Strukturierte Fertigungsdaten · 2026

Fotodiodenarray

Auf Basis strukturierter CNFX-Herstellerprofile wird Fotodiodenarray im Bereich Herstellung von Computern, elektronischen und optischen Erzeugnissen anhand von Standardkonfiguration bis Schwerlastanforderung eingeordnet.

Technische Definition und Kernbaugruppe

Ein typisches Fotodiodenarray wird durch die Baugruppe aus Fotodioden-Element und Substrat beschrieben. Für industrielle Anwendungen werden Materialauswahl, Fertigungsprozess und Prüfbarkeit gemeinsam bewertet.

Eine lineare oder zweidimensionale Anordnung mehrerer Fotodioden, die auf einem einzigen Halbleitersubstrat integriert sind, zur gleichzeitigen Erfassung der Lichtintensität an mehreren Punkten.

Technische Definition

Ein Fotodiodenarray ist eine Schlüsselkomponente in einem positionsempfindlichen Detektorsystem (PSD). Es besteht aus mehreren diskreten Fotodiodenelementen, die in einem präzisen Muster (typischerweise linear oder als Matrix) angeordnet sind. In einem PSD erfasst das Array einfallendes Licht, und durch Analyse der Signalverteilung über die einzelnen Dioden kann das System die Position, Bewegung oder das Profil eines Lichtflecks oder Bildes, das auf seine Oberfläche fällt, mit hoher räumlicher Auflösung bestimmen.

Funktionsprinzip

Jede Fotodiode im Array arbeitet nach dem Prinzip des photoelektrischen Effekts in einem Halbleiter-pn-Übergang. Wenn Photonen auf den aktiven Bereich einer Diode treffen, erzeugen sie Elektron-Loch-Paare, wenn ihre Energie die Bandlücke des Halbleiters übersteigt. Dies erzeugt einen Fotostrom, der proportional zur Lichtintensität an diesem spezifischen Ort ist. Die Ausleseschaltung des Arrays (oft gemultiplext) misst sequentiell oder gleichzeitig den Strom jeder Diode und erstellt so eine räumliche Karte der Lichtintensität. In einer PSD-Anwendung verarbeiten Algorithmen dann diese Intensitätskarte, um den Schwerpunkt oder die Form der Lichtverteilung zu berechnen und in präzise Positionsdaten umzuwandeln.

Hauptmaterialien

Silizium (Si) Germanium (Ge) Indiumgalliumarsenid (InGaAs)

Komponenten / BOM

Fotodioden-Element
Die grundlegende lichtempfindliche Einheit; ein Halbleiter-p-n-Übergang, der Photonen in elektrischen Strom umwandelt.
Material: Silizium, Germanium oder III-V-Verbindungshalbleiter
Substrat
Der Basishalbleiterwafer (z.B. Silizium), auf dem die Fotodiodenelemente und zugehörige Schaltkreise gefertigt werden.
Material: Silizium, Saphir (für spezielle Anwendungen)
Passivierungsschicht
Eine schützende dielektrische Schicht (z.B. Siliziumdioxid, Siliziumnitrid), die auf der Halbleiteroberfläche abgeschieden wird, um elektrische Eigenschaften zu stabilisieren und Kontamination zu verhindern.
Material: Siliziumdioxid (SiO₂), Siliziumnitrid (Si₃N₄)
Metallisierung / Bondpads
Leitfähige Leiterbahnen und Kontaktflächen (typischerweise aus Aluminium oder Gold), die die elektrische Verbindung zwischen den Photodiodenelementen und der externen Ausleseschaltung herstellen.
Material: Aluminium, Gold

FMEA · Fehleranalyse

Ursache → Fehlermodus → Engineering-Maßnahme

Elektrostatische Entladung (ESD) über 500 V HBM (Human Body Model) während der Handhabung Gateoxid-Durchbruch in integrierter Ausleseschaltung, der permanente Kurzschlüsse zwischen benachbarten Fotodiodenelementen erzeugt On-Chip-ESD-Schutzdioden mit 0,5 μm Snapback-Abstand und antistatische Verpackung mit Oberflächenwiderstand <10^9 Ω/□
Anhaltende Exposition gegenüber >10^12 Photonen/cm²·s bei maximaler spektraler Antwort (typischerweise 900 nm für Silizium) Sättigungsinduziertes Blooming, bei dem Ladung in benachbarte Pixel überläuft, was zu räumlicher Auflösungsverlust und festem Rauschmuster führt Integrierte Ladungsableitstrukturen mit 10^15 cm⁻³ Dotierungskonzentration und optische Neutraldichtefilter mit OD 1,0 Dämpfung

Technische Bewertung

Betriebsbereich
Betriebsbereich
0,1-1000 μW/cm² Bestrahlungsstärke, 350-1100 nm Wellenlänge, -40°C bis +85°C Umgebungstemperatur
Belastungs- und Ausfallgrenzen
Dauerhafter Schaden tritt bei >5 mW kontinuierlicher optischer Leistung pro Diodenelement, >100 V Sperrspannung oder >150°C Sperrschichttemperatur auf
Thermisches Durchgehen durch übermäßigen Photonenfluss, der Gitterdefektausbreitung verursacht, Lawinendurchbruch durch Sperrspannung, die die Halbleiterbandlückenenergie übersteigt (1,12 eV für Silizium), oder Dotierstoffdiffusion bei erhöhten Temperaturen
Fertigungskontext
Fotodiodenarray wird innerhalb von Herstellung von Computern, elektronischen und optischen Erzeugnissen nach Material, Prozessfenster und Prüfanforderungen bewertet.

Taxonomie und Suchbegriffe

Suchbegriffe, Aliase und technische Bezeichnungen für diesen CNFX Datensatz.

Anwendungen / Eingebaute Systeme

Dieses Teil oder Produkt erscheint in den folgenden Systemen und Maschinen.

Industrielles Ökosystem und Lieferkette

Eignung und Auslegungsdaten

Betriebsgrenzen
Traglast:Atmosphärisch bis 1 atm (Standardverpackung), vakuumkompatibel mit spezieller Verpackung
Verstellbereich / Reichweite:Nicht spezifiziert
Einsatztemperatur:-40°C bis +85°C (betriebsbereit), -55°C bis +125°C (Lagerung)
Montage- und Anwendungskompatibilität
Spektroskopie im sichtbaren LichtLaserstrahlprofilierungOptische Zeichenerkennungssysteme
Nicht geeignet: Umgebungen mit hochenergetischer Strahlung (Röntgen-, Gammastrahlung)
Auslegungsdaten
  • Erforderlicher Spektralantwortbereich (nm)
  • Anzahl benötigter Pixel/Elemente
  • Erforderliche Datenerfassungsrate (Bilder/Sek)

Zuverlässigkeits- und Risikoanalyse

Ausfallmodus und Ursache
Signaldegradation
Cause: Anstieg des Fotodioden-Dunkelstroms aufgrund thermischer Alterung oder Kontaminationseintritts, der optische Oberflächen beeinträchtigt.
Array-Elementausfall
Cause: Elektrostatische Entladung (ESD)-Schäden während der Handhabung oder thermische Ermüdung in Lötstellen durch Temperaturwechsel.
Wartungsindikatoren
  • Erhöhtes Rauschen oder Basislinien-Drift in spektralen Datenausgaben
  • Sichtbare Kondensation, Partikelansammlung oder Verfärbung auf optischen Fensteroberflächen
Technische Hinweise
  • Strikte ESD-Protokolle während Installation/Handhabung implementieren und Reinraumbedingungen nach Möglichkeit einhalten
  • Stabile thermische Umgebung mit geeigneter Wärmeableitung sicherstellen und schnelle Temperaturwechsel während des Betriebs vermeiden

Compliance & Manufacturing Standards

Reference Standards
ISO 9001:2015 - QualitätsmanagementsystemeIEC 60747-5-2 - Halbleiterbauelemente - Diskretbauelemente - FotodiodenCE-Kennzeichnung - EU-Konformität für elektromagnetische Verträglichkeit und Sicherheit
Manufacturing Precision
  • Spektrales Ansprechverhalten Gleichmäßigkeit: +/-5% über das Array
  • Dunkelstrom: <1nA pro Pixel bei 25°C
Quality Inspection
  • Quanteneffizienzmessung über Wellenlängen
  • Pixel-zu-Pixel-Kreuztalkananalyse

Hersteller, die dieses Produkt fertigen

Herstellerprofile mit passender Produktionsfähigkeit in China.

Die Herstellerliste dient der Vorrecherche und Einordnung von Fertigungskapazitäten. Sie ist keine Zertifizierung, kein Ranking und keine Transaktionsgarantie.

Beispielhafte Bewertungskriterien aus Einkaufsprozessen

Keine Kundenbewertung und keine Echtzeitdaten. Die Werte zeigen typische Prüfkriterien in RFQ- und Lieferantenbewertungsprozessen.

Technische Dokumentation
4/5
Fertigungsfähigkeit
4/5
Prüfbarkeit
5/5
Lieferantentransparenz
3/5

Die Kriterien dienen als Orientierung für technische Einkaufsprüfungen. Konkrete Kunden, Länder, Bewertungsdaten oder Live-Nachfragen werden nur angezeigt, wenn entsprechende belastbare Daten vorliegen.

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Häufige Fragen

Was sind die Hauptanwendungen von Fotodiodenarrays in der Computer- und Optikproduktfertigung?

Fotodiodenarrays sind wesentlich für Spektralanalyse, Bildgebungssysteme, optische Zeichenerkennung, Barcodescannen und Lichtmessung in verschiedenen elektronischen und optischen Geräten.

Wie beeinflusst die Materialwahl (Si, Ge oder InGaAs) die Leistung von Fotodiodenarrays?

Silizium-Arrays eignen sich am besten für sichtbares Licht, Germanium für nahes Infrarot und InGaAs für erweitertes Infrarot. Die Materialauswahl bestimmt das spektrale Ansprechverhalten, die Empfindlichkeit und den Betriebstemperaturbereich.

Welche Faktoren sollten bei der Integration von Fotodiodenarrays in elektronische Systeme berücksichtigt werden?

Wichtige Überlegungen umfassen die Array-Geometrie (linear vs. 2D), Pixelabstand und -gleichmäßigkeit, Dunkelstrom, Ansprechzeit, passender Spektralbereich und korrekte Schnittstelle zu Ausleseelektronik über Bondpads.

Kann ich Hersteller direkt kontaktieren?

CNFX ist ein offenes Verzeichnis, keine Handelsplattform und kein Beschaffungsagent. Herstellerprofile und Formulare helfen bei der Vorbereitung des direkten Kontakts.

CNFX Industrial Index v2.6.05 · Herstellung von Computern, elektronischen und optischen Erzeugnissen

Datenbasis

CNFX-Herstellerprofile, technische Klassifikation, öffentlich verfügbare Produktinformationen und fortlaufende Plausibilitätsprüfung.

Vorläufige technische Einordnung
Diese Seite dient der strukturierten Vorbereitung von Recherche, RFQ und Lieferantenbewertung. Sie ersetzt keine Lieferantenqualifizierung, keine Normenprüfung und keine technische Freigabe durch den Käufer.

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