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@PHDTHESIS{Bunte:44174,
author = {Bunte, Eerke},
title = {{I}ntegrierter {P}hotodetektor zur {L}ängenmessung},
volume = {40},
school = {Technische Universität Braunschweig},
type = {Dr. (Univ.)},
address = {Jülich},
publisher = {Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag},
reportid = {PreJuSER-44174},
series = {Schriften des Forschungszentrums Jülich. Reihe
Energietechnik / energy technology},
pages = {XI, 110 S.},
year = {2004},
note = {Record converted from VDB: 12.11.2012; Technische
Universität Braunschweig, Diss., 2004},
abstract = {Über die Abtastung des Intensitätsprofils einer optischen
stehenden Welle, welche zwischen einem HeNe-Laser mit der
Wellenlänge $\lambda$ = 633 nm und einem Planspiegel
erzeugt wird, lässt sich ein neuartiges System für
Längenmessungen im nm-Bereich realisieren. Gegenüber der
herkömmlichen Lösung, dem Michelson-Interferometer,
besticht der neue Aufbau durch seine geringe Anzahl
optischer Komponenten und die leichte optische
Justierbarkeit. Das Intensitätsprofil einer stehenden Welle
ist durch das Auftreten von Intensitätsminima und - maxima
mit einer Periode von $\lambda$/2 gekennzeichnet. Zwei mit
fester Phasenbeziehung in die stehende Welle gebrachte
Detektoren, welche einen zur Intensität an ihrem Ort
proportionalen Photostrom liefern, ermöglichen
Längenmessungen nach dem Inkrementzählverfahren. Im Rahmen
dieser Arbeit wurden transparente Detektoren auf
Glassubstraten entwickelt, welche die Funktionalität dieser
Methode demonstrieren. Es handelt sich dabei um dünne
pin-Photodioden aus amorphem Silizium, welche mittels
transparenter Zinkoxid-Schichten kontaktiert werden. Für
die Präparation standen mit der plasmaunterstützten
Gasphasenabscheidung für das amorphe Silizium und dem
Sputter-Verfahren für das Zinkoxid zwei typische
Dünnschichttechnologien zur Verfügung. Mittels
Photolithographie und verschiedenen Ätzverfahren wurden die
Dioden aus dem großflächigen Dünnschichtsystem (10 x 10
cm$^{2}$) strukturiert. Die Verhinderung von Kurzschlüssen
in den extrem dünnen (<90 nm) Siliziumschichten bei einer
Absorberschichtdicke von $\approx$ 40 nm stellte eine
besondere Herausforderung dar. Zunächst wurden einzelne
Photodioden mit hoher Transmission (>83\%) und niedrigem,
aber ausreichendem Quantenwirkungsgrad ($\approx$ 1\%) bei
der Wellenlänge $\lambda$ realisiert. Mit zwei dieser
Bauelemente auf der optischen Achse konnte eine praktische
Umsetzung des vorgeschlagenen Messverfahrens demonstriert
werden. Als herausragendes Ergebnis wurde ein integrierter,
phasenselektiver, transparenter Detektor (PSTD) entwickelt,
welcher die zwei Photodioden in einem Bauelement vereint.
Der PSTD weist eine hohe Transmission bei $\lambda$\ auf
(70\%) und ermöglicht ein im mechanischen Aufbau und in der
optischen Justierung extrem einfaches Verfahren für
Längenmessungen im nm-Bereich. Der kleinste erreichte
Messfehler beträgt unter Laborbedingungen T15 nm, was das
hohe Potenzial dieser Messmethode unterstreicht. Die
Genauigkeit der Messungen wird beim jetzigen Stand der Dinge
durch technologisch bedingte Abweichungen der Schichtdicken
limitiert.},
cin = {IPV},
cid = {I:(DE-Juel1)VDB46},
pnm = {Photovoltaik},
pid = {G:(DE-Juel1)FUEK247},
typ = {PUB:(DE-HGF)11},
url = {https://juser.fz-juelich.de/record/44174},
}