen II-VI-Verbundhalbleiter oder einen ternären Verbundhalbleiter oder einen quaternären Verbundhalbleiter enthalten oder im Wesentlichen daraus bestehen, wie für eine gegebene Anwendung erwünscht sein kann. Das Substrat 102 kann beispielsweise Glas und/oder verschiedene Polymere enthalten oder im Wesentlichen daraus bestehen. Das Substrat 102 kann eine Silicium-auf-Isolator-Struktur (SOI-Struktur) sein. Bei einigen Ausführungsformen kann das Substrat 102 eine Leiterplatte sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat 102 ein flexibles Substrat sein, wie etwa ein flexibles Kunststoffsubstrat, z.B. ein Polyimidsubstrat. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat 102 aus einem oder mehreren der folgenden Materialien bestehen oder diese enthalten: einen Polyesterfilm, einen wärmehärtenden Kunststoff, ein Metall, einen metallisierten Kunststoff, eine Metallfolie und ein Polymer. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat 102 eine flexiblen Laminatstruktur sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat 102 ein Halbleitersubstrat wie etwa ein Siliciumsubstrat sein. Das Substrat 102 kann andere Materialien oder Materialkombinationen enthalten oder im Wesentlichen daraus bestehen, beispielsweise verschiedene Dielektrika, Metalle und Polymere, wie dies für eine gegebene Anwendung erwünscht sein kann. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat 102 eine Dicke T1 im Bereich von etwa 100 µm bis etwa 700 µm besitzen, z.B. im Bereich von etwa 150 µm bis etwa 650 µm, z.B. im Bereich von etwa 200 µm bis etwa 600 µm, z.B. im Bereich von etwa 250 µm bis etwa 550 µm, z.B. im Bereich von etwa 300 µm bis etwa 500 µm, z.B. im Bereich von etwa 350 µm bis etwa 450 µm. Bei einigen Ausführungsformen kann das Substrat 102 eine Dicke T1 von mindestens etwa 100 µm besitzen, z.B. von mindestens etwa 150 µm, z.B. von mindestens 200 µm, z.B. von mindestens 250 µm, z.B. von mindestens 300 µm. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat 102 eine Dicke T1 von kleiner oder gleich etwa 700 µm besitzen, wie z.B. von kleiner oder gleich 650 µm, z.B. von kleiner oder gleich 600 µm, z.B. von kleiner oder gleich 550 µm, z.B. von kleiner oder gleich 500 µm.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Öffnung 104 unter Verwendung verschiedener Techniken, z.B. Laserbohren, verschiedener Schleiftechniken, tiefem reaktivem Ionenätzen, isotropem Gasphasenätzen, Dampfätzen, Nassätzen, isotropem Trockenätzen, Plasmaätzen, verschiedener Lithographietechniken usw. durch das Substrat 102 hindurch ausgebildet werden. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Öffnung 104 von quadratischer oder im Wesentlichen quadratischer Gestalt sein. Die Öffnung 104 kann von rechteckiger oder im Wesentlichen rechteckiger Gestalt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Öffnung 104 ein Kreis oder von im Wesentlichen kreisförmiger Gestalt sein. Die Öffnung 104 kann ein Oval oder von im Wesentlichen ovalartiger Gestalt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Öffnung 104 ein Dreieck oder von im Wesentlichen dreieckiger Gestalt sein. Die Öffnung 104 kann ein Kreuz oder im Wesentlichen kreuzförmig sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Öffnung 104 zu einer beliebigen Gestalt ausgebildet werden, die für eine gegebene Anwendung erwünscht sein mag.
Die optische Quelle 106 ist im Substrat 102 ausgebildet. Die optische Quelle 106 kann monolithisch mit dem Substrat 102 integriert werden. Bei verschiedenen Ausführungsformen können die optische Quelle 106 und das Substrat 102 in diskreten Schritten ausgebildet und dann unter Verwendung verschiedener Mittel miteinander gefügt und/oder gekoppelt werden. Die optische Quelle 106 und das Substrat 102 können als eine Art von Laminatstruktur implementiert werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die optische Quelle 106 durch verschiedene Techniken im Substrat 102 ausgebildet werden, z.B. Dampfabscheidung, einen elektrochemischen Prozess und Elektroplattierungsprozess, einen stromlosen Prozess, einen chemischen Dampfabscheidungsprozess, Molekularstrahlepitaxie, Aufschleudern, eine Sputterabscheidung und/oder verschiedene andere Techniken, wie dies für eine gegebene Anwendung erwünscht sein kann. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die optische Quelle 106 als eine Art von Leuchtdiode (LED) implementiert sein. Bei verschiedenen anderen Ausführungsformen kann die optische Quelle 106 als ein lichtemittierender Halbleiterwafer wie etwa ein Halbleiterlaser implementiert werden. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die optische Quelle 106 als ein HybridSiliciumlaser implementiert sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die optische Quelle 106 als ein beliebiges lichtemittierendes Mittel implementiert sein, das für eine gegebene Anwendung erwünscht istDie optische Quelle 106 kann ein Halbleitermaterial wie etwa Germanium, Siliciumgermanium, Siliciumcarbid, Galliumnitrid, Indium, Indium-Galliumnitrid, Indium-Galliumarsenid, Indium-Gallium-Zinkoxid oder andere elementare und/oder Verbundhalbleiter wie etwa einen III-V-Verbundhalbleiter wie etwa z.B. Galliumarsenid oder Indiumphosphid oder einen II-VI-Verbundhalbleiter oder einen ternären Verbundhalbleiter oder einen quaternären Verbundhalbleiter enthalten oder im Wesentlichen daraus bestehen, wie für eine gegebene Anwendung erwünscht sein kann. Die optische Quelle 106 kann beispielsweise Glas und/oder verschiedene Polymere enthalten oder im Wesentlichen daraus bestehen. Die optische Quelle 106 kann eine Silicium-auf-Isolator-Struktur (SOI-Struktur) sein. Die optische Quelle 106 kann andere Materialien oder Materialkombinationen enthalten oder im Wesentlichen daraus bestehen, beispielsweise verschiedene Dielektrika, Metalle und Polymere, wie dies für eine gegebene Anwendung erwünscht sein mag.
Der optische Detektor 108 ist im Substrat 102 ausgebildet. Der optische Detektor 108 kann monolithisch mit dem Substrat 102 integriert werden. Bei verschiedenen Ausführungsformen können der optische Detektor 108 und das Substrat 102 in diskreten Schritten ausgebildet und dann unter Verwendung verschiedener Mittel miteinander gefügt und/oder gekoppelt werden. Der optische Detektor 108 und das Substrat 102 können als eine Art von Laminatstruktur implementiert werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der optische Detektor 108 durch verschiedene Techniken im Substrat 102 ausgebildet werden, z.B. Dampfabscheidung, einen elektrochemischen Prozess und Elektroplattierungsprozess, einen stromlosen Prozess, einen chemischen Dampfabscheidungsprozess, Molekularstrahlepitaxie, Aufschleudern, eine Sputterabscheidung und/oder verschiedene andere Techniken, wie dies für eine gegebene Anwendung erwünscht sein kann. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der optische Detektor 108 als eine Art von Leuchtdiode (LED) implementiert sein. Bei verschiedenen anderen Ausführungsformen kann der optische Detektor 108 als eine Art von Photodetektor wie etwa eine Photodiode und/oder eine Art von Phototransistor implementiert werden. Bei mindestens einer Ausführungsformen ist der optische Detektor 108 als mindestens zwei Photodetektoren 108 implementiert, die konfiguriert sind zum Messen einer durch die mehreren optischen Hohlräume 110 durchgelassenen Lichtmenge und einer durch die mehreren optischen Hohlräume 110 reflektierten Lichtmenge. Bei Ausführungsformen kann mit mehr als einem optischen Detektor 108 die von den mehreren optischen Hohlräumen 110 reflektierte Lichtmenge und die von den mehreren optischen Hohlräumen 110 übertragene Menge mit der mathematischen Beziehung übertragenes Licht + reflektiertes Licht = 1 verglichen und/oder analysiert werden. Mit anderen Worten kann die Differenz bei den übertragenen und reflektierten Lichtmengen analysiert und/oder genutzt werden, um eine Änderung bei einer oder mehreren Eigenschaften des von der optischen Quelle 106 emittierten Lichts zu detektieren. Bei einigen Ausführungsformen kann der optische Detektor 108 als ein beliebiges lichtdetektierendes Mittel implementiert sein, das für eine gegebene Anwendung erwünscht ist. Der optische Detektor 108 kann ein Halbleitermaterial wie etwa Germanium, Siliciumgermanium, Siliciumcarbid, Galliumnitrid, Indium, Indium-Galliumnitrid, Indium-Galliumarsenid, Indium-Gallium-Zinkoxid oder andere elementare und/oder Verbundhalbleiter wie etwa einen III-V-Verbundhalbleiter wie etwa z.B. Galliumarsenid oder Indiumphosphid oder einen II-VI-Verbundhalbleiter oder einen ternären Verbundhalbleiter oder einen quaternären Verbundhalbleiter enthalten oder im Wesentlichen daraus bestehen, wie für eine gegebene Anwendung erwünscht sein kann. Der optische Detektor 108 kann beispielsweise Glas und/oder verschiedene Polymere enthalten oder im Wesentlichen daraus bestehen. Der optische Detektor 108 kann eine Silicium-auf-Isolator-Struktur (SOI-Struktur) sein. Der optische Detektor kann andere Materialien oder Materialkombinationen enthalten oder im Wesentlichen daraus bestehen, beispielsweise verschiedene Dielektrika, Metalle und Polymere, wie dies für eine gegebene Anwendung erwünscht sein mag.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die die Öffnung 104 im Substrat 102 überspannenden mehreren optischen Hohlräume 110 als eine Halbleiterstruktur implementiert werden, z.B. die mehreren optischen Hohlräume 110 können ein Halbleitermaterial wie etwa Germanium, Siliciumgermanium, Siliciumcarbid, Galliumnitrid, Indium, Indium-Galliumnitrid, Indium-Galliumarsenid, Indium-Gallium-Zinkoxid oder andere elementare und/oder Verbundhalbleiter wie etwa einen III-V-Verbundhalbleiter wie etwa z.B. Galliumarsenid oder Indiumphosphid oder einen II-VI-Verbundhalbleiter oder einen ternären Verbundhalbleiter oder einen quaternären Verbundhalbleiter enthalten oder im Wesentlichen daraus bestehen, wie für eine gegebene Anwendung erwünscht sein kann. Bei einigen Ausführungsformen können die mehreren optischen Hohlräume 110 als eine Art Kristallstruktur wie etwa eine photonische Kristallstruktur implementiert werden. Die mehreren optischen Hohlräume 110 können als eine eindimensionale photonische Kristallstruktur implementiert sein und/oder diese enthalten. Bei anderen Ausführungsformen können die mehreren optischen Hohlräume 110 als ein zweidimensionaler photonischer Kristall implementiert sein oder diesen enthalten. Gemäß einer Ausführungsform können die mehreren optischen Hohlräume 110 als eine dreidimensionale photonische Kristallstruktur implementiert sein und/oder sie enthalten. Bei weiteren Ausführungsformen können die mehreren optischen Hohlräume 110 als eine Vielzahl von eindimensionalen, zweidimensionalen und/oder dreidimensionalen photonischen Kristallstrukturen implementiert sein und/oder diese enthalten. Bei verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren optischen Hohlräume 110 andere Materialien oder Materialkombinationen enthalten oder im Wesentlichen daraus bestehen, beispielsweise verschiedene Dielektrika, Metalle und Polymere, wie dies für eine gegebene Anwendung wünschenswert sein mag. Bei einer gewissen Ausführungsform können die mehreren optischen Hohlräume 110 als mehrere Strukturen implementiert sein, die die Öffnung 104 in mehrere Öffnungen partitionieren und/oder unterteilen.
Das erste elektrische Element 112 ist als ein auf dem Substrat 102 ausgebildetes erstes Paar von Kontaktpads 112 implementiert. Das erste Paar von Kontaktpads 112 ist elektrisch an die optische Quelle 106 gekoppelt. Das erste Paar von Kontaktpads 112 kann in der Lage sein, ein elektromagnetisches Signal von der optischen Quelle 106 zu empfangen und/oder zu ihr zu übertragen. Bei einigen Ausführungsformen kann das erste Paar von Kontaktpads 112 konfiguriert sein zum Übertragen elektrischer Energie zu der optischen Quelle 106, z.B. kann in Ausführungsformen, in denen die optische Quelle als eine LED implementiert sein kann, das erste Paar von Kontaktpads 112 zum Liefern elektrischer Leistung an die LED verwendet werden. Das erste Paar von Kontaktpads 112 ist über gegenüberliegende Oberflächen des Substrats 102 ausgebildet. Das erste Paar von Kontaktpads 112 ist in einer stapelartigen beschichteten Struktur angeordnet, wobei das Substrat 102 und die optische Quelle 106 zwischen dem ersten Paar von Kontaktpads 112 angeordnet sind. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das erste Paar von Kontaktpads 112 durch verschiedene Techniken abgeschieden werden, z.B. Dampfabscheidung, einen elektrochemischen Prozess und Elektroplattierungsprozess, einen stromlosen Prozess, einen chemischen Dampfabscheidungsprozess, Molekularstrahlepitaxie, Aufschleudern, eine Sputterabscheidung und/oder verschiedene andere Techniken, wie dies für eine gegebene Anwendung erwünscht sein kann. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das erste Paar von Kontaktpads 112 aus einem leitenden Material wie etwa einem metallischen Material, einem metallisierten Material, einer Metallfolie, einem elementaren Metall und/oder einer Metalllegierung ausgebildet sein. Beispielsweise kann das erste Paar von Kontaktpads 112 Kupfer, Nickel, Zinn, Blei, Silber, Gold, Aluminium, Titan, Gallium, Indium, Bor und verschiedene Legierungen dieser Materialien enthalten oder im Wesentlichen daraus bestehen, wie etwa z.B. Kupfernickel, Nickel-Aluminium, Aluminium-Kupfer-Silicium usw. Weiterhin kann das erste Paar von Kontaktpads 112 andere Materialien enthalten oder im Wesentlichen daraus bestehen, wie dies für eine gegebene Anwendung wünschenswert sein mag.
Das zweite elektrische Element 114 ist als ein auf dem Substrat 102 ausgebildetes zweites Paar von Kontaktpads 114 implementiert. Das zweite Paar von Kontaktpads 114 ist elektrisch an den optischen Detektor 108 gekoppelt. Das zweite Paar von Kontaktpads 114 kann in der Lage sein, ein elektromagnetisches Signal von dem optischen Detektor 108 zu empfangen und/oder zu ihm zu übertragen. Bei einigen Ausführungsformen kann das zweite Paar von Kontaktpads 114 konfiguriert sein zum Übertragen elektrischer Energie von der optischen Quelle 108, z.B. kann in Ausführungsformen, in denen die optische Quelle als ein Photodetektor implementiert sein kann, das zweite Paar von Kontaktpads 114 zum Übertragen von durch den Photodetektor empfangenen Signalen an verschiedene (nicht gezeigte) Verarbeitungsschaltkreise verwendet werden. Das zweite Paar von Kontaktpads 114 ist über gegenüberliegenden Oberflächen des Substrats 102 ausgebildet. Das zweite Paar von Kontaktpads 114 ist in einer stapelartigen beschichteten Struktur angeordnet, wobei das Substrat 102 und der optische Detektor 108 zwischen dem zweiten Paar von Kontaktpads 114 angeordnet sind. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das zweite Paar von Kontaktpads 114 durch verschiedene Techniken abgeschieden werden, z.B. Dampfabscheidung, einen elektrochemischen Prozess und Elektroplattierungsprozess, einen stromlosen Prozess, einen chemischen Dampfabscheidungsprozess, Molekularstrahlepitaxie, Aufschleudern, eine Sputterabscheidung und/oder verschiedene andere Techniken, wie dies für eine gegebene Anwendung erwünscht sein kann. Bei verschiedenen Ausführungsfonnen kann das zweite Paar von Kontaktpads 114 aus einem leitenden Material wie etwa einem metallischen Material, einem metallisierten Material, einer Metallfolie, einem elementaren Metall und/oder einer Metalllegierung ausgebildet sein. Beispielsweise kann das zweite Paar von Kontaktpads 114 Kupfer, Nickel, Zinn, Blei, Silber, Gold, Aluminium, Titan, Gallium, Indium, Bor und verschiedene Legierungen dieser Materialien enthalten oder im Wesentlichen daraus bestehen, wie etwa z.B. Kupfernickel, Nickel-Aluminium, Aluminium-Kupfer-Silicium usw. Weiterhin kann das zweite Paar von Kontaktpads 114 andere Materialien enthalten oder im Wesentlichen daraus bestehen, wie dies für eine gegebene Anwendung wünschenswert sein mag.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren optischen Hohlräume 110 so implementiert sein, dass sie mehrere Öffnungen und/oder Räume 110a enthalten. Bei derartigen Ausführungsformen kann eine Druckwelle 116, die auf die mehreren optischen Hohlräume 110 auftreffen kann, durch die mehreren Öffnungen 110a hindurchtreten. Bei einigen Ausführungsformen kann die Druckwelle eine Verformung und/oder Auslenkung mindestens einer Oberfläche der Struktur(en) 110 verursachen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Druckwelle 116 den Brechungsindex der Struktur(en) 110 ändern. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann bzw. können die Strukturen 110 einen Hohlraum 118 enthalten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Hohlraum 118 in den mehreren optischen Hohlräumen 110 durch verschiedene Techniken ausgebildet werden, z.B. Laserbohren. In verschiedenen anderen Ausführungsformen hingegen kann der Hohlraum 118 in der Struktur während des Herstellungsprozesses der mehreren optischen Hohlräume 110 ausgebildet werden. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der Hohlraum 110 im Wesentlichen die gleiche Gestalt besitzen wie die mehreren optischen Hohlräume 110 und kann entlang einer Achse der mehreren optischen Hohlräume 110 ausgebildet sein. Bei einigen Ausführungsformen kann der Hohlraum 110 in der Lage sein, einen Umgebungsdruck auszuhalten, der höher sein kann als der Umgebungsdruck außerhalb des Hohlraums 110. Gemäß einer Ausführungsform kann der Druck im Hohlraum 110 im Bereich von etwa 110 kPa bis etwa 800 kPa liegen, z.B. im Bereich von etwa 100 kPa bis etwa 125 kPa, z.B. im Bereich von etwa 125 kPa bis etwa 150 kPa, z.B. im Bereich von etwa 150 kPa bis etwa 175 kPa, z.B. im Bereich von etwa 175 kPa bis etwa 200 kPa, z.B. im Bereich von etwa 200 kPa bis etwa 350 kPa, z.B. im Bereich von etwa 350 kPa bis etwa 500 kPa, z.B. im Bereich von etwa 500 kPa bis etwa 800 kPa.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können, wie in 2A und 2B gezeigt, das erste Paar von Kontaktpads 112 und das zweite Paar von Kontaktpads 114 an gegenüberliegenden Enden des Sensors 100 angeordnet sein. Bei einigen Ausführungsformen können, wie in 2A und 2B gezeigt, die optische Quelle 106 und die optische Quelle 108 zumindest teilweise von dem Substrat 102 eingeschlossen sein. Die mehreren optischen Hohlräume 110 können von quadratischer oder im Wesentlichen quadratischer Gestalt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren optischen Hohlräume 110 von rechteckiger oder im Wesentlichen rechteckiger Gestalt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren optischen Hohlräume 110 ein Kreis oder von im Wesentlichen kreisförmiger Gestalt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren optischen Hohlräume 110 ein Oval oder von im Wesentlichen ovalförmiger Gestalt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren optischen Hohlräume 110 ein Dreieck oder von im Wesentlichen dreieckiger Gestalt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren optischen Hohlräume 110 ein Kreuz oder im Wesentlichen kreuzförmig sein. Die mehreren optischen Hohlräume 110 können zu einer beliebigen Gestalt ausgebildet sein, die für eine gegebene Anwendung erwünscht sein mag. Bei einigen Ausführungsformen können die mehreren optischen Hohlräume 110 als mehrere optische Hohlräume 110 implementiert sein. Bei Ausführungsformen, bei denen die mehreren optischen Hohlräume 110 als mehrere optische Hohlräume 110 implementiert sein können, können die mehreren optischen Hohlräume 110 durch Öffnungen 110a voneinander getrennt sein. Bei einigen Ausführungsformen können die mehreren optischen Hohlräume 110 so implementiert sein, dass sie eine Anzahl von optischen Hohlräumen 110 enthalten, z.B. im Bereich von etwa 400 bis etwa 1200, z.B. im Bereich von etwa 400 optischen Hohlräumen bis etwa 500 optischen Hohlräumen, z.B. im Bereich von etwa 500 bis etwa 600, z.B. im Bereich von etwa 600 bis etwa 700, von etwa 700 bis etwa 800, von etwa 800 bis etwa 1000, von etwa 1000 bis etwa 1200. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Abstand D1 zwischen den mehreren optischen Hohlräumen 110 im Bereich von etwa 1 µm bis etwa 10 µm liegen, z.B. im Bereich von etwa 1 µm bis etwa 1,5 µm, z.B. im Bereich von etwa 1,5 µm bis etwa 3 µm, z.B. im Bereich von etwa 3 µm bis etwa 5 µm, z.B. im Bereich von etwa 5 µm bis etwa 7,5 µm, z.B. im Bereich von etwa 7,5 µm bis etwa 9 µm, z.B. im Bereich von etwa 9 µm bis etwa 10 µm. Bei einigen Ausführungsformen können die Öffnungen 110a quadratisch oder von im Wesentlichen quadratischer Gestalt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Öffnungen 110a rechteckig oder von im Wesentlichen rechteckiger Gestalt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Öffnungen 110a ein Kreis oder von im Wesentlichen kreisförmiger Gestalt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Öffnungen 110a ein Oval oder von im Wesentlichen ovaler Gestalt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Öffnungen 110a ein Dreieck oder von im Wesentlichen dreieckiger Gestalt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Öffnungen 110a ein Kreuz oder im Wesentlichen kreuzförmig sein. Die Öffnungen 110a können zu einer beliebigen Gestalt ausgebildet werden, die für eine gegebene Anwendung erwünscht sein mag. Bei einigen Ausführungsformen können sich die optische Quelle 106 und der optische Detektor 108 an gegenüberliegenden Enden der Öffnung 104 befinden. Die optische Quelle 106 kann sich derart in dem Substrat 104 befinden, dass ein Teil des von der optischen Quelle 106 emittierten Lichts durch die mehreren optischen Hohlräume 110 hindurchtreten und durch den optischen Detektor 108 detektiert werden kann.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann, wie in 2C dargestellt, der Sensor 100 als ein Gassensor implementiert werden. Der Sensor 100 kann, wenn er als ein Gassensor implementiert wird, einen Gasdetektor 120 enthalten. Der Gasdetektor 120 kann an den optischen Detektor 108 gekoppelt sein. Bei einigen Ausführungsformen kann der Gasdetektor 120 konfiguriert sein zum Empfangen eines Signals, das ein durch den optischen Detektor 108 empfangenes optisches Signal darstellt, und zum Bestimmen, ob ein oder mehrere vordefinierte Gase in den mehreren optischen Hohlräumen 118 vorliegen, auf der Basis des empfangenen Signals. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der Gasdetektor 120 als verschiedene Arten von Infrarotgasdetektoren implementiert werden, z.B. ein Infrarotpunktgasdetektor und/oder ein passiver oder aktiver Infrarotbildgebungsdetektor. Der Gasdetektor 120 kann als eine Art von holografischem Gasdetektor implementiert werden. Der Gasdetektor 120 kann als eine beliebige Art von Gasdetektor implementiert werden, der für eine gegebene Anwendung wünschenwert ist.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann, wie in 2D dargestellt, der Sensor 100 als ein Temperatursensor implementiert werden. Der Sensor 100, kann, wenn er als ein Temperatursensor implementiert ist, einen Temperaturdetektor 122 enthalten. Der Temperaturdetektor 122 kann an den optischen Detektor 108 gekoppelt sein. Bei einigen Ausführungsformen kann der Temperaturdetektor 122 konfiguriert sein, ein Signal zu empfangen, das ein durch den optischen Detektor 108 empfangenes optisches Signal darstellt, und eine Temperatur zu bestimmen, auf der Basis des empfangenen Signals. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der Temperaturdetektor 122 als verschiedene Arten von Temperatur detektierenden Einrichtungen implementiert sein, z.B. ein Siliciumbandabstandtemperatursensor. Bei mindestens einer Ausführungsform kann der Temperaturdetektor 122 eine integrierte Schaltung sein, die in der Lage ist, eine Umgebungstemperatur zu extrapolieren auf der Basis einer Änderung an einem Lichtstrahl, der in der optischen Quelle 106 generiert wird, durch die optischen Hohlräume 118 geschickt wird und durch den optischen Detektor 108 empfangen wird. Die optischen Hohlräume 118 können die Charakteristika des Lichtstrahls auf temperaturabhängige Weise abändern, z.B. eine Änderung beim Brechungsindex.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann, wie in 2E dargestellt, der Sensor 100 als ein Drucksensor implementiert werden. Der Sensor 100 kann, wenn er als ein Drucksensor implementiert wird, einen Druckdetektor 124 enthalten. Der Druckdetektor 124 kann an den optischen Detektor 108 gekoppelt sein. Bei einigen Ausführungsformen kann der Druckdetektor 124 konfiguriert sein, ein Signal zu empfangen, das ein durch den optischen Detektor 108 empfangenes optisches Signal darstellt, und eine Änderung bei dem Umgebungsdruck auf der Basis des empfangenen Signals zu bestimmen und/oder zu erfassen. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der Druckdetektor 124 als verschiedene Arten einer integrierten Schaltung implementiert werden, die in der Lage ist, eine Umgebungstemperatur oder eine Änderung daran zu extrapolieren, auf der Basis einer Änderung an einen Lichtstrahl, der in der optischen Quelle 106 generiert wird, durch die optischen Hohlräume 118 geschickt wird und durch den optischen Detektor 108 empfangen wird. Bei verschiedenen Ausführungsformen können die optischen Hohlräume 118 ihre Gestalt infolge einer Änderung beim Umgebungsdruck abändern und/oder ändern, d.h. mindestens eine Oberfläche der optischen Hohlräume 118 kann aufgrund der Druckänderung ausgelenkt werden. Bei einigen Ausführungsformen kann diese Auslenkung die Charakteristika des Lichtstrahls abändern, z.B. eine Änderung bei der Intensität.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können, wie in 3 dargestellt, die mehreren optischen Hohlräume 110 als eine im Wesentlichen rechteckwellenförmige Struktur implementiert werden, von der mehrere Sektionen die Öffnung 104 überspannen können. Bei einigen Ausführungsformen kann die optische Quelle 106 an einem ersten Ende aus derartigen mehreren optischen Hohlräumen 110 ausgebildet werden, und der optische Detektor 108 kann als mehrere optische Detektoren implementiert werden. Bei verschiedenen Ausführungsformen, bei denen der optische Detektor 108 als mehrere optische Detektoren 108 implementiert sein kann, kann sich jeder der optischen Detektoren 108 entlang des Umfangs der Öffnung 104 befinden. Bei Ausführungsformen, bei denen die mehreren optischen Hohlräume 110 als eine im Wesentlichen rechteckwellenförmige Struktur implementiert sind, kann sich ein optischer Detektor 108 an einer beliebigen oder an allen der Ecken der mehreren optischen Hohlräume 110 befinden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann, wie in 4 dargestellt, wo die mehreren optischen Hohlräume 110 als eine im Wesentlichen rechteckwellenförmige Struktur implementiert sein können, die optische Quelle 106 sich an einem ersten Ende der mehreren optischen Hohlräume 110 befinden und/oder daran gekoppelt sein und der optische Detektor 108 kann sich am gegenüberliegenden Ende der mehreren optischen Hohlräume 110 befinden und/oder daran gekoppelt sein. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Struktur konfiguriert sein zum Kanalisieren und/oder Lenken eines oder mehrerer Lichtimpulse von der optischen Quelle 106 zum optischen Detektor 108.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, und wie grafisch durch 5 dargestellt, kann die durch die mehreren optischen Hohlräume 110 übertragene Lichtmenge auf der Basis mehrerer Faktoren variieren, z.B. dem Druck in dem Hohlraum 118, der Anzahl von optischen Hohlräumen 110 und/oder Öffnungen 110a und/oder dem Abstand D1 zwischen den optischen Hohlräumen 110.
In 6 ist das Ergebnis von Lichtübertragungsberechnungen durch die mehreren optischen Hohlräume 110 als eine Funktion der Wellenlänge dargestellt. Das zum Erhalten der Ergebnisse von 6 verwendete Ausführungsbeispiel enthielt 800 Öffnungen 110a und wurde mit zwei Drücken in dem Hohlraum 118 getestet.
In 7 ist gemäß einer Ausführungsform die Übertragung von Licht durch die mehreren optischen Hohlräume 110 als Funktion des Drucks dargestellt. Die zum Erhalten der in 7 dargestellten Ergebnisse verwendete bestimmte Ausführungsform enthielt 800 Öffnungen 11 0a. Weiterhin wurden gleichermaßen, wie in 7 dargestellt, zwei verschiedene Lichtwellenlängen verwendet, um die Daten zu erhalten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können, wie in 8 dargestellt, sowohl die Wellenlänge des von der optischen Quelle 106 emittierten Lichts als auch der Druck innerhalb des Hohlraums 118 das durch die mehreren optischen Hohlräume 110 zum optischen Detektor 108 übertragene Licht ändern und/oder abändern. Die zum Erhalten der in 8 dargestellten Ergebnisse verwendete bestimmte Ausführungsform enthielt 800 Öffnungen 110Aa.
In verschiedenen Ausführungsformen spiegeln sich die Ergebnisse theoretischer Modelle und/oder Berechnungen in den Diagrammen von 9 wider; die Diagramme zeigen die Differenz bei dem bei unterschiedlichen Drücken durch 1000 Öffnungen 110a übertragenen Lichts.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigen die 10 und 11 theoretische Ergebnisse und/oder Berechnungsmodelle ähnlich jenen, die in 5-9 dargestellt sind, und differieren hauptsächlich hinsichtlich der Größe und/oder Anzahl der Spalte 11 a.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen und wie in 12A und 12B dargestellt, wird ein Verfahren 1200 zum Ausbilden einer Wandlerstruktur offenbart. Das Verfahren 1200 kann, wie in 1202 dargestellt, die folgenden Schritte enthalten, Ausbilden als Substrat, wie in 1204 gezeigt. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 1200 weiterhin, wie in 1206 dargestellt, das Bereitstellen einer optischen Quelle beinhalten. Das Verfahren 1200 kann weiterhin, wie in 1208 dargestellt, das Bereitstellen eines optischen Detektors beinhalten. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 1200, wie in 1210 gezeigt, das Ausbilden mehrerer optischer Hohlräume in dem Substrat oder in einer Schichtstruktur über dem Substrat beinhalten. Wie in 1212 gezeigt, kann das Verfahren 1200 das Anordnen der mehreren optischen Hohlräume in einem optischen Weg zwischen der optischen Quelle und dem optischen Detektor beinhalten. Bei einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 1200, wie in 1214 gezeigt, das Koppeln einer Verarbeitungseinrichtung an den optischen Detektor und Konfigurieren der Verarbeitungseinrichtung beinhalten, um ein Signal zu empfangen, dass ein durch den optischen Detektor empfangenes optisches Signal darstellt. Das Verfahren 1200 kann weiterhin das Ausbilden eines ersten Paars von Kontaktpads über dem Substrat und elektrische Koppeln des ersten Paars von Kontaktpads an die optische Quelle und das Ausbilden eines zweiten Paars von Kontaktpads über dem Substrat und Koppeln des zweiten Paars von Kontaktpads an den optischen Detektor beinhalten, wie in 1216 gezeigt. Bei einigen Ausführungsformen, wie in 1218 gezeigt, das Verfahren 1200, wo die mehreren optischen Hohlräume eine Perforation im Substrat enthalten können, wobei eine Reihe von plattenartigen Strukturen die Perforation partitionieren. Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren 1200 weiterhin das Ausbilden einer photonischen Kristallstruktur beinhalten, die die mehreren optischen Hohlräume enthalten kann, und das Füllen jedes optischen Hohlraums unter den mehreren mit einer gasförmigen Substanz, wie in 1220 dargestellt. Bei mindestens einer Ausführungsform kann das Verfahren 1200 weiterhin das Füllen jedes optischen Hohlraums unter den mehreren mit einem Fluid und/oder einer Mischung von Fluiden beinhalten.
Die folgenden Beispiele betreffen weitere Ausführungsformen.
In Beispiel 1 ein Gassensor, der Folgendes enthalten kann: ein Substrat, eine optische Quelle, einen optischen Detektor, mehrere optische Hohlräume in dem Substrat oder in einer Schichtstruktur über dem Substrat; wobei die mehreren optischen Hohlräume in einem optischen Weg zwischen der optischen Quelle und dem optischen Detektor angeordnet sein können; und einen Gasdetektor, der an den optischen Detektor gekoppelt ist und konfiguriert ist zum Empfangen eines ein durch den optischen Detektor empfangenes optisches Signal darstellenden Signals und zum Bestimmen, ob ein oder mehrere vordefinierte Gase in den mehreren optischen Hohlräumen vorliegen, auf der Basis des empfangenen Signals.
In Beispiel 2 der Gassensor von Beispiel 1, wobei die optische Quelle konfiguriert sein kann zum Generieren eines zum optischen Detektor übertragenen optischen Quellensignals.
In Beispiel 3 kann der Gassensor der Beispiele 1 oder 2 weiterhin Folgendes enthalten: ein erstes Paar von Kontaktpads, die über dem Substrat ausgebildet und elektrisch an die optische Quelle gekoppelt sind, und ein zweites Paar von Kontaktpads, die über dem Substrat ausgebildet und elektrisch an den optischen Detektor gekoppelt sind.
In Beispiel 4 der Gassensor der Beispiele 1-3, wobei die optische Quelle eine erste Halbleiterdiode enhalten kann; und der optische Detektor eine zweite Halbleiterdiode enhalten kann.
In Beispiel 5 der Gassensor der Beispiele 1-4, wobei die mehreren optischen Hohlräume als eine photonische Kristallstruktur implementiert sein können.
In Beispiel 6 der Gassensor der Beispiele 1-5, wobei die mehreren optischen Hohlräume eine Perforation im Substrat enthalten können, wobei eine Reihe von plattenartigen Strukturen die Perforation partitionieren.
In Beispiel 7 ein Temperatursensor, der Folgendes enthalten kann: ein Substrat, eine optische Quelle, einen optischen Detektor, mehrere optische Hohlräume in dem Substrat, wobei die mehreren optischen Hohlräume in einem optischen Weg zwischen der optischen Quelle und dem optischen Detektor angeordnet sein können; und eine Verarbeitungsschaltung, die an den optischen Detektor gekoppelt sein kann und konfiguriert ist zum Verarbeiten eines durch den optischen Detektor empfangenen optischen Signals und zum Bestimmen einer Temperatur auf der Basis des empfangenen Signals.
In Beispiel 8 kann der Temperatursensor von Beispiel 7 weiterhin Folgendes enthalten: ein erstes Paar von Kontaktpads, die über dem Substrat ausgebildet und elektrisch an die optische Quelle gekoppelt sind, und ein zweites Paar von Kontaktpads, die über dem Substrat ausgebildet und elektrisch an den optischen Detektor gekoppelt sind.
In Beispiel 9 der Temperatursensor der Beispiele 7 oder 8, wobei die mehreren optischen Hohlräume eine Perforation im Substrat enthalten können, wobei eine Reihe von plattenartigen Strukturen die Perforation partitionieren.
In Beispiel 10 der Temperatursensor der Beispiele 7-9, wobei die optische Quelle konfiguriert sein kann zum Generieren eines optischen Quellensignals, das zum optischen Detektor übertragen wird.
In Beispiel 11 kann der Temperatursensor der Beispiele 7-10 weiterhin eine photonische Kristallstruktur enthalten, die die mehreren optischen Hohlräume enthalten kann, wobei jeder optische Hohlraum unter den mehreren von einer gasförmigen Substanz gefüllt ist.
In Beispiel 12 der Temperatursensor der Beispiele 7-11, wobei die Verarbeitungsschaltung konfiguriert sein kann zum Detektieren einer Änderung bei der Umgebungstemperatur außerhalb der photonischen Kristallstruktur auf der Basis einer Änderung des Brechungsindexes der gasförmigen Substanz.
In Beispiel 13 der Temperatursensor der Beispiele 7-12, wobei der Umgebungsdruck in jedem optischen Hohlraum unter den mehreren größer sein kann als der Umgebungsdruck außerhalb jedes optischen Hohlraums unter den mehreren.
In Beispiel 14 der Temperatursensor der Beispiele 7-13, wobei jeder optische Hohlraum unter den mehreren in der Lage sein kann, einen Druck über 100 kPa aufrechtzuerhalten.
In Beispiel 15 ein Drucksensor, der Folgendes enthalten kann: ein Substrat, eine optische Quelle, einen optischen Detektor, mehrere optische Hohlräume in dem Substrat, wobei die mehreren optischen Hohlräume in einem optischen Weg zwischen der optischen Quelle und dem optischen Detektor angeordnet sind, und eine Verarbeitungsschaltung, die an den optischen Detektor gekoppelt ist und konfiguriert ist zum Verarbeiten eines durch den optischen Detektor empfangenen optischen Signals und zum Bestimmen eines Drucks auf der Basis des empfangenen Signals.
In Beispiel 16 kann der Drucksensor von Beispiel 15 weiterhin Folgendes enthalten: ein erstes Paar von Kontaktpads, die über dem Substrat ausgebildet und elektrisch an die optische Quelle gekoppelt sind, und ein zweites Paar von Kontaktpads, die über dem Substrat ausgebildet und elektrisch an den optischen Detektor gekoppelt sind.
In Beispiel 17 kann der Drucksensor der Beispiele 15 oder 16 weiterhin eine photonische Kristallstruktur enthalten, die die mehreren optischen Hohlräume enthalten kann, wobei jeder optische Hohlraum unter den mehreren von einer gasförmigen Substanz gefüllt ist.
In Beispiel 18 der Drucksensor der Beispiele 15-17, wobei die photonische Kristallstruktur konfiguriert sein kann zum Auslenken in mindestens einer Oberfläche der photonischen Kristallstruktur aufgrund einer Änderung beim Umgebungsdruck außerhalb der mehreren optischen Hohlräume.
In Beispiel 19 kann ein Verfahren zum Ausbilden eines Gassensors Folgendes beinhalten: Ausbilden eines Substrats, Bereitstellen einer optischen Quelle, Bereitstellen eines optischen Detektors, Ausbilden von mehreren optischen Hohlräumen in dem Substrat oder in einer Schichtstruktur über dem Substrat, Anordnen der mehreren optischen Hohlräume in einem optischen Weg zwischen der optischen Quelle und dem optischen Detektor, und Koppeln eines Gasdetektors an den optischen Detektor und Konfigurieren des Gasdetektors zum Empfangen eines ein durch den optischen Detektor empfangenes optisches Signal darstellenden Signals, und um zu bestimmen, ob ein oder mehrere vordefinierte Gase in den mehreren optischen Hohlräumen vorliegen, auf der Basis des empfangenen Signals.
In Beispiel 20 das Verfahren nach Anspruch 19, wobei die optische Quelle konfiguriert sein kann zum Generieren eines optischen Quellensignals, das zum optischen Detektor übertragen wird.
In Beispiel 21 kann das Verfahren der Ansprüche 19 oder 20 weiterhin Folgendes beinhalten: Ausbilden eines ersten Paars von Kontaktpads über dem Substrat und elektrisches Koppeln des ersten Paars von Kontaktpads an die optische Quelle und Ausbilden eines zweiten Paars von Kontaktpads über dem Substrat und elektrisches Koppeln des zweiten Paars von Kontaktpads an den optischen Detektor.
In Beispiel 22 das Verfahren der Ansprüche 19-21, wobei die optische Quelle eine erste Halbleiterdiode enthalten kann und der optische Detektor eine zweite Halbleiterdiode enthalten kann.
In Beispiel 23 das Verfahren der Beispiele 19-22, wobei die mehreren optischen Hohlräume eine photonische Kristallstruktur enthalten können.
In Beispiel 24 das Verfahren der Beispiele 19-23, wobei die mehreren optischen Hohlräume eine Perforation im Substrat enthalten können, wobei eine Reihe von plattenartigen Strukturen die Perforation partitionieren.
In Beispiel 25 ein Verfahren zum Ausbilden eines Temperatursensors, das Verfahren kann Folgendes beinhalten: Ausbilden eines Substrats, Bereitstellen einer optischen Quelle, Bereitstellen eines optischen Detektors, Ausbilden mehrerer optischer Hohlräume in dem Substrat, Anordnen der mehreren optischen Hohlräume in einem optischen Weg zwischen der optischen Quelle und dem optischen Detektor und Koppeln einer Verarbeitungsschaltung an den optischen Detektor und Konfigurieren der Verarbeitungsschaltung zum Verarbeiten eines durch den optischen Detektor empfangenen optischen Signals und zum Bestimmen einer Temperatur auf der Basis des empfangenen Signals.
In Beispiel 26 kann das Verfahren von Beispiel 25 weiterhin Folgendes beinhalten: Ausbilden eines ersten Paars von Kontaktpads über dem Substrat und elektrisches Koppeln des ersten Paars von Kontaktpads an die optische Quelle und Ausbilden eines zweiten Paars von Kontaktpads über dem Substrat und elektrisches Koppeln des zweiten Paars von Kontaktpads an den optischen Detektor.
In Beispiel 27 das Verfahren der Beispiele 25 oder 26, wobei die mehreren optischen Hohlräume eine Perforation im Substrat enthalten können, wobei eine Reihe von plattenartigen Strukturen die Perforation partitionieren.
In Beispiel 28 das Verfahren der Beispiele 25-27, wobei die optische Quelle konfiguriert sein kann zum Generieren eines optischen Quellensignals, das zum optischen Detektor übertragen wird.
In Beispiel 29 kann das Verfahren der Beispiele 25-28 weiterhin Folgendes beinhalten: Ausbilden einer photonischen Kristallstruktur, die die mehreren optischen Hohlräume enthalten kann, und Füllen jedes optischen Hohlraums unter den mehreren mit einer gasförmigen Substanz.
In Beispiel 30 das Verfahren der Beispiele 25-29, wobei die Verarbeitungsschaltung konfiguriert sein kann zum Detektieren einer Änderung bei einer Umgebungstemperatur außerhalb der photonischen Kristallstruktur auf der Basis einer Änderung beim Brechungsindex der gasförmigen Substanz.
In Beispiel 31 das Verfahren der Beispiele 25-30, wobei der Umgebungsdruck in jedem optischen Hohlraum unter den mehreren größer sein kann als der Umgebungsdruck außerhalb jedes optischen Hohlraums unter den mehreren.
In Beispiel 32 das Verfahren der Beispiele 25-31, wobei jeder optische Hohlraum unter den mehreren in der Lage sein kann, einen Druck über 100 kPa aufrechtzuerhalten.
In Beispiel 33 kann ein Verfahren zum Ausbilden eines Drucksensors Folgendes beinhalten: Ausbilden eines Substrats; Bereitstellen einer optischen Quelle; Bereitstellen eines optischen Detektors; Ausbilden mehrerer optischer Hohlräume in dem Substrat; Anordnen der mehreren optischen Hohlräume in einem optischen Weg zwischen der optischen Quelle und dem optischen Detektor und Koppeln einer Verarbeitungsschaltung an den optischen Detektor und Konfigurieren der Verarbeitungsschaltung zum Verarbeiten eines durch den optischen Detektor empfangenen optischen Signals und zum Bestimmen eines Drucks auf der Basis des empfangenen Signals.
In Beispiel 34 kann das Verfahren von Beispiel 33 weiterhin Folgendes beinhalten: Ausbilden eines ersten Paars von Kontaktpads über dem Substrat und elektrisches Koppeln des ersten Paars von Kontaktpads an die optische Quelle und Ausbilden eines zweiten Paars von Kontaktpads über dem Substrat und elektrisches Koppeln des zweiten Paars von Kontaktpads an den optischen Detektor.
In Beispiel 35 das Verfahren der Beispiele 33 oder 34, wobei die mehreren optischen Hohlräume eine Perforation im Substrat enthalten können, wobei eine Reihe von plattenartigen Strukturen die Perforation partitionieren.
In Beispiel 36 das Verfahren der Beispiele 33-35, wobei die optische Quelle konfiguriert sein kann zum Generieren eines optischen Quellensignals, das zum optischen Detektor übertragen wird.
In Beispiel 37 kann das Verfahren der Beispiele 33-36 weiterhin Folgendes beinhalten: Ausbilden einer photonischen Kristallstruktur, die die mehreren optischen Hohlräume enthalten kann, und Füllen jedes optischen Hohlraums unter den mehreren mit einer gasförmigen Substanz.
In Beispiel 38 das Verfahren der Beispiele 33-37, wobei die Verarbeitungsschaltung konfiguriert sein kann zum Detektieren einer Änderung bei einer Umgebungstemperatur außerhalb der photonischen Kristallstruktur auf der Basis einer Änderung beim Brechungsindex der gasförmigen Substanz.
In Beispiel 39 das Verfahren der Beispiele 33-38, wobei der Umgebungsdruck in jedem optischen Hohlraum unter den mehreren größer sein kann als der Umgebungsdruck außerhalb jedes optischen Hohlraums unter den mehreren.
In Beispiel 40 das Verfahren der Beispiele 33-39, wobei jeder optische Hohlraum unter den mehreren in der Lage sein kann, einen Druck über 100 kPa aufrechtzuerhalten.
In Beispiel 41 ein Verfahren zum Ausbilden eines Sensors, wobei das Verfahren Folgendes beinhalten kann: Ausbilden eines Substrats, Bereitstellen einer optischen Quelle, Bereitstellen eines optischen Detektors, Ausbilden von mehreren optischen Hohlräumen in dem Substrat oder in einer Schichtstruktur über dem Substrat, Anordnen der mehreren optischen Hohlräume in einem optischen Weg zwischen der optischen Quelle und dem optischen Detektor, und Koppeln einer Verarbeitungseinrichtung an den optischen Detektor und Konfigurieren der Verarbeitungseinrichtung zum Empfangen eines ein durch den optischen Detektor empfangenes optisches Signal darstellenden Signals.
In Beispiel 42 kann das Verfahren von Beispiel 41 weiterhin Folgendes beinhalten: Ausbilden eines ersten Paars von Kontaktpads über dem Substrat und elektrisches Koppeln des ersten Paars von Kontaktpads an die optische Quelle und Ausbilden eines zweiten Paars von Kontaktpads über dem Substrat und elektrisches Koppeln des zweiten Paars von Kontaktpads an den optischen Detektor.
In Beispiel 43 das Verfahren der Beispiele 41 oder 42, wobei die mehreren optischen Hohlräume eine Perforation im Substrat enthalten können, wobei eine Reihe von plattenartigen Strukturen die Perforation partitionieren.
In Beispiel 44 kann das Verfahren 41-43 weiterhin Folgendes beinhalten: Ausbilden einer photonischen Kristallstruktur, die die mehreren optischen Hohlräume enthalten kann, und Füllen jedes optischen Hohlraums unter den mehreren mit einer gasförmigen Substanz.
In Beispiel 45 das Verfahren der Beispiele 41-44, wobei die Verarbeitungseinrichtung konfiguriert sein kann zum Verarbeiten eines durch den optischen Detektor empfangenen optischen Signals und zum Bestimmen eines Drucks auf der Basis des empfangenen Signals.
In Beispiel 46 das Verfahren der Beispiele 41-45, wobei die Verarbeitungseinrichtung einen Gasdetektor enthalten kann, der konfiguriert ist zum Empfangen eines Signals, das ein durch den optischen Detektor empfangenes optisches Signal darstellt, und zum Bestimmen, ob ein oder mehrere vordefinierte Gase in den mehreren optischen Hohlräumen vorliegen, auf der Basis des empfangenen Signals.
In Beispiel 47 das Verfahren der Beispiele 41-46, wobei die Verarbeitungseinrichtung konfiguriert sein kann zum Verarbeiten eines durch den optischen Detektor empfangenen optischen Signals und zum Bestimmen einer Temperatur auf der Basis des empfangenen Signals.

Claims

Gassensor (100), der Folgendes aufweist: ein Substrat (102); eine im Substrat (102) ausgebildete optische Quelle (106); einen im Substrat (102) ausgebildeten optischen Detektor (108); mehrere optische Hohlräume (110) in dem Substrat (102) oder in einer Schichtstruktur über dem Substrat (102); wobei die mehreren optischen Hohlräume (110) in einem optischen Weg zwischen der optischen Quelle (106) und dem optischen Detektor (108) angeordnet sind; ein erstes Paar von Kontaktpads (112), die in einer stapelartigen beschichteten Struktur über gegenüberliegenden Oberflächen des Substrates (102) ausgebildet und elektrisch an die optische Quelle (106) gekoppelt sind, wobei das Substrat (102) und die optische Quelle (106) zwischen dem ersten Paar von Kontaktpads (112) angeordnet sind, sodass ein Stromfluss zwischen dem ersten Paar von Kontaktpads (112) senkrecht zum optischen Weg ermöglicht wird; und ein zweites Paar von Kontaktpads (114), die in einer stapelartigen beschichteten Struktur über gegenüberliegenden Oberflächen des Substrates (102) ausgebildet und elektrisch an den optischen Detektor (108) gekoppelt sind, wobei das Substrat (102) und der optische Detektor (108) zwischen dem zweiten Paar von Kontaktpads (114) angeordnet sind, sodass ein Stromfluss zwischen dem zweiten Paar von Kontaktpads (114) senkrecht zum optischen Weg ermöglicht wird; sowie einen Gasdetektor, der an den optischen Detektor (108) gekoppelt ist und konfiguriert ist zum Empfangen eines ein durch den optischen Detektor (108) empfangenes optisches Signal darstellenden Signals und zum Bestimmen, ob ein oder mehrere vordefinierte Gase in den mehreren optischen Hohlräumen (110) vorliegen, auf der Basis des empfangenen Signals.
Gassensor (100) nach Anspruch 1, wobei die optische Quelle (106) konfiguriert ist zum Generieren eines zum optischen Detektor (108) übertragenen optischen Quellensignals.
Gassensor (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Paar von Kontaktpads (112) elektromagnetisch an die optische Quelle (106) gekoppelt ist, und das zweite Paar von Kontaktpads (114) elektromagnetisch an den optischen Detektor (108) gekoppelt ist.
Gassensor (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die optische Quelle (106) eine erste Halbleiterdiode aufweist; und wobei der optische Detektor (108) eine zweite Halbleiterdiode aufweist.
Gassensor (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die mehreren optischen Hohlräume (110) eine photonische Kristallstruktur umfassen.
Gassensor (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die mehreren optischen Hohlräume (110) eine Perforation in dem Substrat (102) umfassen, wobei eine Reihe von plattenartigen Strukturen die Perforation partitionieren.
Temperatursensor (100), der Folgendes aufweist: ein Substrat (102); eine im Substrat (102) ausgebildete optische Quelle (106); einen im Substrat (102) ausgebildeten optischen Detektor (108); mehrere optische Hohlräume (110) in dem Substrat (102); wobei die mehreren optischen Hohlräume (110) in einem optischen Weg zwischen der optischen Quelle (106) und dem optischen Detektor (108) angeordnet sind; ein erstes Paar von Kontaktpads (112), die in einer stapelartigen beschichteten Struktur über gegenüberliegenden Oberflächen des Substrates (102) ausgebildet und elektrisch an die optische Quelle (106) gekoppelt sind, wobei das Substrat (102) und die optische Quelle (106) zwischen dem ersten Paar von Kontaktpads (112) angeordnet sind, sodass ein Stromfluss zwischen dem ersten Paar von Kontaktpads (112) senkrecht zum optischen Weg ermöglicht wird; und ein zweites Paar von Kontaktpads (114), die in einer stapelartigen beschichteten Struktur über gegenüberliegenden Oberflächen des Substrates (102) ausgebildet und elektrisch an den optischen Detektor (108) gekoppelt sind, wobei das Substrat (102) und der optische Detektor (108) zwischen dem zweiten Paar von Kontaktpads (114) angeordnet sind, sodass ein Stromfluss zwischen dem zweiten Paar von Kontaktpads (114) senkrecht zum optischen Weg ermöglicht wird; sowie eine Verarbeitungsschaltung, die an den optischen Detektor (108) gekoppelt ist und konfiguriert ist zum Verarbeiten eines durch den optischen Detektor (108) empfangenen optischen Signals und zum Bestimmen einer Temperatur auf der Basis des empfangenen Signals.
Temperatursensor (100) nach Anspruch 7, wobei das erste Paar von Kontaktpads (112) elektromagnetisch an die optische Quelle (106) gekoppelt ist, und das zweite Paar von Kontaktpads (114) elektromagnetisch an den optischen Detektor (108) gekoppelt ist.
Temperatursensor (100) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die mehreren optischen Hohlräume (110) eine Perforation in dem Substrat (102) umfassen, wobei eine Reihe von plattenartigen Strukturen die Perforation partitionieren.
Temperatursensor (100) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die optische Quelle (106) konfiguriert ist zum Generieren eines zum optischen Detektor (108) übertragenen optischen Quellensignals.
Temperatursensor (100) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, der weiterhin Folgendes aufweist: eine photonische Kristallstruktur, die die mehreren optischen Hohlräume (110) aufweist, wobei jeder optische Hohlraum unter den mehreren durch eine gasförmige Substanz gefüllt ist; wobei optional die Verarbeitungsschaltung konfiguriert ist zum Detektieren einer Änderung bei der Umgebungstemperatur außerhalb der photonischen Kristallstruktur auf der Basis einer Änderung des Brechungsindexes der gasförmigen Substanz.
Temperatursensor (100) nach Anspruch 11, wobei der Umgebungsdruck in jedem optischen Hohlraum unter den mehreren größer ist als der Umgebungsdruck außerhalb jedes optischen Hohlraums unter den mehreren.
Drucksensor (100), der Folgendes aufweist: ein Substrat (102); eine im Substrat (102) ausgebildete optische Quelle (106); einen im Substrat (102) ausgebildeten optischen Detektor (108); mehrere optische Hohlräume (110) in dem Substrat (102); wobei die mehreren optischen Hohlräume (110) in einem optischen Weg zwischen der optischen Quelle (106) und dem optischen Detektor (108) angeordnet sind; ein erstes Paar von Kontaktpads (112), die in einer stapelartigen beschichteten Struktur über gegenüberliegenden Oberflächen des Substrates (102) ausgebildet und elektrisch an die optische Quelle (106) gekoppelt sind, wobei das Substrat (102) und die optische Quelle (106) zwischen dem ersten Paar von Kontaktpads (112) angeordnet sind, sodass ein Stromfluss zwischen dem ersten Paar von Kontaktpads (112) senkrecht zum optischen Weg ermöglicht wird; und ein zweites Paar von Kontaktpads (114), die in einer stapelartigen beschichteten Struktur über gegenüberliegenden Oberflächen des Substrates (102) ausgebildet und elektrisch an den optischen Detektor (108) gekoppelt sind, wobei das Substrat (102) und der optische Detektor (108) zwischen dem zweiten Paar von Kontaktpads (114) angeordnet sind, sodass ein Stromfluss zwischen dem zweiten Paar von Kontaktpads (114) senkrecht zum optischen Weg ermöglicht wird; sowie eine Verarbeitungsschaltung, die an den optischen Detektor (108) gekoppelt ist und konfiguriert ist zum Verarbeiten eines durch den optischen Detektor (108) empfangenen optischen Signals und zum Bestimmen eines Drucks auf der Basis des empfangenen Signals.
Drucksensor (100) nach Anspruch 13, wobei das erste Paar von Kontaktpads (112) elektromagnetisch an die optische Quelle (106) gekoppelt ist, und das zweite Paar von Kontaktpads (114) elektromagnetisch an den optischen Detektor (108) gekoppelt ist.
Drucksensor (100) nach Anspruch 13 oder 14, der weiterhin Folgendes aufweist: eine photonische Kristallstruktur, die die mehreren optischen Hohlräume (110) aufweist, wobei jeder optische Hohlraum unter den mehreren durch eine gasförmige Substanz gefüllt ist; wobei optional eine Oberfläche der photonischen Kristallstruktur konfiguriert ist zum Auslenken aufgrund einer Änderung beim Umgebungsdruck außerhalb der mehreren optischen Hohlräume (110).
Verfahren zum Ausbilden eines Sensors (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Ausbilden eines Substrats (102); Bereitstellen einer optischen Quelle (106); Bereitstellen eines optischen Detektors (108); Ausbilden von mehreren optischen Hohlräumen (110) in dem Substrat (102) oder in einer Schichtstruktur über dem Substrat (102); Anordnen der mehreren optischen Hohlräume (110) in einem optischen Weg zwischen der optischen Quelle (106) und dem optischen Detektor (108); und Koppeln einer Verarbeitungseinrichtung an den optischen Detektor (108) und Konfigurieren der Verarbeitungseinrichtung zum Empfangen eines ein durch den optischen Detektor (108) empfangenes optisches Signal darstellenden Signals.
Verfahren nach Anspruch 16, das weiterhin Folgendes aufweist: Ausbilden eines ersten Paars von Kontaktpads (112) über dem Substrat (102) und elektrisches Koppeln des ersten Paars von Kontaktpads (112) an die optische Quelle (106) und Ausbilden eines zweiten Paars von Kontaktpads (114) über dem Substrat (102) und elektrisches Koppeln des zweiten Paars von Kontaktpads (114) an den optischen Detektor (108).
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, das weiterhin Folgendes aufweist: Ausbilden einer photonischen Kristallstruktur, die die mehreren optischen Hohlräume (110) aufweist, und Füllen jedes optischen Hohlraums unter den mehreren mit einer gasförmigen Substanz.