JPS63503183A

JPS63503183A - 赤外線撮像装置

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Publication number: JPS63503183A
Application number: JP50261687A
Authority: JP
Inventors: 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
Original assignee: サンタ・バーバラ・リサーチ・センター
Priority date: 1986-05-08
Filing date: 1987-03-30
Publication date: 1988-11-17
Anticipated expiration: 2011-07-03
Also published as: EP0270567B1; DE3751932D1; WO1987007082A1; EP0270567A1; DE3751932T2; JP2513755B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】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無平面電荷結合撮像装置に関する。

２、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熊手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。熊手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。モノリシックな熊手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（ＣＯＤ）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。

上述された熊手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）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へ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水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は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熊手面撮像装置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１０４１−２）とＨｇ　（１−ｘ）　Ｃｄ　ｘ　Ｔ　ｅ　（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）Ｃｄｘ　Ｔｅ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１０１８ｃｍ−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）Ｃｄｘ　Ｔｅ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へテロ接合が形成される。前記へ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熊手面撮像装置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’Ｃと５００°Ｃ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−ｘ）Ｃｄｘ　Ｔｅ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のへ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ミクロンであり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間のへ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）＝ Φｏ−ｑθ（Ｚ）−χ（ｚ）によって近似的に表わされ、Φ０はポテンシャルエネルギの基準の大きさでありθ（２）は前記へテロ接合で生成されたポテンシャルでありχ（２）はへ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間のへ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　Ｘ　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るので前記転送層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ＶＣ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　（ＶＣ−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（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Ｖｌの電位が供給された時、前記電位障壁１８の高さはＶＢＩ　（ＶＣ−Ｖ　１）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において短波長の放射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は短波長の放射線にも感応す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感応するので前記長波長の放射線は前記基板層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　Ｓ　ｉ０２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ΦＲ３Ｔ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の必要となるバ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Φ１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Ｖ　ｏｕｔ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■２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■１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４つに移動可能になる。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（ｓｔａｒｔｎｇ　ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ）は勿論ライン形撮像装置（ｆｏｒｗａｒｄ　ｌｏｏｋｉｎｇ　ｉｎｆ’ｒａｒｅｄ　ｊｍａｇｅｒｓ）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。

国際調査報告Ａ））ｉＥＸ　Ｔｏ　−＋：Ｅ　ＩＮＴＥ：’Ｃ１ＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡｋＣＦ、ＲＥＰＯ：’ｔＴ　ＱＮ

Claims

【特許請求の範囲】

１．出力端子を有する赤外線検知装置であり、赤外線を受けて自由電荷キャリアを生成する手段と、第１半導体材料層を具備し、少なくとも１方向における前記自由電荷キャリアの移動を選択的に制限可能にする手段と、前記出力端子によって前記自由電荷キャリアを受けるべく前記第１半導体材料層の内部を通じて前記自由電荷キャリアを転送する手段とを具備する赤外線検知装置。
２．前記第１半導体材料層が、前記自由電荷キャリアを転送する埋込みチャネルを含む請求の範囲第１項に記載の装置。
３．前記自由電荷キャリア生成手段が、第２半導体材料層を具備する請求の範囲第２項に記載の装置。
４．前記自由電荷キャリアの移動を選択的に制限可能にする前記手段が、前記第２半導体材料層に自由電荷キャリアを選択的に蓄積すべく動作可能である請求の範囲第３項に記載の装置。
５．前記第１及び前記第２半導体材料層がそれらの間にヘテロ接合を形成すべく動作可能な請求の範囲第３項に記載の装置。
６．前記装置がさらに基板層を含み、該基板層上に前記第２半導体材料層が形成される請求の範囲第３項に記載の装置。
７．前記基板層と前記第２半導体材料層とが、それらの間にヘテロ接合を形成すべく動作可能な請求の範囲第６項に記載の装置。
８．前記第１及び第２半導体材料層が液相エピタキシによって成長される請求の範囲第３項に記載の装置。
９．自由電荷キャリアの移動を選択的に制限可能にする前記手段がさらに、前記第１とび前記第２半導体材料層間の電気的特性の相違によって形成された電位障壁を具備する請求の範囲第３項に記載の装置。
１０．前記電位障壁がさらに、ドーパントと前記検知層と前記転送層間の可変バンドギャップを有する遷移領域とによつて形成される請求の範囲第３項に記載の装置。
１１．前記自由電荷キャリアを転送する前記手段が電荷結合デバイスを具備する請求の範囲第１項に記載の装置。
１２．自由電荷キャリアを生成する前記手段が赤外線スペクトルの第１領域の赤外線を検知すべく動作可能な請求の範囲第１項に記載の装置。
１３．前記第１半導体材料層が前記第２半導体材料層のエネルギバンドギャップよりも大なるエネルギバンドギャップを有する請求の範囲第３項に記載の装置。
１４．出力端子を脅する焦平面撮像装置であり、基板層と、赤外線の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可能で、前記基板層から機械的指示を受ける検知層と、前記検知層によって検知された赤外線に応答して信号を選択的に発生し、前記信号を前記出力端子に送信すべく動作可能な転送層とを具備する焦平面撮像装置。
１５．前記検知層が前記基板層に隣接して配置された請求の範囲第１４項に記載の焦平面撮像装置。
１６．前記転送層が、前記検知層によつ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１５項に記載の焦平面撮像装置。
１７．前記検知層と前記転送層とが電位障壁を形成すべく動作可能な請求の範囲第１６項に記載の焦平面撮像装置。
１８．前記電位障壁が前記転送層の実質的に内部に配設された請求の範囲第１７項に記載の焦平面撮像装置。
１９．前記電位障壁がドーパントと前記検知層と前記転送層間の可変バンドギャップを有する遷移領域によって形成される請求の範囲第１８項に記載の焦平面撮像装置。
２０．前記転送層が埋込みチャネルを含み、該埋込みチャネルを通じて自由電荷キャリアを前記出力端子に転送する請求の範囲第１９項に記載の焦平面撮像装置。
２１．前記電位障壁の大きさが、前記検知層の自由電荷キャリアを前記埋込みチャネルに移動可能にすべく選択的に減少される請求の範囲第２０項に記載の焦平面撮像装置。
２２．前記撮像装置がさらに電荷結合デバイスを含み、前記電荷結合デバイスによつて自由電荷キャリアが前記埋込みチャネルを通じて連続的に移動可能になる請求の範囲第２１項に記載の焦平面撮像装置。
２３．前記検知層がＨｇ（１−ｘ）ＣｄｘＴｅによって表わされ該ｘの組成値が約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成る請求の範囲第２２項に記載の焦平面撮像装置。
２４．前記転送層が、Ｈｇ（１−ｘ）ＣｄｘＴｅによって表わされ該ｙの組成値が０．３に等しいか又はそれより大きい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成る請求の範囲第２３項に記載の焦平面撮像装置。
２５．前記基板層と前記検知層と前記転送層とが、前記検知層の光励起によつて生成される自由電荷キャリアを供給すべく前記検知層の内部にポテンシャル井戸を形成すべく動作可能な請求の範囲第２４項に記載の焦平面撮像装置。
２６．前記電荷結合デバイスを形成するゲートの１つに電位が加えられると同時に前記ポテンシャル井戸が選択的に除去される請求の範囲第２５項に記載の焦平面撮像装置。
２７．自由電荷キャリアを生成すべく第１半導体材料を赤外線に露光し、電位障壁によって部分的に形成されたポテンシャル井戸に前記自由電荷キャリアを蓄積し、第２半導体材料内部の埋込みチャネルに前記自由電荷キャリアを移動可能にすべく前記電位障壁を選択的に低下させ、前記第２半導体材料から除去可能な前記埋込みチャネル内部の領域に前記埋込みチャネルを通じて前記自由電荷キャリアを転送する工程とを具備する赤外線検知方法。
２８．前記第１と前記第２の半導体材料間の欠乏領域が実質的に前記第２半導体材料の内部に配設されるように前記第１及び前記第２半導体材料をドーピングすることによって前記電位障壁が形成される請求の範囲第２７項に記載の方法。
２９．前記自由電荷キャリアが電荷結合デバイスの動作によって転送される請求の範囲第２７項に記載の方法。
３０．前記方法がさらに、前記埋込みチャネルから自由電荷キャリアを初期的に欠乏させる付加的工程を含む請求の範囲第２７項に記載の方法。
３１．自由電荷キャリアを生成すべく前記第２半導体材料を赤外線に露光し、前記第２半導体材料によって生成された前記自由電荷キャリアを前記埋込みチャネルを通じて転送する付加的工程をさらに含む請求の範囲第２７項に記載の方法。
３２．前記第１半導体材料が赤外線スペクトルの第１領域における赤外線を検知すべく動作可能であり、前記第２半導体材料が赤外線スペクトルの第２領域における赤外線を検知すべく動作可能な請求の範囲第３１項に記載の方法。