DE2712479C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung der im Ober­ begriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Zum Detektieren und/oder Abbilden eines Infrarotstrahlungs­ musters sind derartige Einrichtungen aus dem Aufsatz "Application of Charge Coupled Devices to Infrared Detection and Imaging" von A. J. Steckl et al in Proc. IEEE, 63 (1975) 1, 67 bis 74 bekanntgeworden.

In einer sogenannten "Hybrid"-Ausführung werden Detektions- und Signalverarbeitungsvorgänge in getrennten, aber integrier­ baren Teilen von einer Reihe von Infrarotdetektorelementen durch­ geführt, die je für sich mit einem Silizium-CCD-Schieberegister verbunden sind. Die Funktion der CCD ist die einer Signalver­ arbeitungseinrichtung. In anderen sogenannten "monolithischen" Ausführungsformen werden die Detektions- und Signalverarbeitungs­ vorgänge in demselben Teil des Halbleiterkörpers durchgeführt. In einer "monolithischen" Ausführungsform einer CCD für Infra­ rotdetektion und/oder -abbildung sind die Wirkung und die Struk­ tur grundsätzlich denen einer Silizium-Oberflächen-CCD gleich, wobei von der Bildung von Verarmungsgebieten in der Nähe der Halbleiteroberfläche ausgegangen wird, von denen unter dem Ein­ fluß von Licht erzeugte Minoritätsladungsträger gesammelt wer­ den. Die Anordnung unterscheidet sich von üblichen Silizium-Auf­ nahme-CCD's in bezug auf das Material der Halbleiterschicht. Dieses Material muß derart gewählt werden, daß sich die Absorp­ tionsspitze im Infrarotbereich befindet, wobei der Bandabstand des Halbleitermaterials kleiner als die Energie der Infrarot­ photonen ist. Daher ist die Wahl des Materials auf bestimmte Halb­ leiter mit einem kleinen Bandabstand beschränkt, die aus den bi­ nären und ternären III-V-, II-VI- und IV-IV-Verbindungen gewählt werden. Dies ist aber nachteilig, weil die Material- und Verarbeitungstechnologien für diese Materialien noch nicht so weit fortgeschritten sind wie für Silizium.

Aus dem obengenannten Aufsatz in Proc. IEEE 63 (1975) 1, 67 bis 74 ist auch eine Infrarotabbildungsdetektionsanordnung bekannt, die auf dem Anhäufungsbetriebsmodus einer CCD basiert, der dadurch erhalten wird, daß eine MIS-Struktur vorgespannt wird, wobei sich derselbe Ladungsträgertyp sowohl an der Ober­ fläche als auch im Volumen des Halbleiters erhalten wird. Eine notwendige Bedingung ist, daß die Dichte der Majoritätsladungs­ träger im Halbleitermaterial genügend klein ist, um eine Ober­ flächenladungsdichte an Majoritätsladungsträgern zu liefern, die genügend klein ist, um mit dem in üblichen CCD's verwendeten Ladungsübertragungskonzept verarbeitet werden zu können. Die wichtigsten sich bei einer derartigen Struktur ergebenden Nach­ teile sind, daß beim Betrieb eine große Variation in den ange­ legten Taktspannungen erforderlich ist, um genügende Oberflächen­ potentialsprünge zu erhalten, und daß Ladungsträger, die für das Strahlungsmuster repräsentativ sind, durch Gebiete transpor­ tiert werden, in denen sich viele Einfangzentren befinden. Weiter wird, es sei denn, daß die Periode zum Auslesen der In­ formation im Vergleich zu der Gesamtrasterperiode sehr kurz ist, eine Verwischung des Bildes wegen der weiteren Sammlung von Ladungsträgern während der Ausleseperiode auftreten können.

Aus der US-PS 38 64 722 ist eine Einrichtung der hier be­ trachteten Art bekannt, bei der das photoempfindliche Gebiet ein Schottky-Übergang ist. Zum Einführen der generierten La­ dungsträger in den CCD-Kanal dient eine an den Schott­ ky-Übergang angelegte Spannung, so daß die Ladungsträger über die gesamte Fläche zum CCD-Register geführt werden, also mit Übersteuerung (blooming) gerechnet werden muß.

Weiter ist aus der US-PS 39 06 543 eine solche Einrichtung für die Umwandlung von sichtbarem Licht bekannt, bei der Ladungs­ trägerübergang und -transport in einem homogenen Halbleiterkörper stattfinden, was die bereits oben erwähnten Nachteile hat. Der Transport der Ladungsträger in den CCD- Kanal erfolgt erst nach der Integrationsphase mit Hilfe von unter den Elektroden erzeugten Ver­ armungszonen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die es ermöglicht, eine hohe Photoempfindlichkeit und ein gutes Auflösungsvermögen mit einem auf Standardtechnik basierenden Ladungsübertragungsre­ gister zu kombinieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Vorteile einer erfindungsgemäßen Einrichtung sind ins­ besondere darin zu sehen, daß es möglich ist, die Integrationsperiode, während der Ladungsträger in die Speicherstellen in dem ersten schichtförmigen Teil eingeführt werden, entsprechend den Photonenstrom einzustellen. Diese Eigen­ schaft ist besonders wichtig bei großen Photonenströmen, die beim Detektieren und/oder Abbilden von Infrarotstrahlung auf­ treten können. Weiter wird das Problem der Bildverwischung (blooming) praktisch vermieden.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Einrichtung nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 schematisch die Wellenformen der beim Betrieb der ladungsgekoppelten Anordnung nach Fig. 1 verwendeten Taktspannungen,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Einrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 4 einen Teil eines Querschnittes durch eine ladungsgekoppelte Anordnung zur Anwendung in einer Einrichtung nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt schematisch eine ladungsgekoppelte Anordnung zur Abbildung eines Infrarotstrahlungsmusters in einem Wellenlängenbereich von 3 bis 5 µm. Die Anordnung enthält einen Halbleiterkörper, von dem nur ein Teil in Fig. 1 dargestellt ist. Der Deutlichkeit halber zeigt Fig. 1 eine vereinfachte Ausführungsform, in der die Abbildungselemente im Halbleiterkörper eine lineare Reihe bilden. Im Rahmen der Erfindung bestehen aber auch Anordnungen, bei denen die Abbildungsteile als ein zweidimensionales Muster, ein sogenannter Sensor, ausge­ bildet sind. Der Halbleiterkörper enthält einen ersten schichtförmigen Teil, in dem ein Ladungsübertragungskanal vorhanden ist, und einen zweiten schichtförmigen Teil, in dem freie Ladungsträger erzeugt werden können, wenn dieser Teil einer Infrarotstrahlung im genannten Wellen­ längenbereich ausgesetzt wird.

Der zweite schichtförmige Teil des Halbleiter­ körpers enthält ein Substrat 1 aus fremdleitendem dotiertem p-leitendem Silizium mit einer Dicke von 200 µm. Die Substratdotierung besteht aus Indium und weist eine Konzen­ tration von 2 · 10¹⁷ Atomen/cm^-3 auf.

Auf der Unterseite des Substrats 1 befindet sich ein p⁺-diffundiertes Gebiet 2 mit einem niedrigen spezi­ fischen Widerstand, das ein Kontaktgebiet mit dem p-leitenden Substrat bildet. Auf der Oberseite des Substrats befindet sich der erste schichtförmige Teil, der eine n-leitende epitaktische Schicht 3 aus Silizium mit einer Dicke von 5 µm und einer praktisch gleichmäßigen Phosphordotierung von 5 · 10¹⁴ Atomen/cm^-3 enthält. Auf der Oberfläche 4 der epitaktischen Schicht 3 befindet sich eine Isolierschicht 5 aus Siliziumoxid. Auf der Oberfläche der Isolierschicht befindet sich ein Elektrodensystem, das aus nahe bei­ einander liegenden Aluminiumschichtteilen 6 besteht. Diese Elektroden sind dazu angebracht, kapazitiv elektrische Felder in der Schicht 3 zu erzeugen, mit deren Hilfe über das Strahlungsmuster Information von Paketen von Minoritätsladungsträgern (Löchern) gesammelt und sequentiell auf Auslesemittel übertragen werden können. In dieser Ausführungsform bestehen die Auslesemittel aus einem p⁺-diffundierten Gebiet 7, das über eine Gleichstrom­ vorspannungsquelle 8 und einen Widerstand 9 mit Erde verbunden ist. Eine Ausgangsspannung V _out , die die Größe der Ladungspakete abgibt, wie sie sequentiell auf das Ausgangsdiffusionsgebiet 7 übertragen werden, kann an der angegebenen Stelle abgeleitet werden.

Die Elektroden 6 sind in sequentiellen Gruppen von vier über Leitungen Φ ₁, Φ ₂, Φ ₃, Φ ₄ mit einer Quelle 11 von Vierphasentaktspannungen verbunden. Die Leitung Φ ₄ ist außerdem mit einer weiteren Taktspannungsquelle 12 ver­ bunden, die mit der Quelle 11 synchronisiert ist. Die mittels der Elektroden und der Vierphasentaktspannungs­ quelle 11 erzielte Ladungsübertragungswirkung ist praktisch konventionell. Die zusätzliche Quelle 12 ist dazu vorge­ sehen, periodisch eine große negative Spannung an die Leitung Φ ₄ anzulegen, wobei während dieser Perioden die Spannungen an den Leitungen Φ ₁, Φ ₂ und Φ ₃ auf beträchtlich niedrigeren negativen Pegeln gehalten werden. Der Verlauf der Spannungen an den Leitungen Φ ₁, Φ ₂, Φ ₃ und Φ ₄ sind in Fig. 2 dargestellt. Für die Ladungsübertragung von Minoritätsladungsträgern (Löchern) auf die Auslese­ stufe nach der Einführung in Speicherstellen ändern sich die Taktspannungen an den Leitungen Φ ₁ und Φ ₃ zwischen -2V und -6V, während sich dagegen die Taktspannungen an den Leitungen Φ ₂ und Φ ₄ während dieses Teiles des Zyklus zwischen -4V und -8V ändern. Am Ende der in Fig. 3 mit t _r bezeichneten Ausleseperiode liefert die Quelle 12 eine Spannung von -20V an der Leitung Φ ₄, während die Leitungen Φ ₁, Φ ₂ und Φ ₃ auf -2, -4 bzw. -6V gehalten werden. Die große negative Spannung an der Leitung Φ ₄ ist ge­ nügend, um die Teile des Verarmungsgebietes, die unter denen der Elektroden 6, die mit der Leitung Φ ₄ verbunden sind, gebildet sind, sich völlig über die Schicht 3 aus­ breiten und zu dem pn-Übergang zwischen dem Substrat 1 und der Schicht 3 vordringen zu lassen. Dieser Zustand samt dem Anlegen der kontanten negativen Spannungen an die Leitungen Φ ₁, Φ ₂ und Φ ₃ wird während einer Inte­ grationsperiode t _i aufrechterhalten. Die Länge von t _i kann bei Abbildung mit der Anordnung nach Fig. 1 eines Infrarot­ musters im Wellenlängenbereich von 3 bis 5 µm z. B. im Bereich von 100 µsec liegen.

Die Anordnung ist der Einfallsrichtung des Strahlungsmusters angepaßt. Normalerweise wird die Anordnung derart betrieben, daß das Strahlungsmuster zu der Unterseite des Substrats hin gerichtet ist. In einer Abwandlung dieser Ausführungsform kann die Struktur derart geändert werden, daß die Strahlung auf der Oberseite einfallen kann. In diesem Falle werden wenigstens die Elektroden 6 aus einem Material mit einer die Übertragung der Infrarotstrahlung gestattenden Dicke hergestellt.

Bei der Betriebstemperatur der Anordnung (60°K) sind im Substrat praktisch alle Niveaus, im folgenden auch Pegel genannt, die von der Indium­ dotierung geliefert sind, mit Löchern gefüllt, die bei Anregung durch Infrarotstrahlung im Wellenlängen­ bereich von 3 bis 5 µm ausgelöst werden können. Zwischen einer Verbindung mit der n-leitenden Schicht 3 und einer Verbindung mit dem p⁺-Oberflächengebiet 2 des Substrats ist eine Vorspannungsquelle 14 eingeschaltet. Die Polarität der Vorspannung ist derart, daß der Übergang zwischen der Schicht 3 und dem Substrat 1 in der Sperrichtung vorgespannt ist. Dies ermöglicht einen alternativen Betrieb, bei dem der "Punch-through" entsprechend der Vorspannung am genannten Übergang gesteuert wird. Freie Löcher, die durch die anregende Infrarotstrahlung in jenen Teilen des Substrats ausgelöst werden, die direkt unter den mit der Leitung Φ ₄ verbundenen Elektroden und in der Nähe dieser Teile liegen und zu dem pn-Übergang driften, werden bei "Punch-through" direkt in die Schicht 1 über die genannten Teile des Verarmungsgebietes in der Schicht 1 unter diesen Elektroden eingeführt. Unter jeder der mit der Leitung Φ ₄ verbundenen Elektroden 6 werden freie Ladungsträger in Form von Löchern aus dem Substrat 1 in die Schicht 3 über den zu den genannten Elektroden gehörigen "Punch-through"-Verarmungsgebiet­ teil eingeführt werden. Diese Löcher werden dann als Minoritätsladungsträger in der Schicht 3 in einer Speicher­ stelle in der Nähe der Oberfläche 4 unter der zugehörigen Elektrode 6 gespeichert. Während einer Integrations­ periode t _i wird daher eine Menge von Löchern in jede derartiger Speicherstellen eingeführt werden, die für die gesamte augenblickliche Strahlung, die auf den betreffenden Teil des Substrats unter der mit der Leitung Φ ₄ verbundenen Elektrode einfällt, repräsentativ ist. So ist z. B. in Fig. 1 für die dargestellte drei Speicherstellen die auf die Teile des Substrats unter den genannten Speicherstellen einfallende Strahlung mit drei gesonderten Werten h ν₁ < h ν₂ < h ν₃ angegeben, während die Menge von Löchern, die in die Speicherstellen eingeführt ist, mit +++, ++ bzw. + angegeben ist.

Am Ende der Integrationsperiode wird die an die Leitung Φ ₄ angelegte Spannung auf etwa -8V herabgesetzt, wodurch sich die Verarmungsgebiete von dem pn-Übergang zurückziehen. Dann werden durch eine übliche Vierphasen­ übertragungswirkung die einzelnen Ladungspakete auf die Auslesemittel übertragen. Die Ausleseperiode t _r wird u. a. durch die Anzahl Abbildungsbits der linearen Reihe bestimmt werden.

Bei einem hohen Photonenfluß, der im Infrarot­ bereich des Spektrums auftritt, kann die Gesamtraster­ periode, d. h. t _i + t _r , verhältnismäßig kurz sein. Im Falle z. B. einer linearen Reihe von 100 Bits kann die Gesamtrasterperiode 150 Mikrosekunden betragen und von dieser Gesamtperiode beträgt die Integrationsperiode 100 Mikrosekunden. Die wirkliche Rasterperiode wird durch eine Anzahl von Faktoren für einen bestimmten Fall, ein­ schließlich der Art und der Konzentration der Verunreinigungs­ dotierung im Substrat, bestimmt werden. Die Dauer des Abbildungsintegrationsteils der Rasterperiode wird im Zusammenhang mit der Dotierungskonzentration des Substrats gewählt, so daß bei Infrarotstrahlung mit einer maximalen Intensität, die über die genannte Gesamtperiode auf jeden Abbildungsteil des Substrats einfällt, die Größe des Ladungspakets auf 10¹² Löcher/cm² beschränkt werden wird.

Eine zweite Ausführungsform einer Anordnung wird nachstehend an Hand der Fig. 3 der Zeichnungen beschrieben. In dieser Anordnung sind ent­ sprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie in der ersten Ausführungsform bezeichnet. Der wichtigste Unterschied mit dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel besteht darin, daß in Fig. 3 der erste schichtförmige Teil ein n-leitender Halbleiterteil 3 mit einer Dicke von 10 µm ist, der mittels einer Materialentfernungsbehandlung aus einem Ausgangskörper erhalten und auf der Unterseite mit dem zweiten schichtförmigen Teil versehen ist, der eine niedergeschlagene Schicht 21 aus einem eigenleitenden photoleitenden Material, in diesem Falle n-leitendem Bleisulfid, mit einer Dicke von 5 µm enthält. Auf der Unterseite der Schicht 21 befindet sich eine metallene ohmsche Kontaktschicht 22 in Form einer Matrix, über deren Öffnungen Infrarotstrahlung einfallen kann. Diese Anordnung ist auch für die Abbildung eines Infrarotstrahlungsmusters im Wellenlängenbereich von 3 bis 5 µm entworfen, wobei die Strahlung auf der Unterseite der Schicht 21 einfällt. Für die Steuerschaltung, einschließlich der Vierphasen­ taktspannungsquelle 11 und der zugehörigen Quelle 12, kann die gleiche Schaltung wie im vorhergehenden Ausführungs­ beispiel verwendet werden. Die Auslesemittel können ebenfalls denen des vorhergehenden Ausführungsbeispiels gleich sein, aber die Kontaktschicht 22 mit der n-leitenden Bleisulfidschicht 21 und der Kontakt mit der n-leitenden Schicht 3 sind in dem vorliegenden Beispiel auf demselben Potential gehalten. Diese Anordnung wird bei 150 K betrieben und durch Anwendung einer eigenleitenden photoleitenden Schicht mit einer für die gegebene Dicke verhältnismäßig hohen Absorption kann ein höherer Wert für den Faktor der Detektierbarkeit D ^x bei demselben Wert des räumlichen Auflösungsvermögens erhalten werden. Die Wirkung basiert auf der Infrarotstrahlung im genannten Wellenlängenbereich die Elektron-Loch-Paare bei Absorption in dem zweiten schichtförmigen Teil aus n-leitendem Bleisulfid erzeugt. Diejenigen Löcher, die unter den mit der Leitung Φ ₄ verbundenen Elektroden erzeugt werden und zu dem Übergang diffundieren oder driften, werden von den Teilen des Verarmungsgebietes unter den genannten Elektroden ge­ sammelt werden, die durch ihren Verlauf zu der n-leitenden Schicht hin als im "Punch-through"-Zustand betrachtet werden.

Fig. 4 zeigt rein schematisch einen Querschnitt durch einen kleinen Teil einer Einrichtung mit einer ladungsgekoppelten Anordnung, in der der erste und der zweite schichtförmige Teil beide aus Silicium bestehen und das Ladungsübertragungsregister im ersten schicht­ förmigen Teil für Betrieb mit der Übertragung von Majoritäts­ ladungsträgern über das Volumen eines sich im ersten schichtförmigen Teil befindenden Gebietes ausge­ bildet ist.

Diese Anordnung bildet eine Abwandlung der Anordnung nach Fig. 1, wobei entsprechende Teile und Gebiete mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Das p-leitende Substrat 1 aus fremdleitendem Silizium sowie die p⁺-Kontaktschicht 2 bestehen aus demselben Material und weisen die gleichen Abmessungen wie bei der Anordnung nach Fig. 1 auf. Auf dem Substrat 1 befindet sich eine doppelte epitaktische Siliziumschichtstruktur, die aus einer ersten n-leitenden Schicht 31 und einer zweiten p-leitenden Schicht 32 besteht, wobei diese Schichten je eine Dicke von etwa 5 µm aufweisen. Die Dotierung jeder Schicht ist derart gewählt, daß diese Schicht örtlich völlig verarmt werden kann, ohne daß Durchschlag auftritt. Die p-leitende Schicht 32 ist gegen die Umgebung durch die Oberflächenisolierschicht und durch ein n⁺-diffundiertes Gebiet (nicht im Schnitt nach Fig. 4 dargestellt) isoliert, wobei das letztere Gebiet sich von der genannten Oberfläche zu der n-leitenden Schicht 31 erstreckt, wobei dieses n⁺-Gebiet seitlich das Gebiet in der p-leitenden Schicht 32 begrenzt, in dem Ladungs­ transport von Löchern in einer mit dem Pfeil 33 ange­ deuteten Richtung stattfindet. Die über die Leitungen Φ ₁, Φ ₂, Φ ₃ und Φ ₄ mit einer Quelle von Vierphasentaktspannungen verbundenen Elektroden erstrecken sich in einer zu der Ladungstransportrichtung senkrechten Richtung praktisch über die ganze Breite des p-leitenden Gebietes, das von dem n⁺-diffundierten Gebiet begrenzt wird. Die Leitung Φ ₄ ist weiter mit einer zusätzlichen Quelle verbunden, die mit der Vierphasentaktspannungsquelle synchronisiert ist und zur Aufrechterhaltung einer weniger positiven Spannung an der Leitung Φ ₄ dient, wenn die Spannungen an den Leitungen Φ ₁, Φ ₂ und Φ ₃ auf positiveren vorher bestimmten Pegeln gehalten werden. Beim Betrieb sind die Spannungspegel an den Leitungen Φ ₁-Φ ₄ und an der n-leitenden Schicht 31 derart, daß bei dem an die p-leitende Schicht 32 angelegten Potential z. B. über eine Auslesestufe der pn-Übergang zwischen den Schichten 31 und 32 in der Sperrichtung vorgespannt ist und sich die Ausdehnung auf dem zu diesem Übergang gehörigen Verarmungs­ gebiet mit den angelegten Taktspannungen ändert. Während der normalen Ladungsübertragungswirkung von Löchern über das Innere der p-leitenden Schicht 33, bei welchem Betrieb diejenigen Teile der Schicht 32 unter den Elektroden, in denen informationstragende Ladungspakete nicht vorhanden sind, völlig verarmt sind, erstreckt sich das zu dem pn-Übergang zwischen den Schichten 31 und 32 gehörige Erschöpfungsgebiet nicht bis zu dem pn-Übergang zwischen dem Substrat 1 und der Schicht 31. Für die örtliche Einführung aus dem Substrat 1 von von Strahlung angeregten freien Löchern in Speicherstellen in der p-leitenden Schicht 32, die sich unter den mit der Leitung Φ ₄ ver­ bundenen Elektroden befindet, wird die Spannung an der Leitung Φ ₄ weniger positiv gemacht, so daß das genannte Verarmungsgebiet örtlich zu dem Substrat 1 unter den mit der Leitung Φ ₄ verbundenen Elektroden durchgreift. Dieser Zustand ist für eine der Speicherstellen in Fig. 1 dargestellt und die Einführung von Löchern in die Speicherstelle ist mit einem Pfeil 34 angedeutet. Obwohl es möglich ist, den Strahlungsfluß während der "Punch-through"-Periode zu integrieren, kann die Ladungsmenge, die in eine Speicherstelle einge­ führt werden kann, nicht so hoch wie in einer Ausführungs­ form sein, bei der ein Oberflächen- Ladungsübertragungsregister verwendet wird.

Obgleich die beschriebenen Ausführungsformen für Betrieb mit Vierphasentaktspannungen ausgebildet sind, ist es auch möglich, Anordnungen für Betrieb mit z. B. Zweiphasen- oder Dreiphasentaktspannungen auszubilden.

In der beschriebenen Ausführungsform, in der die Photodetektion in einem eigenleitenden photoleitenden Halbleitermaterial stattfinden, und zwar in der an Hand der Fig. 3 beschriebenen Ausführungsform, wird beispiels­ weise Bleisulfid als eigenleitendes photoleitendes Material verwendet.

Claims (11)

1. Einrichtung mit einem Ladungsübertragungsregister zur Umwandlung eines elektromagnetischen Strahlungsmusters im Infrarot-Wellenlängenbereich in elektrische Signale, mit einem Körper, der einen ersten, an eine Oberfläche angrenzenden, schichtförmigen Teil aus Halbleitermaterial aufweist, der den Ladungsübertragungskanal zum Transpor­ tieren von die Information des Strahlungsmusters beinhaltenden Ladungsträgern bildet, und der an der Ober­ fläche mit einer Reihe von gegen den Ladungsübertragungs­ kanal isolierten Elektroden zum Anlegen von Taktspannun­ gen versehen ist, wobei der Körper ein photoleitendes schicht­ förmiges Gebiet aus Halbleitermaterial enthält, das sich vom Halbleitermaterial des ersten schichtförmigen Teils durch Dotierung oder Bandabstand unterscheidet und das freie Ladungsträger bei Absorption von Strahlung innerhalb des genannten Wellenlängenbereiches erzeugen kann, dadurch gekennzeichnet, daß das photoleitende Gebiet auf der den Elektroden gegenüberliegenden Seite an den ersten schichtförmigen Teil (3) angrenzt und daß die Elektroden (6) in sequentielle Gruppen von mehreren über Leitungen (Φ ₁, Φ ₂, Φ ₃, Φ ₄) mit einer Quelle (11) von Mehrphasentaktspannungen verbunden sind und die Lei­ tungen (Φ ₁, Φ ₂, Φ ₃, Φ ₄) außerdem mit einer weiteren Takt­ spannungsquelle (12) verbunden ist, die periodisch während der Integrationsperiode (t _i ) eine so große Spannung an eine Leitung (Φ ₄) jeder Gruppe anlegt, daß in den unter den zugehörigen Elektroden erzeugten Verarmungsgebieten "Punch-through" zum zweiten schichtförmigen Teil (1, 21) auftritt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite schichtförmige Teil (1) aus fremdleitendem Halb­ leitermaterial vom ersten Leitungstyp besteht und daß min­ destens ein angrenzender Teil (31) des ersten schichtförmigen Teiles (31, 32) den entgegengesetzten Leitungstyp aufweist, wobei der zweite schichtförmige Teil (1) eine Dotierung enthält, die imstande ist, bei der Betriebstemperatur Störstellenniveaus zu liefern, die Ladungsträger vom ersten Leitungstyp einfangen können.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste schichtförmige Teil ein Gebiet vom ersten Leitungstyp (30) enthält, das von dem zweiten schichtförmigen Teil (1) durch ein Gebiet (31) vom entgegengesetzten Leitungstyp getrennt ist, so daß sich ein gleichrichtender Übergang zwi­ schen den genannten Gebieten vom ersten und vom entgegen­ gesetzten Leitungstyp befindet, wobei das Ladungsübertra­ gungsregister für Betrieb mit einem Ladungstransport von durch Strahlung angeregten freien Ladungsträgern über das Volumen des Ge­ bietes (32) vom ersten Leitungstyp ausgebildet ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste (3; 31, 32) und der zweite (1; 21) schicht­ förmige Teil aus Silizium bestehen.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite schichtförmige Teil (1) aus p-leitendem Sili­ zium besteht und als Dotierung mindestens eines der Elemente Indium und Thallium enthält.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite schichtförmige Teil (1) aus p-leitendem Silizium besteht und als Dotierung Gallium enthält.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste schichtförmige Teil (3; 31, 32) eine epitaktische Schicht auf einem Substratkörper ist, der den zweiten schichtförmigen Teil (1) enthält.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite schichtförmige Teil (21) aus einem eigenleitenden photoleitenden Halbleitermaterial besteht, dessen Energie­ bandabstand kleiner als die Photonenenergie von Strahlung innerhalb des genannten Wellenlängenbereiches ist und das einen Heteroübergang mit dem Halbleitermaterial des ersten schichtförmigen Teiles (3) bildet.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung durch Ladungsträger vom ersten Leitungstyp erfolgt und daß der zweite schichtförmige Teil (21) und wenigstens der Teil des ersten schichtförmigen Teiles (3) der an den Heteroübergang grenzt, den entgegengesetzten Lei­ tungstyp aufweisen.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste schichtförmige Teil (3) den entgegengesetzten Leitungstyp aufweist und das Ladungsübertragungsregister für Betrieb mit Ladungstransport in der Nähe der Oberfläche des ersten schichtförmigen Teiles (3) ausge­ bildet ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste schichtförmige Teil (3) aus n-leitendem Silizium und der zweite schichtförmige Teil (21) aus n-leitendem Blei­ sulfid besteht.