DE2147085B2 - Speicherelektrodenanordnung fuer eine bildaufnahmeroehre und verwendung einer solchen anordnung - Google Patents

Description

2. Speicherelektrodenanordnung nach An- anordnung eine Verwischung der in der Halbleiterspruch 1, dadurch gekennzeichnet ^aß die Halb- ao schicht erzeugten Ladungsverteilung dadurch be leiterschicht (13) und die weitere, dem Abtast- grenzt wird, daß das Ladungsbild auf Grund der system der Röhre zugekehrte Schicht (18) von durch den Lichteinfall erzeugten, verhältnismäßig jeweils gesonderten Werkstoffschichten gebildet unbeweglichen Ionen ausgewertet wird, wirkt die sind. Halbleitersvhicht bei der zuletzt erwähnten, bekann-

3. Speicherelektrodenanordnung nach An- as ten Speicherelektrodenanordnung als Photoleiterspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schicht, derart, daß es neben der erwünschten Wanweitere, dem Abtastsystem der Röhre zugekehrte derung der Ladungsträger senkrecht zur Schichtober-Schicht (18) eine Isolatorschicht ist. fläche auch zu einer das Ladungsbild verwischenden

4. Verwendung einer Speicherelektroden- Wanderung der Ladungsträger parallel zur Schicht anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 3° kommen kann.

als Auffangelektrode für Symbolgeneratorröhren, Ausgehend von einer Speicherelektrodenanord-

dadurch gekennzeichnet, daß in die Halbleiter- nung der eingangs beschriebenen, bekannten Art soll

schicht (48) Ladungsträger von einer Ladungs- durch die Erfindung die Aufgabe gelöst werden, über

trägerquelle aus injizierbar sind. die gesamte Elektrodenfläche hin eine gleichmäßig

5. Verwendung nach Anspruch 4, dadurch ge- 35 hohe Bildqualität zu erzielen und den Aufbau der kennzeichnet, daß bestimmte Teile der Auf fang- Speicherelektrodenanordnung zur Verringerung der elektrodenoberfläche mit einer Schicht aus einem Herstellungskosten zu vereinfachen.

Werkstoff (52) abgedeckt sind, welcher im Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch

wesentlichen für die Ladungsträger undurch- gelöst, daß die genannte weitere, dem Abtastsystem lässig ist. 40 der Röhre zugekehrte Schicht über einen Gleich

richter-Übergang an die Halbleiterschicht angrenzt und daß dieser Übergang durch die genannten Mitte! zum Anlegen des elektrischen Fe'des an die HaIb-

leiterschicht in Sperrichtung vorspannbar ist.

45 Vorzugsweise sind die Halbleiterschicht und die weitere, dem Abtastsystem der Röhre zugekehrte Schicht von jeweils gesonderten Werkstoffschichten gebildet. Die dem Abtastsystem der Röhre zuge-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Speicher- kehrte Schicht ist insbesondere eine Isolatorschicht, elektrodenanordnung für eine Bildaufnahmeröhre 50 Die Erfindung umfaßt auch die Anwendung von und auf die Anwendung einer solchen Speicher- Speicherelektrodenanordnungen der soeben kurz beelektrodenanordnung auf Röhren anderer Art. schriebenen Art auf Symbolgeneratorröhren.

Aus der deutschen Anslegeschrift 1295 613 ist Bei einer praktischen Ausführungsform einer

eine Speicherelektrodenanordnung für eine Bild- Speicherelektrodenanordnung nach der Erfindung für aufnahmeröhre mit mehreren, aneinandergrenzenden 55 eine Bildaufnahmeröhre ist eine Halbleiterschicht Schichten, von denen eine aus Halbleiterwerkstoff vorgesehen, die auf derjenigen ihrer Seiten, welche besteht und eine weitere in Richtung der Elektroden- dem Licht ausgesetzt wird, beispielsweise durch Überebene wesentlich größeren Widerstand als in der dazu dotierung dieser Seite der Halbleiterschicht mit einem senkrechten Richtung besitzt sowie mit Mitteln zum Dotierungsmittel des gleichen Leitfähigkeitstyps wie Anlegen eines elektrischen Feldes an die Halbleiter- 60 der übrige Halbleiterkörper stark leitend gemacht schicht bekannt wird. Die gegenüberliegende Seite der Halbleiter-

Bei der bekannten Speicherelektrodenanordnung schicht ist durch Aufbringen einer Schicht aus !befindet sich auf einem für die betreffende Bild- dielektrischem Werkstoff mit einem Übergang verstrahlung durchlässigen Träger eine strahlung«- sehen, wobei diese Schicht aus dielektrischem Werkdurchlässige Leiterschicht, an diese angrenzend eine 65 stoff einen wesentlich größeren spezifischen Wider-Isölatorsehicht und schließlich auf der dem Abtast- stand besitzt als die Halbleiterschicht. Demzufolge system der Röhre zugekehrten Seite der Speicher- kann ein Elektronenstrahl, mit welchem die Speicherelektrodenanordnung eine Halbleiterschicht. Vor der elektrodenanordnung abgetastet wird, Bereiche der

dielektrischen Schicht aufladen, ohne daß die Ladung Ladungsträger aufweist Die gegenüberliegende Seite m wesentlichem Maße gfoffi der Oberfläche der des Halbleiterträgers kann mit einem übergang ver-Sehicht abgeleitet wird, sondern (Se Ladung tritt sehen sein, welcher durch Ablagerung einer dieiek-Sber den erwähnten Übergang in Wechselwirkimg irischen Schicht, beispielsweise aus Antoomrisalphid mit-denjenigen Bereichen de« Halbleiterschicht, auf 5 besteht, das mit dem n-Ieitend dotierten Silizium welche Licht auftrifft- Die dort photoelektrisch er- einen Übergang bidet, der ein großes Verhälinis von zeugten Ladungsträger wandern zu dem Übergang Widerstand in Sperrichrung zu Widerstand in Durch- und 6e£en in die Isolatorschicht ein. wo sie die auf- laßrichtung besitzt, wenn keine durch Photonen geladenen Obernachecbereiehe der dielektrischen angeregte Ladungsträger verbanden sind.
Schicht zn entladen vermögen. no Die hier beispielsweise beschriebenen Speicher-

Die durch eintreffendes Licht eotladenen Bereiche elektrodenanordnungen, welche nachfolgend oft auch nehmen wahrend des nächsten Abtastens aus dem als Auffangelektroden bezeichnet sind, besitzen kerne Elektronenstrahl Elektronen auf, während diejenigen einzelnen Diodenübergänge mit dazwischenliegender Bereiche, die nicht entladen worden sind, den Elek- Isolation, wie dies beispielsweise in Büdaufnahmetronenstrabi reflektieren. Die reflektierten Elektronen is röhren der Fall ist, die Silizium-Auffangelektroden können aufgefangen werden und das durch die besitzen, an denen Hunderttausende einzelner Dioden wechselnd starke Reflexion der Efc!aronen bewirkte getrennt über Öffnungen in einer Suizhandidxyd-Ausgangssignal kann an einer einen Halbleiter- Schicht in die SiBziumefektrode emdäfandiert sind. übergang aufweisenden Auffangelektrode verstärkt Die mit der erfindungsgemäßen Konstruktion erzielwerden. Bei einer solchen Röhre wird die wesentliche 20 bare theoretische Grenze der Auflösung wird also Verstärkung bei Umwandlung der Lichtphotonen tu nicht durch die körperliche Trennung einzelner Ladungsträger ausgenützt, die in einem Halbleiter Dioden beschränkt und aus diesem Grunde erreicht auftritt. Da benachbarte Bereiche der dielektrischen die Auflösung die Grenze, welche durch die Brenn-Oberfläche der Elektrodenanordnung voneinander fleckgröße des Abtast-Elektronenstrahls vorgegegut isoliert sind, wird ein Ausgangssignal hoher Bild- 25 ber ist.
schärfe erzielt. I mdet die Elektrodenanordnung nach der Erfin-

AIs Werkstoff für die dielektrische Schicht eignen dung in einem Monoskop Anwendung, so wird an sich viele Materialien, die auf die Halblei'erschicht den zuvor erwähnten Übergang eine Gegenvorspanin beliebiger Weise beispielsweise nach bekannten nung mittels einer zusätzlichen Schicht angelegt, die Verfahren aufgebracht werden können, etwa durch 30 einen niedrigen Widerstand im Vergleich zu der thermische Ablagerung oder Aufdampfen, wobei das dielektrischen Schicht aufweist und diese aufgebracht Schichtmaterial in Vakuum von einer erhitzten Quelle ist. Die geringen Widerstand besitzende Schicht beaus verdampft und auf der kühler gehaltenen Träger- steht aus Werkstoffen, welche mit dem Halbleiter platte niedergeschlagen wird. Eine weitere Möglich- ebenfalls einen Übergang in denjenigen Bereichen keit des Aufbringen ist das Aufspritzen bei niedri- 35 bilden, in welchen Fehler der dielektrischen Schicht gerem Druck oder eine chemische Dampf ablagerung, sonst eine Durchlöcherung oder einen Zusammenbei welcher die Trägerplatte auf erhöhter Temperatur bruch des Übergangs verursachen würden. Da in gehalten wird und eine gasförmige Verbindung über jeder Schicht an jedem gegebenen Punkt die Wahrdie Oberfläche des Trägerkörpers hingeleitet wird, scheinlichkeit eines Fehlers beispielsweise Bruchteile um eine Ablagerung des gewünschten Materials durch 40 zu 10« beträgt, ist die Gesamtwahrscheinlichkeit von chemische Zersetzung an der Trägerplattenoberfläche Feh'.ern des Übergangs dem Produkt der Fehlerzu erreichen. Schließlich kann die Sicht auch durch Wahrscheinlichkeit in jeder Schicht gleich und folglich Oxydation des Halbleiterwerkstoffes gebildet werden. wird eine Fehlerwahrscheinlichkeit von Bruchteilen Solche Verfahren erlauben die Herstellung sehr zu 10¹² erreicht.

gleichförmiger Schichten und eine wesentliche Ver- 45 Eine mit öffnungen versehene Schicht hohen ringerung einer Undichtigkeit des Überganges in den- Widerstandes, beispielsweise aus Siliziumdioxyd, jenigen Bereichen der Auffangelektrodenanordnung, kann auf die Auffangelektrode so aufgebracht werin welchen das Kristallgitter des Halbleiters während den, daß Elektronen, welche auf Bereiche der Aufder Kristallzüchtung oder während der nachfolgenden fangelektrode treffen, die mit Sihziumdioxycl abge-Arbeitsgänge des Aufteilens in Scheiben, des Ätzens 50 deckt ist, kein wesentliches Ausgangsmaterial ^ er- oder anderer Zwischenschritte, gestört worden ist. zeugen, sondern vielmehr von der Schicht niedrigen

Es kann auch eine Halbleiterschicht, beispiels- Widerstandes gesammelt werden, welche als Abweise aus Silizium, verhältnismäßig niedrigen spezi- leitung wirkt und eine Aufladung des Siliziumdioxydfischen Widerstand von etwa 500 Ohm je Kubik- Belages verhindert.

Zentimeter oder noch niedriger haben und einen 55 Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Übergang mit einem dielektrischen Werkstoff bilden, Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen der einen spezifischen Widerstand aufweist, welcher näher erläutert. Es stellt dar

mehrere Größenordnungen höher liegt als derjenige Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer

des Halbleiters und beispielsweise 10⁸ bis 10^!t Ohm Bildaufnahmeröhre mit einer Speicherelektrodenje Kubikzentimeter beträgt. Außerdem können Werk- 60 anordnung nach der Erfindung,
stoffe gewählt werden, welche das Verhältnis des Fig. 2 eine Stirnansicht der Speicherelektroden-

Widerstandes in Durchlaßrichtung und des Wider- anordnung der Röhre nach Fig. 1,
Standes in Sperrichtung am Übergang erhöhen. So F i g. 3 einen Schnitt durch die Speicherelektroden-

kann z. B. η-leitend dotiertes Silizium als Halbleiter- anordnung gemäß Fig. 2 längs der in dieser Zeichträger verwendet werden, welcher an einer Ober- 65 nungsfigur angedeuteten Schnittebene 3-3,
fläche eine noch stärker η-leitend dotierte Schicht F i g. 4 eine schematische Schtuttdarstellung eines

als ElektrodenflHche und zur Verbesserung des Monoskop-Symbolgenerators mit den Merkmalen Wirkungsgrades der Umsetzung von Photonen in der Erfindung,

W Fig. 5 eine Elektfödenanö¥dnung für das ^;i3erät unä ein brauchbarer Dickeinbereich, welcher durch

£ nach F ig.4, ' Väkuuiniaüfä*Eünpfen päjer-ätiicii Aufspritzen erreicht

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t ■-"■■ ^^unacSsfte^äifF¹Iff^lsBlatterWictiteti ^ußefäenfsoll def %erfcÄ *ür flie'dielektrische Eine Bildaufnahmeröhre ist mit IO bezeichnet und Schicht 18 vorzugsweise ein guter Löcherträger und |S| dient als Signalgenerator, von welchem Ausgangs- ro ein verhältnismäßig schlechter Träger für Elektronen

H signale zu einer Wiedergabe-Kathodenstrahlröhre in sein.

ig Abhängigkeit von einem Bild gelangen, das der Aus F i g. 1 ist ferner zu erkennen, daß die Röhre

§§ Röhre 10 mittels einer Linse 11 aufprojiziert wird. 10 ein Elektronenstrahl-Erzeugungssystem 19 mit

Il Die Röhre 10 besitzt eine allgemein bei 12 einge- einer Kathode 20, einem Steuergitter 21, einer

ff zeichnete Auffangelektrodenanordnung, die genauer 15 Bündelungselektrode 22 und einer Beschleunigungs-

ί m den F i g. 2 und 3 dargestellt ist und eine Scheibe elektrode 23 aufweist. Eine Verzögerungselektrode

M 13 aus Halbleitermaterial enthält, welche in einem 24 ist zwischen dem Elektronenstrahl-Erzeugungs-

H metallischen Ring 14 gehaltert ist, der von dem Glas- system 19 und der Auffangelektrode 12 angeordnet

|| kolben 15 der Röhre 10 abgestützt ist. Die Halbleiter- und kann bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die

H scheibe 13, welche eine Dicke von beispielsweise 20 Form eines Gitters haben oder auch von einem

|| 12,7 ■ 10"^s Millimeter besitzt, weist eine dünne leitenden Ring an dem Kolben 15 gebildet sein. Eine

Ij Leiterschicht 16 auf einer Oberfläche auf, die gegen- Fokussierungsspule 25 und eine Ablenkspule 26 bell über dem Licht des aufprojizierten Bildes im wesent- wirken eine Fokussierung des Elektronenstrahls auf

U liehen durchlässig ist. Die Leiterschicht 16 erstreckt die Auffangelektrode 12 bzw. eine Ablenkung über

H sich nach außen bis zu dem Metallring 14 und be- 35 die Auffangelektrode 12 hin mittels entsprechender,

H rührt diesen. Von dem metallischen Halterungsring nicht dargestellter Schaltungen nach einem gewünsch-

1 verläuft eine Ausgangsleitung durch den Glaskolben ten Abtastraster. Die Auffangelektrode 12 wird

I 15 zum Anschluß an die äußeren Schahungsteile. gegenüber der Kathode 20 des Elektronenstrahl-

I Die Leiterschicht 16 kann beispielsweise von einer Erzeugungssystem 19 mittels einer Batterie 27 leicht

I dünnen Zinnoxydschicht gebildet sein. 3» positiv gehalten. Die Beschleunigungselektrode wird

I Es besteht aber auch die Möglichkeit, auf dem mittels einer Batterie 28 gegenüber der Kathode auf

i Halbleiterkörper 13, welcher mittlere Leitfähigkeit einem Potential von 1000 Volt oder darüber ge-

f haben kann und beispielsweise mit Phosphor so halten. Die Fokussierungselektrode 22 wird mit einer

1 dotiert ist, daß sich eine Trägerdichte von 10"· je geeigneten positiven Spannung gegenüber der Kothode

I Kubikzentimeter einstellt, die Leiterschicht 16 als 35 20 über einen Abgriff 29 der Batterie 28 beaufschlagt.

1 bedeutend stärker dotierte Schicht aus Halbleiter- Im Betrieb treffen die Lichtstrahlen entsprechend

% werkstoff mit gleichem Dotierungsmittel auszubilden, dem aufprojizierten Bild auf die Auffangelektrode 12

I welches beispielsweise eine Trägerdichte von 10⁸¹ je und erzeugen dadurch auf Grund der Halbleiter-

I Kubikzentimeter aufweist. Der Halbleiter ist Vorzugs- schicht 13 gegenüber Auffangelektroden ohne HaIb-

I weise η-leitend, so daß Lichtphotonen, die auf den 40 leiter einen wesentlich größeren Prozentsatz an

I Halbleiterkörper 13 auftreffen, mit hoher Ausbeute Ladungsträger für eine gegebene Lichtenergiemenge.

" Löcher erzeugen. Auf der der Leiterschicht 16 gegen- Der Elektronenstrahl aus dem Elektronenstrahl-

\ überliegenden Seite der Halbleiterschicht 13 ist auf Erzeugungssystem 19 hat zuvor die Oberfläche der

\ dieser eine Schicht 18 aus dielektrischem Werkstoff dielektrischen Schicht 18 abgetastet und eine Auf-

; aufgebracht, welcher einen spezifischen Widerstand 45 ladung der Oberfläche erzeugt, so daß in denjenigen

hat, der mehrere Größenordnungen höher als der- Bereichen der Auffangelektrode, auf welche Licht ^; jenige der Halbleiterschicht 13 liegt. Ist beispiels- auftrifft und dort Träger erzeugt, diese Träger unter

■weise die Halbleiterschicht 13 aus η-leitendem Halb- dem Einfluß des elektrischen Feldes in der Schicht federwerkstoff hergestellt, welcher einen spezifischen 13 über den Übergang zwischen den Schichten 18 Widerstand von 1 bis 20 Qcm besitzt und hat die gut 50 und 13 wandern und die Oberflächenladung in den % leitende Schicht 16 auf n-4eitendem Werkstoff einen Bereichen der Schicht 18 entladen, welche im wesent-

spezi&chen Widerstand von mindestens einer liehen den Bereichen gegenüberliegen, in denen die Größenordnung weniger als die Halbleiterschicht 13, betreffenden Träger erzeugt worden waren, so daß so sollte für die Schicht 18 ein Werkstoff mit einem bei der neuerlichen Abtastung der betreffenden Stelle ; spezifischen Widerstand über 1000 Qcm gewählt wer- 55 der Auffangelektrode durch den Elektronenstrahl die

deo. Im einzelnen wird man die Schicht 18 Vorzugs- Elektronen von dieser Oberfiächenstelle der Auffang-5 weise aus Antimontrisulphid herstellen und in einer elektrode angezogen werden.

S Dicke zwischen 1000 und 5000 A aufbringen. Der Diejenigen Stellen der Auffangelektrode aber.

ί spezifische Widerstand Hegt in diesem Falle in der welche bei der vorherigen Abtastung bereits auf-

* Größenordnung von 10⁹QCm, and der Widerstand in 60 geladen worden sind and geladen blieben, da hier

Längsrichtung der Oberfläche beträgt bei einer keine Träger durch Lichteinfall erzeugt wurden, be-

Schichtdicke von etwa 1000 A größenordnungsmäßig wirken eine Reflexion der Elektronen an der Schicht

10" Q je QuadratzentimeteT. 18, so daß die Elektronen im wesentlichen auf das

■ Die hier angegebenen Materialien sollen selbst- Ende des Elektronenstrahl-Erzeugungssystems 19 aui-

■ verständlich nur ein Beispiel sein, und es lassen sich 65 treffen, wo ein HalbJeiter-SiRnalvervielfacher 30 ani beliebige dielektrische Werkstoffe verwenden. Im geordnet ist Der Vervielfacher 30 besteht aus einer , allgemeinen ändert sich der Widerstand der Schicht Schicht 31 aus Halbleiterwerkstoff, beispielsweise aus 1 18 nicht-linear als inverse Funktion der Schichtdicke η-leitendem Material, das an einer metallischen End-

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platte des Elektronenstrahl-Erzeugungssystems 19 ge- 0,250 Millimeter. Diese Siliziumscheibe ,48 ist j an

haltert ist. Eine stark p-leitende. Schicht 32 bildet mit einer Halterungsplatte 49 jangeordnet, die gegenüber

der Schicht 31 einen Übergang, an welchen mittels dem Kolben 50 ,der Monoskopröhre beispielsweise

einer Batterie 33_t in, Reihenschaltung mit einem über einen Durchführungsdraht_s51 abgestütztjst.

Ausgangs-Bdasl^ngswiderstand34_Jerae Vorspannung 5 An einer Oberfläche der Siliziurnscheibej48 ibe-

g .
Stromfluß

em oiromnu» uurcn aen Ausgang-Beiasiuugs- «ustu tmci ua^uicicuucu /Aunuspnare aui cue widerstand 34 zustande kommt. Die vom Widerstand ίο Siliziumscheibe bei erhöhter Temperatur hergestellt 34 abnehmbare Ausgangs-Signalspannung wird über werden kann. Die Oxydschicht besitzt öffnungen 53, einen Koppelkondensator 35 einer Verbraucher- welche in an sich bekannter Weise durch Foto-Ätzschaltung zugeführt, technik hergestellt werden können und die nicht

Da die dielektrische Schicht 18 gegenüber einem oxydierten unteren Bereiche des Siliziums unterhalb Stromfluß in einer Richtung parallel zu ihrer Ober- 15 ^der Oxydschicht freilegen. Die Gestalt der öffnungen fläche einen hohen Widerstand besitzt, wird das ist entsprechend der Form der jeweiligen Symbole 47 Ladungsbild, das der Oberfläche dieser Schicht durch gewählt, von welchen mittels des Monoskops entdas Elektronenstrahl-Erzeugungssystem aafgeprägt sprechende Signale abgeleitet werden sollen,
wird, in erster Linie selektiv durch das aufprojizierte Über die Oxydschicht 52 ist eine Schicht 54 aus

Lichtbild entladen und ein Abfließen von Ladung ao Isolationsmaterial derjenigen Art aufgebracht, bei längs der Oberfläche der Schicht 18 tritt in sehr ge- welcher ein Leitfähigkeitsband nahe am Leitfähigringem Maße auf. keitsband des Halbleiters gelegen ist. Die Schicht 54

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß eine licht- aus Isolationsmaterial kann beispielsweise eine Dicke empfindliche Auffangelektrode hohen Auflösungs- von 0,4 · 10-» Millimeter haben. Über der Isolationsvermögens mit einem Übergang dadurch erzielt wird, 25 schicht 54 ist eine Aluminium-Kontaktschicht 55 in daß ein einzelner Übergang vorgesehen ist, wobei einer Stärke von 0,005 · 10-» Millimeter abgelagert, eine der an den Übergang angrenzenden Schichten Die Aluminiumschicht 55 hat mit einer Ausgangsparallel zu dem Übergang einen ganz bedeutend leitung 58 Kontakt. Wie aus F i g. 4 der Zeichnungen größeren Widerstand besitzt als senkrecht zu dem hervorgeht, wird zwischen die Schichten 55 und 49 Übergang. Hierbei wird der hohe Wirkungsgrad der 30 mittels einer Batterie 59, welche in Reihe mit einem fotoelektrischen Umsetzung von Halbleiterwerk- Ausgangs-Belastungswiderstand 60 liegt, ein geeigstoffen r.^er.ütit, während gleichzeitig des hohe r.stes Potential gelegt. Die Batterie 59, welche beiAuflösungsvermögen beibehalten werden kann, spielsweise eine Spannung von 15 Volt abgibt, erebenso wie die Bildschärfe. ^zeugt an dem Übergang, welcher von den Schichten

Wird die Schicht 18 aus einem Werkstoff herge- 35 48, 54 und 55 gebildet wird, eine Gegenvorspanstellt, welcher fotoempfindlich ist, beispielsweise aus nung, so daß bei einer Trägerinjektion in den Über-Antimontrisulphid, so treffen Photonen nach Durch- gangsbereich durch Auf treffen von Elektronen hoher lauf durch die Halbleiterschicht 13 auf die Schicht Geschwindigkeit aus dem Elektronenstrahl Löcher 18 und machen diese stärker leitend, so daß die von dem Halbleiterübergang zu der Aluminium-Entladung der mittels des Elektronenstrahls auf die 40 Kontaktschicht 55 durch die Isolationsschicht 54 Oberfläche der Schicht 18 aufgebrachten Ladung wandern. In Abwesenheit eines solchen Elektronendurch diesen Vorgang noch unterstützt wird. bombardements werden keine Ladungsträger erzeugt

Die Schicht 18 kann auch aus einem Isolator ge- und da das Leitfähigkeitsband und das Valenzband fertigt sein, dessen Widerstandswert durch Dotierung des Isolationswerkstoffs da Schicht 54 von dem erniedrigt worden ist. Ein Beispiel ist eine Schicht aus « Leitfähigkeitsband und Valenzband des Halbleiter-Silizium dioxyd mit einem Gehalt von größen- materials ausreichend verschieden sind, kann ein mäßig 1% Bor und einer Dicke von 100 bis Trägerstrom oder eine normale Leitung vernach-10000 A. Die Schicht kann auch aus amorphem lässigt werden.

oder polykristallinem Silizium bestehen, das mit Wird der Elektronenstrahl zur Abtastung über die

irgendeinem p-leitenden Dotierungsmittel, beispiels- 5» Auffangelekirodenanordnung 41 hinweggeführt, so weise mit Bor, dotiert ist trifft er auf die Leiterschicht 55 und die Isolations-

Nachfolgend seien die Fig. 4 bis 6 näher be- schicht54. Verläuft der Elektronenstrahl so, daß er trachtet. Hier ist eine Monoskop-Röhre 40 gezeigt, auf die Oxydschicht 52 trifft, so werden in dieser welche eine Auffangelektrodenanordnung 41 und Schicht alle Elektronen eingefangen, und es kommt Ablenkplatten 42 besitzt, mittels welchen eine Ab- 55 keine Leitung durch die Auffangelektrodenanordnung tastung der Auffangelektrode 41 mittels eines Elek- zustande. Trifft aber der Elektronenstrahl auf einen trodenstrahls in an sich bekannter Weise nach einem Bereich, in dem keine Oxydschicht anzutreffen ist, so gewünschten Raster vorgenommen werden kann. dringen die Elektronen durch die Schichten 55 und Die von einer Kathode 43 emittierten Elektronen 54 hindurch in den Übergangsbereich der Halbleiterwerden mittels eines Gitters 44 gesteuert, durch Be- 60 schicht 48 ein. Der Grad des Eindringens ändert sich schleunigungselektroden 45 beschleunigt und durch in Abhängigkeit von der statistischen Anzahl von eine Elektrodenanordnung 46 fokussiert Es handelt Zusammenstößen, die irgendein Elektron erleidet sich hier um einen allgemein bekannten Aufbau. Da die Anzahl von Löchern, die durch diesen Vor-

Wie jedoch im einzelnen aus den Fi g. 5 und 6 zu gang erzeugt werden, eine Funktion der Ionsierunesersehen ist, ist an der Auffangelektrode 41 eine An- 65 spannung und der anfänglichen Elektronengeschwhiza&l von in Fig. 5 mit 47 bezeichneten Symbolen digkeit im auftreffenden Elektrorrensöähl STwird gebildet Die Auffangelektrode 41 besteht aus einer eine große Stromvervielfachung erhalten Beträgt Siferornscfeeibe 48 in einer Dicke von etwa 0,175 bis beispielsweise dk Ionisationsspannnne fSr Silfefcati

2 14! 086

Il

10

3,6 eV und entspricht die Elektronen^Strählgeschwin- Eingang wiederum vom Ausgang einer Monoskopdigkeit einem Beschleunigungspotential von 1200 röhre 40 beaufschlagt wird, die eine Auff angelektrö-VoIt₄ so wird theoretisch eine Stroavervielfachung denanordnung 41 und eine Kathode 43 besitzt, von über 35Ό möglich. Praktisch hat man schon Horizontal-Ablenkplatten 42 werden von einem Stromvervielfäehüngen von 2000 und darüber erreicht. 5 Z-Ablenkverstärker 73 gespeist* während die Ver-Wird die Gegenvorspannung, welche an den tikal-Ablenkplatten von einem Y-Ablenkverstärker Ausgangs-Belastüögswiderständ 60 und den Über- 74 aus betrieben werden. Der Y-Äblenkverstärker 74 gang gelegt wirdi beispielsweise nach 15 Volt gewählt, ist eingängsseMg mit einem Y-Ausdehnungsverstärker so kann mit dem Gerät eine Leislungsvers^fkung 75 verbunden, der mit einer 1,18-Mlfe-Rechteckerreicht werden, da die Eingangsleistung für den io Wellenschwingung betrieben wird, um jedes einzelne Elektronenstrahl etwa 1,2 Milliwatt beträgt, während Symbol in vertikaler Richtung abzutasten, und außerdie Ausgangsleistung einem Strom entspricht, welcher dem wird der Y-Ablenkungsverstärker durch einen annähernd 200mal größer als der Eingangsstrom Digital-Analog-Umsetzer 76 für die Y-Richtung beist oder etwa 200 Mikroampere beträgt. Für einen trieben, der abhängig von digitalen Eingangssignalen maximalen Leistungsübergang wird der Spannungs- 15 den Abtaststrahl der Monoskopröhre 40 in senkabfall am Ausgangs-Belastungswiderstand 60 annä- rechter Richtung einstellt.

hemd 7,5 Volt gewählt, so daß die Ausgangs- Der ^-Ablenkverstärker 73 wird einmal von einem

leistung von 1,5 Milliwatt einem Leistungs-Verstär- Symbol-Kippgenerator 77, der eine Ablenkung über kungsfaktor von etwas über Eins entspricht. das einzelne Symbol hin in Abhängigkeit von einem

Durch Erhöhung der Gegenvorspannung, welche ao Eingangs-Synchronisierungssignal erzeugt, und zum eine Vergrößerung der Dicken der verschiedenen anderen ebenfalls von einem Digital-Analog-Umsetzer Schichten notwendig macht, kann eine größere 78 bezüglich der AT-Richtung betrieben, der den Leistungsverstärkung erreicht werden. Dies geht aber Abtast-Elektronenstrahl des Monoskops in die richauf Kosten des Frequenz-Ansprechverhaltens und tige Lage zur Abtastung eines Symbols abhängig von normalerweise ist im Anwendungsfalle des Mono- 25 digitalen Eingangssignalen einstellt. Die Digitalskops diese Eigenschaft nicht notwendig, da nur Analog-Umsetzer 76 und 78 erhalten ihre Eingangsgefordert ist, c aß das Ausgangssignal ausreichend signale von einem Symboleingangsschieberegister 79, über dem Hintergrundrauschen liegt, so daß ein das von einem dynamischen Speicher 80 aus der Ausgangsverstärker das Signal auf eine geeignete Monoskopröhre 40 Lageinformationen bezüglich der Amplitude verstärken kann. 30 einzelnen Symbole mitteilt. Die Kathodenstrahl-

Zusätzlich zu einer Abschirmung der Halbleiter- Wiedergaberöhre 70 zeigt also ständig eine Einteilung schicht 48 von dem Elektronenbombardement hat die der Informationen, die auf digitalen Informationen Oxydschicht 52 auch noch die Wirkung, daß sie die im Speicher 80 beruht. Der Y-Ausdehnungsverstärker Gesamtkapazität zwischen den metallisch leitenden 75 erzeugt ein Signal, welches eine kleine Ablenk-Schichten 55 und 49 verringert, so daß die zwischen 35 spule 81 der Wiedergaberöhre 70 synchron mit einer diesen Elektrodenteilen wirksame, an der Ausgangs- entsprechenden Auslenkung des Abtaststrahles in der schaltung liegende Kapazität wesentlich verkleinert Monoskopröhre betätigt.

werden kann~ welche das Frequenzansprechen und Die Lage des Abtaststrahles in der Kathodenstrahl-

damit die Maximalgeschwindigkeit der Abtastung im Wiedergaberöhre 70 wird durch die Vertikal-Ablenk-

Gerät beschränken würde. 40 spulen 82 und die Horizontal-Ablenkspulen 83 be- Während zwar bei einem Gerät, bei welchem eine stimmt, welche von einem Y-Ablenkverstärker 84

metallische Schicht unmittelbar Berührung mit einer bzw. einem ^-Ablenkverstärker 85 entsprechend

Halbleiterschicht 48 hat, ebenfalls ein Übergang er- synchronisierenden Eingangssignalen erregt werden.

reicht würde, hätten aber Herstellungsfehler an um ein normales Fernseh-Abtastraster an dei

diesem Übergang bzw. an der Sperrschicht praktisch 45 Schirmfläche der Kathodenstrahl-Wiedergaberöhre 7C

zur Felge, daß keine großflächige Auffangelektroden- zu erzeugen. Ein dem Videoverstärker 72 zugeführtei

anordnung aufgebaut werden könnte, die über die Synchronisationsimpuls sperrt den Verstärker wäh·

gesamte oberfläche gleichförmige Eigenschaften be- rend Ablenkzeiten zwischen den Symbolen, so dal

sitzt. Beispielsweise ist davon auszugehen, daß bei beim Übergang des Abtaststrahles von einem Symbo

einem Gerät entsprechend 10000 einzelne Bildpunkte 50 zum nächsten kein Rauschsignal verstärkt wird um

etwa 10·/β Fehler vorliegen, so daß mindestens als heuer Blitz auf der Schirmfläche erscheint. Dei

bezüglich einiger Symbole eine merkliche Verschlech- Symbolkippgenerator 77 erzeugt eine Ablenkung de

tenmg der Signale auftritt Die Isolationsschicht 54 Abtastung in der Monoskopröhre in Horizontal!

kann zwar ebenfalls feine Dorchgangsöffnungen bis richtung über das abzutastende Symbol hm ii

ze möglicherwebe 10^e/o der nutzbaren Oberfläche 55 Synchronismus mit der Ablenkung des Kathoden

besitzen. Da aber sowohl die Isolationsschicht 54 als Strahls in der Kathodenstrahl-Wiedergaberöhre 70 i auch die metallische Schicht 55 bei Berührung mit Querrichtung über deren Schirm.

dem Halbleiterwerkstoff als Sperren wirken und da Wie dargestellt, können aufeinanderfolgend Ii

die Wahrscheinlichkeit einer Deckung von Fehlern formationsraster auf der Kathodenstrahl-Wiedergabe

gleich dem Produkt der Fehlerprozentsätze der 60 röhre 70 zur Darstellung kommen, indem dies

beiden Schichten ist, ist der Gesamtfehler des Sperr- Informationen von einem zentralen Speicher üb«

bereiches enter 1·/·. ein Emgaberegister 86 dem Symbolemgangsschiet*

In Fig. 7 ist ein digitales Wiedergabesystem mit register 79 zugeführt werden und in dem dym

den Merkmalen der Erfindung gezeigt, wobei ein mischen Speicher oder Zwischenspeicher 89 eing<

Gerät nach den Fig. 1 bis 3 oder nach den Fig.4 65 speichert werden. Die Informationen, welche

bis 6 verwendet werden kann. Eine Kathodenstrahl- Lage der Symbole in einem bestimmten Raster

Wiedergaberöhre 70 besitzt eine Kathode 71, welche einer bestimmten Ordnung beinhaltet, werden

von einem Videoverstärker 72 gespeist wird, dessen vom Register 79 kontinuierlich herausgelesen und

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die Monoskopröhre 40 eingegeben, um Signale ent- skopen und nachfolgender Verstärkung in Versprechend Symbolen zu erzeugen, welche wiederholt starkem mit Vorverstärkern vergleichbar sind,
auf dem Schirm der Kathodenstrahl-Wiedergabe- Im Rahmen der Erfindung bietet sich dem Fachxöhre 70 abgebildet werden. Einzelheiten eines mann noch eine große Zahl von Abwandlungs- und solchen Datenwiedergabegerätes sind an anderer 5 Weiterbildungsmöglichkeiten. Beispielsweise ist eine Stelle vorgeschlagen worden. Wird bei einem solchen Vielzahl von Halbleiterwerkstoffen für den hier System eine Röhre nach der Erfindung eingesetzt, so angegebenen Zweck geeignet, und ebenso lassen sich kann die Kathode 71 unmittelbar von der Auffang- auch viele Isolationswerkstoffe für die Isolationselektrode 41 aus betrieben werden, ohne daß eine . ,· > schichten 18 bzw. 54 verwenden. Je nach Anwendung Verstärkung mittels eines Videoverstärkers 72 not- loader Rohre können auf der Auffangelektrödenanordwendig ist, wenn zwischen die Kathode und die nung Symbole beliebiger Art oder auch überhaupt Auffangelektrode der Monoskopröhre 40 eine aus- keine Symbole vorgesehen sein. Auch ist es möglich, reichend hohe Spannung gelegt werden kann. eine Röhre mit den Merkmalen der Erfindung mit Beispielsweise können gute Ergebnisse erzielt werden, einer einfachen, nicht gebündelten Elektronenquelle wenn an die erfindungsgemäße Monoskopröhte eine is an Stelle eines abtastenden Elektronenstrahl-Erzeu-Spannung von 3500 Volt gelegt wird die die den gungssystems auszurüsten. Auch sind beliebige AbSymbolen entsprechenden Signale unmittelbar an die tastfonnen möglich. Ferner kann der Ausgangs-Kathode der Wiedergaberöhre geleitet werden, welche Belastungswiderstand auch an anderen Teilen dei die Symbole in einer Klarheit und Leuchtkraft Schaltung vorgesehen sein, und es sind andere wiedergibt, die mit den entsprechenden Eigenschaften so Halterungskonstruktionen für die Auffangelektrode bei Erzeugung der Symbole in bekannten Mono- möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. 2 147 ©85

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   esrwahnten Halbleiterschicht ist ooch zm. Ableitung (Sea· wätasnd der Afetasteag euseegten %aonnng»- sgaale eine GitteranordnoDg gete^n, an welche gsgenSbeir der straMenduiehBea^a, leitenden

   Speicherelektiodenanordnung Sk eine BSd- S Schicht βία Potential anlegbar ist ...

   "meröhre, mä mehreren, aneiaandergren- Nachttaug ist bei der bekanntes Spejcheieiek-

   . Schichten, von denea ease aus H^bleiter- trodenanordaung, daß zur Abieiümg der Signale eine ~ besteht o»d eine weiteie in lüchtaag besondere sfaalderaduichlassige Leiterschicht w_c... . lodeuebeiie größeren Widerstand als in gesehen sein maß, welche die HeEsteHnag verteuert, j dazu senkrechten Pfefct^ng besitzt some mit io und daß das abgetastete Bad durch die vor der HaIbzum Anteigen eines eleköischen Feldes leiterschicht angeordnete Gitterelektrode beemträch-„ HalileiiefsäicBt, dadurch gekena- tagt wird.

   icbaet, daß die weiteie, dem Airtastsystem Aus der ÖSA^-Patentscbrift 3268764 ist eme Röhre «!gekehrte Schid3(l«) ffljer einen Speicherelektradenanordnung entnehmbar, welche ' " " " -Obergang an die Halbleitersehicht 15 der zuvor kurz beschriebenen bekannten Elektroden_x , _β and <feB<fieser Übergang durch die konstruktion entspricht and ledigBeh kein der Halbgenannten Mittel (ItS) in Sperrichtung vorspann- leiterschicht vorgeschaltetes Gitter aufweist. Während bar ist bei der zuerst beschriebenen Speicherelektroden-