DE3217895A1

DE3217895A1 - Infrarot-strahlungsdetektor

Info

Publication number: DE3217895A1
Application number: DE19823217895
Authority: DE
Inventors: Derek Tai-Hoi 91360 Thousand Oaks Calif. Cheung
Original assignee: Rockwell International Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1981-05-15
Filing date: 1982-05-12
Publication date: 1982-12-02
Also published as: FR2506077A1; GB2100511B; JPS57198656A; FR2506077B1; GB2100511A

Description

1Α-3912
80SC80

ROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATION El Segundo, California, USA

Infrarot-Strahlungsdetektor

Die Erfindung betrifft Festkörper-Brennebenen zur Abbildung von Szenen durch Erfassung von Infrarotstrahlung.

Fortgeschrittene Infrarot-Abbildungssysteme erfordern eine Brennebenen-Integrierung von großen Detektoranordnungen sowie elektronische Signalverarbeitungseinrichtungen. Ferner sind bei verschiedenen taktischen und strategischen Zielerfassungs- und überwachungsanwendungen Anordnungen hoher Dichte wesentlich. Bei der Erstellung solcher Abbildungssysteme kann man im wesentlichen zwischen zwei Typen von Infrarot-Brennebenen unterscheiden, nämlich zwischen monolithischen Brennebenen und Hybrid-Brennebenen. Der Multiplexer für eine monolithische Brennebene wird als integraler Bestandteil der Struktur erstellt, während bei einer Hybrid-Brennebene

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die Photodektoranordnung einerseits und der Signalmultiplexer andererseits gesondert hergestellt werden, und zwar dann unter Anwendung einer fortgeschrittenen Verbindungstechnik miteinander verbunden werden.

Beide Typen von Brennebenen haben die komplementären Funktionen der Photonenerfassung, einschließlich der vorherigen Filterung der optischen Signale einerseits und der Signalmultiplexierung andererseits. Im Betrieb wird die Brennebene mit Infrarot-Signalenergie und Infrarot-Hintergrundenergie bestrahlt. Das optische Signal wird gefiltert und durch die Detektoren erfaßt. Das entstehende elektrische Signal der Detektoren wird sodann dem Multiplexer zugeführt, und zwar über elektronische Interfaceschaltungen. Zum wirksamen Betrieb des Multiplexers ist es erforderlich, das eintreffende Signal durch Signalverarbeitung, z.B. Hintergrundunterdrückung, zu konditionieren. Auf diese Weise erhält man ein serielles Videosignal am Ausgang des Multiplexers, welches die gesamte Szeneninformation innerhalb des Suchgebiets der Brennebene enthält.

Die erste Erwägung bei der Konstruktion eines Infrarot-Detektors, ob es sich nun um einen monolithischen oder um einen Hybrid-Detektor handelt, gilt der Erzielung einer effizienten Beleuchtung des absorbierenden Materials mit ausschließlich solchen Photonen, welche im gewünschten Spektralband liegen. . Herkömmliche Detektoren machen von einer Anzahl von Konfigurationen zur Erzielung dieses Ergebnisses Gebrauch. Beispielsweise kann man einen großflächigen Halbleiter von der Vorderseite beleuchten. Man kann aber auch eine Vorderseitenbeleuchtung durch einen Halbleiter mit breiter Bandlücke vornehmen oder eine Rückseitenbeleuchtung bei einem dünnen Absorptionsmaterial oder eine Rückseitenbeleuchtung durch einen Halbleiter mit einer breiten Bandlücke.

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Man kann auch eine spektrale Filterung durch Grundabsorption in einem Halbleiter mit intermediärer Bandlücke vornehmen. Ferner kann man eine konstruktive Interferenz in einer optisch flachen Schicht eines absorbierenden Halbleiters herbeiführen.

Sobald die konstruktive Lösung der gewünschten Detektorbeleuchtung gelungen ist, besteht bei herkömmlichen Photonendetektorverfahren das Problem der Sammlung der Minoritätsladungsträger innerhalb einer.Diffusionslänge eines pn-Homoübergangs. Beträchtliche Fortschritte hinsichtlich des Betriebsverhaltens wurden jedoch gemacht unter Anwendung von Konfigurationen mit Heterostruktur in Verbindung mit den herkömmlichen Photonendetektorverfahren. Man kann beispielsweise innerhalb einer Absorptionslänge des pn-Homoübergangs eine Heterofläche anordnen, oder man kann die Heterofläche am pn-übergang anordnen.

Nachdem die Detektorfunktion erfüllt ist, besteht die nächste Stufe darin, für eine Multiplex!erung des Infrarotsignals der Detektoren durch die Brennebene zu sorgen. Hochentwickelte Signalverarbeitungen können an den rohen Videoausgangsdaten des Multiplexers vorgenommen werden, und zwar mit Hilfe einer Elektronik außerhalb der Brennebene. Man kann z.B. eine präzise Kompensation der Ungleichförmigkeit herbeiführen oder man kann eine Zielverfolgung erreichen oder eine Bandbreitenkompression. Es wurden bisher drei Typen von Multiplexern verwendet: ladungsgekoppelte Einrichtungen (CCD), Ladungsinjektionseinrichtungen (CID) und X-Y-adressierte Schalteranordnungen aus Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET). Im allgemeinen haben sich jedoch ladungsgekoppelte Einrichtungen (CCD) als bevorzugte Multiplexer erwiesen, und zwar aufgrund der niedrigen Rauschcharakteristika dieser Einrichtungen.

Man kennt verschiedene Methoden, eine Einrichtung zur Gewinnung einer Infrarotabbildung zu verbinden mit einem ladungsgekoppelten Multiplexer. Man kann z.B. ladungsgekoppelte Schieberegister auf Materialien ausbilden, die das erwünschte intrinsische Ansprechvermögen (Eigenleitung) aufweisen, wie InAs, InSb und HgCdTe. Eine zweite Methode besteht darin, eigenleitendes Silicium zu verwenden. Bei einer dritten Methode werden ladungsgekoppelte Schieberegister aus einer Siliciumscheibe vorgesehen, wobei gesonderte Infrarot-Detektoren auf der Scheibe ausgebildet werden.

Alle diese CCD-Verfahren der Infrarot-Brennebenen-Multiplexierung beruhen auf dem Ladungskopplungskonzept. Dabei erfolgt eine kollektive Überführung der sämtlichen beweglichen elektrischen Ladungsträger innerhalb eines Halbleiterspeicherelements auf ein ähnliches benachbartes Speicherelement, und zwar durch externe Manipulation von Spannungen. Ein typisches CCD besteht aus einem SiIiciumsubstrat vom p-Typ mit einer Siliciumdioxid-Isolierschicht auf seiner Oberfläche und einer Anordnung von leitenden Elektroden, die auf der Oberfläche des Isolators abgeschieden sind. Wenn die Elektroden mit einer periodischen Wellenform, welche Taktspannung genannt wird, beaufschlagt werden, so bilden einige der Elektronen in Nachbarschaft einer jeden Elektrode ein diskretes Ladungspaket, und sie bewegen sich eine Strecke eines ladungsgekoppelten Elements oder einer Einheitszelle bei jeder vollständigen Taktperiode. Auf diese Weise werden die Pakete von Elektronenladungen überführt, und zwar als Ergebnis der kontinuierlichen zeitlichen Verschiebung des örtlichen Potentialwalls durch die Taktspannung.

In jüngster Zeit haben erhebliche Entwicklungen auf dem Gebiet der Ill-V-Verbindungshalbleiter stattgefunden. Dies hat wiederum zu Fortschritten auf dem CCD-Gebiet

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geführt, welche für die Abbildungsraultiplexierung von Bedeutung sind. Man kann z.B. beträchtliche Verbesserungen der CCD-Geschwindigkeit und des Abbildungsverhaltens erreichen, wenn man anstelle von Silicium III-V-Halbleiter zur Herstellung der CCD verwendet. Diese Verbesserungen beruhen auf zwei Eigenschaften der III-V-Materialien, nämlich der hohen Elektronenbeweglichkeit bei Zimmertemperatur und der niedrigen Eigenladungsträgerkonzentration bei III-V-Legierungen mit breiter Energiebandlücke. Weitere Fortschritte des Betriebsverhaltens sind möglich durch Eliminierung der Metall-Isolator-Halbleiterstruktur (MIS), wie sie bei herkömmlichen CCD-Einrichtungen Verwendung findet. Der Vorschlag bei einem CCD, keine Isolatorzwischenschicht zu verwenden, wurde von Schuermeyer et al. gemacht [New Structures for Charge Coupled Devices, Proc. IEEE, Band 60, Seite 1444 (1972)]. Ein solches CCD hat notwendigerweise eine vergrabene Kanalstruktur. Ein solches CCD wurde von j Deyhimy et al. in der US-Patentanmeldung Nr. 019 807,- | eingereicht am 19. März 1979, offenbart. Es handelt sich j um ein CCD mit einer Schottky-Sperrschicht aus GaAs. f

Zusätzlich zu seiner Verwendung als Multiplexeinrichtung in Infrarot-Brennebenen und anderen Anwendungen wurde das Ladungskopplungskonzept auch zur direkten Abbildungserfassung verwendet. Seit der erstmaligen Entwicklung der Ladungskopplungstechnik ist das Gebiet der Erzeugung von Abbildungen von ladungsgekoppelten Einrichtungen intensiv untersucht worden. Im sichtbaren Spektralbereich arbeitende Abbildungsgeräte mit einer vollen Fernsehauflösung wurden bereits als möglich erwiesen. Falls eine Anordnung von Potentialmulden vorhanden ist, wie z.B. diejenigen bei einem CCD, so führen die photoemittierten Elektronen zur Auffüllung der Mulden bis zu einem Pegel, welcher der Lichtmenge in ihrer Nachbarschaft entspricht. Diese durch das Licht erzeugten Elektronen-

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pakete können zu einer Detektorstelle überführt werden und hier in ein elektrisches Signal umgewandelt werden, welches dem optischen Bild entspricht, mit dem das Gerät beaufschlagt wird. Es wurden Geräte mit verschiedensten Torstrukturen, Kanalstrukturen und Anordnungen auf dem Chip berichtet. Die meisten Einrichtungen verwenden Silicium als Photoabsorptionsmaterial. Gleichgültig, ob nun die photoempfindliche Region unter den Schieberegistertoren angeordnet ist oder unter gesonderten Phototoren oder bei gesonderten Photodioden, stets bilden die photoangeregten Minoritätsladungsträger im Silicium die Ladungspakete, welche in diesen CCD-Abbildungsgeräten mit dem Taktsignal überführt werden. Diese Geräte zeigen jedoch im Grunde nur das spektrale Ansprechverhalten und die Quanteneffizienz der Silicium-Photodioden. Sie eignen sich somit als Infrarot-Abbildungsgeräte nur bis zu Wellenlängen einer maximalen Länge von etwa 1,1 /um. Es besteht jedoch ein erhebliches Interesse an Abbildungsgeräten, die im Bereich längerer Wellenlängen der Infrarotstrahlung empfindlich sind. Abbildungsgeräte, welche im Bereich von 2 bis 3/um ansprechen, sind z.B. auf militärischem Gebiet brauchbar zur Erfassung von Szenen mit hohem Kontrast mit Düsenstrahlen von Düsenflugzeugen und Raketen. Geräte, die auf Strahlungen mit noch höherer Wellenlänge ansprechen, können J500°K-Szenen aufgrund ihrer eigenen thermischen Strahlung abbilden. Sie sind von Interesse bei industriellen und medizinischen Anwendungen sowie auch auf dem Gebiet der Militärtechnik.

Eine Möglichkeit zur Verwendung von Einrichtungen auf Siliciumbasis zum Zwecke der Abbildung im Infrarotbereich mittlerer und langer Wellenlängen besteht in der Verwendung des Schottky-Sperrschichtkonzepts. Eine einfache Schottky-Sperrschichteinrichtung besteht aus einer

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Metallschicht, welche durch eine öffnung in einer darübergelegten Isolierschicht auf eine Halbleiterscheibe aufgedampft wurde. Diese Einrichtung zeigt elektrische Eigenschaften, welche denjenigen eines pn-Übergangs ähnlich sind. Die Eigenschaften hängen ab von der Höhe der Barriere der Metallhalbleitergrenzfläche. Die Verhältnisse sind ähnlich wie bei der Abhängigkeit der Eigenschaften des pn-Übergangs von der Bandlücke. Die Barrierenhöhe ist eine Punktion der Art des Metalls und der Art und Polarität des Halbleitermaterials. Sie ist nahezu unabhängig von der Dotierung des Halbleiters. Eine in Sperrichtung vorgespannte Schottky-Barrierendiode erzeugt einen Dunkelstrom. Dieser kommt dadurch zustande, daß das Metall die im Halbleiter thermisch erzeugten Minoritätsladungsträger sammelt. Ferner kommt der Dunkelstrom zustande durch die thermische Anregung der Majorität sladungsträger im Metall über die Barriere, so daß sie in den Halbleiter fließen. Da ferner die Barrierenhöhe für den interessierenden Infrarotspektralbereich weniger als die Hälfte der Bandlücke des Siliciums beträgt, wird die letztere Ursache des Dunkelstroms dominieren. Die Schottky-Sperrschichteinrichtung kann als Photodetektor wirken, und zwar dadurch, daß das Licht entweder im Halbleiter oder im Metall absorbiert wird. Im letzteren Falle erfahren die Ladungsträger eine Photoanregung über die Barriere vom Metall in den Halbleiter, und sie werden hier zu Majoritätsladungsträgern. Wenn Licht durch den Halbleiter fällt, so findet die Absorption an der Metallhalbleitergrenzfläche statt. Bei den Schottky-Elektroden kann es sich entweder um Metalle oder Metallsilicide handeln. Letztere werden durch eine Festkörperreaktion gebildet. Zwischen dem Metall oder Silicid einerseits und dem Siliciumsubstrat andererseits besteht eine Potentialbarriere. Die Infrarot-Photonen gelangen somit durch das Silicium und werden an der

Schottky-Elektrode absorbiert. Sie führen hier zur Anregung der Ladungsträger, welche sodann intern über die Schottky-Barriere in das Silicium emittiert werden. Die Quanteneffizienz dieses Mechanismus ist relativ gering. Die Ansprechvorgänge erstrecken sich jedoch auf Photonenenergien bis hinab zur Barrierenhöhe, deren Wert beträchtlich unterhalb der Bandlücke liegen kann. Da die Spektralausbeute bei einem solchen Gerät nahezu ausschließlich vom Absorptionsprozeß im Metall abhängt und von der Emission der Majoritätsladungsträger über die Barriere, ist die Empfindlichkeit nahezu unabhängig von den Parametern der Halbleiterdotierung und der Lebensdauer der Minoritätsladungsträger. Hierdurch werden einige der wichtigsten Ursachen der Ungleichförmigkeit herkömmlicher Halbleiterdetektoren eliminiert.

Flächenanordnungen zur Infraroterfassung unter Ausnutzung des Schottky-Barrierenkonzepts wurden bereits verwirklicht. Eine solche Anordnung umfaßt z.B. Schottky-Barrierenmetallisierungen sowie ein Ladungskopplungs-Schieberegister auf einem Siliciumsubstrat vom p-Typ.. Infrarotphotonen der Rückseitenbeleuchtung werden in einem Schottky-Barrierenfilm aus Metallsilicid unterhalb der Metallisierungsregionen absorbiert. Löcher werden über die Schottky-Barriere photoemittiert und verursachen einen externen Stromfluß oder einen Ladungsaufbau in der Diodenspeichermode. Die Barrierenhöhe bestimmt die Grenzwellenlänge der Erfassungsgrenze. Die kurzwellige Grenze wird durch die Eigenabsorption des Siliciumsubstrats festgelegt. Der Retinabetrieb wird vervollständigt durch Multiplexierung des AusgangsStroms einer jeden Zelle, z. B. durch Integrierung der Schottky-Zellenan- . Ordnung mit einer Multiplexerschaltung durch das ladungsgekoppelte, zeilenweise Auslesen.

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Bei einem PtSi2/p-Si-System (PtrMetallisierung auf einem Siliciumsubstrat Vom p-Typ) beträgt die Barrierenhöhe etwa 0,25 eV, entsprechend einer Grenzwellenlänge λ = etwa 5,0 /um. Diese Verwendimg von monolithischer Siliciumverarbeitungstechnologie zur Herstellung von Schottky-Retinas kann zu einer guten Photo.ansprechgleichförmigkeit führen bei beträchtlicher Verringerung der Kosten und der Komplexität eines thermischen Abbildungssystems. Die bisher bekannt gewordenen Verfahren zeigen jedoch eine Reihe von Nachteilen, die ihre Anwendungen bei einigen Infrarotsystemen beschränken. Das Schottky-Detektorverfahren zeigt eine geringe Quanteneffizienz von nur etwa 0,5 bis 1%. Dieser Nachteil kann nur durch große Anordnungen wettgemacht werden. Schwierigere Probleme entstehen aufgrund der Notwendigkeit von großen Zellabmessungen (80 χ i60/um). Darüberhinaus ist der "Füllfaktor" charakteristischerweise niedrig. Der "Füllfaktor" kann definiert werden als der prozentuale Betrag der Lichtdetektorfläche, bezogen auf die Gesamtfläche der Brennebene. Dieser Füllfaktor beträgt nur etwa 15 bis 30%. Es besteht daher ein Bedürfnis nach einer Infrarot-Brennebenenkonstruktion, welche einerseits von den Vorteilen der hochentwickelten Siliciumverarbeitungstechniken Gebrauch macht, während andererseits die Nachteile großer Zellabmessungen und eines niedrigen Füllfaktors vermieden werden. Eine solche Lösung würde auf zahlreichen Infrarot-Brennebenenanwendungen Verwendung finden können.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuen und verbesserten Detektoraufbau zu schaffen.

Ein Detektor, welcher auf Licht einer vorbestimmten Wellenlänge anspricht, umfaßt erfindungsgemäß ein halbleitendes Substrat eines ersten Leitungstyps mit einem

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halbleitenden Kanal eines zweiten Leitungstyps auf dem Substrat. Eine Vielzahl von Metallkontakten ist auf dem Kanal angeordnet unter Aufbau einer entsprechenden Vielzahl von Schottky-Barrieren. Die Kontakte sind derart ausgewählt, daß Licht der vorbestimmten Wellenlänge in den Barrieren absorbiert wird. Die Kontakte sind derart positioniert, daß die in dem Kanal gespeicherten Ladungen durch Manipulation der Spannungen, welche die Kontakte beaufschlagen, überführt werden können.

Bei einer spezielleren Ausführungsform umfaßt der Detektor eine Region des zweiten Leitungstyps in dem Substrat. Diese definiert den halbleitenden Kanal.

Das Substrat und der Kanal sind für Licht der vorbestimmten Wellenlänge transparent. Das Licht kann somit bei einer Betriebsweise mit Rückseitenbeleuchtung die Schottky-Barrieren durch das Substrat und durch den Kanal hindurch erreichen. Ferner kann die Vielzahl von Metallkontakten aus einer Vielzahl verschiedener Metalle gefertigt werden, so daß verschiedene Lichtwellenlängen absorbiert und erfaßt werden können.

Bei einer weiteren Ausführungsform umfaßt der von der Rückseite her belichtete Detektor ein halbleitendes Substrat eines ersten Leitungstyps, welches für das Licht transparent ist, sowie auf diesem Substrat eine abgeschiedene, transparente Halbleiterkanalschicht eines zweiten Leitungstyps. Eine Reihe von Metallkontakten ist auf der Kanalschicht ausgebildet unter Erzeugung einer entsprechenden Reihe von Schottky-Barrieren, so daß Licht der vorbestimmten Wellenlänge in den Barrieren absorbiert werden kann. Die Kontakte sind derart positioniert, daß die in der Kanalschicht gespeicherten Ladungen durch Manipulation der Spannungen, die die Kon-

. 20.

takte, beaufschlagen, überführt werden können.

Eine erste, relativ stark dotierte Region des zweiten Leitungstyps ist.in der Kanalschicht an einem ersten Ende der Reihe angeordnet. Eine zweite, relativ stark dotierte Region des zweiten Leitungstyps ist in der Kanalschicht an einem zweiten Ende der Reihe angeordnet. Auf diesen Regionen sind ein Eingangselektrodenkontakt und ein Ausgangselektrodenkontakt abgeschieden. Eine relativ stark dotierte Isolierregion des ersten Leiturigstyps erstreckt sich durch die Kanalschicht und umgibt die Elektroden und die Schottky-Barrieren.

Eine Detektorbrennebene, welche auf das Licht der vorbestimmten Wellenlänge anspricht, umfaßt ein Halbleitersubstrat eines ersten Leitungstyps mit einer Vielzahl von parallelen, halbleitenden Kanälen eines zweiten Leitungstyps, welche auf dem Substrat angeordnet sind. Eine Vielzahl von parallelen, metallischen Kontakten ist über die Kanäle angeordnet, so daß man eine Matrix aus Schottky-Barrieren erhält. Auf diese Weise kann Licht der vorbestimmten Wellenlänge in den Barrieren absorbiert werden. Die Kontakte sind derart angeordnet, daß die in den Kanälen gespeicherten Ladungen durch Manipulation der an den Kontakten anliegenden Spannungen überführt werden können.

Bei einer speziellen Ausführungsform ist eine Vielzahl von parallelen Regionen des zweiten Leitungstyps im Substrat angeordnet und definiert eine Vielzahl von parallelen Kanälen. Eine Ladungsüberführungsregion des zweiten Ladungstyps im Substrat definiert einen Ladungsüberführungskanal entlang eines Endes eines jeden der Kanäle.

Bei einer weiteren, speziellen Ausführungsform umfaßt eine rückwärtig belichtete Brennebene ein Halbleitersubstrat eines ersten Leitungstyps, welcher in bezug auf das Licht transparent ist. Auf dem Substrat ist eine halbleitende, transparente Kanalschicht eines zweiten Leitungstyps ausgebildet. Eine Vielzahl von parallelen, isolierenden.Streifen ist auf der Kanalschicht ausgebildet, so daß dazwischen eine Vielzahl von parallelen Kanälen in der Kanalschicht definiert ist. Eine Vielzahl von parallelen Metallkontakten wird über die Kanäle abgeschieden (quer), so daß man eine Matrix von Schottky-Barrieren erhält. Eine erste, relativ stark dotierte Region des zweiten Leitungstyps ist in der Kanalschicht entlang eines ersten Endes eines jeden der Kanäle angeordnet. In dieser Region wurde ein Eingangselektrοdenkontakt abgeschieden. Eine Reihe von Metallkontakten wurde auf der Kanalschicht entlang eines zweiten Endes eines jeden der Kanäle abgeschieden. Hierdurch erhält man eine Reihe von Uberführungs-Schottky-Barrieren. Auf diese Weise können Ladungen, die in der Kanalschicht gespeichert sind, durch Manipulation der Spannungen, die an der Reihe der Kontakte anliegen, überführt werden. Eine zweite, relativ stark dotierte Region des zweiten Leitungstyps ist in der Kanalschicht an einem Ende der Reihe der Metallkontakte angeordnet, wobei ein Ausgangselektrodenkontakt auf dieser zweiten Region abgeschieden ist.

Erfindungsgemäß wird ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Detektors, welcher auf Licht einer vorbestimmten Wellenlänge anspricht, geschaffen. Dieses Verfahren umfaßt die folgenden Stufen:

Ausbildung eines Halbleitersubstrats eines ersten Leitungstyps;

Abscheidung einer Halbleiterkanalschicht eines zweiten Leitungstyps auf dem Substrat;

Abscheidung einer Vielzahl von Metallkontakten auf der Kanalschicht unter Ausbildung einer entsprechenden Vielzahl von Schottky-Barrieren; und

Positionierung der Kontakte derart, daß die in der Kanalschicht gespeicherten Ladungen durch Manipulation der Spannungen an den Kontakten überführt werden können.

Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Stufe der Abscheidung der Metallkontakte die folgenden Schritte:

Abscheidung einer Vielzahl von parallelen, isolierenden Streifen auf der Kanalschicht, so daß jeweils dazwischen eine Vielzahl von Kanälen in der Kanalschicht definiert wird; und

Abscheidung einer Vielzahl von parallelen, metallischen Kontakten quer über die isolierenden Streifen unter Aufbau einer Schottky-Barrierenmatrix.

Das Verfahren umfaßt in diesem Falle ferner die folgenden Stufen:

Ausbildung einer ersten, relativ stark dotierten Region des zweiten Leitungstyps in der.Kanalschicht entlang eines ersten Endes eines jeden der Vielzahl der Kanäle;

Abscheidung eines metallischen Eingangselektrodenkontakts in der ersten Region;

Abscheidung einer Reihe von metallischen Kontakten auf der Kanalschicht entlang eines zweiten Endes eines jeden der Vielzahl der Kanäle unter Bildung einer Reihe von Überführungs-Schottky-Barrieren;

Bildung einer zweiten, relativ stark dotierten Region des zweiten Leitungstyps in der Kanalschicht an einem Ende der Reihe der Überführungs-Schottky-Barrieren; und

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.23.

Abscheidung eines metallischen Ausgangselektrodenkontakts auf der zweiten Region.

Ein abgewandeltes Verfahren umfaßt die folgenden Stufen:

Ausbildung eines Halbleitersubstrats eines ersten Leitungstyps;

Ausbildung einer Region des zweiten Leitungstyps im Substrat unter Definierung eines Kanals;

Abscheidung einer Vielzahl von metallischen Kontakten auf dem Kanal unter Bildung einer entsprechenden Vielzahl von Schottky-Barrieren; und

Positionierung der Kontakte derart, daß die in dem Kanal gespeicherten Ladungen durch Manipulation der an den Kontakten anliegenden Spannungen überführt werden können.

Bei letzterem Verfahren können die Stufen der Bildung einer Region und der Abscheidung der Kontakte die folgenden Schritte umfassen:

Ausbildung einer Vielzahl von Regionen des zweiten Leitungstyps in dem Substrat unter Definierung einer Vielzahl von Kanälen; und.

Abscheidung einer Vielzahl von parallelen, metallischen Kontakten quer über die Kanäle unter Bildung einer Matrix von Schottky-Barrieren.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Kanal eines von der Rückseite her zu belichtenden Detektors;

Fig. 2 ein Energieniveau-Diagramm der Grenzfläche zwischen der Schottky-Barriere und der Kanalechicht vom p-Typ;

Fig. 3 bis 5 Draufsichten der verschiedenen Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Infrarot-Brennebene;

Fig. 6 und 7 Querschnitte zur Veranschaulichung der Struktur der Brennebene entsprechend den Stufen der Fig. 3 bis 5; und

Fig. 8 und 9 Querschnitte, welche denen der Fig.6 und 7 analog sind, jedoch eine abgewandelte Ausführungsform. der Erfindung illustrieren.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen neuen Schottky-Barrierendetektor, welcher besonders dadurch vorteilhaft ist, daß sowohl die Detektorfunktion als auch die Multiplexerfunktion durch die gleichen Schottky-Barrieren verwirklicht werden. Fig. 1 zeigt in Querschnittsansicht einen Kanal eines von der Rückseite her belichteten Infrarot-Detektors gemäß der Erfindung. Die wichtigsten Anwendungen der Erfindung liegen wohl auf dem Gebiet der Erfassung von Infrarotstrahlung. Daher erfolgt die nachfolgende Beschreibung im Hinblick auf diese Anwendung. Es ist jedoch erkennbar, daß die Erfindung nicht notwendigerweise auf den Infrarotbereich des Spektrums beschränkt ist. Die Erfindung umfaßt ein halbleitendes Siliciumsubstrat 10 vom η-Typ, welches eine Bandlücke^: aufweist, die größer ist als die Energie des zu erfassenden Lichts. Daher kann das Licht gemäß den Photonenpfaden 12 und 14 durch das Substrat hindurchtreten. Auf dem Substrat 10 ist eine Siliciumkanalschicht 16 vom p-Typ abgeschieden. Diese ist, ebenso wie das Substrat, für die zu erfassende Infrarotstrahlung transparent. Eine Reihe von metallischen Kontakten 18, 20, 22 und 24 ist auf einer oberen Fläche 26 der Kanalschicht 16 abgeschieden unter Aufbau einer entsprechenden Reihe von Schottky-Barrieren 28, 30, 32 und 34 zwischen den Kontakten und der Kanalschicht. Wie dem Fachmann bekannt ist und wie durch die Bruchlinie 36 angedeutet ist, kann eine tatsächliche Einrichtung eine wesentlich größere Anzahl von Kontakten aufweisen als in einer solchen Zeichnung dar-

. SlS.

stellbar ist. Ein Ohm'scher Eingangskontakt ist mit Hilfe eines Metallkontakts 38 auf einer p⁺-dotierten Region 40 der Kanalschicht abgeschieden. Eine Eingangseinrichtung für die CCD-Funktion dieses Detektors ist nicht wesentlich, da die Signalladungen für die Schottky-Barrieren selbst von der Detektorfunktion der gleichen Barrieren abgeleitet werden (wie weiter unten näher erläutert wird). Dennoch kann eine Eingangselektrode Verwendung finden, um die Funktion des Detektors zu verbessern. Auf diese Weise kann man das CCD mit einem konstanten Gleichspannungseingangssignal versorgen. Ein ähnlicher Ohm'scher Ausgangskontakt ist mit Hilfe eines metallischen Kontakts 42 vorgesehen, welcher auf der Kanalschicht abgeschieden ist, und zwar über einer p⁺- dotierten Region 44. Die Isolierung der Kanalschicht erfolgt mit Hilfe der η -dotierten Regionen 46 und 48. Diese sind Teil einer Isolierungsregion, welche sich rund um die Kanalschicht erstreckt und die Elektroden und die Schottky-Barrieren umgibt.

Es ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung, daß die gleiche Ladungskopplungseinrichtung des Detektors sowohl die Detektorfunktion als auch die Multiplexerfunktion erfüllt. Wenn ein Photon der gewünschten Wellenlängen gemäß den Photonenpfaden 12 und 14 in den Detektor einfällt, so wandert das Photon durch das Substrat 10 und durch die Kanalschicht 16 und wird an einer der Schottky-Bärrieren 28 bis 34 absorbiert. Der Absorptionsprozeß führt zur Anregung einer Leerstelle oder eines Loches, z.B. der Löcher 50 und 52. Die Anregung erfolgt über die Barriere in die Kanalschicht 16. Auf diese Weise sammeln sich in der Kanalschicht Ladungen an. Diese entsprechen der Intensität des Lichts der zweckentsprechenden Wellenlänge, welches auf die entsprechenden Bereiche der Brennebene auffällt. Diese gesammelte Ladung kann aus der Kanal-

schicht überführt werden, und zwar durch Beaufschlagung der Kontakte 18 bis 24 mit den zweckentsprechenden Taktsignalen, in einer dem Fachmann bekannten Weise. Die Leitungen 54, 56 und 58 veranschaulichen z.B. eine Drei-Phasen-Taktanordnung, bestehend aus den Phasen 4 a » 4? und φ-,. Die Erfindung ist auch leicht als Vielfarbende tektor ausführbar. Wenn z.B. der Detektor für vier verschiedene Lichtwellenlängen empfindlich ist, so können die Barrieren 28, 30, 32 und ~$k auf unterschiedliche Lichtarten ansprechen, und zwar durch Auswahl des zweckentsprechenden Metalls für einen jeden der Kontakte 18, 20, 22 und 24.

Der Detektormechanismus der Einrichtung gemäß Fig. 1 ist in Fig. 2 in Form eines Energieniveau-Diagramms für die Grenzfläche zwischen der Schottky-Bärriere und der Kanalschicht vom p-Typ dargestellt. Die Linie E stellt das Energieniveau des Leitungsbandes des SiIiCiUmSUbstrats 10.vom η-Typ dar und der Siliciumkanalschicht 16 vom p-Typ dar. Das Valenzband-Energieniveau dieser Schichten ist durch die Linie E_v dargestellt, während das Fermi-Niveau durch die gestrichelte Linie 60 dargestellt ist. Bei der Anregung eines Loches 62 aus dem Metall 64 in die Potentialmulde 66 muß daher die Energiebarriere ^BP überwunden v/erden. Wenn die zugeführte Energie diesen Energiebetrag übersteigt, so kann das Loch 62 in der Siliciumkanalschicht 16 vom p-Typ gespeichert werden.

Es muß bemerkt werden, daß die Barrierenenergie 4τ>τ> für diesen Photoemissions-Absorptionsprozeß beträchtlich niedriger ist als die BandlUckenUberführungsenergie E_c-E_v für Silicium. Daher kann Silicium als Halberleitermaterial bei der erfindungsgemäß aufgebauten Infrarot-Brennebene dienen, obwohl doch herkömmliche Detektoren

vom Band-zu-Band-Übergangstyp auf Siliciumbasis auf Wellenlängen von weniger als 1,1/um beschränkt sind. Bei einem PtSi₂/p-Si-System beträgt z. B. die Barrierenhöhe 5^_Bp etwa 0,25 eV, entsprechend einer Grenzwellenlänge A von etwa 5,0 /um. Daher kann die erfindungsgemäße

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Brennebene mit den hochentwickelten ■Verarbeitungstechniken der Siliciumeinrichtungen hergestellt werden. Dennoch spricht sie auf Wellenlängen an, welche im Infrarotbereich des Spektrums liegen.

Auf dem Gebiet der Infrarot-Brennebenen wurde eine Reihe anderer Typen von Schottky-Barrieren-Photodetektoren bekannt. Ein wichtiger Nachteil dieser herkömmlichen Konstruktionen besteht jedoch in ihrem inhärent niedrigen Füllfaktor. Dabei handelt es sich um die prozentuale lichtempfindliche Fläche, welche im Detektor zur Verfügung steht, und zwar bezogen auf die Gesamtfläche der Einrichtung, welche der einfallenden Strahlung ausgesetzt ist. Da erfindungsgemäß die Schottky-Barrieren sowohl die Detektorfunktion als auch die Multiplexerfunktion erfüllen, ist diese Beschränkung eliminiert. Da die das Licht erfassenden Schottky-Barrierenkontakte die einzigen Bereiche der erfindungsgemäßen Einrichtung sind, welche die Fläche der dem einfallenden Licht ausgesetzten Brennebene besetzen müssen, kann der Füllfaktor für die Brennebene der Erfindung sich dem Wert 10090 annähern.

Der Vorteil der Erfindung in bezug auf den Füllfaktor soll im folgenden anhand der Fig. 3 bis 7 näher erläutert werden. Diese veranschaulichen ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Infrarot-Brennebene. Fig. 3 zeigt eine Draufsicht der Kanalschicht 16 aus Silicium vom p-Typ» welche auf einem Substrat aus Silicium von η-Typ abgeschieden wurde. Eine η -Region 46 ist

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rund um die Peripherie der Schicht 16 eindiffundiert oder implantiert und sorgt für die Isolierung der Einrichtung. Ferner sind ρ -dotierte Regionen 40 und 44 in die Schicht 16 implantiert. Sie bilden Ohm'sche Kontaktbereiche für Eingangs- bzw. Ausgangselektroden. In der nächsten Verfahrensstufe erhält man die Anordnung gemäß Fig. 4. Paralle, isolierende Streifen 68, 70, 72, 74, 76 und 78 aus SiO₂ wurden auf der Schicht 16 abgeschieden. Auf diese Weise erhält man Kanäle 80, 82, 84, 86 und 88 in der Kanalschicht. Gemäß Fig. 5 werden metallische Kontaktstreifen 90, 92, 94, 96 und 98 auf der Schicht 16 abgeschieden, und zwar quer über die isolierenden Streifen, so daß man einen Schottky-Barrierendetektor unter jedem Kontaktstreifen zwischen je zwei benachbarten, isolierenden Streifen erhält. Auf diese Weise wird eine Matrix aus Schottky-Barrieren erzeugt. Auf diese Weise wird eine zweidimensional Detektor/CCD-Anordnung gebildet. Eine Eingangselektrode wird hergestellt, indem man einen metallischen Kontakt 38 über der p⁺-Region 40 gemäß Fig. 3 ausbildet. In ähnlicher Weise wird eine Ausgangselektrode ausgebildet mit Hilfe eines metallischen Kontakts 42, welcher über der ρ -dotierten Region 44 abgeschieden wird. Eine Reihe von metallischen Kontakten 100, 102, 104, 106 und 108 wird auf der Schicht 16 ausgebildet. Auf diese Weise erhält man eine Reihe von Überführungs-Schottky-Barrieren, welche ein CCD für die Ladungsüberführung aus den Kanälen 80 bis 88 heraus und in die Ausgangselektrode 42 hinein bilden. Die Bruchlinien 110 und 112 zeigen an, daß die tatsächliche Brennebene eine wesentlich größere Anordnung von Detektoren umfassen kann als in einer Zeichnung dargestellt werden kann.

Die Fig. 6 und 7 sind Schnittansichten entlang der Linien 6-6 und 7-7 der Fig. 5 zur weiteren Illustrierung des

.39-

Aufbaus der.erfindungsgemäßen Brennebene in den Stadien der Fig. 3 bis 5. In Fig. 6 bilden die metallischen Kontaktstreifen 90 bis 98 Schottky-Barrieren 114, 116, 118, 120 und 122, und zwar in Verbindung mit der Kanalschicht 16 vom p-Typ. Diese Schnittansicht zeigt, wie die η dotierte Region 46 sich durch die Kanalschicht hindurch erstreckt und für die Isolierung der Brennebene sorgt. Ferner ist der metallische Kontakt 38 auf der p⁺-dotierten Region 40 dargestellt sowie der metallische Kontakt 102, welcher eine Schottky-Barriere 124 bildet (Teil der Reihe von Überführungs-Schottky-Barrieren), und zwar mit der Kanalschicht 16.

Fig. 7 zeigt eine andere Schnittansicht ähnlich derjenigen der Fig. 7, jedoch entlang der Linie 7-7 der Fig.5. Diese Ansicht zeigt die Art der Ausbildung des metallischen Kontaktstreifens 92 über den isolierenden Streifen 68, 70, 72, 74, 76 und 78 unter Ausbildung von Schottky-Barrieren 126, 128, 130, 132 und 116 in Verbindung mit der Kanalschicht 16.

Die Fig. 8 und 9 zeigen Querschnittsansichten ähnlich denjenigen der Fig. 6 und 7 zur Erläuterung des Aufbaus einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung. Dieser Aufbau kann gewählt werden, wenn es erwünscht ist, die Abscheidung von isolierenden Streifen auf der Kanalschicht 16 zu eliminieren. Man erkennt in Fig. 8, daß die metallischen Kontakte 38, 90 bis 98 und 102 direkt auf dem Substrat 10 abgeschieden sind. Die erforderlichen Kanäle werden durch eine p-dotierte Region 134 im Substrat gebildet. Daher kann die Notwendigkeit der Abscheidung einer Kanalschicht eliminiert werden. Fig. 9 zeigt die Art und Weise der Isolierung der p-dotierten Kanäle 134, 136, 138, 140 und 142 durch Zwischenbereiche des Substrats 10 für die Überführung der Ladung, welche

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durch die Schottky-Barrieren-Anordnung erfaßt wurde.

Es ist eine Vielzahl von Abwandlungen möglich. Vorstehend wurden die Ausführungsformen für die Herstellung aus Silicium beschrieben. Es ist ein wichtiger Vorteil der Erfindung, daß Silicium als Leitermaterial verwendet werden kann. Es können nämlich die für dieses Material zur Verfügung stehenden, hochentwickelten Verfahrenstechniken Anwendung finden. Zuvor erfordert die Herstellung von Brennebenen für Infrarotstrahlung wesentlich exotischere Materialien, z.B. Verbindungen der Gruppe IH-V und H-VI. Die Erfindung kann jedoch auch mit Vorteil mit diesen Materialien ausgeführt werden. Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen haben eine Konfiguration für Belichtung von hinten. Die Erfindung eignet sich jedoch auch für Ausführungsformen, bei denen die Belichtung von vorn her erfolgt. Es sind verschiedenste Abwandlungen hinsichtlich der Konfigurationen möglich sowie hinsichtlich der Abmessungen und der Anordnungen der Komponenten. Die dargestellten und beschriebenen Elemente können durch äquivalente Elemente ersetzt werden. Einzelne Teile und Verbindungen können ' umgekehrt angeordnet werden oder anderweitig vertauscht werden. Einzelne Merkmale der Erfindung können unabhängig von anderen Merkmalen verwendet werden.

Claims

Patentansprüche

1.' Lichtdetektor, welcher auf eine vorbestimmte Lichtwellenlänge anspricht, gekennzeichnet durch ein Halbleitersubstrat eines ersten Leitungstyps;

einen Halbleiterkanal eines zweiten Leitungstyps auf dem Substrat; und

eine Vielzahl von Metallkontakten auf dem Kanal zur Ausbildung einer entsprechenden Vielzahl von Schottky-Barrieren, so daß Licht der vorbestimmten Wellenlänge in den Barrieren absorbiert werden kann, wobei die Kontakte derart positioniert sind, daß Ladungen, welche in dem Kanal gespeichert sind, durch Manipulation der Spannungen, welche die Kontakte beaufschlagen, überführt werden können.

2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der metallischen Kontakte Kontakte aus einer Vielzahl von Metallen umfaßt, so daß Licht unterschiedlicher Wellenlängen in gesonderten Barrieren absorbiert werden kann.

3. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Kontakte eine Reihe von Kontakten auf dem Kanal definieren und zusätzlich eine Eingangselektrode umfassen, welche an einem ersten Ende der Reihe auf dem Substrat angeordnet ist, und eine Ausgangselektrode, die an einem zweiten Ende der Reihe auf dem Substrat ausgebildet ist.

4. Detektor nach Anspruch 3_f dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangselektrode und die Ausgangselektrode jeweils zusätzlich eine relativ stark dotierte Region des zweiten Leitungstyps in dem Kanal umfassen und einen metallischen Elektrodenkontakt, welcher auf dem Kanal

ausgebildet ist und mit der Region in Verbindung steht.

5. Detektor nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine relativ stark dotierte, isolierende Region des ersten Leitungstyps, welche sich durch den Kanal erstreckt und die Elektroden und die Schottky-Barrieren umgibt.

6. Detektor nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Region des zweiten Leitungstyps in dem Substrat, wobei diese Region den halbleitenden Kanal definiert.

7. Detektor nach einem der Ansprüche 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitersubstrat und der halbleitende Kanal Silicium umfassen.

8. Detektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der metallischen Kontakte Platinkontakte umfaßt.

9. Detektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat und der Kanal für das Licht der vorbestimmten Wellenlänge transparent sind, so daß das Licht durch das Substrat und den Kanal hindurch zu den Schottky-Barrieren gelangen kann.

10. Ein von der Rückseite her belichtbarer Detektor, welcher auf Licht einer bestimmten Wellenlänge anspricht, gekennzeichnet durch

ein Halbleitersubstrat eines ersten Leitungstyps, welches für das Licht transparent ist;

eine Halbleiterkanalschicht eines zweiten Leitungstyps, welche für das Licht transparent ist und auf dem Substrat ausgebildet ist;

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eine Reihe von metallischen Kontakten, die auf der Kanalschicht ausgebildet sind und eine entsprechende Reihe von Schottky-Barrieren bilden, so daß Licht der vorbestimmten Wellenlänge in den Barrieren absorbiert werden kann, wobei die Kontakte derart positioniert sind, daß die in der Kanalschicht gespeicherten Ladungen durch Manipulation der die Kontakte beaufschlagenden Spannungen überführt werden können;

eine erste, relativ stark dotierte Region des zweiten Leitungstyps in der Kanalschicht an einem ersten Ende der Reihe;

einen Eingangselektrodenkontakt auf der ersten Region;

eine zweite, relativ stark dotierte Region des zweiten Leitungstyps in der Kanalschicht an einem zweiten Ende der Reihe;

einen Ausgangselektrodenkontakt, welcher auf der zweiten Region abgeschieden ist; und

eine relativ stark dotierte Isolierregion des ersten Leitungstyps, welche sich durch die Kanalschicht hindurcherstreckt und die Elektroden und die Schottky-Barrieren umgibt.

11. Detektor-Brennebene, welche auf Licht von bestimmter Wellenlänge anspricht, gekennzeichnet durch ein Halbleitersubstrat eines ersten Leitungstyps;

eine Vielzahl von parallelen, halbleitenden Kanälen eines zweiten Leitungstyps, welche auf dem Substrat ausgebildet sind; und

eine Vielzahl von parallelen, metallischen Kontakten, welche quer über die Kanäle ausgebildet sind und eine Matrix von Schottky-Barrieren bilden, so daß Licht der vorbestimmten Wellenlänge in den Barrieren absorbiert werden karpi, wobei die Kontakte derart positioniert

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sind, daß in den Kanälen gespeicherte!Ladungen durch Manipulation der an den Kontakten anliegenden Spannungen überführt werden können.

12. Brennebene nach Anspruch 11, zusätzlich gekennzeichnet durch

ein Eingangselektrode, welche auf dem Substrat entlang eines ersten Endes einer jeden der Vielzahl von Kanälen ausgebildet ist;

einen halbleitenden Ladungsüberführungskanal des zweiten Leitungstyps, welcher auf dem Substrat entlang eines zweiten Endes eines jeden der Vielzahl von Kanälen ausgebildet ist;

eine Reihe von metallischen Kontakten, welche auf dem halbleitenden Ladungsüberführungskanal ausgebildet sind und eine Reihe von Oberführungs-Schottky-Barrieren bilden, so daß die in dem Ladungsüberführungskanal gespeicherten Ladungen durch Manipulation der an der Reihe der Kontakte anliegenden Spannungen überführt werden können; und

eine Aus gangs elektrode, welche auf. dem Substrat an einem Ende des LadungsÜberführungskanals ausgebildet ist.

13. Brennebene nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine halbleitende Kanalschicht des zweiten Leitungstyps, welche auf dem Substrat abgeschieden ist; und

eine Vielzahl von parallelen, isolierenden Streifen, die auf der Kanalschicht abgeschieden sind; wobei die isolierenden Streifen dazwischen in der Kanalschicht die parallelen, halbleitenden Kanäle definieren.

14. Brennebene nach Anspruch 13, ferner gekennzeichnet durch eine relativ stark dotierte Isolierregion des ersten Leitungstyps, welche sich durch die Kanalschicht

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erstreckt und die halbleitenden Kanäle und die Schottky-Barrieren tungibt.

15. Brennebene nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von parallelen Regionen des zweiten Leitungstyps im Substrat, wobei diese Regionen die Vielzahl der parallelen, halbleitenden Kanäle definieren; und eine Ladungsüberführungsregion des zweiten Leitungstyps im Substrat, wobei diese Ladungsüberführungsregion den LadungsUberführungskanal definiert.

16. Brennebene nach einem der Ansprüche 13 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangselektrode und die Ausgangselektrode jeweils ferner eine relativ stark dotierte Region des zweiten Leitungstyps in dem Kanal umfassen sowie einen metallischen Elektrodenkontakt, der auf dem Kanal ausgebildet ist und mit der Region in Verbindung steht.

17. Brennebene nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das halbleitende Substrat und der halbleitende Kanal Silicium umfassen.

18. Brennebene nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der parallelen, metallischen Kontakte Platinkontakte umfaßt.

19. Brennebene nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat und der Kanal für Licht der vorbestimmten Wellenlänge transparent sind, so daß das Licht die Schottky-Barrieren erreichen kann, indem es durch das Substrat und den Kanal wandert.

20. Von der Rückseite her belichtbare Brennebene, welche auf,Licht vorbestimmter Wellenlänge anspricht, gekennzeichnet durch

eine halbleitende Kanalschicht eines zweiten Lei tungstyps, welche für das Licht transparent ist und auf dem Substrat ausgebildet ist;

eine Vielzahl von parallelen, isolierenden Streifen, welche auf der Kanalschicht ausgebildet sind und dazwischen eine Vielzahl von parallelenKanälen der Kanalschicht definieren;

eine Vielzahl von parallelen, metallischen Kontakten, welche quer über die Kanäle ausgebildet sind und eine Matrix aus Schottky-Barrieren bilden, so daß Licht der vorbestimmten Wellenlänge durch die Barrieren absorbiert werden kann, wobei die Kontakte derart positioniert sind, daß die in den Kanälen gespeicherten Ladungen durch Manipulation der an den Kontakten anliegenden Spannungen überführt werden können;

eine erste, relativ stark dotierte Region des zweiten Leitungstyps in der Kanalschicht entlang eines ersten Endes eines jeden der Kanäle;

einen Eingangselektrodenkontakt, · welcher auf der ersten Region abgeschieden ist;

eine Reihe von metallischen Kontakten, welche auf der Kanalschicht entlang eines zweiten Endes einer jeden der Kanäle abgeschieden sind und eine Reihe von Überführungs-Schottky-Barrieren bilden, so daß die in der Kanalschicht gespeicherten Ladungen durch Manipulation der an der Reihe der Kontakte anliegenden Spannung überführt werden können;

eine zweite, relativ stark dotierte Region des zweiten Leitungstyps in der Kanalschicht an einem Ende der Reihe der metallischen Kontakt? und

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einen Ausgangselektrodenkontakt, der auf der zweiten Region abgeschieden ist.

21. Verfahren zur Herstellung eines. Detektors, der auf Licht verbestimmter Wellenlänge anspricht, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Ausbildung eines HalbleiterSubstrats eines ersten Leitungstyps;

Abscheidung einer halbleitenden Kanalschicht eines zweiten Leitungstyps auf dem Substrat;

Abscheidung einer Vielzahl von metallischen Kontakten auf der Kanalschicht unter Ausbildung einer Vielzahl von Schottky-Barrieren, so daß Licht der vorbestimmten Wellenlänge in den Barrieren absorbiert werden kann; und '

Positionieren der Kontakte derart, daß die in der Kanalschicht gespeicherten Ladungen durch Manipulation der an den Kontakten anliegenden Spannungen überführt werden können.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe der Abscheidung der metallischen Kontakte die folgenden Schritte umfaßt:

Abscheidung einer Vielzahl von parallelen, isolierenden Streifen auf der Kanalschicht, so daß dazwischen eine Vielzahl, von Kanälen der Kanalschicht definiert wird; und

Abscheidung einer Vielzahl von parallelen, metallischen Kontakten quer über die isolierenden Streifen zum Aufbau einer Matrix von Schottky-Barrieren.

23. Verfahren nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch die folgenden Stufen:

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Ausbildung einer ersten, relativ stark dotierten Region des zweiten Leitungstyps in dör Kanalschicht entlang eines ersten Endes einer jeden der Vielzahl von Kanälen;

Abscheidung eines metallischen Eingangselektrodenkontakts auf der ersten Region;

Abscheidung einer Reihe von metallischen Kontakten auf der Kanalschicht entlang eines zweiten Endes eines jeden der Vielzahl von Kanälen zum Aufbau einer Reihe von Überführungs-Schottky-Barrieren;

Ausbildung einer zweiten,relativ stark dotierten Region des zweiten Leitungstyps in der Kanalschicht an einem Ende der Reihe der Überführungs-Schottky-Barrieren; und

24. Verfahren zur Herstellung eines Detektors, der auf Licht vorbestimmter Wellenlänge anspricht, gekennzeichnet durch die folgenden Stufen:

Bereitstellung eines Halbleitersubstrats eines ersten Leitungstyps;

Ausbildung einer Region eines zweiten LeitungS" typs in dem Substrat unter Definition eines Kanals;

Abscheidung einer Vielzahl von metallischen Kontakten auf dem Kanal zum Aufbau der entsprechenden Vielzahl von Schottky-Barrieren, so daß Licht der vorbestimmten Wellenlänge in den Barrieren absorbiert werden kann; und

Positionierung der Kontakte derart, daß die in dem Kanal gespeicherten Ladungen durch Manipulation der an die Kontakte angelegten Spannungen überführt werden können.

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25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufen der Bildung einer Region und der Abscheidung der Kontakte folgende Schritte umfaßt:

Ausbildung einer Vielzahl von Regionen des zweiten LeitungstjTps in dem Substrat, welche eine Vielzahl von Kanälen definieren;

Abscheidung einer Vielzahl von parallelen, metallischen Kontakten quer über die Kanäle unter Ausbildung einer Matrix von Schottky-Barrieren.

26. Verfahren nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch die folgenden Stufen:

Ausbildung einer ersten, relativ stark dotierten Region des zweiten Leitungstyps in dem Substrat und in ein erstes Ende eines jeden der Vielzahl von Kanälen;

Ausbildung einer Ladungsüberführungsregion des zweiten Leitungstyps im Substrat und in einem zweiten Ende eines jeden der Vielzahl von Kanälen;

Abscheidung einer Reihe von metallischen Kontakten auf der Ladungsüberführungsregion zum Aufbau einer Reihe von Überführungs-Schottky-Barrieren;

Aufbau einer zweiten, relativ stark dotierten Region des zweiten Leitungstyps im Substrat und in einem Ende der Ladungsüberführungsregion; und

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe der Abscheidung der metallischen Kontakte die Abscheidung einer Vielzahl von verschiedenen Metallen umfaßt unter Bildung verschiedener Schottky-Barrieren, in denen Licht unterschiedlicher Wellenlängen absorbiert werden kann.