DE2051514C3 - Fotoleitende Speicherelektrode und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

Zur Herstellung der Speicherelektrode nach der Erfindung wird erfindungsgemäß das obengenannte bekannte Verfahren verwendet. Die Bildung des widerstandsfähigen Oxidfilms auf den fehlerhaften Inseln ist durch dieses Verfahren besonders einfach. Da die Stärke eines durch Anodisierung gebildeten Oxidfilms proportional dem fließenden Strom ist, werden Oxidfilme praktisch nur auf den fehlerhaften Inseln erzeugt, weil nur durch sie ein nennenswerter Anodisierungsstrom fließen kann. Vorteilhafterweise ist daher eine Abdeckung der einwandfrei arbeitenden Inseln bei der Anodisierung nicht nötig. Auch eine Nachbehandlung zum Entfernen einer etwa dennoch vorhandenen Oxidschicht auf den einwandfrei arbeitenden Inseln ist normalerweise nicht nötig.

Die anodisierte Speicherelektrode kann leicht geätzt werden, um die dünnen Oxidfilme zu entfernen, die — wenn überhaupt — auf den normal arbeitenden pn-Übergangselementen verblieben sind.

Vorzugsweise wird die Anodisierung in einer elektrolytischen Lösung durchgeführt

In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform wird die Anodisierung in einer Gasladungsatmosphäre durchgeführt, die Sauerstoffmoleküle enthält

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an einem darin schematism dargestellter Ausführungsbeispiel erläutert.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten foioelektrischen Wandler 10 wird ein erfindungsgemäßer Schirm 11 verwende». Dieser Schirm 11 besitzt ein n-halbleitendes Substrat 12, eine Anzahl an p-halbleitenden Inseln 13, die in einer Mosaikform auf einer Oberfläche des Substrats 12 angeordnet sind, und eine Anzahl an widerstandsfähigen Fümen 14, die auf der von den Inseln i3 nicht eingenommenen verbleibenden Oberfläche angeordnet sind. So bilden das Substrat 12 und die Inseln 13 eine Anzahl an pn-Obergangselementen 15, die eine Mosaikoberfläche bilden. Im Bedarfsfall kann über die andere Oberfläche des Substrat 12 ein transparenter Antireflexionsfilm 16 gelegt sein.

Beim Betrieb des dargestellten Wandlers 10 wird die Mosaikfläche des Schirms 11 von einem Elektronenstrahl E abgetastet, wobei die pn-Übergangselemente 15 durch eine Spannungsquelle 17 über einen Widerstand 18 in Sperrichtung vorgespannt sind. Wenn die andere Oberfläche des Schirms 11 von einem optischen Signal L von einem Objekt O über ein Linsensystem 19 bestrahlt wird, werden die Photonen des Signals L in dem n-leitfähigen Substrat 12 absorbiert, um positive Löcher zu erzeugen, von denen einige in die Übergänge der pn-Übergangselemente 15 diffundieren und mit den in den p-leitfähigen Inseln 13 gespeicherten Elektronen rekombinieren und so deren Ladungen kompensieren. Wenn der Elektronenstrahl £die Mosaikfläche wieder abtastet, wird eine zusätzliche negative Ladung mit einer Größe zugeführt, die der Intensität des optischen Signals L proportional ist. Der Wiederiadungsstrom bildet an dem Ausgangsanschluß 20 über einen Kondensator 21 ein Videosignal.

Die pn-Übergangselemente werden beispielsweise mit der Planartechnik hergestellt. Eine Oberfläche des n-leitfähigen Halbleitersubstrats wird mit dem widerstandsfähigen Film bedeckt, durch den eine Anzahl von Löchern geätzt wird, um durch die Fotoätztechnik eine gewünschte Mosaikanordnung zu erhalten. Die geätzten Löcher, die in dem widerstandsfähigen Film gebildet sind, werden mit p-leitfähigen Halbleiterinseln gefüllt, indem ein p-leitfähiger Störstoff diffundiert wird, wodurch eine Anzahl von pn-Übergängen zwischen dem Substrat und den Inseln gebildet wird. Dieses Verfahren führt unvermeidbar zur Bildung einiger fehlerhafter pn-Übergänge. was aufgrund Fehiens ihres kapazitiven Effekts zur Leuclitfleck-Wandlung führt.

Durch die Verwendung des obengenannten, bekannten Verfahrens zur Kenntlichmachung fehlerhafter p-leitender Inseln in einem η-leitenden Substrat wird die Leitfähigkeit der fehlerhaften n-Übergangselemente in einem erheblichen Ausmaß verringert, indem die Elemente zur Bildung eines Oxidfilms mit hoher Widerstandsfähigkeit eloxiert oder anodisiert werden. Daher speichern die fehlerhaften Elemente, die widerstandsfähige Filme besitzen, nicht die durch den Abtast-Elektronenstrahl zugeführten Elektronen. Dadurch werden die den fehlerhaften pn-Übergangselementen entsprechenden Bildelemente als dunkle Flekken ohne Reizung der Augen des Betrachters beobachtet.

Dei" erfindungsgemäße Schirm wird folgendermaßen hergestellt: In der Endstufe der Herstellung wird der eine Mosaik-Anordnung aufweisende Schirm anodisiert. um auf den fehlerhaften Inseln widerstandsfähige Oxidfilme selektiv wachsen zu lassen. Das Wachsen dieses Oxidfilms ist proportional dem hindurchlaufenden Anodisierungsstrom. Beim Anodisierungsverfahren sind die normal arbeitenden pn-Übergangselemente in Sperrichtung vorgespannt, wodurch ein minimaler Strom durch sie hindurchfließt, so daß das Wachsen des Oxidfilms besonders klein ist. Andererseits ist der durch die fehlerhaften Elemente 15a fließende Strom so groß, daß ein dicker Oxidfilm 22 selektiv auf den Elementen 15a gebildet wird, wie in der Zeichnung dargestellt ist. Nach dem Anodisierungsverfahren kann der Schirm vorteilhafterweise leicht geätzt werden, um den dünnen Oxidfilm zu entfernen, der. wenn überhaupt, auf den normal arbeitenden Elementen verblieben ist.

Zur Anodisierung des Schirms kann eine Anzahi an bestehenden Verfahren verwendet werden, einschließ lieh des Verfahrens der Anodisierung in einer elektrolytischen Lösung oder in einer Entladungs-Gasatmosphäre, die Sauerstoffmoleküle enthält. Das letztere Verfahren ist in diesem Fall dadurch vorteilhaft daß der Schirm selbst während des Verfahrens weniger verunreinigt wird und daß dieses Verfahren selbst dann ausgeführt wird, nachdem der Schirm in einen fotoelektrischen Wandler eingebaut wurde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Fotoleitende Speicherelektrode für fotoelektrische Wandler mit einem n-leitfähigen Substrat und einer Anzahl von p-leitfähigen Inseln, die in einem Mosaikmuster auf einer Oberfläche des Substrats angeordnet sind und zusammen mit dem Substrat eine Anzahl von pn-Übergangselemente bilden, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche von fehlerhaften Inseln ein widerstandsfähiger Oxidfilm vorgesehen ist, der das Laden der fehlerhaften Inseln mit durch den Abtasteiektronenstrahl zugeführten Elektronen verhindert.

2. Verwendung eines Verfahrens, bei dem auf der Oberfläche eines n-ieitfähigen Halbleitersubstrats in einem Mosaikmuster angeordnete p-leitfähige Haibleiterinseln angebracht werden, die mit dem Substrat pn-Übergangselemente bilden, und bei dem durch Anodisierung aller Inseln fehlerhafte Inseln mit einer widerstandsfähigen Oxidschicht überzogen werden, zur Herstellung einer Speicherelektrode nach Anspruch 1.

Die Erfindung bezieht sich auf eine fotoleitende Speicherelektrode für fotoelektrische Wandler mit einem n-leitfähigen Substrat und einer Anzahl von p-leitfähigen Inseln, die in einem Mosaikmuster auf einer Oberfläche des Substrats angeordnet sind und zusammen mit dem Substrat eine Anzahl pn-Übergangselemente bilden, sowie auf ein Verfahren zu deren Herstellung.

Bei fotoelektrischen Wandlern werden gewöhnlich pn-Übergänge wegen ihres speichernden (kapazitiven) Effektes in einem fotoempfindlichen Schirm verwendet. Der Schirm ist aus einer Mosaik-Anordnung einer Anzahl von pn-Übergangselementen gebildet. Wenn der Schirm beim Betrieb durch seine Abtastung mit einem Elektronenstrahl umgekehrt vorgespannt wird, werden die auftreffenden Elektronen aufgrund der kapazitiven Wirkung auf dem Schirm für eine Weile gespeichert. Wenn Photonen, die eine optische Information tragen, auf den Schirm einfallen, werden die Ladungen der Elektronen entsprechend der Intensität der Photonen örtlich kompensiert. Dieser Mechanismus ist bekannt und wird als Rekombination der gespeicherten Elektronen mit Minoritätsträgern oder positiven Löchern erklärt, die durch die Lichtstrahlung erzeugt werden. Wenn der Elektronenstrahl den Schirm wieder abtastet, wird in Abhängigkeit von der Größe der Elektronenladung ein Videosignal elektrisch erzeugt. So wird ein auf den Schirm fallendes optisches Bild in ein elektrisches Videosignal umgewandelt.

Wenn einige pn-Übergangselemente des fotoempfindlichen Schirms in ihren Eigenschaften fehlerhaft sind, können sie nicht die umgekehrte Vorspannung aufladen, die durch den Abtast-Elektronenstrahl angelegt wurde. Die Helligkeit des erhaltenen optischen Bildes hängt von der Größe der Elektronenentladung ab, so daß die den fehlerhaften pn-Übergangselementen entsprechenden Bildelemente als übermäßig helle Flecken auf der Frontplatte der Wiedergaberöhren erscheinen. Es ist bekannt, daß diese hellen Flecken nicht nur das wiedergegebene Bild verschlechtern, sondern eine Reizung der Betrachteraugen bei langer

Betrachtungsdauer herbeiführen.

Es stellte sich heraus, daß die fehlerhaften Bildelemente nicht von dem angelegten, eine normale Bildinformation tragenden Bild zu unterscheiden waren, wenn sie in dunkle Flecken umgewandelt wurden. Es wurde bisher eine Anzahl von Verfahren zur Umwandlung der fehlerhaften Elemente in dunkle Flecken angewendet einschließlich des Verfahrens der Verwendung besonders aufgebauter oder angeordneter Schaltungen zur Durchführung der Umwandlung. Die konventionellen Verfahren besitzen jedoch nachteiligerweise großen Umfang oder hohe Proauktionskosten der verwendeten Schaltungen.

Es ist bereits eine fotoleitende Speicherelektrode der eingangs genannten Art bekannt (The Bell System Technical Journal, Februar 1967, Seiten 491 bis 495), bei der bei den stets vorhandenen fehlerhaften Inseln bei der Abtastung ein Videosignalanteil erzeugt wird, der bei der Bildwiedergabe zu störenden hellen Leuchtpunkten führt.

Aus der DE-AS 12 71842 und aus der US-PS 33 79 625 ist jeweils ein Verfahren bekannt, bei dem auf der Oberfläche eines n-leitfähigen Halbleiter-Substrats in einem Mosaikmuster angeordnete, p-leitfähige

Halbleiterinseln angebracht werden, die mit dem Substrat pn-Übergangselemente bilden, und bei dem fehlerhafte Inseln durch Anodisierung aller Inseln mit einer widerstandsfähigen Oxidschicht überzogen werden. Diese oekannten Verfahren dienen dazu, fehlerhaf-

te Übergangselemente kenntlich zu machen und von der Weiterbehandlung auszuschließen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Speicherelektrode der eingangs genannten Art ?u schaffen, die auf einfache Weise das Auftreten von durch fehlerhafte Inseln verursachten hellen Leuchtflek ken bei der Bildwiedergabe vermeiden läßt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß auf der Oberfläche von fehlerhaften Inseln ein widerstandsfähiger Oxidfilm vorgesehen ist, der das Laden der fehlerhaften Inseln mit durch den Abtastelektronenstrahl zugeführten Elektronen verhindert.

Durch die Abdeckung der fehlerhaften Inseln mit einem widerstandsfähigen Oxidfilm findet eine Ladung durch den Abtastelektronenstrahl nicht statt, weshalb das einer solchen abgetasteten Insel entsprechende Videosignal gleich Null ist und dementsprechend bei der Bildwiedergabe ein dunkler Punkt auf dem Wiedergabebildschirm auftritt, der sich nicht störend bemerkbar macht.