DE212016000103U1 - Ultraviolett-Messeinrichtung, Fotodetektorelement, Ultraviolett-Detektor, Ultraviolett-Index Berechnungseinrichtung und elektronische Einrichtung mit diesen - Google Patents

Ultraviolett-Messeinrichtung, Fotodetektorelement, Ultraviolett-Detektor, Ultraviolett-Index Berechnungseinrichtung und elektronische Einrichtung mit diesen Download PDF

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Abstract

UV Messeinrichtung, umfassend: ein Substrat mit einer darauf gebildeten Elektrode; eine integrierte Ausleseschaltung (ROIC), die innerhalb des Substrats angeordnet und mit der Elektrode elektrisch verbunden ist; und ein Aluminium-Gallium-Nitrid (AlGaN) gestützter UV Sensor, der mit der integrierten Ausleseschaltung elektrisch verbunden und auf einem Wachstumssubstrat gebildet ist, wobei die integrierte Ausleseschaltung einen Fotostrom, der von dem UV Sensor eingegeben wird, in lesbare UV Daten umwandelt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen eine Ultraviolett (UV) Messeinrichtung, einen Fotodetektor, einen UV-Detektor, eine UV-Index Berechnungseinrichtung und eine elektronische Einrichtung mit diesen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Ein Halbleiter-Fotodetektor ist eine Halbleitereinrichtung, die konfiguriert ist, um unter Verwendung eines Prinzips zu arbeiten, bei dem elektrischer Strom im Ansprechen auf die Anwendung von Licht fließt. In einem Fotodetektor auf Basis eines Halbleiters wird ein Verarmungsbereich durch eine Trennung von Löchern und Elektronen in dem Halbleiter auf eine Bestrahlung mit Licht hin erzeugt, so dass elektrischer Strom darin als Folge des Flusses von Elektronen fließt.
  • Allgemein wird der Fotodetektor unter Verwendung eines Silizium-Halbleiters, eines Nitrid-Halbleiters und dergleichen hergestellt, wobei all diese Energiebandabstände aufweisen, die für eine Erfassung von Licht geeignet sind, beispielsweise UV-Licht. Ein derartiger Fotodetektor kann ein maximales Ansprechverhalten bei verschiedenen Wellenlängen in Übereinstimmung mit den Eigenschaften des Halbleiters aufzeigen. Zum Beispiel zeigt ein Fotodetektor mit einem Nitrid-Halbleiter ein maximales Ansprechverhalten bei verschiedenen Wellenlängen in Abhängigkeit von dem Zusammensetzungsverhältnis der Einzelelemente einer Lichtabsorptionsschicht auf. Ferner variiert in dem Fotodetektor auf Nitridbasis ein Begrenzungsgradient (cut-off) des Ansprechverhaltens gemäß einer Wellenlänge in Abhängigkeit von dem Zusammensetzungsverhältnis der Einzelelemente, und einen Abfallgradienten eines Ansprechverhaltens in Übereinstimmung mit einer Verringerung in der Wellenlänge variiert ebenfalls in Abhängigkeit von dem Zusammensetzungsverhältnis der Einzelelemente.
  • Insbesondere kann ein Halbleiter-UV-Erfassungselement auf verschiedene Gebiete angewendet werden, einschließlich des Handels, der Medizintechnik, der militärischen Industrie und der Kommunikation und ist somit in derartigen Gebieten sehr wichtig. Insbesondere werden von den GaN-gestützten UV Erfassungselementen UV Erfassungselemente des Schottky-Übergangstyps, des Metall-Halbleiter-Metall (MSN) Typs und des PIN-Typs allgemein in dem technischen Gebiet verwendet. Obwohl diese GaN-gestützten UV Erfassungselemente nicht eine Reproduzierbarkeit und Charakteristiken einer p-Typ AlGaN Schicht mit einem hohen Al Gehalt sicherstellen, benötigt das UV Erfassungselement des Schottky-Übergangstyps ein Wachstum der pAlGaN Schicht nicht und wird somit als Folge eines einfachen Herstellungsprozesses davon bevorzugt. Da jedoch das UV Erfassungselement des Schottky-Übergangstyps auf Schottky-Eigenschaften zwischen einer Halbleiterschicht und einer Metallschicht basiert, ist das UV Erfassungselement des Schottky-Übergangstyps gegenüber einer elektrischen Entladung (ESD) empfindlicher als das UV Licht Erfassungselement des PIN-Typs.
  • Zusätzlich können in einem UV-Detektor, bei dem eine integrierte Schaltung mit einer Funktion eines Analog-Digital-Wanders (ADC) auf einem Gehäuse angebracht ist und ein UV Erfassungselement daran gebondet ist, digitale Signale direkt von dem Gehäuse ausgegeben werden. Da die integrierte Schaltung durch UV-Licht, sichtbares Licht und Infrarotlicht beeinträchtigt wird, enthält dabei ein Ausgangssignal von dem UV-Detektor ein Ausgangssignal von der integrierten Schaltung, wodurch ein ungenaues UV Erfassungssignal bereitgestellt wird. Dieses Problem wird auf eine Erfassung von UV-Licht mit einer bestimmten Wellenlänge von Sonnenlicht ersichtlich.
  • Andererseits weist UV-Licht eine Wellenlänge von 10 nm bis 400 nm auf, was kürzer ist als die Wellenlänge einer violetten Farbe, die die kürzeste Wellenlänge in den Wellenlängen des sichtbaren Lichts aufweist und eine hohe Energie aufweist, um eine chemische Reaktion oder einen negativen Einfluss auf die menschliche Gesundheit zu verursachen. Das UV-Licht kann in zahlreiche Arten in Abhängigkeit von deren Wellenlängen klassifiziert werden und kann natürlich aus dem Sonnenlicht erhalten werden oder kann künstlich aus einer UV-Lampe und dergleichen erhalten werden.
  • Im Sonnenlicht fällt ungefähr 90% des UV Lichts, das den Boden erreicht, in das UVA Wellenlängenband, und ungefähr 10% des UV-Lichts fällt in das UVB Wellenlängenband. UV-Licht in dem UVC Wellenlängenwand wird in der Ozonschicht und der Atmosphäre absorbiert und erreicht im Wesentlichen den Boden nicht. Künstliches UV-Licht wird aus UVA, UVB und UVC Lampen erzeugt.
  • UVA Licht weist eine Wellenlänge von 320 nm bis 400 nm auf und wird auch als Life-UV-Licht bezeichnet, dem Personen im täglichen Leben ausgesetzt sind. Das UVA Licht wird unabhängig vom Wetter angetroffen und erreicht die dermische Schicht innerhalb der Haut, um Kollagen und Elastin zum Aufrechterhalten einer Hautelastizität und Pigmentzellen zu beeinträchtigen, wodurch die Alterung der Haut, wie beispielsweise die Erzeugung von feinen Falten, ein Verlust der Hautelastizität und die Erzeugung von Sommersprossen durch eine Pigmentierung beschleunigt wird.
  • UVB Licht weist eine Wellenlänge von 280 nm bis 320 nm auf und wird auch als ein Freizeit-UV-Licht bezeichnet, da UVB Licht auf der Haut einen Sonnenbrand verursacht, um Schmerzen und eine Entzündung darauf hervorzubringen, wenn eine Person der Sonne am Strand oder dergleichen über eine lange Zeit ausgesetzt wird. UVB Licht stellt vorteilhafte Wirkungen bereit, wie eine Synthese von Vitamin D, die Behandlung einer Schuppenflechte und dergleichen, wenn eine Person diesem in geeigneter Weise ausgesetzt wird, und kann Hautkrebs oder Katarakte verursachen, wenn eine Person diesem übermäßig ausgesetzt wird.
  • UVC Licht weist eine Wellenlänge von 200 nm bis 280 nm auf und erreicht als Folge der Absorption in der Atmosphäre den Boden bzw. die Erde im Wesentlichen nicht. Jedoch weiß man von UVC Licht, dass es als Folge der sehr hohen Energie davon sehr ungünstig für den menschlichen Körper ist. UVC Licht ist im breitesten Sinn als Sterilisation-UV-Licht bekannt.
  • Der UV Index ist ein Index, der die Intensität des UV Lichts darstellt, die durch Integrieren der McKinlay-Diffey Erythem-Wirkung-Spektrum-Kurve erhalten wird, die die spektrale Strahlung von Sonnenlicht und den Grad einer Beschädigung an der Haut in dem Wellenlängenbereich von ungefähr 285 nm bis ungefähr 385 nm als eine Gewichtungsfunktion in Übereinstimmung der Wellenlänge anzeigt. Der UV Index zeigt einen Einfluss des UV Sonnenlichts auf die Haut an.
  • Da an sich UV Licht für den menschlichen Körper in Abhängigkeit von dem Grad einer Einwirkung sehr ungünstig sein kann, mit signifikanten zusätzlichen Bedenken hinsichtlich der Gesundheit, nimmt die Verwendung von UV Abblockungsmitteln zu, um einen Schutz vor dem UV Licht sicherzustellen, und es wird eine Technik entwickelt und vertrieben, bei der einem Benutzer ermöglicht wird, Information hinsichtlich einer UV Meldung/eines UV-Alarms über einen persönlichen digitalen Assistenten, wie beispielsweise ein Mobilfunkgerät, zu empfangen, oder eine Technik, um einem Benutzer zu erlauben den UV-Index in Echtzeit über einen UV-Sensor, der auf dem persönlichen digitalen Assistenten angebracht ist, zu messen.
  • Obwohl ein Smartphone aus 2014 mit einem UV Sensor versehen ist, um Information hinsichtlich des UV-Indexes bereitzustellen, ist dieses Smartphone als Folge von verschiedenen Gründen, wie beispielsweise der Herstellungsbequemlichkeit und der Kosten konfiguriert, um einen UV-Bereich unter Verwendung eines Silizium-gestützten Sensors anzuzeigen, der konfiguriert ist, um sichtbares Licht zu erfassen, und es ist bekannt, dass es vorteilhafte Effekte für Benutzer nicht bereitstellt.
  • Um den UV Index anzuzeigen ist es erforderlich das UVB Wellenlängenband zu erfassen und anzuzeigen. Da jedoch die Silizium-gestützte Sensor konfiguriert ist, um den UV-Index auf Grundlage der Intensität des sichtbaren Lichts und eines Teils des UVA Wellenlängenbands abzuschätzen, anstelle direkt UV-Licht in dem UVB Wellenlängenband zu erfassen, stellt eine UV Index Messeinrichtung mit einem derartigen Silizium-gestützten UV Sensor einen signifikanten Fehler zwischen dem gemessenen UV Index und einem tatsächlichen UV Index bereit. Obwohl die UV-Indexmesseinrichtung unweigerlich ein teures Filter verwendet, verursacht ferner die Verwendung des Filters einen Anstieg der Herstellungskosten und ein derartiges Filter weist noch ein Problem einer unvollständigen Abblockung von sichtbarem Licht auf.
  • Obwohl ein Anwendungsprogramm eines Smartphones in dem verwandten Sachstand verwendet werden kann, weist das Anwendungsprogramm ferner eine geringe Verwendungsmöglichkeit als Folge der Benutzerunbequemlichkeit auf, indem ein Benutzer aufgefordert wird das Anwendungsprogramm auszuführen, um UV Licht nach Installation des Anwendungsprogramms zu erfassen, und kann den UV Index nicht automatisch berechnen, wodurch die Ermittlung von sekundärer Information auf Grundlage des UV Index, wie der UV Risikograd, die UV Aussetzungszeit, die UV Aussetzungs-Akkumulationszeit, die Vitamin D Synthesezeit und dergleichen in Echtzeit, erschwert wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen eine UV Messeinrichtung bereit, die einen AlxGa(1-x)N (0 < x < 1) gestützten UV-Sensor, der zum Erfassen von UV-Licht in Abhängigkeit von der Wellenlänge konfiguriert ist, und einen tragbaren digitalen Assistenten, der diese einschließt, bereitstellt.
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen einen Fotodetektor bereit, der eine Wellenlänge von einfallenden Licht leicht erfassen kann.
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen einen Fotodetektor bereit, der sogar ohne Verwendung eines Filters in der Lage ist Licht in einem besonderen Wellenlängenband zu erfassen.
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen einen Fotodetektor bereit, der in der Lage ist eine Wellenlänge von einfallenden Licht unter Verwendung eines einzelnen Elements zu erfassen.
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen eine elektronische Einrichtung mit dem Fotodetektor, wie voranstehend beschrieben, bereit.
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen einen UV-Detektor bereit, der in der Lage ist UV-Licht mit einer hohen Genauigkeit zu erfassen und ein digitales Ausgangssignal bereitzustellen, indem verhindert wird, dass sämtliche Bruchteile von Licht, die in den UV Detektor eintreten, eine integrierte Schaltung beeinflussen und zu einem Ausgang des UV Erfassungselements beitragen.
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen ein UV Erfassungselement mit einem verbesserten Widerstand gegenüber einer elektrostatischen Entladung (ESD) bereit.
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen eine UV-Index Berechnungseinrichtung bereit, die in der Lage ist einen UV Index durch eine automatische Erfassung von UV Licht zu berechnen, selbst wenn ein Benutzer die Einrichtung nicht betätigt.
  • TECHNISCHE LÖSUNG
  • In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine UV Messeinrichtung: ein Substrat mit einer darauf gebildeten Elektrode; eine integrierte Ausleseschaltung (ROIC), die in dem Substrat angeordnet und elektrisch mit der Elektrode verbunden ist; und ein Aluminium-Gallium-Nitrid (AlGaN) gestützter UV Sensor, der mit der integrierten Ausleseschaltung elektrisch verbunden und auf einem Wachstumssubstrat gebildet ist, wobei die integrierte Ausleseschaltung einen Fotostrom, der von dem UV Sensor eingegeben wird, in lesbare UV Daten umwandelt. Mit diesem Aufbau kann der UVB Sensor von der integrierten Ausleseschaltung durch das Saphirsubstrat und dergleichen isoliert werden.
  • Die UV Messeinrichtung kann ferner ein transparentes Fenster umfassen, welches aus einem transparenten Material gebildet und auf einer Oberfläche des Substrats, auf den UV Sensor hin gerichtet, angeordnet ist.
  • Der UV-Sensor kann von einem Silikonmaterial bedeckt sein.
  • Der UV-Sensor und die integrierte Ausleseschaltung können aneinander gebondet sein, um einen integrierten Aufbau zu bilden.
  • Der UV-Sensor kann auf einer Seitenfläche der integrierten Ausleseschaltung angebracht sein.
  • Der UV-Sensor kann ein UVB Sensor sein.
  • Eine Bondung bzw. Anhaftung zwischen dem UV Sensor und der integrierten Ausleseschaltung kann durch ein höchst thermisch leitendes Bondungsmittel erreicht werden.
  • Eine Bondung bzw. Anhaftung zwischen dem UV Sensor und der integrierten Ausleseschaltung kann durch ein Isolations-Bondungsmittel erreicht werden, und eine Isolation zwischen dem UV Sensor und der integrierten Ausleseschaltung kann durch das Wachstumssubstrat erreicht werden.
  • Die UV Messeinrichtung kann ferner eine Anzeigeeinheit umfassen, die UV Daten anzeigt, die unter Verwendung eines Signals erzeugt werden, welches von der integrierten auswies Schaltung verarbeitet wird.
  • Das transparente Fenster kann aus Quarz gebildet sein.
  • Die UV Messeinrichtung kann ferner einen Indium-Gallium-Nitrid (InGaN) oder Gallium-Nitrid-(GaN)gestützten UVA Sensor umfassen, wobei der UVA Sensor an die integrierte Ausleseschaltung gebondet sein kann, um einen integrierten Aufbau aufzuweisen.
  • Die UV Messeinrichtung kann ferner Aluminium-Gallium-Nitrid (AlGaN) gestützten UVC Sensor umfassen, wobei der UVC Sensor an die integrierte Ausleseschaltung gebondet sein kann, um einen integrierten Aufbau aufzuweisen.
  • Daten, die über den UVA Sensor oder den UVC Sensor erhalten werden, können als zusätzliche Daten für eine Verbesserung der Genauigkeit bei der Umwandlung von Daten, die durch den UVB Sensor erhalten werden, in UV Daten in der integrierten Ausleseschaltung verwendet werden.
  • Die UV Daten können wenigstens einen UV Mengendaten wird, einen UV Index-Daten wird, Vitamin D Synthesedaten und Sicherheits/Gefahr-Benachrichtigungsdaten umfassen.
  • Die integrierte Ausleseschaltung kann einen Hohlraum aufweisen, der in wenigstens einem Teil eines oberen Bereichs davon, der den UV Sensor nicht überlappt, gebildet ist.
  • In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein tragbarer digitale Assistent eine Energieversorgung, einen Prozessor, einen Speicher und eine Anzeigeeinheit, und umfasst ferner die UV Messeinrichtung wie voranstehend beschrieben, wobei die UV Messeinrichtung durch eine Oberfläche des tragbaren digitalen Assistenten freigelegt ist und UV Daten, die unter Verwendung eines Signals erzeugt werden, welches von der integrierten Ausleseschaltung verarbeitet wird, werden über die Anzeigeeinheit angezeigt.
  • In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Fotodetektor: eine Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips, die ein maximales Ansprechverhalten bei unterschiedlichen Wellenlängen aufzeigen; eine integrierte Ausleseschaltung (ROIC), die Stromwerte bestimmt, die aus der Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips im Ansprechen auf einfallendes Licht, das in die Vielzahl von Halbleiter-Detektionschips eintritt; und eine Speichereinheit, die Wellenlängen-Antwortdaten von jedem der Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips speichert; und eine Verarbeitungseinheit, die die Stromwerte, die von der ROIC bestimmt werden, mit den Wellenlängen-Antwortdaten, die in der Speichereinheit gespeichert sind, vergleicht bzw. anpasst.
  • Die Verarbeitungseinheit kann eine Wellenlänge des einfallenden Lichts durch Vergleichen der Stromwerte, die von der ROIC bestimmt werden, mit den Wellenlängen-Antwortdaten, die in der Speichereinheit gespeichert sind, bestimmen.
  • Der Fotodetektor kann eine Ausgabeeinheit umfassen, die Wellenlängendaten des einfallenden Lichts, bestimmt durch die Verarbeitungseinheit, empfängt und die Wellenlängendaten ausgibt.
  • Der Fotodetektor kann ferner ein Substrat umfassen, auf dem die Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips angebracht ist.
  • Die Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips können in konstanten Intervallen voneinander auf dem Substrat getrennt sein.
  • Die ROIC, die Speichereinheit und die Verarbeitungseinheit können innerhalb des Substrats angeordnet sein.
  • Das Substrat kann ferner eine Ausgabeeinheit umfassen, die Wellenlängendaten des einfallenden Lichts, bestimmt durch die Verarbeitungseinheit, empfängt und die Wellenlängendaten ausgibt.
  • Die ROIC, die Speichereinheit und die Verarbeitungseinheit können außerhalb des Substrats angeordnet sein.
  • Der Fotodetektor kann ferner eine Seitenwand umfassen, die auf dem Substrat angeordnet ist und Seitenflächen der Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips umgibt.
  • Die Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips können erste bis neunte Halbleiter-Fotodetektionschips umfassen, die voneinander getrennt sind, und die ersten bis neunten Halbleiter-Fotodetektionschips können eine Spitzenantwort in Bezug auf Licht der ersten bis neunten Wellenlängen jeweils aufzeigen.
  • Die ersten bis neunten Wellenlängen können sequenziell von der ersten Wellenlänge zu der neunten Wellenlänge um einen konstanten Wert verringert werden.
  • In Übereinstimmung mit noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Fotodetektor: ein Substrat; und eine Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips, die auf dem Substrat angeordnet sind und eine Spitzenantwort bei unterschiedlichen Wellenlängen aufzeigen, wobei das Substrat eine integrierte Ausleseschaltung (ROIC), die Stromwerte bestimmt, die aus der Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips als Antwort auf einfallendes Licht, welches in die Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips eintritt, erzeugt werden, umfassen kann.
  • Der Fotodetektor kann ferner umfassen: eine Speichereinheit, die Wellenlängen-Antwortdaten von jedem der Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips speichert; und eine Verarbeitungseinheit, die die Stromwerte, die von der ROIC bestimmt werden, mit den Wellenlängen-Antwortdaten, die in der Speichereinheit gespeichert sind, vergleicht, wobei die Verarbeitungseinheit eine Wellenlänge des einfallenden Lichts durch Vergleichen der Stromwerte, die von der ROIC bestimmt werden, mit den Wellenlängen-Antwortdaten, die in der Speichereinheit gespeichert sind, bestimmen kann.
  • In Übereinstimmung mit einem noch anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine elektronische Einrichtung einen der voranstehend beschrieben Fotodetektoren.
  • In Übereinstimmung mit noch einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine elektronische Einrichtung vorgesehen, die konfiguriert ist, um eine Wellenlänge von Licht, die in einen Fotodetektor eintritt, zu erfassen, wobei der Fotodetektor umfasst: eine Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips, die eine Spitzenantwort bei unterschiedlichen Wellenlängen aufzeigen; und eine integrierte Ausleseschaltung (ROIC), die Stromwerte bestimmt, die von der Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips als Antwort auf einfallendes Licht, welches auf die Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips einfällt, bestimmt; eine Speichereinheit, die Wellenlängen-Antwortdaten von jedem der Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips speichert; und eine Verarbeitungseinheit, die Stromwerte, die von der ROIC bestimmt werden, mit den Wellenlängen-Antwortdaten, die in der Speichereinheit gespeichert sind, vergleicht.
  • Die Verarbeitungseinheit kann eine Wellenlänge des einfallenden Lichts durch Vergleichen der Stromwerte, die von der ROIC bestimmt werden, mit den Wellenlängen-Antwortdaten, die in der Speichereinheit gespeichert sind, bestimmen.
  • Die elektronische Einrichtung kann ferner eine Ausgabeeinheit umfassen, die Wellenlängendaten des einfallenden Lichts, welche von der Verarbeitungseinheit bestimmt werden, empfängt und die Wellenlängendaten ausgibt.
  • Die elektronische Einrichtung kann ferner eine Anzeigeeinheit umfassen, die Wellenlängendaten anzeigt, die von der Ausgabeeinheit ausgegeben werden.
  • In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein UV-Detektor: ein Gallium-Nitrid-gestütztes UV Erfassungselement mit wenigstens einer Elektrode; eine Silizium (Si) gestützte integrierte Schaltung mit wenigstens einem Pad, welches elektrisch mit der Elektrode verbunden ist, um ein Ausgangssignal von dem UV Detektionselement zu verarbeiten; eine Lichtsperrschicht, die auf einer Seite der integrierten Schaltung gebildet ist und einen fotoreaktiven Bereich der integrierten Schaltung abschirmt; und ein Gehäuse, das die integrierte Schaltung mit dem darauf aufgebrachten UV Erfassungselement aufnimmt und eine Vielzahl von Elektroden umfasst, um so elektrisch mit dem Pad der integrierten Schaltung verbunden sein.
  • In Übereinstimmung beispielhaften Ausführungsformen kann das UV Erfassungselement auf einem Saphir-Substrat zur Isolation von der integrierten Schaltung und gebondet an einer oberen Oberfläche der integrierten Schaltung gebildet sein.
  • In Übereinstimmung mit beispielhaften Ausführungsform kann die Lichtsperrschicht eine Vielzahl von Metallschichten umfassen.
  • Gemäß beispielhaften Ausführungsformen kann die Vielzahl von Metallschichten an verschiedenen Stellen verteilt sein, so dass jede Metallschicht von einer anderen Metallschicht, die auf einer oberen oder unteren Seite davon angeordnet ist, versetzt ist.
  • Einstellungen beispielhaften Ausführungsformen kann die Lichtsperrschicht ferner eine Isolationsschicht, die zwischen den mehreren Metallschichten angeordnet ist, umfassen.
  • Gemäß beispielhaften Ausführungsform kann die Lichtsperrschicht ferner in einem Analog-Digital-Wandler (ADC) Blockbereich, der ein von dem UV Erfassungselement ausgegebenes analoges Signal in ein digitales Signal umwandelt, einem Pad-Peripheriebereich, der elektrisch mit der Elektrode des UV Erfassungselements und den Elektroden des Gehäuses verbunden ist, und einem Abdichtungsbereich, der entlang eines Umfangs der integrierten Schaltung gebildet ist, angeordnet ist.
  • In Übereinstimmung mit beispielhaften Ausführungsformen kann der UV-Detektor ferner ein Massepad zur Verhinderung einer elektrostatischen Entladung, das innerhalb der integrierten Schaltung angeordnet ist, enthalten.
  • Gemäß beispielhafter Ausführungsformen kann das Gehäuse ein Fenster umfassen, welches aus einem transparenten Material gebildet und auf einer Oberfläche davon, auf das UV Erfassungselement hin gerichtet, angeordnet ist.
  • Gemäß beispielhafter Ausführungsformen kann das Fenster aus Quarz gebildet sein.
  • Gemäß beispielhafter Ausführungsformen kann das Gehäuse mit einem Füllstoff gefüllt sein.
  • In Übereinstimmung mit beispielhaften Ausführungsformen kann der Füllstoff aus einem transparenten Silikonmaterial gebildet sein, welches einen Durchgang von UV-Licht dadurch erlaubt.
  • In Übereinstimmung mit noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine UV-Index Berechnungseinrichtung: eine Strahlungssensor, der ein Strahlungssignals über eine Erfassung einer Strahlung erzeugt; einen UV Sensor, der ein UV Signal über eine Detektion von UV-Licht erzeugt; und einen Controller, der den UV Sensor ansteuert und einen UV-Index im Ansprechen auf das von dem UV Sensor gesendete UV Signal, wenn die durch den Strahlungssensor erfasste Strahlung in einer vorgegebene Strahlung oder mehr ist, berechnet.
  • VORTEILHAFTE WIRKUNGEN
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen eine UV Messeinrichtung bereit, die die Messgenauigkeit von UV-Licht in einem breiten Wellenlängenband über eine Anwendung eines UV-Sensors auf Grundlage von Indium-Gallium-Nitrid (InGaN) oder Aluminium-Gallium-Nitrid (AlGaN) anstelle von Silizium (Si) verbessert, und einen tragbaren digitalen Assistenten mit diesem.
  • Insbesondere weist die war UV Messeinrichtung Vorteile bereit, wie eine Prozessvereinfachung und eine Verringerung der Herstellungskosten über eine Ausbildung eines Pakets, in dem der UV-Sensor effektiv mit der integrierten Ausleseschaltung (ROIC) gekoppelt ist.
  • Zusätzlich stellen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung einen universellen Fotodetektor bereit, der unabhängig von Wellenlängen des einfallenden Lichts durch Beseitigung eines Filters und einer Notwendigkeit für eine Auswahl von unterschiedlichen Fotodetektoren in Abhängigkeit von einer Benutzung davon verwendet werden kann. Der universelle Fotodetektor kann auf verschiedene elektronische Einrichtungen angewendet werden.
  • Ferner ist in Übereinstimmung beispielhaften Ausführungsform das UV Erfassungselement an eine integrierte Schaltung gebondet, die innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist, und eine Lichtsperrschicht ist ferner auf der integrierten Schaltung ausgebildet, um zu verhindern, dass die integrierte Schaltung durch Licht beeinträchtigt wird, welches in das UV Erfassungselement eintritt, so dass ein Fotosignal nur als ein Signal, welches von dem UV Erfassungselement verarbeitet wird, ausgegeben werden kann, wodurch eine Erfassungsgenauigkeit verbessert wird.
  • Ferner ist die integrierte Schaltung in Übereinstimmung beispielhaften Ausführungsform mit einem getrennten Masseanschluss (Massepad) für einen Schutz vor elektrostatischen Entladung versehen, um so zu verhindern, dass eine Masseelektrode des UV Erfassungselements direkt mit einer Masselektrode des Gehäuses verbunden ist, wodurch ein Schutz gegenüber einer elektrostatischen Entladung des UV Erfassungselements verbessert wird.
  • Ferner stellen beispielhafte Ausführungsformen eine UV-Index Berechnungseinrichtung bereit, die den UV Index über eine Zusammenwirkung zwischen einem UV-Sensor und einem Strahlungssensor, wenn eine vorgegebene Strahlung oder mehr erfasst wird, selektiv berechnet. Da insbesondere der UV-Sensor in Zusammenwirken mit dem Strahlungssensor betrieben wird, können die Daten in Übereinstimmung mit dem UV Index automatisch einem Benutzer zur Verfügung gestellt werden, ohne ein getrenntes Anwendungsprogramm zu implementieren.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild einer UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
  • 2A und 2B eine perspektivische Ansicht und eine Seitenansicht eines UV-Sensor-Pakets der UV Messeinrichtung, die in 1 gezeigt ist;
  • 3A bis 3C Querschnittsansichten von Beispielen des in 1 gezeigten UV-Sensor Pakets;
  • 4 bis 6 grafische Darstellungen, die UV Index Messergebnisse darstellen, die durch Verwendung von verschiedenen UVA, UVB und UVC Sensoren erhalten werden;
  • 7 bis 9 sind eine perspektivische Ansicht, eine Aufsicht und eine Querschnittsansicht eines Fotodetektors in Übereinstimmung mit beispielhaften Ausführungsformen jeweils der vorliegenden Offenbarung;
  • 10 ein Querschnittsansicht eines Halbleiter-Fotodetektionschips des Fotodetektors in Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
  • 11 eine grafische Darstellung, die eine Wellenlängenantwort von Halbleiter-Fotodetektionschips des Halbleiters in Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt;
  • 12 ein Blockschaltbild eines Fotodetektors in Übereinstimmung mit beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und eine elektronische Einrichtung mit dieser Schicht;
  • 13 ein Flussdiagramm, welches Betriebsvorgänge des Fotodetektors in Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt;
  • 14 eine grafische Darstellung, die ein Beispiel des Betriebs des Fotodetektors in Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt;
  • 15 eine Aufsicht auf einen UV-Detektor in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
  • 16 eine Querschnittsansicht des UV-Detektors in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
  • 17 eine Aufsicht auf ein UV Erfassungselement, angewendet auf den UV-Detektor, in Übereinstimmung der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
  • 18 Querschnittsansicht des UV Erfassungselements, angewendet auf den in 15 gezeigten UV-Detektor;
  • 19 eine Querschnittsansicht eine Lichtsperrschicht einer integrierten Schaltung, die auf den in 5 gezeigten UV-Detektor angewendet ist;
  • 20 ein schematisches Blockschaltbild eines Ansteuersystems einer UV-Index Berechnungseinrichtung in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
  • 21 eine schematische Aufsicht auf eine Sensoreinheit der UV Index Berechnungseinrichtung in Übereinstimmung der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
  • 22 eine Querschnittsansicht der Sensoreinheit der UV-Index Berechnungseinrichtung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
  • 23 ein schematisches Blockschaltbild eines Ansteuersystems einer UV Index Berechnungseinrichtung in Übereinstimmung mit einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 24 eine schematische Aufsicht auf eine Sensoreinheit der UV-Index Berechnungseinrichtung in Übereinstimmung mit einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
  • 25 eine Aufsicht auf ein Smartphone entsprechend zu der UV-Index Berechnungseinrichtung in Übereinstimmung mit verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung; und
  • 26 eine perspektivische Ansicht einer Smart-Armbanduhr (Smart Watch) entsprechend zu der UV-Index Berechnungseinrichtung in Übereinstimmung mit verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die hier offenbarten beispielhaften Ausführungsformen beschränkt und kann unterschiedlichen Ausbildungen implementiert sein. Beschreibungen von Einzelheiten, die Durchschnittsfachleuten in dem technischen Gebiet bekannt sind, werden zur Übersichtlichkeit weggelassen und gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente mit den gleichen oder ähnlichen Funktionen überall in der Beschreibung.
  • Wenn von einem Element ausgesagt wird, dass es „verbunden ist” mit einem anderen Element überall in der Beschreibung, dann ist es direkt mit dem anderen Element verbunden oder kann indirekt damit über zwischenliegende Elemente dazwischen verbunden sein. Die Begriffe „umfasst”, „umfassend”, „schließt ein” und „weist auf” sind einschließend und schließen die Anwesenheit oder die Hinzufügung von Elementen nicht aus, außer wenn dies anders angegeben ist.
  • Es nächstes werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ausführlich unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es sei drauf hingewiesen, dass Zusammensetzungen, Wachstumsverfahren, Wachstumsbedingungen und Dicken von Halbleiterschichten, die nachstehend beschrieben werden, nur zur Illustration vorgesehen sind und den Umfang der offenbarten erfindungsgemäßen Technologien nicht beschränkt. Zum Beispiel kann ein Zusammensetzungsverhältnis von Al und Ga in AlGaN in verschiedener Weise je nach Anforderung verändert werden. Ferner können Halbleiterschichten, die nachstehend beschrieben werden, durch verschiedene Verfahren aufwachsen gelassen werden, die für einen Durchschnittsfachmann in dem technischen Gebiet (nachstehend als „Durchschnittsfachmann in dem technischen Gebiet” bezeichnet) bekannt sind, zum Beispiel durch eine metallorganische chemische Aufdampfung (MOCVD), einer Molekularstrahlepitaxie (MBE) eine hybride Dampfphasenepitaxie (HVPE) und dergleichen. Hierbei werden in den folgenden beispielhaften Ausführungsformen Halbleiterschichten so dargestellt, dass sie in der gleichen Kammer durch ein MOCVD Verfahren aufwachsen gelassen werden und können Quellengase, die in die Kammer zugeführt werden, sind typische Quellengase, die für Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet bekannt und in Abhängigkeit von einem Zusammensetzungsverhältnis gewählt werden, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • 1 ist ein Blockschaltbild UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, und 2A und 2B sind eine perspektivische Ansicht und eine Seitenansicht eines UV-Sensorpakets der UV Messeinrichtung, die jeweils in 1 gezeigt ist.
  • Bezugnehmend auf 1 umfasst die UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform einen UV-Sensor 10, eine integrierte Ausleseschaltung 120, einen Speicher 130 und eine Eingabe/Ausgabeeinheit 140.
  • Der UV-Sensor 110 dient dazu eine UV Komponente nach einem direkten Empfangen von Licht von außen zu erfassen, und kann in einen UVA Sensor, einen UVB Sensor und einen UVC Sensor in Abhängigkeit von Wellenlängen des erfassbaren UV Lichts klassifiziert werden.
  • Der UV Sensor 110 kann durch eine Technik hergestellt werden, die in einem Patent des Anmelders ( koreanische offengelegte Patentanmeldung mit der Nummer 10-2014,086674 (Titel der Erfindung: Fotodetektor-Element), der koreanischen offengelegten Patentveröffentlichung mit der Nummer 10-2014 086617 (Titel der Erfindung: Fotodetektor-Element), der koreanischen offengelegten Patentveröffentlichung mit der Nummer 10-2014-092583 (Titel Erfindung: Fotodetektor-Element), der koreanischen offengelegten Patentveröffentlichung mit der Nummer 10-2014-094080 (Titel der Erfindung: Fotodetektor und Lichterfassungspaket mit diesem) und dergleichen offenbart ist, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • Die integrierte Ausleseschaltung (ROIC) 120 dient dazu UV-Signale zu verarbeiten, welche von dem UV Sensor 110 empfangen wird.
  • Dabei bezieht sich eine integrierte Ausleseschaltung auf eine Schaltung zum Umwandeln eines Eingangssignals in ein digitales Signal, insbesondere ein digitales Signal, welches für eine Bildsignalverarbeitung geeignet ist. Allgemein weist die integrierte Ausleseschaltung Funktionen, wie beispielsweise eine Verstärkungsfunktion, eine Rausch-Entfernungsfunktion und eine Zellenwählfunktion auf, und ist konfiguriert, um einen niedrigen Energieverbrauch, ein geringes Rauschen, eine Linearität, eine Einheit, eine gute Frequenzantwort und dergleichen bereitzustellen.
  • Dementsprechend kann die integrierte Auswahlschaltung 120, die auf die UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen angewendet ist, das von dem UV Sensor 110 erfasste Signal derart verarbeiten, dass das Signal direkt an die Eingabe/Ausgabeeinheit 140 geführt werden kann, so dass Zusatzdaten in verschiedenen Ausbildungen unter Verwendung des Signals erzeugt werden können.
  • In diesem Prozess kann die UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform konfiguriert werden, um einen getrennten Prozessor oder dem Speicher 130 zu verwenden. Ferner kann die UV Messeinrichtung eine Eingabeeinheit 140 umfassen, um einen Benutzer zu ermöglichen gewünschte Daten unter verschiedenen UV Daten zu wählen, die unter Verwendung des UV-Signals, welches durch die integrierte Auswahlschaltung 120 verarbeitet wird, erzeugt werden.
  • Obwohl die Eingabeeinheit und die Ausgabeeinheit als eine einzelne Eingabe/Ausgabeeinheit ein 140 in der beispielhaften Ausführungsform der 1 dargestellt sind, ist dieser Aufwand nicht auf eine Komponente wie eine Bildschirmberührungs-Typ Eingabe/Ausgabe-Einrichtung beschränkt, die konfiguriert ist, um gleichzeitig eine Eingabefunktion und eine Ausgabefunktion bereitzustellen.
  • In der UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform kann der UV Sensor ein UV-Sensor 110 ein Aluminium-Gallium-Nitrid (AlGaN) UVB Sensor sein.
  • Wie voranstehend beschrieben weist das UV Licht eine Wellenlänge von 280 nm bis 320 nm auf, kann vorteilhafte Effekte wie eine Synthese von Vitamin D und dergleichen bereitstellen, wenn eine Person in geeigneter Weise dem UVB Licht ausgesetzt wird, und kann Hautkrebs oder Katarakte erzeugen, wenn eine Person diesem übermäßig ausgesetzt wird. Da ein derartiges UVB Licht des größten Einfluss auf das Menschenleben in einem Zustand von natürlichem Licht bereitstellt, kann die UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit beispielhaften Ausführungsformen UV Betragsdaten (mW/cm3) oder UV Index Daten, die durch eine Umwandlung der UV Daten nach einer direkten Erfassung von UVB Licht erhalten werden, bereitstellen. Ferner kann die UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform auch konfiguriert sein, um Zeitdaten, die für eine Synthese von geeigneten Mengen von Vitamin D unter gegenwärtigen UV-Bedienungen benötigt werden, Warnungen und dergleichen bereitzustellen
  • In der UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit dieser beispielhaften Ausführungsform kann der UVB Sensor 110 an eine obere Oberfläche der integrierten Ausleseschaltung 120 gebondet sein, um einen integrierten Aufbau aufzuweisen, oder um eine Paketstruktur aufzuweisen, die innerhalb eines getrennten Gehäuses (nicht gezeigt) angeordnet ist. In diesem Aufbau kann eine Oberfläche des Gehäuses, die auf den UVB Sensor 110 hin gerichtet ist, d. h., eine Lichteinfallsoberfläche des UV-Sensors 110, mit einem transparenten Fenster versehen sein, dass einen Durchgang von UV-Licht dadurch erlaubt, um Schaltungen innerhalb des Sensors zu schützen.
  • Einzelheiten eines UV-Sensor/ROIC Pakets 100, welches durch Anbinden des UV-Sensors 110 an die integrierte Ausleseschaltung 120 gebildet wird, werden nachstehend ausführlich mit Einzelheiten unter Bezugnahme auf 2 und 2B beschrieben.
  • Zunächst können, bezüglich der 2A, in der UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit dieser beispielhaften Ausführungsform das Paket 100 des UV-Sensors 110 und die integrierte Ausleseschaltung 120 innerhalb des Gehäuses mit einer Vielzahl von darauf gebildeten Elektroden 105 ausgebildet sein.
  • Hierbei kann ein InxGa1-xN (0 < x1) oder AlxGa(1-x)N (0 < x < 1) basiertes Element, das den Sensor 110 bildet, auf einem isolierenden Substrat gebildet sein, wie beispielsweise einem Saphir-Substrat oder einem Siliziumcarbit (SEC) Substrat. Der UV-Sensor 110 kann von der integrierten Ausleseschaltung 120 durch das isolierende Substrat isoliert sein. Demzufolge benötigt die UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit dieser beispielhaften Ausführungsform einen Prozess zum Bilden einer getrennten Isolationsschicht auf eine Bondung des UV-Sensors 110 an der integrierten Ausleseschaltung 120 für eine Ausbildung des UV-Sensor/ROIC Pakets 100 nicht. Zur Referenz kann in der Beschreibung dieser beispielhaften Ausführungsform der UV-Sensor 110 so dargestellt werden, dass er auf dem Saphirsubstrat gebildet ist. Jedoch sei drauf hingewiesen, dass andere Implementierungen auch möglich sein. Alternativ kann der UV-Sensor auch auf irgendeinem typischen isolierenden Substrat gebildet werden, wie beispielsweise einem Saphirsubstrat, einem SiC Substrat und dergleichen.
  • Mit anderen Worten, da der UV-Sensor 110 ein isolierendes Material, wie beispielsweise ein Saphirsubstrat, auf einer unteren Seite davon verwendet, kann der UV-Sensor 110 direkt an die obere Oberfläche der integrierten Ausleseschaltung 120 angebondet werden, ohne eine getrennte Isolationsschicht auszubilden, wodurch eine Prozessvereinfachung erzielt wird, während die Herstellungskosten verringert werden. Insbesondere werden der UV-Sensor 110 und die integrierte Ausleseschaltung 120 individuell hergestellt und sie werden dann aneinander über einen einfachen Bondungsprozess gebondet, wodurch Verluste als Folge einer Erzeugung von Defekten reduziert werden, im Gegensatz zu einem Paket des integralen Typs, das über einen Halbleiterprozess gebildet wird. Andererseits kann die UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform Vorteile wie beispielsweise eine Prozessvereinfachung und eine Verringerung der Herstellungskosten über eine Beseitigung des Prozesses zum Bilden einer Isolationsschicht zum stabilen Bonden zwischen individuellen Elementen bereitstellen. Dabei kann eine Bondung bzw. Anhaftung zwischen dem UV Sensor 110 und der integrierten Ausleseschaltung 120 durch irgendwelche typischen Verfahren erzielt werden. In dieser beispielhaften Ausführungsform kann eine Bondung zwischen dem UV Sensor 110 und der integrierten auswies Schaltung 120 unter Verwendung eines Bondungsmittel, wie beispielsweise einer Silberpaste, die eine elektrische Leitfähigkeit und eine hohe thermische Leitfähigkeit aufzeigt, erreicht werden.
  • Die Oberfläche des Gehäuses, die auf den UV Sensor hin gerichtet ist, kann mit einem transparenten Fenster 115 versehen sein, das eine Durchlässigkeit für UV-Licht dadurch erlaubt. Um somit eine Durchlässigkeit für UV Licht sicherzustellen, während innere Schaltungen des UV-Sensors 110 geschützt werden, kann ein transparentes Fenster 115 aus Quarz gebildet sein oder das Gehäuse kann mit einem Füllstoff 125, wie beispielsweise einem Silikonmaterial, gefüllt sein.
  • Zur Referenz weist der Füllstoff 125, der aus dem Silikonmaterial gebildet ist, einen Nachteil dahingehend auf, dass eine ungenaue Messung als Folge eines Vergilbungsphänomens auf eine Bestrahlung mit intensivem UV-Licht, das den Bereich von natürlichem Licht überschreitet, oder auf eine Belichtung von UVC hin, welches im Wesentlichen in natürlichem Licht nicht vorhanden ist, verursacht wird. Wenn die UV Messeinrichtung nicht auf tägliche Vorräte, die natürlichem Licht ausgesetzt sind, angewendet wird, kann die UV Messeinrichtung mit einem transparenten Fenster 115, welches aus Quarz gebildet ist, versehen werden.
  • Vorzugsweise ist in der UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit dieser beispielhaften Ausführungsform der UV-Sensor 110 ein UVB Sensor. Jedoch sei drauf hingewiesen, dass andere Implementierungen ebenfalls möglich sind. Zum Beispiel kann der UV-Sensor 110 ein UVB Sensor sein, eine Kombination eines UVA Sensors und eines UVB Sensors, eine Kombination eines UVB Sensors und eine UVC Sensors, eine Kombination eines UVA Sensors, eines UVB Sensors und eines UVC Sensors oder dergleichen.
  • 2B zeigt ein Beispiel der UV Messeinrichtung mit der Kombination eines UVA Sensors, eines UVB Sensors und eines UVC Sensors. Bezugnehmend auf 2B umfasst in der UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform das UV-Sensor/ROIC Paket 100 einen UVA Sensor 110A, einen UVB Sensor 110B und einen UVC Sensor 110C, die auf die obere Oberfläche der integrierten Ausleseschaltung 120 gebondet sind, und das Gehäuse mit den Elektroden 105 und dem transparenten Fenster 115.
  • In dieser beispielhaften Ausführungsformen umfasst das InxGa1-xN (0 < x1) oder das AlxGa(1-x)N (0 < x < 1) gestützte Element, das jeden der UV-Sensoren 110A, 110B, 110C bildet, eine Isolationsmaterialschicht 114, wie beispielsweise ein Saphir-Substrat und eine aktive Schicht 112, die auf der Isolationsmaterialschicht 114 gebildet ist. Mit diesem Aufbau können die UV-Sensoren 110A, 110B, 110C direkt an die integrierte Ausleseschaltung 120 unter Verwendung einer derartigen Isolationsmaterialschicht 114 ohne einen Prozess zum Ausbilden einer getrennten Isolationsschicht gebondet werden.
  • Der UVA Sensor 110A dient zum Erfassen von UVA Licht mit einer Wellenlänge von 315 nm bis 400 nm und kann durch einen Fotosensor auf Grundlage von InxGa1-xN (0 < x1) realisiert werden. Zusätzlich dienen der UVB Sensor 110B und der UVC Sensor 110C zum Erfassen von UVB Licht mit einer Wellenlänge von 280 nm bis 315 nm und von UVC Licht mit einer Wellenlänge von 100 nm bis 280 nm, und können durch AlGaN-gestützte Fotosensoren realisiert werden. Hierbei kann das AlGaN Material für den UVB Sensor 110B einen Al Gehalt von ungefähr 20% aufweisen und das AlGaN Material für den UVC Sensor 110C kann einen Al Gehalt von ungefähr 40% aufweisen.
  • Derartige UV-Sensoren 110A, 110B, 110C können durch eine Technik hergestellt werden, die in einem Patent der Anmelderin offenbart ist ( koreanische offengelegtes Patent mit der Veröffentlichungsnummer 10-2014-086674 (Titel der Erfindung: Fotodetektor), der offengelegten koreanischen Patentveröffentlichung mit der Nummer 10-2014-086617 (Titel der Erfindung: Fotodetektor), der koreanischen offengelegten Patentveröffentlichung mit der Nummer 10-2014-092583 (Titel der Erfindung: Fotodetektor), der koreanischen offengelegten Patentveröffentlichung mit der Nummer 10-2014-094080 (Titel der Erfindung: Fotodetektor und Lichterfassungspaket mit diesem) und dergleichen, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • Bezugnehmend auf 2 und 2B sind die Elektroden 105, die auf dem Boden des Gehäuses gebildet sind, elektrisch mit der integrierten Ausleseschaltung 120 verbunden, die ebenfalls mit jedem der Sensoren 110A, 110B, 110C elektrisch verbunden ist. Jedoch sei drauf hingewiesen, dass auch andere Implementierungen möglich sind und eine elektrische Verbindung zwischen Elementen in der UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform durch andere typische Konfigurationen realisiert werden können.
  • Die UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform, die voranstehend beschrieben wurde, kann genaue UV Daten an einem Benutzer auf Grundlage von Erfassungsdaten in Übereinstimmung mit einer Wellenlänge, die von den UV-Sensoren entsprechend zu jeder Wellenlänge erfasst werden, bereitstellen.
  • D. h., im Gegensatz zu einem Silizium-basierten UV-Sensor, stellen die UV-Sensoren der UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform verschiedene Daten mit hoher Genauigkeit bereit, wie beispielsweise UV Mengendaten (mW/cm2), UV Index Daten, UV Ein/Aus-Daten, Vitamin D Synthese-Daten auf Grundlage des UVB Index, Sicherheits-/Gefahren-Benachrichtigungsdaten in Übereinstimmung mit den UVA, UVB und UVC Indices, und dergleichen durch eine individuelle Erfassung von UVA, UVB und UVC.
  • Ferner kann die UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform die Sicherheits-Benachrichtigungsdaten oder die Gefahren-Benachrichtigungsdaten unter Verwendung von UV Daten in Übereinstimmung mit einer Wellenlänge, die durch jeden der entsprechenden UV Sensoren erhalten wird, erzeugen. Demzufolge kann die UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform Zeitdaten für einen Benutzer bereitzustellen, um in einem stabilen Zustand beibehalten zu werden, oder Gefahrendaten, die einen Benutzer darüber warnen, dass der Benutzer in einem unsicheren Zustand ist, indem in verständlicher Weise die UV-Menge und die UV Belichtungszeit in Übereinstimmung mit der Wellenlänge berücksichtigt wird. Insbesondere kann die UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform oder ein tragbarer digitaler Assistent mit diesem mit getrennten Sensoren in Bezug auf zwei oder mehr Wellenlängenbändern versehen werden. Mit diesem Aufbau kann die UV Messeinrichtung konfiguriert werden, um Daten der anderen Sensoren zu verwenden, um eine Genauigkeit der Erfassungsergebnisse, die von jedem der Sensoren bereitgestellt werden, zu verbessern. Dieser Aufbau wird mit näheren Einzelheiten nachstehend unter Bezugnahme auf 4 bis 6 beschrieben.
  • Hierbei können die Sicherheits- oder Gefahren-Benachrichtigungsdaten-Daten in mehrere Stufen klassifiziert und in unterschiedlichen Ausbildungen entsprechend zu den Stufen, zum Beispiel in unterschiedlichen Alarmtönen oder unterschiedlichen Anzeigefarben, angezeigt werden.
  • Zusätzlich sei drauf hingewiesen, dass die UV Daten, die von der UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform bereitgestellt werden, nicht die auf die UV Mengendaten, die UV Index Daten, die Vitamin D Synthesedaten und die Sicherheits-/Gefahren-Benachrichtigungsdaten, die voranstehend beschrieben wurden, beschränkt ist und die UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform kann irgendeine Information bereitstellen, die unter Verwendung der UV Daten, die von jedem der UV-Sensoren erfasst werden, verarbeitet oder erzeugt werden kann.
  • Obwohl die UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform als eine getrennte Einrichtung bereitgestellt werden kann, kann andererseits die UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform auf einem persönlichen digitalen Assistenten, wie beispielsweise einem Smartphone, angebracht sein. Demzufolge können beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung einen persönlichen digitalen Assistenten, der die UV Messeinrichtung in Übereinstimmung der beispielhaften Ausführungsform einschließt, bereitstellen.
  • Insbesondere ist die UV Messeinrichtung auf einer Oberfläche des tragbaren digitalen Assistenten, wie beispielsweise eines Smartphones, angebracht, das eine Stromversorgung, einen Prozessor, einen Speicher und eine Anzeigeeinheit umfasst, so dass das transparente Fenster 115 des UV-Sensorpakets, das die UV Messeinrichtung bildet, belichtet werden kann. Bei diesem Aufbau ermöglicht die UV Messeinrichtung Benutzern den UV-Index in Echtzeit in zweckdienlicher Weise zu messen und verschiedene Daten auf Grundlage des UV-Indexes zu verwenden. In diesem Fall kann die UV Messeinrichtung konfiguriert sein, um eine Ausgabeeinheit oder eine Eingabeeinheit, die auf dem tragbaren digitalen Assistenten vorgesehen ist, anstelle einer getrennten Ausgabeeinheit oder Eingabeeinheit einzuschließen, zu verwenden.
  • Dabei umfasst die UV Messeinrichtung, die auf dem tragbaren digitalen Assistenten in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform angebracht ist, ein Paket, welches durch Bonden des UV-Sensors an die integrierte Ausleseschaltung gebildet ist. Zusätzlich kann der UV-Sensor ein GaN, InGaN oder AlGaN-gestützter Sensor, gebildet auf einem Saphir-Substrat, sein.
  • 3A bis 3C sind Querschnittsansichten von Beispielen des UV-Sensorpakets, das in 1 gezeigt ist.
  • Bezugnehmend auf 3A ist ein Hohlraum 150 in wenigstens einem Teil eines oberen Bereichs der integrierten Ausleseschaltung 120, der nicht mit dem UV Sensor 110 überlappt, gebildet.
  • Mit diesem Aufbau kann das UV-Sensor Paket ein relativ geringes Gewicht und eine kleine Größe durch eine Verringerung in dem Raumvolumen aufweisen.
  • Bezugnehmend auf 3B ist ein Wärmerohr 160 in der integrierten Ausleseschaltung 120 unter dem UV-Sensor 110 angeordnet, wodurch eine effizientere Ableitung von Wärme von dem UV Sensor 110 erlaubt wird.
  • Das Wärmerohr 160 kann aus einem Material mit einer relativ hohen thermischen Leitfähigkeit gebildet sein. Ferner kann das Wärmerohr 160 in Übereinstimmung mit dieser beispielhaften Ausführungsform auch irgendein höchst thermisch leitendes Material umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein. Andererseits zeigt 3C ein Beispiel des UV-Pakets, bei dem der UV-Sensor 110 von der integrierten Ausleseschaltung 120 getrennt ist oder eine Seitenfläche davon kontaktiert, während eine elektrische Verbindung dazwischen aufrechterhalten wird, ohne an die obere Seite davon gebondet zu sein.
  • Ohne eine getrennte Komponente wie das Wärmerohr, wie in 3A gezeigt, ermöglicht das UV-Sensor Paket in diesem Beispiel eine Ableitung von Wärme durch ein Modul, wodurch ein Problem verhindert wird, dass durch eine Wärmeerzeugung hervorgerufen wird, während die Höhe davon reduziert wird.
  • 4 bis 6 sind grafische Darstellungen, die UV Index Messergebnisse darstellen, die unter Verwendung von verschiedenen UVA, UVB und UVC Sensoren erhalten werden, bei denen UV Licht unter Verwendung von unterschiedlichen UV-Sensoren A, B, C, D in Übereinstimmung mit der UV Wellenlänge erfasst wird.
  • Zum Beispiel lässt sich aus 3 bis 5 bestätigen, dass dann, wenn UVB mit einer höheren Energie als UVA das UV Sensorpaket betritt, sowohl der UVB Sensor als auch der UV-A Sensor gleichzeitig aktiviert werden, und dann, wenn UVC in das UV-Sensor Paket eintritt, nicht nur der UVC Sensor, sondern auch die UVA und UVB Sensoren aktiviert werden. Demzufolge kann mit derartigen UV Erfassungscharakteristiken die UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform genauere UV Detektionsdaten bereitstellen.
  • D. h., nicht nur das Erfassungsergebnis des UV Sensors, sondern auch die Erfassungsergebnisse der UVB und UVC Sensoren können in verständlicher Weise verwendet werden, um eine genauere Berechnung des Betrags von UVB durch Digitalisierung und Speicherung des Grads einer Aktivierung von jedem der UV Sensoren in einer Datenbank zu erreichen. Um ferner eine genauere Berechnung der Menge von UVB zu erreichen, können in verständlicher Weise nicht nur das Erfassungsergebnis des UVB Sensors, sondern auch das Erfassungsergebnis des UVC Sensors verwendet werden.
  • Alternativ können die Erfassungsergebnisse der UVA und UVB Sensoren verwendet werden, um eine genauere Berechnung des Betrags von UVB zu erhalten, oder die Erfassungsergebnisse der UVA, UVB und UVC Sensoren können verwendet werden, um den Betrag von UVC zu berechnen.
  • Mit anderen Worten, da der UVA Index, der auf dem UVA Sensor angezeigt wird, Werte bezüglich von UVB und UVC Komponenten umfasst, kann ein genauerer UVA Index durch eine Korrektur in Abhängigkeit von den Charakteristiken der UV-Sensoren erhalten werden. Im Gegensatz dazu, da UVC von sämtlichen UVA, UVB und UVC Sensoren erfasst wird, kann ein genauerer UVC Index durch eine numerische Korrektur in Abhängigkeit von den Charakteristiken von jedem der Sensoren erhalten werden
  • Alternativ die Berechnungsergebnisse sich sogar unter den gleichen Bedingungen in Abhängigkeit von einem Hersteller und den Betriebseigenschaften der UV-Sensoren unterscheiden, wie in 4 bis 6 gezeigt, kann ein Korrekturparameter entsprechend zu dem Betriebsverhalten von jedem UV-Sensor vorgegeben sein.
  • Wenn zur Referenz eine Kombination des UV-Sensors und des UVB Sensors 2 verwendet wird, kann eine genauere Berechnung der Beträge von UVA und UVB durch eine Korrektur der Erfassungsergebnisse von diesen UV-Sensoren erhalten werden.
  • Wie voranstehend beschrieben kann die UV Messeinrichtung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform eine direkte und genaue Erfassung einer UV-Menge in Übereinstimmung mit einer Wellenlänge durch eine Anwendung der InxGa1-xN (0 < x1) oder AlxG(1-x)N (0 < x < 1) UV-Sensoren sicherstellen. Ferner werden in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform derartige UV-Sensoren an die integrierte Ausleseschaltung (ROIC) gebondet, um ein Paket zu bilden, wodurch vorteilhafte Effekte wie eine Prozessvereinfachung und eine Verringerung in den Herstellungskosten bereitgestellt werden. Ferner kann eine Bondung zwischen den UV-Sensoren und der integrierten Ausleseschaltung unter Verwendung eines Bondungsmittels, wie beispielsweise einer Silberpaste, die eine elektrische Leitfähigkeit und eine hohe thermische Leitfähigkeit aufzeigt, erreicht werden.
  • 7 bis 9 sind eine perspektivische Ansicht, eine Aufsicht und eine Querschnittsansicht eines Fotodetektors in Übereinstimmung mit beispielhaften Ausführungsformen jeweils der vorliegenden Offenbarung. 10 ist eine Querschnittsansicht eines Halbleiter-Fotodetektionschips des Fotodetektors in Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. 11 ist eine grafische Darstellung, die eine Wellenlängenantwort von Halbleiter-Fotodetektionschips des Fotodetektors in Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • Bezugnehmend auf 7 bis 9 umfasst ein Fotodetektor 200 eine Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209. Zusätzlich kann der Fotodetektor 200 ein Substrat 310, eine Seitenwand 320 und eine Abdeckung 330 umfassen. Der Fotodetektor 200 kann auch eine integrierte Ausleseschaltung (ROIC) umfassen und kann ferner eine (nicht gezeigte) Verarbeitungseinheit, eine (nicht gezeigte) Speichereinheit und eine (nicht gezeigte) Ausgabeeinheit umfassen.
  • Das Substrat 310 kann ein isolierendes Substrat oder ein leitendes Substrat sein und kann ein leitendes Muster umfassen. Das Substrat 310 kann aus irgendwelchen Substraten gewählt werden, die die Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209 halten können. Zum Beispiel kann das Substrat 310 eine gedruckte Schaltungsplatine PCB mit einem darauf gebildeten leitenden Muster sein. Dabei kann die Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips 201–207 elektrisch mit dem leitenden Muster auf der gedruckten Schaltungsplatine durch eine Verdrahtung 340 elektrisch verbunden sein. Zusätzlich kann das Substrat 310 Anschlüsse (nicht gezeigt) umfassen, über die der Fotodetektor 200 mit der Außenseite verbunden sein. Diese Anschlüsse können auf einer Seitenfläche oder einer unteren Oberfläche des Substrats 310 angeordnet sein.
  • Das Substrat 310 kann mit der integrierten Ausleseschaltung (ROIC) versehen sein oder kann ferner mit der Verarbeitungseinheit (nicht gezeigt), der Speichereinheit (nicht gezeigt) und der Ausgabeeinheit (nicht gezeigt) versehen sein. Die ROIC kann mit der der Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209 elektrisch verbunden sein. Die ROIC, die Verarbeitungseinheit, die Speichereinheit und die Ausgabeeinheit können innerhalb des Substrats 310 angeordnet sein oder können auf wenigstens einer Oberfläche des Substrats 310 angeordnet sein. Zum Beispiel kann die Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209 auf einer oberen Oberfläche des Substrats 310 angeordnet sein, und die ROIC, die Verarbeitungseinheit, die Speichereinheit und die Ausgabeeinheit können auf einer unteren Oberfläche des Substrats 310 angeordnet sein. Jedoch sei drauf hingewiesen, dass auch andere Implementierungen möglich sind.
  • In den verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen kann wenigstens die ROIC und/oder die Verarbeitungseinheit und/oder die Speichereinheit und/oder die Ausgabeeinheit außerhalb des Substrats 310 angeordnet sein. In einem Beispiel sind die Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209 auf dem Substrat 310 derart angeordnet, dass sie zu dem Substrat 310 elektrisch verbunden sind, und die ROIC, die Verarbeitungseinheit, die Speichereinheit und die Ausgabeeinheit können auf einem getrennten Substrat (nicht gezeigt) außerhalb des Substrats 310 angebracht sein, wie in 7 bis 9 gezeigt. Dabei kann wenigstens die ROIC und/oder die Verarbeitungseinheit und/oder die Speichereinheit und/oder die Ausgabeeinheit elektrisch mit dem Substrat 310 verbunden sein, welches ebenfalls mit dem getrennten Substrat elektrisch verbunden sein kann. In einem anderen Beispiel ist die ROIC an dem Substrat 310 vorgesehen, und die Verarbeitungseinheit, die Speichereinheit und die Ausgabeeinheit können auf einem getrennten Substrat außerhalb des Substrats 310 angebracht sein. An sich können verschiedene Modifikationen durchgeführt werden.
  • Einzelheiten der ROIC, der Verarbeitungseinheit, der Speichereinheit und der Ausgabeeinheit werden nachstehend beschrieben.
  • Die Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209 umfasst wenigstens zwei Halbleiter-Fotodetektionschips und kann auf dem Substrat 310 angeordnet sein. In dieser beispielhaften Ausführungsform kann die Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209 einen ersten Fotodetektionschip 201, einen zweiten Fotodetektionschip 202, einen dritten Fotodetektionschip 203, einen vierten Fotodetektionschip 204, einen fünften Fotodetektionschip 205, einen sechsten Fotodetektionschip 206, einen siebte Fotodetektionschips 207, einen achten Fotodetektionschip 208 und einen neunten Fotodetektionschip 209 umfassen. Dabei sei darauf hingewiesen, dass auch andere Implementierungen möglich sind und die Anzahl von Fotodetektionschips in vielerlei Weise verändert werden kann.
  • Jeder der Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209 kann in verschiedenen Formen bzw. Ausbildungen hergestellt werden, zum Beispiel als Halbleiter-Fotodetektionschip mit einem Schottky-Übergang. 10 ist eine Querschnittsansicht eines Halbleiter-Fotodetektionschips in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Bezugnehmend auf 10 umfasst wenigstens einer der Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209 eine Basisschicht 230, eine Lichtabsorptionsschicht 250 und eine Schottky Übergangs-Schicht 62. Ferner kann der wenigstens eine Halbleiter-Fotodetektionschip 201–209 ein Substrat 210, eine Pufferschicht 220, eine Sperrschicht 240 für geringen Strom, eine erste Elektrode 271 und eine zweite Elektrode 273 umfassen.
  • Das Substrat 210 ist auf einer unteren Seite des Halbleiterfotodetektionschips angeordnet und kann ein Wachstumssubstrat sein, welches ein Wachstum von Halbleiterschichten darauf erlaubt. Zum Beispiel kann das Substrat 210 ein Saphir-Substrat, ein SiC Substrat, ein ZnO Substrat und ein Nitrid-gestütztes Substrat, wie beispielsweise ein GaN Substrat oder ein AlN Substrat, umfassen. In dieser beispielhaften Ausführungsform kann das Substrat 310 ein Saphir-Substrat sein. Alternativ kann das Substrat 210 weggelassen werden.
  • Die Basisschicht 230 kann auf dem Substrat 110 angeordnet sein. Die Basisschicht 230 kann eine Nitrid-gestützte Halbleiterschicht wie beispielsweise (RAL, INN, GA) & sein, und kann zum Beispiel eine GAL Schicht umfassen. Die Basisschicht 230 kann nicht dotiert oder kann mit n-Typ Dotierstoffen, zum Beispiel Si, dotiert sein. Da der Nitrid-gestützte Halbleiter n-Typ Charakteristiken in einem nicht dotierten Zustand aufzeigen kann, kann eine Dotierung der Basisschicht je nach Anforderung bestimmt werden. Wenn die Basisschicht 230 mit einem n-Typ Dotierstoff einschließlich von Si dotiert wird, dann kann die Basisschicht 230 eine Si Dotierstoff-Konzentration von 1 × 108 oder weniger aufweisen. Die Basisschicht 230 kann eine Dicke von ungefähr 2 μm aufweisen.
  • Die Pufferschicht 220 kann zwischen der Basisschicht 230 und dem Substrat 210 angeordnet sein. Die Pufferschicht 220 kann ein ähnliches Material wie dasjenige der Basisschicht 230 umfassen, zum Beispiel eine GaN Schicht. Die Pufferschicht 220 kann eine Dicke von ungefähr 25 nm aufweisen und kann bei einer geringeren Temperatur (zum Beispiel 500°C bis 600°C) als die Basisschicht 230 aufwachsen gelassen werden. Die Pufferschicht 220 dient zur Verbesserung der Kristallinität der Basisschicht 230, wodurch optische und elektrische Eigenschaften der Basisschicht 230 verbessert werden. Wenn das Substrat 210 zusätzlich ein heterogenes Substrat ist, wie beispielsweise ein Saphir-Substrat, dann wirkt die Pufferschicht 220 als eine Keimschicht für ein Wachstum der Basisschicht 230.
  • Zusätzlich kann jede der der Pufferschicht 220 und der Basisschicht 230 aus einer einzelnen Schicht oder mehreren Schichten gebildet sein. Die Basisschicht 230 kann GaN Schichten, die unter unterschiedlichen Prozessbedingungen aufwachsen gelassen werden, zum Beispiel bei unterschiedlichen Wachstumstemperaturen, Wachstumsdrucken und Quellenströmungen. Demzufolge kann die Basisschicht 230 eine n-Typ Dotierstoff-Konzentration, die sich in einer Wachstumsrichtung verändert, aufweisen. Wenn ferner die Basisschicht 230 einen ternären Nitrid-Halbleiter, wie beispielsweise AlGaN, InGaN und dergleichen, oder einen quaternären Nitrid-Halbleiter, wie beispielsweise AlInGaN, umfasst, dann können Nitrid-Halbleiterschichten mit unterschiedlichen Zusammensetzungsverhältnissen ausgebildet werden. Zum Beispiel kann die Basisschicht 230 wenigstens eine μ-GaN Schicht und wenigstens eine n-GaN Schicht, gebildet auf der μ-GaN Schicht, umfassen. Alternativ kann die Basisschicht 230 eine Vielzahl von μ-GaN Schichten und eine Vielzahl von n-GaN Schichten umfassen, wobei die μ-GaN Schichten und die n-GaN Schichten bei unterschiedlichen Bedingungen aufwachsen gelassen werden.
  • Die Sperrschicht 240 für geringen Strom ist auf der Basisschicht 230 angeordnet und kann einen Mehrschicht-Aufbau umfassen. Der Mehrschicht-Aufbau kann eine binäre bis quaternäre Halbleiterschicht einschließlich von (Al, In, Ga)N umfassen und kann einen Aufbau aufweisen, bei dem wenigstens zwei Nitrid-Schichten mit unterschiedlichen Zusammensetzungsverhältnissen wiederholt aufeinander aufgestapelt werden. Bei diesem Mehrschicht-Aufbau kann jede der Nitrid-Schichten eine Dicke von 5 nm bis 10 nm aufweisen. Zusätzlich kann der Mehrschicht-Aufbau einen Aufbau aufweisen, bei dem 3–10 Paare von Nitrid-Schichten mit unterschiedlichen Zusammensetzungsverhältnissen aufgestapelt sind.
  • Nitrid-Halbleiterschichten, die in dem Mehrschicht-Aufbau aufgestapelt werden sollen, können in Übereinstimmung mit der Zusammensetzung einer Nitrid-Schlicht der Lichtabsorptionsschicht 250 bestimmt werden. Wenn zum Beispiel die Lichtabsorptionsschicht 250 eine AlGaN Schicht umfasst, dann kann der Mehrschicht-Aufbau einen wiederholt aufgestapelten Aufbau aus AlN/AlGaN Schichten oder AlGaN/AlGaN Schichten aufweisen. Wenn die Lichtabsorptionsschicht 250 eine InGaN Schicht umfasst, dann kann der Mehrschicht-Aufbau einen wiederholt aufgestapelten Aufbau von InGaN/InGaN Schichten, GaN/InGaN Schichten oder AlInGaN/AlInGaN Schichten aufweisen, und wenn die Lichtabsorptionsschicht 250 eine GaN Schicht umfasst, dann kann der Mehrschicht-Aufbau einen wiederholt aufgestapelten Aufbau aus GaN/InGaN Schichten, InGaN/InGaN Schichten oder GaN/GaN Schichten aufweisen.
  • Zusätzlich kann die Sperrschicht 240 für niedrigem Strom einen Mehrschicht-Aufbau aufweisen, bei dem eine Bandabstandsenergie an einem Übergang zwischen Schichten des Mehrschicht-Aufbaus größer als an anderen Abschnitten davon sein kann. Der Mehrschicht-Aufbau von Nitrid-Schichten mit unterschiedlichen Zusammensetzungsverhältnissen können dadurch bereitgestellt werden, dass die Nitrid-Schichten bei unterschiedlichen Drucken aufwachsen gelassen werden. Wenn zum Beispiel der Mehrschicht-Aufbau einen wiederholt aufgestapelten Aufbau aus AlxGa(1-x)N Schichten und AlyGa(1-y)N Schichten aufweist, dann kann jede der AlxGa(1-x)N Schichten bei einem Druck von ungefähr 100 Torr aufwachsen gelassen werden, und jede der AlyGa(1-y)N Schichten kann bei einem Druck von ungefähr 400 Torr aufwachsen gelassen werden. Unter den gleichen Wachstumsbedingungen ausschließlich des Drucks, können die AlxGa(1-x)N Schichten, die bei einem niedrigeren Druck aufwachsen gelassen werden, einen höheren Al Gehalt als die AlyGa(1-y)N Schichten, die bei einem höheren Druck aufwachsen gelassen werden, aufweisen.
  • An sich können die Nitrid-Schichten, die bei unterschiedlichen Drucken aufwachsen gelassen werden, unterschiedliche Wachstumsraten als Folge einer Differenz zwischen den Wachstumsdrucken aufweisen. Da die Nitrid-Schichten unterschiedliche Wachstumsraten aufweisen, ist es möglich, eine Ausbreitung von Fehlstellen in dem Wachstumsprozess abzublocken und einen Ausbreitungspfad der Fehlstellen zu verändern, wodurch eine Fehlstellungsdichte von anderen Halbleiterschichten, die in einem nachfolgenden Prozess aufwachsen gelassen werden, verringert wird. Wenn ferner die Zusammensetzungsverhältnisse der Schichten, die wiederholt aufgestapelt sind, sich voneinander unterscheiden, kann eine mechanische Spannung als Folge einer Differenz in der Gitterkonstante gelöst werden, wodurch eine Kristallinität von anderen Halbleiterschichten, die in dem nachfolgenden Prozess aufwachsen gelassen werden, verbessert wird, während eine Beschädigung der Halbleiterschichten verhindert wird, wie beispielsweise von Sprüngen (Cracks). Insbesondere dann, wenn eine AlGaN Schicht mit einem Al Gehalt von 15% oder mehr auf der Sperrschicht 240 für niedrigem Strom aufwachsen gelassen wird, kann effektiv verhindert werden, dass die AlGaN Schicht eine Erzeugung von Cracks darin erfährt, was auf eine Ausbildung der AlGaN Schicht auf einer AlN Schicht oder einer GaN Schicht in dem verwandten Sachstand auftreten kann. In Übereinstimmung mit dieser beispielhaften Ausführungsform wird die Sperrschicht 240 für niedrigem Strom, die den Mehrschicht-Aufbau einschließt, unter der Lichtabsorptionsschicht 250 gebildet, wodurch eine gute Kristallinität für die Lichtabsorptionsschicht 250 bereitgestellt wird, während eine Erzeugung von Sprüngen in der Lichtabsorptionsschicht 250 verhindert wird. Wenn die Lichtabsorptionsschicht 250 eine gute Kristallinität aufweist, kann ein Quantenwirkungsgrad des Fotodetektionschips (wenigstens einer von 201 bis 209) verbessert werden.
  • Die Sperrschicht 240 für niedrigem Strom kann eine höhere Defektdichte als die Lichtabsorptionsschicht 250 aufweisen. Die Defektdichte der Sperrschicht 240 für geringen Strom kann durch Steuern der Wachstumsbedingungen der Sperrschicht 240 für niedrigen Strom bestimmt werden. Zum Beispiel kann die Sperrschicht 240 für geringen Strom einschließlich eines Nitrid-Halbleiters mit einer relativ hohen Defektdichte bereitgestellt werden, indem die Sperrschicht 240 für niedrigen Strom bei einer niedrigeren Temperatur als die Basisschicht 230 aufwachsen gelassen wird oder indem die Wachstumsdruckbedingungen verändert werden. Defekte in der Sperrschicht 240 für niedrigem Strom können verhindern, dass ein winziger Strom von der Lichtabsorptionsschicht 250 zu der Basisschicht 230 über die Sperrschicht 240 für niedrigen Strom fließt. D. h., Elektronen, die einen winzigen Strom erzeugen, werden durch die Defekte in der Sperrschicht 240 für niedrigen Strom eingefangen, wodurch verhindert wird, dass der Fotodetektionschip (wenigstens einer von 201–209) durch einen derartigen winzigen Strom beeinträchtigt wird. Infolgedessen kann der Fotodetektionschip (wenigstens einer von 201 bis 209) einen hohen Detektions-Wirkungsgrad aufweisen.
  • Die Lichtabsorptionsschicht 250 kann unter der Sperrschicht 240 für niedrigen Strom platziert werden. Die Lichtabsorptionsschicht 250 kann eine Nitrid-Halbleiterschicht, zum Beispiel wenigstens eine GaL Schicht und/oder eine InGaN Schicht, eine AlInGaN Schicht und eine AlGaN-Schicht, umfassen. Da der Energiebandabstand in Übereinstimmung mit dem Typ von Gruppe III Element, das in der Nitrid-Halbleiterschicht enthalten ist, bestimmt wird, kann das Nitrid-Halbleitermaterial der Lichtabsorptionsschicht 52 durch Berücksichtigung der Wellenlänge von Licht, die von wenigstens einem der Fotodetektionschips 201–209 erfasst werden soll, bestimmt werden. Zum Beispiel kann wenigstens einer der Fotodetektionschips 201–209, der zum Erfassen von UV-Licht in dem UVA Bereich konfiguriert ist, die Lichtabsorptionsschicht 250 mit einer GaN Schicht oder eine InGaN Schicht umfassen, wenigstens einer der Fotodetektionschips 201 bis 209, die zum Erfassen von UV-Licht in dem UVB Bereich konfiguriert sind, können die Lichtabsorptionsschicht 250 mit einer AlGaN Schicht, die einen Al Gehalt von 28% oder weniger aufweist, umfassen und wenigstens einer der Fotodetektionschips 201–209, die konfiguriert sind, um UV-Licht in dem UVC Bereich zu erfassen, kann die Lichtabsorptionsschicht 250 mit einer AlGaN Schicht, die einen Al Gehalt von 28% bis 50% aufweist, umfassen. Jedoch sei drauf hingewiesen, dass andere Implementierungen ebenfalls möglich sind.
  • Die Lichtabsorptionsschicht 250 kann eine Dicke von ungefähr 0,1 μm bis 0,5 μm aufweisen und kann auf eine Dicke von 0,1 μm oder mehr ausgebildet sein, um einen Lichtdetektion-Wirkungsgrad zu verbessern. Da die Lichtabsorptionsschicht 250 allgemein auf einer AlN Schicht oder einer GaN Schicht gebildet ist, neigt die Lichtabsorptionsschicht 250 mit einer AlGaN Schicht, die einen Al Gehalt von 15% aufweist und auf eine Dicke von 0,1 μm oder mehr aufwachsen gelassen ist, mehr zu einer nachteiligen Sprungbildung. Demzufolge wird die Lichtabsorptionsschicht 250 auf eine Dicke von 0,1 μm oder weniger ausgebildet, wodurch eine geringe Herstellungsausbeute und ein niedriger Lichtdetektions-Wirkungsgrad bereitgestellt wird. Im Gegensatz dazu, in Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, da die Lichtabsorptionsschicht 250 auf der Sperrschicht 240 für niedrigen Strom einschließlich des Mehrschichtaufbaus gebildet ist, kann die Lichtabsorptionsschicht 250 auf eine Dicke von 0,1 μm oder mehr ausgebildet werden, ohne die nachteilige Erzeugung von Sprüngen darin. Demzufolge weist der Fotodetektionschip (wenigstens einer von 201–209) in Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen einen hohen Detektions-Wirkungsgrad auf.
  • Die Schottky Übergangsschicht 260 ist auf der Lichtabsorptionsschicht 250 angebracht. Die Schottky Übergangsschicht 260 und die Lichtabsorptionsschicht 250 können einen Schottky Kontakt miteinander bilden, und die Schottky Übergangsschicht 260 kann wenigstens eines von Indiumzinnoxid (ITO), Ni, Co, Pt, W, Ti, Pd, Ru, Cr und Au umfassen. Die Schottky Übergangsschicht 260 kann eine Dicke aufweisen, die in Abhängigkeit von der Lichttransmission und den Schottky Eigenschaften davon bestimmt wird, zum Beispiel einer Dicke von 10 nm oder weniger.
  • Wenigstens einer der Fotodetektionschips 201–209 kann ferner eine Kappenschicht (nicht gezeigt) umfassen, die zwischen der Schottky Übergangsschicht 260 und der Lichtabsorptionsschicht 250 angeordnet ist. Die Kappenschicht kann eine p-Typ Nitrid-Halbleiterschicht, dotiert mit p-Typ Dotierstoffen wie Mg, sein. Die Kappenschicht kann eine Dicke von 100 nm oder weniger, vorzugsweise 5 nm oder weniger aufweisen. Die Kappenschicht kann die Schottky Charakteristiken der Fotodetektionschips verbessern.
  • Wenigstens einer der Fotodetektionschips 201–209 kann einen freigelegten Oberflächenbereich der Basisschicht 230 umfassen der durch teilweises Entfernen der Lichtabsorptionsschicht 250 und der Sperrschicht 240 für niedrigen Strom gebildet wird. Eine zweite Elektrode 273 kann auf dem freigelegten Bereich der Basisschicht 230 angeordnet werden und eine erste Elektrode 271 kann auf der Schottky Übergangsschicht 260 angeordnet sein.
  • Die erste Elektrode 271 kann ein Metall umfassen und kann aus mehreren Schichten gebildet sein. Zum Beispiel kann die erste Elektrode 271 einen aufgestapelten Aufbau aus Ni und Au Schichten umfassen. Die zweite Elektrode 273 kann einen Ohm'schen Kontakt mit der Basisschicht 230 eingehen und kann aus mehreren Schichten, einschließlich eines Metalls, gebildet sein. Zum Beispiel kann die zweite Elektrode 273 einen aufgestapelten Aufbau aus Cr, Ni und AU Schichten umfassen. Jedoch sei drauf hingewiesen, dass auch andere Implementierungen möglich sind. Insbesondere kann die erste Elektrode 271 und die zweite Elektrode 273 einen Aufbau aufweisen, der der erste Elektrode 271 und der zweiten Elektrode 273 erlaubt elektrisch mit der Schottky Übergangsschicht 260 bzw. der Basisschicht 230 elektrisch verbunden zu sein.
  • Bezugnehmend wiederum auf 7 bis 9 kann jeder der Halbleiter-Fotodetektionschips eine Spitzenantwort bei unterschiedlichen Wellenlängen aufzeigen. Zum Beispiel kann jeder der ersten bis neunten Fotodetektionschips 201–209 Wellenlängen-Antwortdaten aufweisen, wie in 11 gezeigt. D. h., der erste Fotodetektionschip 201 zeigt eine Spitzenantwort bei einer relativ langen Wellenlänge und der neunte Fotodetektionschip 209 zeigt eine Spitzenantwort bei einer relativ kurzen Wellenlänge. Ferner können die ersten bis neunten Fotodetektionschips 201–209 eine Spitzenantwort in Bezug auf Licht mit einer ersten bis neunten Wellenlänge W1 bis W9 aufzeigen. Dabei werden die ersten bis neunten Wellenlängen W1 bis W9 sequenziell von der ersten Wellenlänge W1 auf die neunte Wellenlänge W9 um einen im wesentlichen konstanten Wert verringert. Demzufolge kann der Fotodetektor in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform im wesentlichen gleichförmige Lichtdetektionscharakteristiken in einem breiten Wellenlängenband aufzeigen.
  • Ferner können die ersten bis neunten Fotodetektionschips 201–209 bei konstanten Intervallen voneinander getrennt sein und können in einem regelmäßigen Muster angeordnet sein. Zum Beispiel wie in 1 und 2 gezeigt, können die ersten bis neunten Fotodetektionschips 201–209 in einer 3 × 3 Matrix angeordnet sein, um durch konstante Intervalle voneinander getrennt zu sein. Demzufolge können die ersten bis neunten Fotodetektionschips 201–209 im wesentlichen gleichförmig Licht empfangen, wodurch der Fotodetektor 200 im wesentlichen gleichförmige Lichtdetektionscharakteristiken aufzeigen kann.
  • Die Seitenwand 320 kann auf dem Substrat 310 platziert sein und die Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209 umgeben. Somit kann ein Hohlraum 225 in einem Raum definiert werden, der von der Seitenwand 320 umgeben wird, und die Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209 können innerhalb des Hohlraums 225 angeordnet werden. Die Seitenwand 320 dient dazu, die Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209 zu schützen, während ein einfallendes Licht in Richtung auf die Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209 geführt wird. Somit kann die Seitenwand 320 Lichtreflexions- oder Transmissions-Eigenschaften aufweisen. Die Seitenwand 320 kann aus verschiedenen polymerischen, keramischen oder metallischen Materialen gebildet sein.
  • Die Abdeckung 330 wird von einem Endabschnitt 321 der Seitenwand 320 gehalten, um über der Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209 platziert zu werden. Die Abdeckung 330 kann von der Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209 getrennt sein und den Hohlraum 225 abdecken, um die Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209 zu schützen. Die Abdeckung 330 kann Lichttransmissionseigenschaften aufweisen, so dass Licht dadurch treten kann. Die Abdeckung 330 kann aus beispielsweise einem lichttransmittierenden Polymer, einem lichttransmittierenden Keramikmaterial oder einem lichttransmittierenden Glas gebildet sein.
  • Als nächstes wird der Fotodetektor 200 in Übereinstimmung mit verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen, ein Betrieb des Fotodetektors 201 und eine elektronische Einrichtung mit dem Fotodetektor 200 unter Bezugnahme auf 12 und 13 beschrieben. 12 ist ein Blockschaltbild eines Fotodetektors in Übereinstimmung mit beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und einer elektronischen Einrichtung mit diesem, und 13 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb des Fotodetektors in Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • Bezugnehmend auf 12 kann in Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen ein Fotodetektor 200 eine Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209 und eine integrierte Ausleseschaltung (ROIC) 352 umfassen und kann ferner eine Verarbeitungseinheit 351, eine Speichereinheit 353 und eine Ausgabeeinheit 354 umfassen. Vor Fotodetektor 200 kann ferner ein Substrat 310 umfassen und die ROIC 352 kann an dem Substrat 310 vorgesehen sein. Das Substrat 310 kann ferner wenigstens die Verarbeitungseinheit 351 und/oder Speichereinheit 351 und/oder die Ausgabeeinheit 354 umfassen.
  • Zusätzlich können beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eine elektronische Einrichtung, die den Fotodetektor 200 enthält, bereitstellen. Die elektronische Einrichtung kann ferner eine Anzeigeeinheit 360 umfassen, die Daten des einfallenden Lichts, das von dem Fotodetektor 200 ausgegeben wird, anzeigt.
  • Zunächst kann die Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209 wenigstens zwei Halbleiter-Fotodetektionschips umfassen, zum Beispiel erste bis neunte Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209, wie in 7 bis 11 beschrieben.
  • Die ROIC 352 kann elektrisch mit der Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209 verbunden sein und kann Stromwerte bestimmen, die von der Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209 erzeugt werden. Dabei kann die ROIC 352 individuell den Stromwerte bestimmen, der von jedem der Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209 erzeugt wird. Wenn zum Beispiel elektrischer Strom von den ersten bis vierten Halbleiter-Fotodetektionschips 201, 202, 203, 204 im Ansprechen auf einfallendes Licht erzeugt wird, dann kann die ROIC 352 individuell den elektrischen Strom bestimmen, der von jedem der ersten bis vierten Halbleiter-Fotodetektionschips 201, 202, 203, 204 erzeugt wird. Wie voranstehend beschrieben kann die ROIC 352 innerhalb oder außerhalb des Substrats 310 angeordnet sein.
  • Die Speichereinheit 353 kann Wellenlängen-Antwortdaten von jedem der Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209 umfassen. Zum Beispiel kann die Speichereinheit 353 Daten speichern, die einem Wellenlängen-Antwortgrad entsprechen, wie in 5 gezeigt. Somit kann die Speichereinheit 353 Wellenlängendaten von einfallenden Licht in Übereinstimmung mit einem elektrischen Strom (Antwort) bereitstellen, der von jedem der Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209 erzeugt wird. Die Speichereinheit 353 kann irgendein Medium sein, welches in der Lage ist Daten zu speichern, und zwar ohne Einschränkung, und sie kann zum Beispiel eine Halbleiter-Speichereinrichtung umfassen. Wie voranstehend beschrieben kann die Speichereinheit 353 innerhalb oder außerhalb des Substrats 310 angeordnet sein.
  • Die Verarbeitungseinheit 351 kann mit der ROIC 352 und der Speichereinheit 353 verbunden sein und vergleicht die Stromwerte, die von der ROIC 352 bestimmt werden, mit den Antwortdaten der Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209, die in der Speichereinheit 353 gespeichert sind. Die Verarbeitungseinheit 351 bestimmt die Wellenlänge von einfallenden Licht über einen derartigen Vergleichsvorgang. Demzufolge kann die Verarbeitungseinheit 351 die Stromwerte der Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209 von der ROIC 352 empfangen und kann Daten von der Speichereinheit 353 empfangen oder an diese senden. Zusätzlich kann die Verarbeitungseinheit 351 die Wellenlängendaten des einfallenden Lichts auch an andere Komponenten senden, zum Beispiel an die Ausgabeeinheit 354. Die Verarbeitungseinheit 351 kann einen Prozessor umfassen. Wie voranstehend beschrieben kann die Verarbeitungseinheit 351 konfiguriert sein, um in dem Substrat 310 enthalten zu sein, oder kann außerhalb des Substrats 310 angeordnet sein. Wie voranstehend beschrieben kann die Verarbeitungseinheit 351 innerhalb oder außerhalb des Substrats 310 angeordnet sein.
  • Die Ausgabeeinheit 354 kann mit der Verarbeitungseinheit 351 verbunden sein und kann die Wellenlängendaten des einfallenden Lichts von der Verarbeitungseinheit 351 empfangen und die empfangenen Wellenlängendaten nach außen abgeben. Wie voranstehend beschrieben kann die Ausgabeeinheit 354 innerhalb oder außerhalb des Substrats 310 angeordnet sein.
  • Es nächstes wird ein Betrieb des Fotodetektors 200 unter Bezugnahme auf 13 beschrieben. Zunächst tritt Licht in den Fotodetektor 200 ein (S101). Dann antworten wenigstens einige der Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209 auf das einfallende Licht. Im Ergebnis wird ein elektrischer Strom von den Halbleiter-Fotodetektionschips im Ansprechen auf das einfallende Licht erzeugt. Hierbei kann der elektrische Strom in Abhängigkeit von dem Grad einer Antwort von jedem der Halbleiter-Fotodetektionschips unterschiedlich sein (S102). Der elektrische Strom wird an die ROIC 352 gesendet, die wiederum den elektrischen Strom misst, um die Größe des elektrischen Stroms und die Halbleiter-Fotodetektionschips, die den entsprechenden elektrischen Strom erzeugen, zu bestimmen (S103). Dann empfängt die Verarbeitungseinheit 351 den Stromwert, der von der ROIC 352 bestimmt wird, und die Wellenlängen-Antwortdaten von jedem der Halbleiter-Fotodetektionschips von der Speichereinheit 353. Die Verarbeitungseinheit 351 vergleicht die empfangenen Stromwerte mit den Antwortdaten (S104). Die Verarbeitungseinheit 351 bestimmt die Wellenlänge des einfallenden Lichts auf Grundlage von Daten, die während des Vergleichsvorgangs erhalten werden (S105). Als nächstes sendet die Verarbeitungseinheit 351 die Wellenlängendaten des einfallenden Lichts an die Ausgabeeinheit 354, die die Wellenlängendaten wiederum nach außen abgibt (S106).
  • Beispiele eines Betriebs des Fotodetektors 200 und ein Verfahren zum Bestimmen der Wellenlänge von einfallenden Licht wird mit näheren Einzelheiten unter Bezugnahme auf 14 beschrieben. 14 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel des Betriebs des Fotodetektors in Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • Bezugnehmend auf 14 tritt einfallendes Licht IL mit einer Spitzenwellenlänge WIL in den Fotodetektor 200 ein. Die ersten bis fünften Halbleiter-Fotodetektionschips 201–205 erzeugen einen elektrischen Strom im Ansprechen auf das einfallende Licht IL in Übereinstimmung mit dem Wellenlängenband des einfallenden Lichts IL. Hierbei kann der erste Halbleiter-Fotodetektionschip 201 einen Antwortgrad R1 aufweisen und ein elektrischer Strom entsprechend zu dem Antwortgrad R1 des ersten Halbleiter-Fotodetektionschips 201 erzeugen. Genauso erzeugt der zweite Halbleiter-Fotodetektionschip 202 einen elektrischen Strom entsprechend zu einem Antwortgrad (Antwortausmaß) R2, der dritte Halbleiter-Fotodetektionschip 203 erzeugt einen Strom entsprechend zu einem Antwortgrad R3, der vierte Halbleiter-Fotodetektionschip 204 erzeugt einen elektrischen Strom entsprechend zu einem Antwortgrad R4 und der fünfte Halbleiter-Fotodetektionschip 205 erzeugt einen elektrischen Strom entsprechend zu einem Antwortgrad R5. Die Stromwerte, die von den ersten bis fünften Halbleiter-Fotodetektionschips 201–205 erzeugt werden, werden von der ROIC 352 bestimmt. Die ROIC 352 kann individuell den Stromwert bestimmen, der von jedem der Halbleiter-Fotodetektionschips erzeugt wird. Die Verarbeitungseinheit 351 vergleicht die Stromwerte mit den Antwortdaten, die in der Speichereinheit 353 gespeichert sind, um das Wellenlängenband des einfallenden Lichts IL zu bestimmen.
  • An sich umfasst der Fotodetektor 200 in Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen die Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips und speichert die Antwortdaten der Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips, um das Wellenlängenband des einfallenden Lichts durch Vergleichen der Antwortdaten mit dem elektrischen Strom, der tatsächlich im Ansprechen das einfallende Licht erzeugt wird, zu bestimmen. Demzufolge kann der Fotodetektor 200 in Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen das detektierbare Wellenlängenband unter Verwendung einer Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips verbreitern, und zwar im Vergleich mit einem allgemeinen Fotodetektor, der Licht nur in einem schmalen Wellenlängenband erfassen kann.
  • Da ein allgemeiner Fotodetektor nur auf Licht in einem spezifischen Wellenlängenband reagiert und unterschiedliche Cut-Off-Steigungen und Halbwertsbreiten der Antwort in Abhängigkeit von den Charakteristiken der angewendeten Halbleiter davon aufweist, ist es nachteilig unterschiedliche Fotodetektoren in Abhängigkeit von deren Anwendung anzuwenden. Wenn zum Beispiel Licht in dem UVC Bereich und Licht in dem UVA Bereich gleichzeitig erfasst werden muss, werden mindestens zwei Fotodetektoren benötigt. Andererseits kann der Fotodetektor 200 in Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen Licht in einem breiten Wellenlängenband erfassen, und somit besteht keine Notwendigkeit den Fotodetektor in Übereinstimmung mit der Anwendung zu wählen. D. h., in Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen, kann ein universeller Fotodetektor bereitgestellt werden, der unabhängig von der Wellenlänge des einfallenden Lichts angewendet werden kann
  • Ferner benötigt der Fotodetektor 200 nicht ein Filter, welches eine Vereinfachung und Kostenreduktion des Fotodetektors 200 ermöglicht. Ein allgemeiner Si-gestützter Fotodetektor stellt einen insignifikanten Unterschied in der Antwort in Abhängigkeit von der Wellenlänge bereit und benötigt somit ein Filter, um Licht mit einer bestimmten Wellenlänge zu erfassen. Andererseits zeigen die Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips 201–209, die aus einem Nitrid-Halbleiter gebildet sind, einen deutlichen Unterschied in der Antwort in Abhängigkeit von der Wellenlänge auf und weisen eine Antwort mit einer Cut-Off-Neigung auf, wodurch eine genaue Erfassung der Wellenlänge von einfallenden Licht ohne ein Filter ermöglicht wird. Demzufolge sind für den Fotodetektor 200, der die Halbleiter-Fotodetektionschips umfasst, die aus dem Nitrid-Halbleiter gebildet sind, die Halbleiter-Fotodetektionschips so konstruiert, dass sie eine Spitzenantwort bei unterschiedlichen Wellenlängen aufzeigen, wodurch ein universeller Fotodetektor bereitgestellt wird, von dem das Filter weggelassen ist.
  • Die elektronische Einrichtung in Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen kann den Fotodetektor 200 umfassen. Die elektronische Einrichtung kann irgendeine elektronische Einrichtung sein, die eine Erfassung von einfallendem Licht und eine Bestimmung von Wellenlängen des einfallenden Lichts erfordert. Zum Beispiel kann die elektronische Einrichtung eine tragbare elektronische Einrichtung, die einen Fotosensor benötigt (zum Beispiel ein Smartphone, eine elektronische Uhr, eine Smart Watch, eine tragbare medizinische Einrichtung und dergleichen), eine medizinische Einrichtung, die einen Fotosensor benötigt, eine Sicherheitseinrichtung, die einen Fotosensor benötigt, und dergleichen umfassen. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann die elektronische Einrichtung ferner eine Anzeige 360 umfassen, auf der Wellenlängendaten von einfallendem Licht, die von dem Fotodetektor 200 bestimmt werden, angezeigt werden können.
  • 15 ist eine Aufsicht auf ein Gehäuse, welches ein UV Erfassungselement in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst, und 16 ist eine Querschnittsansicht des Gehäuses mit dem UV Erfassungselement in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Bezugnehmend auf 15 und 16 umfasst ein UV-Detektor 390 in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform ein UV Erfassungselement 400, eine integrierte Schaltung 500 mit einer Lichtsperrschicht 700, die darauf gebildet ist, und ein Gehäuse 600.
  • Das UV Erfassungselement 400 ist ein GaN-gestütztes Halbleiterelement und ist an eine obere Oberfläche der integrierten Schaltung 500 gebondet. Das UV Erfassungselement 400 kann eine im wesentlichen rechteckige Form in der Aufsicht aufweisen. Das UV Erfassungselement kann ein UV-Sensor entsprechend zu wenigstens einem von UVA, UVB und UVC Bereich sein, und wenigstens zwei der UV-Sensoren entsprechend zu den UVA, UVB und UVC Bereichen, können an die integrierte Schaltung gebondet sein.
  • Die integrierte Schaltung 500 wandelt ein analoges Signal, welches von dem UV Erfassungselement 400 ausgegeben wird, in ein digitales Signal um und überträgt das digitale Signal an die Speichereinheit, um das digitale Signal als einen programmierten Wert darzustellen, so dass das digitale Signal über die Anzeigeeinheit angezeigt werden kann. Die integrierte Schaltung 500 ist ein einem mittleren Bereich einer oberen Oberfläche des Gehäuses 600 angebracht und kann eine im wesentlichen rechteckförmige Form aufweisen.
  • Die integrierte Schaltung 500 kann aus einem Silizium-gestützten IC gebildet sein. Zum Beispiel kann ein Siliziumsubstrat der integrierten Schaltung 50 ein p-Typ (oder n-Typ) Halbleiter dotiert mit Dotierstoffen sein, und ein p-Typ (oder n-Typ) Bereich ist durch Anbringen einer NnTyp (oder p-Typ) Siliziumdünnschicht auf dem Siliziumsubstrat gebildet, um eine Schaltung mit einer Kombination der p-Typ und n-Typ Halbleiterbereiche bereitzustellen.
  • Das UV Erfassungselement 400 ist an die obere Oberfläche der integrierten Schaltung 500 gebondet und eine Vielzahl von Pads 510/Anschlusselektroden) können auf der integrierten Schaltung 500 gebildet sein, um in der Nähe des UV Erfassungselements 400 platziert zu sein. Die Pads 510 sind elektrisch mit der ersten Elektrode und/oder einer zweiten Elektrode des UV Erfassungselements 400 über einen ersten leitenden Draht 530 elektrisch verbunden, so dass eine analoge Signalausgabe von dem UV Erfassungselement 400 der integrierten Schaltung eingegeben werden kann.
  • Die integrierte Schaltung 500 kann mit einer Schaltung wie beispielsweise einer Zener-Diode versehen sein, um Schutzcharakteristiken gegenüber einer elektrostatischen Entladung (ESD) bereitzustellen. Zum Beispiel kann die integrierte Schaltung 500 weiter mit einem getrennten Massepad 520 versehen sein, um zu verhindern, dass die Elektroden des UV Erfassungselements, die für ESD empfindlich sind, direkt mit Elektroden des Gehäuses verbunden werden.
  • Das Massepad 520 kann angrenzend zu beispielsweise einem Pad, das mit einer Quelle VSS unter der Vielzahl von Herz 510 verbunden ist, angeordnet werden. Die Pads 510 sind elektrisch mit den Elektroden 610 des Gehäuses 600 über zweite Drähte 540 verbunden. Obwohl die Elektroden 480, 490 (siehe 17) des UV Erfassungselements 400 mit den Elektroden 610 des Gehäuses 600 über die Pads 510 mit einer ESD Schutzeinrichtung, wie beispielsweise der Zenner-Diode der integrierten Schaltung 500, verbunden sind, anstelle direkt damit verbunden zu sein, wodurch verhindert wird, dass der leitende Draht nach außen freigelegt ist, kann das UV Erfassungselement 400 vor einer elektrostatischen Entladung durch das Massepad 520, das in der integrierten Schaltung 500 vorgesehen ist, geschützt werden.
  • Die integrierte Schaltung 500 kann einen freigelegten Bereich, der während einer Ausbildung davon gebildet wird, aufweisen. Wenn die integrierte Schaltung 500 Sonnenlicht ausgesetzt wird, kann nicht nur UV-Licht, sondern auch sichtbares Licht und IR Licht in die integrierte Schaltung 500 eintreten. Dann kann die integrierte Schaltung 501 elektrischen Strom im Ansprechen auf Licht erzeugen und der elektrische Strom, der durch die integrierte Schaltung erzeugt wird, beeinflusst ein UV Signal, welches von dem UV Erfassungselement 400 erfasst wird, wodurch ein Einfluss auf die Genauigkeit bei der UV Erfassung ausgeübt wird.
  • Somit wird die Lichtsperrschicht auf der gesamten Oberfläche der integrierten Schaltung gebildet, auf die das UV Erfassungselement gebondet ist, um so einen fotoreaktiven Bereich abzuschirmen.
  • Die integrierte Schaltung 500 kann Bereiche aufweisen, die in der Lage sind einen elektrischen Strom im Ansprechen auf Licht in irgendwelchen Wellenlängenbändern zu erzeugen, zum Beispiel einem Analog-Digital-Wandler (ADC) Blockbereich, in dem eine analoge Signalausgabe von dem UV Erfassungselement 400 in ein digitales Signal umgewandelt wird, einem Pad-Peripheriebereich, der elektrisch mit den Elektroden des UV Erfassungselements 400 und den Elektroden des Gehäuses 600 verbunden ist, und einem Abdichtungsbereich, der um den Umfang der integrierten Schaltung 500 herum gebildet ist, um eine Grenze zwischen einem Block und einer umschreibenden Linie bereitzustellen. Die Lichtsperrschicht ist ferner auf derartigen Bereichen gebildet, die einen elektrischen Strom im Ansprechen auf Licht in irgendwelchen Wellenlängenbändern erzeugen können, wodurch eine vollständige Abschirmung des fotoreaktiven Bereichs sichergestellt wird. Der Aufbau der Lichtsperrschicht wird nachstehend unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
  • Das Gehäuse 600 nimmt das UV Erfassungselement 400 und die integrierte Schaltung 500 auf und kann in der Aufsicht eine im wesentlichen rechteckige Form aufweisen.
  • Das Gehäuse 600 ist in der Mitte einer oberen Oberfläche davon mit der integrierten Schaltung 500 versehen und eine Vielzahl von Elektroden, zum Beispiel eine Quelle VSS, eine Senke VDD, eine Kommunikationselektrode, eine Masseelektrode GND und dergleichen ist um die integrierte Schaltung 500 auf der oberen Oberfläche des Gehäuses 600 herum angeordnet. Eine der Elektroden, zum Beispiel die Quelle, kann elektrisch mit einem der Pads 510 der integrierten Schaltung 500 über einen leitenden Draht elektrisch verbunden sein.
  • Das UV Erfassungselement 400 ist an die obere Oberfläche der integrierten Schaltung 500 gebondet und das Gehäuse 600 kann auf der oberen Oberfläche davon mit einem transparenten Fenster 620 versehen sein, welches auf das UV Erfassungselement 400 hin gerichtet ist. Das Fenster 620 kann beispielsweise aus Quarz gebildet sein.
  • Alternativ, anstelle einer Ausbildung des Fensters auf dem Gehäuse, kann das Gehäuse 600 mit Füllstoffen gefüllt werden, um so das UV Erfassungselement 400 und die integrierte Schaltung 500 abzudichten. Die Füllstoffe können aus einem transparenten Silikonmaterial gebildet sein, welches einen Durchgang von UV-Licht dadurch erlaubt. Das Silikonmaterial kann verwendet werden, wenn die Intensität des UV-Lichts gering ist. Wenn die Intensität des UV-Lichts hoch ist, dann können die Füllstoffe eine Vergilbung erleiden und können somit für eine lange Zeitperiode nicht verwendet werden.
  • 17 ist eine Aufsicht auf ein Beispiel des UV Erfassungselements, welches auf den UV-Detektor angewendet ist, der in 15 gezeigt ist, und 18 ist eine Querschnittsansicht von einem Beispiel des UV Erfassungselements, das auf den in 15 gezeigten UV-Detektor angewendet ist.
  • Bezugnehmend auf 17 und 18 umfasst das UV Erfassungselement 401 ein Substrat 410, eine Pufferschicht 420, eine untere Stromsperrschicht 430, eine Lichtabsorptionsschicht 440, eine Abdeckungsschicht 450, eine Schottky Schicht 460 und eine Isolationsschicht 470. Zusätzlich kann das UV Erfassungselement in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform ferner eine erste Elektrode 480 und eine zweite Elektrode 490 umfassen, die über erste leitende Drähte elektrisch mit den Pads 510 der integrierten Schaltung 500 verbunden werden sollen.
  • Das Substrat 410 wird verwendet, um Halbleiter-Einkristalle aufwachsen zu lassen, und kann aus Zinkoxid (ZnO), Gallium-Nitrid (GaN), Siliziumcarbit (SiC), Aluminium-Nitrid (AlN) und dergleichen gebildet sein. Zusätzlich kann ein Saphir-Substrat, welches durch einen genauen Poliervorgang ohne Kratzer oder Markierungen vorbereitet wird, hauptsächlich für das Substrat 410 verwendet werden. Wenn das Saphirsubstrat auf das UV Erfassungselement 400 angewendet wird, dann kann das UV Erfassungselement 400 natürlich von der integrierten Schaltung 500 isoliert werden, sogar nachdem das UV Erfassungselement 400 an die integrierte Schaltung 500 gebondet ist. Dabei wird das UV Erfassungselement 400 direkt an die integrierte Schaltung 500 gebondet, wodurch eine Herstellung des UV-Detektors 390 erleichtert wird.
  • Die Pufferschicht 420 kann eine Niedrigtemperatur-Pufferschicht 421, die auf dem Substrat 410 gebildet ist, und eine Hochtemperatur-Pufferschicht 422, die auf der Niedrigtemperatur-Pufferschicht 421 gebildet ist, umfassen.
  • Die Niedrigtemperatur-Pufferschicht 421 kann zum Beispiel ein GaN Schicht umfassen. Die Niedrigtemperatur-Pufferschicht 421 kann auf dem Substrat 410 mittels der folgenden Prozedur aufwachsen gelassen werden. Wenn das Substrat auf einem Aufnehmer einer MOCVD Vorrichtung platziert ist, wird ein Druck innerhalb einer Reaktionskammer auf 100 Torr oder weniger abgesenkt, um ein Verunreinigungsgas aus dem Reaktionskanal zu entfernen. Dann wird eine Oberfläche des heterogenen Substrats 410 thermisch gereinigt, indem der Innendruck der Reaktionskammer auf 100 Torr gehalten wird, während die innere Temperatur der Reaktionskammer auf 1100°C angehoben wird, gefolgt von einer Absenkung der Innentemperatur auf 500°C bis 600°C, vorzugsweise 550°C, und eine Ga Quelle und Ammoniak (NH3) Gas wird in die Reaktionskammer geführt, wodurch die Niedrigtemperatur-Pufferschicht 421 gebildet wird. Zu dieser Zeit wird der gesamte Gasfluss der Reaktionskammer durch Wasserstoff (H2) Gas bestimmt.
  • Die Niedrigtemperatur-Pufferschicht 421 kann auf eine Dicke von 25 nm oder mehr ausgebildet werden, um eine Kristallinität und optische und elektrische Eigenschaften der Hochtemperatur-Pufferschicht 422, die auf der Niedrigtemperatur-Pufferschicht 421 aufwachsen gelassen wird, sicherzustellen.
  • Die Niedrigtemperatur-Pufferschicht 421 kann dazu dienen, eine Kristallinität der Hochtemperatur-Pufferschicht 422 zu verbessern, wodurch die optischen und elektrischen Eigenschaften der Hochtemperatur-Pufferschicht 422 verbessert werden. Zusätzlich, wenn das Substrat 410 ein heterogenes Substrat ist, wie beispielsweise ein Saphir-Substrat, dann kann die Niedrigtemperatur-Pufferschicht 421 als eine Keimschicht für ein Wachstum der Hochtemperatur-Pufferschicht 422 dienen.
  • Nach einem Wachstum der Niedrigtemperatur-Pufferschicht 421 kann die Hochtemperatur-Pufferschicht 422 bei einer höheren Temperatur als die Niedrigtemperatur-Pufferschicht aufwachsen gelassen werden. Die Hochtemperatur-Pufferschicht 422 kann zum Beispiel durch Anheben der Temperatur des Aufnehmers auf 1000°C bis 1100°C, vorzugsweise auf 1050°C, aufwachsen gelassen werden. Wenn die Temperatur kleiner als 1000°C ist, verschlechtern sich optische, elektrische und kristallografische Eigenschaften der Hochtemperatur-Pufferschicht 422, und wenn die Temperatur 1100°C übersteigt, dann kann die Hochtemperatur-Pufferschicht 422 eine Verschlechterung in der Oberflächentraurigkeit und der Kristallinität erleiden.
  • Die Hochtemperatur-Pufferschicht 422 kann ein ähnliches Material wie die Niedrigtemperatur-Pufferschicht umfassen. Die Hochtemperatur-Pufferschicht kann zum Beispiel eine GaN Schicht umfassen. Obwohl ein Nitrid-Halbleiter n-Typ Charakteristiken ohne eine Dotierung aufzeigt, kann der Nitrid-Halbleiter auch mit Si dotiert werden, um die n-Typ Charakteristiken sicherzustellen. Wenn die Hochtemperatur-Pufferschicht 422 mit n-Typ Dotierstoff einschließlich von Si dotiert ist, kann die Dotierungskonzentration von Si 1 × 108 oder weniger betragen. Die Hochtemperatur-Pufferschicht 422 kann eine Dicke von ungefähr 2,5 μm aufweisen.
  • Zusätzlich kann die Hochtemperatur-Pufferschicht 422 durch Aufwachsenlassen einer nicht dotierten GaN Schicht auf eine Dicke von 1,5 Mikrometern auf der Niedrigtemperatur-Pufferschicht 421 gebildet werden, und eine ESD Schutzschicht 423 kann auf der Hochtemperatur-Pufferschicht 422 durch Aufwachsen einer nicht dotierten GaL Schicht auf eine Dicke von 1 μm für einen Ohm'schen Kontakt auf eine Ausbildung der ersten Elektrode hin, zum Beispiel einer n-Elektrode, gebildet werden. D. h., da das UV Erfassungselement des Schottky-Übergangsaufbaus geringere ESD Schutzeigenschaften aufweist als diejenige eines PIN-Aufbaus, und zwar als Folge der Charakteristiken des Schottky Übergangs, kann die nicht-dotiierte GaN Schicht weiter für eine Verbesserung des Schutzes vor einer elektrostatischen Entladung (ESD) aufwachsen gelassen werden vor einem Aufwachsen der unteren Stromsperrschicht 430, um einen Schutz vor elektrostatischen Entladung (ESD) des Schottky Übergangsaufbaus zu verbessern. Die Hochtemperatur-Pufferschicht 422, die in dieser Weise aufwachsen gelassen ist, kann einen Schutz vor elektrostatischen Entladung (ESD) verbessern.
  • Die Stromsperrschicht 430 für niedrigem Strom wird auf der Hochtemperatur-Pufferschicht 422 bei einer niedrigeren Temperatur als die Lichtabsorptionsschicht 440 aufwachsen gelassen. Die Sperrschicht 430 für niedrigem Strom kann einen Mehrschicht-Aufbau mit unterschiedlichen Al Gehalten in jeder Schicht aufweisen. Zum Beispiel kann die Stromsperrschicht 430 durch Aufstapeln einer Vielzahl von AlGaN Schichten mit unterschiedlichen Al Gehalten gebildet werden. Zusätzlich kann die Sperrschicht für niedrigem Strom aus einer einzelnen AlGaN Schicht gebildet sein, wobei der Al Gehalt davon der gleiche wie derjenige der Lichtabsorptionsschicht sein kann.
  • Die Nitrid-Halbleiterschichten, die auf der Stromsperrschicht 430 für niedrigen Strom aufgestapelt sind, können in Übereinstimmung mit den Zusammensetzungen der Nitrid-Schichten der Lichtabsorptionsschicht 440 bestimmt werden. Wenn zum Beispiel die Lichtabsorptionsschicht 440 eine AlGaN Schicht mit einem Al Gehalt von 20% umfasst, dann kann die Stromsperrschicht für niedrigen Strom einen wiederholt gestapelten Aufbau von AlGaN/AlGaN Schichten umfassen.
  • Der aufgestapelte Aufbau der Nitrid-Schichten mit unterschiedlichen Zusammensetzungsverhältnissen kann bereitgestellt werden, indem die Nitrid-Schichten bei unterschiedlichen Drucken aufwachsen gelassen werden. Wenn zum Beispiel die Sperrschicht für niedrigen Strom einen Mehrschicht-Aufbau mit einem wiederholt aufgestapelten Aufbau von AlxGa1-xN und AlyGa1-yN Schichten bildet, dann kann die AlxGa1-xN Schicht bei einem Druck von ungefähr 100 Torr aufwachsen gelassen werden und die AlyGa1-yN Schicht kann bei einem Druck von ungefähr 400 Torr aufwachsen gelassen werden.
  • Wenn hierbei die Wachstumsbedingungen die gleichen sind, außer des Drucks, dann kann die bei einem niedrigeren Druck aufgewachsene AlyGa1-yN Schicht einen höheren Al Gehalt als die AlyGa1-yN Schicht aufweisen, die bei einem höheren Druck aufgewachsen ist.
  • An sich werden die Nitrid-Schichten bei unterschiedlichen Drucken aufwachsen gelassen und können unterschiedliche Wachstumsraten als Folge der Unterschiede in den Wachstumsdrucken aufweisen. Da die Nitrid-Schichten unterschiedliche Wachstumsraten aufweisen, kann eine mechanische Spannung als Folge eines Unterschieds in der Gitterkonstanten gelöst werden, wenn die Zusammensetzungsverhältnisse der Nitrid-Schichten, die wiederholt aufgestapelt sind, sich voneinander unterscheiden, wodurch eine Kristallinität von anderen Halbleiterschichten, die in dem nachfolgenden Prozess aufwachsen gelassen werden, verbessert wird, während eine Beschädigung wie beispielsweise Sprünge verhindert werden.
  • In dem UV Erfassungselement in Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen werden Elektronen, die in der Lichtabsorptionsschicht 44 durch sichtbares Licht erzeugt werden, von der Stromsperrschicht 430 für niedrigem Strom aufgenommen, wodurch verhindert wird, dass die Einrichtung durch sichtbares Licht soweit wie möglich angetrieben wird. Wie voranstehend beschrieben wird die Sperrschicht 430 für niedrigem Strom bei einer niedrigeren Temperatur als die Lichtabsorptionsschicht 440 aufwachsen gelassen und weist somit eine höhere Defektdichte auf. Die Anzahl von Elektronen, die über sichtbares Licht erzeugt werden, ist viel kleiner als die Anzahl von Elektronen, die durch ultraviolettes Licht erzeugt werden, und somit können Defekte, die in der Sperrschicht 430 für niedrigem Strom vorhanden sind, ausreichend eine Elektrodenmigration verhindern. D. h., die Sperrschicht 430 für niedrigem Strom weist eine höhere Defektdichte als die Lichtabsorptionsschicht 440 auf und kann somit eine Migration der Elektronen, die durch sichtbares Licht erzeugt werden, verhindern.
  • Da andererseits die Anzahl von Elektronen, die durch eine Bestrahlung der Lichtabsorptionsschicht 440 mit UV Licht erzeugt werden, viel größer ist als die Anzahl von Elektronen, die durch sichtbares Licht erzeugt werden, werden die Elektronen, die durch UV-Licht erzeugt werden, von der Sperrschicht 430 für niedrigen Strom nicht aufgenommen und können einen elektrischen Strom in der Einrichtung erzeugen. Somit weist das UV Erfassungselement in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform einen sehr geringen Antwortgrad für sichtbares Licht auf, wodurch mit ein viel höheres Verhältnis von UV zu sichtbarem Licht bereitgestellt wird. Somit kann das UV Erfassungselement in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform einen höheren Detektionswirkungsgrad und eine höhere Zuverlässigkeit aufweisen.
  • Die Stromsperrschicht für niedrigem Strom 430 kann eine Gesamtdicke von 100 nm oder weniger aufweisen, um den Fluss von elektrischem Strom, der als Folge einer Lichtenergie außer dem UV-Licht, das in der Lichtabsorptionsschicht 440 absorbiert wird, erzeugt wird, zu minimieren. Wenn die Sperrschicht 430 für niedrigem Strom aus mehreren Schichten gebildet ist, dann können die Schichten, die die Sperrschicht 430 für niedrigem Strom bilden, die gleiche Dicke oder unterschiedliche Dicken zueinander haben, und die Dicke von jeder Schicht und die Anzahl von Schichten kann je nach Anforderung in geeigneter Weise gewählt werden
  • Die Sperrschicht für niedrigen Strom 430 kann eine höhere Defektdichte als die Lichtabsorptionsschicht 440 aufweisen. Dies kann erreicht werden, indem die Sperrschicht für niedrigen Strom 430 bei einer niedrigeren Temperatur als die Lichtabsorptionsschicht 440 aufwachsen gelassen wird. Zum Beispiel kann die Lichtabsorptionsschicht 440 bei ungefähr 1050°C aufwachsen gelassen werden und die Sperrschicht 430 für niedrigen Strom kann bei einer niedrigeren Temperatur als die Lichtabsorptionsschicht 440 um ungefähr 30°C bis 200°C aufwachsen gelassen werden. Wenn die Sperrschicht für niedrigen Strom 430 bei einer niedrigeren Temperatur als die Lichtabsorptionsschicht 440 aufwachsen gelassen wird, und zwar um größer als 200°C, dann kann die Lichtabsorptionsschicht 440, die auf der unteren Stromsperrschicht 430 aufwachsen gelassen wird, eine signifikante Verschlechterung der Kristallinität erleiden, wodurch eine Verschlechterung in dem Quantenwirkungsgrad der Lichtabsorptionsschicht 44 verursacht wird. Somit wird die Sperrschicht für niedrigen Strom 430 vorzugsweise bei einer niedrigeren Temperatur als die Lichtabsorptionsschicht 440 um 200°C oder weniger aufwachsen gelassen. Wenn die Sperrschicht für niedrigen Strom 430 bei einer niedrigeren Temperatur als die Lichtabsorptionsschicht 440 aufwachsen gelassen wird, dann kann die Sperrschicht für niedrigen Strom 430 eine höhere Dichte von Defekten, wie beispielsweise Fehlstellen, Leerstellen und dergleichen, als die Lichtabsorptionsschicht 44 aufweisen.
  • Die Lichtabsorptionsschicht 440 wird auf der unteren Stromsperrschicht 430 aufwachsen gelassen. Zum Beispiel kann die Lichtabsorptionsschicht 440, die aus einer AlxGa1-xN (0 < x < 1) gebildet ist, auf der unteren Stromsperrschicht 430 aufwachsen gelassen werden.
  • Obwohl die Lichtabsorption Schicht 440 auf eine Dicke von 0,05 μm bis 0,5 m aufwachsen gelassen werden kann, ist es wünschenswert, dass die Lichtabsorptionsschicht 440 auf eine Dicke von ungefähr 0,1 μm aufwachsen gelassen wird, indem der Einfluss von Sprüngen berücksichtigt wird.
  • Zusätzlich verändert sich der Energiebandabstand der Lichtabsorptionsschicht 440 in Abhängigkeit von dem Wellenlängenbereich von Licht, welches absorbiert werden soll, und die Lichtabsorptionsschicht 440, die einen gewünschten Bandabstand aufweist, kann selektiv durch geeignetes Einstellen des Al Gehalts gewählt werden.
  • Die Abdeckungsschicht 450 (Kappenschicht) wird auf der Lichtabsorptionsschicht 440 aufwachsen gelassen. Nach einem Wachstum der Lichtabsorptionsschicht 440 kann zum Beispiel die Abdeckungsschicht 450 darauf aufwachsen gelassen werden, indem eine AlGaN Schicht mit einem höheren Al Gehalt als die Lichtabsorptionsschicht gebildet wird. D. h., wenn die Abdeckungsschicht 450 durch Aufwachsen der AlGaN Schicht mit einem höheren Al Gehalt als die Lichtabsorptionsschicht 440 ausgebildet wird, dann können die Schottky Barriere-Charakteristiken der Abdeckungsschicht maximiert werden, wodurch es einfacher wird Schottky Charakteristiken zu erhalten.
  • Die Abdeckungsschicht 450 kann eine Dicke von 1 nm bis 10 nm aufweisen und wenn die Dicke der Abdeckungsschicht 450 zu dick ist, dann kann die Abdeckungsschicht 450 Charakteristiken der Lichtabsorptionsschicht aufweisen
  • Die Schottky Schicht 460 wird in einem Bereich auf der Abdeckungsschicht 450 gebildet. Die Schottky Schicht 460 kann irgendein ITO, Ni, ATO, Pt, W, Ti, Pt, Ru, Cr und Au umfassen. Insbesondere dann, wenn die Schottky Schicht 460 aus Ni gebildet ist, das eine gute UV Durchlässigkeit aufzeigt, kann die Durchlässigkeit für ultraviolettes Licht der Schottky Schicht 460 mit zunehmender Dicke davon verringert werden. Somit wird die Schottky Schicht 460 auf eine Dicke von 3 nm bis 10 nm im Hinblick auf eine gute UV Lichtdurchlässigkeit und Schottky Barrierecharakteristiken ausgebildet.
  • Die Isolationsschicht 470 kann ausgebildet werden, um die Schottky Schicht 460 auf der Abdeckungsschicht abzudichten. Zum Beispiel kann die Isolationsschicht 470 ausgebildet werden, um die Schottky Schicht 460 abzudecken, während ein Abschnitt der Abdeckungsschicht 54 abgedeckt wird, der entlang des Umfangs der Schottky Schicht 64 freigelegt ist. D. h., die Isolationsschicht 470 kontaktiert gleichzeitig die Schottky Schicht 460 und einen Abschnitt der Abdeckungsschicht 450, um die Schottky Schicht 460 auf der Abdeckungsschicht 450 zu sichern, wodurch eine Zuverlässigkeit und eine Ausbeute des UV Erfassungselements 400 verbessert wird, indem verhindert wird, dass sich die Schottky Schicht 460 als Folge von mechanischen Spannungen auf eine Drahtbondierung hin ablöst. Zusätzlich kann die Isolationsschicht 470 als eine Schutzschicht im Hinblick auf eine externe statische Elektrizität verwendet werden. Die Isolationsschicht 470 kann wenigstens SiNx und/oder SiOx umfassen.
  • Andererseits kann das UV Erfassungselement in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform ferner die erste Elektrode 480, die auf der Schottky Schicht 460 angeordnet ist, und die zweite Elektrode 490, die auf dem freigelegten Bereich der Pufferschicht 420 angeordnet ist, umfassen.
  • Die erste Elektrode 480 kann in einem Bereich auf der Schottky Schicht 460 gebildet werden. Die erste Elektrode 480 kann ein Metall umfassen und kann aus mehreren Schichten gebildet sein. Zum Beispiel kann die erste Elektrode 480 einen Stapelaufbau aus Ni/Au Schichten umfassen.
  • Da der Bereich der Schottky Schicht 460, in dem die erste Elektrode 480 gebildet ist, eine Übertragung von Licht dadurch nicht erlaubt und die Funktionen der Schottky Schicht 460 behindert, wird die erste Elektrode 480 vorzugsweise in einem minimalen Bereich für eine Drahtbondierung gebildet. In Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform wird die erste Elektrode 480 in der Nähe von einer Seite der Schottky Schicht 460 gebildet, um so auf die zweite Elektrode 490 in einer lateralen Richtung hin gerichtet zu sein. Die erste Elektrode 480 weist einen Körper 481 und ein Paar von Verzweigungen 482, die von dem Körper 481 in entgegengesetzte Richtungen des Körpers 481 verzweigt sind, auf, um einen gleichförmigen Fluss des elektrischen Stroms in der Schottky Schicht sicherzustellen. Da eine Veränderung eines Antwortstromwerts durch ultraviolettes Licht in Abhängigkeit von einer optimalen Breite der Schottky Schicht groß ist, ist es vorteilhaft die Breite der Schottky Schicht sogar in einer Einrichtung mit der gleichen Größe zu maximieren.
  • Die zweite Elektrode 490 kann einen Ohm'schen Kontakt mit der Pufferschicht 420 bilden und kann aus mehreren Schichten einschließlich eines Metalls gebildet sein. Zum Beispiel kann die zweite Elektrode 490 einen Stapelaufbau aus Ni/Au Schichten umfassen.
  • Die zweite Elektrode 490 kann in einem freigelegten Bereich auf der Hochtemperatur-Pufferschicht 422 gebildet sein, die freigelegt ist, indem die Abdeckungsschicht 450, die Lichtabsorptionsschicht 440, die Sperrschicht für niedrigen Strom 430 und die ESD Schutzschicht 423 durch eine Trockenätzung oder dergleichen teilweise entfernt werden. Dabei wird die zweite Elektrode 490 und die Hochtemperatur-Pufferschicht 422 so ausgebildet, dass sie Ohm'sche Charakteristiken aufweisen, und ein Abschnitt der Hochtemperatur-Pufferschicht 422 kann ebenfalls durch einen Ätzvorgang entfernt werden.
  • Die zweite Elektrode 490 kann in einem Bereich auf der Hochtemperatur-Pufferschicht 422 so gebildet werden, dass sie von der ersten Elektrode 480 getrennt ist, und kann sich zu einem Abschnitt innerhalb der Mitte erstrecken, um einen gleichförmigen Stromfluss sicherzustellen, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • 19 ist eine Querschnittsansicht der Lichtsperrschicht der 15 Bezugnehmend auf 19 ist die Lichtsperrschicht 700 über der gesamten oberen Oberfläche der integrierten Schaltung 500 angeordnet und kann auch in fotoreaktiven Bereichen angeordnet sein, wie beispielsweise einem Silizium-freigelegten Bereich, einem ADC Blockbereich, der externes Licht nicht abgeblockt, einem Pad-Peripheriebereich, einem Abdichtungsbereich und dergleichen.
  • Die Lichtsperrschicht 700 blockt UV-Licht mit einer Wellenlänge von 400 nm oder weniger, sichtbares Licht mit einer Wellenlänge von ungefähr 400 nm bis 800 nm, IR Licht mit einer Wellenlänge von ungefähr 800 nm bis 1100 nm vor einem Eintritt in die integrierte Schaltung 500, wodurch eine Erzeugung eines Reaktionsstroms verhindert wird.
  • Die Lichtsperrschicht 700 kann eine Vielzahl von Metallschichten 710 umfassen. Die mehreren Metallschichten 710 sind so aufgestapelt, dass sie in der vorgegebenen Intervallen voneinander getrennt sind, und können an Stellen, die von einer anderen Metallschicht 710, die auf einer oberen oder unteren Seite von jeder der Metallschichten 710 versetzt sind, angeordnet werden, um so zu verhindern, dass sämtliche Anteile von einfallendem Licht, insbesondere sichtbarem Licht und Infrarotlicht, dadurch treten. Alternativ kann die Vielzahl von Metallschichten 710 an dem gleichen Ort aufgestapelt werden und eine Öffnung 730 kann zwischen der Metallschichten 710 ausgebildet werden, um einen Kurzschluss mit Peripherieschaltungen der integrierten Schaltung 500 zu verhindern. Ein Material für die Metallschichten 710 ist nicht besonders beschränkt, solange wie die Metallschichten einen Einfluss von sichtbarem Licht und Infrarotlicht abblocken können.
  • Eine Isolationsschicht 720 kann zwischen der Metallschichten 710 angeordnet sein, um eine elektrische Verbindung dazwischen zu verhindern. Die Isolationsschicht 720 kann beispielsweise aus Silikonharz, einem Epoxidharz und dergleichen gebildet sein.
  • In Übereinstimmung mit beispielhaften Ausführungsformen kann der UV-Detektor umfassen: ein Gallium-Nitrid-gestütztes UV Erfassungselement mit wenigstens einer Elektrode; eine Silizium(Si)-gestützte integrierte Schaltung mit wenigstens einem Pad, das elektrisch mit der Elektrode verbunden ist, um ein Ausgangssignal von dem UV Erfassungselement zu verarbeiten; eine Lichtsperrschicht, die auf einer Seite der integrierten Schaltung gebildet ist, um fotoreaktive Bereiche abzuschirmen; und ein Gehäuse, welches die integrierte Schaltung mit dem auf der integrierten Schaltung angebrachten UV Erfassungselement aufnimmt und eine Vielzahl von Elektroden aufweist, die elektrisch mit dem Pad der integrierten Schaltung elektrisch verbunden werden sollen. Somit kann der UV-Detektor ein digitales Signal über eine Erfassung von UV-Licht ausgeben, wodurch verhindert wird, dass sämtliche Anteile des einfallenden Lichts ein Ausgangssignal von dem UV Erfassungselement beeinträchtigt, indem verhindert wird, dass das einfallende Licht die integrierte Schaltung beeinträchtigt, wodurch eine Erfassungsgenauigkeit in dem UV Wellenlängenwand verbessert wird.
  • 20 ein schematisches Blockschaltbild eines Ansteuersystems einer UV-Index Berechnungseinrichtung in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Bezugnehmend auf 20 umfasst die UV-Index Berechnungseinrichtung 800 eine Steuereinheit 805, eine Sensoreinheit 815 und eine Ausgabeeinheit 825. Die Sensoreinheit 815 umfasst einen Strahlungssensor 810, einen UV Sensor 820 und eine integrierte Schaltung 830.
  • Die Steuereinheit 805 empfängt ein Strahlungssignal von dem Strahlungssensor 810 und steuert den UV Sensor 820 an, wenn die von dem Strahlungssensor 810 erfasste Strahlung höher als oder gleich wie eine vorgegebene Strahlung ist. Die Steuereinheit 805 empfängt ein UV Signal von dem UV Sensor 820, berechnet einen UV-Index und Daten in Übereinstimmung mit dem UV Index, und überträgt die Daten an die Ausgabeeinheit 825.
  • In der Sensoreinheit 815 ist der Strahlungssensor 810 auf der integrierten Schaltung 830 gebildet und sendet das erzeugte Strahlungssignal an die integrierte Schaltung 830. Dann empfängt die integrierte Schaltung 830 das empfangene Strahlungssignals und verstärkt dieses, und überträgt das verstärkte Strahlungssignals an die Steuereinheit 805.
  • Wenn der UV-Sensor 820 der Sensoreinheit 815 unter der Steuerung der Steuereinheit 805 angesteuert wird, dann erzeugt der UV-Sensor 820 ein UV Signal durch eine Erfassung von UV-Licht und sendet das UV-Licht an die integrierte Schaltung 830. Die integrierte Schaltung 830 wird an den UV Sensor 820 gebondet, um das gesendete UV Signal zur empfangen und zu verstärken und das verstärkte UV Signal an die Steuereinheit 805 zu übertragen.
  • Die Ausgabeeinheit 825 empfängt die Daten in Übereinstimmung mit dem UV Index von der Steuereinheiten 805 und zeigt die Daten in Echtzeit in der Form von wenigstens Sprache und/oder Vibration und/oder Farbe und/oder Text an.
  • Obwohl der Strahlungssensor 810 und der UV-Sensor 820, 830 angeordnet sein können, die an der Sensoreinheit 815 vorgesehen ist, wie voranstehend beschrieben, sei andererseits drauf hingewiesen, dass andere Implementierungen ebenfalls möglich sind. Alternativ kann der Strahlungssensor 810 auf der ersten integrierten Schaltung ausgebildet und in einer Strahlungssensoreinheit angeordnet sein und der UV-Sensor 820 kann an eine zweite integrierte Schaltung gebondet sein und in einer UV-Sensor Einheit angeordnet sein. Nachstehend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit näheren Einzelheiten beschrieben.
  • 21 und 22 sind eine Aufsicht und eine Querschnittsansicht der Sensoreinheit der UV Index Berechnungseinrichtung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Ausführliche Beschreibungen der Komponenten, die voranstehend beschrieben wurden, werden zur Übersichtlichkeit weggelassen.
  • Bezugnehmend auf 21 und 22 kann eine Sensoreinheit 815 ferner einen Körper 910, eine Abdeckung 920 und einen Formungsabschnitt 930 umfassen. Die Sensoreinheit 815 kann in der Form eines Pakets realisiert werden, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • Der Strahlungssensor 810 kann mit der integrierten Schaltung 830 zusammen ausgebildet werden. Der UV-Sensor 820 kann an eine obere Oberfläche der integrierten Schaltung 830 gebondet werden, nachdem die integrierte Schaltung 830 auf dem Körper 910 angebracht ist. Alternativ kann der UV-Sensor 820 an die obere Oberfläche der integrierten Schaltung 820 gebondet werden und dann kann die integrierte Schaltung 830 auf dem Körper 910 angebracht werden. Der Strahlungssensor 810 kann aus einem Silizium-gestützten Halbleiter gebildet sein und der UV-Sensor 820 kann aus einem Nitrid-gestützten Halbleiter gebildet sein, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • Der Körper 910 kann untere Abschnitte und Seitenflächen der integrierten Schaltung 830, des Strahlungssensors 810 und des UV-Sensors 820 umgeben. Der Körper 910 kann aus einem allgemeinen Plastikmaterial einschließlich von Polymeren, wie beispielsweise Akrylonitrilbutadienstyrol (ABS), einem Flüssigkristallpolymer (LCB), Polyamid (PA), Polyethylensulfid (IPS) oder thermoplastischem Elastomeren (PE), Metalle oder Keramiken. Jedoch ist das Material für den Körper 910 nicht darauf beschränkt und der Körper 910 kann aus irgendeinem Material gebildet sein, solange wie der Körper 910 den Strahlungssensor 810 und den UV-Sensor 820 halten kann. In diesem Fall kann der UV-Sensor 820 mit dem Körper 910 über einen Bondungsdraht 940 elektrisch verbunden sein. Zusätzlich kann der Körper 910 weiter Anschlüsse (nicht gezeigt) umfassen, durch die die Sensoreinheit 815 mit der Außenseite verbunden sein kann, und die Anschlüsse können auf einer Seitenfläche oder auf einer unteren Oberfläche des Körpers 910 angeordnet werden. Jedoch sei darauf hingewiesen, dass auch andere Implementierungen möglich sind.
  • Die Abdeckung 920 kann auf einem Endabschnitt 211 des Körpers 910 gehalten werden, um über dem Strahlungssensor 810 und dem UV Sensor 820 platziert zu sein. Die Abdeckung 920 kann von dem Strahlungssensor 810 und dem UV-Sensor 820 getrennt sein und kann den Strahlungssensor 810 und den UV-Sensor 820 vor der Außenseite schützen. Ferner kann die Abdeckung 920 eine Lichtdurchlässigkeit zum Übertragen von einfallendem Licht aufweisen. Die Abdeckung 920 kann zum Beispiel aus Quarz, Saphir, einem lichtdurchlässigen Polymer, einem lichtdurchlässigen Keramikmaterial oder einem lichtdurchlässigen Glas gebildet sein.
  • Der Formungsabschnitt 930 kann unter der Abdeckung 920 gebildet sein, um wenigstens einen Teil des Strahlungssensors 810 und des UV-Sensors 820 abzudecken. Obwohl der Formungsabschnitt 930 in dieser beispielhaften Ausführungsform eine flache Form aufweist, ist die Form des Formungsabschnitts 930 nicht darauf beschränkt. Zusätzlich kann der Formungsabschnitt 930 aus einem lichtdurchlässigen Formungsmaterial gebildet sein, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • Obwohl die Abdeckung 920 und der Formungsabschnitt 930 auf der Sensoreinheit 815 in dieser beispielhaften Ausführungsform angeordnet sind, sei andererseits drauf hingewiesen, dass andere Implementierungen ebenfalls möglich sind. Alternativ kann nur die Abdeckung 920 oder der Formungsabschnitt 930 auf der Sensoreinheit 815 angeordnet sein.
  • In Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen werden der Strahlungssensor 810 und der UV-Sensor 820 von der Steuereinheiten 805 gesteuert. Somit empfängt die Steuereinheiten 805 ein Strahlungssignal von dem Strahlungssensor 810 und steuert den UV Sensor 820 an, wenn die Strahlung eine vorgegebene Strahlung oder mehr ist. Zum Beispiel kann die vorgegebene Strahlung 10.000 Lux oder 12.000 Lux sein und in der Speichereinheit 805 gespeichert sein. Ein Benutzer kann einen Strahlungswert voreinstellen, der der Steuereinheit ermöglicht, den UV-Sensor 820 anzusteuern. Die Ausgabeeinheit 825 kann Daten entsprechend zu dem berechneten UV Index von der Steuereinheiten 805 in der Form von wenigstens einem Schall, einer Vibration, einer Farbe und Text anzeigen. Zum Beispiel kann die Ausgabeeinheit 825 eine Anzeige sein und somit einen Benutzer über die Anzeigedaten entsprechend zu dem berechneten UV Index von der Steuereinheiten 805 in Echtzeit, ohne einen getrennten Anwendungsbetrieb, informieren.
  • In Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen kann die UV Index Berechnungseinrichtung den UV Index durch eine automatische Detektion des UV-Lichts berechnen und kann Daten entsprechend zu dem UV Index durch Verwendung sowohl des Strahlungssensors 810 zum Erfassen einer Strahlung und zum Erzeugen eines Strahlungssignals als auch den UV-Sensor 820 zum Erfassen von UV-Licht und zum Erzeugen eines UV-Signals anzeigen.
  • 23 ist ein schematisches Blockschaltbild eines Ansteuersystems einer UV-Index Berechnungseinrichtung in Übereinstimmung mit einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Ausführliche Beschreibungen der Komponenten, die voranstehend beschrieben wurden, werden zur Übersichtlichkeit weggelassen.
  • Bezugnehmend auf 23 umfasst die UV-Index Berechnungseinrichtung 800 eine Steuereinheit 805, eine Strahlungssensoreinheit 115a, eine UV Sensoreinheit 115b und eine Ausgabeeinheit 825, in der die Strahlungssensoreinheit 815a einen Strahlungssensor 810 und eine erste integrierte Schaltung 830a umfasst, und die UV-Sensor Einheit 815b umfasst einen UV-Sensor 820 und eine zweite integrierte Schaltung 830b.
  • In der Strahlungssensoreinheit 815a wird der Strahlungssensor 810 auf der ersten integrierten Schaltung 830a gebildet und überträgt ein Strahlungssignal an die erste integrierte Schaltung 830a. Dann verstärkt die erste integrierte Schaltung 830a das Strahlungssignal, das von dem Strahlungssensor 810 empfangen wird, und es sendet das verstärkte Strahlungssignal an die Steuereinheit 805.
  • Der UV-Sensor 820 der UV Sensoreinheit 815b wird unter der Steuerung der Steuereinheit 805 betrieben und erzeugt ein UV Signal, um das UV Signal an die zweite integrierte Schaltung 830b zu übertragen. Die zweite integrierte Schaltung 830b ist an den UV-Sensor 820 gebondet, um das Ultraviolett-Signal, das von dem UV-Sensor 820 empfangen wird, zu verstärken und das verstärkte Ultraviolett-Signal an die Steuereinheit 805 zu übertragen.
  • In Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen ist der Strahlungssensor 810 zum Erfassen der Strahlung und zum Erzeugen eines Strahlungssignals in der Strahlung Sensoreinheit 815a angeordnet, und der UV-Sensor 820 zum Erfassen von UV-Licht und zum Erzeugen eines UV-Signals ist in der UV Sensor Einheit 815b angeordnet. Demzufolge können integrierte Schaltungen, die in der Lage sind effizient ein Signal im Ansprechen auf Licht, welches von jedem Sensor erfasst wird, zu erzeugen, getrennt angeordnet werden, wodurch eine UV-Index Berechnungseinrichtung mit einer automatischen Steuerfunktion mit hoher Genauigkeit realisiert wird.
  • 24 ist eine schematische Aufsicht auf eine Sensoreinheit der UV-Index Berechnungseinrichtung in Übereinstimmung mit einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Ausführliche Beschreibungen der voranstehend beschriebenen Komponenten werden zur Übersichtlichkeit weggelassen.
  • Bezugnehmend auf 24 kann die Strahlungssensoreinheit 815a einen Strahlungssensor 810, eine erste integrierte Schaltung 830a, einen ersten Körper 910a, eine erste Abdeckung und einen ersten Formungsabschnitt (nicht gezeigt) umfassen. Genauso kann die UV Sensoreinheit 815b einen UV-Sensor 820, eine zweite integrierte Schaltung 830b, einen zweiten Körper 910b, eine zweite Abdeckung und einen zweiten Formungsabschnitt umfassen. Jeder der Strahlungssensoreinheit 815a und der UV Sensoreinheit 815b kann in einer Paketform implementiert sein, ist aber nicht darauf beschränkt.
  • Der Strahlungssensor 810 ist innerhalb der ersten integrierten Schaltung 830a auf eine Ausbildung der ersten integrierten Schaltung 830a hin gebildet. Die erste integrierte Schaltung 830a ist auf dem ersten Körper 910a der Strahlungssensoreinheit 815a angebracht. Der UV-Sensor 820 ist an eine obere Oberfläche der zweiten integrierten Schaltung 830b gebondet, nachdem die zweite integrierte Schaltung 830b auf dem zweiten Körper 910b angebracht ist. Alternativ kann UV Sensor 820 auf der zweiten integrierten Schaltung 830b vorher angebracht werden und die zweite integrierte Schaltung 1830b mit dem darauf angebrachten UV-Sensor 820 kann auf dem zweiten Körper 910b angebracht werden. Der Strahlungssensor 810 kann aus einem Silizium-gestützten Halbleiter gebildet sein und der UV-Sensor 820 kann aus einem Nitrid-gestützten Halbleiter gebildet sein, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • 25 ist eine Aufsicht auf ein Smartphone entsprechend zu der UV-Index Berechnungseinrichtung in Übereinstimmung mit verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
  • Bezugnehmend auf 25 kann ein Smartphone 950 eine Sensoreinheit 960 umfassen. Die Sensoreinheit 960 kann in einer Paketform implementiert sein und kann in dem Smartphone 950 eingebettet sein und ein transparentes Fenster kann außerhalb des Smartphones 950 angeordnet sein, so dass die Sensoreinheit 960 Licht erfassen kann. Die Sensoreinheit 960 kann einen Strahlungssensor (nicht gezeigt) und einen UV-Sensor (nicht gezeigt), die an eine integrierte Schaltung (nicht gezeigt) gebondet sind, umfassen und kann auf einer Vorderseite des Smartphones 950 angeordnet sein. Jedoch sei drauf hingewiesen, dass andere Implementierungen ebenfalls möglich sind. Alternativ kann eine Strahlungssensoreinheit und eine UV Sensoreinheit unabhängig auf der Vorderseite des Smartphones 950 oder auf der Vorder- und Rückseite davon angeordnet sein.
  • Gemäß der beispielhaften Ausführungsform kann das Smartphone 950, mit der darin eingebetteten Sensoreinheit 960, eine Verwendung der UV-Index Berechnungseinrichtung mit einer automatischen Steuerfunktion unter Verwendung des Strahlungssensors, der in den meisten Smartphones eingebettet ist, erhöhen.
  • 26 ist eine perspektivische Ansicht einer SmartWatch entsprechend zu der UV-Index Berechnungseinrichtung gemäß verschiedener beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
  • Bezugnehmend auf 26 kann eine SmartWatch 970 eine Sensoreinheit 980 umfassen. Die Sensoreinheit 980 kann in einer Paketform implementiert sein und kann in der SmartWatch 970 eingebettet sein und ein transparentes Fenster ist darauf angeordnet, so dass die Sensoreinheit 980 Licht erfassen kann. Die Sensoreinheit 980 kann einen Strahlungssensor (nicht gezeigt) und einen UV-Sensor (nicht gezeigt), die auf einer integrierten Schaltung (nicht gezeigt) angebracht ist, umfassen, und kann auf der SmartWatch 970 angeordnet sein. Jedoch sei drauf hingewiesen, dass auch andere Implementierungen möglich sind. Alternativ kann der Strahlungssensor und der UV-Sensor an einer Strahlungssensoreinheit bzw. einer UV Sensoreinheit bereitgestellt werden, die unabhängig auf einer Vorderseite der SmartWatch 970 oder auf den Vorder- und Rückseiten davon angeordnet sind.
  • Gemäß der beispielhaften Ausführungsformen kann die SmartWatch 970, mit der darin eingebetteten UV-Index Berechnungseinrichtung 800, eine Verwendung der UV-Index Berechnungseinrichtung mit einer automatischen Steuerfunktion unter Verwendung des in den meisten SmartWatches eingebetteten Strahlungssensors erhöhen, und kann die Verwendung der UV-Index Berechnungseinrichtung in Übereinstimmung mit Charakteristiken der SmartWatch 970, die von einem Benutzer getragen wird, maximieren.
  • Obwohl einige beispielhafte Ausführungsformen hier beschrieben worden sind, werden Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet erkennen, dass diese Ausführungsformen lediglich zur Illustration angeführt werden, und dass verschiedene Modifikationen, Variationen und Abänderungen durchgeführt werden können, ohne von dem Grundgedanken und dem Umfang der Erfindung abzuweichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 10-2014086674 [0105]
    • KR 10-2014086617 [0105]
    • KR 10-2014-092583 [0105, 0124]
    • KR 10-2014-094080 [0105, 0124]
    • KR 10-2014-086674 [0124]
    • KR 10-2014-086617 [0124]

Claims (58)

  1. UV Messeinrichtung, umfassend: ein Substrat mit einer darauf gebildeten Elektrode; eine integrierte Ausleseschaltung (ROIC), die innerhalb des Substrats angeordnet und mit der Elektrode elektrisch verbunden ist; und ein Aluminium-Gallium-Nitrid (AlGaN) gestützter UV Sensor, der mit der integrierten Ausleseschaltung elektrisch verbunden und auf einem Wachstumssubstrat gebildet ist, wobei die integrierte Ausleseschaltung einen Fotostrom, der von dem UV Sensor eingegeben wird, in lesbare UV Daten umwandelt.
  2. UV Messeinrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein transparentes Fenster aus einem transparenten Material, das auf einer entsprechenden Oberfläche des Substrats in Bezug zu dem UV Sensor gebildet ist.
  3. UV Messeinrichtung nach Anspruch 1, wobei der UV Sensor von einem Silikonmaterial bedeckt ist.
  4. UV Messeinrichtung Anspruch 1, wobei der UV Sensor und die in integrierte Ausleseschaltung aneinander gebondet sind, um einen integrierten Aufbau aufzuweisen.
  5. UV Messeinrichtung nach Anspruch 1, wobei der UV Sensor auf einer Seitenfläche der integrierten Ausleseschaltung angebracht ist.
  6. UV Messeinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1–5, wobei der UV Sensor ein UVB Sensor ist.
  7. UV Messeinrichtung nach Anspruch 6, wobei eine Bondung zwischen dem UV Sensor und der integrierten Ausleseschaltung durch ein höchst thermisch leitendes Bondungs-Mittel ausgeführt wird.
  8. UV Messeinrichtung nach Anspruch 6, wobei die Bondung zwischen dem UV Sensor und der integrierten Ausleseschaltung durch eine Isolationsbondungs-Mittel ausgeführt wird und der UV Sensor und die integrierte Ausleseschaltung durch das Wachstumssubstrat isoliert sind.
  9. UV Messeinrichtung nach Anspruch 6, ferner umfassend: eine Anzeigeeinheit, die UV Daten anzeigt, die unter Verwendung eines Signals erzeugt werden, welches von der integrierten Ausleseschaltung verarbeitet wird.
  10. UV Messeinrichtung nach Anspruch 6, wobei das transparente Fenster aus Quarz gebildet ist.
  11. UV Messeinrichtung nach Anspruch 6, ferner umfassend: ein Indium-Gallium-Nitrid (InGaN) oder Gallium-Nitrid (GaN) gestützter UVA Sensor, wobei der UV-A Sensor an die integrierte Ausleseschaltung gebondet ist, um einen integralen Aufbau aufzuweisen.
  12. UV Messeinrichtung nach Anspruch 11, ferner umfassend: einen Aluminium-Gallium-Nitrid (AlGaN) gestützten UVC Sensor, wobei der UVC Sensor an die integrierte Ausleseschaltung gebondet ist, um einen integrierten Aufbau aufzuweisen.
  13. UV Messeinrichtung nach Anspruch 12, wobei Daten, die durch den UVA Sensor oder den UVC Sensor erhalten werden, als Zusatzdaten für eine Verbesserung der Genauigkeit bei der Umwandlung von Daten, die durch den UVB Sensor erhalten werden, in UV Daten in der integrierten Auslese-Schaltung verwendet werden.
  14. UV Messeinrichtung nach Anspruch 6, wobei die UV Daten wenigstens UV Betragsdaten und/oder UV Index Daten, und/oder Vitamin D Synthesedaten und/oder Sicherheits-/Gefahren-Benachrichtigungsdaten umfasst.
  15. UV Messeinrichtung nach Anspruch 6, wobei die integrierte Ausleseschaltung einen Hohlraum umfasst, der in wenigstens einem Teil eines oberen Bereichs davon, der den UV Sensor nicht überlappt, gebildet ist.
  16. UV Messeinrichtung nach Anspruch 6, wobei die integrierte Ausleseschaltung ein Wärmerohr umfasst, das aus einem höchst thermisch leitenden Material gebildet ist und in einem Bereich unter der UV-Sensor-Innenseite angeordnet ist.
  17. Tragbarer digitaler Assistent, umfassend eine Stromversorgung, einen Prozessor, einen Speicher und eine Anzeigeeinheit, wobei der tragbare digitale Assistent ferner umfasst: die UV Messeinrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1–16, wobei UV Daten, die unter Verwendung eines Signals erzeugt werden, welches von der integrierten Ausleseschaltung verarbeitet wird, durch die Anzeigeeinheit angezeigt werden.
  18. Fotodetektor, umfassend: eine Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips, die eine Spitzenantwort bei unterschiedlichen Wellenlängen aufzeigt; eine integrierte Ausleseschaltung (ROIC), die Stromwerte, die von der Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips im Ansprechen auf einfallendes Licht, das in die Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips eintritt, erzeugt werden, bestimmt; eine Speichereinheit, die Wellenlängen-Ansprechgrad-Daten von jedem der Vielzahl von Halbleiter-Fotochips speichert; und eine Verarbeitungseinheit, die die Stromwerte, die von der ROIC bestimmt werden, mit den Wellenlängen-Ansprechgrad-Daten, die in der Speichereinheit gespeichert sind, vergleicht.
  19. Fotodetektor nach Anspruch 18, wobei die Verarbeitungseinheit eine Wellenlänge des einfallenden Lichts durch Vergleichen der Stromwerte, die von der ROIC bestimmt werden, mit den Wellenlängen-Ansprechgrad-Daten, die in der Speichereinheit gespeichert sind, bestimmt.
  20. Fotodetektor nach Anspruch 19, ferner umfassend: eine Ausgabeeinheit, die Wellenlängendaten des einfallenden Lichts, die von der Verarbeitungseinheit bestimmt werden, empfängt und die Wellenlängendaten ausgibt.
  21. Fotodetektor nach Anspruch 18, ferner umfassend: ein Substrat, auf dem die Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips angebracht ist.
  22. Fotodetektor nach Anspruch 21, wobei die mehreren Halbleiter-Fotodetektionschips in konstanten Intervallen voneinander auf dem Substrat getrennt sind.
  23. Fotodetektor nach Anspruch 21, wobei die ROIC, die Speichereinheit und die Verarbeitungseinheit innerhalb des Substrats angeordnet sind.
  24. Fotodetektor nach Anspruch 23, wobei das Substrat ferner eine Ausgabeeinheit, die Wellenlängendaten des einfallenden Lichts, die von der Verarbeitungseinheit bestimmt werden, empfängt und die Wellenlängendaten ausgibt.
  25. Fotodetektor nach Anspruch 21, wobei die ROIC, die Speichereinheit und die Verarbeitungseinheit außerhalb des Substrats angeordnet sind.
  26. Fotodetektor nach Anspruch 21, ferner umfassend: eine Seitenwand, die auf dem Substrat angeordnet ist und Seitenflächen der Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips umgibt.
  27. Fotodetektor nach Anspruch 18, wobei die mehreren Halbleiter-Fotodetektionschips erste bis neunte Halbleiter-Fotodetektionschips umfassen, die voneinander getrennt sind, und die ersten bis neunten Halbleiter-Fotodetektionschips eine Spitzenantwort in Bezug auf jeweils Licht der ersten bis neunten Wellenlängen aufzeigen.
  28. Fotodetektor nach Anspruch 26, wobei die ersten bis neunten Wellenlängen sequenziell von der ersten Wellenlänge zu der neunten Wellenlänge um einen konstanten Wert verringert werden.
  29. Fotodetektor, umfassend: ein Substrat; und eine Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips, die auf dem Substrat angeordnet sind und eine Spitzenantwort bei unterschiedlichen Wellenlängen aufzeigen, wobei das Substrat eine integrierte Ausleseschaltung (ROIC) umfasst, die Stromwerte bestimmt, die von der Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips im Ansprechen auf einfallendes Licht, das in die Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips eintritt, erzeugt werden.
  30. Fotodetektor nach Anspruch 29, ferner umfassend: eine Speichereinheit, die Wellenlängen-Antwortgrad-Daten von jedem der Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips speichert; und eine Verarbeitungseinheit, die die Stromwerte, die von der ROIC bestimmt werden, mit den Wellenlängen-Antwortgrad-Daten, die in der Speichereinheit gespeichert sind, vergleicht, wobei die Verarbeitungseinheit eine Wellenlänge des einfallenden Lichts durch Vergleichen der Stromwerte, die von der ROIC bestimmt werden, mit den Wellenlängen-Antwortgrad-Daten, die in der Speichereinheit gespeichert sind, bestimmt.
  31. Elektronische Einrichtung, umfassend den Fotodetektor nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 30.
  32. Elektronische Einrichtung, die eine Wellenlänge eines einfallenden Lichts, das in einen Fotodetektor eintritt, bestimmt, wobei der Fotodetektor umfasst: eine Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips, die eine Spitzenantwort bei unterschiedlichen Wellenlängen aufzeigen; eine integrierte Ausleseschaltung (ROIC), die Stromwerte bestimmt, die von der Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips im Ansprechen auf einfallendes Licht, das in die Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips eintritt, erzeugt werden; eine Speichereinheit, die Wellenlängen-Antwortgrad-Daten von jedem der Vielzahl von Halbleiter-Fotodetektionschips speichert; und eine Verarbeitungseinheit, die die Stromwerte, die von der ROIC bestimmt werden, mit den Wellenlängen-Antwortgrad-Daten, die in der Speichereinheit gespeichert sind, vergleicht.
  33. Elektronische Einrichtung nach Anspruch 32, wobei die Verarbeitungseinheit eine Wellenlänge des einfallenden Lichts durch Vergleichen der Stromwerte, die von der ROIC bestimmt werden, mit den Wellenlängen-Antwortgrad-Daten, die in der Speichereinheit gespeichert sind, bestimmt.
  34. Elektronische Einrichtung nach Anspruch 33, ferner umfassend: eine Ausgabeeinheit, die Wellenlängendaten des einfallenden Lichts, die von der Verarbeitungseinheit bestimmt werden, empfängt und die Wellenlängendaten ausgibt.
  35. Elektronische Einrichtung nach Anspruch 34, ferner umfassend: eine Anzeigeeinheit, die Wellenlängendaten anzeigt, die von der Ausgabeeinheit ausgegeben werden.
  36. UV Detektor, umfassend: ein Gallium-Nitrid-gestütztes UV Erfassungselement, umfassend wenigstens eine Elektrode; eine Silizium(Si)-gestützte integrierte Schaltung, umfassend wenigstens ein Pad, welches elektrisch mit der Elektrode verbunden ist, um ein Ausgangssignal des UV Erfassungselements zu verarbeiten; eine Lichtsperrschicht, die auf einer Seite der integrierten Schaltung gebildet ist und einen fotoreaktiven Bereich der integrierten Schaltung abschirmt; und ein Gehäuse, das die integrierte Schaltung aufnimmt, in der das UV Erfassungselement angebracht ist und das eine Vielzahl von Elektroden umfasst, um so elektrisch mit dem Pad der integrierten Schaltung verbunden zu sein.
  37. UV-Detektor nach Anspruch 36, wobei das UV Erfassungselement auf einem Saphir-Substrat zur Isolation von der integrierten Schaltung gebildet und auf die integrierten Schaltung gebondet ist.
  38. UV Detektor nach Anspruch 36, wobei die Lichtsperrschicht eine Vielzahl von aufgestapelten Metallschichten umfasst.
  39. UV Detektor nach Anspruch 38, wobei die mehreren Metallschichten an unterschiedlichen Stellen angeordnet sind, so dass jede Metallschicht von einer anderen Metallschicht, die auf einer oberen oder unteren Seite davon angeordnet ist, versetzt ist.
  40. UV Detektor nach Anspruch 38, wobei die Lichtsperrschicht ferner eine Isolationsschicht umfasst, die zwischen den mehreren Metallschichten angeordnet ist.
  41. UV Detektor nach Anspruch 36, wobei die Lichtsperrschicht ferner in einem Analog-Digital-Wandler(ADC)-Blockbereich, der ein von dem UV Erfassuignselement ausgegebenes analoges Signal in ein digitales Signal umwandelt, einem Pad-Peripheriebereich, der elektrisch mit der Elektrode des UV Erfassungselements und den Elektroden des Gehäuses verbunden ist, und einem Abdichtungsbereich, der entlang eines Umfangs der integrierten Schaltung gebildet ist, angeordnet ist.
  42. UV-Detektor nach Anspruch 36, ferner umfassend: ein Massepad zur Verhinderung einer elektrostatischen Entladung, angeordnet innerhalb der integrierten Schaltung.
  43. UV-Detektor nach Anspruch 36, wobei das Gehäuse ein Fenster aus einem transparenten Material gebildet auf einer entsprechenden Oberfläche des Substrats in Bezug auf das UV Erfassungselement umfasst.
  44. UV Detektor nach Anspruch 43, wobei das Fenster aus Quarz gebildet ist.
  45. UV Detektor nach Anspruch 36, wobei das Gehäuse mit einem Füllstoff gefüllt ist.
  46. UV Detektor nach Anspruch 45, wobei der Füllstoff aus einem transparenten Silikonmaterial, welches eine Übertragung von UV-Licht dadurch erlaubt, gebildet ist.
  47. UV Index Berechnungseinrichtung, umfassend: einen Strahlungssensor, der ein Strahlungssignal über eine Erfassung von Strahlung erzeugt; einen UV Sensor, der ein UV Signal durch eine Detektion von UV-Licht erzeugt; und eine Steuereinheit, die den UV Sensor ansteuert und einen UV-Index im Ansprechen auf das UV Signal, das von dem UV Sensor gesendet wird, berechnet, wenn die von dem Strahlungssensor erfasste Strahlung eine vorgegebene Strahlung oder mehr ist.
  48. UV-Index Berechnungseinrichtung nach Anspruch 47, wobei die vorgegebene Strahlung 10.000 lux oder mehr ist.
  49. UV-Index Berechnungseinrichtung nach Anspruch 47, wobei die Steuereinheit den UV Sensor im Ansprechen auf das von dem Strahlungssensor gesendete Strahlungssignal ansteuert.
  50. UV-Index Berechnungseinrichtung nach Anspruch 47, wobei der Strahlungssensor einen Silizium-gestützten Halbleiter umfasst und der UV Sensor einen Nitrid-gestützten Halbleiter umfasst.
  51. UV-Index Berechnungseinrichtung nach Anspruch 47, ferner umfassend: eine Ausgabeeinheit, wobei die Ausgabeeinheit Daten entsprechend zu dem UV Index in Echtzeit in der Form von wenigstens einem Schall und/oder einer Vibration und/oder einer Farbe und/oder Text zeigt.
  52. UV-Index Berechnungseinrichtung nach Anspruch 47, wobei die Daten entsprechend zu dem UV Index wenigstens den UV Index und/oder einen UV Risikograd, eine UV Aussetzungszeit, eine UV Aussetzung-Akkumulationszeit und/oder eine Vitamin D Synthesezeit umfasst.
  53. UV Index Berechnungseinrichtung nach Anspruch 47, ferner umfassend: eine integrierte Schaltung, wobei der Strahlungssensor auf der integrierten Schaltung gebildet ist und der UV Sensor an die integrierte Schaltung gebondet ist, wobei die integrierte Schaltung das Strahlungssignal und das UV Signal an die Steuereinheit sendet.
  54. UV-Index Berechnungseinrichtung nach Anspruch 53, wobei die integrierte Schaltung das Strahlungssignal und das UV Signal nach Empfangen des Strahlungssignals und des UV-Signals verstärkt.
  55. UV-Index Berechnungseinrichtung nach Anspruch 52, wobei die integrierte Schaltung eine erste integrierte Schaltung und eine zweite integrierte Schaltung umfasst, wobei der Strahlungssensor auf der ersten integrierten Schaltung gebildet ist, wobei der UV Sensor an die zweite integrierte Schaltung gebondet ist.
  56. UV-Index Berechnungseinrichtung nach Anspruch 55, wobei die erste integrierte Schaltung und die zweite integrierte Schaltung das Strahlungssignal bzw. das UV Signal nach Empfangen des Strahlungssignals bzw. des UV-Signals verstärken.
  57. UV Index Berechnungseinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 47 bis 56, wobei die UV-Index Berechnungseinrichtung eine intelligente Einrichtung ist.
  58. UV-Index Berechnungseinrichtung nach Anspruch 47, wobei die intelligente Einrichtung wenigstens ein Smartphone und/oder eine Smartuhr und/oder eine Gesundheitsverfolgungseinheit umfasst.
DE212016000103.5U 2015-06-01 2016-05-03 Ultraviolett-Messeinrichtung, Fotodetektorelement, Ultraviolett-Detektor, Ultraviolett-Index Berechnungseinrichtung und elektronische Einrichtung mit diesen Active DE212016000103U1 (de)

Applications Claiming Priority (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150077555A KR102399941B1 (ko) 2015-06-01 2015-06-01 자외선 측정 장치 및 이를 구비하는 휴대용 단말기
KR10-2015-0077555 2015-06-01
KR10-2015-0109010 2015-07-31
KR1020150109010A KR102526997B1 (ko) 2015-07-31 2015-07-31 광 검출 소자 및 이를 포함하는 전자 장치
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KR1020160036267A KR20170111249A (ko) 2016-03-25 2016-03-25 자동 제어 기능을 가지는 자외선 지수 산출 장치
PCT/KR2016/004648 WO2016195253A1 (ko) 2015-06-01 2016-05-03 자외선 측정 장치, 광 검출 소자, 자외선 검출기, 자외선 지수 산출 장치 및 이를 포함하는 전자 장치

Publications (1)

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Country Status (4)

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US (1) US10323979B2 (de)
CN (1) CN107771272B (de)
DE (1) DE212016000103U1 (de)
WO (1) WO2016195253A1 (de)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10957807B2 (en) * 2017-04-19 2021-03-23 The Board Of Trustees Of The University Of Alabama PLZT thin film capacitors apparatus with enhanced photocurrent and power conversion efficiency and method thereof
CN107956393B (zh) * 2017-11-17 2019-04-02 韩天泽 一种增进健康的病房
CN107860472A (zh) * 2017-11-30 2018-03-30 南京信息职业技术学院 日光浴手环
JP7139203B2 (ja) * 2018-09-11 2022-09-20 ローム株式会社 紫外線検出器
US10876886B2 (en) 2018-10-19 2020-12-29 Youv Labs, Inc. Methods, systems, and apparatuses for accurate measurement of health relevant UV exposure from sunlight
RU194788U1 (ru) * 2019-10-21 2019-12-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петрозаводский государственный университет" Датчик-дозиметр ультрафиолетового излучения
CN111613694A (zh) * 2020-05-26 2020-09-01 西安邮电大学 一种多波段氧化镓基紫外光电探测器阵列的制备方法
JP7356725B2 (ja) 2020-12-11 2023-10-05 株式会社タニタ 紫外線測定装置、測定方法及びプログラム
CN113098479B (zh) * 2021-03-10 2022-12-27 电子科技大学 一种电压型光电转换器、装置及方法
CN113098478B (zh) * 2021-03-10 2022-12-27 电子科技大学 一种电压型光电转换器、装置及方法
US20220375324A1 (en) * 2021-05-24 2022-11-24 Mpics Innovations Pte. Ltd Sensor device for detecting disinfecting state
CN117073989B (zh) * 2023-10-13 2023-12-15 江苏邑文微电子科技有限公司 一种汞灯光源检测组件及uv固胶机

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140086617A (ko) 2012-12-28 2014-07-08 서울바이오시스 주식회사 광 검출 소자
KR20140086674A (ko) 2012-12-28 2014-07-08 서울바이오시스 주식회사 광 검출 소자
KR20140092583A (ko) 2013-01-16 2014-07-24 서울바이오시스 주식회사 광 검출 소자
KR20140094080A (ko) 2013-01-21 2014-07-30 서울바이오시스 주식회사 광 검출 소자 및 이를 포함하는 광 검출 패키지

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6150353A (ja) * 1984-08-20 1986-03-12 Oki Electric Ind Co Ltd Ｅｐｒｏｍ装置
JPH10318829A (ja) 1997-05-20 1998-12-04 Ishizuka Denshi Kk 赤外線センサ
US6104074A (en) * 1997-12-11 2000-08-15 Apa Optics, Inc. Schottky barrier detectors for visible-blind ultraviolet detection
US20030150998A1 (en) * 2000-04-28 2003-08-14 Minseub Shin Device and method for ultraviolet radiation monitoring
KR100602368B1 (ko) 2000-10-31 2006-07-14 매그나칩 반도체 유한회사 광차단막을 이용한 이미지 센서의 평탄화 방법
US7196790B2 (en) * 2002-03-18 2007-03-27 Honeywell International Inc. Multiple wavelength spectrometer
US20040200975A1 (en) 2003-04-14 2004-10-14 Brown Dale Marius Ultraviolet sensors for monitoring energy in the germicidal wavelengths
CN2695934Y (zh) * 2003-12-16 2005-04-27 仁宝电脑工业股份有限公司 可侦测紫外线的行动通讯装置
JP2005308648A (ja) * 2004-04-23 2005-11-04 Fuji Xerox Co Ltd 紫外線測定法、及び紫外線測定装置
US20060076502A1 (en) 2004-10-05 2006-04-13 Apa Enterprises, Inc. Method and apparatus for a photodetector responsive over a selectable wavelength range
EP1858086B1 (de) * 2005-03-09 2016-11-23 Asahi Kasei EMD Corporation Optische einrichtung und herstellungsverfahren für optische einrichtngen
TWI429066B (zh) * 2005-06-02 2014-03-01 Sony Corp Semiconductor image sensor module and manufacturing method thereof
CN1828241A (zh) * 2006-04-12 2006-09-06 上海理工大学 无滤光片的多波段紫外照度计
US7381966B2 (en) * 2006-04-13 2008-06-03 Integrated Micro Sensors, Inc. Single-chip monolithic dual-band visible- or solar-blind photodetector
US7566875B2 (en) * 2006-04-13 2009-07-28 Integrated Micro Sensors Inc. Single-chip monolithic dual-band visible- or solar-blind photodetector
JP5059476B2 (ja) * 2007-04-23 2012-10-24 ラピスセミコンダクタ株式会社 半導体装置、光測定装置、光検出装置、及び半導体装置の製造方法
US8044363B2 (en) 2007-04-30 2011-10-25 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. UV detection devices and methods
DE102007024902B8 (de) * 2007-05-29 2010-12-30 Pyreos Ltd. Vorrichtung mit Membranstruktur zur Detektion von Wärmestrahlung, Verfahren zum Herstellen und Verwendung der Vorrichtung
US8835831B2 (en) 2010-06-22 2014-09-16 Zena Technologies, Inc. Polarized light detecting device and fabrication methods of the same
KR100975873B1 (ko) 2008-12-10 2010-08-13 삼성모바일디스플레이주식회사 터치 스크린 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법
EP2568266A1 (de) 2011-09-09 2013-03-13 ETH Zurich Tragbare UV-Intensitätsanzeige
US9629288B2 (en) * 2012-04-25 2017-04-18 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Lightning protection and enhanced EMI shielding for faceted domes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140086617A (ko) 2012-12-28 2014-07-08 서울바이오시스 주식회사 광 검출 소자
KR20140086674A (ko) 2012-12-28 2014-07-08 서울바이오시스 주식회사 광 검출 소자
KR20140092583A (ko) 2013-01-16 2014-07-24 서울바이오시스 주식회사 광 검출 소자
KR20140094080A (ko) 2013-01-21 2014-07-30 서울바이오시스 주식회사 광 검출 소자 및 이를 포함하는 광 검출 패키지

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