用于光学检测的光学传感器和检测器的制作方法

1.本发明涉及一种光学传感器和一种用于光学检测的包括这种光学传感器的检测器，特别是由至少一个光束提供的光辐射，尤其是在红外光谱范围内，特别是关于感测透射率、吸收率、发射率和反射率中的至少一者，或用于确定至少一个对象的位置，特别是关于至少一个对象的深度或深度和宽度两者。此外，本发明涉及一种用于制造光学传感器的方法以及光学传感器和检测器的各种用途。此类装置、方法和用途可用于安保技术的各个领域。然而，进一步的应用是可能的。


背景技术：

2.基于光学传感器，用于光学检测至少一个对象的各种检测器是已知的。
3.wo 2012/110924 a1公开了一种包括至少一个光学传感器的检测器，其中，该光学传感器展示至少一个传感器区域。在此，光学传感器被设计为以取决于传感器区域的照射的方式生成至少一个传感器信号。根据其中描述的fip效应，在给定照射的总功率相同的情况下，由此传感器信号取决于照射的几何形状，特别是传感器区域上的照射的光束横截面。检测器进一步具有至少一个评估装置，其被设计为根据传感器信号生成至少一项几何形状信息，尤其是关于照射和/或对象的至少一项几何形状信息。
4.wo 2014/097181 a1公开了一种通过使用至少一个横向光学传感器和至少一个纵向光学传感器来确定至少一个对象的位置的方法和检测器。优选地，采用纵向光学传感器的堆叠，特别是以高精度且无歧义地确定对象的纵向位置。此外，wo 2014/097181 a1公开了一种人机界面、一种娱乐装置、一种跟踪系统和一种相机，各自包括至少一个这样的用于确定至少一个对象的位置的检测器。
5.wo 2016/120392 a1公开了其他种类的适合作为纵向光学传感器的材料。在此，纵向光学传感器的传感器区域包括光电导材料，其中，在给定同一照射的总功率的情况下，光电导材料中的电导率取决于传感器区域中光束的光束横截面。因此，纵向传感器信号取决于光电导材料的电导率。优选地，光电导材料选自硫化铅(pbs)、硒化铅(pbse)、碲化铅(pbte)、碲化镉(cdte)、磷化铟(inp)、硫化镉(cds)、硒化镉(cdse)、锑化铟(insb)、碲化汞镉(hgcdte；mct)、硫化铜铟(cis)、硒化铜铟镓(cigs)、硫化锌(zns)、硒化锌(znse)或硫化铜锌锡(czts)。此外，固溶体和/或其掺杂变体也是可行的。此外，公开了一种具有传感器区域的横向光学传感器，其中，该传感器区域包括光电导材料层以及至少两个电极，优选地，该光电导材料层被嵌入在两层透明导电氧化物之间。优选地，电极中的至少一个是具有至少两个部分电极的分割电极，其中，由部分电极提供的横向传感器信号指示传感器区域内的入射光束的x和/或y位置。
6.因此，包括光电导材料的光电导传感器可用作光敏电阻。在此，光敏电阻的电阻行为可以通过观察光敏电阻在光导材料的照射变化时的电阻变化来测量。作为电阻器，光敏电阻应该在给定的照射(包括零照射)的情况下(即在黑暗中)遵守欧姆定律。众所周知，欧姆定律描述了线性电流
‑
电压特性
7.v～i
8.在施加的电压v和产生的电流i之间或施加的电流i和产生的电压v之间的电阻器中，以使得光敏电阻的电阻行为关于倒置的所施加的电压和所施加的电流是对称的。然而，取决于与光电导材料相邻的电极层的电极
‑
光电导体界面的实际布局，可以观察到光电导体的电阻行为偏离了根据欧姆定律的线性电流
‑
电压特性。
9.jp s60 241260 a公开了一种使用形成在固态扫描装置上的作为光电转换单元的非晶si层的固态成像装置。为了提高非晶si层质量的均匀性，电极与非晶si层接触的端部的倾斜角与所述电极的膜厚的乘积不大于10μm
×
在电极端部足够倾斜的情况下的度数。
10.us 2007/113886 a1公开了一种在第一电极和第二电极之间具有光电转换层的光电转换装置。在此，第一电极部分地与光电转换层接触，并且接触部分的第一电极的横截面形状为锥形形状，其中，具有一种导电类型的第一半导体层的一部分与第一电极接触。第一电极的边缘部分的形状优选为无角的，即边缘为平面的形状或具有弯曲的形状。结果，可以抑制电场和应力的集中，从而减少光电转换装置的特性劣化。如本文特别公开的，ti可用于可由单层膜或叠层膜形成的电极。
11.jp s57124467 a公开了一种层绝缘膜，其通过耐热树脂和平坦化表面来在硅基板上涂覆的漏电极。进一步地，提供一种用于连接的电极，其中，该电极与硅基板上的源极具有欧姆接触并延伸到绝缘膜上。此外，通过蒸发在用于连接的电极上形成光电导膜。这种设置旨在抑制暗电流。
12.ep 1 906 459 a2公开了一种由ti接合层、au电荷载流子和ni中间层构成的金属层堆叠。
13.wo 2018/019921 a1公开了一种光学传感器，其包括至少一种光电导材料层、接触光电导材料层的至少两个单独的电触点以及沉积在光电导材料层上的覆盖层，其中，覆盖层是包含至少一种含金属化合物的非晶层。光学传感器可以作为非庞大的密封包装提供，然而，它提供了高度的保护，防止可能由湿气和/或氧气引起的劣化。此外，覆盖层能够激活光电导材料，从而提高光学传感器的性能。此外，光学传感器可以容易地制造和集成在电路载体装置上。
14.此外，在2019年1月18日提交的欧洲专利申请19 152 511.2公开了一种光学传感器，其包括：基板；直接或间接施加到基板的至少一种光电导材料层；至少两个单独的接触光电导材料层的电触点；以及覆盖光电导材料和基板的可及表面的覆盖层，其中，该覆盖层是包含至少一种含金属化合物的非晶形覆盖层。
15.尽管上述装置和检测器暗示了优点，但仍然需要对简单、节约成本且仍然可靠的光学传感器和空间检测器进行改进。
16.本发明解决的问题
17.因此，本发明所解决的问题指定一种用于光学检测的装置和方法，其至少基本上避免了这种类型的已知装置和方法的缺点。
18.特别地，提供一种改进的简单、节约成本且仍然可靠的光学传感器和检测器，该光学传感器和检测器用于检测光辐射，尤其是在红外光谱范围内的光辐射，特别是关于感测透射率、吸收率、发射率和反射率中的至少一者或用于确定至少一个对象的位置，特别是关于至少一个对象的深度或关于深度和宽度两者的光学传感器和检测器将是期望的。
19.更具体地，希望提供一种光学传感器，其表现出线性电流
‑
电压特性，此外，该特性关于倒置的施加的电压v和施加的电流i是对称的，从而尽可能避免与欧姆定律的偏差。


技术实现要素：

20.该问题由具有独立专利权利要求的特征的本发明解决。在从属权利要求和/或以下说明书和详细实施例中呈现了本发明的可单独或组合实现的有利发展。
21.如本文所用，表述“具有”、“包括”和“包含”及其语法变体以非排他方式使用。因此，表述“a具有b”以及表述“a包括b”或“a包含b”都可以指除b之外，a还包含一个或多个其他部件和/或构件的事实，以及除b外，a中不存在其他部件、构件或元件的情况。
22.在本发明的第一方面，公开了一种光学传感器。在本文中，根据本发明的光学传感器包括
23.‑
基板；
24.‑
被施加到基板的表面的第一部分的光电导层，光电导层具有至少一种光电导材料；
25.‑
被施加到基板的表面的第二部分的至少一个电极层，其中，除了电极层的第一边缘部分之外，电极层呈现厚度d0，其中，以电极
‑
光电导体界面被形成在电极层的表的方式，电极层的第一边缘部分被光电导层的边缘部分覆盖，
26.其中，电极
‑
光电导体界面包括第一段、第二段和第三段；
27.其中，电极层的沿着在第一段内的电极
‑
光电导体界面的厚度d1等于电极层的厚度d0；
28.其中，电极层的沿着在第二段内的电极
‑
光电导体界面的厚度d2等于或超过电极层的厚度d0；以及
29.其中，电极层的沿着在第三段内的电极
‑
光电导体界面的厚度d3沿着在第三段内的电极
‑
光电导体界面朝着电极层的边缘连续且单调地减小。
30.如本文所用，“光学传感器”通常是被设计为以取决于光束对传感器区域的照射的方式生成至少一个传感器信号的装置。传感器信号通常可以指示照射传感器区域的入射光束的透射率、吸收率、发射率和反射率中的至少一者的任意信号，其中，入射光束可以由对象提供。作为示例，传感器信号可以是或可以包括数字和/或模拟信号。作为示例，传感器信号可以是或可以包括电压信号和/或电流信号。附加地或可替代地，传感器信号可以是或可以包括数字数据。传感器信号可以包括单个信号值和/或信号值序列。传感器信号可以进一步包括任意信号，其通过组合两个或更多个单独的信号来导出，诸如通过对两个或更多个信号求平均和/或通过形成两个或更多个信号的商来导出。
[0031]“对象”通常可以是从有生命的对象和无生命的对象中选择的任意对象。因此，作为示例，至少一个对象可以包括一个或多个物品和/或物品的一个或多个部分。附加地或可替代地，对象可以是或可以包括一个或多个生物和/或其一个或多个部分，诸如人类的，例如用户，和/或动物的一个或多个身体部分。
[0032]
如本文所用，“位置”通常指的是关于对象在空间中的位置和/或取向的任意信息项。为此，作为示例，可以使用一个或多个坐标系，并且可以通过使用一个、两个、三个或更多个坐标来确定对象的位置。在此，第一坐标可以指对象的深度，该深度指的是光学传感器
和对象之间的距离，而可以垂直于第一坐标的两个其他坐标可以指对象的宽度。例如，可以使用一个或多个笛卡尔坐标系和/或其他类型的坐标系。在一个示例中，坐标系可以是检测器的坐标系，其中检测器具有预定位置和/或取向。
[0033]
根据本发明，光学传感器包括具有至少一种光电导材料的光电导层，其中，光电导层可以用作传感器区域。如通常使用的，术语“层”指包括侧面被布置在其间的两个延伸表面的细长主体。如本文所用，“传感器区域”被认为是被设计为接收光束对光学传感器的照射的光学传感器的分区，其中，照射可以传感器区域接收的方式触发至少一个传感器信号的生成，其中，传感器信号的生成可以由传感器信号和传感器区域的照射的方式之间的限定关系支配。根据本发明，传感器区域由光电导层或其分区形成。在一个特定实施例中，光电导层可以包括至少两个单独的传感器区，优选地，单独的传感器区的阵列，其被直接或间接地施加到同一基板，也表示为“公共基板”，因此可以呈现出相当大的区。
[0034]
如本文所用，术语“光电导材料”指能够维持电流并因此呈现特定电导率的材料，其中，具体地，电导率取决于材料的照度。由于电阻率被定义为电导率的倒数，可替代地，术语“光阻材料”也可用于命名相同种类的材料。出于本发明的目的，在光学传感器的传感器区域中使用的光电导材料可以优选地包括无机光电导材料和/或其固溶体和/或其掺杂变体。如本文所用，术语“固溶体”指光导材料的至少一种溶质可包含在溶剂中，由此形成均相并且其中溶剂的晶体结构通常可为不因溶质的存在而改变的状态。例如，二元pbse可以在pbs中溶解，从而产生pbs1‑
x
se
x
，其中，x可以从0到1变化。如本文进一步使用的，术语“掺杂变体”可以指光电导材料的除了材料本身的成分之外的单个原子被引入到被处于未掺杂状态的本征原子占据的晶体内的位点上的状态。
[0035]
在这方面，无机光电导材料尤其可以包含：硒；碲；硒
‑
碲合金；金属氧化物；iv族元素或化合物，即来自iv族的元素或具有至少一种iv族元素的化合物；iii
‑
v族化合物，即具有至少一种iii族元素和至少一种v族元素的化合物；ii
‑
vi族化合物，即一方面具有至少一种ii族元素或至少一种xii族元素，另一方面具有至少一种vi族元素的化合物；和/或硫属化物，其可以优选地选自包括硫化物硫属化物、硒化物硫属化物、三元硫属化物、四元及更高级硫属化物的组中的一种或多种。如通常使用的，术语“硫属化物”指除氧化物外可包含元素周期表第16族元素的化合物，即硫化物、硒化物和碲化物。此外，术语“硫属化物”还可以指混合的硫属化物，诸如亚砜、亚硒酸盐、硒碲化物等。然而，其他无机光电导材料也同样适用。
[0036]
在本发明的特别优选的实施例中，至少一种光电导材料可以包括：硫化物硫属化物，优选地，硫化铅(pbs)；硒化硫属化物，优选地，硒化铅(pbse)；三元硫属化物，优选地，硫硒化铅(pbsse)；或其他合适的材料。由于至少提到的优选光电导材料通常已知在红外光谱范围内呈现出可区分的吸收特性，因此具有包含所提到的优选光电导材料的层的光学传感器可以优选地用作红外传感器。然而，其他实施例和/或其他光电导材料，特别是如在wo 2018/019921 a1中所公开的光电导材料也是可行的。
[0037]
关于所提到的光电导材料，包括可以包含至少一些呈现尺寸大于15nm的晶体的那些材料的层。在本文中，光电导层光电导可以通过应用选自包括以下各项的组中的至少一种沉积方法来制造：真空蒸发、溅射、原子层沉积、化学气相沉积、喷雾热解、电沉积、阳极氧化、电转换、化学浸渍生长、连续离子吸附和反应、化学浴沉积和溶液
‑
气体界面技术。因此，
光电导层可以呈现厚度10nm至100μm，优选地，100nm至10μm，更优选地，300nm至5μm。然而，如上文和/或下文所提到的其他光电导材料也可以用于该目的并且也可以以相同或相似的方式进行处理。
[0038]
优选地，如下文更详细描述的，可以通过将相应的材料沉积在基板表面的第一部分上来制造光电导材料，特别是为了向光电导层提供机械稳定性。以这种方式，通过在适当的基板上沉积所选层并提供至少两个电触点，其中至少一个电触点，优选地，如本文所述的所有电触点可以被提供作为电极层，从而可以获得根据本发明的光电传感器。在此，入射光束对传感器区域中的光电导材料的照射导致光电导材料的所照射的层中的电导率的变化。在特定实施例中，基板可以是或包括导电基板，其中，附加绝缘夹层可以存在于导电基板和至少一层光电导材料之间。
[0039]
如上所述，可以在电极层处施加单独的电触点，特别是以单独的电触点中的两者相对于彼此电隔离的方式。根据本发明，任何或优选地所有电触点包括如在下文更详细描述的电极层。因此，如上面已经指出的，在光电导层被沉积在基板的表面的第一部分上时，至少一个电极层被施加到基板的表面的第二部分。如本文所用，术语“部分”指基板的表面的任意部分，其中，术语“第一”和“第二”仅用于区分彼此各个部分。进一步根据本发明，电极层和光电导层以电极层的第一边缘部分被光电导层的边缘部分覆盖的方式被提供，从而在电极层表面形成电极
‑
光电导体界面。如下文更详细地描述的，此外，电极层包括第二边缘部分，其中，第二边缘部分未被光电导层覆盖，因此允许将一个或多个电触点施加到电极层，其中，至少一个电触点可用于经由一根或多根引线提供与外部电路的电连接。如通常使用的，术语“边缘部分”指对应层的终端部分。因此，电极层的第一边缘部分和第二边缘部分可以优选地放置在电极层中彼此分开的位置处，诸如在电极层的相反侧面上。
[0040]
此外，电极层以如下方式提供：其呈现厚度d0，特别是，如下文更详细描述的，在整个电极层上延伸的远离电极层的第一边缘部分的均匀的厚度。在一个优选实施例中，电极层的厚度d0可以为5nm，优选地，10nm，更优选地，20nm，最优选地，25nm，至1000nm，优选地，500nm，更优选地，250nm，最优选地，200nm。如通常使用的，术语层的“厚度”指可分配给关于如上定义的层的两个延伸表面大体垂直的直径的值。一般而言，厚度的测量值可以优选地通过应用光学调查方法和装置，诸如高分辨率光学显微镜，来生成光学传感器的样品的轮廓的图像来获得，由此可以确定垂直于层的两个延伸表面的该直径值。然而，其他调查方法和装置也可能是可行的。
[0041]
如上所述，在与覆盖电极层的光电导层的边缘部分邻接的电极层的表面形成电极
‑
光电导体界面。如通常使用的，术语“界面”指在两个相邻层之间自动形成的边界。在这方面，要强调的是，本文中的电极
‑
光电导体界面指电极层的表面，该电极层，优选地作为如下所示的蒸发的金属层，可呈现出明确定义的表面，特别是与光导层的表面相对，该光导层，优选地，作为晶体半导体，可呈现出不太明确定义的表面，该表面可以包括针孔和多孔结构，诸如在晶体之间。因此，除非另有说明，所有与电极
‑
光电导体界面相关的特征都涉及与覆盖电极层的光电导层的边缘部分相邻的电极层的表面。基于此考虑，电极
‑
光电导体界面包括第一段、第二段和第三段，其中，第二段邻接第一段，并且其中，第三段邻接第二段。如通常使用的，术语“段”在本文中指与覆盖电极层的光电导层的边缘部分邻接的电极层的表面的分区。因此，被光电导层的边缘部分覆盖的电极层的表面的分区被分成三个单独的
分区，这些分区沿着电极
‑
光电导体连续排列。如进一步通常使用的，术语“邻接”指如上所定义的两层的布置，其中两层的相对侧面紧邻彼此。进一步的细节可以参考下面的附图和它们各自的描述。
[0042]
首先，第一段与未被光电导层的边缘部分覆盖的电极层表面的分区邻接。在此，电极层的沿着在第一段内的电极
‑
光电导体界面的厚度d1没有改变，以使得电极层的第一段内的厚度d1等于电极层的厚度d0。如本文中通常使用的，术语“等于”指假定相同值在10％以内，优选地，在5％以内，更优选地，在3％以内。
[0043]
此外，第二段邻接第一段。在此，电极层的沿着在第二段内的电极
‑
光电导体界面的厚度d2可以等于电极层的厚度d0，或者可以优选地超过电极层的厚度d0。同样，术语“等于”在此也指假设相同的值在10％以内，优选地，在5％以内，更优选地，在3％以内。在特别优选的实施例中，然而，电极层的沿着在第二段内的电极
‑
光电导体界面相对于电极层的厚度d0的最大高度h＝d2‑
d0可优选地超过电极层的厚度d0不超过27％，更优选地，不超过17％，最优选地，不超过7％。
[0044]
此外，第三段邻接第二段并且在朝着光电导层的方向上朝着电极层的边缘延伸。因此，电极层的边缘部分终止于基板表面的光电导层被直接沉积到基板表面上的第一部分处。在此，电极层沿着在第三段内的电极
‑
光电导体界面的厚度d3在朝着光电导层的方向上沿着在第三段内的电极
‑
光电导体界面朝着电极层的边缘连续且单调地减小。如本文所用，术语“单调地”涉及电极层的厚度d3总是沿着在第三段内的电极
‑
光电导体界面减小的特征，而术语“连续地”指的是在减小过程中没有中断发生的进一步特征。
[0045]
在此，沿着电极层的相应延伸部的第一段的长度l1可以优选地为15μm至2500μm，更优选地，为30μm至1800μm，最优选地，为45μm至950μm，其可以约等于电极层厚度d0的150至25000倍，更优选地，300至18000倍，最优选地，450至9500倍。
[0046]
此外，沿着电极层的相应延伸部的第二段的长度l2可以优选地为电极层的厚度d0的65％或更少，更优选地，45％或更少，最优选地，15％或更少。这些值明确地包括l2等于零的实施例。与此相比，沿着电极层的进一步延伸部的第三段的长度l3可以优选地为电极层的厚度d0的20％至230％，更优选地，35％至170％，最优选地，55％至145％。
[0047]
在此，电极层可以是或包括选自金、银、铝、铂、镁、铬或钛中的一种或多种的蒸发金属层。可替代地，电极层可以是或包括石墨烯层。在此，蒸发的金属层可以通过已知的蒸发技术容易地提供，该技术可以选自包括以下各项的组：真空蒸发、溅射、原子层沉积、化学气相沉积、喷雾热解、电沉积、阳极氧化、电转换、化学浸渍生长、连续离子吸附和反应、化学浴沉积和溶液
‑
气体界面技术。
[0048]
然而，在本发明的特别优选的实施例中，电极层可以是或包括导电叠层，该导电叠层包括电荷载流子层、接合层和阻隔层。
[0049]
因此，电荷载流子层可以包括电荷载流子剂，该电荷载流子剂可以被设计为在电极层内运送电荷载流子，以及将电荷载流子运送到光电导层，和/或从光电导层运送电荷载流子。如通常使用的，术语“电荷载流子”指允许电荷作为电子或空穴在特定层内行进的实体，因此能够被运送到一个或多个邻接层。优选地，因此可以放置电荷载流子层以直接邻接光电导层，从而促进将电荷载流子运送到邻接光电导层和/或从邻接光电导层运送电荷载流子。为此，电荷载流子层可以优选地包括选自以下中的至少一者的原子：金、银、铜、铂、
铑、镍、锡、铅、锌、钨、铝、钙、镓、铬、钛、锰、铍、镁，优选地金、银、铜、铂、铑、钛、锰、铍、镁、镍、锡。
[0050]
此外，接合层可以被施加到基板上，优选以直接方式施加。因此，接合层可以包括接合剂，该接合剂可以被设计为将电荷载流子层依附到基板的表面的第二部分。为此，接合层可以优选地包括选自以下中的至少一者的原子：钛、铬、锡、铍、镁、银、锌、钙、锆、镍、铝。
[0051]
在此，接合层的厚度d0可以为0.1nm，优选地，0.5nm，更优选地，1nm，最优选地，2nm，至20nm，优选地，至16nm，更优选地，至10nm，最优选地，至7nm。
[0052]
此外，可以将阻隔层施加到接合层，优选以直接方式施加。在此，阻隔层可以包括阻隔剂，其可以被设计为防止接合剂与电荷载流子层的直接接触。因此，邻接覆盖电极层的光电导层的边缘部分的电极层的表面可以仅包含单一种类的金属或合金。因此，电极
‑
光电导体界面可以不含接合剂和阻隔剂，从而有助于光学传感器的线性电流
‑
电压特性。为此，阻隔层可以优选地包括选自以下中的至少一者的原子：镍、锡、铬、钛、锰、铅、镁，优选地，锡、镍、铬、镁。
[0053]
在此，阻隔层的厚度可以为5nm，优选地，16nm，更优选地，27nm，最优选地，38nm，至170nm，优选地，至140nm，更优选地，至95nm，最优选地，至83nm。
[0054]
从至少一个电极层经由一个或多个电触点到外部电路的直接电连接可以通过现有技术已知的任何已知措施来提供，诸如电镀、焊接、软焊、引线接合、热超声接合、缝接合、球接合、楔形接合、柔顺接合、热压接合、阳极接合、直接接合、等离子活化接合、共晶接合、玻璃料接合、粘合接合、瞬态液相扩散接合、表面活化接合、胶带
‑
自动接合或在接触区处沉积高导电物质，特别是像金、掺铍金、铜、铝、银、铂或钯的金属以及包含上述金属中的至少一者的合金。
[0055]
因此，当光束照射到传感器区域时，至少两个电触点可以提供取决于光电导材料的电导率的传感器信号。术语“光束”通常指发射到特定方向的光量。因此，光束可以是在垂直于光束传播方向的方向上具有预定延伸的一束光线。优选地，光束可以是或可以包括一个或多个高斯光束，其特征可以在于一个或多个高斯光束参数，诸如束腰、瑞利长度或任何其他光束参数或适用于表征光束直径的发展和/或光束在空间中的传播的光束参数的组合中的一者或多者。在此，光束可能被对象本身接纳，即可能源自对象。附加地或可替代地，光束的另一个来源是可行的。因此，如将在下文更详细地概述的，可以提供一个或多个照明源，其诸如通过使用一个或多个初级光线或光束，诸如一个或多个具有预定特性的初级光线或光束，来照射对象。在后一种情况下，从对象传播到检测器的光束可能是被对象和/或连接到对象的反射装置反射的光束。
[0056]
如通常进一步使用的，术语“基板”指适于承载材料层，特别是如本文所用的光电导材料层，特别是用于为光电导材料层提供机械稳定性的细长主体。此外，术语“直接”指将光电导材料层直接依附到基板，而术语“间接”指将光电导材料层经由至少一个中间层诸如接合层依附到基板。优选地，基板可以被提供为具有横向延伸部的层，该横向延伸部超过层的厚度至少5倍，优选地，至少25倍，更优选地，至少100倍。特别地，基板的厚度可以为10μm至2000μm，优选地，50μm至1000μm，更优选地，100μm至500μm。
[0057]
优选地，基板和覆盖层中的至少一者在选定的波长范围内可以是光学透明的。因此，选择用于覆盖层的含金属化合物优选在期望的波长范围内是光学透明的，特别是通过
呈现出合适的吸收特性可能是特别有利的。可替代地或另外，应用于基板的材料可在期望波长范围内呈现出光学透明特性。特别地，该特征可以允许为含金属化合物选择更宽范围的材料，这些材料在期望的波长范围内可能不是光学透明的，只要基板可以表现出足够的透明度。为此，基板可以特别地包括至少一种至少部分透明的绝缘材料，其中，基板材料可以优选地选自以下中的至少一项：玻璃、石英、熔融硅石；弱掺杂半导体，诸如硅或锗；金属氧化物或陶瓷材料，特别是来自蓝宝石(al2o3)；金属或半导体材料，特别是来自掺杂铝的氧化锡(azo)、掺杂铟的氧化锡(ito)、zns或znse中的至少一种。其中，玻璃或硅是特别优选的。
[0058]
在特别优选的实施例中，基板可以被直接或间接地施加到电路载体装置，诸如印刷电路板(pcb)。在此，术语“印刷电路板”，通常缩写为“pcb”，指不导电的平面板，其上施加有至少一层导电材料，特别是铜层，特别是层压到板上。涉及这种类型的电路载体的其他术语，此外包括一个或多个电子、电气和/或光学元件，也可以表示为印刷电路部件，简称“pca”，印刷电路板部件，简称“pcb组件”或“pcba”，电路卡部件或简称“cca”或简称“卡”。在pcb中，板可以包括玻璃环氧树脂，其中，浸渍有酚醛树脂的棉纸，通常为棕褐色或棕色，也可以用作板材料。取决于片数，印刷电路板可以是单面pcb、两层或双面pcb、或多层pcb，其中，不同的片通过使用所谓的“通孔”彼此连接。为了本发明的目的，单面pcb的应用可能就足够了；然而，其他种类的印刷电路板也可以适用。双面pcb可能在两面都可以有金属，而多层pcb可以通过将额外的金属层夹在更多绝缘材料层之间来设计。在多层pcb中，这些层可以以交替方式层叠在一起，其中，每个金属层可以单独蚀刻并且其中在多个层层叠在一起之前可以镀通内部通孔。此外，通孔可以是或包括镀铜孔，其可以优选地设计为穿过绝缘板的导电路径。
[0059]
承载光电导层、至少一个电极层和如果适用的其他层的基板可以放置在电路载体装置上，诸如pcb上，具体地通过胶合、软焊、焊接或以其他方式直接或间接地沉积在电路载体装置的相邻表面上。举例来说，基板可以通过置于基板和电路载体装置(诸如pcb)的相邻表面之间的胶薄膜附接到电路载体装置(诸如pcb)。对于印刷电路板的其他实施例，可以参考https://en.wikipedia.org/wiki/printed_circuit_board。然而，可替代地，其他种类的电路载体也可以适用。
[0060]
在特定实施例中，光学传感器可以另外包括覆盖层，该覆盖层可以覆盖光电导材料的可及表面，并且优选地，也可以覆盖基板的可及表面。如通常使用的，短语“可及表面”指主体的一部分，特别是光电导层材料的一部分，如果适用的话，指基板的一部分，其可以被光学传感器周围的大气触及。优选地，可以以覆盖层可以直接接触光电导层的顶部和侧面并且优选地至少接触基板的侧面的方式来施加该覆盖层。如上面已经指出的，基板承载光电导层，使得光电导层的顶部指既不直接也不间接被施加到基板的光电导层的延伸表面。如上面已经指出的，术语“层”指包括侧面被布置在其间的两个延伸表面的细长主体。由于光电导材料和可选的基板被作为层提供，它们分别包括侧面。优选地，覆盖层可以完全覆盖光电导层和基板的侧面两者的可及表面，特别是在优选的布置中，其中基板被依附到电路载体装置，诸如pcb，具体地以如上所述的方式。覆盖层可以是连续的涂层，其连续地覆盖光电导层，并且优选地覆盖基板的侧面。因此，涂覆光电导材料和基板两者的可及表面可以防止光电导层的材料或基板与周围大气之间的直接接触，从而避免光电导材料由于外部影
响诸如湿度和/或氧气引起的劣化。因此，覆盖层可以适于为光电导材料提供改进的封装。如本文所用，术语“封装”可以指包装，优选地，密封包装，尤其是为了尽可能避免光学传感器或其分区的由外部影响，诸如由包含在周围大气中的湿度和/或氧气，引起的部分或全部劣化，尤其是包含在光学传感器的传感器区域内的光电导材料的部分或全部劣化。在此，优选地，包装可以适于覆盖光电导材料的所有可及表面，其中，可以考虑到光电导层可以沉积在可能已经适于保护光电导材料的表面的分区的基板上。优选地，可以使用至少一种沉积方法来沉积覆盖层。为此，至少一种沉积方法可以特别地选自原子层沉积、化学气相沉积、溅射工艺或其组合。因此，在特别优选的实施例中，覆盖层可以是或包括原子沉积涂层、化学气相沉积涂层、溅射涂层或通过使用至少两种所述沉积方法生成的涂层，其中，原子沉积涂层或者通过使用原子沉积和溅射的组合来生成的涂层可能是特别优选的。
[0061]
因此，覆盖层可以包含至少一种含金属的化合物。在此，含金属化合物可以优选地包括金属，其中，金属可以特别地选自包括以下各项的组：li、be、na、mg、al、k、ca、sc、ti、v、cr、mn、fe、co、ni、cu、zn、ga、rb、sr、y、zr、nb、mo、ru、rh、pd、ag、cd、in、sn、cs、ba、la、ce、pr、nd、pm、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu、hf、ta、w、re、os ir、pt、au、hg、tl和bi。在一个具体实施例中，含金属化合物可替代地包括半金属，其也可称为“准金属”，其中，所述半金属可选自包括以下各项的组：b、si、ge、as、sb、和te组成的组。优选地，至少一种含金属化合物可选自al、ti、ta、mn、mo、zr、hf和w。
[0062]
此外，至少一种含金属化合物可以优选地选自包括以下各项的组：氧化物、氢氧化物、硫属化物、磷属元素化物、碳化物或其组合。如上面已经定义的，术语“硫属化物”指除氧化物外可包含元素周期表第16族元素的化合物，即硫化物、硒化物和碲化物。以类似的方式，术语“磷属元素化物”指优选二元化合物，其可以包含元素周期表的第15族元素，即氮化物、磷化物、砷化物和锑化物。举例来说，覆盖层包含的含金属化合物可以是包包括氧化铝和/或氢氧化铝的组合物，如通常使用的那样，为了简单起见也称为al2o3。特别地，选择用于覆盖层的含金属化合物优选在期望的波长范围内是光学透明的，特别是通过呈现出合适的吸收特性可能是有利的。可替代地或另外，应用于基板的材料可在期望波长范围内呈现出光学透明特性。特别地，该特征可以允许为含金属化合物选择更宽范围的材料，这些材料在期望的波长范围内可能不是光学透明的，只要基板可以呈现出足够的透明度。
[0063]
覆盖层可呈现10nm至600nm，优选地，20nm至200nm，更优选地，40nm至120nm，最优选地，50nm至95nm的厚度。在此，覆盖层可以相对于光电导材料的相邻表面或，如果适用的话，相对于基板的相邻表面保形。如上所述，保形覆盖层的厚度因此可以在
±
50nm，优选地，
±
20nm，最优选地，
±
10nm的偏差内跟随光电导材料或基板的对应表面，其中，在覆盖层的表面的至少90％，优选地，至少95％，最优选地，至少99％可以发生偏差，由此不考虑任何可能存在于覆盖层表面上的污染或缺陷。
[0064]
此外，除了上述为光电导材料提供封装的功能之外，覆盖层可以同时呈现出另外的功能。在这方面，含金属化合物尤其可以被选择以能够同时发挥所需的进一步功能。特别地，用于覆盖层的含金属化合物可以呈现出高折射率，优选地，至少为1.2，更优选地，至少为1.5，以便有资格作为合适的抗反射材料。此外，覆盖层可以呈现出进一步的功能，特别地，该功能选自抗刮性、亲水性、疏水性、自清洁、防雾和导电性。其他类型的功能也是可能的，特别是高介电常数。尤其是为了所选功能的目的，覆盖层可以另外包含一种或多种添加
剂，诸如一种或多种稳定剂，可以添加稳定剂以实现覆盖层的期望的进一步功能。特别地，覆盖层可以包括玻璃或玻璃颗粒作为稳定剂。然而，其他种类的添加剂也是可行的。
[0065]
在特定实施例中，特别是在可能不适合提供具有期望的进一步功能的覆盖层或者由所选覆盖层提供的进一步功能的范围可能不够的情况下，覆盖层可以附加地至少部分地被至少部分地沉积在覆盖层上的至少一个附加层覆盖。作为替代或附加地，至少一个附加层可以被至少部分地沉积在光电导层和覆盖层之间。优选地，附加层可以是或呈现出进一步的功能，并且因此可以包括抗反射层、滤光层、防刮层、亲水层、疏水层、自清洁层、防雾层、高介电常数层或导电层中的至少一者。在此，本领域技术人员能够容易地选择和提供至少一个附加层。然而，其他实施例也是可能的。
[0066]
在特别优选的实施例中，覆盖层可以部分地或完全地覆盖电触点，特别是至少一个电极层的第二边缘部分。在此，通过使用诸如金线或铝线的导线来，电触点可以是可接合的，其中，通过覆盖层，电触点可以优选地是可接合的。在特定实施例中，可在电触点处提供粘合剂层，其中，粘合剂层可尤其适于接合。为此，粘合剂层可以包括ni、cr、ti或pd中的至少一者。
[0067]
关于覆盖层和附加层的更多细节，可以参考wo 2018/019921 a1和2019年1月18日提交的欧洲专利申请19 152 511.2。
[0068]
在本发明的另一方面，公开了一种用于光学检测，特别是光学辐射，尤其是在红外光谱范围内，特别是关于感测透射率、吸收率、发射率和反射率中的至少一者，或用于确定至少一个对象的位置，特别是关于至少一个对象的深度或深度和宽度两者的检测器。根据本发明，用于光学检测至少一个对象的检测器包括：
[0069]
‑
至少一个如本文别处所述的光学传感器，该光学传感器包括至少一个传感器区域，其中，该光学传感器被设计为以取决于光束对该传感器区域的照射的方式来生成至少一个传感器信号；以及
[0070]
‑
至少一个评估装置，其中，该评估装置被设计用于通过评估光学传感器的传感器信号来生成关于由光束提供的光辐射的至少一项信息。
[0071]
在此，列出的部件可以是独立的部件。可替代地，可以将两个或更多个部件集成到一个部件中。此外，至少一个评估装置可以形成为独立于转移装置的独立评估装置，优选地选自光学透镜、反射镜、分束器、滤光器和光学传感器中的至少一者，但是可以被优选地连接到光学传感器以接收传感器信号。可替代地，至少一个评估装置可以被完全或部分地集成到光学传感器中。
[0072]
根据本发明，检测器包括至少一个如本文档别处所述的光学传感器。因此，检测器可以优选地被设计为检测相当宽的光谱范围内的电磁辐射，其中，红外(ir)光谱范围可以是特别优选的。在此，针对光学传感器的传感器区域内的光电导层，可以特别选择砷化铟镓(ingaas)以用于高达2.6μm的波长，选择砷化铟(inas)以用于高达3.1μm的波长，选择硫化铅(pbs)以用于高达3.5μm的波长，选择硒化铅(pbse)以用于高达5μm的波长，选择锑化铟(insb)以用于高达5.5μm的波长，以及碲化镉汞(mct、hgcdte)以用于高达16μm的波长。
[0073]
如本文所用，术语“评估装置”通常指任意装置，其被设计为生成至少一个对象的信息项，即关于感测透射率、吸收率、发射率和反射率中的至少一项的至少一项信息，或用于确定至少一个对象的位置，特别是关于至少一个对象的深度或关于深度和宽度两者。作
为示例，评估装置可以是或可以包括一个或多个集成电路，诸如一个或多个专用集成电路(asic)；和/或一个或多个数字信号处理器(dsp)；和/或一个或多个现场可编程门阵列(fpga)；和/或一个或多个数据处理装置，诸如一台或多台计算机，优选地，一台或多台微型计算机和/或微控制器。可以包括附加部件，诸如一个或多个预处理装置和/或数据采集装置，诸如一个或多个用于接收和/或预处理传感器信号的装置，诸如一个或多个ad转换器和/或一个或多个滤波器。如本文所用，传感器信号通常可指纵向传感器信号中的一者，并且如果适用，可指横向传感器信号。此外，评估装置可以包括一个或多个数据存储装置。此外，如上所述，评估装置可包括一个或多个接口，诸如一个或多个无线接口和/或一个或多个线控接口。
[0074]
关于用于光学检测的检测器或其任何部件，特别是评估装置的进一步信息，可以参考wo 2014/097181 a1、wo 2018/019921 a1和2019年1月18日提交的欧洲专利申请19 152 511.2。
[0075]
在本发明的另一方面，公开了一种用于制造光学传感器的方法。该方法优选地可以用于制造或生产至少一个根据本发明的光学传感器，诸如至少一个根据本文档别处进一步详细公开的一个或多个实施例的光学传感器。因此，对于该方法的可选实施例，可以参考光学传感器的各种实施例的描述。
[0076]
该方法包括以下步骤，这些步骤可以按照给定的顺序或以不同的顺序执行。此外，可以提供未列出的附加方法步骤。除非另外明确指出，两个或更多个或甚至所有方法步骤可以至少部分地同时执行。此外，两个或更多个或甚至所有方法步骤可以重复执行两次或甚至不止两次。
[0077]
根据本发明的方法包括以下步骤：
[0078]
a)提供基板；
[0079]
b)将至少一个电极层以除了电极层的第一边缘部分之外的电极层呈现厚度d0的方式施加到基板的表面的第二部分；以及
[0080]
c)进一步将电极层以电极层的第一边缘部分也被光电导层的边缘部分覆盖的方式施加到基板表面的第一部分，从而在电极层的表面形成电极
‑
光电导体界面，其中，光电导层具有至少一种光电导材料，
[0081]
d)其中，电极
‑
光电导体界面以电极
‑
光电导体界面包括第一段、第二段和第三段的方式被形成；
[0082]
其中，电极层的沿着在第一段内的电极
‑
光电导体界面的厚度d1等于电极层的厚度d0；
[0083]
其中，电极层的沿着在第二段内的电极
‑
光电导体界面的厚度d2等于或超过电极层的厚度d0；以及
[0084]
其中，电极层的沿着在第三段内的电极
‑
光电导体界面的厚度d3沿着在第三段内的电极
‑
光电导体界面朝着电极层的边缘连续且单调地减小。
[0085]
根据步骤a)，提供基板。特别地，用于基板的相应材料可以选自如上所述的对应材料的列表。
[0086]
根据步骤b)，至少一个电极层优选地以远离电极层的第一边缘部分的电极层呈现厚度d0的方式被直接地施加到基板的表面的第二部分。优选地，可以通过将蒸发的金属层
沉积到基板的表面的第二部分上来施加电极层，优选地通过使用已知的蒸发技术，其中，金属层可以特别地包括以下中的一项或多项：银、铝、铂、镁、铬、钛、金或石墨烯。可替代地，电触点可以通过电镀或化学沉积工艺提供，诸如化学镀ni、化学镀au、电镀ni或电镀au提供。
[0087]
根据步骤c)，进一步将具有至少一种光电导材料的光电导层以电极层的第一边缘部分也被光电导层的边缘部分覆盖的方式被施加到基板的表面的第一部分。因此，电极
‑
光电导体界面以电极
‑
光电导体界面包括第一段、第二段和第三段的方式在电极层的表面被形成，所述第一段、第二段和第三段具有如本文别处更详细描述的延伸部和厚度。
[0088]
在本发明的特别优选的实施例中，电极层可以通过以下方式形成为导电叠层：
[0089]
‑
将接合层直接施加到基板的表面的第二部分上，其中，接合层包括接合剂，其被被设计为将电荷载流子层依附到基板；
[0090]
‑
进一步将阻隔层直接施加到接合层上，其中，阻隔层包括阻隔剂，其被设计为防止接合剂与电荷载流子层的直接接触；以及
[0091]
‑
进一步将电荷载流子层直接施加到阻隔层上，其中，电荷载流子层包括电荷载流子剂，其被设计为将电荷载流子运送到光电导层和/或从光电导层运送电荷载流子。
[0092]
如本文所用，术语“直接”指相应层与相应基板的直接依附。关于电荷载流子层、接合层和阻隔层的进一步细节，可以参考本文别处的描述。
[0093]
如上所述，至少一个覆盖层可以进一步沉积在光电导材料的可及表面上，并且优选地也沉积在基板的可及表面上。可替代地或另外地，至少一个附加层可以被至少部分地沉积在光电导层上，并且如果适用，随后被覆盖层涂覆。在此，附加层可以被选择为或包括以下中的至少一者：抗反射层、滤光层、封装层、防刮层、亲水层、疏水层、自清洁层、防雾层、高介电常数层或导电层。
[0094]
如上所述，光电导层可以包括至少两个单独的传感器区域，优选地，单独的传感器区域的阵列，其被直接或间接地施加到相同的基板，也表示为“公共基板”，因此可以呈现出相当大的区。在该特定实施例中，单独的传感器区可以被直接或间接地施加到公共基板，其中，单独的传感器区被连接到根据本发明的至少一个电极层。此后，单独传感器区域以各个传感器区中的每一者被基板的相应部分承载的方式彼此分离。
[0095]
此外，可以在本文档的别处找到有关光学传感器制造过程的更多细节。
[0096]
根据本发明的装置可以与表面贴装技术封装，诸如凸块芯片载体、陶瓷无引线芯片载体、无引线芯片载体、有引线芯片载体、有引线陶瓷芯片载体、双无引线芯片载体、塑料引线芯片载体、封装芯片载体上的封装等结合使用。此外，根据本发明的器件可以与标准通孔或源极安装技术半导体封装，诸如以下各项，结合使用：do
‑
204、do
‑
213、金属电极无叶面、do
‑
214、sma、smb、smc、gf1、sod、sot、tsot、to
‑
3、to
‑
5、to
‑
8、to
‑
18、to
‑
39、to
‑
46、to
‑
66、to
‑
92、to
‑
99、to
‑
100、to
‑
126、to
‑
220、to
‑
226、to
‑
247、to252、to
‑
263、to
‑
263thin、sip、sipp、dfn、dip、dil、扁平封装、so、soic、sop、ssop、tsop、tssop、zip、lcc、plcc、qfn、qfp、quip、quil、bga、ewlb、lga、pga、cob、cof、cog、csp、flipchip、pop、qp、uicc、wl
‑
csp、wlp、mdip、pdip、sdip、ccga、cga、cerpack、cqgp、llp、lga、ltcc、mcm、micro smdxt等。此外，根据本发明的器件可以与诸如opga、fcpga、pac、pga、cpga等的针栅阵列(pga)结合使用。此外，根据本发明的器件可以与诸如以下各项的扁平封装结合使用：cfp、cqfp、bqfp、dfn、etqfp、pqfn、pqfp、lqfp、qfn、qfp、mqfp、hvqfp、sidebraze、tqfp、tqfn、vqfp、odfn等。此外，
根据本发明的器件可以与诸如以下各项的小外形封装接合使用：sop、csop msop、psop、pson、pson、qsop、soic、ssop、tsop、tssop、tvsop、μmax、wson等。此外，根据本发明的器件可以与诸如以下各项的芯片级封装结合使用：csp、tcsp、tdsp、micro smd、cob、cof、cog等的。此外，根据本发明的器件可以与诸如以下各项的球栅阵列结合使用：fbga、lbga、tepbga、cbga、obga、tfbga、pbga、map
‑
bga、ucsp、μbga、lfbga、tbga、sbga、ufbga等。此外，根据本发明的器件可以与诸如sip、pop、3d
‑
sic、wsi、邻近通信等多芯片封装中的芯片这类的其他电子设备结合。有关集成电路封装的其他信息，请参考以下来源：
[0097]
‑
https://en.wikipedia.org/wiki/list_of_integrated_circuit_packaging_types或
[0098]
‑
https://en.wikipedia.org/wiki/list_of_integrated_circuit_package_dimensions。
[0099]
在本发明的另一方面，公开了根据本发明的检测器的用途。其中，用于使用目的的检测器的用途选自包括以下各项的组：气体感测、火灾检测、火焰检测、热检测、烟雾检测、燃烧监测、光谱学、温度感测、运动感测、工业监测、化学感测、废气监测、安保应用。特别地，检测器可用于红外检测应用、热检测应用、温度计应用、热追踪应用、火焰检测应用、火灾检测应用、烟雾检测应用、温度感测应用、光谱应用等。此外，检测器可用于监测废气、监测燃烧过程、监测工业过程、监测化学过程、监测食品加工过程等。此外，检测器可用于温度控制、运动控制、排气控制、气体感测、气体分析、运动感测、化学感测等。对于本文公开的光学传感器和检测器的进一步使用，可以参考wo 2016/120392 a1和wo 2018/019921a1。然而，进一步的应用领域仍然是可能的。
[0100]
与现有技术相比，上述光学传感器和检测器、方法和建议的用途具有相当大的优点。因此，根据本发明的光学传感器可以在ir光谱范围的至少一个分区内特别灵敏，从而为红外光谱范围提供高效、可靠和大面积的位置感测装置。与本领域已知的装置相比，可以证明本文提出的光学传感器根据欧姆定律可以具有线性电流
‑
电压特性。
[0101]
综上所述，在本发明的上下文中，以下实施例被认为是特别优选的：
[0102]
实施例1：一种光学传感器，包括：
[0103]
‑
基板；
[0104]
‑
被施加到基板的表面的第一部分的光电导层，光电导层具有至少一种光电导材料；
[0105]
‑
被施加到基板的表面的第二部分的至少一个电极层，其中，除了电极层的第一边缘部分之外，电极层具有厚度d0，其中，以电极
‑
光电导体界面被形成在电极层的表面的方式，电极层的第一边缘部分被光电导层的边缘部分被光电导层的边缘部分覆盖，
[0106]
其中，电极
‑
光电导体界面包括第一段、第二段和第三段；
[0107]
其中，电极层的沿着在第一段内的电极
‑
光电导体界面的厚度d1等于电极层的厚度d0；
[0108]
其中，电极层的沿着在第二段内的电极
‑
光电导体界面的厚度d2等于或超过电极层的厚度d0；以及
[0109]
其中，电极层的沿着在第三段内的电极
‑
光电导体界面的厚度d3沿着在第三段内的电极
‑
光电导体界面朝着电极层的边缘连续且单调地减小。
[0110]
实施例2：根据前述实施例所述的光学传感器，其中，第二段邻接第一段，并且其中，第三段邻接第二段。
[0111]
实施例3：根据前述实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，电极层的沿着在第二段内的电极
‑
光电导体界面相对于电极层的厚度d0的最大高度h＝d2‑
d0超过电极层(124)的厚度d
0 27％或更少。
[0112]
实施例4：根据前述实施例的光学传感器，其中，最大高度h超过电极层的厚度d
0 17％或更少。
[0113]
实施例5：根据前述实施例的光学传感器，其中，最大高度h超过电极层的厚度d
0 7％或更少。
[0114]
实施例6：根据前述实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，第二段的长度l2是电极层的厚度d0的65％或更少。
[0115]
实施例7：根据前述实施例所述的光学传感器，其中，第二段的长度l2是电极层的厚度d0的45％或更少。
[0116]
实施例8：根据前述实施例的光学传感器，其中，第二段的长度l2等是电极层厚度d0的15％或更少。
[0117]
实施例9：根据前述实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，第三段的长度l3是电极层的厚度d0的20％至230％。
[0118]
实施例10：根据前述实施例所述的光学传感器，其中，第三段的长度l3是电极层的厚度d0的35％至170％。
[0119]
实施例11：根据前述实施例所述的光学传感器，其中，第三段的长度l3是电极层的厚度d0的55％至145％。
[0120]
实施例12：根据前述实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，电极层的厚度d0是5nm，优选地，10nm，更优选地，20nm，最优选地，25nm，至1000nm，优选地，至500nm，更优选地，至250nm，最优选地，至200nm。
[0121]
实施例13：根据前述实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，电极层是导电叠层，其包括
[0122]
‑
直接邻接光电导层的电荷载流子层，其中，电荷载流子层包括电荷载流子剂，其被设计为在电极层内运送电荷载流子，以及将电荷载流子运送到光导层，和/或从光导层运送电荷载流子；
[0123]
‑
被直接施加到基板的接合层，其中，接合层包括接合剂，其被设计为将电荷载流子层依附到基板的表面的第二部分；以及
[0124]
‑
被直接施加到接合层的阻隔层，其中，阻隔层包括阻隔剂，其被设计为防止接合剂与电荷载流子层直接接触。
[0125]
实施例14：根据前述实施例所述的光学传感器，其中，电荷载流子层仅包括在电极
‑
光电导体界面处的电荷载流子剂。
[0126]
实施例15：根据前面两个实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，电荷载流子剂选自以下各项的原子：金、银、铜、铂、铑、镍、锡、铅、锌、钨、铝、钙、镓、铬、钛、锰、铍、镁，优选地，金、银、铜、铂、铑、钛、锰、铍、镁、镍、锡。
[0127]
实施例16：根据前面三个实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，接合剂选自
以下各项的原子：钛、铬、锡、铍、镁、银、锌、钙、锆、镍、铝。
[0128]
实施例17：根据前面四个实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，阻隔剂选自以下各项的原子：镍、锡、铬、钛、锰、铅、镁，优选地，锡、镍、铬、镁。
[0129]
实施例18：根据前面五个实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，接合层的厚度d0是0.1nm，优选地，0.5nm，更优选地，1nm，最优选地，2nm，至20nm，优选地，至16nm，更优选地，至10nm，最优选地，至7nm。
[0130]
实施例19：根据前面五个实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，阻隔层的厚度d0是5nm，优选地，16nm，更优选地，27nm，最优选地，38nm，至170nm，优选地，至140nm，更优选地，至95nm，最优选地，至83nm。
[0131]
实施例20：根据前述实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，光电导材料包括无机光电导材料。
[0132]
实施例21：根据前一实施例所述的光学传感器，其中，无机光电导材料包括以下中的一项或多项：硒、碲、硒
‑
碲合金、光电导金属氧化物、iv族元素或化合物、iii
‑
v族化合物、ii
‑
vi化合物、硫属化物、烟碱(pnictogenide)、卤化物和固溶体和/或它们的掺杂变体。
[0133]
实施例22：根据前一实施例所述的光学传感器，其中，硫属化物选自包括以下各项的组：硫化物硫属化物、硒化物硫属化物、碲化物硫属化物、三元硫属化物、四元和更高级硫属化物。
[0134]
实施例23：根据前述实施例所述的光学传感器，其中，硫化物硫属化物选自包括以下各项的组：硫化铅(pbs)、硫化镉(cds)、硫化锌(zns)、硫化汞(hgs)、硫化银(ag2s)、硫化锰(mns)、三硫化铋(bi2s3)、三硫化锑(sb2s3)、三硫化砷(as2s3)、硫化锡(ii)(sns)、二硫化锡(iv)(sns2)、硫化铟(in2s3)、硫化铜(cus)、硫化钴(cos)、硫化镍(nis)、二硫化钼(mos2)、二硫化铁(fes2)、三硫化铬(crs3)、硫化铜铟(cis)、硒化铜铟镓(cigs)、硫化铜锌锡(czts)以及其固溶体和/或掺杂变体。
[0135]
实施例24：根据前面两个实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，硒化物硫属化物选自包括以下各项的组：硒化铅(pbse)、硒化镉(cdse)、硒化锌(znse)、三硒化铋(bi2se3)、硒化汞(hgse)、三硒化锑(sb2se3)、三硒化砷(as2se3)、硒化镍(nise)、硒化铊(tlse)、硒化铜(cuse)、二硒化钼(mose2)、硒化锡(snse)、硒化钴(cose)、硒化铟(in2se3)、硒化铜锌锡(cztse)以及其固溶体和/或掺杂变体的组。
[0136]
实施例25：根据前面三个实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，碲化物硫属化物选自包括以下各项的组：碲化铅(pbte)、碲化镉(cdte)、碲化锌(znte)、碲化汞(hgte)、碲化铋(bi2te3)、碲化砷(as2te3)、碲化锑(sb2te3)、碲化镍(nite)、碲化铊(tlte)、碲化铜(cute)、二碲化钼(mote2)、碲化锡(snte)和碲化钴(co)、碲化银(ag2te)、碲化铟(in2te3)以及其固溶体和/或掺杂变体。
[0137]
实施例26：根据前面四个实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，三元硫属化物选自包括以下各项的组：碲化镉汞(hgcdte)、碲化汞锌(hgznte)、硫化镉汞(hgcds)、硫化铅镉(pbcds)、硫化铅汞(pbhgs)、二硫化铜铟(cuins2)、硫硒化镉(cdsse)、硫硒化锌(znsse)、硫硒化铊(tlsse)、硫化镉锌(cdzns)、硫化镉铬(cdcr2s4)、硫化铬汞(hgcr2s4)、硫化铜铬(cucr2s4)、硒化镉铅(cdpbse)、二硒化铜铟(cuinse2)、砷化铟镓(ingaas)、氧硫化铅(pb2os)、氧硒化铅(pb2os)、氧硒化铅(pb2ose)、硫硒化铅(pbsse)、硒碲化砷(as2se2te)、磷
化铟镓(ingap)、砷磷化镓(gaasp)、磷化铝镓(algap)、亚硒酸镉(cdseo3)、碲化镉锌(cdznte)、硒化镉锌(cdznse)、铜锌锡硫硒硫族化合物(cztsse)以及其固溶体和/或掺杂变体。
[0138]
实施例27：根据前面五个实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，光电导金属氧化物选自包括以下各项的组：氧化铜(ii)(cuo)、氧化铜(i)(cuo2)、氧化镍(nio)、氧化锌(zno)、氧化银(ag2o)、氧化锰(mno)、二氧化钛(tio2)、氧化钡(bao)、氧化铅(pbo)、氧化铈(ceo2)、氧化铋(bi2o3)、氧化镉(cdo)以及其固溶体和/或掺杂变体。
[0139]
实施例28：根据前面六个实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，ii
‑
vi族化合物选自包括以下各项的组：硫化镉(cds)、硒化镉(cdse)、碲化镉(cdte)、硫化锌(zns)、硒化锌(znse)、碲化锌(znte)、硫化汞(hgs)、硒化汞(hgse)、碲化汞(hgte)、碲化镉锌(cdznte)、碲化汞镉(hgcdte)、碲化汞锌(hgznte)和硒化汞锌(cdznse)以及其固溶体和/或掺杂变体。
[0140]
实施例29：根据前面七个实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，iii
‑
v族化合物选自包括以下各项的组：锑化铟(insb)、氮化硼(bn)、磷化硼(bp)、砷化硼(bas)、氮化铝(aln)、磷化铝(alp)、砷化铝(alas)、锑化铝(alsb)、氮化铟(inn)、磷化铟(inp)、砷化铟(inas)、锑化铟(insb)、氮化镓(gan)、磷化镓(gap)、砷化镓(gaas)和锑化镓(gasb)以及其固溶体和/或掺杂变体。
[0141]
实施例30：根据前面八个实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，iv族元素或化合物选自包括以下各项的组：掺杂金刚石(c)、掺杂硅(si)、碳化硅(sic)和硅锗(sige)以及其固溶体和/或掺杂变体。
[0142]
实施例31：根据前述实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，基板是电绝缘基板。
[0143]
实施例32：根据前述实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，基板包括以下各项中的一者：玻璃、石英、熔融硅石；弱掺杂半导体，诸如硅或锗；金属氧化物或陶瓷材料，特别是来自蓝宝石(al2o3)；金属或半导体材料，特别是来自掺杂铝的氧化锡(azo)、掺杂铟的氧化锡(ito)、zns或znse，其中，玻璃或硅是特别优选的。
[0144]
实施例33：根据前述实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，基板的厚度为10μm至1000μm，优选地，50μm至500μm，更优选地，100μm至250μm。
[0145]
实施例34：根据前述实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，基板被直接或间接地施加到电路载体装置。
[0146]
实施例35：根据前一实施例所述的光学传感器，其中，基板经由置于基板和电路载体装置的相邻表面之间的胶薄膜被依附到电路载体装置。
[0147]
实施例36：根据前面两个实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，电路载体装置是印刷电路板。
[0148]
实施例37：根据前述实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，电极层包括未被光电导层覆盖的第二边缘部分。
[0149]
实施例38：根据前一实施例所述的光学传感器，其中，第二边缘部分被设计为提供到电极层的电连接。
[0150]
实施例39：根据前一实施例所述的光学传感器，其中，在电极层的第二边缘部分与
电路载体装置上的接触垫之间提供直接或间接电连接。
[0151]
实施例40：根据前一实施例所述的光学传感器，其中，电极层的第二边缘部分与电路载体装置上的接触垫之间的电连接可通过覆盖层接合。
[0152]
实施例41：根据前述实施例中的任一项所述的光学传感器，进一步包括覆盖层，其覆盖光电导材料的可及表面且优选地覆盖基板的可及表面。
[0153]
实施例42：根据前述实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，覆盖层是包含至少一种含金属化合物的非晶层。
[0154]
实施例43：根据前一实施例所述的光学传感器，其中，至少一种含金属化合物包括金属或半金属，其中，所述金属选自包括以下各项的组：li、be、na、mg、al、k、ca、sc、ti、v、cr、mn、fe、co、ni、cu、zn、ga、rb、sr、y、zr、nb、mo、ru、rh、pd、ag、cd、in、sn、cs、ba、la、ce、pr、nd、pm、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu、hf、ta、w、re、os ir、pt、au、hg、tl和bi，并且其中，所述半金属选自由包括以下各项的组：b、si、ge、as、sb和te。
[0155]
实施例44：根据前一实施例所述的光学传感器，其中，至少一种含金属化合物包括选自由包括以下各项的组：al、ti、ta、mn、mo、zr、hf和w。
[0156]
实施例45：根据前面两个实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，至少一种含金属化合物选自包括以下各项的组：氧化物、氢氧化物、硫属化物、磷属元素化物、碳化物或其组合。
[0157]
实施例46：根据前一实施例所述的光学传感器，其中，至少一种含金属化合物包括：al、ti、zr或hf的至少一种氧化物、至少一种氢氧化物或其组合；或si的氮化物。
[0158]
实施例47：根据前面六个实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，覆盖层直接接触光电导层的顶部和侧面，并且优选地，至少接触基板的侧面。
[0159]
实施例48：根据前面七个实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，覆盖层的厚度为10nm至600nm，优选地，20nm至200nm，更优选地，40nm至120nm，最优选地，50nm至95nm。
[0160]
实施例49：根据前述八个实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，覆盖层是相对于光电导层的相邻表面的保形覆盖层，并且优选地，相对于基板的相邻表面的保形覆盖层。
[0161]
实施例50：根据前面九个实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，覆盖层另外呈现出选自以下中的至少一项的另外的功能性：抗刮性、亲水性、疏水性、自清洁、防雾和导电性。
[0162]
实施例51：根据前面十个实施例中的任一项所述的光学传感器，其中，覆盖层进一步至少部分地涂覆有至少一个附加层，和/或其中，至少一个附加层被至少部分地沉积在光电导层和覆盖层之间。
[0163]
实施例52：根据前一实施例所述的光学传感器，其中，附加层是或包括以下中的至少一项：抗反射层、滤光层、封装层、防刮层、亲水层、疏水层、自清洁层、防雾层、高介电常数层或导电层。
[0164]
实施例53：一种用于光学检测至少一个对象的检测器，包括：
[0165]
‑
至少一个根据前述实施例中的任一项所述的光学传感器，该光学传感器包括至少一个传感器区域，其中，该光学传感器被设计为以取决于光束对该传感器区域的照射的方式来生成至少一个传感器信号；以及
[0166]
‑
至少一个评估装置，其中，该评估装置被设计为通过评估光学传感器的传感器信号来生成关于由光束提供的光辐射的至少一项信息。
[0167]
实施例54：根据前一实施例所述的检测器，其中，该检测器适于通过测量传感器区域的至少一部分的电阻或电导率中的一者或多者来生成传感器信号。
[0168]
实施例55：根据前一实施例所述的检测器，其中，该检测器适于通过执行至少一个电流
‑
电压测量和/或至少一个电压
‑
电流测量来生成传感器信号。
[0169]
实施例56：根据涉及检测器的前述实施例中的任一项所述的检测器，进一步包括至少一个照射源。
[0170]
实施例57：根据前一实施例所述的检测器，其中，照射源选自：照射源，其被至少部分地连接到对象和/或至少部分地与对象相同；照射源，其被设计用初级辐射至少部分地照射对象。
[0171]
实施例58：根据前一实施例所述的检测器，其中，光束通过由初级辐射在对象上的反射和/或通过由初级辐射激发引起的对象本身的光发射而被生成。
[0172]
实施例59：根据前一实施例所述的检测器，其中，光学传感器的光谱灵敏度被照射源的光谱范围覆盖。
[0173]
实施例60：根据涉及检测器的前述实施例中的任一项所述的检测器，其中，该检测器进一步包括至少一个转移装置，该转移装置适于将光束引导到光学传感器上。
[0174]
实施例61：一种用于制造光传感器的方法，该方法包括以下步骤：
[0175]
a)提供基板；
[0176]
b)将至少一个电极层以除了电极层的第一边缘部分之外的电极层呈现厚度d0的方式施加到基板的表面的第二部分；以及
[0177]
c)进一步将光电导层以电极层的第一边缘部分也被该光电导层的边缘部分覆盖的方式施加到基板的表面的第一部分，其中，该光电导层具有至少一种光电导材料，
[0178]
其中，电极
‑
光电导体界面以电极
‑
光电导体界面包括第一段、第二段和第三段的方式被形成；
[0179]
其中，电极层的沿着在第一段内的电极
‑
光电导体界面的厚度d1等于电极层的厚度d0；
[0180]
其中，电极层的沿着在第二段内的电极
‑
光电导体界面的厚度d2等于或超过电极层的厚度d0；以及
[0181]
其中，电极层的沿着在第三段内的电极
‑
光电导体界面的厚度d3沿着在第三段内的电极
‑
光电导体界面朝着电极层的边缘连续且单调地减小。
[0182]
实施例62：根据前一实施例所述的方法，其中，电极
‑
光电导体界面以第二段邻接第一段且第三段邻接第二段的方式被形成。
[0183]
实施例63：根据前一实施例所述的方法，其中，该方法被配置为制造根据实施例1至52所述的光学传感器。
[0184]
实施例64：根据前述涉及方法的实施例中的任一项所述的方法，其中，电极层通过以下方式被形成为导电叠层：
[0185]
‑
将接合层直接施加到基板的表面的第二部分上，其中，接合层包括接合剂，其被设计为将电荷载流子层依附到基板；
[0186]
‑
进一步将阻隔层直接施加到接合层上，其中，阻隔层包括阻隔剂，其被设计为防止接合剂与电荷载流子层的直接接触；以及
[0187]
‑
进一步将电荷载流子层直接施加到阻隔层上，其中，电荷载流子层包括电荷载流子剂，其被设计为将电荷载流子运送到光电导层和/或从光电导层运送电荷载流子。
[0188]
实施例65：根据前述涉及方法的实施例中的任一项所述的方法，其中，至少一种沉积方法用于沉积电极层，其中，所述至少一种沉积方法选自原子层沉积工艺、化学气相沉积工艺、溅射工艺或其组合。
[0189]
实施例66：根据前述涉及检测器的权利要求中的任一项所述的检测器的用途，该检测器出于使用目的选自：气体感测、火灾检测、火焰检测、热检测、烟雾检测、燃烧监测、光谱学、温度感测、运动感测、工业监测、化学感测、废气监测、安保应用。
附图说明
[0190]
本发明的进一步可选的细节和特征从与从属权利要求结合的优选示例性实施例的描述中显而易见。在这种情况下，特定特征可以被单独实施或与特征组合实施。本发明不限于示例性实施例。示例性实施例在附图中被示意性地示出。各图中相同的附图标记指相同的元件或具有相同功能的元件，或在功能方面彼此对应的元件。
[0191]
具体来说，在附图中：
[0192]
图1示出了根据本发明的光学传感器的优选示例性实施例；
[0193]
图2示出了由根据本发明的光学检测器所包括的电极层的优选示例性实施例；
[0194]
图3示出了根据本发明的检测器的优选示例性实施例；
[0195]
图4示出了根据本发明的一种用于制造光学传感器的方法的优选示例性实施例；
[0196]
图5a至5c示出了根据本发明的光学传感器的三个不同样品a、b和c中的电极
‑
表面界面的高分辨率光学显微图像(样品a)和用于比较的(样品b和c)；以及
[0197]
图6a和6b示出了根据图5a到5c的样品a、b和c的实验测量的电流
‑
电压特性(图6a)以及与线性行为的对应偏差(图6b)。
具体实施方式
[0198]
图1以高度示意性的方式以截面侧视图示出了根据本发明的光学传感器110的示例性实施例。因此，光学传感器110具有光电导层112，其包括至少一种光电导材料114。特别地，光电导层112的可以呈现厚度10nm至100μm，优选地，100nm至10μm，更优选地，300nm至5μm。在图1的示例性实施例中，光电导材料114可以是或包括至少一种硫属化物，其可以优选地选自包括以下各项的组：硫化物硫属化物、硒化物硫属化物、碲化物硫属化物和三元硫属化物。特别地，光电导材料114可以是或包括：硫化物，优选硫化铅(pbs)；硒化物，优选硒化铅(pbse)；或三元硫属化物，优选硫硒化铅(pbsse)。由于通常已知许多优选的光电导材料114在红外光谱范围内呈现出独特的吸收特性，因此光学传感器110可以优选地用作红外传感器。然而，其他实施例和/或其他光电导材料，特别是本文别处为了本目的而描述的光电导材料114，也可能是可行的。
[0199]
如图1进一步所示，至少一个光电导层112优选地被直接施加到基板120的表面118的第一部分116，其中，基板120可以优选地是或包括绝缘基板。在此，基板120的厚度可以是
10μm至2000μm，优选地，50μm至1000μm，更优选地，100μm至500μm。为了允许入射光束122到达光电导材料114以光学修改光电导层112内的电导率，可以至少部分地覆盖光电导层112的如图3中所描绘的基板120和至少一个覆盖层中的至少一者可以特别地在期望的波长范围内是光学透明的，诸如在红外光谱范围内或其分区中是光学透明的。因此，基板120可以包括选自玻璃、石英、熔融硅石；弱掺杂半导体，诸如硅或锗；金属氧化物或陶瓷材料，特别是来自蓝宝石(al2o3)；金属或半导体材料，特别是来自掺杂铝的氧化锡(azo)、掺杂铟的氧化锡(ito)、zns或znse中的一种的材料；其中，玻璃或硅是特别优选的。优选地，基板120可以优选地经由胶薄膜被依附到如图3所示的电路载体装置，特别是印刷电路板(pcb)。
[0200]
进一步根据本发明，光学传感器110具有电极层124，其被施加到基板120的表面118的第二部分126。如图1所示，电极层124可以优选地呈现恒定的厚度d0，该厚度在远离电极层124的第一边缘部分128的地方是恒定的。在此，电极层的厚度d0可以是5nm，优选地，10nm，更优选地，20nm，最优选地，25nm，至1000nm，优选地，至500nm，更优选地，至250nm，最优选地，至200nm。
[0201]
在第一边缘部分128之上，电极层124被光电导层112的边缘部分130以电极
‑
光电导体界面132在电极层124的表面134被形成的方式覆盖。与此相比，电极层124的第二边缘部分136未被光电导层112覆盖，因此允许将图3所描绘的一个或多个电触点施加到电极层124，其中，至少一个电触点可用于经由一根或多根引线(此处未示出)提供与外部电路的电连接，诸如与诸如图3所描绘的pcb之类的电路载体装置包括的一个或多个焊盘的电连接。
[0202]
根据本发明，电极
‑
光电导体界面132包括如图1所示的第一段138、第二段140和第三段142。如那里所示，第二段140邻接第一段138，并且第三段142邻接第二段140。在此，电极层124的沿着在第一段138内的电极
‑
光电导体界面132的厚度d1等于电极层124的厚度d0。在此，第一段138的长度l1可以优选地是15μm至2500μm，更优选地，30μm至1800μm，最优选地，45μm至950μm，其可以约等于电极层124的厚度d0的150至25000倍，更优选地，300至18000倍，最优选地，450至9500倍。
[0203]
此外，电极层124的沿着在第二段140内的电极
‑
光电导体界面132的厚度d2等于或超过电极层124的厚度d0。特别地，如图1中进一步示意性描绘的，电极层124的沿着在第二段140内的电极
‑
光电导体界面132相对于电极层124的厚度d0的最大高度h＝d2‑
d0可以优选地超过电极层的厚度d
0 27％或更少，更优选地，17％或更少，最优选地，7％或更少。在此，第二段的长度l2可以优选地是电极层124的厚度d0的65％或更少，更优选地，45％或更少，最优选地，15％或更少。
[0204]
此外，电极层124的在沿着在第三段142内的电极
‑
光电导体界面132的厚度d3沿着在第三段142内的电极
‑
光电导体界面132朝着电极层124的边缘146在朝向光电导层112的方向上连续且单调地减小144，其中，电极层124的在边缘146处的厚度d3通过达到几乎为零的值而消失。在此，第三段的长度l3可以优选地为电极层124的厚度d0的20％至230％，更优选地，35％至170％，最优选地，55％至145％。
[0205]
如下图3和图4所示，根据欧姆定律，具有这种特殊种类布置的光学传感器110呈现出线性电流
‑
电压特性。
[0206]
图2以截面侧视图图示了可以由光学检测器110包括的电极层124的优选示例性实施例。在该实施例中，电极层124包括导电叠层148，该导电叠层包括电荷载流子层150、接合
层152和阻隔层154。
[0207]
因此，电荷载流子层150可以包括电荷载流子剂，其可以被设计为将在电极层124内运送电荷载流子以及将电荷载流子运送到光电导层112和/或从光电导层112运送电荷载流子。如图2所示，电荷载流子层150可以优选地与光电导层112相邻，从而促进将电荷载流子运送到相邻光电导层112和/或从相邻光电导层112的运送电荷载流子。为此，电荷载流子层150可以优选地包括选自以下中的至少一项的原子：金、银、铜、铂、铑、镍、锡、铅、锌、钨、铝、钙、镓、铬、钛、锰、铍、镁，优选地，金、银、铜、铂、铑、钛、锰、铍、镁、镍、锡。
[0208]
此外，接合层152可以被施加到基板120上，优选地以直接的方式。因此，接合层152可以包括接合剂，该接合剂可以被设计为将电荷载流子层150依附到基板120的表面118的第二部分126。为此，接合层可以优选地包括选自以下中的至少一项的原子：钛、铬、锡、铍、镁、银、锌、钙、锆、镍、铝。在此，接合层的厚度d0可以是0.1nm，优选地，0.5nm，更优选地，1nm，最优选地，2nm，至20nm，优选地，至16nm，更优选地，至10nm，最优选地，至7nm。
[0209]
此外，阻隔层154可以被施加到接合层152，优选地以直接的方式。在此，阻隔层154可以包括阻隔剂，其可以被设计为防止接合剂与电荷载流子层150的直接接触。为此，阻隔层154可以优选地包括选自以下中的至少一项的原子：镍、锡、铬、钛、锰、铅、镁，优选地锡、镍、铬、镁。在此，阻隔层的厚度可以为5nm，优选地，16nm，更优选地，27nm，最优选地，38nm，至170nm，优选地，至140nm，更优选地，至95nm，最优选地，至83nm。
[0210]
由于如图2所示的这种特定布置，邻接部分覆盖电极层124的光电导层112的边缘部分130的电极层124的表面134可以仅包括单个种类的金属或合金。因此，电极
‑
光电导体界面132可以不含接合剂和阻隔剂两者，从而有助于光学传感器110的线性电流
‑
电压特性。
[0211]
图3以高度示意性的方式以截面侧视图图示出了根据本发明的光学检测器200的示例性实施例，该光学检测器可以优选地适合用作红外检测器。然而，其他实施例也是可行的。光学检测器200包括如以上更详细描述的光学传感器110中的至少一者，其可以被沿着检测器200的光轴布置。具体地，光轴可以是光学传感器110的设施的对称轴线和/或旋转轴线。光学传感器110可以位于检测器200的壳体内部。此外，可以包括至少一个转移装置，优选地是折射透镜。壳体中的开口，尤其可以关于光轴同心地定位，可以优选地限定检测器200的观察方向。
[0212]
此外，光学传感器110被设计为以取决于光束126对传感器区域202的照射的方式来生成至少一个传感器信号。在此，检测器200可以具有直的光束路径或倾斜光束路径、成角度的光束路径、分支光束路径、偏转或分裂光束路径或其他类型的光束路径。此外，光束122可以沿着每个光束路径或部分光束路径一次或重复地、单向地或双向地传播。
[0213]
根据fip效应，光学传感器110可以提供传感器信号，在给定相同的总照射功率的情况下，该传感器信号取决于传感器区域202内的光束122的光束横截面204。然而，其他种类的信号也是可行的。如上所述，传感器区域202包括具有光电导材料114的光电导层112，优选地，硫属化物，特别是硫化铅(pbs)、硒化铅(pbse)或硫硒化铅(pbsse)中的至少一者。然而，可以使用其他光电导材料114，特别是其他硫属化物。由于在传感器区域202中使用光电导材料114，在给定的相同总照射功率的情况下，传感器区域202的电导率取决于传感器区域202中光束122的光束横截面。因此，在光束122撞击时由光学传感器110提供的所得传感器信号可取决于传感器区域202中的光电导材料114的电导率，并且因此允许确定光束
122在传感器区域202中的光束横截面204。
[0214]
如上所述，基板120可以优选地经由胶薄膜被依附到电路载体装置，特别是印刷电路板(pcb)208。如上所述，可以将一个或多个电触点210、210'施加到电极层124，以便用于经由如电路载体装置206所包括的接触垫212、212'来提供与外部电路的电连接。为此，诸如金线、掺铍金线、铝线、铂线、钯线、银线或铜线的导线214可用作引线，以便在每个电极层124的对应第二部分136之间向电路载体装置206上的接触垫212、212'提供电触点210、210'。在此，导线214可以通过覆盖层接合，特别地，以改进覆盖层的封装功能并且同时为电触点提供稳定性。导线214和电极层124之间的直接电连接可以通过能够提供电触点的诸如以下各项的任何已知工艺来提供：电镀、焊接、软焊、引线接合、热超声接合、管脚接合、球接合、楔形接合，柔顺接合、热压接合、阳极接合、直接接合、等离子活化接合、共晶接合、玻璃料接合、粘合剂接合、瞬态液相扩散接合、表面活化接合、胶带自动接合或在接触区域处沉积高导电物质。为了允许足够的导电性通过导线214，同时为导线214提供足够的机械稳定性，导线214可以优选地包括至少一种电极材料，该电极材料选自包括以下各项的组：金属ag、cu、pt、al、mo或au，包含至少一种上述金属的合金以及石墨烯组成的组。然而，其他种类的电极材料也是可行的。
[0215]
此外，根据本发明的光学传感器110可以包括覆盖层216，其中，覆盖层216可以优选地完全覆盖光电导层112、电极层124和基板120的可及表面。如上所述，覆盖层216因此可以适于不仅为光电导材料114而且为电极材料和基板材料提供封装，特别是作为密封封装，以避免光学传感器110或其分区，特别是光电导材料114，由诸如湿度和/或氧气之类的外部影响引起的劣化。在此，覆盖层116可以是包括至少一种含金属化合物的非晶覆盖层，该含金属化合物特别选包括以下各项的组：al、zr、hf、ti、ta、mn、mo和w，其中，金属al、ti、zr和hf是特别优选的。然而，其他种类的金属也是可行的。此外，含金属化合物可以选自包括以下各项的组：氧化物、氢氧化物、硫属化物、磷属化物、碳化物或其组合。在特别优选的实施例中，含金属化合物可以优选地包括至少一种al的氧化物、至少一种al的氢氧化物或其组合，其也可以由式alo
x
(oh)
y
表示，其中0≤x≤1.5且0≤y≤1.5，其中，x+y＝1.5。在这个特别优选的实施例中，覆盖层216可以呈现厚度10nm至600nm，优选地，20nm至200nm，更优选地，40nm至120nm，最优选地，50nm至95nm。该厚度范围可以特别地反映覆盖层216内的含金属化合物的量，其可以有利于实现光电导材料114的期望封装。此外，覆盖层216可以是相对于光电导材料114的相邻表面的保形覆盖层。如上所述，保形覆盖层的厚度因此可以在
±
50nm的偏差内，优选地，
±
20nm的偏差内，最优选地，
±
10nm的偏差内跟随光电导材料118的对应表面，其中，覆盖层116的表面122的至少90％，优选地，至少95％、最优选地，至少99％可以发生偏差，由此不考虑任何可能存在于覆盖层116的表面122上的污染或缺陷。
[0216]
经由可以接合到电路载体装置206上的接触垫214、214'的另外的电引线218、218'，传感器信号可以被传送到评估装置220，评估装置220通常被设计为通过评估光学传感器110的传感器信号来生成至少一项信息。为此，评估装置220可以包括一个或多个电子装置和/或一个或多个软件部件，以便评估传感器信号。通常，评估装置220可以是数据处理装置222的一部分和/或可以包括一个或多个数据处理装置222。评估装置220可以被完全或部分地集成到壳体中和/或可以被完全或部分地实施为以无线或线控方式电连接到光学传感器110的单独装置。评估装置220可进一步包括一个或多个附加部件，诸如一个或多个电
子硬件部件和/或一个或多个软件部件，诸如一个或多个测量单元和/或一个或多个评估单元和/或一个或多个控制单元(此处未示出)。
[0217]
图4以高度示意性的方式图示了用于制造根据本发明的光学传感器110的方法300的示例性实施例。
[0218]
根据提供步骤302，提供基板120，优选地其被依附到电路载体装置206。
[0219]
进一步根据第一施加步骤304，至少一个电极层124以电极层124在远离电极层124的第一边缘部分128的地方呈现出优选恒定的厚度d0方式被施加到基板120的表面118的第二部分126，。
[0220]
在进一步的施加步骤306中，将具有至少一种光电导材料114的光电导层112以电极层124的第一边缘部分128也被光电导层112的边缘部分130覆盖的方式施加到基板120的表面118的第一部分116，从而在电极层124的表面134形成电极
‑
光电导体界面132。
[0221]
在此，电极
‑
光电导体界面132以电极
‑
光电导体界面134包括第一段138、第二段140和第三段142的方式被形成，其中：
[0222]
‑
电极层124的沿着在第一段138内的电极
‑
光电导体界面132的厚度d1等于电极层的厚度d0；
[0223]
‑
其中，电极层124的沿着在第二段140内的电极
‑
光电导体界面132的电极层124的厚度d2等于或超过电极层124的厚度d0；以及
[0224]
‑
其中，电极层124的沿着在第三段142内的电极
‑
光电导体界面132的厚度d3沿着在第三段142内的电极
‑
光电导体界面132朝着电极层124的边缘146呈现连续且单调的减小144。
[0225]
在此，电极层124可以优选地在第一施加步骤304期间以如以上图2中示意性描绘的导电叠层148的形式被提供，其中，叠层148包括电荷载流子层150、接合层152和阻隔层154。
[0226]
为了提供导电叠层148，在接合步骤308中，接合层152可以被直接施加到基板120的表面118的第二部分126上，其中，被设计为将电荷载流子层150依附到基板120的接合剂可以包括在接合层152中。
[0227]
在进一步的阻隔步骤310中，阻隔层154可以被直接施加到接合层152上，其中，被设计为防止接合剂与电荷载流子层150直接接触的阻隔剂可以被阻隔层154包括。
[0228]
在进一步的施加步骤312中，电荷载流子层150可以被直接施加到阻隔层154上，其中，被设计为将电荷载流子运送到电导层112和/或从光电导层112运送电荷载流子的电荷载流子剂可以被电荷载流子层150包括。
[0229]
关于优选地由电极层124包括的导电叠层148的更多细节，可以参考图2的描述。
[0230]
此外，根据本发明的用于制造光学传感器110的方法300可以包括：附加步骤，诸如连接步骤314，在该步骤中，可以提供到电路载体板206上的接触垫212、212'的电触点210、210'以及从接触垫212、212'到评估装置220的另外的引线218、218'；或者可以提供覆盖层216的覆盖步骤316。此外，还可以想到进一步的制造步骤。
[0231]
基于该方法300，已经制造了根据本发明的要求的包括在光电导层112中的pbs光电导体和很好成形(well
‑
shaped)的电极层124的光学传感器110并且显示出欧姆表现。在此，可以在位于电极
‑
光电导体界面132处的电极层124和光电导体层112之间的电子显微镜
图像中观察到的结晶空隙不影响光学传感器110的电阻表现。
[0232]
图5a到5c中的每一者都示出了光学传感器的三个不同样品a、b和c中电极
‑
表面界面的高分辨率光学显微镜图像。每个图像中的条形指示10μm的距离。如从这些图像中可以看出的并且如下文更详细地描述的，根据本发明仅制造了样品a。
[0233]
图5a以俯视图示出了样品a中的基板120的表面118上的电极层124的光学显微图像。在此，右侧的电极层124包括金，其相对于左侧的玻璃基板120呈现出形状良好的边缘。看不到电极层124的高度。
[0234]
图5b以俯视图示出了样品b中基板120的表面118上的电极层124的另一光学显微图像。同样，右侧的电极层124包括金，而左侧的玻璃基板120是可见的。在此，电极层124的高度在距边缘约5μm的电极层124中以较暗线的形式可见。不稳定的边缘是由于电极横截面导致的，它不像单调函数那样表现。
[0235]
图5c以俯视图示出了样品c中基板120的表面118上的电极层124的另一光学显微图像。同样，右侧的电极层124包括金，而左侧的玻璃基板120是可见的。在此，在距边缘约2
‑
5μm的电极层124中，高度再次可见为数条暗线。不稳定的边缘又是由电极横截面造成的，它不像单调函数那样表现。
[0236]
图6a示出了在如图5a至5c中所述的样品a、b和c的在黑暗中的(in dark)实验测量的电流
‑
电压特性。在此，电流i和电压v的测量值还通过对应的线性回归曲线拟合如下，其中，术语r2表示标准偏差，从而提供对所需线性度的估计：
[0237]
样品a：i＝0,0000025686
·
u；r2＝0,9999921
[0238]
样品b：i＝0,0000017042
·
u；r2＝0,9953361
[0239]
样品c：i＝0,0000016385
·
u；r2＝0,9852617
[0240]
结果，样品a在电阻行为中提供了明显的线性度，特别是与样品b和c相比。图6b确认了这一观察结果，图6b以不同的表示形式示出了根据线性电流
‑
电压特性的对应电流偏差δi，其中，电流偏差δi被计算为由线性回归确定的电流与测得电流i之间的差值。
[0241]
附图标号列表
[0242]
110 传感器
[0243]
112 光电导层
[0244]
114 光电导材料
[0245]
116 基板的第一部分
[0246]
118 基板的表面
[0247]
120 基板
[0248]
122 光束
[0249]
124 电极层
[0250]
126 基板的第二部分
[0251]
128 电极层的第一边缘部分
[0252]
130 光电导层的边缘部分
[0253]
132 电极
‑
光电导体界面
[0254]
134 电极层的表面
[0255]
136 电极层的第二边缘部分
[0256]
138 第一段
[0257]
140 第二段
[0258]
142 第三段
[0259]
144 减小
[0260]
146 电极层的边缘
[0261]
148 叠层
[0262]
150 电荷载流子层
[0263]
152 接合层
[0264]
154 阻隔层
[0265]
200 检测器
[0266]
202 传感器区域
[0267]
204 光束横截面
[0268]
206 电路载体装置
[0269]
208 印刷电路板(pcb)
[0270]
210、210' 电触点
[0271]
212、212' 接触垫
[0272]
214 导线
[0273]
216 覆盖层
[0274]
218、218' 引线
[0275]
220 评估装置
[0276]
222 处理装置
[0277]
300 用于制造光学传感器的方法
[0278]
302 提供步骤
[0279]
304 第一施加步骤
[0280]
306 进一步的施加步骤
[0281]
308 接合步骤
[0282]
310 阻隔步骤
[0283]
312 进一步的施加步骤
[0284]
314 连接步骤
[0285]
316 覆盖步骤