JP2513755B2 - 赤外線撮像装置 - Google Patents

赤外線撮像装置

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JP2513755B2
JP2513755B2 JP62502616A JP50261687A JP2513755B2 JP 2513755 B2 JP2513755 B2 JP 2513755B2 JP 62502616 A JP62502616 A JP 62502616A JP 50261687 A JP50261687 A JP 50261687A JP 2513755 B2 JP2513755 B2 JP 2513755B2
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フイリツプス，ジエームス・デイ
カセルマン，トーマス・エヌ
コチ，トーマス・エル
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/148—Charge coupled imagers
    • H01L27/14875—Infrared CCD or CID imagers

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は赤外線撮像装置に関し、より詳細には、２波
長赤外線用の埋込みチャネル形焦平面電荷結合撮像装置
に関する。
関連技術の説明 赤外線検知器は、しばしば１から15μｍの波長を有す
る電磁放射線の存在を検知すべく飛翔体及び暗視装置に
関連してしばしば用いられる。そのような検知器はしば
しば焦平面撮像装置において具体化され、適当な走査方
法によって像の２次元表示が得られる。焦平面撮像装置
は概してモノリシック構造か又はハイブリッド構造であ
ることを特徴とする。モノリシックな焦平面撮像装置に
おいては光検知、電荷発生、及び電荷転送は単一材料か
ら設計された構造によって行われる。単一構造内でこの
ような動作を行わせる場合、モノリシック焦平面撮像装
置は概して、狭いバンドギャップの半導体か適当な不純
物エネルギー準位を持つ外因性半導体から成る赤外線感
応基板に関して使用されるランダムアクセスアドレッシ
ング用MOSFETアレイか又は電荷結合デバイス（CCD）を
具備する。１から15μｍの赤外線検知用の狭いバンドギ
ャップの材料とはその材料が価電子帯の電子を伝導帯に
単に励起するのに要するエネルギが比較的低い（指定の
波長範囲に対して名目1.eV及び.1eV）ことを意味する。
上述された焦平面撮像装置と共に使用される電荷結合
デバイスは一般に、ソースとドレイン間で伸張するゲー
トアレイを有する細長いMOSトランジスタを有すること
を特徴とする。ｐチャネル形電荷結合デバイスの動作
中、正孔の集中から成る電荷パケットは負の電圧をゲー
トの１つに印加すると短時間、定位置に保持される。隣
接するゲートを駆動しながら前記電圧を下げると前記電
荷パケットは前記隣接ゲート下の新しい位置に移動す
る。１つおきのゲートにパルスを加えることによって一
連の電荷パケットが１つ以上のゲートから撮像装置のド
レインに転送される。ｎチャネル形材料から同様なデバ
イスがつくられる。
電荷結合デバイスを組込んだ１個のモノリシック焦平
面撮像装置が米国特許第4,273,596号に記載されてい
る。この特許において開示された撮像装置はテルル化カ
ドミウム基板層を具備しその上で４つのエピタキシャル
層が成長される。最後のエピタキシャル層は電荷結合デ
バイスに接続された一連のショットキバリア接触ゲート
とインタフェースする。この種のデバイスの製造は相対
的に複雑になり、電荷結合デバイスのゲートを形成する
層の他に窓層、基板層、広いバンドギャップのスピルオ
ーバ層、狭いバンドギャップの吸収層、転送層及びチャ
ネル層を必要とし固有の欠点がある。このデバイスのエ
ピタキシャル層を製造する場合、層のいくつかは独立し
てドープしなければならずさらに金属有機的化学気相成
長方法を使用する必要がある。
上述の撮像装置は赤外線信号を処理するのに多少効果
的であるが既に述べた欠点の他に他の欠点が存在する。
埋込みチャネルを有しない場合、CCDのパシバント層に
対する制約条件は厳しく、パシベーションが容易である
こととゲート絶縁体特性が良いことの要求を同時に満た
す必要がある。すなわち、界面状態密度を小さくし電荷
を絶縁体内に固定すると共に、検知器を電気特性のドリ
フト又は早期破壊を引き起こす汚染に対して不感応にし
なければならない。さらに、広いバンドギャップの材料
と狭いバンドギャップの材料間のヘテロ接合における電
位障壁を低くするのに要する高電圧が比較的大きなトン
ネル電流を発生する。最後に、これらの装置は概して赤
外線スペクトルの１つ以上の特定範囲の赤外線を検知し
ない。
発明の摘要 本発明の好ましい実施例によれば赤外線撮像装置は赤
外線を検知すべく開示される。前記撮像装置は半導体材
料からなる検知層を具備し赤外線発生を検知しそれに応
答して自由電荷キャリアを生成すべく動作する。前記撮
像装置はさらに転送層を含み検知層によって発生した赤
外線に応答して信号を発生すべく動作する。前記撮像装
置の中に電位障壁を設け自由電荷キャリアが検知層から
転送層に移動するのを選択的に制限する。前記撮像装置
は埋込みチャネルを含みこれによって２色動作が可能に
なる。
図面の簡単な説明 次の明細書を読み同時に次の図面を参照することによ
って本発明の様々な利点が熟練者に明らかになる。
第１図は本発明による撮像装置の好ましい実施例の断
面図である。
第２図はゲートのバイアスが零の時、第１図の撮像装
置の１つのゲートのエネルギ帯を線図で示したものであ
る。
第３図はゲートバイアスが零からある電圧だけ越えた
とき第２図の撮像装置のゲートのエネルギ帯を線図で示
したものである。
第４図はゲートバイアスが第３図のゲートバイアスよ
り大きい時、第２図の撮像装置のゲートのエネルギ帯を
線図で示したものである。
好ましい実施例の説明 本発明の焦平面撮像装置10を成長させる基礎材料を提
供すべく基板層12がCdZnTeなどの半導体材料から形成さ
れる。CdZnTeは比較的低い転位密度（約104cm-2）とHg
（１−ｘ）CdxTe（使用のｘ範囲において）に十分近い
格子整合を有する固有の利点を具備しHg（１−ｘ）CdxT
e層の高品質のエピタキシャル成長を可能にする。しか
しながらCdTeやCdSeなどの他の適当な材料をも使用され
る。前記基板層は500μｍの厚さを有し約1016cm-3のｐ
ドープされたキャリア密度を有するが他の適当な厚さ及
びキャリア密度も使用される。
赤外線スペクトルの予め選択された範囲の赤外線を受
けて自由電荷キャリアを生成すべく前記基板層12の上に
検知層14が成長される。前記検知層14はHg（１−ｘ）Cd
xTeによって規定される化学量論的関係を持つ水銀カド
ミウムテルル化物のｐドープ層を具備する。しかしなが
ら他の適当な材料も使用される。ｘの組成値は、前記検
知層14が所望の動作温度（例えば77°ケルビン）で約10
から12μｍのカットオフ波長を持つ長波長赤外線に感応
するように約0.2に選択される。しかしながら前記検知
層14が赤外線スペクトルの他の範囲の赤外線に感応する
ように他のｘの値も選択される。前記ｘの組成値が約0.
2に選択された場合、前記検知層14は0.1eVのエネルギー
バンドギャップを有する。前記基板層12のエネルギーバ
ンドギャップが比較的大きい（例えば約1.6eV）ので、
それらの間に第１ヘテロ接合が形成される。前記ヘテロ
接合と上述の前記基板層12のドーピングとは後述される
方法で生成される正孔を除去可能にする。
前記検知層14のエネルギーバンドギャップよりも大な
るエネルギをもつ赤外線スペクトルのフォトンが前記検
知層14によって吸収される時、前記検知層14は続いて説
明される前記焦平面撮像装置10の他の層に移動可能な伝
導帯電子を生成する。前記伝導帯電子生成によって生成
された正孔は結果的に前記検知層14の電子と再結合する
か又は第２図に示すように接地された前記基板層12のベ
ースへと移動する。前記検知層14の厚さは約５μｍに選
択されて液相エピタキシャル成長法によって形成され、
成長率は分あたり約1/2ミクロンであり300℃と500℃の
間の温度で起こる。しかしながら分子線エピタキシ、金
属有機的化学気相成長、及び他の適当な方法も使用され
る。
前記検知層14に生成される自由電子の移動を選択的に
制限するために転送層16が前記検知層14の上に成長され
る。前記転送層16はHg（１−ｙ）CdyTeによって規定さ
れる化学量論的関係を持つ水銀カドミウムテルル化物の
ｎドープ層を具備する。前記検知層14と前記転送層16と
は組成値が異なり、そのため第２のヘテロ接合が前記検
知層と前記転送層との界面である遷移領域TRに形成され
る。前記転送層16のｙの組成値は続いて述べる電位障壁
の高さが最小になるように0.5に選択される。前記組成
値が0.5の時、前記転送層16のエネルギーバンドギャッ
プは約0.8eVとなるのでトンネル電流が発生する前に比
較的大きな電流を保持できる。さらに組成値が0.5の時
は前記転送層16が必要な動作温度（例えば77°ケルビ
ン）で前記検知層14によって検知された領域とは異なる
赤外線スペクトルの領域の赤外線に感応可能になる。し
かしながら他の材料及びｙに対する対応値もまた使用さ
れる。前記転送層16は約２μｍの厚さを有し液相エピタ
キシャル成長方法によって形成されるが、この場合成長
率は分あたり約1/2ミクロであり300°と500°の間の温
度で起こる。他の適当なエピタキシャル成長方法及び厚
さの範囲が使用されることがある。
前記検知層14及び転送層16を下記の方法で適当にドー
ピングすることによって前記ｎ形転送層16からの電子は
前記転送層16と前記検知層14間の接合点に向って拡散す
る。同様に前記検知層14からの正孔は前記転送層16に向
って拡散する。この電子及び正孔の移動により電位障壁
18が形成され、これは前記２層間のエネルギーバンドギ
ャップの違いにより増加する。前記電位障壁18は、前記
検知層14で励起された電子が前記検知層14から前記転送
層16へと移動しないようにする。金属有機的化学気相成
長や分子線エピタキシなどのより進んだエピタキシャル
成長方法においては前記電位障壁18は前記検知層14と前
記転送層16間に階段遷移領域を生成することによって形
成される。
第２図に示すように前記電位障壁18は前記検知層14と
前記転送層16間のヘテロ接合の両端で変化する。ポテン
シャルエネルギの変化は次の式Φ（Ｚ）＝Φο−ｑθ
（ｚ）−χ（ｚ）によって近似的に表わされ、Φοはポ
テンシャルエネルギの基準の大きさでありθ（ｚ）は前
記ヘテロ接合で生成されたポテンシャルでありχ（ｚ）
はヘテロ接合における電子親和力である。ドーパントの
拡散係数と前記検知層14と前記転送層16間のヘテロ接合
を形成する材料の構成原子を制御することによって空乏
領域Ｗは実質的に前記転送層16の内部に形成可能であ
る。この空乏領域の相対的位置合せは例えば前記検知層
14のドーピング濃度を名目５×1015cm-3に選択しかつ前
記転送層16のドーピング濃度を1015cm-3に選択すること
によって達成される。前記空乏領域Ｗは実質的に前記転
送層16の内部に位置するので前記撮像装置10の内部に発
生されるほとんどの電界は前記転送層16の内部に位置す
る。前記転送層16は前記検知層14よりもより大きなエネ
ルギバンドギャップを有すので前記転送層16はトンネル
電流を発生しないで後述する埋込みチャネルに関連した
比較的大きな電界を保持することができる。外部電界が
前記転送層16に存在しない時（すなわち第２図のゲート
20に供給された電圧VGが零の時）は、前記検知層14の実
質的に全ての励起電子はVBI（VG＝０）よりも大きなエ
ネルギを持たない限り前記電位障壁18を通じて移動でき
ない。前記基板層12の伝導帯のエネルギ順位は前記検知
層14のエネルギ順位に関して比較的高く選択されるので
前記検知層14の励起電子の移動もまた前記基板層12の伝
導帯の高さによって制限される。それゆえ前記電位障壁
18及び前記基板層12の伝導帯の高さは、前記検知層14内
に励起電子を供給するポテンシャル井戸22を生成する。
ゲート20に供給された電位が増加して形成される電界
は前記電位障壁18の大きさを減少させる。第３図に示す
ゲート20にV1の電位が供給された時、前記電位障壁18の
高さはVBI（VG＝V1）に減少されるがこれは前記ポテン
シャル井戸22の実質的に全ての励起電子が前記転送層16
に移動しないようにするのに十分の大きさである。それ
ゆえ前記転送層16に既に存在する電子は前記ポテンシャ
ル井戸22の電子が前記転送層16に移動しないで前記転送
層16を通じて変位される。第４図に示すようにゲート20
の電位がV2に増加した時、前記電位障壁18が除去されて
前記ポテンシャル井戸22の実質的に全ての励起電子が前
記転送層16へ移動可能になる。したがってVG＝V2の電位
が所定の時間前記ゲート20に供給された時、前記転送層
16の前記ゲート下方の自由電荷キャリア数は前記ゲート
20下方の領域において前記検知層14が受けた赤外線の強
度を示すのに使用することができる。前記ポテンシャル
井戸22の他の自由電荷キャリアを前記転送層16に移動し
ないようにしながらこれらの自由電荷キャリアを前記転
送層16の出力に転移することが可能である。
前記転送層16と前記検知層14は異なる波長の赤外線に
感応するので前記撮像装置10は２色検知用として使用さ
れる。ｙの組成値が0.5にほぼ等しい時、前記転送層16
の組成を適当に選択すれば前記転送層16は短波長の赤外
線を受けると同時に自由電荷キャリアを生成する。同様
に前記検知層14の組成を適当に選択（例えばｘは0.2に
ほぼ等しい）すれば前記検知層14は長波長の赤外線に感
応可能になる。前記転送層16において短波長の赤外線に
よって励起された自由電荷キャリアは、前記電位障壁18
によって前記検知層14において長波長の赤外線によって
生成された自由電荷キャリアから分離される。この分離
によって前記検知層14か又は前記転送層16に生成された
光励起による電子が別々に前記転送層16を通して撮像装
置10の出力に転送され赤外線スペクトルの各部における
赤外線の大きさが決定される。検知層14は組成により短
波長の赤外線にも感応する場合があるので短波長の赤外
線が前記検知層に自由電荷キャリアを生成しないように
後述の電荷結合デバイスを通じて短波長の赤外線が受光
される。しかしながら前記転送層16は長波長の赤外線に
透過なので前記長波長の赤外線は前記基板層12か又は電
荷結合デバイスを通じて受光される。フィルファクタ
（すなわち前記撮像装置10の活性領域の全領域に対する
比）を最大にするためには長波長の赤外線を前記基板層
12を通して受光することが望ましい。
前記転送層16の光励起された電子を後述する埋込みチ
ャネル内の前記撮像装置10の出力に転送するために前記
電荷結合デバイス46の電極24乃至44は前記転送層16の表
面に隣接して形成され絶縁層48によって絶縁される。電
荷結合デバイス46は前記撮像装置10に転送すべく前記転
送層16の電子を光励起する。前記電荷結合デバイス46は
PHOTOXTM SiO2絶縁方法を使用して製造されるが前記電
荷結合デバイス46及び前記絶縁層48を形成するのに他の
適当な方法を使用してもよい。
前記転送層16内に埋込みチャネル49を形成するために
前記転送層16はｎ＋ドープ領域を含む。光励起された電
子を前記転送層16によって受ける前に前記転送層16の電
子束が前記電荷結合デバイス46の前記電極24乃至42に供
給されるクロック信号によって前記転送層16から連続的
に除去される。電子の各束がｎ＋ドープされた領域52に
到達した後、リセット信号がバスΦRSTを通して前記電
極44に転送される。ｎ＋ドープされた領域50にはバスVR
を通して正の電圧（例えば５ボルト）が供給されている
ので、前記リセット信号によって前記電極44を駆動した
場合、ｎ＋ドープされた領域52の電子が前記領域52から
前記ｎ＋ドープされた領域50へと移動する。これらの電
子はその後、前記バスVRを通じて前記転送層16から除去
される。この工程を一定回数（例えば500サイクル）反
復した後、前記転送層16は電子欠乏状態となり前記転送
層16の最大ポテンシャルが前記転送層16と絶縁層48間の
界面から移動し埋込みチャネル49を形成する。したがっ
て電位障壁18が減少した後に前記転送層16に生じた光励
起による電子又は光励起によって前記転送層16に生成さ
れた電子は、最大ポテンシャルの前記転送層16の領域と
なる前記埋込みチャネル49内に止まる傾向がある。前記
転送層16の電子の実質的に全ての移動は前記埋込みチャ
ネル49を通して起こるので、界面状態トラップがもはや
電荷転送のためのトラッピング場所ではなくなるので絶
縁層48及び56の必要となるパシバントに関する設計上の
制約は減少する。
前記電荷結合デバイス46の転送は連続クロック信号を
バスΦ１乃至Φ４を通じて複数の電極28乃至40に供給す
ることによって起こる。まずクロック信号が前記バスΦ
１を通じて前記電極34に供給された時、前記電極34下方
の前記埋込みチャネル49の領域内にエネルギ最小（ポテ
ンシャル最大）領域が形成される。このエネルギ最小領
域は、前記電位障壁18が除去された時、前記検知層14か
ら埋込みチャネル49に移動した電荷キャリアを蓄積す
る。蓄積された電荷が転送される時はクロック信号が前
記バスΦによって隣接する前記電極36に供給され前記電
極36下方にエネルギ最小領域が形成される。前記電極34
及び36に供給される電位が等しいので前記電極34下方の
エネルギ最小領域の蓄積電荷は前記電極36下方のエネル
ギ最小部に移動可能となる。前記電極34に供給された電
位が減少された時、前記電極34下方のエネルギ最小領域
の残余蓄積電荷は前記電極34下方の欠乏領域に転送され
る。これらの蓄積電荷はその後、前記バスΦ３を通じて
クロック信号を前記電極に供給し前記電極36に供給され
る電位を減少することによって前記転送層16へと更に転
送される。前記電極28乃至40にこのようにして連続的に
クロック供給することによって前記１つ以上の電極28乃
至40の下方の蓄積電荷が前記撮像装置10の出力端子Vout
に接続されたｎ＋ドープ領域に転送可能になる。
前記電荷結合デバイス46の電荷を制御するために前記
電荷結合デバイス46は電荷制御バスV1、V2、V3及びV4を
含む。前記電荷制御バスV1は電荷を、ダイオードを形成
する前記ｎ＋ドープ領域58を通じて前記埋込みチャネル
49に注入するのに使用される。この方法で電荷を前記前
記埋込みチャネル49に注入することによってトラップ場
所のバルクトラップが満たされた状態となり信号電荷と
の相互作用がなくなる。前記電荷制御バスV2は前記電極
24の電位を制御することによって前記電荷制御バスV1に
よって注入された電荷量を制御するのに使用される。電
荷制御バスV3は、クロック信号が前記バスΦ２を通じて
前記電極28に供給されるまで、前記電極下方に前記電荷
制御バスV1によって注入された電荷を一時的に蓄えるの
に使用される。最後に電荷制御バスV4が、前記電極40の
下方に蓄えられた電荷と、ダイオードを形成する前記ｎ
＋ドープ領域52との間に電荷障壁を形成するのに使用さ
れる。前記電極42を駆動することによって電荷が前記電
極40下方から前記ｎ＋ドープ領域50に時期尚速に転送さ
れないことが確実になる。本発明の方法を実施するにお
いて、上述したように前記転送層16は前記転送層16内に
前記埋込みチャネル49を形成すべく電子欠乏状態とな
る。長波長の赤外線が前記基板層12を通じて前記検知層
14によって受光され光励起により電子に変換される。一
定時間電子を統合した後に、前記電荷結合デバイス42の
前記電極28乃至40に電位が供給され電位障壁18が除去さ
れる。光励起された電子はその後前記検知層14から前記
埋込み層49に移動可能になる。前記電極28乃至40に供給
された電位はその後電位障壁18を増加すべく減少され
る。前記電位障壁18が減少した時、前記埋込みチャネル
18に蓄積した電子はその後、前記電荷結合デバイス46の
前記電極24乃至42に必要な信号を供給することによって
前記埋込みチャネル49外に転送される。この転送中、前
記電極24乃至42に供給される電位は電位障壁18を除去す
るほど十分な大きさでないので前記検知層14に連続的に
生成された実質的に全ての電子が前記埋込みチャネル49
に入らないようにする。
上記方法はさらに、第２波長の赤外線を受け、それに
よって生成された電荷キャリアを前記撮像装置10の出力
に転送する工程をも付加的に含む。２波長検知が望まれ
る時は短波長の赤外線が前記転送層16によって受光され
前記転送層16が光励起による電子を生成する。電位障壁
18が所定の位置にあるとき前記転送層16に生成された光
励起の電子は前記電荷結合デバイス46によって前記撮像
装置10の出力外に転送される。前記転送層16に生成され
た光励起の電子が前記撮像装置10の出力外に転送された
後、長波長の赤外線によって前記検知層14に生成された
光励起による電子は、前記電位障壁18を除去することに
よって前記転送層16に移動可能になる。前記電位障壁18
が交換された後これらの光励起の電子はその後前記埋込
みチャネル49を離れて前記ｎ＋ドープ領域52へと出力す
べく転送される。このような方法を行うことによって前
記撮像装置10は、２つの相違する赤外線を検知かつ区別
することが可能である。
それゆえ、本発明の範囲は上述した特定の実施例に従
って判断されるべきでない。他の実施例はｎ形検知層と
ｐ形転送層とを含む。上で議論したように、前記デバイ
スの基本的作用を妨げないように他の層を付加すること
もできる。上述の撮像装置はエリア形撮像装置（starin
g detectors）は勿論ライン形撮像装置（forward looki
ng infrared imagers）に関しても使用される。前記撮
像装置は数多くの又は少数の電極をも含む。明細書、図
面及び次の請求の範囲を検討することによって他の変更
例が熟練者に明らかになる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 コチ，トーマス・エル アメリカ合衆国 カリフオルニア州 93117，ゴレタ，フリーマン・プレイス 7356 (56)参考文献 特開 昭60−116169（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−119830（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−113374（ＪＰ，Ａ)

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】出力端子を有し、赤外線スペクトルの第１
    及び第２の領域において赤外放射線を検知かつ識別すべ
    く動作可能な焦平面撮像装置であって、 カドミウム亜鉛テルル化物、カドミウムテルル化物、カ
    ドミウムセレンの群から選択された材料から形成された
    基板層と、 この基板層に対して隣接配置されて支持され、ｐ型ドー
    プされた水銀カドミウムテルル化物から形成され、前記
    赤外線スペクトルの前記第１の領域における赤外線の発
    生を検知して、自由電荷キャリアを発生する検知層と、 この検知層に対して隣接配置され、ｎ型ドープされた水
    銀カドミウムテルル化物から形成され、前記検知層によ
    って検知された前記赤外線に応答して第１の信号を選択
    的に発生してこの信号を前記出力端子に転送すべく動作
    可能であり、かつ前記赤外線スペクトルの前記第２の領
    域における赤外線の受信に応答して、自由電荷キャリア
    を選択的に発生すべく動作可能な転送層とを具備し、 前記焦平面撮像装置が、前記赤外線スペクトルの前記第
    １の領域において前記焦平面撮像装置によって受信され
    た前記赤外線に応答して、第１の電気信号を発生し、前
    記赤外線スペクトルの前記第２の領域において前記焦平
    面撮像装置によって受信された前記赤外線に応答して、
    第２の電気信号を発生すべく動作することを特徴とする
    焦平面撮像装置。
  2. 【請求項２】前記転送層が前記検知層によって検知され
    た波長の範囲と異なる波長の範囲の赤外線の発生を検知
    すべく動作可能な請求の範囲第１項に記載の焦平面撮像
    装置。
  3. 【請求項３】前記検知層と前記転送層とが電位障壁を発
    生すべく動作可能な請求の範囲第２項に記載の焦平面撮
    像装置。
  4. 【請求項４】前記電位障壁が実質的に前記転送層に位置
    していることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の焦
    平面撮像装置。
  5. 【請求項５】前記電位障壁が前記ドーパントと、前記検
    知層と前記転送層との間のバンドギャップ可変遷移領域
    とによって形成される請求の範囲第４項に記載の焦平面
    撮像装置。
  6. 【請求項６】前記転送層は、前記出力端子に自由電荷キ
    ャリアを転送するための埋め込みチャネルを含む請求の
    範囲第５項に記載の焦平面撮像装置。
  7. 【請求項７】前記電位障壁の大きさが、前記検知層にお
    ける自由電荷キャリアが前記埋め込みチャネルへ移動で
    きるように選択的に低減される請求の範囲第６項に記載
    の焦平面撮像装置。
  8. 【請求項８】前記検知層がHg（１−ｘ）CdxTeによって
    表され、該ｘの値が約0.2となる化学量論的関係を有す
    る水銀カドミウムテルル化物からなる請求の範囲第１項
    に記載の焦平面撮像装置。
  9. 【請求項９】前記転送層がHg（１−ｙ）CdyTeによって
    表され、該ｙの値が0.3以上である化学量論的関係を有
    する水銀カドミウムテルル化物からなる請求の範囲第８
    項に記載の焦平面撮像装置。
  10. 【請求項１０】前記基板層、前記検知層、前記転送層は
    前記検知層内に電位井戸を発生すべく動作して、前記検
    知層の光励起によって発生される自由電荷キャリアを提
    供する請求の範囲第９項に記載の焦平面撮像装置。
  11. 【請求項１１】前記電位井戸は、前記電荷結合装置を形
    成しているゲートの１つに電位が印加されたときに選択
    的に除去される請求の範囲第10項に記載の焦平面撮像装
    置。
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