DE1957335B2 - Strahlungsempfindliches Halbleiterbauelement und seine Verwendung in einer Bildaufnahmeröhre - Google Patents

Strahlungsempfindliches Halbleiterbauelement und seine Verwendung in einer Bildaufnahmeröhre

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Description

Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung eines solchen Halbleiterbauelementes in einer Bildaufnahmeröhre.
Ein Halbleiterbauelement der genannten Art ist aus der US-PS 34 03 284 bekannt.
Um eine möglichst hohe Auflösung zu erzielen, ist es erforderlich, daß die strahlungsempfindlichen Elemente klein sind und daß die an einer bestimmten Stelle erzeugten Ladungsträger von dem dieser Stelle entsprechenden strahlungsempfindlichen Element aufgefangen werden und nicht an ein benachbartes Element oder an die zwischenliegende Halbleiteroberfläche gelangen. Dies kann ?.. B. dadurch erreicht werden, daß die Mosaikelemente möglichst nahe beieinander angeordnet werden. Außerdem wird versucht, wenn die Strahlung auf die den Mosaikelementen gegenüberliegende Oberfläche der Auftreffplatte einfällt, diese Platte möglichst dünn zu machen.
Aus technologisvnen Gründen ist aber kaum möglich die Halbleiterscheibe beliebig dünn zu machen. Weiter muß die Scheibe auch zur Beibehaltung einer genügenden Empfindlichkeit bei großen Wellenlängen eine bestimmte Mindestdicke haben, die in der Größenordnung von 10—100 μίτι liegt. Außerdem ist es im allgemeinen ungünstig, wenn die strahlungsempfindlichen Elemente sehr nahe aneinander angeordnet werden, weil die Kapazität der Auftreffplatte dadurch unerwünscht hoch werden kann, wodurch die Trägheit der Auftreffplatte vergrößert wird. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei Anwendung vieler nahe aneinander angeordneter sehr k'einer Elemente der Gesamtleckstrom (Dunkelstrom) verhältnismäßig groß wird.
Wenn die Trägheit der Auftreffplatte verkleinert werden soll, muß die Platte kleiner gemacht werden, oder müssen bei gleichbleibender Oberfläche der Auftreffplatte die Mosaikelemente in größeren Abständen voneinander angeordnet werden. In beiden Fällen wird aber die Auflösung beeinträchtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Halbleiterbauelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs I so auszugestalten, daß sowohl eine geringe Trägheit, als auch eine hohe Auflösung erreicht werden. Der Erfindung liegt u. a. die Erkenntnis zugrunde, daß durch ein in den Halbleiterkörper eingebautes geeignetes Dotierungsprofil verhindert wird, daß örtlich von Strahlung erzeugte Ladungsträger von benachbarten Elementen aufgefangen werden, oder daß Ladungsträger zu der zwischen den Elementen liegenden Halbleiteroberfläche abfließen, wobei außerdem diese Ladungsträger zu dem entsprechenden Element geschickt werden können.
Die genannte Aufgabe wird in Anwendung dieser Erkenntnis erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs I angegebenen Merkmale gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Halbleiterbauelements wird erreicht, daß durch die vorhandene inhomogene Substratdoticrung um jedes strah-
lungsempfindliche Element wenigstens unterhalb des gleichrichtenden Überganges ein solches eingebautes Feld vorhanden ist, daß in der Nähe jedes der genannten gleichrichtenden Obergänge die Minoritätsladungsträger im Substrat von allen Richtungen her zum Übergang getrieben werden. Dadurch werden die von der Strahlung erzeugten Minoritätsladungsträger zum nächstliegenden Element getrieben und so vermieden, daß sie zu einem benachbarten Element gelangen.
Hierdurch wird erreicht, daß die Auflösung verbessert wird und daß die Abmessungen der strahlungsempfindlichen Elemente nicht mehr das Einfangvermögen bestimmen, so daß diese Elemente viel kleiner als üblich ausgebildet werden können, was auch eine erhebliche Verringerung der Kapazität und des Dunkelstromes zur Folge hat
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 schematisch einen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement,
F i g. 2,3,5,6,7 und 8 schematisch Querschnitte durch das Bauelement nach F i g. 1 in aufeinanderfolgenden Herstellungstufen,
Fig.4 eine Draufsicht auf das Bauelement nach Fig. 1 in der Herstellungstufe, die in Fig.5 im Querschnitt längs der Linie V-V dargestellt ist,
F i g. 9 schematisch einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform eir.es Halbleiterbauelements,
Fig. 10 schematisch einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterbauelements nach der Erfindung,
Fig. 11 und 12 schemalisch Querschnitte durch eine weitere Ausführungsform eines Halbleiterbauelements in auffolgenden Herstellungsstufen und
Fig. 13 schematisch einen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement in einer Aufnahmeröhre.
Die Figuren sind der Deutlichkeit halber insbesondere in der D'.ckenrichtung nicht maßstäblich gezeichnet. Entsprechende Teile sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
In F i g. 1 ist schematisch ein Querschnitt durch einen Teil eines Halbleiterbauelements dargestellt. Das Bauelement enthält einen scheibenförmigen Halbleiterkörper 1 :>us Silicium mit einem N-k:itenden Substratgebiet (3, 4), das mit einem Anschlußleiter 2 versehen ist. An einer Oberfläche 5 der Siliciumscheibe ist ein strahlungsempfindliches Mosaik angebracht, das aus identischen strahlunga^mpfindlichen Dioden (7, 4) besteht, die je einen gleichrichtenden PN-Übergang 6 zwischen einer P-Ieitend^n Zone 7 und einer ersten N-Ieitenden Substratzone 4 enthalten. Dabei ist diese erste Substratzone 4 niedriger als das Gebiet 3 (die zweite Substratzone) dotiert, das sich zwischen den Dioden bis zu der Halbleiteroberfläche 5 erstreckt und bei jeder der Dioden die Zone 4 innerhalb des Halbleiterkörpers völlig umgibt. Die Oberfläche 5 ist zwischen den Dioden (7, 4) mit einer Schicht 12 aus Siliciumoxyd überzogen.
Die zweite Substratzone 3 hat eine Phosphordotierungskonzentration von 10" Atomen/cm3. Die erste Substratzone 4 hat eine Dotierungskonzentration, die von einem Wert von 10" Phosphoratomen/cm3 an der Stelle des Übergongs zwischen den Zonen 3 und 4 her kontinuierlich auf einen Wert von I015 Atomen/cm1 an der Stelle des glcichrier "enden Übergangs 6 abnimmt.
Infolge der beschriebenen inhomogenen Dotierung ist im Substratgebiet (3,4) von jedem Übergang 6 her im sämtlichen Richtungen ein elektrischer Driftfeld >»orhanden, das auf den betreffenden Übergang gerichtet ist und durch das sich Löcher im Substratgebiet in Richtung auf den Übergang 6 bewegen werden.
Die zweite Substratzone 3 hat, wie oben erwähnt wurde, an der Oberfläche 5 eine Dotierungskonzentration von 1019 Atomen/cm3. Dies ist im allgemeinen ausreichend um die Bildung eines Inversionskanals an dieser Oberfläche zu verhindern, der einen Leckweg zwischen Dioden bilden könnte.
Das Bauelement nach F i g. 1 läßt sich z. B. auf folgende Weise herstellen. Es wird (siehe F i g. 2) von einer N-leitenden Siliziumscheibe 3 mit einem Durrhmesser von 25 mm, einer Dicke von 200 μπι und einer Phosphordotierung von 10'9 Atomen/cm3 ausgegangen, welche Scheibe derart orientiert is», daß ihre Hauptfiächen nahezu parallel zu der (100) Kristallfläche verlaufen.
Von dieser Siliziumscheibe wird eine der Hauptflächen poliert und geätzt, so daß emt Oberfläche eine möglichst fehlerlose Kristallstruktur aufweist. Diese Oberfläche wird dann bei 1100° C in feuchten Sauerstoff oxydiert, bis eine Oxydschicht 8 mit einer Dic!:e von 0,5 μπι erhalten ist (siehe F i g. 3).
In dieser Oxydschicht werden mit Hilfe in der Halbleitertechnik allgemein üblicher Photoätztechniken quadratische Löcher 9 mit Abmessungen von 27 χ 27 μπα mit in Richtung der Seiten der Löcher einem Stich von 30 μπι angebracht (siehe F i g. 4 und den Querschnitt längs der Linie V-V nach F i g. 5). Anschließend wird mit einem Gemisch aus 250 g KOH, 850 g H2O und 25 g isopropanol während etwa 15 Minuten geätzt, wobei (siehe Fig. 6) im Silizium Hohlräume 10 mit einer Tiefe von 13 μιη gebildet werden. Infolge der (IOO)-Orientierung der Siliziumscheibe wird praktisch nur in der Dickenrichtung der Scheibe geätzt, während in seitlicher Richtung nahezu kein Silizium unter der Oxydschicht weggeätzt wird.
Dann wird durch Ätzen in Fluorwasserstoff die O::ydschicht 8 entfernt und durch epitaktisches Anwachsen auf der Oberfläche und in den Hohlräumen 10 eine Schicht 11 aus N-Ieitendem Silizium mit einer Phosphordotierung von 1015 Atomen/cm3 mit einer Dicke von 15 μπι angebracht (siehe K i g. 7).
Die epitaktische Schicht 11 wird anschließend abgeschliffen, bis das hochdotierte N-leitende Substrat 3 erreicht ist, und dann geätzt, so daß voneinander getrennte epitaktische Gebiete 4 zurückbleiben (siehe Fig. 8). Dann wird die Siliziumscheibc auf 1200' C während 3 Stunden in einer Atmosphäre von bei 25CC mit Wasser gesättigtem Sauerstoff erhitzt. Dabei bilJet sich (siehe F i g. 8) eine Oxydschicht 12 mit einer Dicke »on 0,6 μπι, während auch von dem N+ -Substrat 3 her Phosphor in die Gebiete 4 hineindiffundiert, so daß in diesen Gebieten 4 eine von dem Substrat 3 her abnehmende Phosphorkonzentration vorhanden ist, wobei an der Stelle der gestrichelten Linie 13 die Phosphorkonzen'ration auf I015 Atome/cm3 abgenommen hat. Diese Fläche 13 gleicher Konzentration verläuft größtenteils parallel zu der Oberfläche 5 und liegt etwa 2 μίτι unter dieser Oberfläche. Infolge der Tatsache, daß die Phosphoratome weniger leicht in das Siliziumoxyd als in das Silizium eindiffundieren, wird die Fläche 13. in der 'lic Konzentration 1015 Atome/cm' beträgt, an der Oberfläche 5 nach innen abgebogen, so daß längs der Oxydschicht 12 die Phosphorkonzentra-
tion langsamer als vom übrigen Teil des Übergangs zwischen den Zonen 3 und 4 her abnimmt.
In die Oxydschicht 12 werden wieder mit Hilfe bekannter Photoätz.lechniken runde Fenster 14 (siehe Fig. I) mit einem Durchmesser von IO μηι geätzt. Über > diese Fenster wird auf übliche Weise bei 1100" C Bor in einer geschlossenen Kapsel eindiffundierl. wobei die Diffusionsquelle aus Siliziumpulver mit einer Borkonzentration von I010 Atomen/cm3 besteht, bis die eindiffundierten p-leitenden Zonen 7 (siehe Fig. 1) mit u> PN-lJbergängen 6 auf etwa 2 μπι unter der Oberfläche gebildet sind. Da diese Bordiffusion von viel kürzerer Dauer als die vorangehende Ausdiffusion von Phosphoratomen aus der Zone 3 in die epitaklischc Zone 4 ist. ändert sich die Phosphorvcrteiliing in den r> epitaktischen Gebieten 4 während dieser Bordiffusion nahezu nicht. Die PN-Übergänge 6 liegen somit etwa auf dem Pegel, auf dem die vom Substrat her
ehe Donatorkonzentration der epitaktischen Schicht 11 2» abgenommen hat.
Der Abstand der PN-Übcrgängc 6 von dem Substratgebiet 3 ist in diesem Beispiel überall kleiner als 1JO μηι, d. h. kleiner als die mittlere Diffusionslänge der Löcher in den Gebieten 4, so daß ein optimaler Einfang 2Ί von Ladungsträgern durch die Übergänge 6 erreicht wird.
Die weitere Bearbeitung der Aufircffplatte isi von dem Anwendungszweck abhängig. Wenn der Elektronenstrahl zum Abtasten der Dioden und der Lichtstrahl w zur Erzeugung eines Strahlungsgcbikles beide auf die Seite der Platte einfallen, auf der sich die Dioden befinden, was /.. B. erzielt werden kann, wenn man den Elektronenstrahl und den bilder/eiijienden Lichtstrahl unter verschiedenen Winkeln auf die Auftrcffplattc '"' einfallen läßt, ist es ausreichend, eine Elektrodenschicht 2 auf der ganzen von den Dioden abgekehrten Oberfläche der Platte anzubringen (siehe F i g. 1). Wenn der Lichtstrahl von der anderen Seite her auf die Auftreffplatte einfällt, empfiehlt es '-ich. die Platte durch -<ri Abschleifen und Ätzen von der von den Dioden abgekehrten Oberfläche auf eine Gesamtdicke herabzusetzen, die höchstens gleich der Absorptionslänge der Strahlung im Substrat ist. für die die Elemente empfindlich sind im vorliegenden Beispiel z. B. auf eine 4i Dicke von 20 μπι. Auf der Oberfläche, auf die der Lichtstrahl einfällt, wird dann am Rande ein ringförmiger Kontakt angebracht, wobei erforderlichenfalls zur Vergrößerung der Festigkeit die Auftreffplatte noch auf einem für Strahlung durchlässigen Träger angebracht so werden kann.
Nach einer Variante des beschriebenen Verfahrens kann nach dem Anbringen der P-leitenden Zonen 7 auf übliche Weise noch selektiv in dies Zonen eine N-Ieitende Zone 15 mit einer Eindringtiefe von z. B. 1 μΐη eindiffundiert werden (siehe Fig.9). Die strahlungsempfindlichen Elemente werden dann durch Phototransistoren (15, 7, 4) gebildet, deren Obergang 6 den Kollektor-Basis-Obergang bildet.
Das beschriebene Verfahren kann nach einer Abwandlung auch ohne Abschleifen der epitaktischen Schicht 11 durchgeführt werden. Dabei wird eine etwas andere Struktur erhalten. Ein Detail dieser Struktur mit zwei Dioden (16, 4) und (17,4) ist ir. F i g. 10 dargestellt. Dabei erstreckt sich die zweite Substratzone 3 nicht bis zu der Halbleiteroberfläche, sondern nur bis über die gemeinsame Berührungsfläche 18 hin. die durch die gleichrichtenden Obergänge 19 und 20 bestimmt wird.
Kin anderes Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements wird anhand der F i g. 11 und 12 beschrieben. Gleich wie bei der vorangehenden Ausführungsform wird von einer N-Ieitenden Silicium-Scheibe 31 (siehe Fig. 12) mit einem Durchmesser von 25 mm, einer Dicke von 200 μιτι und einer Phosphorkonzentration von I019 Atomen/cm* ausgegangen. Von dieser Scheibe wird wieder eine der Hauplflächen poliert und geätzt, wonach bei IIOXTC in feuchtem Sauerstoff oxidiert wird, bis eine Oxidschicht 32 mil einer Dicke von etwa 0.5 μηι erhalten ist
In diese Oxidschicht werden runde Fenster 33 mil einem Durchmesser von 6 μπι und in zueinander senkrechten Richtungen einem Stich von 20 μιτι geätzt so daß eine Struktur erhalten wird, die in F i g. 11 schematisch im Querschnitt dargestellt ist.
Die Siliciumscheibe wird dann auf eine Temperatur von 11 50'C während 150 Stunden in einer evakuierter
Qijur/arnrmUp in f'.ptrpnwiirl viin ürhu/arhdnlirrtpni
Siliciumpulver (Dotierung ΙΟ15 Atomen/cm') erhitzt Während dieser Erhitzung diffundieren Phosphoratomc aus der Scheibe über die Fenster 33 aus. Dadurch bilder sich (siehe Fig. 11) in der Scheibe niedriger dotierte Gebiete 34, in denen die Konzentration von der Oberfläche her auf einen Wert von 5 ■ 10" Atomen/cm an der Stelle der gestrichelten Linie 35 auf etwa 7 μη unter der Oberfläche zunimmt.
Air,-:hließend wird über die Fenster 33 Bor bis zi einer Tiefe von I μπι zur Bildung der P-leitenden Zoner 36 eindiffundiert (siehe Fig. 12). Auf dieser Tiefe beträgt die Phosnhorkonzentration etwa IOlh Atomen/ cm3. Die Dioden (36, 34) mit den PN-Übergängen 37 bilden das strahlungsempfindliche Mosaik.
F.in Vorteil dieses Verfahrens ist der. daß eir epitaktisches Anwachsen und ein zusätzlicher Ausrieht schritt nicht erforderlich sind; die Ausdiffusionszeit isi dagegen aber verhältnismäßig lang.
Die weitere Bearbeitung der Auftreffplatte erfolgt aiii gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform.
Fig. 13 zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine Aufnahmeröhre, die eine Auftreffplatte dei obenbeschriebnen Art enthält. Diese Aufnahmeröhre enthält eine Elektronenquelle in Form eines Elektronen Strahlerzeugungssystems 41, das einen Elektronenstrah erzeugen kann, mit dem die Platte 42 durch Ablenkung des Elektronenstrahls mit Hilfe eines geeigneter Spulensystems 43 abgetastet werden kann. Durch Sekundäremission erhaltene Elektronen werden vor einem Gitter 44 aufgefangen. Die Linse 45 projizier über die Glasplatte 46 ein Strahlungsbild auf die Auftreffplatte 42. Die Auftreffplatte ist auf der on der strahlungsempfindlichen Dioden 47 abgekehrten Seite am Umfang mit einem ringförmigen Anschlußkontak 48 versehen, der im Betriebszustand über der Widerstand 49 an die positive Klemme einer Span nungsquelle 50 angeschlossen ist deren negativs Klemme mit der Elektronenquelle 41 verbunden ist Die Dioden werden von der Spannungsquelle 50 mittels de; Elektronenstrahls aufgeladen und dann durch einfallen de Strahlung völlig oder teilweise entladen. Di« Stromsignale, die dadurch erhalten werden, daß die Dioden beim nächstfolgendem Durchgang des Elektro nenstrahls wieder aufgeladen werden, können z. B. übei den Widerstand 49 an den Klemmen 51 und 5i entnommen werden.
Das strahiungsempfindiiehe Mosaik kann untei Umständen statt durch einen Elektronenstrahl durcr andere Mittel abgetastet werden. Zum Beispiel kam
jedes der strahlungsempfindlichen Elemente auf der dem Mosaik zugekehrten Seite mit einem gesonderten AnschluDleiter versehen werden, über den die Elemente auf galvanischem Wege aufgeladen werden können. Auch können statt Dioden oder Transistoren andere strahlungsempfindliche Elemente, z.B. PNPN-Struktu-
ren, verwendet werden.
Als Materialien können statt Silizium auch andere Halbleitermaterialien, z. B. Germanium oder III-V-Verbindungen verwendet werden; die unterschiedlichen Halbleiterzonen können aus verschiedenen Halbleitermaterialien aufgebaut sein.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche: 9 57 335
1. Strahlungsempfindliches Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterkörper, der ein mit einem Anschlußleiter versehenes, unterschiedlich stark dotierte Substratzonen aufweisendes Substratgebiet vom einen Leitungstyp enthält und von dem eine Oberfläche wenigstens teilweise mit einer Isolierschicht Oberzogen ist, wobei der Körper ein Mosaik aus nahezu identischen, in regelmäßigen gegenseitigen Abständen angeordneten, jeweils in einer Öffnung in der Isolierschicht gebildeten, strahlungsempfindlichen Elementen zur Umwandlung eines Strahlungsbildes in elektrische Signale enthält, jedes Element einen mit einer niedrig dotierten Substratzone des einen Leitungstyps gebildeten gleichrichtenden Übergang aufweist und das Substratgebiet außerdem eine an die niedrig dotierte Substratzone grenzende, höher dotierte Substratzone der einen Leitungstyp enthält, wodurch ein elektrisches Driftfeld e^eugt wird, welches Minoritätsladungsträger im Sübstratgcbict in Richtung auf die strahlungsempfindlichen Elemente treibt, d a durch gekennzeichnet, daß jeder einzelne gleichrichtende Übergang (6,37) und die angrenzende niedrig dotierte Substratzone (4, 34) im Halbleiterkörper nahezu völlig von der höher dotierten Substratzone (3,31) umgeben sind.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die höher dotierte Substratzone (3) sich zwischen den strahlungsempfindlichen Elementen ' s zu der Oberfläche (5) des Halbleiterkörpers (1) erstreckt.
3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die höher dotierte Substratzone (3, 31) zwischen den stranlungsempfindlirhen Elementen wenigstens an der Oberfläche eine derart hohe Dotierungskonzentration aufweist, daß sich dort kein Inversionskanal bilden kann.
4. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrig dotierte Substralzone (4, 34) eine Dotierungskonzentration aufweist, die von der höher dotierten Substratzone (3,31) her, bis zu dem gleichrichtenden Übergang (6,37) kontinuierlich abnimmt.
5. Halbleiterbauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierungskonzentration der niedrig dotierten Substratzone (4), von dem Übergang zwischen der niedrig (4) und der höher dotierten Substratzone (3) her gesehen, längs der Isolierschicht (12) langsamer als vom übrigen Teil des erwähnten Übergangs her abnimmt.
6. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des gleichrichtenden Übergangs (6,37) von der höher dotierten Substrat/.one (3, 31) höchstens gleich der mittleren Diffusionslänge der Minoritätsladungsträger in der niedrig dotierten Substratzone ist.
7. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungsempfindlichen Elemente aus Phototninsistoren bestehen, deren Basis-Kollektor-Übergang durch den gleichrichtenden Übergang (6) gebildet wird (Fi g. 9).
8. Verwendung eines Halbleiterbauclementes nach einem der vorangehenden Ansprüche I bis 7 als Aiiftreffnlatte in einer Bildaufnsihmcröhre, in der die Auftreffplatte (42) durch einen von einer Elektronenquelle (41) erzeugten Elektronenstrahl abgetastet wird.
DE1957335A 1968-11-27 1969-11-14 Strahlungsempfindliches Halbleiterbauelement und seine Verwendung in einer Bildaufnahmeröhre Expired DE1957335C3 (de)

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SE (1) SE362534B (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2049507C3 (de) * 1970-10-08 1979-11-08 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Lichtempfindliche Halbleiteranordnung
US3828232A (en) * 1972-02-28 1974-08-06 Tokyo Shibaura Electric Co Semiconductor target
US4021844A (en) * 1972-12-01 1977-05-03 Thomson-Csf Photosensitive diode array storage target
US3786321A (en) * 1973-03-08 1974-01-15 Bell Telephone Labor Inc Color camera tube target having integral indexing structure
US3954534A (en) * 1974-10-29 1976-05-04 Xerox Corporation Method of forming light emitting diode array with dome geometry
US4547957A (en) * 1982-06-11 1985-10-22 Rca Corporation Imaging device having improved high temperature performance
US4533940A (en) * 1983-06-13 1985-08-06 Chappell Barbara A High spatial resolution energy discriminator

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3298880A (en) * 1962-08-24 1967-01-17 Hitachi Ltd Method of producing semiconductor devices
US3403284A (en) * 1966-12-29 1968-09-24 Bell Telephone Labor Inc Target structure storage device using diode array
US3458782A (en) * 1967-10-18 1969-07-29 Bell Telephone Labor Inc Electron beam charge storage device employing diode array and establishing an impurity gradient in order to reduce the surface recombination velocity in a region of electron-hole pair production

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Publication number Publication date
BR6914455D0 (pt) 1973-02-20
GB1288056A (de) 1972-09-06
DE1957335A1 (de) 1970-06-11
CH513511A (de) 1971-09-30
JPS4743477B1 (de) 1972-11-02
BE742193A (de) 1970-05-25
FR2024357A1 (de) 1970-08-28
DE1957335C3 (de) 1980-07-31
SE362534B (de) 1973-12-10
US3649889A (en) 1972-03-14
AT308850B (de) 1973-07-25
ES373893A1 (es) 1972-05-16
NL6816923A (de) 1970-05-29

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