[发明专利]具有正面涂层的光敏像素结构

说明书

本发明涉及一种包括衬底层(15)和界面层(50)的光敏像素结构(10)，其中，界面层(50)至少部分地被设置在衬底层(15)的第一表面上，并且其中，界面层(50)至少部分地包括第一材料层(51)，并且界面层(50)至少部分地包括覆盖第一材料层(51)的第二材料层(52)，使得第一材料层(51)至少部分地被夹在第二材料层(52)和衬底(15)之间。本发明还涉及包括这种像素结构的阵列和植入物以及提供像素结构的方法，其中，第二材料层还具有从200nm‑600nm，优选从300nm‑500nm，最优选从320nm‑450nm选择的厚度。

技术领域

本发明涉及一种光敏像素结构以及具有这种像素结构的阵列和植入物。此外，本发明涉及一种提供光敏像素结构的方法。

背景技术

植入系统是已知的，其有助于为例如因诸如色素性视网膜炎的退行性疾病而导致失明的患者恢复至少一部分视力。可以利用植入物至少在一定程度上恢复视力，这利用了这样的事实：尽管视网膜的一部分已经退化，但视网膜的大部分仍是完整的并且仍然可以被光相关的电刺激直接刺激。这样的电刺激能够通过植入系统来提供。这种系统通常包括放置在患者眼睛前方的特殊护目镜以及包括与活组织或细胞接触的多个电极的植入物，特别是视网膜下植入物。

在护目镜中通常提供摄像头。摄像头适于捕获患者前方的场景。可以将该捕获的场景从视觉信息转变成预定的IR光脉冲信号。在这种情况下，植入物适于接收这些IR光脉冲，并且作为响应，基于由摄像头接收到的场景内容来刺激植入物上的光敏区域。然后，植入物将所接收的光转化为可以刺激视网膜中的残留细胞的电流。

为了这个目的，植入物包括一个或更多个像素阵列，其中，每个单独的像素结构通常包括一个或更多个二极管区域、刺激电极和可能的对电极。

如果光脉冲被引导到像素或更确切地说像素的光敏区域，该光脉冲的部分光子将在衬底中被吸收，并且由于光电效应，在衬底内产生电子-空穴对。这些电子-空穴对迁移到像素结构的相应电极，并且响应于此，相对应的光电二极管电路可以在电极上产生电荷。因此，在衬底中吸收的光子越多，像素结构所产生的电荷就越多。光子的吸收或吸收率可能取决于入射光的波长、材料性质、入射区域(即光敏区域)和吸收衬底的厚度。为了增加入射光的吸收并从而最终增加像素结构中的电荷产生，可以例如增加衬底的厚度。然而，鉴于目标应用，衬底的厚度的增加并不总是所期望的或可能的。

Cogan等人(“Plasma-enhanced chemical vapor deposited silicon carbideas an implantable dielectric coating”，J Biomed Mater Res.2003年12月1日； 67(3)：856-67)建议在衬底上设置厚的非晶碳化硅层。

Wang等人(“Photovoltaic retinal prosthesis for restoring sight to theblind: implant design and fabrication”，Proc.SPIE 8248，Micromachining andMicrofabrication Process Technology XVII，824805(2012年2月7日))建议使用在衬底上热生长的60nm二氧化硅层，连同70nm的附加氮化硅层，意在降低水-氮化硅界面处的反射率。

对于神经刺激，包含光敏像素结构或阵列的植入物是已知的。在这样的植入物中，为了可靠地刺激残留细胞，电流密度(即像素结构在预定时间内每电磁脉冲(例如每光脉冲，特别是IR脉冲)每相传输的电荷)应该尽可能高，以便充分地刺激残留细胞。同时，为了最小的侵入性，植入物应被保持尽可能小，特别是尽可能薄。同样地，理想地，植入物的厚度小于100μm，理想地小于50μm，并且优选30μm或更小。薄的植入物还使得制作便利，特别是对于应该延伸穿过植入物的整个厚度的结构而言。