DE3344637C2

DE3344637C2 - Photoelektrischer Halbleiterwandler

Info

Publication number: DE3344637C2
Application number: DE3344637A
Authority: DE
Inventors: Jun-Ichi Nishizawa; Takashige Tamamushi; Kaoru Motoya
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-12-11
Filing date: 1983-12-09
Publication date: 1994-03-03
Anticipated expiration: 2003-12-10
Also published as: NL192900C; JPS6329425B2; JPS59107578A; US4651180A; NL192900B; DE3344637A1; NL8304254A

Description

Die Erfindung betrifft einen photoelektrischen Halbleiterwand ler nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ein solcher Wandler ist in der nicht vorveröffentlichten EP 117 874 A1 beschrieben.

Als hochempfindliche, mit hoher Geschwindigkeit arbeitende und niedriges Rauschen aufweisende photoelektrische Halbleiterwandler sind ein Feldeffekttransistor und ein statischer Induktionstransistor (SIT), die mit einem Kanal mit niedriger Fremdstoffdichte ver sehen sind oder aus einem Eingenhalbleiter gebildet sind, aus den japanischen Offenlegungsschriften 55-13 124 und 55-15 221 bekannt bzw. in den EP 94 973 und EP 94 974 für Infrarotlichtdetektion und in der PCT/EP 117 874 mit einem verbesserten Aufbau vorgeschlagen worden. Diese photoelektrischen Wandler haben hervorragende Eigenschaften im Vergleich mit bekannten bipolaren Phototran sistoren.

Fig. 2A bis D erläutern die vorgeschlagenen photoelektrischen Halbleiterwandler, die mit einem oder mehreren Gates versehen sind. 1 bezeichnet ein n⁺-Siliziumsubstrat, 2 bezeichnet eine n^--Schicht mit hohem spezifischen Widerstand oder eine i- Schicht eines Eigenhalbleiters, die letztlich als Kanal dient, 3 bezeichnet einen ersten Gate-Bereich mit hoher Fremdstoff dichte und zu dem Kanal entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp, 4 bezeichnet einen zweiten Gate-Bereich mit hoher Fremdstoff dichte und zu dem Kanal entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp wie im Falle des ersten Gate-Bereichs 3, 5 stellt einen Be reich mit hoher Fremdstoffdichte desselben Leitfähigkeitstyps wie das Substrat 1 dar, 7 und 10 zeigen jeweils Elektroden des Substrats 1 des Bereichs 5, die einen Hauptstromweg des Kanals bilden, 8 ist eine Gate-Elektrode des ersten Gate-Be reichs 3, 9 bezeichnet eine Gate-Elektrode des zweiten Gate- Bereichs und 6 bezeichnet einen Mehrschichtenfilm aus SiO₂, Si₃N₄ und dgl., der einen Isolierschichtfilm oder eine Iso lierschicht bildet, die bekannte Isolierfunktionen zum Isolie ren der Elektroden 7, 8 und 9 und einen Flächenschutz aus führt.

Bei dem in Fig. 2A gezeigten photoelektrischen Halbleiterwand ler sind, da der erste und zweite Gate-Bereich 3 und 4 symme trisch in bezug auf den Hauptelektrodenbereich 5 vorgesehen sind, die Diffusionspotentiale zwischen den beiden Gate-Berei chen 3 und 4 und dem Hauptelektrodenbereich 5 einander gleich, was es schwierig macht, die Funktionen der beiden Gates von einander trennen. Die in Fig. 2B und 2C gezeigten, in der EP 117 874 A1 beschriebenen, photo elektrischen Halbleiterwandler haben einen Aufbau, bei dem der Abstand W₁ zwischen dem ersten Gate-Bereich 3 und dem Haupt elektrodenbereich 5 größer als der Abstand W₂ zwischen dem zweiten Gate-Bereich 4 und dem Hauptelektrodenbereich 5 ist, wodurch die Speicherung von optisch erregten Trägern in dem ersten Gate-Bereich 3 allein vereinfacht wird. Diese photo elektrischen Halbleiterwandler haben verbesserte optische Eigenschaften in Vergleich mit dem in Fig. 2A gezeigten photo elektrischen Halbleiterwandler.

Fig. 2D zeigt schematisch die Ausbildung der Fläche eines be kannten photoelektrischen Halbleiterwandlers. 8 bezeichnet den Elektrodenbereich des ersten Gate-Bereichs 3, 9 den Elektro denbereich des zweiten Gate-Bereichs 4 und 7 den Elektrodenbe reich des Hauptdiffusionsbereiches 5. Mit einem sol chen Elektrodenmuster ergibt sich, daß, da sich die Abstände zwischen den Gate-Bereichen 8 (3) und 9 (4) und dem Hauptelek trodenbereich 7 (5) voneinander unterscheiden, die durch die gestrichelte Linien umrandeten Teile 30 und die nichtumrande ten Teile unterschiedliche Kanalbreite haben, was Änderungen in den Eigenschaften des SIT bewirkt, wodurch es für den SIT unmöglich wird, den Strom in dem Kanal gleichförmig zu rich ten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen photo elektrischen Halbleiterwandler mit Feldeffekttransistor oder statischen Induktionstransistor zu schaffen, bei welchem die Funktionen der Gate-Bereiche wirksam getrennt sind, wodurch die optisch erregten Ladungsträger ausschließlich in einem er sten Gate-Bereich gespeichert werden können, wodurch eine hö here Photoempfindlichkeit, ein geringer Leistungsbedarf und eine verbesserte Dynamik, d. h., schnellere Reaktionen beim Übergang vom Sättigungsbereich auf Grund einer erhöhten Belich tung in einen Bereich mit geringerem Lichteinfall, erreicht werden.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch die Merk male des Patentanspruches 1, Weiterbildung der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mittels der Erfindung wird durch die Auswahl der Abmessungen des ersten Gate-Bereiches zum Speichern von optischen Informa tionen in Abhängigkeit von der Diffusionslänge der zu spei chernden Ladungsträger in Verbindung mit der Abstandswahl zwischen der ersten Gate-Zone und der Source-Zone (Abstand W₁) und der zweiten Gate-Zone und der Source-Zone (Abstand W₂), wobei W₁ größer W₂ ist, erreicht, daß die optisch erregten Ladungsträ ger ausschließlich im ersten Gate-Bereich gespeichert werden.

Die Erfindung soll beispielhaft an Hand von Zeichnungen be schrieben werden, in denen zeigen:

Fig. 1 schematische Darstellungen von Ausführungsformen der Erfindung, wobei Fig. 1A eine Draufsicht der Vorrichtung mit einer quadratischen Ausbildung, Fig. 1B eine Draufsicht der Vorrichtung mit kreisförmiger Ausbildung, Fig. 1C ein Schnitt längs der Linie A-A′ in Fig. 1A und B und Fig. 1D eine Drauf sicht eines Beispiels einer Mehrkanalzelle ist;

Fig. 2 schematische Ansichten von bekannten Beispielen eines photoelektrischen Wandlers unter Verwendung eines SIT, mit geteiltem Gate, wobei zeigen:

Fig. 2A einen Aufbau, bei dem die Source zentral zwischen den Gates angeordnet ist, Fig. 2B einen Aufbau, bei dem die Source nicht zentral zwischen den Gates angeordnet ist, Fig. 2C einen Aufbau, bei dem die Gates tiefer als die Source gebildet sind, und Fig. 2D den Aufbau der Fläche der bekannten Beispiele in den Fig. 2B und 2C;

Fig. 3 schematische Darstellungen weiterer Ausführungsformen der Erfindung, wobei Fig. 3A einen Schnitt eines Beispiels, bei dem die Fremdstoffdichte des Kanals in der Nähe des zwei ten Gates höher als die Fremdstoffdichte des Kanals nahe dem ersten Gate ist, und Fig. 3B einen Schnitt eines Beispiels, bei dem die Diffusionstiefe des zweiten Gates größer als die Dif fusionstiefe des ersten Gates ist, zeigen;

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungs form der Erfindung, bei der ein Kondensator in dem ersten Gate gebildet ist, wobei Fig. 4A ein Schnitt und Fig. 4B eine Draufsicht ist;

Fig. 5 eine schematische Dartellung einer abgewandelten Aus führungsform der Fig. 4;

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer weiteren abgeänder ten Ausführungsform der Fig. 4.

Die Fig. 7A bis 7C zeigen eine Darstellung von Versuchsergeb nissen einer Ausführungsform der Erfindung, wobei Fig. 7A einen Betriebskreis, Fig. 7B eine Betriebswellenform und Fig. 7C die Beziehung zwischen der Ausgangsspannung und der Inten sität des einfallenden Lichtes umfaßt.

Fig. 1A bis 1D zeigen den Grundaufbau des photoelektrischen Wandlers der Erfindung und seiner Ausführungsformen. Fig. 1A und 1B zeigen die Flächenausbildungen der photo elektrischen Wandler der Erfindung. Gemäß Fig. 1A ist der Diffusionsbereich der Hauptelektrode (Source oder Drain) 5 in vier Teile aufgeteilt und die ersten und zweiten Gate-Be reiche sind so gebildet, daß die Bedingung W₁<W₂, erfüllt werden kann. Die Ausführungsform der Fig. 1B verwendet eine kreisförmige Elektrodenanordnung, um die wirksame Betriebs fläche zu vergrößern. Die Hauptelektrode 7 und die erste und zweite Gate-Elektrode 8 und 9 können tatsächlich auch in der Form bekannter Anschlußstreifen unter Verwendung einer Mehrschichtverdrahtung mit einer Zwischenisolierschicht vorgesehen werden. Fig. 1C ist ein Schnitt längs der Linie A-A′ in Fig. 1A und 1B. Der n⁺-Bereich der Haupt elektrode 5 wird durch selektives Diffundieren oder Ionenimplantieren von Phosphor oder Arsen gebildet.

Fig. 1 ist eine Draufsicht einer Mehrkanalanordnung zum Er zeugen eines quantitativen Photostroms. Die Hauptelektroden 7 und die erste und zweite Gateelektrode 8 und 9 können in bekannter Weise untereinander verbunden sein. Die Aus führungsform der Fig. 1D kann als eine Mehrkanalphotosensor anordnung angesehen werden, bei der mehrere Photosensorzellen parallel aktiviert werden. Der p⁺-Gate-Bereich speichert optisch erregte Träger (Löcher) und es besteht die Wahr scheinlichkeit, daß die Träger sowohl in dem ersten Gate- Bereich 3 oder 8 als auch in dem zweiten Gate-Bereich 4 oder 9 gespeichert werden. Diese Ausführungsform ist jedoch so ausgebildet, daß Lichtabschirmeinrichtungen an dem zweiten Gate-Bereich 4 so vorgesehen werden, daß Licht nur auf den ersten Gate- Bereich und den benachbarten Kanal einfällt. Es wird bevor zugt, daß der n⁺-Diffusionsbereich 5 der Hauptelektrode 7 weiter zu der Seite des zweiten Gate-Bereiches 4 als die Mitte zwischen dem ersten und dem zweiten Gate-Bereich 3 und 4 um einen vorbestimmten Abstand gebildet wird. Bei einem solchen Spaltgate-SIT ist es notwendig, daß die Abmessung des ersten Gate-Bereichs 3 zum Speichern der optisch er regten Träger kleiner ist als die Diffusionslänge der zu speichernden Träger. Der Grund besteht darin, daß, wenn der erste Gate-Bereich größer als die Diffusionslänge der Träger ist, das Fließen der Träger in dem Bereich außerhalb der Diffusionslänge eine unnütze Leistungsverteilung bewirkt, was zu einer verringerten Ansprechgeschwindigkeit und zu einem verschlechterten photoelektrischen Wandlungs wirkungsgrad führt. Um einfalendes Licht mit hohem Wirkungsgrad zu empfangen, wird demgemäß in dem Falle der quadratischen Anordnung in Fig. 1A jede Seite des ersten Gate-Bereichs 3 kleiner als die Diffusionslänge der zu speichernden Träger ausgewählt und im Falle der kreisförmigen Anordnung der Fig. 1B wird der Durchmesser des ersten Gate- Bereichs 3 innerhalb der Diffusionslänge der Träger ausge wählt.

Bei dem Photosensor der Erfindung wird des weiteren seine Frequenzcharakteristik berücksichtigt. Versuchsergebnisse haben gezeigt, das der Wandler eine Ver stärkungsbandbreite f_T von etwa 10⁹ (Hz) zeigt. Um die Frequenzcharakteristik zu verbessern, ist der Wandler nach der Erfindung so aufgebaut, daß die Fläche des ersten Gate-Bereichs minimiert und die Diffusionslänge des n⁺- Source-Bereichs des Hauptelektrodenbereiches 7 pro Flächen einheit maximiert wird. Die Fläche des ersten Gatebereichs beträgt beispielsweise 50×50 µ der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Gate-Bereich ist 4 bis 10 µ und die gesamte Diffusionslänge des n⁺-Source-Bereichs des Haupt elektrodenbereichs 7, der um den ersten Gatebereich ange ordnet ist, 100 µ. Mit solchen Abmessungen beträgt die Kapazität des ersten Gates 2 bis 3 pF, ist der Ausgangsstrom im Falle der Bestrahlung mit Licht mit 1 W/Cm² einige mA und ergibt sich eine Kennlinie mit f_T ≃ 10⁹ Hz. Das zweite Gate kann auf ein festes Potential eingestellt werden oder in elektrisch potential freiem Zustand gehalten werden. Insbesondere im Falle des festen Potentials beeinflußt die Kapazität des zweiten Gates die Frequenzcharakteristik nicht, was zu einer hervorragenden Frequenzcharakteristik führt.

Fig. 3A und B zeigen weitere Ausführungsformen der Erfindung, die so ausgebildet sind, daß das zwischen dem zweiten Gate- Bereich 4 und dem Source-Bereich 7 erzeugte Diffusionspotential höher als das Diffusionspotential zwischen dem ersten Gate- Bereich 3 und dem Source-Bereich 7 ist. Zu diesem Zweck ist gemäß Fig. 3 ein Bereich 14 hoher Dotierungskonzentration zwischen dem zweiten Gate-Bereich 4 und dem Source-Bereich 7 vorgesehen und gemäß Fig. 3B hat der zweite Gate-Bereich 4 eine größere Abmessung als der erste Gate-Bereich 3. Bei diesen Ausführungs formen sind Einrichtungen vorgesehen, um zu verhindern, daß die Elektrode 9 auf dem zweiten Gate-Bereich 4 einer Licht bestrahlung ausgesetzt ist.

Mit einer solchen Anordnung werden durch Lichtbestrahlung erregte Träger wirksam in dem ersten Gate-Bereich 3 gespeichert, jedoch nicht gleichzeitig in dem zweiten Gate-Bereich 4, was für eine erhöhte Photoleitfähigkeit sorgt.

Fig. 4 bis 6 zeigen andere Ausführungsformen des photoelektrischen Halbleiterwandlers der Erfindung, wobei ein Kondensator auf dem ersten Gate-Bereich vorgesehen ist. Bei der Ausführungsform der Fig. 4A, die ein Schnitt längs der Linie A-A′ in Fig. 4B ist, ist der Kondensator auf dem ersten Gate-Bereich 3 durch einen Si₃N₄-Film 21 und einen mit Phosphor dotierten polycrystellinen Siliziumfilm oder einen als transparante Elektrode dienende SnO₂-Film 22 gebildet. Mit 20 wird ein PSG-Film für den Ober flächenschutz und mit 23 eine Source-Elektrode, die durch einen Phosphor dotierten polycrystallinen Siliziumfilm oder einen SnO₂-Film gebildet ist, bezeichnet.

Fig. 4B zeigt den Flächenaufbau der Ausführungsform der Fig. 4A. Mit 32 wird ein Source-Elektroden-Verdrahtungsteil bezeichnet.

Die Ausführungsformen der Fig. 5 und 6 haben keine ebene Ausbildung, statt dessen sind der erste oder der zweite Gate-Bereich und Source-Bereich in verschiedenen Ebenen durch chemisches Ätzen, LOCOS- oder Plasmaätzverfahren ge bildet. Die Teile entsprechend denen in Fig. 4 sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

Bei der Ausführungsform der Fig. 5 sind der erste und der zweite Gate-Bereich durch das LOCOS-Verfahren tiefer und bei der Ausführungsform der Fig. 6 ist der zweite Gate- Bereich durch das Plasmaätzverfahren tiefer ausgebildet.

Mit einer solchen Anordnung wird die Kapazität zwischen dem Gate und der Source verringert und die Durchbruchs spannung dazwischen wird erhöht, um die Frequenzcharakteristik zu verbessern, was einen Betrieb mit hoher Auslesegeschwindigkeit ermöglicht.

Aus der vorangehenden Beschreibung ergibt sich, daß, um das Diffusionspotential zwischen dem zweiten Gate-Bereich und dem Source-Bereich mehr zu erhöhen als das Diffusionspotential zwischen dem ersten Gate-Bereich und dem Source-Bereich, es möglich ist, (1.) die Dotierung des zweiten Gate- Bereiches mehr als die Dotierung der ersten Gate- Bereiches zu erhöhen, (2.) die Dotierung des Kanal bereichs um den zweiten Gate-Bereich und den Source-Bereich mehr als in dem anderen Kanalbereich zu erhöhen, und (3.) einen Lichtschutzfilm in dem Kanalbereich nahe dem ersten und dem zweiten Gate-Bereich in Kombination mit der Bedingung W₁<W₂ zu bilden.

Während bei der Ausführungsform der Fig. 5 die ersten und zweiten Gate-Bereiche durch das LOCOS-Verfahren gebildet werden, es ist auch möglich, nur den zweiten Gate-Bereich durch das LOCOS-Verfahren zu bilden.

Bei der Ausführungsform der Fig. 6 werden des weiteren der erste und der zweite Gate-Bereich durch Plasmaätzen ge bildet, jedoch ist es auch möglich, nur den zweiten Gate- Bereich durch Plasmaätzen zu bilden.

Obwohl bei den Ausführunsformen der Fig. 5 und 6 die Kapazität der MIS-Anordnung in dem ersten Gate-Bereich gebildet ist, ist es darüber hinaus möglich, einen photo elektrischen Halbleiterwandler ohne die MIS-Kapazität zu bilden, wie in Fig. 1 gezeigt ist.

Es ist ausreichend, die Dotierungskonzentration der Source, des Gates und der Kanalbereiche jeweils mit etwa 1×10¹⁸ cm^-3 oder mehr, 1×10¹⁸ cm^-3 oder mehr und 10¹⁰ bis 10¹⁶ cm^-3 auszuwählen.

Fig. 7 zeigt einen Lichtsignaldetektor unter Verwendung des photoelektrischen Halbleiterwandlers der Erfindung, der in Fig. 5 dargestellt ist. In Fig. 7A bezeichnet 40 den photoelektrischen Halbleiterwandler der Erfindung, 41 einen zweiten Gate-Anschluß, 42 einen ersten Gate- Anschluß, 43 einen an dem zweiten Gate vorgesehenen Kondensator, 44 einen Source-Anschluß, 45 einen Drain- Anschluß, 46 einen Lastwiderstand, 47 eine Drain-Source- Spannungsquelle V_DS; 48 eine mit dem ersten Gate verbundene Gate-Impulsquelle und 49 einen Ausgangsanschluß.

Als Anwendung ist in Fig. 7B als ø_G, ein 2 V-Impuls dargestellt, wobei die Drain-Source-Spannung V_DS 0,2 V beträgt, ein Last widersand 1 kOhm ist, der zweite Gate-Anschluß 41 geöffnet ist, die photoelektrische Umwandlung ausgeführt wird und eine 1 mV-Ausgangsspannung bei einem Eingangslicht von etwa 20 pW erhalten wird. Fig. 7C zeigt die Beziehung der Inten sität des einfallenden Lichts und der Ausgangsspannung, wobei die Kurve A den Fall mit offener Verbindung zwischen dem zweiten Gate und der Source, und die Kurve B den Fall zeigt, bei dem ein Widerstand von 1 MOhm zwischen das zweite Gate und der Source geschaltet ist.

Es ist festgestellt worden, daß im Vergleich mit einem üblichen photoelektrischen Halbleiterwandler mit dem in Fig. 2B gezeigten Aufbau der photoelektrische Halbleiterwandler der Erfindung mit einer Drain-Source-Spannung und einer Auslesespannung arbeitet, welche die Hälfte oder weniger als diejenigen sind, die bei der bekannten Vorrichtung not wendig sind, und daß der Wandler der Erfindung eine hohe Photoempfindlichkeit und einen kleinen Leistungsverbrauch aufweist und mit sehr hoher Auslesegeschwindigkeit arbeitet.

Auch wenn der zweite Gate-Bereich und der Source-Bereich verkürzt sind, wird die Photodedektion durch den ersten Gate-Bereich normal ausgeführt, und in diesem Falle kann die Kapazität zwischen dem zweiten Gate-Bereich und dem Source-Bereich verringert werden, d. h. die Streukapazität zwischen dem Gate-Bereich und dem Source-Bereich verringert sich, so daß die Fläche des ersten Gate- Bereichs vergrößert werden kann. Dies ergibt den Vorteil, daß, auch wenn der Wandler einer Bestrahlung durch Licht mit hoher Intensität ausgesetzt wird, keine Sättigung eintritt. Mit dem bekannten photoelektrischen Halbleiterwandler der Fig. 2B tritt die Ausgangssättigung bei einer Lichtintensität von etwa 10 µW/cm², auf, während gemäß der Erfindung die Ausgangssättigung nicht unter etwa 100 µW/cm² bewirkt wird. Gemäß der Erfindung wird somit die Sättigungskennlinie der Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der Belichtung etwa 10fach verbessert als in dem Fall, bei dem ein photoelektrischer Wandler aus einer Photo diode und einem MOS-Transistorschalter besteht.

Die Ausführungsformen der Erfindung, die in den Fig. 1 und 3 bis 7 gezeigt sind, ergeben hervorragende Eigenschaften, d. h. sie sind leicht herzustellen und ihre Abmessungen können ver ringert werden, da sie im wesentlichen in vertikaler An ordnung ausgebildet sind, wobei die Empfindlichkeit auf schwaches Licht höher als bei den bekannten Vorrichtungen ist. Dies deshalb, weil bei einer Zwei-Gate-Anordnung ein Gate für die Lichtdetektionsfunktion optimiert ist. Des weiteren ist der Leistungsverbrauch gering und es wird eine sehr gute Ausgangssättigungskennlinie erhalten, wobei mit hoher Auslesegeschwindigkeit gearbeitet werden kann.

Der Halbleiterwandler nach der Erfindung kann verschiedene Änderungen erfahren, z. B. ist es möglich, einen Kondensator oder eine Kombination eines Kondensators und eines Widerstandes auf dem ersten Gate-Bereich vorzusehen. Auch ist es möglich, einen MOS-Transistor, einen SIT oder einen FET mit der Anordnung der Erfindung zu verbinden, um einen Photosensor mit hoher Auslesegeschwindigkeit zu bilden.

Der zweite Gate-Bereich kann schwimmend gehalten werden, wobei er mit einer festen Vorspannung gespeist wird oder ein Kondensator mit hohem Kapazitätswert hinzugefügt wird. Die Erfindung ist nicht nur bei einer n-Kanal, sondern auch bei einer p-Kanalstruktur anwendbar und das verwendete Substrat-Material ist nicht auf Silizium beschränkt, sondern es kann auch Germanium oder ein Verbindungs-Halbleiter (III-V- oder II-VI-Gruppe oder ein gemischter Kristall) verwendet werden.

Der photoelektrische Halbleiterwandler der Erfindung ist auf Licht in dem Bereich von Infrarot bis in den sichtbaren Bereich empfindlich, ist jedoch auch in der Lage, langwelliges infrarotes Licht festzustellen, wenn eine Dosierung, die auf langwelliges Infrarot anspricht, in dem verbotenen Bandspalt vorgesehen ist, indem ein Schwermetall in den Kanalbereich eingebracht wird. Der Wandler der Erfindung ist des weiteren in der Lage, Röntgen-Strahlen oder Kurzwellen- und Hochenergiepartikel (α-Strahlen und β-Strahlen), die Elektronenlochpaare erzeugen, festzustellen. Die Erfindung hat somit einen großen industriellen Wert.

Claims

1. Photoelektrischer Halbleiterwandler mit Feldeffekttran sistor (FET) oder statischem Induktionstransistor (SIT), mit hochdotierten Hauptelektroden-Zonen (Source (5) und Drain (1)) an gegenüberliegenden Oberflächen des Wandlers, mit ei nem Halbleiterbereich (2) mit hohem spezifischen Widerstand oder einem Eigenhalbleiterbereich desselben Leitfähigkeits typs wie die Hauptelektroden-Zonen (5, 1), der dazwischen als Kanal dient, und mit mehreren Steuer-Gate-Zonen (3, 4) hoher Dotierungskonzentration vom umgekehrten Leitfähigkeitstyp der Hauptelektroden-Zonen, an einer der Oberflächen des Wandlers, wobei der Abstand W₁ zwischen der ersten Gate-Zone (3) und der Source-Zone größer ist als der Abstand W₂ zwischen der zwei ten Gate-Zone (4) und der Source-Zone (W₁<W₂), dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der ersten Gate-Zone (3) kleiner ist als die Diffusionslänge der zu speichernden Ladungsträger in der er sten Gate-Zone (3).

2. Photoelektrischer Halbleiterwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kapazität (21, 22) auf der ersten Gate-Zone (3) vorgesehen ist.

3. Photoelektrischer Halbleiterwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität aus einer Schichtenfolge aus Siliciumnitrit (21) und einem mit Phosphor dotiertem polykristallinen Siliciumfilm besteht.

4. Photoelektrischer Halbleiterwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität aus einer Schichtenfolge aus Siliciumnitrit (21) und einem SnO₂-Film (22) besteht.