DE2449400A1

DE2449400A1 - Aufnahmeroehre

Info

Publication number: DE2449400A1
Application number: DE19742449400
Authority: DE
Inventors: Jan Dieleman; Arthur Marie Eugen Hoeberechts
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1973-10-27
Filing date: 1974-10-17
Publication date: 1975-04-30
Also published as: NL7314804A; FR2249431B1; CA1012197A; IT1025182B; USB515455I5; US3982149A; JPS5324282B2; GB1481981A; BR7408875D0; JPS5080717A; FR2249431A1; ES431351A1

Description

PIIN. 7203 KLAM/JY/JB

M. DAVID 24A94UÜ

«,ie: PHN- 7203

A..n-._tidu-.-._s vom. 15. Okt. 1974

"Auf I) ahme r öhr ο " .

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufnahmeröhre mit einer Elektronenquelle und einer von einem von dieser Quelle herrührenden Elektronenstrahl abzutastenden Auftreffplatte, die durch eine Strahlung empfangende Siliciumschicht gebildet wird, die auf einer von dem Elektronenstrahl abzutastenden Seite mit einer chalkogenhaltigen Schicht versehen ist, die einen HeteroÜbergang mit der Siliciumschicht bildet. Unter "Strahlung" ist hier elektromagnetische Strahlung, sowohl im sichtbaren als auch im kurzwelligen und langwelligen Teil des Spektrums, sowie Korpuskularstrahlung zu verstehen, für die das Silicium empfindlich ist. Zu den Chalkogen gehören hier Schwefel, Selen und Tellur. Ein HeteroÜbergang ist ein Übergang zwischen zwei Schichten aus Stoffen mit,

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abgesehen von etwa vorhandenen Dotierungsstoffen, verschiedenen chemischen Zusammensetzungen.

Aufnahmeröhren der eingangs genannten Art sind in der Literatur bereits mehrfach beschrieben. Andere bekannte Röhren haben z.B. Auftreffplatten, die auf der von Elektronenstrahl abzutastenden Seite mit einem Diodenmosaik versehen sind, wobei die Dioden durch ein Material, das mit einer Isolierschicht überzogen ist, voneinander getrennt sind. Auftreffplatten mit Diodenmosaiken weisen oft den Nachteil des Einbrenners durch in der Aufnahmeröhre erzeugte Röntgenstrahlen und des sogenannten "MOS-Blooming" (= Überstrahlung) auf, wobei durch Kanalbildung unter der Oxidschicht, insbesondere bei verhältnismässig grosser Strahlungsintensität, erzeugte Ladungsträger zu den benachbarten Dioden strömen, wodurch das Bild verschwindet.

Bei Auftreffplatiien mit grundsätzlich einem einzigen HeteroÜbergang sind die genannten Probleme von Auftreffplatten mit Diodenmosaiken nicht zu erwarten; dagegen ist zu erwarten, dass sie sich leichter als die zuletzt genannten Platten herstellen lassen. Es ist aber ebenfalls bekannt, dass die Qualität der HeteroÜbergänge oft scHßrft ist und dass infolge einer schlechten gegenseitigen Anpassung der Eigenschaften der beiden den HeteroÜbergang bildenden Schichten die zu erwartenden Vorteile nur in geringen Masse erreicht werden. Durch eine zu hohe Querleitung und erhöhte Rekombination von durch Strahlung erzeugten Ladungsträgern können das Auflösungsvermögen und die Empfindlichkeit bei Auftreff-

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platten mit einer Vielzahl lateral isolierter Dioden viel geringer werden.

Man kann z.B. versuchen, die Querleitung dadurch herabzusetzen (siehe z.B. den Artikel von Yamato c.s. in I.E.E.E. Trans. Electr. Devices, 19, S. 385-386 (Nr. 3, März 1972)), dass eimSiliciumkörper mit einer isolierenden Oxidschicht versehen wird, wobei auf der Oxidschicht und in darin angebrachten öffnungen auf dem Silicium eine Cadmiumtelluridschicht abgelagert ist. Eine Aufnahmeröhre mit einer derartigen Auftreffplatte erfordert in bezug auf eine Platte mit einem kontinuierlichen HeteroÜbergang bei der Herstellung eine grössere Anzahl Herstellungsschritte, ist vex'hältnismässig träge und ist, wie andere bekannte Auftreffplatten mit Heteroübergängen, nicht besonders empfindlich. Auch weist z.B. eine aus der niederländischen Patentanmeldung 7.113.2^7 bekannte Auftreffplatte, die oine Siliciumschicht enthält, die über einen kontinuierlichen HeteroÜbergang mit einer Antimontrisulfidschicht verbunden ist, eine geringe Empfindlichkeit auf (siehe z.B. auch Fig. 8 aus dem Artikel von J.A. Hall in "Photoelectronic image Devices", S. 229-2^0 in "Advances in Elccti-onics and Electron Physics, Bd. 33A, 1972), wodurch das Ausgangssignal der Röhre nicht über den Primärelektronons'trahl,. sondern durch Verstärkung des von der Antimontrisulfidschicht reflektierten Elektronenstrahls erhalten wird.

Ausserdem weist eine mit einer Strahlung empfangenden Siliciumplatte einen Ilcteroübergang bildende, schwefel- odor sol.enhaltigo Schicht oft einen sehr hohen

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Widerstand auf, wodurch eine Auf nahinerölire, die mit einer solchen Auftreffplatte versehen ist, oft träge ist.

Die Erfindung bezweckt u.a., die obengenannten Probleme wenigstens grösstenteils zu vermeiden und eine Aufnahmeröhre mit optimaler Kombination von Eigenschaften zu schaffen, die sich auf einfache Weise herstellen lässt.

Der Erfindung liegt u.a. die Erkenntnis zugrunde, dass die Auftreffplatte einer derartigen Aufnahmeröhre insbesondere einen HeteroÜbergang hoher Güte, oder gegebenenfalls eine gute Anpassung der Siliciumschicht und der chalkogenhaltigen Schicht in bezug auf Bänder, Fermi-Niveaus und Kristallgitter aufweisen muss, wobei störende Defekte und Zwischenschichten am HeteroÜbergang möglichst vermieden werden müssen.

Die in der Einleitung genannte Aufnahmeröhre ist nach der Erfindung daher dadurch gekennzeichnet, dass die chalkogenhaltige Schicht mindestens ein Element enthält, das zu der dritten Hauptgruppe des periodischen Systems der Elemente gehört. Die chalkogenhaltige Schicht weist praktisch Eigenleitung auf.

Vorzugsweise enthält die chalkogenhaltige

Schicht Gallium. Besonders günstige Ergebnisse werden mit einer chalkogenhaltigen Schicht erzielt, die Gallium und Selen mit mehr als ho at.^ Gallium enthält.

Die Empfindlichkeit einer Aufnahmeröhre mit einer derartigen Auftreffplatte ist mit der einer bekannten Silicium-Vidikonröhre mit einem Mosaik diffundierter Dioden vergleichbar. Rekombination von Ladungsträgern am

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HeteroÜbergang zwischen der Siliciumschicht und der das Element der dritten Hauptgruppe enthaltenden chalkogenhaltigen Schicht ist gering. Das Auflösungsvermögen ist gross; Details von etwa 10 /um können vom Elektronenstrahl auf einem üblichen Vidikon-Format (12,8 χ 9|6 mm) und mit 25 Bildern pro Sekunde detektiert werden.

_t Vorzugsweise enthält die chalkogenhaltige Schicht etwa 48 At.$ Gallium and 52 At.$ Selen. Die chalkogenhaltige Schicht kann auch mehr als ein Chalkogen enthalten.

■ So kann unter Beibehaltung der günstigen Eigenschaften bis zu höchstens hO At.$ des Selens durch Tellur oder 10 At.^a des Selens durch Schwefel ersetzt werden. Auch kann mehr als ein Element aus der dritten Hauptgruppe zugesetzt und 10 At.$ des Galliums kann durch Indium und höchstens 20 At.% des Galliums durch Aluminium ersetzt werden.

Bei einer glasartigen oder nahezu glasartigen Struktur der chalkogenhaltigen Schicht können für die Eigenschaften optimale Zusammensetzungen gewählt werden. Auch Aufnahmeröhren mit Auftreffplatten, bei denen die chalkogenhaltige Schicht aus zwei geeigneten Teilschichten besteht, von denen z.B. eine an die Siliciumschicht grenzt und Gallium enthält und die andere Germanium enthält, können, wie nachstehend noch näher beschrieben wird, Anwendung finden. Der HeteroÜbergang zwischen der Siliciumschicht und der chalkogenhaltigen Schicht kann ein gleichrichtende: Übergang sein. In diesen Auftroffplatten ist das Silicium n-leitend.

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Ein guter Vergleich mit einer planaren

Silicium-Vidikoiiröhre kann dadurch gemacht werden, dass die sich normalerweise auf der vom Elektronenstrahl abzutastenden Seite befindende isolierende Siliciumoxidschicht durch eine kontinuierliche chalkogenhaltige Schicht nach der Erfindung ersetzt wird. Die Eigenschaften der auf diese Weise hergestellten Auftreffplatte sind meistens nit denen der planaren Auftreffplatte, von der ausgegangen wurde, vergleichbar.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf Auftreffplatten mit η-leitenden Silxciumschichten.

Bei einer Ausführungsform einer Aufnahmeröhre nach der Erfindung enthält die Siliciumschicht einen gleichrichtenden Übergang, der von dem HeteroÜbergang durch eine hochohmige p-leitende Schicht getrennt ist. Dabei können in der hochohmigen Schicht an den Heteroübergang grenzende, .voneinander getrennte niederohmige p-leitende Gebiete gebildet werden.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Auftreffplatte, die sich zur Anwendung in einer Aufnahmeröhre eignet und durch eine Strahlung empfangende Siliciumschicht gebildet wird, die auf einer von einem Elektronenstrahl abzutastenden Seite mit einer chalkogenhaltigen Schicht^versehen ist, die einen HeteroÜbergang mit· dei⁴ Siliciumschicht bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die chalkogenhaltige Schicht mindestens ein Element enthält, das zu der dritten Hauptgruppe des periodischen Systems der Elemente gehört.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Ver-

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fahren zur Herstellung einer Auftreffplatte, das dadurch gekennzeichnet ist, dass nach der Bildung des Heteroübergangs die Siliciumschicht und die chalkogenhaltige Schicht einer Wärmebehandlung unterworfen werden.

Vorzugsweise beträgt die Temperatur während der Wärmebehandlung weniger als 600^eC.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger Beispiele und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Aufnahmeröhre nach der Erfindung, und

Figuren 2, 3 und h schematisch verschiedene Ausführungsformen einer Auftreffplatte für eine Aufnahmeröhre nach der Erfindung.

Die Aufnahmeröhre, z.B. eine Fernsehaufnähme-

röhre, nach Fig. 1 enthält eine Elektronenquelle oder

r-

Kathode 2 und eine von einem von dieser Quelle herrührenden Elektronenstrahl 20 abzutastende Auftreffplatte 9 (siehe auch Fig. 2). Die Auftreffplatte 9 wird durch eine . Strahlung '2^ empfangende Siliciumschicht 21 gebildet, die auf einer von dem Elektronenstrahl 20 abzutastenden Seite mit einer chalkogenhaltigen Schicht 22 versehen ist, die einen HeteroÜbergang 23 mit der Siliciumschicht 21 bildet.

Nach der Erfindung enthält die Chalkogenhaltige Schicht 22 mindestens ein Element, das zu der dritten Hauptgruppe des periodischen Systems der Elemente gehört*. . .

Die Aufnahmeröhre enthält auf übliche Veise Elektroden 5 zur Beschleunigung von Elektronen und zum

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Fokussieren des Elektronenstrahls. Weiter sind übliche Mittel zur Ablenkung des Elektronenstrahls vorgesehen, so dass die Auftreffplatte 9 abgetastet werden kann. Diese Mittel bestehen z.B. aus einem Spulensystem 7· Die Elektrode 6 dient zur Abschirmung der Röhrenwand gegen den Elektronenstrahl. Ein aufzunehmendes Bild wird mit Hilfe der Linse 8 auf die Auftreffplatte 9 projiziert, wobei-die Wand 3 der Röhre für Strahlung durchlässig ist.

Weiter ist auf übliche Weise ein Kollektorgitter h vorgesehen. Mit Hilfe dieses Gitters, das z.B. auch eine ringförmige Elektrode sein kann, können z.B. von der Auftreffplatte 9 herrührende, reflektierte und sekundäre Elektronen abgeführt werden.

Beim Betrieb wird die Siliciumschicht 21 in bezug auf die Kathode 2 positiv vorgespannt. In Fig. 2 muss die Kathode mit dem Punkt C verbunden werden. Wenn die chalkogenhaltige Schicht ^;22 vom Elektronenstrahl abgetastet wird, wird diese Schicht praktisch auf das Kathodenpotential aufgeladen, wobei der HeteroÜbergang 23» der in Fig. 2 zugleich ein gleichrichtender Übergang ist, in der Sperrichtung vorgespannt wird.

Die Schicht 22 wird dann völlig oder teilweise entladen, in Abhängigkeit von der Intensität der Strahlung 24, die auf die Auftreffplatte auftrifft. In einer folgenden Abtastperiode wird wieder Ladung zugeführt, bis die Schicht 22" wieder das Kathodenpotential angenommen hat. Dieser Aufladestrom ist ein Mass für die Intensität der Strahlung 2k. Ausgangssignale werden den Klemmen A und B über dem Widerstand R entnommen.

509818/0812 oRK^al .mspected

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— Q — ,

Dim eimer η-leitendem Silieiumscheibe mit

einem speziflaeliseii Widerstand vom etwa 10 Q . era,, einem Durchmesser vo>m etwa 20 mm und einer Dicke von etwa T50 /um wird⁵ im der Mitte eine Höhlung mit eimern Durchmesser?* -vom etwa ΐ7 rom derart tief geätzt, dass die Dicke der verbleibenden Silicium schicht 21 etwa 12 /um ist. Damm wiirdi diie vom; Elektronenstrahl abzutastende Seite der Schicht 2Ί; möigliehst gereinigt und von Oxid befreit. Anschiiessemdl wird auf die Schicht 21 in einem Hochvakuum

-7 ■
vom etwa IQ' lorr auf der genannten Seite eine galliumund. selemhaltige glasartige Schicht 22 mit einer Dicke zwischen· ö)..Ot und 1:0 /um, 'z.B. 0,5 /um, aufgedampft. In diesern Falle wir/dl die Schicht 22 dadurch aufgedampft,: dass; ein Quarzgefäss, in dem sich ein Gemisch von GaSe und? GawSev., mit nahezu der eutektischem Zusammensetzung befin>dle;t„ auf etwa 108Q⁰C gebracht und der gebildete Dampf von der Schicht 21 aufgefangen wird, die selber auf einer Temperatur von etwa 300"C gehalten wird. Es stellte sich heraus, dass die auf diese Weise gebildete Galliuiri-Selem-Gilasschicht bei Analyse etwa kB At.$ Ga

enthielt undi eimern Widerstand vom etwa 2 . 10 aufwies» Die auf diese Weise gebildete Auftreffplatte 9 wird> damm im. eimer Fermsehaufhahmeröhre montiert, wobei die. Gallium—Selem-Gilasschicht der Elektronenquelle 2 und die Höhlung· der Wand 3 der Aufnahmeröhre zugewandt ist. Der' Elektronenstrahl 2O tastet dann die Gallium-Selen-Glasschicht 22 ab umd die Strahlung 2k trifft über die Wand 3 der Aufnahmeröhre auf die Siliciumschicht 21 auf.

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Bei einem Spannungsunterschied von etwa 20 V über der Auftreffplatte stellte sich heraus, dass die Empfindlichkeit mit der eines bekannten Si-Vidikons mit einem Mosaik p-leitender Si-Gebdete vergleichbar war; die Trägheit war sehr gering und das Auflösungsvermögen sehr gross.

Bei Spannungen von weniger als 20 V wurden manchmal Trägheit _t negatives Nachbild und eine geringere Empfindlichkeit festgestellt. Bei Spannungen von mehr als 25 V trat manchmal Sekundäremission auf. BETSPIEL TI

Eine auf ähnliche Weise wie im Beispiel I erhaltene Auftreffplatte wird auf ähnliche Weise in einer Fernsehaufnahmeröhre montiert. Beim Evakuieren der Röhre wird das Ganze eine Stunde lang auf 450⁰C gehalten. Bereits bei einem Spannungsunterschied von einigen Volts über der Auftreffplatte stellte sich heraus, dass die Empfindlichkeit- mit der eines* bekannten Si-Vidikons mit einem Mosaik p-leitender Si-Gebiete vergleichbar war. Auch die Trägheit war sehr gering und es trat kein sichtbares negatives Nachbild auf. Die Spannung über der Auftreffplatte kannte viel höher als im Beispiel I gesteigert werden, bevor die Sekundäremission störend wurde.

Sekundäremission kann auch durch Aufdampfen einer dünnen Antimontrisulfidschicht oder Germaniumsulfidscnicht auf die Galliumselenidschicht verringert werden. BEISPIEL III

Schibhten aus einem Gemisch.von Ga, Se und Te werden in einer Dicke von etwa 0,5 /um auf einer Si-Schicht der im Beispiel I erwähnten Ai»t angebracht. Die Gemische

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im Qparzgefäss werden dadurch, gebildet, dass in einem Gemisch, von GaSe und Ga_?Se„ mit etwa der eutektischen Zusammensetzung nacheinander 10, 20 und kO At.$ des Selens durch Tellur ersetzt werden. Die auf diese Weise erhaltenen Auftreffplatten werden dann in einer Fernsehaufnahmeröhre auf die im Beispiel I beschriebene Weise montiert. Bei genügend hoher Spannung über den Auftreffplatten stellt sich heraus, dass die Empfindlichkeit in derselben Grössenordnung wie die des üblichen Si-Vidikons liegt, die Trägheit sehr gering und das Auflösungsvermögen besonders gross ist. Oberhalb 4O At.$ Te war die Empfindlichkeit wesentlich geringer. BEISPIEL· IV

Eine Schicht aus Ga, Se und S wird mit einer Dicke von etwa 0,5 Λ»η auf einer geeigneten Si-Schicht auf ähnliche Weise wie im Beispiel I angebracht. Die bei die;Sem Beispiel verwendete Siliciums'chicht ist auf der Bildseite mit einer 0,2 /um dicken n- Kontaktschicht (Phosphordiffusion) versehen. Das Gemisch im Quarzgefäss wird dadurch gebildet, ,dass in einem Gemisch von GaSe und : Ga-gSe„ mit etwa der eutektischen Zusammensetzung 10 At.^^- des Selens durch Schwefel ersetzt wird. Die auf diese Weise erhaltene Auftreffplatte wird in einer Fernsehaufnahmeröhre auf die im Beispiel I beschriebene Weise montiert. Bei genügend hoher Spannung über der Auftreffplatte stellte sich heraus, dass die Trägheit sehr gering und das Auflösungsvermögen besonders gross war, während die Empfindlichkeit in derselben Grössenordnung.wie die des

üblichen Si-Vidikons lag.

ORiGINALINSPECTED

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* ι

BEISPIEL V

Eine Schicht aus Ga, In und Se wird mit einer Dicke von etva 0,5 /um auf einer geeigneten Si-Schicht auf ähnliche Weise wie im Beispiel I angebracht. Das Gemisch im Quarzgefäss wird dadurch gebildet, dass in einem Gemisch von GaSe und Ga„Se„ mit etwa der eutektischen Zusammensetzung 10 At.$ des Galliums durch Indium ersetzt wird. Die auf diese Weise erhaltene Auftreffplatte wird in einer Fernsehaufnahmeröhre auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise montiert. Es stellte sich hei'aus, dass die Trägheit sehr gering und das Auflösungsvermögen besonders gross war, während die Empfindlichkeit in derselben Grössenordnung wie die des üblichen Si-Vidikons lag. BEISPIEL VI

Schichten aus Ga, Al und Se werden mit einer Dicke von etwa 0,5 /um auf einer geeigneten Si-Schicht auf die im Beispiel I beschriebene Weise angebracht. Die Gemische im Quarzgefäss werden dadurch gebildet, dass in einem Gemisch von GaSe und Ga_pSe„ mit etwa der eutektischen Zusammensetzung nacheinander 5» 10 und 20 At.$ des Galliums durch Aluminium ersetzt werden. Die mit diesen der Platte nach Beispiel I analogen Auftreffplatten versehenen Fernsehaufnahmeröhren wiesen, wie sich zeigte, bei genügend hoher Spannung über der Auftreffplatte eine sehr geringe Trägheit und ein grosses Auflösungsvermögen auf. Es zeigte sich, dass die Empfiiidlichkeit zwei- bis dreimal geringer als die des üblichen Si-Vidikons war. BEISPIEL VII

Röhren mit Auftreffplatten der im Beispiel VI

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beschriebenen Art werden beim Evakuieren eine Stünde lang auf einer Temperatur von ^OO ⁰C gehalten. Bei genügend hohen Spannungen über der Auftreffplatte ist nun die Empfindlichkeit mit der des üblichen Si-Vidikons vergleichbar, während ausserdem der störende Einfluss des Auftx^etens von Sekundäremission geringer ist. BETSPIEL· VIII

Es wird von einer fertigen guten Auftreffplatte ausgegangen, die durch die bekannte planare Technik hergestellt ist und aus einem η-leitenden Siliciumsubstrat mit einer'η -Kontaktschicht besteht, in das ein Mosaik von ρ -Gebieten mit Hilfe einer SiOp-Schicht als .Diffusionsmaske eindiffundiert ist. Von dieser Auftreffplatte wird die SiO -Schicht durch eine Ätzbehandlung entfernt. Danach wird die Platte gründlich gereinigt und mit einer etwa 0,5 /um dicken GaSe-Schicht über nahezu die ganze Oberfläche der Si--Schi clit versehen, die nachher vom Elektronenstrahl abgetastet werden wird. Anschliessend wird die Auftreffplatte in einer Aufnahmeröhre mit einer Elektronenquelle montiert und dann evakuiert und auf übliche Weiseaktiviert. Die auf diese Weise erhaltene Aufnahmeröhre weist Eigenschaften auf, die mit denen einer Röhre mit der planaren Auftreffplatte, von der ausgegangen wurde, vergleichbar sind; dies trotz der Tatsache, dass die Glassschicht auf den p-leitenden Inseln nun einen Reihenwiderstand bildet. An der Stelle des η-leitenden Siliciums zwischen den Inseln ist die Wirkung der Auftreffplatte der in den vorangehenden Beispielen analog.

An den nach diesem Beispiel hergestellten Auf-

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treffplatten vrurde nachgewiesen, dass sich die p-leitenden Inseln gegenseitig bis auf etwa 1 /um nähern dürfen. Es wird dem Fachmann klar sein, dass statt ρ -Gebiete auch Inseln von· Schottky-Sperren anwendbar sind.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf nleitende Siliciumschichten. Dies sei an Hand der nachstehenden Beispiele erläutert. Bei η-leitendem Material bildet sich, wie angenommen wird, eine Vcr'arinungsschicht im Silicium am HeteroÜbergang mit der chalkogenhaltigen Schicht, der sich bei höherer Spannung im wesentlichen in dem Silicium ausbreitet. Es ist auch möglich, von einem Übergang in der Siliciumschicht auszugehen und die Verarmungsschicht durch passende Wahl von Spannungen auf die GaSe-Schicht zu erweitern, wie in den Beispielen IX und X im Detail beschrieben wird.
BEISPIEL IX

Eine p-leitende (1000 Q .cm) Si-Scheibe 31 (siehe Fig. 3) wird auf übliche Weise mit einer Oxidschicht versehen, in der mit Hilfe eines Photοätzvorgangs ein Mosaik von Fenstern erhalten wird. Die Scheibe wird dann einer Diffusionsbehandlung unterworfen, wobei als Verunreinigung Bor eindiffundiert wird und Borgebiete bis zu einer Tiefe von etwa 2 /um in einer oxidierenden Umgebung gebildet werden. Anschliessend wird die Scheibe •auf der anderen Seite teilweise auf eine geringe Dicke bis zu einer Schicht mit einer Dicke von etwa 12 Aim ab-,,geätzt und einer Phosphordiffusionsbehandlung unterworfen, wobei eine n⁺-Schicht 33 gebildet wird. Dann wird alles noch vorhandene SiO„ mit Hilfe eines HF-haltigen Ätzmittels

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entfernt und wird auf der p-leitenden Oberfläche, die nun mit verhältnismässig niederohmigen isolierten p-leitenden Gebieten 32 versehen ist, eine etwa 0,5 /Um dicke GaSe-Schicht 3^ angebracht* Anschliessend wird eine Kameraröhre mit der auf diese Veise behandelten Scheibe als Auftreffplatte hergestellt. .Durch dieses Verfahren werden brauchbare Röhren erhalten, vorausgesetzt, dass die Auftreffplattenspannung h V höher als die der Kathode ist, während die Lichtmenge nicht derart gross sein darf, dass die infolge der in der Sperrichtung betriebenen Dioden gebildete Kapazität völlig oder örtlich in einer Bildzeit von *IO msec auf eine Spannung von weniger als h V entladen wird, wodurch die Schärfe und Empfindlichkeit beeinträchtigt werden. Das Bild auf der Schicht 33 kann durch schnelle Elektronen (V 1 kV) erzeugt werden. BEISPIEL X

Eine hochohmige p'-leitende Si-Scheibe 41 (siehe Fig. *i) (z.B. 1000 Q .cm) wird einer Phosphordotierung bei etwa 1000⁰C auf bekannte Weise mit als Quelle POC1„ unterworfen, wobei die η -Schicht hZ gebildet wird. Danach wird die Scheibe auf einer Seite teilweise auf eine Dicke von etwa 10 /Um abgeätzt. Auf der nun wieder frei gelegten p-loitenden Oberfläche und teilweise auf dem verbleibenden Rand wird eine GaSe-Schicht kj angebracht. Nach Montage in einer Kameraröhre stellt sich heraus, dass bei einer Spannung von mehr als etwa 5 V Bilder mit einer Schärfe, Empfindlichkeit und Trägheit erhalten werden können, die mit denen eines bekannten Si-Vidikons mit einem Mosaik p-leitcnder Gebiete in einem

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n-lextenden Substrat vergleichbar sind. In Fig. k ist mit kk eine Antireflexionsschient und mit h$ eine auf der GaSe-Schicht 43 liegende Schicht aus z.B. Sb„S bezeichnet, die die Anwendung der Auftreffplatte bei Spannungen von mehr als etwa 30 V durch Herabsetzung der Sekundäremission ermöglicht.

Es dürfte einleuchten, dass sich die Erfindung nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern dass im Rahmen der Erfindung viele Abwandlungen möglich sind. So ist es z.B. nicht notwendig, dass die Siliciumsphicht einkristalliii ist; sie kann auch polykristallin sein. Auch tonnen die Dicke und der Widerstand dieser Schicht und die Zusammensetzung der chalkogenhaltigen Schicht anders als in den beschriebenen Beispielen sein; Der Widerstand der chalkogenhaltigen

12 1 ^ Schicht liegt gewöhnlich zwischen 10 und 10 (^) /q ,

Auch ist es nicht erforderlich, dass die chalkogonhaltige Schicht durch Verdampfen angebracht wird, während die Bedingungen der Wärmebehandlung der Auftreffplatte in bezug auf Zeit und Temperatur geändert werden können.

Unter den in den Beispielen beschriebenen

Bedingungen weicht die Zusammensetzung der aufgedarnpften chalkogenhaltigen Schicht nur in geringem Masse von der Zusammensetzung der·verwendeten Aufdampfquelle ab.

Zwischen der Siliciurnsuhicht und der chalkogenhaltigen Schicht kann sich eine dünne Oxidschicht von weniger als 30 Ä befinden.

Für eine befriedigende Wirkung der Aufnahme-

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¹ I

röhre nach der Erfindung ist es nicht notwendig, dass die chalkogenhaltige Schicht eine homogene Zusammensetzung aufweist; auch eine solche Schicht mit einer veränderlichen Zusammensetzung kann zu befriedigenden Ergebnissen führen.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE:

M.) Aufnahmeröhre mit einer Elektronenquelle und einer von einem von dieser Quelle herröhrenden Elektronenstrahl abzutastenden Auftreffplatte, die durch eine Strahlung empfangende Siliciumschicht gebildet wird, die auf einer von dem Elektronenstrahl abzutastenden Seite mit einer chalkogenhaltigen Schicht versehen ist, die einen HeteroÜbergang mit der Siliciumschicht bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die chalkogenhaltige Schicht mindestens ein Element enthält, das zu der dritten Hauptgruppe des periodischen Systems von Elementen gehört.

2. Aufnahmeröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die chalkogenhaltige Schicht Gallium enthält.

3· Aufnahmeröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die chalkogeiihaltige Schicht Gallium und Selen mit mehr als 4O At .^> Gallium enthält. k. Aufnahmeröhre nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die chalkogenhaltige Schicht etwa 48 At.# Gallium und etwa 52 At.$ Selen enthält.

3. Aufnahmeröhre nach Anspruch 3 oder h, dadurch gekennzeichnet, dass höchstens kO At.$ des Selens durch Tellur ersetzt ist.

6. Aufnahmeröhre nach Anspruch 3 oder k, dadurch

gekennzeichnet, dass höchstens 10 At.$ des Selens durch Schwefel ersetzt ist.

7· Aufnahmeröhre nach Anspruch 3 oder h, dadurch

gekennzeichnet, dass höchstens 10 At.$ des Galliums durch Indium ersetzt ist.

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8. Aufnahmeröhre nach Anspruch 3 oder h, dadurch gekennzeichnet, dass, höchstens 20 At.$ des Galliums durch Aluminium ersetzt ist.

9. Aufnahmeröhre nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,'dass die chalkogenhaltige Schicht eine glasartige Struktur aufweist.

10. Aufnahmeröhre nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da.ss die chalkogenhaltige Schicht aus zwei Teilschichten besteht, von denen eine an die Siliciumschicht grenzt und Gallium enthält und die andere Germanium enthält.

11. Aufnahmeröhre nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der HeteroÜbergang ein glexchrichtender Übergang ist.

12. Aufnahmeröhre nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Siliciumschicht einen gleichrichtenden Übergang enthält, der von dem HeteroÜbergang durch eine hochohinige p-leitende Schicht getrennt ist.

13· Aufnähmeröhre nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der hochohmigen Schicht an den Heteroübergang grenzende, voneinander getrennte niederohmige p-leitende Gebiete gebildet; sind. 1^. Auftreffplatte, die sich zur Anwendung in einer Aufnahmeröhre nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche eignet und durch eine Strahlung, empfangende Siliciumschicht gebildet wird, die auf einer von einem Llt-ktronoustralil abzutastemden Seite mit einer chal-

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kogenhaltigen Schicht versehen ist, die einen HeteroÜbergang mit der Siliciumschicht bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die chalkogenhaltige Schicht mindestens ein Element enthält, das zu der dritten Ilauptgruppe de.s periodischen Systems von Elementen gehört.

15· Verfahren zur Herstellung einer Auftreffplatte nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Bildung des He.teroübergangs die Siliciumschicht und die chalkogenhaltige Schicht einer Wärmebehandlung unterworfen werden.

16. VeX'fahren nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur während der Wärmebehandlung weniger als 600°C beträgt.

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