DE2420788A1

DE2420788A1 - Speicherplatte fuer elektronische speicherroehren

Info

Publication number: DE2420788A1
Application number: DE2420788A
Authority: DE
Inventors: Steven R Hofstein
Original assignee: Princeton Electronic Products Inc
Current assignee: Princeton Electronic Products Inc
Priority date: 1974-03-08
Filing date: 1974-04-29
Publication date: 1975-09-11
Also published as: JPS50120961A; FR2263598A1; IT1021130B; GB1474762A; DE2420788C3; US3940651A; DE2420788B2; JPS5530655B2; CA1007692A; FR2263598B1; NL7407591A

Description

PRINCETON ELEGTRONIC PRODUDTS, INC., North Brunswick, New Jerfcey,

U.S.A.

Speicherplatte für elektronische Speicherröhren

Die Erfindung betrifft elektronische Speicherröhren, bei denen das Auslesen unter der Steuerung des Strahlenstroms erfolgt (siehe beispielsweise "Electronic Image Storage" von Kazan und Knell, Academic Press I968, Seiten 123-129), und insbesondere auf Speicherplatten mit einem in einer Ebene liegenden Gitter, die in solchen elektronischen Speicherröhren verwendbar sind.

Elektronische Speicherröhren, die Auffangelektroden oder Speicherplatten (target structures) mit einem in einer Ebene angeordneten Gitter aufweisen, sind bereits in Gebrauch und sind außerordentlich vorteilhaft zur Verwendung in einem großen Bereich von Anwendungsfällen, bei denen es erwünscht ist, ein Bild von Daten, Bildern oder ähnlichem Informationsmaterial zu erzeugen, das Bild während langer Zeitdauer zu speichern und schließlich das Bild wiederholt auszulesen, beispielsweise, um es in Anzeigeeinrichtungen mit einer Kathodenstrahlröhre anzuzeigen, wobei das wiederholte Auslesen und Sichtbarmachen des Bildes das gespeicherte Bild nicht beeinträchtigen soll.

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Elektronische Speicherröhren der genannten Art verwenden gewöhnlich Speicherplatten, die aus einer Schicht aus einem leitfähigen Material, beispielsweise leitfähigem Silizium, und einem in einer Ebene liegenden Gitter bestehen, welches auf das Silizium aufgebracht ist und seinerseits gewöhnlich aus einem Streifenmuster mit länglichen Streifen aus einem geeigneten Isoliermaterial, beispielsweise aus einer Siliziumdioxidschicht, besteht. Die Siliziumdioxidschicht ist in einer solchen Weise auf dem leitfähigen Silizium angebracht, daß ein Streifenmuster erzeugt wird, bei dem jeweils zwei nebeneinanderliegende Streifen durch einen freiliegenden Oberflächenbereich des leitfähigen Siliziums getrennt sind.

Das isolierende Gitter dient als Speichermittel für ein elektrisches Ladungsmuster , um ein Oberflächenpotential auf der Speicherplatte zu erzeugen, wobei das Muster ein gespeichertes Bild darstellt.

Das gespeicherte Muster wird dadurch aufgebaut, daß die Speicherplatte mit einem Elektronenstrahl abgetastet wird, der die Speicherplatte überstreicht. Gleichzeitig wird an das Steuergitter einer Elektronenstrahlquelle in der elektronischen Speicherröhre eine Modulationsspannung angelegt, die das Bild oder die zu speichernden Daten darstellt und die zur Modulation des Elektronenstrahls verwendet wird, während dieser die Speicherplatte abtastet.

Vor dem Einschreiben wird die Speicherplatte gelöscht, d.h. für die Bildspeicherung vorbereitet, dadurch, daß die Speicherplatte mit einem unmodulierten Elektronenstrahl (mit im wesentlichen konstanter Stromdichte) abgetastet wird, um ein gleichförmig negatives Ladungsmuster auf der Isolatorfläche zu erzeugen, das zu einem Potential auf der Isolatorfläche führt, welches in typischen Fällen 10 bis 20 V tiefer als die an der Speicherplatte angelegte Targetspannung ist. Während des Schreibens ist die Targetspannung in typischen Fällen in der Größenordnung von 200 bis 300 V. Das Isolatoroberflächenpotentxal liegt, obwohl es 10 bis 20 V niedriger als die Targetspannung ist, dennoch auf einem hohen

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Spannungsniveau, so daß der Elektronenstrahl auf die Speicherplatte mit einer Geschwindigkeit auftrifft, die bewirkt, daß Elektronen auf der Gitteroberfläche in einer Menge herausgeschlagen werden, die größer als die Menge der Elektronen ist, die auf der Oberfläche landen und eingefangen werden. Dieser sekundäre Emissionseffekt macht das Oberflächenpotential mehr positiv, wobei das Maß an Potentialanhebung in positiver Richtung eine Punktion der Intensität des Elektronenstrahls und der Verweilzeit an jedem Punkt ist. Dadurch wird ein Bild, welches ein Ladungsmuster auf der Isolatoroberfläche darstellt, und daher ein Oberflächenpotential erzeugt und gespeichert, das eine Punktion des gespeicherten Bildes ist.

Das Auslesen des gespeicherten Bildes kann dadurch durchgeführt werden, daß die Targetspannung zuerst auf einen solchen Wert reduziert wird, daß alle Punkte der Isolatoroberflächen zu negativen Werten zurückkehren (typische Lese-Targetspannungen liegen bei 5 bis 10 V), und daß die Speicherplatte dann mit einem unmodulierten Elektronenstrahl abgetastet wird. Das in einer Ebene liegende Gitter funktioniert entsprechend wie das Steuergitter einer Vakuumröhre (Triode), welches den Elektronenstrom zu der Anode reduziert, wenn das Steuergitter mehr negativ gegenüber der Kathode gemacht wird, und den Elektronenstrom zu der Anode erhöht, wenn das Steuergitter mehr positiv gegenüber der Kathode gemacht wird. In einer entsprechenden Weise gestatten die Stellen auf der Gitteroberfläche, die auf Kathodenpotential oder geringfügig unter Kathodenpotential während des LeseVorganges liegen, einen maximalen Targetstrom, während die Punkte des Oberflächenpotentialmusters, die in zunehmendem Maße mehr negativ als das Kathodenpotential sind, im Gegensatz dazu den Targetstrom reduzieren, bis der Punkt erreicht ist, wo das negative Oberflächenpotential ausreicht, um zu verhindern, daß Elektronen auf das freiliegende, leitfähige Silizium in den Bereichen auftreffen, die unmittelbar neben den am stärksten negativen Oberflächenpotentialstellen liegen. Bei einer Speicherplatte, bei der die freiliegende Siliziumfläche etwa gleich groß wie die Isolatoroberfläche ist, tritt dieser Stromgrenzwert in typischen Fällen bei

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einem Isolatoroberflächenpotential (0.) gleich und gegengesetzt der Targetspannung (VnJ auf (das heißt: I_T = 0 wenn 0. ^-V_T ist). Typische Werte sind V_T = +10 V, wobei in diesem Fall 0. = -10 V den gesamten Strom stoppt. Nach dem Einschreiben der Information, werden vorzugsweise alle Punkte der Gitteroberfläche unterhalb des Kathodenpotentials gehalten, um zu verhindern, daß Elektronen aus dem Elektronenstrahl auf der Gitteroberfläche auftreffen, so daß das gespeicherte Bild nicht beeinträchtigt wird. Das gespeicherte Bild kann daher häufig gelesen werden, ohne daß sich eine Verschlechterung in der Auflösung und der Qualität des Bildes ergibt.

Die sorgfältige Beobachtung von elektronischen Speicherröhren der oben beschriebenen Art hat gezeigt, daß eine Bildabschwächung stattfindet. Es wurde gefunden, daß zusätzlich zu dem bekannten Abschwächungsmechanismus der Gasionenentladung der Isolatoroberflächenladung andere Effekte, beispielsweise eine durch Ionisationsstrahlung induzierte Leitfähigkeit in dem isolierenden Gitter, dabei eine wichtige Rolle spielen.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, eine neuartige Speicherplatte für elektronische Speicherröhren zu schaffen, durch die die Speicherzeit erheblich verbessert, die Löschgeschwindigkeit stark erhöht und eine hohe Auflösung erzielt wird. Ferner soll durch die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der neuartigen Speicherplatte angegeben werden.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Speicherplatte für die Speicherröhre einen leitfähigen Teil auf, der beispielsweise aus leitfähigem Silizium bestehen kann und mehrere längliche Teile aus einem isolierenden Material aufweist, das gegen die Auswirkungen von ionisierender Strahlung widerstandsfähig ist, wobei die länglichen Teile vorzugsweise in Form von Streifen unter Abstand und parallel zueinander so angeordnet sind, daß sie ein Streifenmuster auf dem leitfähigen Silizium bilden. Jeder der isolierenden Streifen ist auf einem schlanken, länglichen Sockel angeordnet. Die Sockel sind einstückige Bestandteile

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des leitfähigen Siliziumteils. Das in einer Ebene liegende Gitter ist so angeordnet, daß die nebeneinanderliegenden Kanten der isolierenden Streifen einen Abstand voneinander haben, um dazwischenliegende Flächen aus blankem, leitfähigem Silizium freizulegen.

In einem anderen Ausführungsbeispiel bestehen die Sockel aus einem Isoliermaterial, das sich von den Streifen unterscheidet, die auf den Sockeln getragen werden. Die Streifen können in beiden Ausführungsbeispielen aus Materialien mit niedriger oder hoher Kapazität, beispielsweise aus Aluminiumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid oder Siliziumdioxid bestehen. Das Isoliermaterial, das für die Sockel verwendet wird, kann aus der selben Gruppe von Materialien gewählt sein. Zusätzlich sollte jedoch wenigstens .eines der zwei isolierenden Materialien gegen die Effekte von Ionisationsstrahlung widerstandsfähig sein. Beispielsweise können die Streifen aus Siliziumnitrid hergestellt sein (welches strahlungsbeständig ist) und der Sockel kann aus Siliziumdioxid bestehen (was nicht strahlungsbeständig ist). Alternativ können die Streifen aus Siliziumdioxid und die Sockel aus Siliziumnitrid bestehen. Einzelheiten über das Herstellungsverfahren werden weiter unten angegeben.

Die erfindungsgemäße Speicherplatte hat die vorteilhaften Eigenschaften, daß sie eine erheblich verbesserte Speicherzeit, eine verminderte Löschzeit und eine hohe Auflösung mit sich bringt. Da bei der erfindungsgemäßen Speicherplatte ein in einer Ebene liegendes Gitter auf schlanken Sockeln angeordnet ist, ergibt sich die genannte Verbesserung in der Speicherzeit und die Herabsetzung der für das Löschen erforderlichen Zeit, während eine Röhre mit einer hohen Auflösung geschaffen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich auf eine vorteilhafte Herstellungsweise für die Speicherplatte, bei der das in einer Ebene liegende Gitter auf einem leitfähigen Teil der Speicherplatte mit Hilfe von schlanken Sockeln angeordnet ist.

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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein vereinfachtes Diagramm einer Speicherplatte mit · in einer Ebene liegendem Gitter und der zugehörigen Bauteile einer elektronischen Speicherröhre, welches zur Erläuterung der Betriebsweise ausreichend ist;

Fig. 2 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Speicherplatte gem. der Erfindung]

Fig. 2a-2c eine Kurve, die zur Beschreibung der Betriebsweisen der Speicherplatte von Fig. 2 und ihrer Merkmale geeignet ist;

Fig. 3a-3d Speicherplatten in verschiedenen Stadien der Herstellung, die zur Erläuterung der neuen Verfahrensweisen geeignet sind, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Speicherplatten angewendet werden; und

Fig. 4a und 4b perspektivische Darstellungen anderer Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Speicherplatte 10 mit in einer Ebene liegendem Gitter, die eine leitfähige Siliziumunterlage 11 mit einem in einer Ebene liegenden Gitter aufweist, das aus mehreren, dünnen, länglichen Streifen 12 besteht, die so angeordnet sind, daß zwischen den nebeneinanderliegenden Kanten 12a der Streifen Oberflächenbereiche lla des leitfähigen Siliziums freiliegen. Die Streifen 12 bestehen in typischen Fällen aus einem geeigneten Isoliermaterial, beispielsweise aus Siliziumdioxid. Das in einer Ebene liegende Gitter funktioniert in der selben Weise wie das Steuergitter einer Vakuumröhre (Triode), welches die Menge an Elektronen aus dem Elektronenstrahl 13 der elektronischen Speicherröhre steuert, die auf die Oberflächenbereiche lla der leitfähigen Siliziumunterlage 11 auftreffen kann. Das Steuergitter einer Triode steuert die Menge an Elektronen, die die Anode erreichen, durch Steuerung des an das Steuergitter angelegten Spannungsniveaus in einer solchen Weise, daß wenn das Steuergitter mehr negativ gemacht wird, weniger Elektronen die- Anode erreichen, bis ein Grenzpunkt erreicht wird. Wenn umgekehrt das Steuergitter mehr positiv gemacht wird, wird eine größere Zahl

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der Elektronen von der Kathode zu der Anode durchgelassen.

Eine analoge Punktion wird von dem in einer Ebene liegenden Gitter der vorliegenden Erfindung dadurch durchgeführt, daß ein Oberflächenpotential auf der Gitteroberfläche durch Beschüß der Oberfläche mit Elektronen in Verbindung mit dem Anlegen vorbestimmter Steuerspannungen erzeugt wird.

Die Elektronenspeicherröhre hat drei grundlegende Betriebsweisen, nämlich Lesen, Schreiben und Löschen.

Beim Löschen wird eine Target spannung V"_T an den Anschluß 14 angelegt, die in typischen Fällen in der Größenordnung von +20 V liegt. Der Elektronenstrahl 13 wird so gesteuert, daß er in der gewünschten Weise die Streifen 12 abtastet. Die Elektronen von dem Elektronenstrahl 13 erzeugen ein Ladungsmuster auf den Oberflächen der Streifen 12, welches so lange aufgebaut wird, bis das Oberflächenpotential auf das selbe Potentialniveau wie das der Hathode 15 der Elektronenstrahlquelle reduziert ist, die in typischen Fällen auf ihrem Potential gehalten wird. Auf diese Weise wird ein gleichförmiges Ladungsmuster erzeugt, welches ein Oberflächenpotential von 0 V bewirkt, wenn die Targetspannung bei +20 "V gehalten wird.

Um sicherzustellen, daß eine vollständige Löschung stattgefunden hat, wird die Targetspannung auf eine Spannung abgesenkt, die gewöhnlich als Lesespannungsniveau ν_φ verwendet wird, und in typischen Fällen in der Größenordnung von +10 V liegt. Da die Streifen 12 als Kapazitäten wirken, kann ihr gespeicherter Ladungszustand sich nicht augenblicklich ändern, so daß das Oberflächenpotential sich entsprechend mit der Änderung in der Targetspannung auf einen Wert von -10 V absinkt. Der Elektronenstrahl 13 wird dann so gesteuert, daß er die Speicherplatte abtastet, und der Targetstrom I_, wird überwacht. Da das Oberflächenpotential der Streifen 12 bei -1.0 V liegt, wobei dieses Potentialniveau unter dem Erd-Bezugspotential der Kathode 15 liegt, weist das in einer Ebene liegende Gitter die Elektronen ab. Bei einer typischen

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Gitterform, bei der die freiliegende Siliziumfläche gleich groß wie die Fläche des Gitters ist, ist ein Oberflächenpotential auf dem Gitter gleich und entgegengesetzt (in der Polarität) zu der Targetspannung und ausreichend, um zu verhindern, daß Elektronen die freiliegende Fläche lla des Siliziums treffen, so daß ein Targetstrom gleich Null gemessen wird, der die vollständige Löschung anzeigt.

Beim Schreiben wird die Targetspannung auf einen Wert V_TW angehoben, der in typischen Fällen in der Größenordnung von +300 V liegt. Die kapazitive Kopplung zu der Oberfläche der Gitterstreifen 12 bewirkt, daß das Oberflachenpotential um einen äquivalenten Betrag angehoben wird, so daß das Oberflächenpotential zu diesem Zeitpunkt in der Größenordnung von +280 ν liegt. Der Elektronenstrahl 13 wird so gesteuert, daß er die Speicherplatte abtastet, und gleichzeitig wird eine Modulationsspannung an den Anschluß G₁ des Steuergitters 16 der Elektronenstrahlquelle angelegt. Das hohe Oberflächenpotential des in einer Ebene liegenden Gitters bewirkt eine erhebliche Beschleunigung der Elektronen in dem Elektronenstrahl 13, so daß die Elektronen auf die Oberflächen der Streifen 12 mit einer genügend hohen Geschwindigkeit auftreffen, um aus den Oberflächen eine erheblich größere Zahl an Elektronen herauszustoßen als Elektronen von dem Strahl von den Oberflächen der Streifen eingefangen werden. Dieser sekundäre Emissionseffekt bewirkt, daß die Streifen 12 Elektronen schneller abgeben als die Oberflächen Elektronen annehmen, so daß das Oberflächenpotential auf ein positiveres Niveau gebracht wird. Die Erhöhrung des Oberflächenpotentials ist eine Funktion der Intensität des Strahls, der auf einer bestimmten Stelle auftrifft. Diese Strahlintensität wird durch die Modulationsspannung gesteuert, die an das Steuergitter G₁ angelegt wird. Das Oberflächenpotential liegt in typischen Fällen im Bereich von +280 V bis +290 V und stellt ein Bild der Daten oder einer anderen Information dar, die angezeigt werden soll.

Beim Lesen wird die Targetspannung auf das LeseSpannungsniveau herabgesetzt, das in typischen Fällen in der Größenordnung

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von +10 V liegt, wie oben erwähnt wurde. Der Elektronenstrahl wird so gesteuert, daß er die Speicherplatte abtastet. Der Strahl wird nicht moduliert, da die an das Steuergitter G^ angelegte Spannung auf einem konstanten Wert gehalten wird. Da die an die Speicherplatte angelegte Lesespannung in der Größenordnung von +10 V ist, ist das Oberflächenpotential des Targetgitters im Bereich von -10 bis -5 V und in bestimmten Anwendungsfällen von -10 bis 0 V. Wenn der Strahl solche Stellen überstreicht, wo das Oberflächenpotential des Gitters auf einem minimalen Wert von -10 V ist, werden die Elektronen in den Strahl zurückgewiesen und dadurch daran gehindert, auf die freiliegende Fläche 11a der leitfähigen Siliziumunterlage 11, die zwischen den Gitterstreifen liegt, aufzutreffen, so daß kein Targetstrom I_T an diesen Stellen gemessen wird. Während der Strahl 13 Bereiche abtastet, wo das Targetgitter mehr positiv ist (das heißt näher bei +0 V liegt) wo die Abstoßung des gitters herabgesetzt ist, können mehr Elektronen auf die Bereiche 11a der Speicherplatte auftreffen, die neben den Positionen liegen, wo das Oberflächenpotential des Gitters näher bei dem Erd- oder Bezugspotential liegt. Da das Oberflächenpotential des Gitters vorzugsweise immer kleiner als 0 V ist und da die Kathode 15 auf dem Bezugspotential gehalten wird, werden die Elektronen durch Abstoßung daran gehindert, auf die Oberfläche des Gitters aufzutreffen, so daß das darauf erzeugte Leitungsmuster selbst dann unverändert bleibt, nachdem Lesevorgänge wiederholt durchgeführt worden sind.

Das gespeicherte Bild kann dadurch sichtbar gemacht werden,.daß der Targetstrom 1™ verstärkt und an eine herkömmliche Anzeigeeinrichtung mit einer Kathodenstrahlröhre angekoppelt wird, die synchron mit der Abtastung der Speicherplatte 10 durch den Elektronenstrahl 13 abgetastet wird, so daß ein sichtbares Bild des gespeicherten Bildes erzeugt wird. Wenn es erwünscht ist, das gespeicherte Bild durch ein anderes Bild zu ersetzen, wird ein Löschvorgang durchgeführt, der in der oben beschriebenen Weise erfolgt.

Während eine herkömmliche Speicherplatte, wie sie durch die Speicherplatte 10 in Fig. 1 dargestellt ist, eine verhältnismäßig

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gute Speicherzeit hat, hat es sich dennoch gezeigt, daß das gespeicherte Bild nach wiederholten Lesevorgängen blasser wird. Daher wurden an Speicherröhren der in Pig. I gezeigten Art genaue Untersuchungen vorgenommen, um die Ursache für das Blasserwerden des Bildes zu bestimmen. Ein bekannter Effekt in diesem Zusammenhang rührt von den positiven Gasionen her, die in dem Kolben der elektronischen Speicherröhre vorhanden sind. Wie bei den von dem Gas erzeugten Gitterleckströmen in einer Vakuumröhre (Triode) werden positive Gasionen, die durch Zusammenstoß des Elektronen Strahls mit Restgasmolekülen erzeugt werden, von der negativ geladenen Oberfläche des Targetgitters angezogen und setzen sich ab. Dadurch wird das Oberflächenpotential langsam von einem negativen Wert nach oben zu einer Spannung gleich Null verschoben. Mit anderen Worten wird eine gelöschte oder "schwarze" Fläche langsam blasser und gleicht sich einer "weißen" Fläche an. Die Geschwindigkeit, mit der der Gasionenstrom das Bild in Richtung auf "weiß" abschwächt, hängt auch von dem ionisierenden Strahlstrom und der Kapazität des Targetgitters ab. Je höher die Kapazität des Gitters ist, desto langsamer geht die Bildabschwächung vonstatten und desto größer ist die Bildspeicherzeit.

In der Praxis ist es jedoch erwünscht, die Löschzeit auf ein Minimum herabzusetzen, während die Speicherzeit maximal sein soll. Definiert man einen Qualitätsfaktor K als: - Speicherzeit _ Z

K. — ~ r

Löschzeit γ
i-e

dann ergibt sich, daß, obwohl die Kapazität der Speicherplatte (die durch Änderung der Dicke der Streifen 12 variiert werden kann) ein Mittel zum Erhöhen oder Herabsetzen der Speicherzeit und der Löschzeit darstellt, diese Werte sich proportional ändern, während sich der Qulitätsfaktor nicht ändert.

Der Effekt des Restgases in der Röhre auf die Speicherzeit wurde genau untersucht, und es hat sich gezeigt, daß die Menge an Restgas um eine oder zwei Größenordnungen zu gering war, um als Hauptursache für die Bildabschwächung in Betracht zu kommen. Während der Experimente hat es sich jedoch gezeigt, daß der Elektronen-

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strahl 13 beim Auftreffen auf ein Bremsgitter der elektronischen Speicherröhre (welches zur Vereinfachung nicht gezeigt ist) eine Ionisationsstrahlung (das heißt Röntgenstrahlung) erzeugt, die die Leitfähigkeit der Siliziumdioxidstreifen 12 erhöht. Die Berücksichtigung dieses Effektes hat dann zu der erfindungsgemäßen Anordnung geführt.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 2 gezeigt, wobei die Speicherplatte 20 aus einer leitfähigen Unterlage 21 vorzugsweise aus Silizium besteht. Die das Targetgitter bildenden Streifen 22 sind auf Sockeln 21a angeordnet, die einen einstückigen Teil der leitfähigen Siliziumunterlage 21 bilden. Die nebeneinanderliegenden Kanten 22a benachbarter Streifen 22 sind durch einen bestimmten Abstand voneinander getrennt, so daß nackte Oberflächenbereiche 21b des leitfähigen Siliziums freibleiben. Die Sockel sind ausserordentlich schlank und haben vorzugsweise eine Breite im Bereich von 10 Prozent bis 50 Prozent der Breite W der Streifen 22, Der Abstand G zwischen den einander gegenüberliegenden Oberflächen der Streifen 22 und der nackten Oberflächenbereiche 21b liegt in typischen Fällen im Bereich von 0,2/um bis 2,0/Um. Die Dicke T der Streifen 22 ist verhältnismäßig wenig kritisch, da die Steuerkapazität hauptsächlich durch den Vakuumspalt G bestimmt ist.

Obwohl die Sockel 21a aus leitfähigem Silizium bestehen, sind sie genügend dünn, so daß die Kontaktfläche mit den Streifen klein und daher ihr Einfluß auf die Kapazität des Spaltes G zwischen den einander zugekehrten Flächen der Streifen 22 und der freiliegenden Bereiche 21b verhältnismäßig gering ist. Der Kapazitätswert des Spaltes ist hauptsächlich eine Funktion der Elektrizitätskonstanten des Vakuums (die elektronische Speicherröhre weist einen evakuierten Kolben auf) und der Dicke G des Spaltes. Die Betriebsweisen der neuartigen, in Fig. 2 gezeigten Speicherröhre werden nun in Zusammenhang mit den Kurven in den Fig. 2a-2c beschrieben.

Beim Löschen wird die Targetspannung V_TE auf ein Niveau von +20 V angehoben, wie in Fig. 2a gezeigt ist, wo rier Bereich zwischen

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den gestrichelten Linien 25 und 26 die leitfähige Siliziumunterlage 11, die gestrichelte Linie 26 die Grenzfläche zwischen dem Vakuumspalt und der leitfähigen Siliziumunterlage, der Bereich zwischen den Linien 26 und 27 den Vakuumspalt, die gestrichelte Linie 27 die Grenzfläche zwischen dem Vakuumspalt und dem Streifen 12, der Bereich zwischen den Linien 27 und 28 den Isolationsstreifen 12 die Linie 28 die Oberfläche des Streifens 12 darstellt. Es ist zu beachten, daß die Abstände zwischen den Linien 25 bis in den Fig. 2a-2c zur Verdeutlichung vergrößert dargestellt sind. Die Kurve C zeigt die Potentialverteilung über der Speicherplatte, wobei der Kurvenabschnitt 28a die Potentialverteilung über der leitfähigen Siliziumunterlage 21, der Kurvenabschnitt 28b die Potentialverteilung über dem Vakuumspalt G und der Kurvenabschnitt 28c die Potentialverteilung über dem Streifen 12 darstellt. Es ist zu beachten, daß der Spalt G ein Vakuumspalt ist, da die Speicherröhre einen evakuierten Kolben aufweist, der evakuiert ist, so daß die Dielektrizitätskonstante im Bereich des Spaltes G die des Vakuums ist.

Wenn die Targetspannung V_ auf dem zum Löschen erforderlichen Niveau gehalten wird, und bevor Löschvorgänge ausgelöst werden, sei angenommen, daß keine Ladung über dem Spalt G und über dem Streifen 12 auftritt, wie durch die gestrichelte Linie 29 angedeutet ist. Während die Targetspannung auf +20 V gehalten wird, wird der Elektronenstrahl 13 so gesteuert, daß er die Speicherplatte abtastet. Da das durch die gestrichelte Linie 29 dargestellte Oberflächenpotential positiv ist, werden Elektronen auf der Oberfläche gesammelt, um das Oberflächenpotential in zunehmendem Maße negativ zu machen, wie durch die gestrichelten Kurven 30,31,32,33 und 3^ angedeutet ist. Schließlich sind genügend Elektronen auf der Gitteroberfläche 28 gespeichert, um das Oberflächenpotential auf den Punkt 35 zu bringen. Der Punkt 35 liegt bei 0 V oder dem Kathodenbezugspotential. Da die Kathode auf dem Bezugspotential gehalten wird, werden von der Oberfläche des Streifens 12 keine weiteren Elektronen angenommen, so daß die endgültige Potentialverteilung über dem Streifen 12 und dem Vakuumspalt G so aussieht, wie durch die Kurvenabschnitte 28c und 28b

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respektive andeutet ist. Es ist ersichtlich, daß der Hauptteil der Potentialdifferenz über dem Vakuumspalt G vorhanden ist, weil seine Kapazität viel geringer als die Kapazität des Streifens 12 ist.

Beim Schreiben (Fig. 2b) wird die Targetspannung auf das zum Schreiben erforderliche Niveau Vm_W angehoben, welches in typischen Fällen in der Größenordnung von +300 V ist. Da die Spannungsverteilung über dem Spalt G und dem Streifen 12 sich nicht augenblicklich ändern kann, wird das Spannungsniveau an der Grenzfläche

27 und an der Oberfläche 28 um einen gleichen Betrag angehoben, so daß das Spannungsniveau an der Fläche 28 in der Größenordnung von +280 V liegt. Fig. 2b zeigt die Kurvenabschnitte 28a¹, 28b' und 28c¹ als im wesentlichen identisch mit den Kurvenabschnitten 28a, 28b und 28c von Fig. 2a mit der Ausnahme, daß diese Kurvenabschnitte aufgrund der Anhebung der Targetspannung nach oben verschoben sind.

Wie oben ih Zusammenhang mit Fig. 1 wurde, erhöht das höhere Oberflächenpotential an der Fläche 28 die Geschwindigkeit der Elektronen in dem Strahl 13, so daß die Elektronen auf der Oberfläche

28 mit einem Impuls auftreffen, der ausreicht, um eine größere Zahl von Elektronen herauszustoßen als von der Oberfläche von dem Strahl 13 aufgenommen werden. Dadurch wird die Oberfläche mehr positiv gemacht, wobei die Anhebung in dem positiven Potentialniveau, wie sie beispielsweise durch die Punkte 35' und 35" in Fig. 2b gezeigt sind, eine Funktion der Modulationsspannung ist, die an das Steuergitter G₁ der Elektronenquelle der Speicherröhre angelegt wird.

Nach Beendigung des Schreibvorgangs ist auf der Fläche 28 ein Ladungsmuster gespeichert, das ein Oberflächenpotential erzeugt, welches das zu speichernde Bild darstellt. Um das Bild sichtbar zu machen, wird die Speicherröhre auf Lesen umgeschaltet, worauf die Targetspannung V_TR auf einen Wert in der Größenordnung von +10 V herabgesetzt wird. Da die Ladung und die elektrische Feldverteilung über dem Spalt G und dem Streifen 12 sich nicht ändert,

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werden die Spannungsniveaus an der Fläche 28 und der Grenzfläche 27 um einen gleichen Betrag herabgesetzt, so daß das Spannungsniveau an der Fläche 28 in typischen Fällen im Bereich von -10 bis -5 V liegt. Um das gespeicherte Bild auszulesen und sichtbar anzuzeigen, wird eine konstante Spannung an das Steuergitter G₁ angelegt und der Elektronenstrahl wird so gesteuert, daß er die Speicherplatte abtastet. Wenn der Elektronenstrahl in den Bereich einer Stelle auf der Fläche 28 kommt, die bei -10 V liegt, werden die Elektronen in dem Strahl vollständig abgestoßen und daran gehindert, auf den freiliegenden Oberflächenbereich 21b des Siliziums unmittelbar neben der Stelle aufzutreffen, an der dieser spezielle Wert des Oberflächenpotentials vorhanden ist, so daß kein Targetstrom I_T gemessen wird. Wenn der Elektronenstrahl einen Bereich abtastet, wo das Oberflächenpotential positiver ist (das heißt mehr bei 0 V liegt), ist der abstoßende Effekt des Oberflächenpotentials herabgesetzt, so daß die Elektronen in dem Strahl den freiliegenden Oberflächenbereich 21b des Siliziums neben dieser Stelle treffen, wo das spezielle Oberflächenpotential vorhanden ist, wobei je mehr Elektronen auf der Fläche 21b auftreffen können desto positiver das Oberflächenpotential ist. Der Targetstrom, der zu diesem Zeitpunkt gemessen wird, ist größer als Null und proportional zu dem Wert des Oberflächenpotentials, wobei der Targetstrom umso größer ist, je positiver das Oberflächenpotential ist.

Das gespeicherte Bild kann dadurch sichtbar gemacht werden, daß man den Elektronenstrahl einer Anzeigeeinrichtung mit einer Kathodenstrahlröhre mit einem Spannungssignal moduliert, das von dem Targetstrom der Speicherröhre abgeleitet ist, während die Anzeigeeinrichtung synchron mit der Abtastung der Speicherplatte 20 durch den Strahl 13 abgetastet wird.

Obwohl das gespeicherte Ladungsmuster nicht gleichförmig ist (das Muster ist eine Funktion des gespeicherten Bildes), wird das Oberflächenpotential des gespeicherten Musters an allen Punkten auf dem Targetgitter vorzugsweise negativ gegenüber der Kathode gehalten. Da die Kathode 15 auf einem Bezugspotential von 0 V gehalten wird, stößt die Oberfläche 28 Elektronen ab und verhindert,

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daß diese auf dem Gitter auftreffen, so daß das dort gespeicherte Ladungsmuster selbst nach mehreren Lesevorgängen erhalten bleibt.

Die erhebliche Verbesserung in der Speicherzeit bei der Speicherröhre mit der in Fig. 2 gezeigten Speicherplatte ist am besten aus einer Betrachtung von Pig. 2c verständlich. Es sei angenommen, daß die Targetspannung auf dem Leseniveau gehalten wird, das in der Größenordnung von +10 V liegt. Die Kurvenabschnitte 28a", 28b" und 28c" stellen die Potentialverteilung über der Speicherplatte dar.

Bei Speicherplatten der in Fig. 1 gezeigten Art sind die Streifen 12 offenbar in direktem Kontakt mit der leitfähigen Siliziumunterlage 11, so daß die Spannungsverteilung durch die gestrichelte Kurve 37 von Fig. 2c dargestellt werden kann, wobei die Bereiche 12 und G als Siliziumdioxidschicht betrachtet werden. Es sei angenommen, daß die Siliziumdioxidschicht einer Ionisierungsstrahlung ausgesetzt ist, weil der Elektronenstrahl auf das Gitterverzögerungsnetz auftrifft, so daß die Ionisierungsstrahlung die Leitfähigkeit der Siliziumdioxidschicht erheblich vergrößert. Da die Grenzfläche zwischen dem Siliziumdioxid und dem leitfähigen Silizium, die durch die gestrichelte Linie 26 dargestellt ist, positiver als die Fläche 28 ist, und da die Beweglichkeit der Elektronen durch die Siliziumdioxidschicht verbessert wird, werden Elektronen auf der Oberfläche 28 zu dem positiveren Niveau (+10 V) an der Grenzfläche 26 hingezogen, so daß die Fläche 28 immer mehr positiv wird, wie durch die gestrichelten Linien 38 und 39 dargestellt ist, so daß das gespeicherte Bild immer blasser wird und schließlich verloren geht. Messungen an Röhren haben gezeigt, daß die Speicherzeiten von Speicherplatten der in Fig. 1 gezeigten Art in typischen Fällen im Bereich von 5 bis 15 Minuten liegen.

Wenn nun die Speicherplatte der in Fig. 2 gezeigten Art einer Ionisierungsstrahlung von ähnlichem Niveau ausgesetzt wird, so daß die -Leitfähigkeit der Schicht 12 erhöht wird, kann man sehen, daß keine Leitung von Ladung über dem Vakuumspalt G erfolgt, obwohl das Spannungsniveau an der Grenzfläche 27, welches durch die Punkte ¹Io, 40' und 40" in Fig. 2c dargestellt ist, negativer als

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das Potential an der Grenzfläche 26 ist. Polglich läßt das elektrische Feld in dem Isolierstreifen 12 über einen Ladungstransport zwischen der Fläche 28 und der Grenzfläche 27 nur in verhältnismäßig geringem Maße nach, so daß sich die Kurven 28b* ", 28c¹¹¹ und 28b" "-28c"" ergeben.

Selbst diese kleine Feldrelaxation in dem Streifen 12 kann unter Verwendung eines Materials für die Schicht 12, das im wesentlichen gegen die Ionisierungsstrahlung unempfindlich ist, auf ein Minimum herabgesetzt werden. Geeignete Materialien, die für diesen Zweck verwendet werden können, sind Siliziumnitrid, Aluminiumoxid und Siliziumoxynitrid. Es hat sich gezeigt, daß die Unempfindlichkeit dieser Materialien gegen Strahlung eine weitere Verbesserung bezüglich der Bildspeicherzeit ergibt. Messungen an tatsächlichen Ausführungen solcher Speicherröhren haben gezeigt, daß bei einer Speicherplatte mit Siliziumnitrid als Schicht 12 eine Speicherzeit in der Größenordnung von einer Stunde hat. Es hat sich ferner gezeigt, daß das Löschniveau über Stunden sehr stabil bleibt.

Der Zwischenraum oder der Spalt zwischen der Fläche 28 des Gitters und der Oberfläche 21b des leitfähigen Siliziums erhöht die Schreibgeschwindigkeit, weil die Kapazität auf ein Minimum herabgesetzt wird. Daher sind weniger Elektronen auf der Fläche 28 erforderlich, um das Grenz-Oberflächenpotential zu erreichen und den Strom daran zu hindern, daß er die freiliegenden, leitfähigen Oberflächen 21b erreicht.

Die Speicherplatte 20 von Fig. 2 kann durch Ätzen eines leitfähigen Siliziummaterials in einer solchen Weise hergestellt werden, daß die Sockel aus dem Silizium bestehen. Um die Schichten 12 zu isolieren und die Kapazität auf ein Minimum herabzusetzen, werden die Sockel genügend dünn gemacht. Eine Alternative, neuartiger Lösung, die das Erfordernis der Ätzung des leitfähigen Siliziums vermeidet, besteht darin, daß eine Schicht aus einem Material zwischen der gegenüber der Strahlung unempfindlichen Schicht und dem Siliziumsubstrat 21 vorgesehen wird, wobei die Zwischenschicht dann weggeätzt werden kann, um einen kleinen

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Sockel zu erzielen. Dieses Verfahren wird nun anhand der Fig. 3a-3c beschrieben.

Fig. 3a zeigt eine vielschichtige Anordnung 50, die aus einer Schicht aus leitfähigem Silizium 51 j einer Schicht 52 aus Siliziumdioxid, einer Schicht 53 aus Siliziumnitrid und einer Schicht 5¹J aus Siliziumdioxid besteht. Die Dicken der Schichten 52, 53 und 54 liegen in typischen Fällen bei 1,0 ,um, 0,2 um bzw. 0,2 um, obwohl auch andere Dickenwerte angewendet werden können, die von den angegebenen Werten abweichen. Ein geeigneter Photolack 55 wird in einem Streifenmuster als Maske aufgebracht. Die Anordnung wird unter Verwendung eines gepufferten HF-Ätzmittels geätzt, welches die freiliegenden Teile des Siliziumdioxids in der Schicht 54 wegätzt, um Streifen zu bilden, wie in Fig. 3b gezeigt ist. Der Photolack 55 wird dann entfernt, und die Siliziumnitridschicht wird unter Verwendung einer heißen Phosphorsäure geätzt. Die Siliziumdioxidstreifen 54, die chemisch durch die Phosphorsäure nicht angefriffen werden, dienen als Maske, so daß das Ätzmittel (Phosphorsäure) nur die freiliegenden Bereiche der Siliziumnitridschicht wegätzen, um das in Fig. 3c gezeigte Muster zu bilden.

Unter Verwendung der bekannten Ätzgeschwindigkeit von Siliziumdioxid wird die Anordnung dann in einem HF-Ätzmittel geätzt, bis die Siliziumdioxidschicht 52 "hinterschnitten" ist, so daß der Hauptteil der Siliziumnitridschicht 53 isoliert ist. Der Ätzvorgang wird fortgesetzt, bis die Hinterschneidung die Sockel 52 bildet, wie sie in Fig. 3d gezeigt sind. Es ist zu beachten, daß bei diesem Ätzvorgang gleichzeitig die maskierende Oxidschicht 54 entfernt wird, so daß die Oberflächen des Siliziumnitrids ebenfalls freiliegen, wie in Fig. 3d gezeigt ist. Auf diese Weise wird die neuartige Speicherplatte von Fig. 3d hergestellt, die eine leitfähige Siliziumunterlage 51 aufweist, welche einen Sockel 52 aus Siliziumdioxid hat, der die Siliziumnitridstreifen 53 in der gezeigten Weise trägt. Das beschriebene Verfahren gestattet eine genaue Kontrolle über die Dicke G des Spaltes, in dem man einfach die Dicke der Schicht 52 steuert.

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Obwohl in der Anordnung gemäß Fig. 3d die Streifen 53 aus Siliziumnitrid bestehen, ist zu beachten, daß auch ein anderes, im wesentlichen gegen eine Ionisierungsstrahlung unempfindliches Material verwendet werden kann. Andere geeignete Materialien sind Aluminiumoxid und Siliziumoxynitrid. Alternativ können die Streifen 53 von Fig. 3d aus einem Material gebildet sein, das nicht beständig gegen Ionisierungsstrahlung ist, beispielsweise aus Siliziumdioxid. In diesen Fällen können die Sockel aus einem gegen die Strahlung unempfindlichen Material hergestellt sein, um Streifen zu tragen, die ihrerseits aus einem gegenüber der Ionisierungsstrahlung empfindlichen Material bestehen. Obwohl die Streifen und die Sockel so dargestellt sind, daß sie jeweils aus einem einzigen Material bestehen, können sie jeweils aus mehreren Schichten oder aus Kombinationen mehrerer Materialien bestehen.

Während eine bevorzugte Anordnung des Targetgitters darin besteht, daß die Streifen länglich sind und unter Abständen parallel zueinander liegen, ist zu beachten, daß auch andere Anordnungen verwendet werden können. Eine andere Anordnung besteht beispielsweise aus kleinen, rechteckigen oder quadratischen Feldern, die jeweils von einem getrennten Sockel getragen werden und die in einer Matrixanordnung mit M Spalten und N Reihen angeordnet sind.

Die Fig. 4a und 4b zeigen weitere, bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung. Fig. 4a zeigt eine perspektivische Darstellung einer Speicherplatte 60, die aus einem Substratteil 61 mit einer leitfähigen Schicht 62 auf einer Oberfläche besteht. Es ist zu beachten, daß die leitfähige Schicht 62, die beispielsweise aus Silizium bestehen kann, entweder einstückig mit dem Substratteil 61 (das heißt sowohl der Substratteil 6l als auch die Schicht 62 bestehen aus Silizium) ausgebildet sein können, oder der Substratteil kann aus einem anderen Material bestehen. Die leitfähige Siliziumschicht 62 kann beispielsweise die Form einer Silizium-Dünnschicht haben, die über einem Substratteil 61 aufgebracht ist, der aus einem Saphir besteht. Mehrere unter Abstand angeordnete, im wesentlichen parallel des Sockel 63 sind auf der leitfähigen Schicht 62 in der gezeigten Weise angeordnet. Nur zwei solche

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Sockel sind in Pig. 4a zur Vereinfachung gezeigt. Jeder der schmalen Sockel 63 trägt jeweils einen Streifen 64 positioniert und trägt jeweils einen Streifen 64, wobei die Streifen ebenfalls vorzugsweise unter Abständen und parallel zueinander angeordnet sind, so daß ein Bereich 62a der leitfähigen Schicht zwischen den nebeneinanderliegenden Kanten der Streifen frei liegt. Die Streifen 64, 64 dienen als Ladungsspeicherbereiche einer in einer Ebene liegenden Gitteranordnung. Die Sockel können entweder aus einem für Strahlung empfindlichen Material, dessen elektrische Leitfähigkeit in Anwesenheit von Ionisierungsstrahlung größer wird, oder alternativ aus einem gegen Strahlung unempfindlichen Material bestehen, dessen elektrische Leitfähigkeit in der Anwesenheit von Ionisierungsstrahlung im wesentlichen unverändert bleibt. Geeignete Materialien können aus den oben erwähnten Materialien ausgewählt werden. Entsprechend können die Streifen 64, 64 auch aus einem Isoliermaterial bestehen, das entweder gegen Strahlung empfindlich oder strahlungsunempfindlich ist.

Fig. 4b zeigt ein .anderes, bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem entsprechende Elemente wie in Fig. 4a die selben Bezugszahlen tragen. In dem Ausführungsbeispiel 60' von Fig. 4b haben die Sockel 63c die Form von Pfosten, die jeweils zur Abstützung eines Ladungsspeicherelementes dienen, das beispielsweise eine rechteckige Form haben kann, wie gezeigt ist. Es ist zu beachten, daß zum Zwecke der Vereinfachung nur zwei typische Ausführungen des Sockels und der Ladungsspeicherelemente 63' und 64' gezeigt sind, während die Speicherplatte mit einem Muster solcher Teile über ihrer gesamten Oberfläche versehen ist, die dem Elektronenstrahl ausgesetzt ist. Es ist ferner zu beachten, daß die einzelnen Ladungsspeicherlelemente 64· verschiedene Formen haben und beispielsweise rechteckig, quadratisch, dreieckig, kreisförmig usw. ausgebildet sein können.

Durch die Erfindung wird eine neuartige Speicherplatte für die Verwendung in elektronischen Speicherröhren angegeben, bei der das Gitter durch Sockel, die sich zwischen den Gittergliedern und der leitfähigen Schicht der Speicherplatte erstrecken, unter Abstand

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gehalten und getragen werden, so daß die Speicherzeit der Speicherplatte erheblich verbessert, die Löschzeit beachtlich reduziert und eine elektronische Speicherröhre geschaffen wird, die ' eine Anzeige mit einer hohen Auflösung erzeugen kann.

Ferner ist ein neuartiges Verfahren zur Herstellung solcher Speicherplatten beschrieben, wobei die Geometrie und die Abmessungen der Speicherplatten sehr genau gesteuert werden können.

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Claims

Patentans ρ r ü c h e

ί1./Speicherplatte für eine elektronische Speicherröhre, dadurch gekennzeichnet, daß in der leitfähigen Schicht (51, 6l) mehrere isolierende Ladungsspeicherbereiche (53> 64) und mehrere Sockel (52, 63), die die Ladungsspeicherbereiche von der leitfähigen Schicht isolieren, vorgesehen sind, wobei die Sockel (52, 63) einen Bruchteil der Oberfläche auf einer Seite der leitfähigen Schicht (51, 61) einnehmen, daß die Sockel (52, 63) wenigstens eine Schicht aus einem isolierenden Material aufweisen und einen unteren Abschnitt nahe bei und in Kontakt mit der einen Seite der leitfähigen Schicht und einen oberen Teil aufweist, der einen vorbestimmten Abstand von der einen Seite der leitfähigen Schicht hat, daß die isolierenden Ladungsspeicherbereiche jeweils eine Dicke von wenigstens einer Schicht aus Isoliermaterial und einander gegenüberliegende, erste und zweite Seiten aufweisen, wobei ein Teil der zweiten Seite des Speicherbereiches neben und in Kontakt mit dem oberen Teil eines zugeordneten Sockels (52, 63) ist und von der leitfähigen Schicht (51, 61) einen der Höhe des Sockels entsprechenden Abstand hat, und daß die ersten Seiten der Speicherbereiche als Ladungsspeicherfläche dienen.
2. Speicherplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Schicht der Sockel (52, 63) aus einem strahlungsunempfindlichen Isoliermaterial besteht, desaen Leitfähigkeit in der Anwesenheit von Ionisationsstrahlung im wesentlichen unverändert bleibt.
3· Speicherplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht der Ladungsspeicherbereiche (53, 64) aus einem strahlungsunempfindlichen Isoliermaterial besteht, dessen Leitfähigkeit in Anwesenheit einer Ionisierungsstrahlung im wesentlichen unverändert bleibt.

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4. Speicherplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Schicht (51, 6l) aus Silizium besteht.
5. Speicherplatte für elektronische Speicherröhren, dadurch gekennzeichnet, daß eine leitfähige Schicht (51, 61), mehrere isolierende Ladungsspeicherbereiche (53, 64) und mehrere Sockel (52, 63) vorgesehen sind, wobei die^ Sockel einen Bruchteil der Fläche auf einer Seite der leitfähigen Schicht (51» 6l) einnehmen, daß die Sockel (52, 63) aus einem leitfähigen Material bestehen und einen unteren Teil angrenzend an und in Kontakt mit der einen Seite der leitfähigen Schicht (51, 6l) und einen oberen Teil haben, der unter einem vorbestimmten Abstand von der einen Seite der leitfähigen Schicht (51, 6l) liegt, daß die isolierenden Ladungs-Speicherbereiche jeweils eine Dicke von wenigstens einer Schicht aus strahlungsunempfindlichem, isolierendem Material haben, dessen Leitfähigkeit in Anwesenheit einer lonisierungsstrahlung im wesentlichen unverändert bleibt, und daß die LadungsSpeicherbereiche gegenüberliegende, erste und zweite Seiten haben, wobei ein Teil der zweiten Seite des Speicherbereiches angrenzend an und in Kontakt mit dem oberen Teil eines zugeordneten Sockels (52, 63) ist und von der leitfähigen Schicht (51, 6l) einen der Höhe des Sockels entsprechenden Abstand hat, und daß die ersten Seiten der Speicherbereiche als Ladungsspeicherbereiche geeignet sind.
6. Speicherplatte nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Schicht (51, 61) Silizium ist.
7. Speicherplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sockel (52, 63) aus Silizium bestehen und aus der leitfähigen Siliziumschicht herausgearbeitet sind.
8. Elektronische Speicherröhre mit einer Speicherplatte nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre ferner eine Einrichtung aufweist, um ein Signal an die Speicherplatte anzulegen, wodurch eine gewünschte Speicheriadungsverteilung auf den Ladungsspeicherbereichen erzeugt wird, und daß eine Einrichtung zum Messen der gespeicherten Ladungsverteilung auf der Speicherplatte vorgesehen ist.

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9. Speicherplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das strählungsunempfindliche Isoliermaterial aus einer Gruppe von Materialien gewählt ist, die Siliziumnitrid, Aluminiumoxid und Siliziumoxynitrid aufweist.
10. Speicherplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das strahlungsunempfindliche Isoliermaterial aus der Gruppe Siliziumnitrid, Aluminiumoxid und Siliziumoxynitrid gewählt ist.
11. Speicherplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht der Ladungsspeicherbereiche, die als erste Seite der Ladungsspeicherung dient, aus einem Material besteht, das einen hohen Sekundäremissionskoeffizienten hat.
12. Speicherplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungsspeicherschicht aus einem Material besteht, das aus der Gruppe Siliziumdioxid und Aluminiumoxid gewählt ist.
13. Speicherplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der LadungsSpeicherbereich aus einer ersten und einer zweiten S.chicht aus Isoliermaterial besteht, wobei die erste Schicht eine erste Seite für die Ladungsspeicherung und eine zweite Seite hat, die angrenzend an und in Kontakt mit einer Seite der zweiten Schicht des Materials angeordnet ist, während die zweite Materialschicht eine zweite Seite hat, von der ein Teil angrenzend an und in Kontakt mit dem Sockel angeordnet ist, und daß die erste Schicht ein Material mit einem guten Sekundäremissionskoeffizienten und die zweite Schicht ein strahlungsunempfindliches Material aufweist, dessen elektrische Leitfähigkeit in Anwesenheit einer Ionisierungsstrahlung im wesentlichen unverändert bleibt.
14. Speicherplatte nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht ein Material ist, das aus der Gruppe Siliziumdioxid und Aluminiumoxid gewählt ist.
15. Speicherplatte nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht ein Material ist, das aus der Gruppe gewählt ist, die Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid und Aluminium-

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oxid aufweist.
16. Speicherplatte nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, . daß die erste Schicht ein Material ist, das aus der Gruppe gewählt ist, die Siliziumdioxid und Aluminiumoxid aufweist, und daß die zweite Schicht ein Material ist, das aus der Gruppe gewählt ist, die Aluminiumnitrid, Siliziumoxynitrid und Aluminiumoxid aufweist.
17. Speicherplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ladungsspeicherbereich aus einer einzigen Schicht Aluminiumoxid besteht und daß die Sockel aus Siliziumdioxid bestehen,
18. Speicherplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ladungsspeicherbereich aus einer einzigen Schicht Siliziumnitrid besteht und daß die Sockel aus Siliziumdioxid bestehen.
19. Speicherplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungsspeicherbereiche aus einer einzigen Schicht aus einem Material bestehen, das aus der Gruppe gewählt ist, die Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid und Aluminiumoxid aufweist, und daß der Sockelbereich aus Silizium besteht.
20. Speicherplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungsspeicherbereiche aus einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht aus Isoliermaterial bestehen, wobei die erste Schicht eine Ladungsspeicherfläche aufweist und aus Aluminiumdioxid besteht und die zweite Schicht aus einem Material besteht, das aus der Gruppe gewählt ist, die Siliziumnitrid, Aluminiumoxid und Siliziumoxynitrid aufweist, und daß der Sockelbereich aus Silizium besteht.
21. Speicherplatte nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Sockel Siliziumdioxid bestehen.
22. Speicherplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Ladungsspeicherbereiche aus Siliziumdioxid und die Sockel aus Siliziumnitrid bestehen.
23· Speicherplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungsspeicherbereiche aus Siliziumdioxid und die Sockel aus Aluminiumoxid bestehen.
24. Speicherplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des oberen Teiles des Sockels im Bereich von 5 Prozent bis 50' Prozent der Fläche des darüberliegenden Ladungsspeicherbereiches liegt, mit dem er in Kontakt steht und den er trägt.
25. Speicherplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Muster der Ladungsspeicherbereiche Streifen aufweist.
26. Speicherplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Muster der Ladungsspeicherbereiche inselartige Flächen sind, die voneinander durch offene Bereich getrennt sind, in denen die leitfähige Schicht freiliegt.
27. Speicherplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Muster der Ladungsspeicherbereiche ein Lochgitter ist, bei dessen Löcher die leitfähige Schicht freiliegt.
28. Elektronische Speicherröhre mit einer Speicherplatte nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, um ein Signal an die Speicherplatte anzulegen, um eine gewünschte, gespeicherte Ladungsverteilung auf den Ladungsspeicherbereichen aufzubauen, und durch eine Einrichtung, um die gespeicherte Ladungsverteilung auf der Speicherplatte auszumessen.
29. Speicherplatte für elektronische Speicherröhren, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine leitfähige Schicht £51, 61) mit einer ersten Oberfläche, ein Muster isolierender Ladungsspeichereinrichtungen und Sockel (52, 63) vorgesehen sind, die sich von der ersten Oberfläche nach oben er-

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strecken und die Speicherbereiche unter Abstand oberhalb der Oberfläche der leitfähigen Schicht (51, 61) tragen, wobei die Sockel (52, 63) die übertragung von Ladung von den Ladungsspeicherbereichen zu der leitfähigen Schicht im wesentlichen verhindern.
30. Speicherplatte nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Sockel (52, 63) eine Einschnürung zwischen den Ladungsspeicherbereichen und der leitfähigen Schicht aufweisen, die die übertragung von Ladung durch den Sockel verhindert.
31. Speicherplatte nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Sockel aus einem strahlungsunempfindlichen, isolierenden Material bestehen, dessen elektrische Leitfähigkeit bei Anwesenheit von Ionisierungsstrahlung im wesentlichen unverändert bleibt.
32. Speicherplatte nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Schicht (51, 61) und die Sockel (52, 63) aus dem selben Material bestehen.
33· Verfahren zur Herstellung von Speicherplatten für elektronische Speicherröhren, dadurch gekennzeichnet, daß:

a) eine leitfähige Schicht hergestellt wird,

b) daß ein Muster aus Bereichen gebildet wird, die wenigstens eine Schicht aus einem strahlungsunempfindlichen, isolierenden Material aufweisen, dessen Leitfähigkeit in Anwesenheit von Ionisierungsstrahlung der leitfähigen Schicht im wesentlichen unverändert bleibt, wobei die leitfähige Schicht freiliegende Oberflächenbereiche hat, die zwischen je zwei aneinander angrenzenden, isolierenden Bereichen liegen, und

c) daß die freiliegenden Bereiche der leitfähigen Schicht geätzt werden, um flache Ausnehmungen zu bilden, deren Grundflächenabschnitte unter Abstand unterhalb der Grenzfläche zwischen dem isolierenden Material und der leitfähigen Schicht liegen, und daß bei dem Ätzen die Isolierungsbereiche hinterschnitten werden, um leitfähiges Material unter den Bereichen zu entfernen und schlanke Sockel zu bilden, die die Isolierungsbereiche auf der leitfähigen Schicht tragen.

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34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Schicht aus leitfähigem Silizium hergestellt wird.
35· Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus strahlungsbeständigem, isolierendem Material Siliziumnitrid ist.
36. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht des strahlungsbeständigen, isolierenden Materials Siliziumoxynitrid ist.
37. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht des strahlungsbeständigen, isolierenden Materials Aluminiumoxid ist.
38. Verfahren «ur Herstellung von Speicherplatten für elektronische Speicherröhren, insbesondere nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß:

a) eine leitfähige Schicht hergestellt wird,

b) daß ein Muster aus Ladungsspeicherbereichen gebildet wird, die eine erste, eine zweite und eine dritte Schicht aus isolierendem Materialien auf der leitfähigen Schicht aufweisen, wobei die erste Schicht in Kontakt mit der leitfähigen Schicht steht, das isolierende Material der zweiten Schicht von den Isoliermaterialien verschieden ist, die zur Bildung der ersten und zweiten Schicht verwendet werden,

c) daß eine Maske aus Photolack in einem vorbestimmten Muster auf der dritten Schicht hergestellt wird,

d) daß die Teile der dritten Schicht, die nicht von der Maske bedeckt sind, geätzt werden, um die Bereiche der zweiten Schicht unterhalb der entfernten Bereiche der dritten Schicht freigelegt werden,

e) daß die freiliegenden Bereiche der zweiten Schicht durch ein Ätzmittel entfernt werden, das die dritte Schicht nicht beeinflußt, wobei der Ätzvorgang fortgesetzt wird, bis die Bereiche der ersten Schicht unmittelbar unterhalb den entfernten Bereichen der zweiten Schicht freiliegen,

f) daß die freiliegenden Bereiche der ersten Schicht durch

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ein Ätzmittel entfernt werden, das keine Wirkung auf die zweite Schicht hat, bis die Bereiche der leitfähigen Schicht unmittelbar unterhalb der entfernten Bereiche der zweiten Schicht freiliegen,, und daß der Ätzvorgang fortgesetzt wird, bis das Ätzmittel die erste Schicht wenigstens teilweise unterhalb der zweiten Schicht hinterschneidet, um schlanke Sockel für die erste Schicht zu bilden, wobei die Sockel als Träger für die zweite Schicht oberhalb der leitfähigen Schicht dienen, und die Kontaktbereiche der Sockel mit der zweiten Schicht klein genug sind, um eine übertragung elektrischer Ladung von der zweiten Schicht zu der leitfähigen Schicht durch die Sockel im wesentlichen zu verhindern.
39· Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verfahrensschritt (f) die restlichen Teile der dritten Schicht von der Speicherplatte entfernt werden.
40. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Schicht aus leitfähigem Silizium gebildet wird.
41. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht, aus der die Sockel hergestellt werden, ein strahlungsunempfindliches, isolierendes Material aufweist, das im wesentlichen unempfindlich gegen Ionisierungsstrahlung ist.
42. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das strahlungsunempfindliche, isolierende Material Siliziumnitrid ist.
43. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das strahlungsunempfindliche Material Siliziumoxynitrid ist.
44. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das strahlungsunempfindliche Material Aluminiumoxid ist.
45. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht und die zweite Schicht aus Siliziumdioxid bestehen.
46. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht eine Dicke im Bereich von 0,05 Aim bis 2 u m hat.

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47. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht eine Dicke im Bereich von 0,05 ,um bis 2 u m hat.
48. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des Sockels in Kontakt mit dem darüberliegenden Ladungs-Speicherbereich im Bereich von 5 Prozent bis 50 Prozent der Fläche
des darüberliegenden Ladungsspeicherbereiehes ist.
49« Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht aus einem ladungsunempfindlichen, isolierendem Material besteht, dessen elektrische Leitfähigkeit in Anwesenheit
einer Ionisierungsstrahlung im wesentlichen unverändert bleibt.
50. Verfahren nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß das strahlungsunempfindliche, isolierende Material aus der Gruppe gewählt ist, die Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid und Aluminiumoxid
aufweist.
51. Verfahren nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht aus Siliziumdioxid besteht.
52. Verfahren nach Anspruch 33 oder 38, dadurch gekennzeichnet, daß das Muster der Ladungsspeicherbereiche aus Streifen besteht, die voneinander durch offene Bereiche getrennt sind, die die darunterliegende leitfähige Schicht freilegen.
53. Verfahren nach Anspruch 33 oder 38, dadurch gekennzeichnet, daß das Muster aus inselartigen dicken Flächen von Ladungsspeicherbereichen gebildet ist-, die voneinander durch offene Bereiche getrennt sind, die die darunterliegende, leitfähige Schicht freilegen.
54. Verfahren nach Anspruch 33 oder 38, dadurch gekennzeichnet, daß das Muster der Ladungsspeicherbereiche durch ein Lochgitter gebildet wird, dessen Öffnungen die darunterliegende leitfähige
Schicht freilegen.
55. Speicherplatte für elektronische Speicherröhren, insbe-

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sondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine leitfähige Schicht (51» 6l), mehrere isolierende Ladungsspeicherbereiche (53, 64) und mehrere Sockel (52, 63), die die Ladungsspeicherbereiche von der leitfähigen Schicht isolieren, vorgesehen sind, daß die Sockel einen Teil der Oberfläche auf einer Seite der leitfähigen Schicht einnehmen, daß die Sockel einen unteren Teil angrenzend an und in Kontakt mit der leitfähigen Schicht auf der einen Seite und einen oberen Teil haben, der einen vorbestimmten Abstand von.der einen Seite der leitfähigen Schicht hat, daß die isolierenden Ladungsspeicherbereiche jeweils eine Dicke von wenigstens einer Schicht aus isolierendem Material und eine erste und eine zweite Oberfläche haben, wobei ein Teil der zweiten Oberfläche des Speicherbereiches angrenzend an und in Kontakt mit dem oberen Teil des zugeordneten Sockels angeordnet ist und von der leitfähigen Schicht einen der Höhe des Sockels entsprechenden Abstand hat, und daß die erste Oberfläche der Speicherbereiche geeignet ist, als Ladungsspeicherfläche zu dienen.

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JA

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