DE2555014A1 - SEMICONDUCTOR ARRANGEMENTS - Google Patents

SEMICONDUCTOR ARRANGEMENTS

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DE2555014A1
DE2555014A1 DE19752555014 DE2555014A DE2555014A1 DE 2555014 A1 DE2555014 A1 DE 2555014A1 DE 19752555014 DE19752555014 DE 19752555014 DE 2555014 A DE2555014 A DE 2555014A DE 2555014 A1 DE2555014 A1 DE 2555014A1
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John Ernest Ralph
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Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Description

L)AV IbL) AV Ib

; "^r Γι "ABiF KEk; "^ r Γι" ABiF KEk

' PHB 32482 ' PHB 32482

Va/JRJ 'Va / JRJ '

"Halbleiteranordnungen"."Semiconductor Devices".

Die Erfindung bezieht sich auf Halbleiteranordnungen, insbesondere, aber nicht ausschliesslich photoempfindliche Anordnungen, wie Feststoffabbildungsanordnungen und PhotodetektoranOrdnungen.The invention relates to semiconductor arrangements, in particular, but not exclusively, photosensitive arrangements, such as solid imaging arrangements and photodetector arrays.

In vielen elektronischen Anwendungen ist ein Element erforderlich, dessen elektrische Leitfähigkeit durch Mittel, wie Lichtstrahlung, gesteuert werden kann und das mit einer hohen Ansprechgeschwindigkeit arbeiten kann und eine hohe Verstärkung liefert. Bei Abbildungsanwendungen ist z.B. ein photoempfindliches Element erforderlich, das eineIn many electronic applications an element is required, its electrical conductivity can be controlled by means such as light radiation and with a high response speed can work and provides high gain. For example, for mapping applications, a Photosensitive element required that has a

609826/1001609826/1001

- is. -- is. -

PHB 32482 2 .12.75PHB 32482 2 .12.75

25550U25550U

hohe Verstärkung und eine hähe Ansprechges-chwindigkeit aufweist. Übliche Photoleiter, wie Cadmiumsulfid, weisen eine v.erhältnismässig hohe Verstärkung, aber eine verhältnismässig niedrige Ansprechgeschwindigkeit auf, weil der Verstärkungsmechanisnrus dadurch erhalten wird, dass die Lebensdauer von Ladungsträgern durch Einfangeffekte verlängert wird.high amplification and a fast response speed having. Usual photoconductors, such as cadmium sulfide, have a relatively high gain, but a relatively slow response speed because the reinforcement mechanism is obtained by increasing the life of Load carriers is extended by trapping effects.

Während der vergangenen zwanzig Jahre wurden eingehende Versuche gemacht, den üblichen Vakuumröhrenbildverstärker durch ein AlIfeststoffäquivalent zu ersetzen« Die wesentlichen Vorteile sind ein geringeres Gewicht, billigere Einzelteile, niedrigere Betriebsspannungen, gedrängtere Strukturen und die Möglichkeit zur Bildung von Anordnungen grossen Flächeninhalts in Form dünner Paneele. Die Hauptmerkmale aller Bildverstärker sind das Vorhandensein eines Detektors, eines Verstärkers und einer Wiedergabevorrichtung. In jetzigen Vakuumröhren werden diese durch eine Photokathode, einen Sekundäreraissionsvervielfacher bzw. einen Beschleuniger mit sich daran anschliessendem Leuchtstoffschirm gebildet. Feststoffbildverstärker enthalten normalerweise als wesentlichen Bestandteil einen Sekundärphotoleiter, als Detektor und Verstärker mit sich daran anschliessendem elektrolumineszierendem Bildschirm. Das Feststoffäquivalent von Sekundäremis- .Extensive attempts have been made over the past twenty years to use the conventional vacuum tube image intensifier by an aluminum solids equivalent to replace «The main advantages are lower weight, cheaper individual parts, lower ones Operating voltages, more compact structures and the possibility of forming arrangements large surface area in the form of thin panels. The main characteristics of all image intensifiers are their presence a detector, an amplifier and a reproducing device. In current vacuum tubes are these through a photocathode, a secondary emission multiplier or an accelerator with an adjoining fluorescent screen educated. Solid image intensifiers usually contain a secondary photoconductor as an essential component, as a detector and amplifier with a subsequent electroluminescent screen. The solid equivalent of secondary emis-.

609826/10 0 1609826/10 0 1

PHB 32482 2.12.75PHB 32482 2.12.75

25550H25550H

sionsvervielfachung ist Lawinenverstärkung und obgleich diesesÄquivalent zur Anwendung als Verstärker in Betracht gezogen worden ist, wurden in der Praxis noch keine genügend hohen Verstärkungen mit genügender Stabilität erzielt. Obgleich nütliche Bildspeicheranordnungen unter Verwendung des Photoleiters samt dem elektrolumineszierenden System hergestellt worden sind, ist die Ansprechzeit insbesondere auf niedrigen Lichtpegeln und bei hohen Verstärkungen zu lang, um sich bewegende Gegenstände zu beobachten.sion multiplication is avalanche amplification and albeit this equivalent to use as an amplifier has been taken into account, sufficiently high gains have not yet been achieved in practice achieved sufficient stability. Although useful image storage arrangements using the photoconductor together with the electroluminescent system have been produced, the response time is particular too long to keep moving objects at low light levels and high gains to observe.

Obgleich bisher einige Halbleiteranordnungen in Form eines inhomogenen Körpers mit Halbleitermaterialkörnern, z.B. einer Pulverschicht in einem geeigneten Bindemittel, hergestellt worden sind, gründet sich die Erfindung auf ein neues Konzept, dem die Erkenntnis zugrunde liegt, dass, wenn in einem inhomogenen Körper mit Halbleitermaterialkörnem die Bildung des Körpers derart erfolgt, dass die Art der Kontakte zwischen den einzelnen Körnern dadurch geregelt wird, dass absichtlich dem Körper gewisse den Leitfähigkeitstyp ändernde Stoffe wenigstens in der Nähe der genannten Kontakte einzelnen Körnern zugesetzt werden, ist es möglich, eine Struktur zu bilden, in der Feldeffektregelung der Leitfähigkeit erhalten werden kann', welche Regelung wenigstensAlthough so far some semiconductor arrangements in the form of an inhomogeneous body with semiconductor material grains, e.g. a powder layer in a suitable binder, have been produced, the invention is based on a new concept based on the knowledge that if in a inhomogeneous bodies with grains of semiconductor material, the formation of the body takes place in such a way that the type the contacts between the individual grains thereby it is regulated that at least certain substances that change the conductivity type are intentionally given to the body If individual grains are added in the vicinity of the aforementioned contacts, it is possible to create a structure form, in the field effect control of conductivity can be obtained 'what scheme at least

609826/100 1609826/100 1

PHB 32482. 2.12,75PHB 32482. 2.12.75

255 50H255 50H

-ν.-ν.

teilweise von äusseren Einflüssen, wie auffallender Strahlung, Atmosphäre, Temperatur und auffallender elektrischer Ladung, unabhängig ist.partly from external influences, like more noticeable Radiation, atmosphere, temperature and incident electrical charge, is independent.

Die Erfindung gründet sich weiter auf die Erkenntnis, dass die Anwendung einer derartigen Feldeffektregelung der Leitfähigkeit zu einer neuen Annäherung von Bilddetektion und -verstärkung führen kann, wodurch eine Möglichkeit einer hohen Verstärkung, eines hohen Detektionsgrades, einer kurzen Ansprechzeit, einer veränderlichen Integrationszeit und eines grossen Bereiches spektraler Empfindlichkeit erhalten wird.The invention is further based on the knowledge that the application of such Field effect control of the conductivity to a new one Convergence of image detection and amplification, creating a possibility of high amplification, a high degree of detection, a short response time, a variable integration time and a large range of spectral sensitivity is obtained.

Die Art Verstärkung, die in Vervielfacheranordnungen, wie Elektronenvervielfachern und Lawinendioden, auftritt, ist im wesentlichen augenblicklich. Ein Eingangsstrom erzeugt eine wirkliche Zunahme der Anzahl für Leitung über irgendeine Aussenleitung verfügbarer Ladungsträger. Andererseits wird photoleitende Verstärkung erhalten, wenn die LebensT dauer eines oder der beiden photοerzeugten den Eingangs- oder Primärstrom bildenden Träger genügend lang ist, damit eine effektive Zunahme der für Leitung verfügbaren Träger auftritt. Venn beide Träger einfach von den Elektroden aufgefangen werden, durchläuft ein Elektron effektiv die aus sere Schaltung und ist die Verstärkung gleich 1. FürThe type of amplification that occurs in multiplier devices such as electron multipliers and avalanche diodes is essentially instantaneous. An input current creates a real increase in the number of charge carriers available for conduction across any outside conduit. On the other hand photoconductive gain is obtained when the life duration of a T or of the two photοerzeugten the input or primary current forming carrier is long enough to allow an effective increase in the available carrier for line occurs. If both carriers are simply picked up by the electrodes, an electron effectively passes through the external circuit and the gain is equal to 1. For

609826/10Ö1609826 / 10Ö1

PHB 3PHB 3

2 .12.752 .12.75

Verstärkung von mehr als 1 muss mindestens ein Träger an einer Elektrode ergänzt werden und die Lebens dauer eines dieser Träger muss langer als seine Lauf zeit zwischen den Elektroden sein.Reinforcement of more than 1, at least one support must be added to an electrode and the life The duration of one of these carriers must be longer than its duration between the electrodes.

Der genannte Lebensdauerwert kann dadurch erhöht werden, dass die Wahrscheinlichkeit der Rekombination der photoerregten Elektron-Loch-Paare verringert wird. Materialien mit einem geeignet hohen Lebensdauerwert für Elektronen weisen Löcherfallen auf, die, wenn sie voll sind, einen kleinen Einfangsquerschnitt für Elektronen aufweisen. Diese Fallen setzen auch die effektive Löcherbeweglichkeit herab, wodurch Rekombination an den Elektroden verringert wird.Said lifetime value can be increased by reducing the probability of recombination of photoexcited electron-hole pairs is reduced. Materials with a suitable high lifetime values for electrons have hole traps which, when full, have a small one Have capture cross section for electrons. These traps also set the effective hole mobility thereby reducing recombination at the electrodes.

Wenn keine weiteren Vorgänge durchgeführt werden müssten, wäre die Abfallzeit des Photoleiters nach Beendigung der Beleuchtung gleich dem genannten Lebensdauerwert der Träger. In der Praxis sind viel längere Abfallzeiten festgestellt und werden auf Elektronenfallen zurückgeführt. Wenn diese tief genug sind, können sie die Rekombinationsgeschwindigkeit freier Elektronen eher als den Löchereinfangsvorgang regeln. Sie können auch den Effekt aufweisen, dass die die effektive Elektronenbeweglichkeit und damit die Verstärkung G herabsetzen. Infolgedessen wurden Werte der VerstärkungIf no further operations were to be performed, it would be the fall time of the photoconductor after the end of the lighting equal to the specified service life of the carrier. In practice much longer decay times have been found and are attributed to electron traps. If those are deep enough, they can reduce the recombination speed of free electrons rather than that Regulate the hole capture process. They can also have the effect of increasing the effective electron mobility and thus reduce the gain G. As a result, values of gain

6098 26/10016098 26/1001

PHB 32482 2.12.75PHB 32482 2.12.75

25550U25550U

G ί2£10 für Cadmiumsulfid mit Abfallzeiten mehrerer Sekunden festgestellt, während wegen der Geometrie, Beweglichkeit und Spannung viel höhere Verstärkungen hätten auftreten müssen, wenn die Abfallzeit der Lebensdauer der Träger entsprechen würde.G ί2 £ 10 for cadmium sulfide with decay times of several Seconds noted while much higher gains because of geometry, agility, and tension should have occurred if the decay time corresponded to the life of the carriers.

Die vorliegende Erfindung gründet sich teilweise auf das Ausgangskonzept, dass photoleitende Verstärkung akzeptiert wird, aber dass Massnahmen getroffen sind, um Mittel zur externen und kontinuierlichen Regelung des kritischen Parameters, und zwar der Trägerlebensdauer, vorzusehen.The present invention is based in part on the initial concept that photoconductive Reinforcement is accepted, but that measures are in place to raise funds to external and continuous regulation of the critical parameter, namely the carrier life, to be provided.

Die Anforderungen ausser der Verstärkung eines Photoleitersystems lassen sich wie folgt zusammenfassen: ■The requirements besides reinforcement of a photoconductor system can be summarized as follows: ■

(a) ein hoher Absorptionsgrad einfallender i" : t -' -. η ; Phot onen;(a) a high degree of absorption of incident i ": t - '-. η; photons;

(b) ein hoher Trennungsgrad photoerregter(b) a high degree of separation of photoexcited

Elektron-Loch-Paare in einer kurzen Zeit t ;Electron-hole pairs in a short time t;

(c)"■ eine hohe Beweglichkeit für einen der photoerregten Träger;(c) "■ a high mobility for one of the photoexcited carriers;

(d) ohmsche Kontakte;(d) ohmic contacts;

(e) zweckmässige Entfernung des beweglichen Trägers in einer sehr kurzen Zeit (t ) nach einer vorgegebenen Periode (t.);(e) Appropriate removal of the movable beam in a very short time (t) after a given period (t.);

(f) genaue externe Regelung dieser Integrationszeit (ΐ±); (f) precise external regulation of this integration time (ΐ ± );

809828/1001809828/1001

PHB 32482 2.12.75PHB 32482 2.12.75

(g) t. muss ^ ^ t und t + t. muss ^ die In-(g) t. must ^ ^ t and t + t. must ^ the in-

\o/ ^ ^ ^ S Γ 1\ o / ^ ^ ^ S Γ 1

tegrationszeit des Auges (t ) zur Beobaclitung dynamischer Bilder sein.integration time of the eye (t) for the observation of dynamic images.

Die Anforderungen (c) und (e) erfordern auch.,.idass tief in der Masse liegende Elektronenfallen abwesend sein sollen.Requirements (c) and (e) also require.,. I that deep-in-mass electron traps should be absent.

Der Ausdruck für die Verstärkung istThe expression for the gain is

wobei t, die Laufzeit zwischen den Elektroden ist. twhere t is the transit time between the electrodes. t

Die effektive Ansprechzeit ist der IntegrationszeitThe effective response time is the integration time

t. äquivalent und kann über den Bereich t / t. / t A r ^ ι ^* et. equivalent and can be over the range t / t. / t A r ^ ι ^ * e

geändert werden, um dynamische Bilder zu beobachten. Für Bildspeicherungszwecke kann t. grosser als t sein.can be changed to observe dynamic images. For image storage purposes, t. bigger than t be.

Um diesen Anforderungen möglichst zu entsprechen, insbesondere in. bezug auf die kritische Stufe (e), sind in die beiden folgenden Kategorien fallende Strukturen wichtig, und zwar:In order to meet these requirements as much as possible, especially with regard to the critical Level (e), structures falling into the following two categories are important, namely:

1) diejenigen, die normalerweise im Dunkeln !.-.-".5 nichtleitenden sind und bei denen Photoerzeugung zu einem leitenden Ungleichgewichtszustand führt, und1) those who are normally in the dark!.-.- ". 5 are non-conductive and where photo-generation leads to a conductive imbalance condition, and

2) diejenigen, die normalerweise im Dunkeln leitend sind, und die vor der Photoerzeu-2) those that are normally conductive in the dark and those that are

r j gung in einen nichtleitenden Ungleichge- r j supply in a non-conductive imbalances

609826/1001609826/1001

PHB 32482 2.12.75PHB 32482 2.12.75

wichtszustand gebracht sind.are brought to weight.

Übliche Photoleiter 3ind in der ersten Kategorie enthalten und es ist einleuchtend, dass die obige Anforderung (e) dadurch erfüllt werden könnte, dass eingefangene Löcher durch Feld- oder Photowirkung entfernt werden. Auch kann dies selbstverständlich durch Entfernung der Elektronenfallen allein erzielt werden.Common photoconductors are included in the first category, and it is evident that the Requirement (s) above could be met in that trapped holes by field or photo effects removed. This can of course also be achieved by removing the electron traps alone will.

Die zweite Kategorie umfasst irgendeine Form von Verarmung der freien Ladungsträger durch eine gespeicherte Ladung, um den nichtleitenden Zustand zu erreichen, während die allmähliche Neutralisierung dieser gespeicherten Ladung durch photoerzeugte Träger zu der Photoempfindlichkeit führt. Die Anforderung (fe) kann dann dadurch erfüllt werden, dass die gespeicherte Ladung aus einer äusse- . ren Quelle zu vorgegebenen Intervallen ersetzt wird. Die Erfindung gründet sich weiter auf die Erkenntnis, dass in der zweiten Kategorie von Anordnungen LadungsSpeichereffekte, die bereits in der einkristallinen Halbleiteranordnungstechnologie in Über— gangsfeldeffekttransistor- (JFET-)Strukturen bekannt sind, in einem ganz anderen Gebiet ausgenutzt werden können, in dem-die Halbleiteranordnung Halbleitermaterialkörner enthält.The second category includes some form of depletion of free charge carriers a stored charge to reach the non-conductive state during the gradual neutralization this stored charge by photo-generated carriers leads to photosensitivity. The requirement (fe) can then be met that the stored charge from an external. ren source is replaced at specified intervals. The invention is further based on the knowledge that in the second category of arrangements charge storage effects that are already present in the single crystal Semiconductor device technology in junction field effect transistor (JFET) structures is known are, can be exploited in a completely different area, in which the semiconductor arrangement semiconductor material grains contains.

Für Betrieb in einem LadungsspeichermodusFor operation in a charge storage mode

60 9826/100160 9826/1001

PHB 32482 2.12.7^PHB 32482 2.12.7 ^

geeignete Halbleiteranordnungen, z.B. Halbleiterauf tT-eff platten von Vidikon-Auf nahmeröhren , sind bekannt. Auch gewisse JFET-Strukturen können in einem LadungsSpeichermodus betrieben werden. In bezug auf den Betrieb einer JFET-Struktur in einem Ladungsspeichermodus sei auf die britische Patentschrift Nr. 1.391.934 verwiesen. Eine in einem Ladungsspexchermodus betriebene JFET-Struktur ist ein ideales Abbildungselement, weil es nicht nur eine hohe Ansprechgeschwindxgkeit, sondern auch eine erhebliche Verstärkung aufweist, während ein nichtdestruktives Abfragen möglich ist, was entweder während einer Anzahl Male in einer Bildperiode durch das Anlegen gesonderter Abfrageimpulse oder kontinuierlich während einer Bildperiode durch das Anlegen einer konstanten Abfragespannung erfolgen kann.suitable semiconductor devices, e.g. tT-eff plates from Vidikon recording tubes are known. Certain JFET structures can also be used in a Charge storage mode can be operated. In relation to the operation of a JFET structure in a charge storage mode see British Patent No. 1,391,934. One in one Charge Spexchermode operated JFET structure is an ideal imaging element because it is not only has a high response speed, but also a significant gain, while a non-destructive one It is possible to query what is done either during a number of times in a picture period the application of separate interrogation pulses or continuously can be done during an image period by applying a constant interrogation voltage can.

Nach der Erfindung ist eine Halbleiteranordnung dadurch gekennzeichnet, dass sie einen inhomogenen Köi'per enthält, in dem Halbleitermaterialkörner vorhanden sind, während der Kontakt zwischen angrenzenden Körnejrn derart ist, dass in den Grenzflächengebieten Kontinuität zwischen den Massen der angrenzenden Körner besteht, wobei sich die Hauptstromleitungswege im Körper innerhalb der Körner über die Grenzflächengebiete an den Kontakten zwi-According to the invention, a semiconductor arrangement is characterized in that it is an inhomogeneous Contains body in the semiconductor material grains are present, while the contact between adjacent grains is such that in the interface areas There is continuity between the masses of the adjacent grains, with the main current conduction paths in the body within the grains via the interface areas at the contacts between

609826/1001609826/1001

PHB 32482 2.12.75PHB 32482 2.12.75

aclien den einzelnen Körnern erstrecken und diese Stromleitungswege unter thermischen Gleichgewichtsbedingungen im Ruhezustand nicht völlig erschöpft sind, und wobei Mittel zur Speicherung von Ladung innerhalb des Körpers an den Oberflächen der Körner, die wenigstens örtlich an die Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen den einzelnen Körnern grenzen, vorhanden sind, welche Mittel die Steuerung der elektrischen Leitfähigkeit wenigstens eines Teiles des Körpers durch Oberflächenfeldeffekt erSchöpfung der Leitungswege zwischen angrenzenden Körnern in den Grenzflächengebieten an den Kontakten zwischen den einzelnen Körnern im genannten Körperteil ermöglichen.aclien extend to the individual grains and these current conduction paths are not completely exhausted under thermal equilibrium conditions at rest are, and where means for storing charge within the body on the surfaces of the grains, at least locally to the interface areas at the contacts between the individual grains limits, are present, which means the control of electrical conductivity at least part of the body by surface field effect exhaustion of the lines between adjacent ones Grains in the interface areas at the contacts allow between the individual grains in said body part.

Bei einer erf in dungs gernäss en Anordnung ist die Stromleitung im Körper zwischen angrenzenden Körnern nicht wesentlich von den physikalischen Eigenschaften einer Sperre abhängig, die an der Grenzfläche am Kontakt zwischen einzelnen KörnernIn the case of an arrangement according to the invention the conduction of electricity in the body between adjacent grains is not significantly different from the physical Properties of a lock depend on the interface at the contact between individual grains

-Torhanden ist und sich quer zu der Stromflussrichtung zwischen den genannten angrenzenden Körnern erstreckt, wie dies bei gewissen bekannten Anordnungen mit Halbleiterpulverkörnern in einem Bindemittel der Fall sein kann, sondern wird primär durch elektrische Feldwirkung einer Sperre gesteuert, die durch die Mittel zur Speicherung von Ladung gebildet wird-Together and at right angles to the direction of current flow extends between said adjacent grains, as in certain known arrangements may be the case with semiconductor powder grains in a binder, but is primarily through electrical Controlled field effect of a lock, which is formed by the means for storing charge

609826/1001609826/1001

PHB 32482 2.12.75PHB 32482 2.12.75

oder mit diesen zusammenwirkt und sich nahezu in der Richtung des Stromflusses zwischen den genannten angrenzenden Körnern erstreckt. Es hat sich gezeigt, dass durch eine derartige Konfiguration einer Anordnung mit einem Körper mit Halbleitermaterialkörnern, dass eine solche Steuerung der Stromleitung in den Grenzflächengebieten an den Kontakten zwischen den einzelnen Körnern möglich wird, wesentliche Vorteile bei verschiedenen Strukturen erhalten werden lckönnen, wie nachstehend beschrieben werden wird.or interacts with these and is almost in the direction of the current flow between the said adjacent grains extends. It has been shown that by such a configuration a Arrangement with a body with semiconductor material grains that such control of the power conduction in the interface areas at the contacts between If the individual grains become possible, substantial advantages can be obtained with different structures as will be described below.

Unter dem Ausdruck "Rühezustand" ist hier der Zustand zu verstehen, in dem die äusseren Einflüsse, die den Ladungszustand an den Kontakten zwischen den. einzelnen Körnern ändern können, z.B. Beleuchtung im Falle einer lichtempfindlichen Anordnung oder auffallende Gasatome in einer Gasdetektoranordnung, abwesend sind. Unter dem Ausdruck "Kontinuität" zwischen den Massen der angrenzenden Körner ist hier zu verstehen, dass neben den Massen der Körner keine w.esentliche Grenzflächenschicht vorhanden ist,.obgleich in gewissen Fällen kleine Konzentrationen an Atomdefekten oder Verunreinigungen, z.B. Verunreinigungsatomen oder adsorbierten Gasatomen, vorhanden sein können, die vorher vor der Bildung des Körpers mit den Kontakten zwischen den einzelnen Körnern an den Oberflächen derThe term "idle state" is to be understood here as the state in which the external influences, the state of charge at the contacts between the. individual grains, e.g. Illumination in the case of a light-sensitive arrangement or conspicuous gas atoms in a gas detector arrangement, are absent. Under the term "continuity" between the masses of the adjacent Grains is to be understood here as the fact that, apart from the masses of the grains, there is no essential interface layer is present, although in certain cases small concentrations of atomic defects or impurities, e.g. impurity atoms or adsorbed gas atoms, which previously before the formation of the body with the contacts between the individual grains on the surfaces of the

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PUB 32^82. 2.12.75PUB 32 ^ 82. 2.12.75

Körner vorhanden waren. Im allgemeinen werden, wenn das Material der Körner vor der Bildung des genannten Körpers, z.B. als eine Schicht auf einem Substrat, derart ist, dass an der Oberfläche der Körner gewisse anfänglich vorhandene Erschöpfungsmittel, z.B. eine Erschöpfungsoberflächenschicht oder adsorbierte Atome, Mpleküle oder Ionen, anwesend sind, bei der Bildung des Körpers die Körner derart miteinander kontaktiert, dass diese Erschöpfungsmittel von den Grenzflächengebieten an den Kontakten zwischen den einzelnen Körnern entfernt werden. Die in jedem Sonderfall verwendete Verarbeitungsmethode wird durch die besonderem Materialien bestimmt, aber die gewünschte Kontaktierung kann in gewissen Fällen mit einer verhältnismässig geringen ausgeübten Kraft zwischen angrenzenden Körnern erhalten werden, wie sie z.B. durch einen Schleudervorgang erzeugt wird. In anderen Fällen kann die gewünschte Kontaktierung eine Behandlung bei hoher Temperatur erfordern, wobei sogar derart hohe Temperaturen angewandt werden können, dass sich die Behandlung einem Sintervorgang, oder wenigstens den ersten Sinterstufen, nähert. In allen Fällen ist der wesentliche Faktor die Art des Kontakts zwischen einzelnen Körnern und im allgemeinen wird bei den erfindungsgemässen Anordnungen von bekannten Struk-Grains were present. In general, if the material of the grains before the formation of the said Body, e.g. as a layer on a substrate, is such that on the surface of the grains certain depletion agents initially present, e.g., a depletion surface layer or adsorbed Atoms, Mplekule or ions, are present in the formation of the body so the grains together contacted that this means of exhaustion from the interface areas at the contacts between the individual grains can be removed. The processing method used in each special case will be determined by the particular materials, but the desired contacting can be in certain Cases with a relatively small force exerted between adjacent grains are obtained, as it is generated e.g. by a spinning process. In other cases the desired contact can be made require treatment at high temperature, with even such high temperatures Can be applied that the treatment is a sintering process, or at least the first Sintering steps, approaching. In all cases it is essential Factor the type of contact between individual grains and in general will be the case inventive arrangements of known structural

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PHB rJ2k82 2.12.75PHB r J2k82 2.12.75

türen mit Halbleiterkörnern ausgegangen, bei denen eine gewisse Kombination der ^orm der Kontakte zwischen den einzelnen Körnern und der Mittel zur Änderung der Leitungswege im Körper über diese Kontakte angewandt wird. Bei vielen bekannten Anordnungen mit Halbleiterpulverkörnern in Sch.ich.ten mit einer Dicke mehrerer Körner hängt somit die Wirkung im wesentlichem Masse entweder von einer Isolierschicht zwischen den Körnern, wie bei Wechselstromelektrolumineszenzanordnungen, oder von zwischengefügten gleichrichtenden Sperren zwischen den Körnern, wie bei einer Bleisulfxdphotoleiteranordnung, ab. Im allgemeinen müssen bei einer erfindungsgemässen Anordnung die Mittel zur Speicherung von Ladung an das Grenzflächengebiet an einem Kontakt zwischen einzelnen Körnern grenzen und eine derartige Form aufweisen, dass eine genügende Anzahl aufladbarer Zustände pro Oberflächeneinheit vorhanden sind, um die Leitungswege in den Grenzflächengebieten an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern zu erschöpfen, aber eine äussere Steuerung des Besetzungsgrades dieser Zustände muss möglich sein. Dies kann mit einigen weiteren bekannten Strukturen verglichen .werden, bei denen solche Zustände unter thermischen Gleichgewichtsbedxngungen der Anordnung im Ruhezustand voll sind und dasdoors with semiconductor grains assumed that some combination of the ^ orm of the contacts between the individual grains and the means of Modification of the conduction paths in the body via these contacts is applied. In many known arrangements with semiconductor powder grains in Sch.ich.ten with With a thickness of several grains, the effect depends to a large extent either on an insulating layer between the grains, as in AC electroluminescent devices, or from interposed ones rectifying locks between the grains, as in a lead sulfide photoconductor arrangement, away. In general, in an arrangement according to the invention, the means for storing Charge adjoin the interface area at a contact between individual grains and such Have a shape that there is a sufficient number of chargeable states per surface unit are to the conduction paths in the interfacial areas exhausting at the contacts between individual grains, but an external control the degree of occupation of these states must be possible. This can be known with some more Structures are compared in which such states under thermal equilibrium conditions the arrangement are full at rest and that

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PHB 32482' 2.12 .-75PHB 32482 ' 2.12-75

Ή.Ή.

Grenzflächengebiet an einem Kontakt zwischen einzelnen Körnern völlig erschöpft ist. Ausserdem unterscheiden sich in bezug auf die Verarbeitung erfindungsgemässe Anordnungen in vielen Fällen von bekannten Strukturen darin, dass die Verarbeitung irgendeinen besonderen Schritt umfasst, um die genannten Mittel zur Speicherung von Ladung anzubringen, und dieser Schritt wird normalerweise durchgeführt, nachdem die gewünschte Kontinuität der Kontakte zwischen einzelnen Körnern erhalten ist, z.B. nachdem irgendein Erhitzungsschritt stattgefunden hat.Interface area at a contact between individual grains is completely exhausted. Also differentiate in relation to the processing according to the invention Arrangements in many cases of known structures in that processing any includes a special step to attach the said means for storing cargo, and this step is usually done after the desired continuity of contacts is obtained between individual grains, e.g., after some heating step has taken place.

Einige Anordnungen nach der Erfindung können für Betrieb in einem Ladungsspeichermodus eingerichtet sein und enthalten Elektrodenmittel zum Anlegen eines geeigneten Potentialimpttlses zum Aufladen des Körpers in der Nähe wenigsgens einiger der Kontakte zwischen einzelnen Körnern und zum Ableiten eines Ausgangssignals, das die elektrische Leitfähigkeit wenigstens eines Teiles des Körpers angibt, die durch die auf diese Weise darin gespeicherte Ladung bestimmt wird.Some arrangements according to the invention can be adapted to operate in a charge storage mode be and contain electrode means for applying a suitable potentialimpttlses for charging of the body close to some of the contacts between individual grains and for deriving purposes an output signal indicating the electrical conductivity at least a part of the body that is stored in it by the in this way Charge is determined.

Die innerhalb des Körpers wenigstens örtlich an den Oberflächen der Körner, die an die Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern grenzen, vorhandenen Mittel zur Speicherung von Ladung können eine oder mehrereThose inside the body at least locally on the surfaces of the grains that adhere to the Interfacial areas adjoin the contacts between individual grains, available means for Storage of charge can be one or more

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PHB 32482 2.12.75PHB 32482 2.12.75

einer grossen Anzahl verschiedener Formen aufweisen. So können bei einer einfachen Ausführungsform diese Mittel eine Isolierschicht enthalten, die auf der genannten Körneroberfläche liegt und über die ein wirksames Mittel, wie ein Gas, diffundieren kann, an deren Aussenflache ein wirksames Mittel, wie ein Gas, adsorbiert werden kann.have a large number of different shapes. Thus, in a simple embodiment, these means can contain an insulating layer on the said grain surface lies and over the one effective means, such as a gas, can diffuse on the outer surface of an effective means, such as a Gas, can be adsorbed.

Bei einer anderen Ausführungsform enthalten diese Mittel eine Isolierschicht, die auf der genannten Körneroberfläche liegt, wobei Ladungseinfangmittel in die Isolierschicht, wenigstens in denjenigen Teil derselben eingebaut sind, der in der Nähe der Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen den einzelnen Körnern liegt. Bei bestimmten Ausführungsformen der Anordnung nach der Erfindung bilden die genannten Mittel zur Speicherung von Ladung, die innerhalb des Körpers an den Oberflächen der Körner, die wenigstens örtlich an die Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern grenzen, vorhanden sind, gleichrichtende Sperren an oder nahe bei dieser Körneroberfläche.Included in another embodiment this means an insulating layer lying on said grain surface, being charge trapping agents are incorporated into the insulating layer, at least in that part of the is in the vicinity of the interface areas at the contacts between the individual grains. at certain embodiments of the arrangement according to the invention form said means for Storage of charge within the body on the surfaces of the grains, at least locally are adjacent to the interface areas at the contacts between individual grains, rectifying locks at or near this grain surface.

Im allgemeinen lassen sich die erfindungsgemässen Anordnungen, -in denen die Mittel zur Speicherung von Ladung gleichrichtende Sperren bilden, in mindestens zwei Hauptkategorien einteilen.In general, the inventive arrangements in which the means for Storage of charge form rectifying locks, divided into at least two main categories.

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PHB 32482PHB 32482

2 5 550 H 2·12'73 2 5 550 H 2 12 '73

Die erste Kategorie umfasst jene Anordnungen, in deren Struktur keine gesonderte aus sere elektrische Verbindung mit den die gleichrichtenden Sperren bildenden Mitteln zur Speicherung von Ladung besteht, so dass es nicht möglich ist, unmittelbar das an die genannten Mittel angelegte Potential zu steuern. Die zweite Kategorie umfasst jene Anordnungen, in deren Struktur irgendeine äussere elektrische Verbindung mit den die gleichrichtenden Sperren bildenden Mitteln zur Speicherung von Ladung besteht, z.B. eine ohmsche Verbindung mit den genannten die gleichrichtenden Sperren bildenden Mitteln, wenn sie die Form von Oberflächenschichten auf den Körnern aufweisen, oder eine indirekte Verbindung mit den die gleichrichtenden Sperren bildenden Mitteln, z.B. eine kapazitive Verbindung mit derartigen gleichrichtende Sperren bildenden Mitteln.The first category includes those arrangements in whose structure there is no separate from sere electrical There is a connection with the means for storing charge which form the rectifying locks, so that it is not possible to directly use the potential applied to the means mentioned to control. The second category includes those arrangements which have some external structure in their structure electrical connection to the means for storing charge which form the rectifying barriers exists, e.g. an ohmic connection with the aforementioned forming the rectifying barriers Agents, if they are in the form of surface layers on the grains, or an indirect one Connection to the means forming the rectifying barriers, e.g. a capacitive connection with such rectifying barrier forming means.

Im allgemeinen können zu der ersten Kategorie gehörige Anordnungen für Betrieb in einem LadungsSpeichermodus eingerichtet werden, d.h. für einen Betrieb, durch den ein Aufladen der Kontakte zwischen einzelnen Körnern entweder periodisch oder intermittierend statfindet und die elektrische Leitfähigkeit wenigstens eines Teiles des so aufgeladenen Körpers zu einem diesem Aufladen folgenden 609826/1001 In general, arrangements belonging to the first category can be set up for operation in a charge storage mode, that is to say for operation through which the contacts between individual grains are charged either periodically or intermittently and the electrical conductivity of at least a part of the thus charged body to one of these Charging the following 609826/1001

PHB 32482 2.12.-75PHB 32482 2.12.-75

Zeitpunkt und vor der Gesamtrekombination der ge speicherten Ladungsträger durch irgendeine zusätzliche Wirkung, z.B. durch die Einführung freier Ladungsträger, bestimmt wird, die durch die Absorption von Strahlung in der Nähe der Kontakte zwischen einzelnen Körnern erzeugt werden, wie dies in einer für Abbildungs- oder Photodetektionszwecke eingerichteten Anordnung der Fall ist. Beim Betrieb solcher Anordnungen in einem Ladungsspeicher modus hängt die Weise, in der die Kontakte zwischen einzelnen Körnern aufgeladen werden, von der Art der die gleichrichtenden Sperren bildenden Mittel ab, wie nachstehend beschrieben werden wird, aber im allgemeinen ist die Wirkung derart, dass der Potentialunterschied zeitweilig zwischen Verbindungen mit voneinander getrennten Teilen des Körpers angelegt wird, um das gewünschte Aufladen der Kontakte zwischen einzelnen Körnern zu erhalten.The point in time and before the total recombination of the stored charge carriers is determined by some additional effect, e.g. by the introduction of free charge carriers, which are generated by the absorption of radiation in the vicinity of the contacts between individual grains, as in one for imaging or photodetection purposes established arrangement is the case. When such arrangements are operated in a charge storage mode, the manner in which the contacts between individual grains are charged depends on the nature of the means forming the rectifying barriers, as will be described below, but in general the effect is such that the potential difference is temporarily applied between connections with separate parts of the body in order to obtain the desired charging of the contacts between individual grains.

Im allgemainen können zu der zweiten Kategorie gehörige Anordnungen für Betrieb in einem Ladungsspeichermodus oder einem kontinuierlichen Modus eingerichtet sein und die besonderen Strukturen werden dann für den beabsichtigten Betriebsmodus entworfen. Bei derartigen Anordnungen, wenn sie für einen Ladungsspeichermodusbetrieb entworfen sind, kann das Aufladen der Kontakte zwischenIn general, arrangements belonging to the second category for operation in a charge storage mode can be used or a continuous mode and the special structures are then designed for the intended mode of operation. With such arrangements, if They are designed for charge storage mode operation, charging the contacts between

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PHB 32482. 2. 12.J5PHB 32482. 2. 12.J5

einzelnen Körnern auf andere Weise als bei den Anord nungen der ersten Kategorie erfolgen, weil eine Verbindung mit den gleichrichtende Sperren bildenden Mitteln zuiji Anbringen der Ladung verwendet werden kann. Z.B. kann das Aufladen dadurch erfolgen, dass ein Impuls angelegt wird, der zeitweilig die gleichrichtenden Sperren in der Sperrichtung vorspannt, wenn eine nahezu ohmsche Verbindung mit den letzteren besteht, oder, wenn eine kapazitive Verbindung in Reihe mit den die gleichrichtenden Sperren bildenden Mitteln besteht, dadurch, dass ein Impuls angelegt wird, der zeitweilig die gleichrichtenden Sperren in der Durchlassrichtung vorspannt und die in Reihe angeordneten Kondensator— mittel derart auflädt, dass bei Beendigung des Impulses die Ladung zwischen den genannten Kondensatormitteln und den gleichrichtenden Sperren in der Nähe der Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern verteilt wird. In diesen Fällen, wenn der Körper als eine Schicht ausgebildet ist, kann eine Anzahl Verbindungen bestehen, die alle ohmsch oder alle kapazitiv sind und je eine Verbindung mit den Mitteln herstellen, die die gleichrichtenden Sperren eines Elementarteils der Schicht bilden. Es ist einleuchtend, dass die Verbindungen mit den die gleichrich-individual grains are made in a different way than in the arrangements of the first category, because a connection can be used with the rectifying barrier forming means zuiji attaching the charge can. For example, charging can be done by applying a pulse that temporarily rectifying locks biased in the reverse direction when a near ohmic connection with the the latter exists, or if there is a capacitive connection in series with the rectifying locks constituting means consists in that a pulse is applied which temporarily biases the rectifying barriers in the forward direction and charges the capacitor means arranged in series in such a way that when the Impulse the charge between said capacitor means and the rectifying locks near the interface areas at the contacts is distributed between individual grains. In these cases, when the body as a layer is formed, there may be a number of connections, all ohmic or all capacitive are and each establish a connection with the means that the rectifying locks a Form elementary part of the layer. It is evident that the connections with the rectified

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PHB 32482 2.12.75PHB 32482 2.12.75

tenden Sperren bildenden Mitteln derart sein müssen, dass nach dem Aufladen diese Verbindungen gegeneinander isoliert sein müssen, um das ¥eglecken von Ladung -von einem Elementarteil der Schicht zu einem anderen Elementarteil der Schicht zu vermeiden.Tending lock-forming means must be such that after charging these connections against each other must be isolated to prevent the leakage of charge from one elementary part of the layer to one to avoid other elementary part of the layer.

Zu der genannten zweiten Kategorie gehörige Anordnungen können vorteilhafterweise für einen kontinuierlichen Betriebsmodus eingerichtet sein, wobei das an eine Verbindung mit den die gleichrichtenden Sperren bildenden Mitteln angelegte Potential dazu benutzt wird, den Stromfluss durch Feldeffekterschöpfung der Leitungswege zwischen angrenzenden Körnern in den Grenzflächengebieten an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern zu modulieren.Arrangements belonging to said second category can advantageously be used for a continuous Be set up operating mode, wherein the to a connection with the rectifying Lock-forming means applied potential is used to reduce the flow of current by field effect exhaustion the conduction paths between adjacent grains in the interface areas at the contacts to modulate between individual grains.

Bei einer Ausführungsform einer Anoi-dnung der genannten ersten Kategorie, in der keine äussere elektrische Verbindung mit den die gleichrichtenden Sperren bildenden Mitteln bestehtf sind die Verteilung der Körner" in dem Körper und die Konfiguration der gleichrichtenden Sperren derart, dass nach dem Anlegen eines Aufladepotentialunterschiedes geeigneter Grosse über wenigstens einem Teil des Körpers Ladung in zu den gleichrichtenden Spex«- ren gehörigen Erschöpfungsgebieten in der Nähe wenigstens einiger der Kontakte zwischen einzelnen Körnern im genannten. Teil gespeichert und dazu be-In one embodiment, a Anoi-dnung said first category in which no external electrical connection with the rectifying barriers forming agents is f, the distribution of the grains "in the body and the configuration of the rectifying barriers such that after applying a Aufladepotentialunterschiedes of a suitable size over at least a part of the body charge in areas of exhaustion belonging to the rectifying spexes in the vicinity of at least some of the contacts between individual grains in the part mentioned and stored for this purpose.

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PHB 32482 2.12.75PHB 32482 2.12.75

nutzt wird, die Hauptstromleitungswege über die Kör ner im genannten Teil zu ändern. Bei einer Ausführungsforra des Betriebes einer solchen Anordnung weist ein Abfragepotentialunterschied, der über dem genannten Teil angelegt wird, die gleiche Polarität wie der Aufladepotentialunterschied, aber eine geringere Grosse auf. Im allgemeinen erfolgt das Aufladen derart, dass im Falle eines idealen Kontakts zwischen zwei sphärischen Körnern mit einem "Hals"-Teil im Grenzflächengebiet die Ladung symmetrisch im Grenzflächengebiet zwischen den beiden Körnern verteilt wird. Im Rahmen der Erfindung liegen jedoch auch diejenigen Anordnungen, in denen eine gewisse Asymmetrie in der Ladungsverteilung, z.B. infolge selektiver Ionenadsorption an einer Seite des Kontakts zwischen zwei Körnern durch den Potentialabfall über diesem Kontakt, auftritt.is used, the main power lines over the body ner to change in the mentioned part. In one embodiment of the operation of such an arrangement has a query potential difference that is about the said part is applied, the same polarity as the charging potential difference, but a smaller size. In general, charging is carried out in such a way that in the case of an ideal Contact between two spherical grains with a "neck" part in the interface area reduces the charge symmetrically in the interface area between the distributed over the two grains. In the context of the invention, however, are those arrangements in show a certain asymmetry in the charge distribution, e.g. due to selective ion adsorption one side of the contact between two grains by the potential drop across this contact, occurs.

Bei der genannten einen Ausführungsform der Anordnung, in der keine äussere elektrische Verbindung mit den die gleichrichtenden Sperren bildenden Mitteln besteht·, können die Verteilung der Körner und die Konfiguration der gleichrichtenten Sperren derart sein, dass nach dem Anlegen eines Aufladepotentialunterschiedes geeigneter Grösse die in den Erschöpfungsgebieten gespeicherteIn the one embodiment mentioned the arrangement in which there is no external electrical connection with the rectifying locks constituting means · can control the distribution of the grains and the configuration of the rectifying Lock be such that after applying a charging potential difference of a suitable size those stored in the areas of exhaustion

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PHB 'Jü^ 2.12.75PHB 'Jü ^ 2.12.75

Ladung dazu benutzt wird, nahezu die genannten Hauptstromleitungswege über die Körner im genannten Teil des Körpers zu sperren.Charge is used to almost the mentioned main current conduction paths over the grains in the mentioned Lock part of the body.

Erfindungsgemässe Anordnungen, in denen die Mittel zur Speicherung von Ladung gleichrichtende Sperren an oder nahe bei den Körneroberflächen bilden, können auf viele verschiedene Weisen ausgebildet sein. In einigen Strukturen sind die gleichrichtenden Sperren innerhalb der Körner durch umgewandelte Oberflächenschichten gebildet, die an die Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern grenzen, welche Oberflächenschichten einen dem der Hauptmasse der Körner, in denen die Stromleitungswege liegen, entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp aufweisen. Z.B. können inadie..Körner aus η-leitendem Silicium oder η-leitendem Galliumarsenid bestehen und p-leitende Oberflächenzonen aufweisen, die ausserhalb der Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern gebildet und z.B. dadurch erhalten werden, dass die pleitenden Silicium- oder Galliumarsenidkörner erhitzt werden, um die gewünschten Kontakte zwischen einzeL-, nen Körnern herzustellen, welche Erhitzung in einer Atnosphäre eines Akzeptordotierungsstoffes für Silicium bzw. Galliumarsenid stattfindet. Andere Beispiele sind Körner, die anfänglich aus n-leitendem Bleioxid oder η-leitendem Bleisulfid bestehen und in denen entweder während oder nach einer Behänd-.609826/1001 Arrangements according to the invention in which the means for storing charge form rectifying barriers at or near the grain surfaces can be implemented in many different ways. In some structures, the rectifying barriers within the grains are formed by transformed surface layers that adjoin the interface regions at the contacts between individual grains, which surface layers have a conductivity type opposite that of the bulk of the grains in which the current conduction paths are located. For example, inadie..korns can consist of η-conductive silicon or η-conductive gallium arsenide and have p-conductive surface zones that are formed outside the interface areas at the contacts between individual grains and are obtained, for example, by heating the p-conductive silicon or gallium arsenide grains in order to produce the desired contacts between individual grains, which heating takes place in an atmosphere of an acceptor dopant for silicon or gallium arsenide. Other examples are grains which initially consist of n-type lead oxide or η-type lead sulfide and which either during or after handling .609826 / 1001

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lung zum Erhalten der gewünschten Kontinuität zwischen den Massen benachbarter Körner an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern Erhitzung in Sauerstoff stattfindet, um p-leitende Oberflächenschichten an den Kornoberflächen zu bilden.development to obtain the desired continuity between the masses of adjacent grains at the contacts between individual grains heating in oxygen takes place to attach p-type surface layers to form the grain surfaces.

Bei anderen Anordnungen werden die gleichrichtenden Sperren durch ein Material gebildet, das auf den Kornoberflächen angebracht wird, die wenigstens örtlich an die Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern grenzen. Dieses angebrachte Material kann in Form einer Überzugsschicht auf den Kornoberflächen wenigstens örtlich in der Nähe der Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern vorhanden sein. Auch kann dieses Material als ein Material verhältnismässig hohen spezifischen Widerstandes vorhanden sein, das die Räume zwischen den Körnern im Körper ausfüllt.In other arrangements, the rectifying barriers are formed by a material that is attached to the grain surfaces, the at least locally adjoin the interface areas at the contacts between individual grains. This Applied material can be in the form of a coating layer on the grain surfaces at least locally be present in the vicinity of the interface regions at the contacts between individual grains. Even can this material as a material relative high resistivity, which is the spaces between the grains in the body fills out.

Bei einigon Anordnungen bilden das wenigstens örtlich auf den Kornoberflächen vorhandene Material und die Körner gleichrichtende pn-Homo— Übergangssperren. So kann der Körper Kontaktierkörner, z.B. aus Silicium, Galliumarsenid, Bleioxid., Bleisulfid, vom einen Leitfähigkeitstyp enthalten, die mit dem gleichen Ausgangsmaterial, jedoch vomIn some arrangements they are present at least locally on the grain surfaces Material and the grains rectifying pn homo junction barriers. So the body can contact grains, e.g. made of silicon, gallium arsenide, lead oxide., lead sulfide, containing one conductivity type, those with the same starting material, but dated

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PHB 32482 2.12.75PHB 32482 2.12.75

entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp, überzogen sind.opposite conductivity type, are coated.

Bei anderen Ausführungsformen der Strukturen, in denen die gleichrichtenden Sperren durch ein Material gebildet werden, das wenigstens örtlich auf den Kornoberflächen vorhanden ist, die an die Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern grenzen, bilden das Material und die· Körner gleichrichtende pn-Heteroübergangssperren. Bei einem Beispiel enthält der Körper Körner aus η-leitendem Zinkoxid, das wenigstens örtlich mit einem p-leitenden Material überzogen ist. Für das p-leitende Uberzugsmaterial bei Anwendung η-leitender Zinkoxidkörner bestehen verschiedene Möglichkeiten, z.B. die Anwendung von p-leitendem Bledjodid, p-leitendem Kupferoxid, p-leitendem Bleioxid, p-leitendem Zinktellurid, als Uberzugsmaterial. Bei Anwendung p-leitenden Blejjodids als Uberzugsmaterial, z.B. durch Anwendung nichtstöohiometrischen Bleijodids (überschüssiges Jod) ist es mögl.ich, die nütliche Akzeptorwirkung dieser Überzüge zu. ändern. Bei einem anderen Beispiel enthält der Körper Körner aus p-leitendem Bleijodid, das wenigstens örtlich mit η-leitendem Zinkoxid oder η-leitendem Bleioxid überzogen ist.In other embodiments of the structures in which the rectifying locks through a material can be formed which is at least locally present on the grain surfaces that adhere to the Interfacial areas adjoin the contacts between individual grains, form the material and the grains rectifying pn heterojunction barriers. In one example, the body contains grains made of η-conductive zinc oxide which is at least locally coated with a p-conductive material. For the p-conducting coating material when using η-conducting zinc oxide grains, there are different Possibilities, e.g. the use of p-conducting bled iodide, p-conducting copper oxide, p-conducting lead oxide, p-type zinc telluride, as a coating material. When using p-conducting lead iodide as a coating material, E.g. by using non-stoichiometric lead iodide (excess iodine) it is possible for me to useful acceptor effect of these coatings. change. In another example, the body contains grains made of p-type lead iodide, at least locally is coated with η-conductive zinc oxide or η-conductive lead oxide.

Bei einem weiteren Beispiel enthält derIn another example, the

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PHB 32482 2.12.PHB 32482 2.12.

Körper Körner aus η-leitendem Cadmiumsulfid',· das wenigstens örtlich mit einem rlaterial überzogen ist, das aus der Gruppe gewählt ist, die durch p-leitendes Kupfersulfid, p-leitendes Zinktellurid und p-leitendes Bleijodid gebildet wird. Nach einem anderen Beispiel enthält der Körper Körner aus p-leitendem Zinktellurid, das wenigstens örtlich mit einem Material überzogen ist, das aus der Gruppe gewählt ist, die durch η-leitendes Cadmiumsulfid, n-leitendes Cadmiumsulfid, η-leitendes Zinkselenid, n-leitendes Zinkoxid und η-leitendes Bleioxid gebildet wird.Body grains of η-conductive cadmium sulfide ', the is coated at least locally with a material selected from the group consisting of p-conducting Copper sulfide, p-type zinc telluride, and p-type Lead iodide is formed. According to another example the body contains grains of p-type zinc telluride which are at least locally coated with a material is coated, which is selected from the group consisting of η-type cadmium sulfide, n-type Cadmium sulfide, η-conductive zinc selenide, n-conductive Zinc oxide and η-conductive lead oxide is formed.

Bei jeder der genannten Anordnungen, die überzüge auf den Kornoberflächen oder Oberflächenschichten vom dem der Kornoberflächen entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp enthalten, kann ein geeignetes Füllmaterial in den Räumen zwischen den Körnern vorhanden sein. Bei gewissen nachstehend zu beschreibenden Beispielen wird ein leitondes Füllmaterial verwendet, um eine Verbindung mit den die gleichrichtenden Sperren bildenden Mitteln herzustellen. In any of the above arrangements, the coatings on the grain surfaces or surface layers of the conductivity type opposite to that of the grain surfaces may contain a suitable one There should be filler material in the spaces between the grains. With certain below Examples to be described, a conductive filler material is used to bond with the to establish the means forming the rectifying locks.

Nachstehend werden Beispiele von Anordnungen gegeben, in denen gleichrichtende Sperren durch ein Halbleitermaterial hohen spezifischen Widerstandes gebildet werden, dessen Leitfähig-The following are examples of arrangements in which rectifying locks be formed by a semiconductor material of high specific resistance, the conductivity of which

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PHB '32*1-82-2.12^75 PHB '32 * 1-82-2.12 ^ 75

keltstyp dem der Kontaktierkörner entgegengesetzt ist und das nahezu die Räume zwischen den Körnern ausfüllt, wobei die Hauptstromleitungswege sich in den Körpern der genannten Anordnungen innerhalb der Körner und über die Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern erstrecken. Bei einem Beispiel enthält der Körper kontaktierte η-leitende Zinkoxid- oder η-leitende Cadmiumsulfidkörner, wobei in den Räumen zwischen den Körnern p-leitendes Zinktellurid hohen spezifischen Widerstandes vorhanden ist. Bei einem anderen Beispiel enthält der Körper kontaktierte p-leitende Zinktelluridkörner, wobei in den Räumen zwischen den Körnern η-leitendes Cadmiumsulfid hohen spezifischen Widerstandes oder η-leitendes Zinkselenid hohen spezifischen Widerstandes vorhanden ist. Auch können die Räume zwischen den Körnern mit einem organischen Halbleitermaterial hohen spezifischen Widerstandes, z.B. einem Farbstoff, gefüllt sein, dessen Leitfähigkeitstyp dem des Materials der kontaktierten Körner entgegengesetzt ist.Kelttyp opposite to that of the contacting grains and that almost fills the spaces between the grains, the main current conduction paths being in the bodies of said arrangements within the grains and via the interface regions to the Extending contacts between individual grains. In one example, the body contains contacted η-conductive zinc oxide or η-conductive cadmium sulfide grains, wherein in the spaces between the grains p-type zinc telluride of high resistivity is available. In another example, the body contains contacted p-type zinc telluride grains, being in the spaces between the grains η-conductive cadmium sulfide high specific Resistance or η-conductive zinc selenide of high specific resistance is present. Also can the spaces between the grains with an organic semiconductor material of high resistivity, e.g. a dye, the conductivity type of which corresponds to that of the material being contacted Grain is opposite.

Bei Anwendung von Füllmaterialien hohen spezifischen Widerstandes in den Räumen zwischen den Körnern ist es wichtig, dass der spezifische Widerstand derart gewählt wird, dass es genügend hoch ist, damit (a) die HauptStromleitungswege sichWhen using filling materials with high resistivity in the spaces between It is important for the grains that the specific resistance is chosen so that it is sufficient is high so that (a) the main power lines are

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PHB 32482 2.12.75PHB 32482 2.12.75

25550U25550U

im Körper über die Kontakte zwischen einzelnen Körnern erstrecken und (b) in einer Anordnung für Betrieb in einem Ladungsspeichermodus nach dem Aufladen eine Wiedierverteilung von in den Grenzflächengebieten in ,der Nähe der Kontakte zwischen einzelnen Körnern gespeicherter Ladung über angrenzende Gebiete nicht in wesentlichem Masse auftritt.extend in the body via the contacts between individual grains and (b) in an arrangement for operation in a charge storage mode, after charging, a redistribution of in the interface regions in, near the contacts between individual grains of stored charge over adjacent areas does not occur to a significant extent.

Bei noch weiteren Ausführungsformen der Anordnung nach der Erfindung ist das wenigstens örtlich auf den Kornoberflächen vorhandene Material ein Halbleitermaterial vom gleichen Leitfähigkeitstyp wie das Material der Körner, aber von verschiedener Zusammensetzung. Bei einem Beispiel enthält der Körper Körner aus η-leitendem Zinkoxid, das einen gleichrichtenden HeteroÜbergang mit einem Überzug aus n-leitendem Cadmiumsulfid oder η-leitendem Zinkselenid bildet. Bei einem anderen Beispiel enthält der Körper Körner aus p-leitendem Zinktellurid, das einen gleichrichtenden HeteroÜbergang mit einem Uberzu£7 aus pleitendem Kupferoxid bildet. Im allgemeinen muss die Beziehung zwischen dem Material der Körner und dem des Überzugs derart sein, dass für n-leitende Körner der überzug eine höhere Austrittsarbeit als das Material der Körner und für p-leitende Körner der Überzug eine niedrigere Austrittsarbeit als das Material der Körner aufweist.In still further embodiments of the arrangement According to the invention, the material present at least locally on the grain surfaces is a semiconductor material of the same conductivity type as the material of the grains, but of different composition. In one example, the body contains grains of η-conductive zinc oxide, which is a rectifying Heterojunction with a coating of n-conducting Forms cadmium sulfide or η-conductive zinc selenide. In another example, the body contains grains of p-type zinc telluride, the one rectifying Straight transition with an over £ 7 from bankruptcy Forms copper oxide. In general, the relationship between the material of the grains and that of the coating must be such that, for n-type grains, the coating has a higher work function than the material of the grains and for p-type grains the coating has a lower work function than comprises the material of the grains.

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PHB 32^82 2 . 12.75PHB 32 ^ 82 2. 12.75

«.ν«.Ν

Bei anderen Ausführungsformen der Anordnung, in denen die gleichrichtender· Sperren durch ein Material gebildet werden, das wenigstens örtlich auf den Kornoberflächen, die an die Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern grenzen, angebracht ist, enthält der Körper Körner, die wenigstens örtlich mit einem organischen Farbstoff mit Halbleitereigenschaften überzogen sind.In other embodiments of the arrangement in which the rectifying locks by a Material are formed at least locally on the grain surfaces that adjoin the interface regions is attached to the contacts between individual grains, the body contains grains, which are coated at least locally with an organic dye with semiconductor properties.

Bei anderen Ausführungsformen der erfindungsgemässen Anordnung, enthalten die Mittel zur Speicherung von Ladung wenigstens auf den Oberflächenteilen der Körner, die an die Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern grenzen, mindestens eine adsorbierte Gasspezies, die aus der Gruppe gewählt ist, die durch Atome, Ionen und Moleküle gebildet wird. Damit in diesen Anordnungen Ladungsübertragung von den Körnern auf das adsorbierte Gasatom, -ion oder -molekül stattfinden kann, ist es notwendig, dass bei Anwendung η-leitender Körner das elektrochemische^ Potential der adsorbierten Spezies grosser als das der Körner ist, und dass bei Anwendung p-leitender Körner das elektrochemische Potential der adsorbierten Spezies niedriger als-das der Körner ist. Eine derartige Ladungsübertragung erzexigt Feldeffekterschöpfung der Kornoberflächenteile in der NäheIn other embodiments of the invention Arrangement, contain the means for storing charge at least on the surface parts of the grains that adhere to the interface areas adjoin the contacts between individual grains, at least one adsorbed gas species, selected from the group formed by atoms, ions and molecules. So in these Arrangements Charge transfer from the grains to the adsorbed gas atom, ion or molecule take place it is necessary that when using η-conductive grains the electrochemical ^ potential the adsorbed species is larger than that of the grains, and that when using p-type grains the electrochemical potential of the adsorbed species is lower than that of the grains. One such charge transfer causes field effect depletion of the grain surface parts nearby

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PHB 32482 2.12.75PHB 32482 2.12.75

* HJ-* HJ-

der Grenzoberflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern und dient also dazu, die Hauptstromleitungswege im Körper über die Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern zu steuern. Die genannte Ladungsübertragung kann in gewissen Anordnungen dadurch erfolgen, dass ein Aufladepotentialunterschied über einem Kontakt zwischen zwei Körnern angelegt wird. Der Ladungsmechanismus kann derart sein, dass bei der Bildung der Anordnung Ionen, z.B. Sauerstoffionen, an den Oberflächenteilen der Körner in der Nähe der Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern adsorbiert werden. Beim Anlegen eines geeigneten Aufladepotentialunterschiedes über wenigstens einem Teil des Körpers wird die Ionen adsorption dadurch vergrössert, dass ein Teil der effektiven gleichrichtenden Sperre .an den Oberflächenteilen in der Nähe der Kontakte zwischen einzelnen Körnern in der Durchlassrichtung vorgespannt wird. Dies ist das Ionenäquivalent des Auflademechanismus, der auftritt, wenn ein pn-übergang an den genannten Oberflächenteilen vorhanden ist. Bei Anwendung nleitender Körner, z.B. η-leitender Zinkoxidkörner, an denen Sauerstoffionen adsorbiert werden können, besteht somit der Auflademechanismus darin, dass ein neutrales Sauerstoffion aus der Umgebung desof the interface areas at the contacts between individual grains and thus serves to establish the main current conduction paths in the body via the interface areas to control the contacts between individual grains. The said charge transfer can be done in certain arrangements that a charging potential difference across a contact is applied between two grains. The charging mechanism can be such that upon formation the arrangement of ions, e.g. oxygen ions, on the Surface parts of the grains in the vicinity of the interface areas are adsorbed on the contacts between individual grains. When creating a suitable The ion adsorption occurs when the charge potential difference over at least one part of the body occurs enlarged by the fact that part of the effective rectifying barrier .an the surface parts biased near the contacts between individual grains in the forward direction. This is the ion equivalent of the charging mechanism, the occurs when a pn junction is made to the said Surface parts is present. When using conductive grains, e.g. η-conductive zinc oxide grains, on which oxygen ions can be adsorbed, the charging mechanism is thus that a neutral oxygen ion from around the

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PHB 32482 2.12.75PHB 32482 2.12.75

Kontakts zwischen zwei Körnern und ein Elektron aus dem Inneren des Kornes zugeführt werden. Das Aufladen führt somit 'Feldeffekterschöpfung der Hauptstromleitungswege über die Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körner herbei. Dieser Effekt kann bei vielen Anwendungen, z.B. bei Anordnungsstrukturen benutzt werden, die für einen Betrieb eingerichtet sind, bei dem Photodesorption der genannten Spezies unter der Steuerung einfallender Strahlung erfolgen kann. Andere mögliche Anwendungen, bei denen der spannungsinduzierte von einer Anordnungsstruktur nach der Erfindung hervorgerufene Adsorptionseffekt benutzt werden kann, sind diejenigen, in denen Desorption auch spannungsinduziert sein kann. Eine Anordnungsstruktur, in der ein spannungsinduzierter Adsorptionseffekt auftritt, kann für Gasdetektion, Gastransport oder sogar für Anwendung als eine spannungsgesteuerte katalytische Anordnung eingerichtet sein.Contact between two grains and an electron can be supplied from inside the grain. The charging thus leads to 'field effect exhaustion of the main power lines via the interface areas at the contacts between individual grains. This Effect can be used in many applications, e.g. in arrangement structures that are used for a Operation are set up in which the photodesorption of said species is under the control of incident Radiation can take place. Other possible applications where the stress induced of an arrangement structure according to the invention caused adsorption effect can be used are those in which desorption can also be stress-induced. An arrangement structure, in which a stress-induced adsorption effect occurs, can be used for gas detection, gas transport or even set up for use as a voltage controlled catalytic device be.

Bei einer Weiterbildung einer erfindungsgemässen Anordnung, in der die Mittel zur Speicherung von Ladung gleichrichtende Sperren an den Kornoberflächen bilden und die genannten Sperren dadurch erhalten werden, dass ein überzug auf den Kornoberflächen neben dem auf diesen Oberflächen vorhandenenIn a further development of an arrangement according to the invention, in which the storage means Form rectifying barriers of charge on the grain surfaces and thereby obtain the aforementioned barriers there will be a coating on the grain surfaces in addition to that present on those surfaces

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PHB 32482. 2.12.J75PHB 32482. 2.12.J75

.30..30.

überzug angebracht wird, enthalten die Mittel zur Speicherung von Ladung weiter adsorbierte Gasionen, -moleküle oder -atome auf der Oberfläche des angebrachten Überzugs. Der angebrachte überzug kann aus jedem der oben angegebenen einen pn-Heteroübergang bildenden Materialien bestehen und in einem bestimmten Beispiel bestehen die Körner aus Zinkoxid und sind an den wenigstens an die Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern grenzenden Oberflächen mit einem überzug aus p-leitendem Bleijodid versehen, an dessen Oberfläche Säuerstoffionen adsorbiert sind.coating is applied, the means for storing charge contain further adsorbed gas ions, molecules or atoms on the surface of the applied coating. The attached coating can consist of each of the above-mentioned materials forming a pn heterojunction and in one In a specific example, the grains consist of zinc oxide and are at least at the interface areas surfaces bordering the contacts between individual grains with a coating of p-conductive Lead iodide provided on its surface Oxygen ions are adsorbed.

Bei einer weiteren Ausführungsform einer Anordnung nach der Erfindung, in der die Mittel zur Speicherung von Ladung gleichrichtende Sperren an den Kornoberflächen bilden und diese Sperren dadurch erhalten werden, dass ein überzug auf den Kornoberflächen neben dem auf diesen Oberflächen vorhandenen überzug angebracht wird, enthalten die Mittel zur Speicherung von Ladung weiter Gasionen, -moleküle oder -atome, die in der Masse des Überzugsmaterials vorhanden sind. Der angebrachte überzug kann aus jedem der oben angegebenen einen pn-Heteroübergang bildenden Materialien bestehen. Die Wirkung einer solchen Anordnung kann auf spannungsinduzierter Diffusion der Gasspezies in das Überzugs-In a further embodiment of an arrangement according to the invention, in which the means for Storage of charge forms rectifying barriers on the grain surfaces and these barriers thereby that a coating is obtained on the grain surfaces in addition to that on these surfaces is attached to the existing coating, the means for storing charge continue to contain gas ions, molecules or atoms present in the bulk of the coating material. The applied coating can consist of any of the above-mentioned materials which form a pn heterojunction. the The effect of such an arrangement can be due to stress-induced diffusion of the gas species into the coating

609826/1001609826/1001

PHB 32^82 2.12.75PHB 32 ^ 82 2.12.75

material basieren, wobei in gewissen Fällen die dif fundierte Spezies dazu dient, die Leitfähigkeit des Überzugsmaterials zu ändern.material, whereby in certain cases the dif-founded species serves to increase the conductivity of the To change the coating material.

Im allgemeinen kann der inhomogene Körper einer Anordnung nach der Erfindung mehrere verschie dene innei-e Konfigurationen aufweisen; z.B. kann er als ein System nahezu sphärischer durch schmale Hälse miteinander verbundener Körner, ein System miteinander verbundener stabartiger Körner oder ein System geometrisch eng aneinander anschliessender Körner mit beschränkten Gebieten mit gutem elektrischem Kontakt vorhanden sein. Die äussere Konfiguration des Körpers kann z.B. eine Schicht mit einer Dicke mehrerer Körner sein, aber kann im allgemeinen jede geeignete Form für die beabsichtigte Anwendung der Anordnung aufweisen.In general, the inhomogeneous body of an arrangement according to the invention can be several different have different internal configurations; e.g. he can as a system of almost spherical grains connected to one another by narrow necks, a system rod-like grains connected to one another or a system of geometrically closely adjacent ones Grains with restricted areas with good electrical contact may be present. The external configuration of the body may be, for example, a layer several grains thick, but may in general have any suitable shape for the intended application of the assembly.

Der Körper kann ein als Füllmaterial in den Räumen zwischen den Körnern dienendes Material enthalten, das entweder von den Mitteln zur Speicherung von Ladung abgesondert ist oder einen Teil dieser Mittel bildet. Ein solches Füllmaterial kann dem Körper mechanische Festigkeit erteilen und auch die Kornoberflächen vor unerwünschten externen aktiven Spezies schützen. Beispiele von Füllmaterialien ohne eine aktive Wirkung auf die Kontakte zwischen einzelnen Körnern z.B. einer AnordnungThe body can be a material that acts as a filler material in the spaces between the grains contained, which is either separated from the means for storing charge or a part this means forms. Such a filler material can give mechanical strength to the body as well the grain surfaces from undesired external active Protect species. Examples of filling materials without an active effect on the contacts between individual grains, e.g. an arrangement

8098267100180982671001

PHB 32482 2.12.75PHB 32482 2.12.75

mit einer Zinkoxidpulverschicht sind Dentalwachs, Polyä-bhylenwachs und Silikonenöl.with a zinc oxide powder layer are dental wax, Polyethylene wax and silicone oil.

Statt eines Füllmaterials in den Räumen zwischen den Körnern kann der Körper ein Bindemittel enthalten. Die Bindemittel können aus demselben Werkstoff wie das Füllmaterial bestehen, aber unterscheiden sich von diesen Füllmaterialien darin, dass sie nicht völlig die Räume zwischen den Körnern ausfüllen. Dies kann völlig geschlossene Poren, oder durch Einschnürungen oder sogar offene Kanäle mit einer Breite von mehreren Korndurchmessern miteinander verbundene Poren zur Folge haben. Dadurch wird erreicht, dass das Innere der Schicht für Gase oder sogar Flüssigkeiten zugänglich wird und dass die mechanische Festigkeit beträchtlich vergrössert wird.Instead of filling the spaces between the grains, the body can use a binding agent contain. The binders can consist of the same material as the filler material, but differ from these filling materials in that they do not completely fill the spaces between the grains to complete. This can be completely closed pores, or through constrictions or even open channels with a width of several grain diameters with each other result in connected pores. This ensures that the inside of the layer is open to gases or even liquids becomes accessible and that the mechanical strength is increased considerably will.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:Some embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in FIG described in more detail below. Show it:

Fig. 1 schematise^ einen Teil einer elektronischen Feststoffanordnung nach der Erfindung,Fig. 1 schematise ^ a part of an electronic Solid arrangement according to the invention,

Fig. 2 schematisch einen Teil einer anderen elektronischen Feststoffanordnung nach der Erfindung, Fig. 2 schematically a part of another electronic solid state arrangement according to the invention,

Figuren 3(a) und 3(b) die Spannungsformen, die beim Betrieb einer Anordnung nach der Erfindung 609826/ 100-1 FIGS. 3 (a) and 3 (b) show the voltage waveforms generated during operation of an arrangement according to the invention 609826 / 100-1

PHB '32482-2 . 1 2 J75 PHB '32482-2. 1 2 J75

im Ladungsspexchermodus auftreten,occur in charge spexchermode,

Figuren h und 5 schematisch im Querschnitt Teile weiterer elektronischer Feststoffanordnungen nach der Erfindung,Figures h and 5 schematically in cross section parts of further electronic solid-state arrangements according to the invention,

Fig. 6 schematisch im Querschnitt verschiedene andere Konfigurationen zur Anwendung bei der Struktur einer eefindungsgemässen Anordnung, und6 is a schematic cross-section of various other configurations for use in FIG Structure of an arrangement according to the invention, and

Figuren 7 und· 8 im Querschnitt einen Teil von zwei verschiedenen Bildverstärkungsanordnungen nach der Erfindung,Figures 7 and 8 show a part in cross section of two different image intensification arrangements according to the invention,

In Fig. 1 enthält die elektronische Feststoff anordnung nach der Erfindung einen Körper mit einer Anzahl η-leitender Halbleiterkörner 1 auf einem Glassubstrat (nicht dargestellt), welche Körner nahezu ohmsche Kontakte miteinander bilden. In diesem Körper erstrecken sich die Hauptstromleitungswege über die Körner und die Grenzflächengebiete an den nahezu ohmschen Kontakten zwischen einzelnen Körnern, Di3 Kontakte zwischen einzelnen Körnern sind derart, dass eine Kontinuität des n-leitenden Kornmaterials besteht und keine gleichrichtende Sperre in einer Richtung quer zu der Richtung des Stromflusses zwischen benachbarten Körnern in den Grenzflächengebieten vorhanden ist. In der schematischen Darstellung nach Fig. 1 sind fünf im Körper vorhandene Körner 1 zusammen mit vier Kontakten 2In Fig. 1, the electronic contains solid arrangement according to the invention a body with a number of η-conductive semiconductor grains 1 on one Glass substrate (not shown), which grains form almost ohmic contacts with one another. In This body extends the main power lines about the grains and the interface areas at the almost ohmic contacts between individual Grains, Di3 contacts between individual grains are such that there is a continuity of the n-type grain material and not a rectifying one Block in a direction transverse to the direction of current flow between adjacent grains in the Interface areas is present. In the schematic representation of FIG. 1, there are five in the body existing center punch 1 together with four contacts 2

809828/1001.809828/1001.

PHB 32^82 2.12.75PHB 32 ^ 82 2.12.75

zwischen einzelnen Körnern gezeigt. In der Nähe der Grenzflächengebiete an den Koxitakten 2 zwischen einzelnen Körnern befinden sich Mittel zur Bildung gleichrichtender Sperren und im vorliegenden Beispiel sind diese als p-leitende Schichten 3 dargestellt, die sich über die Oberflächen der Körner erstrecken, ausgenommen die Grenzflächen an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern. Ohmsche Elektrodenanschlüsse h und 5» die in der Darstellung auf den beiden äusseren Körnern 1 vorhanden sind, und in der Praxis ein System kammartiger ineinander ein greifender Elektroden können auf dem Körper derart angebracht sein, dass sie mit den η-leitenden Körnern in ohmschen Kontakt sind.shown between individual grains. In the vicinity of the interface areas at the Koxitakten 2 between individual grains there are means for forming rectifying barriers and in the present example these are shown as p-type layers 3 which extend over the surfaces of the grains, with the exception of the interfaces at the contacts between individual grains Grains. Ohmic electrode connections h and 5 », which in the illustration are present on the two outer grains 1, and in practice a system of comb-like interlocking electrodes can be attached to the body in such a way that they are in ohmic contact with the η-conducting grains .

Fig. 2 zeigt schematisch eine idealisierte Form eines einzigen Kontakts zwischen zwei Kör- ■ nern der in Fig. 1 dargestellten Form und, indem sie eine endliche Breite für den Leitungsweg zwischen benachbarten Körnern an dem Grenzfläohengebiet am Kontakt zwischen zwei Körnern angibt, stellt sie dar, dass bei einer erfindungsgemässen Anordnung, wenn sich diese unter thermischen Gleichgewichtsbedingungen im Ruhezustand befindet, die Hauptstromleitungwege an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern nicht völlig erschöpft sind. In einem praktischen Beispiel einer Schicht weist dieser Erschöp-609826/1001 FIG. 2 schematically shows an idealized shape of a single contact between two grains of the shape shown in FIG. 1 and, by specifying a finite width for the conduction path between adjacent grains at the interface region at the contact between two grains, represents it that with an arrangement according to the invention, when this is in the state of rest under thermal equilibrium conditions, the main flow conduction paths at the contacts between individual grains are not completely exhausted. In a practical example of a shift, this shows exhaustion 609826/1001

PHB 32482 2.1 2.75PHB 32482 2.1 2.75

fungsgrad der Kontakte zwischen einzelnen Körnern eine statistische Streuung infolge der Verteilung des körnigen Zinks, des Halsumfangs, der Überzugsdicke und des Überzugsdotierungspegels auf. Der Leitungsweg liegt in einem sogenannten "Hals" im Grenzflächengebiet und es leuchtet ein, dass in der schematischen Darstellung der Fig. 2 die Dicke dieses Halses übertrieben gross in bezug auf die Dicke der p-leitenden Schichten 3 gezeigt ist,The degree of contact between the individual grains is a statistical spread as a result of the distribution the granular zinc, the neck circumference, the coating thickness and the coating doping level. The conduction path lies in a so-called "throat" in the interface area and it is evident that in the schematic illustration of FIG. 2 the thickness of this Halses is shown exaggeratedly large in relation to the thickness of the p-type layers 3,

Der Betrieb einer Anordnung der in Figuren 1 und 2 dargestellten Form in einem Ladungsspeichermodus wird nun beschrieben. Hierbei sei angenommen, dass anfänglich die Kontakte zwischen einzelnen Körnern einen thermischen Gleichgewichtszustand aufweisen und sich die Hauptstromleitungswege in der Schicht in den Körnern 1 über die Grenzflächengebiete an den Kontakten 2 zwischen einzelnen Körnern erstrecken. Überschüssige Ladung wird dann in die Schicht dadurch eingeführt, dass ein Ruckstellpotentialimpuls "zwischen den ohmschen Elektrodenanschlüssen h und 5 angelegt wird. In dieser verallgemeinerten Ausführungsform weist der Leitungsweg über die p-leitenden Schichten einen viel höheren spezifischen Widerstand als der Hauptstromleitungs— weg über die Körner 1 auf.Operation of an arrangement of the form shown in Figures 1 and 2 in a charge storage mode will now be described. It is assumed here that the contacts between individual grains initially have a state of thermal equilibrium and the main current conduction paths in the layer in the grains 1 extend over the interface regions at the contacts 2 between individual grains. Excess charge is then introduced into the layer by applying a reset potential pulse "between ohmic electrode terminals h and 5. In this generalized embodiment, the conduction path across the p-type layers has a much higher resistivity than the main current conduction path over the grains 1 on.

Es sei angenommen, dass die Polarität desAssume that the polarity of the

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PHB 32^82 2.12.75PHB 32 ^ 82 2.12.75

25550U25550U

angelegten Rückstellimpulses derart ist, dass der Anschluss k positiv und der Anschluss h positiv und der Anschluss 5 negativ ist. An den in Fig. 1 dargestellten Kontakten zwischen einzelnen Körnern ändert das Vorhandensein der p-leitenden Schichten 3 hohen spezifischen Widerstandes die elektrische Feldverteilung, weil infolge des Potentialabfalls über die leitenden Kanäle in den Hälsen der Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern (siehe Fig. 2, in der der Kanal mit endlicher Breite dargestellt ist) die pn-Ubergangsteile zwischen den Körnern 1 und den p-leitenden Schichten 3 auf der linken Seite der Kontakte 2 zwischen einzelnen Körnern in der Sperrichtung vorgespannt und die pn-Ubergangsteile auf der rechten Seite der Kontakte 2 zwischen einzelnen Körnern in der Durchlassrichtung vorgespannt werden. An den in der Durchlassrichtung vorgespannten pn-Übergangsteilen wird negative Ladung auf die p-leitende Schicht 3 übertragen und. an den in der Sperrichtung vorgespannten pn-Ubergangsteilen erstrecken sich dazu gehörige Erschöpfungsgebiete bis in die Körner. In Fig. 2 ist das Mass, in dem sich die Erschöpfungsgebiete in benachbarten Körnern an einem Kontakt zwischen zwei Körnern in einem Gleichgewichtsladungszustand vor dem Anlegen eines Rückstellimpulses erstrecken, mit gestrichel-609826/1001 applied reset pulse is such that the connection k is positive and the connection h is positive and the connection 5 is negative. At the contacts between individual grains shown in Fig. 1, the presence of the p-conductive layers 3 of high specific resistance changes the electric field distribution, because as a result of the potential drop across the conductive channels in the necks of the interface areas at the contacts between individual grains (see Fig. 2, in which the channel with finite width is shown) the pn junction parts between the grains 1 and the p-conductive layers 3 on the left side of the contacts 2 between individual grains are biased in the reverse direction and the pn junction parts on the right side of the contacts 2 between individual grains are biased in the forward direction. At the pn junction parts that are biased in the forward direction, negative charge is transferred to the p-conductive layer 3 and. on the pn junction parts prestressed in the blocking direction, the associated exhaustion areas extend into the grains. In Fig. 2, the extent to which the areas of exhaustion in adjacent grains extend at a contact between two grains in an equilibrium charge state prior to the application of a reset pulse is indicated by dashed lines 609826/1001

PHB 32482 2 . 1 2.75PHB 32482 2. 1 2.75

ten Linien 6 angegeben, während das Mass, in dem sich die Erschöpfungsgebiete beim Anlegen des Rückstellimpulses V erstrecken, mit ununterbrochenen punktierten Linien 7 angegeben ist. Nach dein Anlegen des Rückstellimpulses wird die in den zu den pn-Ubergangen gehörigen Erschöpfungsgebieten gespeicherte überschüssige Ladung wiederverteilt und die diese wiederverteilte Ladung enthaltenden Erschöpfungsgebiete erstrecken sich bis in die nahezu symmetrisch um die Kontakte verteilten Körner, wobei diese Erschöpfungsgebiete durch die kettenartigen Linien 8 in Fig. 2 angegeben sind. Die Grosse des Rückstellpotentialimpulses Vn dient zur Bestimmung des Masses, in dem sich die Erschöpfungsgebiete 8 in dem leitenden Kanal im Halse im Grenzflächengebiet zwischen benachbarten Körnern erstrecken, und im vorliegenden Beispiel sind diese Erschöpfungsgebiete derart dargestellt, dass sie sich von einander gegenüber liegenden Seiten des Kontakts zwischen zwei Körnern her nahezu treffen, so dass dexn Leitungsweg zwischen den beiden benachbarten Körnern über den Kanal im Hals im Grenzflächengebiet an dem Kontakt zwischen den beiden Körnern nahezu gesperrt ist. Für gewisse Anwendungen ist es gewünscht, die Leitungskanäle an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern völlig zu erschöpfen, sogar derart, dass die Leitungskanäle 609626/1001 th lines 6 indicated, while the extent to which the areas of exhaustion extend when the reset pulse V is applied is indicated with uninterrupted dotted lines 7. After you have applied the reset pulse, the excess charge stored in the depletion areas belonging to the pn junctions is redistributed and the depletion areas containing this redistributed charge extend into the grains distributed almost symmetrically around the contacts, these depletion areas being indicated by the chain-like lines 8 in Fig 2 are given. The size of the restoring potential pulse V n is used to determine the extent to which the depletion areas 8 extend in the conductive channel in the neck in the interface area between adjacent grains, and in the present example these depletion areas are shown in such a way that they extend from opposite sides of the is nearly blocked forth almost meet contact between two grains so that dex n conduction path between the two adjacent grains in the throat over the channel in the interface region at the contact between the two grains. For certain applications it is desirable to completely exhaust the conduction channels at the contacts between individual grains, even in such a way that the conduction channels 609626/1001

PHB 32482 2.PHB 32482 2.

übererschöpft werden, so dass der Betrieb danach ausscrhalb des sogenannten "pinch-off"-Zustandes erfolgt. Für diese Anwendungen wird der Rückstellimpuls dementsprechend gewählt.Be over-exhausted, so the operation afterwards outside of the so-called "pinch-off" state he follows. The reset pulse is selected accordingly for these applications.

Es ist einleuchtend, dass, wenn auch in Fig. 2 nicht dargestellt, sich die Erschöpfungsgebiete auf beiden Seiten des gleichrichtenden Übergangs zwischen den· η-leitenden Körnern 1 und der p-leitenden Schicht 3 erstrecken, d.h., dass sich die Erschöpfungsgebiete in allen drei dargestellten Fällen auch in der p-leitenden Schicht erstrecken. Für eine Anordnung, in der die p-leitende Schicht eiii nahezu ununterbrochener Überzug oder eine nahezu ununterbrochene Oberflächenschicht ist, werden im Idealfall die Konfiguration der Körner in bezug auf die Kontakte zwischen einzelnen Körnern und die Eigenschaften des p-leitenden Überzugs oder der p-leitenden Schicht derart gewählt, dass, wenn ein Aufladeimpuls die vollständige Erschöpfung der Halsteile in den Grenzflächengebieten an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern bewirkt, der p-leitende überzug oder die p-leitende Schicht auch völlig erschöpft wird. Dies ist von besonderem Interesse, wenn die Herstellung der Anordnung derart ist, dass nicht nur gute ohmsche Elektrodenanschlüsse mit dem n-ieitenden Material der KörnerIt is evident that, although not shown in Fig. 2, the depletion areas are on either side of the rectifying Transition between the η-type grains 1 and the p-type layer 3, i.e. that In all three cases shown, the depletion areas are also in the p-type layer extend. For an arrangement in which the p-type layer is an almost uninterrupted coating or an almost uninterrupted surface layer is ideally the configuration of the grains with respect to the contacts between individual grains and the properties of the p-type coating or the p-type layer chosen in such a way that when a charging pulse results in complete exhaustion causes the neck parts in the interface areas at the contacts between individual grains, the p-type coating or layer also becomes completely exhausted. This is of particular interest when making the assembly in this way is that not only good ohmic electrode connections with the n-conductive material of the grains

-609828/1001-609828/1001

PHB 32482 2.12.J75PHB 32482 2.12.J75

gebildet werden, sondern auch beim Anbringen des pleitPtiden Überzugs oder der p-leitenden Oberflächenschicht eine Verbindung mit diesem Material durch dieselben Elektrodenmittel hergestellt wird. Somit werden die Akzeptorkonzentration, die Dicke und die Diffusionsspannung, die zu dem Übergang oder der Oberflächenschicht gehören, dementsprechend gewählt. are formed, but also when attaching the pleitPtiden Coating or the p-type surface layer through a connection with this material the same electrode means is produced. Thus, the acceptor concentration, the thickness and the Diffusion voltage associated with the junction or the surface layer is chosen accordingly.

Nach Wiederverteilung der Ladung kann die in den Körnern in der Nähe der Kontakte zwischen einzelnen Körnern gespeicherte Ladung z.B. durch freie Ladungsträger herabgesetzt werden, die durch Absorption einfallender Strahlung in den Erschöpfungsgebieten 8 oder innerhalb einer Minoritätsladungsträgerdiffusionslänge derselben erzeugt werden. Diese Herabsetzung gespeicherter Ladung bewirkt, dass sich die Erschöpfungsgebiete 8 zusammenziehen, wodurch die leitenden Kanäle 6 in den Hälsen in den ' Grenzflächengebieten an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern·weiter geöffnet werden.After redistribution of the charge can be found in the grains near the contacts between The charge stored in individual grains, for example, can be reduced by free charge carriers caused by Absorption of incident radiation in the exhaustion regions 8 or within a minority charge carrier diffusion length the same are generated. This reduction in stored charge causes the areas of exhaustion 8 to contract, whereby the conductive channels 6 in the necks in the 'interface areas at the contacts between individual Grains · are opened further.

Elektrische Signale, die die elektrische Leitfähigkeit des Körpers zwischen den Elektroden k und 5 angeben, die durch die in den Körnern an den Kontakten 2 zwischen einzelnen Körnern im Zwischenteil des Körpers gespeicherte Ladung bestimmt wird, können dadurch erhalten werde, dass kontinuierlichElectrical signals indicating the electrical conductivity of the body between the electrodes k and 5, which is determined by the charge stored in the grains at the contacts 2 between individual grains in the intermediate part of the body, can be obtained by being continuously

609826/1001609826/1001

PHB 32482 2. 12.75PHB 32482 2. 12.75

25550H25550H

oder intermittierend ein Abfragepotentialuntei"schied V zwischen den Kontakten 4 und 5 angelegt wird, wobei die Grosse von V viel geringer als der Rückstellimpuls V ist.or intermittently a query potential divided V is applied between contacts 4 and 5, the magnitude of V being much less than the reset pulse V is.

Die Anordnung kann eine gegignete Struktur aufweisen, wodurch das Abfragen durch nichtdestruktives Auslesen entweder kontinuierlich oder viele Male nach dem Anlegen des Rückstellpotentialimpulses Y erfolgen kann, dadurch, dass eine kontinuier-The arrangement can have a suitable structure, whereby the interrogation by non-destructive readout can take place either continuously or many times after the application of the reset potential pulse Y , in that a continuous

H.H.

liehe Gleichvorspannung VT zwischen den Elektrodenanschlüssen k und 5 angelegt bzw. dass eine Reihe von Impulsen mit einer Grosse VT zwischen diesen Elektrodenanschlüssen angelegt wird.lent DC bias voltage V T is applied between the electrode connections k and 5 or that a series of pulses with a size V T is applied between these electrode connections.

Beim Betrieb einer solchen Anordnung als optischer Detektor im normalen LadungsSpeichermodus wird eine Reihe von Rückstellpotentialimpulsen VR einer konstanten Gleichvorspannung V überlagert, wie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist. Die Ausgangsspannung Vn wird über dem Widerstand R gemessen. When such an arrangement is operated as an optical detector in the normal charge storage mode, a series of reset potential pulses V R are superimposed on a constant DC bias voltage V, as is shown schematically in FIG. The output voltage V n is measured across the resistor R.

Figuren 3(a) und 3(b) zeigen die Eingangs-Spannungsform bzw. die AusgangsSpannungsform, die zu einem bestimmten derartigen Betriebsmodus gehören. Bei diesem bevorzugten Betriebsmodus werden die Grosse und die Dauer von Y-, derart gewählt, dass die in den Körnern an den Kontakten zwischen einzelnenFigures 3 (a) and 3 (b) show the input voltage waveform and the output voltage waveform, respectively, associated with a particular such operating mode. In this preferred mode of operation, the size and the duration of Y- are chosen such that those in the grains at the contacts between individual

609826/1001609826/1001

PHB 32**82 2.12.75PHB 32 ** 82 2.12.75

Körnern gebildeten Erschöpfungsgebiete 8 bewirken, dass der genannte StromleituriHjsweg zwischen den Elektroden an Schlüssen h und 5 über die Kontakte zwischen einzelnen Körnern für ein Abfragepotential mit einer geringeren Grosse als Vn gesperrt wird. Nach dem Anlegen des Rückstellaufladepotentials Vn integriertExhaustion regions 8 formed by grains have the effect that the aforementioned StromleituriHjsweg between the electrodes at terminals h and 5 via the contacts between individual grains is blocked for an interrogation potential with a magnitude less than V n. Integrated after applying the reset charging potential V n

XV.XV.

der Körper die freien Ladungsträger, die durch einfallende Strahlung erzeugt werden, und die Ausgangsspannung V_, die während des Anlegens der* konstanten Abfragegleichspannung VT gemessen wird, ist ein Mass für die freien Ladungsträger, die durch Absorption von Strahlung in den Erschöpfungsgebieten und innerhalb einer Minoritätsladungsträgerdiffusionslänge derselben in der Periode nach dem Anlegen des Rückstellimpulses V_ erzeugt werden. Fig. 3(b) zeigt die Ausgangsspannung V während Bildperioden t„ , t-, ,the body the free charge carriers that are generated by incident radiation, and the output voltage V_, which is measured while the * constant interrogation DC voltage V T is being applied, is a measure of the free charge carriers that are generated by the absorption of radiation in the areas of exhaustion and within a Minority carrier diffusion length of the same are generated in the period after the application of the reset pulse V_. Fig. 3 (b) shows the output voltage V during frame periods t ", t-,,

O F1 F2 OF 1 F 2

t , t usw. Während der Bildperiode t™ ist die Intensität der einfallenden Strahlung hoch; während der Bildperiode t„ fällt keine Strahlungt, t etc. During the picture period t ™ is the intensity of the incident radiation is high; no radiation falls during the image period t “

F2
ein; während der Bildperiode t„ fällt Strahlung
F 2
a; radiation falls during the image period t

F3 ein, aber mit einer die in der Bildperiode t„ F 3 on, but with one that is in the image period t "

unterschreitenden Intensität, und während der Bildperiode t_, fällt Strahlung ein, deren Inten-intensity falling below, and during the image period t_, radiation occurs whose intensity

F4 F 4

sität der in der Bildperiode t„ ■ entspricht. Diesity which corresponds to the image period t "■. the

Ausgangsspannung Y nimmt während t^ infolge desOutput voltage Y decreases during t ^ as a result of the

O F1 OF 1

Sättigungseffekte des Körpers zu und wird gesättigt,Saturation effects of the body and becomes saturated,

609826/1001609826/1001

PHB 32482 2.12.75PHB 32482 2.12.75

wenn die Körper sich völlig entladen haben, wonach sie am Ende von t^ beim Anlegen des Rückstellauf-when the bodies have completely discharged, after which at the end of t ^ when the reset position is applied

F1 · F 1

ladepotentials V auf Null abfällt, wodurch der Lei-charging potential V drops to zero, whereby the line

SxSx

tungsweg zwischen den Elektrodenanschlüssen h und gesperrt wird. Da während t keine Strahlung ein-path between the electrode connections h and is blocked. Since during t no radiation

F2
fällt, bleibt die Ausgangsspannung V gleich Null
F 2
falls, the output voltage V remains zero

und nimmt während t beim Einfallen von Strahlungand decreases during t when incident radiation

F3 F 3

wieder zu, wobei der Körper wieder die freien Ladungsträger integriert, die während t_ erzeugtagain, the body again integrating the free charge carriers that were generated during t_

F3 werden. Der Wert der Ausgangsspannung V hängt von dem Wert des Belastungswiderstandes R ab und die insgesamt den Belastungswiderstand R während einer Bildperiode durchlaufende Ladung ist viel grosser als die während dieser Periode aus den Körnern durch die einfallende Strahlung entfernte Ladung. Wenn R klein ist, kann die Ladungsverstärkung einen Wert von 10 überschreiten. F 3 will be. The value of the output voltage V depends on the value of the load resistor R and the total charge passing through the load resistor R during one image period is much greater than the charge removed from the grains by the incident radiation during this period. When R is small, the charge gain can exceed 10.

Die Anordnung nach Figuren 1 und 2 kann als eine Reihe von JFET-Strukturen betrachtet werden, wobei an einem Ende der Reihe eine durch den Elektrodenanschluss 5 gebildete äussere Verbindung und am anderen Ende der Reihe eine durch den Elektrodenanschluss h gebildete äussere Drainverbindung vorhanden ist, und wobei die Source- und Draingebiete einer einzelnen Transistorstruktur durch zwei benachbarte Körner am Kontakt zwischen den zwei Kör-The arrangement according to FIGS. 1 and 2 can be viewed as a series of JFET structures, an external connection formed by the electrode connection 5 being present at one end of the series and an external drain connection formed by the electrode connection h being present at the other end of the series, and the source and drain regions of a single transistor structure by two adjacent grains at the contact between the two bodies

6098267100160982671001

PHB 32482 2 . 12 -75PHB 32482 2. 12 -75

nern gebildet werden und das Gate-Gebiet einer solchen einzelnen Transistorstruktur durch die p-leitenden Gebiete auf den Körnern am genannten Kontakt 2 zwischen den zwei Körnern gebildet wird, während die Gate-Gleichrichterübergänge durch die Übergänge zwischen den p-leitenden Gebieten 3 und den n-leitenden Körnern 1 gebildet werden. Die Kanalgebiete der- einzelnen JFET-Strukturen sind an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern vorhanden und werden in dem oben angegebenen bevorzugten Betriebsmodus periodisch gesperrt. In der Anordnung nach Figuren 1 und 2 können die Gates der einzelnen JFET-Strukturen als elektrisch schwebend betrachtet werden, weil in jeder dieser Strukturen ein extrem hoher Reihenwiderstand zwischen dem Gate und jedem der Source- und. Drain-Gebiete besteht. Für die Beschrei bung des Betriebes einer Anzahl von JFET-Strukturen als Abbildungsanordnung in einem Ladungsspeichermodus sei auf die britische Patentschrift Nr. I.39I.934 i verwiesen.nern are formed and the gate region of such single transistor structure through the p-type Areas is formed on the grains at said contact 2 between the two grains while the gate rectifier junctions through the junctions between the p-conducting regions 3 and the n-conducting regions 1 grains are formed. The channel areas of the individual JFET structures are at the contacts exist between individual grains and are in the preferred mode of operation indicated above blocked periodically. In the arrangement according to FIGS. 1 and 2, the gates of the individual JFET structures can be considered electrically floating because in each of these structures there is an extremely high one Series resistance between the gate and each of the source and. There are drain areas. For the proclamation Exercise the operation of a number of JFET structures as an imaging device in a charge storage mode see British Patent No. I.39I.934i.

Die Anordnungsstruktur nach Fig. 1 kann zweckmässig in einer Abbildungsanordnung verwendet werden, indem der Körper als eine dünne Schicht mit einer Dicke mehrerer Körner ausgebildet wird und ge eignete ohmsche Anschlüsse an den Körnern an verschiedenen Teilen der Schicht angebracht werden.The arrangement structure according to FIG. 1 can expediently be used in an imaging arrangement by forming the body as a thin layer with a thickness of several grains and ge Appropriate ohmic connections can be made on the grains at different parts of the layer.

609826/1001609826/1001

. PHB '32482. PHB '32482

2.12_752.12_75

Die Räume zwischen den Körnern können mit einem Füllmaterial ausgefüllt werden, das durch ein leitendes oder nichtleitendes Material gebildet wird. Venn ein solches Material elektrisch leitend ist, ist es wichtig, dass dieses Material die ohmschen Elektrodenanschlüsse nicht elektrisch mit den Körnern irgendeines in der Schicht gebildeten Abbildungs elements derart verbindet, dass ein Weg niedrigeren Widerstandes als der des Weges über die Köi'ner gebildet wird.The spaces between the grains can be filled with a filling material that is replaced by a conductive or non-conductive material is formed. If such a material is electrically conductive, It is important that this material does not electrically connect the ohmic electrode connections to the grains any imaging element formed in the layer connects in such a way that a path is lower Resistance than that of the way across the Köi'ner will.

Es ist einleuchtend, dass in einer Anordnung vom Typ mit "zwei Klemmen" der in Figuren "1 und 2 gezeigten Art, in der jedes Gate der Anzahl von JFET-Struktüren elektrisch schwebend ist, während für jedes Abbildungselement zwei ohmsche Elektrodenanschlüsse an. dem η-leitenden Material der-Körner vorhanden sind, die p-leitende Schicht oder der p-leitende Überzug 3> die oder der beim Betrieb wirksam sein soll, nicht ununterbrochen zu sein braucht, sondern eben örtlich in der Nähe der Grenzflächengebiete an den Kontakten 2 zwischen einzelnen Körnern vorhanden sein kann. So wird bei einer Abwandlung die Herstellung der Anordnung derart gesteuert, dass der p-leitende Überzug oder die pleitende Oberflächenschicht örtlich in diesen Gebieten gebildet wird.It will be appreciated that in a "two clamp" type arrangement, that shown in FIGS. "1 and FIG. 2 in which each gate of the number of JFET structures is electrically floating during two ohmic electrode connections for each imaging element. the η-conductive material of the-grains are present, the p-type layer or the p-type coating 3> which should be effective during operation does not need to be uninterrupted, but rather locally in the vicinity of the boundary areas may be present at the contacts 2 between individual grains. So is the case with a modification the manufacture of the arrangement is controlled in such a way that the p-type coating or the p-type Surface layer is formed locally in these areas.

609826/1001609826/1001

PHB 3 2.12.75PHB 3 2.12.75

Bei einer anderen Ausführungsform wird der p-leitende Überzug oder die p-leitende Oberflächenschicht, der oder die die Mittel zur Erzeugung der gleichrichtenden Sperren bildet, durch ein p-leitendes Füllmaterial hohen spezifischen Widerstandes in den Räumen zwischen den Körnern ersetzt. Auch bei einer derartigen Anordnung kann es wichtig sein, dass dieses Füllmaterial die ohmschen Elektrodenanschlüsse nicht elektrisch mit den Körnern irgendeines Elementarteiles derart verbindet, dass ein Weg gebildet wird, dessen Widerstand niedriger als der des Weges über die Körner ist.In another embodiment, the p-type coating or the p-type surface layer, which or which forms the means for generating the rectifying barriers, by a p-type Replaced filling material with high resistivity in the spaces between the grains. Also at In such an arrangement it can be important that this filler material is used for the ohmic electrode connections does not electrically connect to the grains of any elementary part in such a way that a path whose resistance is lower than that of the path over the grains.

Bei' anderen AusführungsTormen wird die in Figuren 1 und 2 dargestellte und an Hand dieser Figuren beschriebene Anordnungsstruktur auf geeignete Weise abgeändert und als eine "Dreiklemmenanordnung" ausgebildet, dadurch, dass eine Verbindung mit den Mitteln zur Bildung gleichrichtender Sperren gebildet wird. Diese Verbindung kann eine direkte ohmsche Verbindung z.B. mit einem p-leitenden Oberflächenüberzug oder einer p-leitenden Oberflächenschicht, wie den Schichten 3 in Figuren 1 und 2, oder mit einem p-leitenden Füllmaterial sein, das die gleichrichtenden Sperren mit η-leitenden Körnern bildet. Auch kann die Verbindung eine kapazitive Verbindung mit den Mitteln zur Bildung der gleichrich-609826/1001 In other embodiments, the arrangement structure shown in FIGS. 1 and 2 and described with reference to these figures is modified in a suitable manner and designed as a "three-terminal arrangement" in that a connection is formed with the means for forming rectifying barriers. This connection can be a direct ohmic connection, for example with a p-conductive surface coating or a p-conductive surface layer, such as layers 3 in FIGS. 1 and 2, or with a p-conductive filler material which forms the rectifying barriers with η-conductive grains . The connection can also be a capacitive connection with the means for forming the rectifier 609826/1001

PHB 32482PHB 32482

tenden Sperren sein, die z.B. in der Anordnung nach Figuren 1 und 2 mit Hilfe einer Verbindung mit einem leitenden Füllmaterial unter Zwischenfügung einer Isolierschicht auf den p-leitenden Schichten 3 auf den Körnern erhalten wird.tend to be barriers, for example in the arrangement according to Figures 1 and 2 with the help of a connection with a conductive filler material with interposition of an insulating layer on the p-conductive layers 3 is obtained on the grains.

In einem Ladungsspeicherbetrxebsmodus dieser Anordnungen unter Herstellung einer Verbindung mit den Mitteln zur Bildung der gleichrichtenden Sperren kann das Aufladen der Kontakte zwischen einzelnen Körnern über die genannte Verbindung erfolgen. Im Falle einer direkten Verbindung ist das an diese Verbindung angelegte Potential derart, dass die gleichrichtenden Sperren zeitweilig in der Sper— richtung vorgespannt werden. Die Verbindungen werden nach dem Anlegen des Aufladepotentials isoliert. Im Falle einer kapazitiven Verbindung ist das angelegte Potential derart, dass die gleichrichtenden Sperren in der Durchlassrichtung vorgespannt werden, um die Reihenkondensatormittel aufzuladen. Nach diesem Aufladen wird die Ladung zwischen den genannten Kondensatormitteln und den gleichrichtenden Sperren wiederverteilt. Diese Anordnungen können als Mehrelementanordnungen in einer gemeinsamen Schicht, z.B. in einer AbbildungsanOrdnung, ausgebildet sein, vorausgesetzt, dass eine geeignete Isolierung zwischen den Mitteln zur Bildung der gleichrichtenden 609826/1001 In a charge storage operating mode of these arrangements, with a connection being established to the means for forming the rectifying barriers, the contacts between individual grains can be charged via said connection. In the case of a direct connection, the potential applied to this connection is such that the rectifying barriers are temporarily biased in the reverse direction. The connections are isolated after the charging potential has been applied. In the case of a capacitive connection, the applied potential is such that the rectifying barriers are forward biased to charge the series capacitor means. After this charging, the charge is redistributed between said capacitor means and the rectifying barriers. These arrangements can be designed as multi-element arrangements in a common layer, for example in an imaging arrangement, provided that there is suitable insulation between the means for forming the rectifying 609826/1001

PHB 32482-2.12J75 PHB 32482-2.12J75

25550U25550U

Sperren der Elementarteile nach dem Aufladen auf— rechtsrhalten werden kann. Auch können diese Anordnungen für einen kontinuierlichen Betriebsmodus eingerichtet sein, wobei das an die Verbindung mit den Mitteln zur Bildung der gleichrichtenden Sperren angelegte Potential dazu benutzt wird, den Stromfluss über die Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern durch Feldeffekterschöpfung des Kornmaterials in diesen Gebieten zu modulieren. Locking the elementary parts after charging can be held legally. These arrangements can also be set up for a continuous mode of operation, the connection with the Means for forming the rectifying barrier applied potential is used to control the flow of current via the interface areas at the contacts to modulate between individual grains by field effect exhaustion of the grain material in these areas.

Fig. 4 zeigt im Querschnitt einen Teil einer Ausführungsform, in der eine kapazitive Verbindung mit den Mitteln zur Bildung der gleichrichtenden Sperren hergestellt wird. Diese Anordnung enthält ein Glassubstrat 11, auf dem ein Elektrodenmuster abgelagert ist, das aus einem Source-Teil 12 und einem Drain-Teil 13 besteht. Auf der Glasplatte und dem Elektrodenmuster liegt eine Schicht aus η-leitenden Ha.lbleiterkörnern 14 mit einer Dicke mehrerer Körner. Die Körner sind zusammen erhitzt worden, um innige ohmsche Kontakte 16 zwischen den einzelnen Körnern zu bilden. Auf einem Teil der Oberfläche der durch Körner gebildeten Schicht liegt eine Isolierschicht 17» auf der sich eine metallene Gate-Elektrodenschicht 18 befindet. In den Räumen zwischen den Körnern unmittelbar un-Fig. 4 shows in cross section part of an embodiment in which a capacitive connection with the means for forming the rectifying locks. This arrangement includes a glass substrate 11 on which is deposited an electrode pattern composed of a source part 12 and a drain part 13 consists. There is a layer on top of the glass plate and the electrode pattern from η-conductive semiconductor grains 14 with a Thickness of several grains. The grains have been heated together to create intimate ohmic contacts 16 between to form the individual grains. On part of the surface of the formed by grains Layer is an insulating layer 17 »on which a metal gate electrode layer 18 is located. In the spaces between the grains directly un-

609826/1001609826/1001

PHB 32482 2.12.75PHB 32482 2.12.75

terhalb der Gate-Elektrode 18 befindet sich ein p-Typ-Halbleiterfüllmaterial 15 hohen spezifischen ¥iderstandes und in den Räumen zwischen den Körnern ausserhalb dieses Teiles befindet sich ein isolieren des Füllmaterial 19· Diese Anordnung kann in einem Ladungsspeichermodus dadurch betrieben werden, dass periodisch ein Rückstellaufladepotential an die Gate Elektrode G und eine Abfragespannung zwischen den Elektroden 12 und 13 angelegt wird. Die dargestellte Anordnung kann eine aus einem einzigen Element bestehende Anordnung oder ein Element einer AbbildungsanOrdnung in einer Schicht bilden, in der das Füllmaterial abwechselnd aus dem p-Typ-Halbleiterfüllmaterial 15 (unter den Gate-Elektroden) und aus dem isolierenden Füllmaterial 19 besteht. Bei einer Abwandlung wird oder werden die Gate-Elektrode(n) 18 unmittelbar auf der Schichtoberfläche in Kontakt mit dem p-leitenden Füllmaterial angebracht.below the gate electrode 18 is a p-type semiconductor filler material 15 of high specificity ¥ resistance and in the spaces between the grains outside of this part there is an isolate of the filler material 19 · This arrangement can be operated in a charge storage mode in that periodically a reset charge potential to the gate Electrode G and an interrogation voltage between electrodes 12 and 13 is applied. The one shown An arrangement may be a single element arrangement or an element of an imaging arrangement in a layer in which the filler material is alternately made of the p-type semiconductor filler material 15 (under the gate electrodes) and made of the insulating filler material 19. At a As a modification, the gate electrode (s) 18 is or will be in contact directly on the layer surface attached with the p-type filler material.

Fig. 5 zeigt eine Weiterbildung einer Anordnung für den Betrieb in einem Ladungsspeichermodus, wobei ein Aufladepotential an einen Gate-Anschluss an den Mitteln zur Bildung der gleichrichtenden Sperren angelegt wird. Diese Anordnung enthält eine Glasplatte 21, auf der ein Elektrodenmuster angebracht ist, das aus einem Source—Teil 22 und einem Drain-Teil 23 besteht. Auf dem Elek-5 shows a further development of an arrangement for operation in a charge storage mode, wherein a charging potential is applied to a gate terminal on the means for forming the rectifying Lock is applied. This arrangement includes a glass plate 21 on which an electrode pattern is attached, which consists of a source part 22 and a drain part 23. On the elec-

6098 26/100 16098 26/100 1

PHB '32482 2.12.-75PHB '32482 2.12.-75

trodenmuster und auf der Oberfläche der Glasplatte liegt eine Schicht aus n-Typ-Halbleiterkörnern 24 mit einer Dicke mehrerer Körner,, Die Körner sind zusammen erhitzt worden, um innige ohmsche Kontakte 2.6 zwischen den einzelnen Körnern zu bilden. Die Oberflächen der Körner ausserhalb der Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern enthalten p-leitende Überzüge 25» die während und/oder nach dieser Erhitzungsstufe gebildet sind. In den Räumen zwischen den Körnern in einem mittleren Teil befindet sich ein leitendes Füllmaterial 27 zum Miteinanderverbinden der p-leitenden überzüge. Ausserhalb dieses mittleren Teiles enthalten die Räume zwischen den Körnern ein isolierendes Füllmaterial 28. Auf der Oberfläche der Schicht oberhalb, des mittleren Teiles liegt eine Isolierschicht 29, auf der sich eine metallene Gate-Elektrode 30 befindet. Der Betrieb und die Anwendung dieser Anordnungsstruktur sind denen der vorhergehenden Ausführungsform (Fig. k) nahezu gleich.electrode pattern and on the surface of the glass plate is a layer of n-type semiconductor grains 24 with a thickness of several grains, the grains have been heated together to form intimate ohmic contacts 2.6 between the individual grains. The surfaces of the grains outside the interface regions at the contacts between individual grains contain p-type coatings which are formed during and / or after this heating stage. In the spaces between the grains in a central part there is a conductive filler material 27 for connecting the p-type coatings together. Outside this central part, the spaces between the grains contain an insulating filler material 28. On the surface of the layer above, and the central part, there is an insulating layer 29 on which a metal gate electrode 30 is located. The operation and application of this arrangement structure are almost the same as those of the previous embodiment (Fig. K).

Fig. 6 zeigt skizzenweise verschiedene Möglichkeiten für Anordnungsstrukturen, in denen die Mittel zur Speicherung von Ladung einen Oberflächenüberzug oder eine Oberflächenschicht vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp enthalten, der oder die gleichrichtende Sperren an den Kornober-Fig. 6 shows a sketch of various possibilities for arrangement structures in which the means for storing charge comprises a surface coating or a surface layer of the of the opposite conductivity type, the rectifying block (s) on the grain top

609826/1001609826/1001

- ■ PHB 32482- ■ PHB 32482

flächen bildet, während eine Verbindung mit den Mitteln zur Bildung der gleichrichtenden Sperren hergestellt wird. Xn all diesen Figuren sind leitende Füllmaterialien schraffiert dargestellt. So wird in Fig. 6(a) ein leitendes Füllmaterial verwendet, um die elektrische Verbindung zwischen einem Gate-Anschluss G und der p-leitenden Oberflächenschicht auf den Körnern herzustellen. In Fig. 6(b) ist eine Isolierschicht auf der Oberfläche der p-leitenden Oberflächenschicht vorhanden. In Fig. 6(c) ist die p-leitende Oberflächenschicht auf die unmittelbare Nähe des Kontakts zwischen zwei Körnern lokalisiert. In Fig. 6(d) liegt eine Isolierschicht auf der lokalisierten p-leitenden Oberflächenschicht und auf den verbleibenden Oberflächen der Körmrr. In Fig. 6(e) ist die Struktur gleich der nach Fig. 6(c), mit dem UnterscLhied, dass der Gate—Anschluss mit einer Metallschicht hergestellt ist, die von dem leitenden Füllmaterial durch eine Isolierschicht getrennt ist. In Figuren 6(f) und 6(g) bestehen die Mittel zur Bildung der gleichrichtenden Sperren aus einem p-Typ-Halbleiterfüllmaterial und unterscheiden sich im übrigen nur voneinander in bezug auf die Gate-rAnschlüsse. Diese Aus gangs strukturen können in verschiedenen Anordnungen für Betrieb in einem LadungsSpeichermodus, entweder durch 609826/1001 surfaces while a connection is made with the means for forming the rectifying barriers. In all of these figures, conductive filler materials are shown hatched. Thus, in Fig. 6 (a), a conductive filler material is used to establish the electrical connection between a gate terminal G and the p-type surface layer on the grains. In Fig. 6 (b), an insulating layer is provided on the surface of the p-type surface layer. In Fig. 6 (c), the p-type surface layer is located in the immediate vicinity of the contact between two grains. In Fig. 6 (d), an insulating layer lies on the localized p-type surface layer and on the remaining surfaces of the beads. In Fig. 6 (e) the structure is the same as that of Fig. 6 (c), with the difference that the gate terminal is made with a metal layer which is separated from the conductive filler material by an insulating layer. In FIGS. 6 (f) and 6 (g), the means for forming the rectifying barriers consist of a p-type semiconductor filler material and otherwise only differ from one another with regard to the gate connections. These output structures can be in various arrangements for operation in a charge storage mode, either through 609826/1001

PHB 32^82 2.12.75PHB 32 ^ 82 2.12.75

ein einziges Element oder durch mehrere Elemente gebildeten Anordnungen, und iii Anordnungen für Betrieb in einem kontinuierlichen Modus verwendet werden.a single element or arrays formed by multiple elements, and iii arrays for Operation can be used in a continuous mode.

Wie obenerwähnt wurde, können die Mittel zur Speicherung von Ladung durch ein adsorbiertes Gasatom, -ion oder -molekül gebildet werden. So wird in einer Ausführungsform, die eine Abwandlung der Struktur nach Figuren 1 und 2 ist, die p-leitende Schicht 3 durch adsorbierte Sauerstoffionen ersetzt, Die Wirkung dieser Anordnungsstruktur basiert auf spannungsinduzierter Adsorption von Sauerstoffionen. Sie kann für Betrieb in einem Ladungsspeicher- oder einem kontinuierlichen Modus eingerichtet sein, -wobei in beiden Fällen einfallende Strahlung Desorption von Sauerstoffstoffionen hervorruft. Wie ebenfalls oben erwähnt wurde, können die Mittel zur Speicherung von Ladung neben einer Oberflächenschicht oder einem Oberflächenüberzug auf' den Körnern vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp eine adsorbierte Gasspezies auf der Oberfläche der Oberflächenschicht oder des Oberflächenüberzugs vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp enthalten. So kann die Schichtenstruktur der Anordnung nach Figuren 1- und 2 auf geeignete Weise derart ausgebildet sein, dass ein p-leitender Überzug auf den Kornoberflächen erhalten wird, auf dessenAs mentioned above, the means for storing charge by an adsorbed gas atom, ion or molecule are formed. Thus, in an embodiment that is a modification of the Structure according to Figures 1 and 2, the p-type layer 3 is replaced by adsorbed oxygen ions, The effect of this arrangement structure is based on stress-induced adsorption of oxygen ions. It can be set up to operate in a charge storage or continuous mode, wherewith In both cases incident radiation causes desorption of oxygen ions. How also As mentioned above, the means for storing charge may be adjacent to a surface layer or a Surface coating on 'the grains from the opposite Conductivity type an adsorbed gas species on the surface of the surface layer or the surface coating of the opposite conductivity type. So can the layer structure of the arrangement according to Figures 1 and 2 in a suitable manner such that a p-conductive coating is obtained on the grain surfaces, on whose

609826/1001609826/1001

PHB 32482 2.12.75PHB 32482 2.12.75

Oberfläche adsorbierte Sauerstoffionen vorhanden sind, Bei einer Weiterbildung enthält der p-leitende Überzug auf den Kornoberflächen eine adsorbierte Gasspezies und die Wirkung einer solchen Anordnung kann auf spannungsinduzierter Diffusion der Gasspezie in den p-leitenden Überzug basieren.Surface adsorbed oxygen ions are present, In a further development, the p-type coating contains an adsorbed gas species and the effect of such an arrangement can occur on the grain surfaces are based on stress-induced diffusion of the gas species into the p-type coating.

Nun folgt eine Beschreibung einiger weiteren Betrachtungen in bezug auf intergranulare JFET-Ausführungen. Obschon die bisher beschriebenen Ausführungsformen auf dem Anwendungsgebiet der Feststoff abbildung liegen, kann die intergranulare JFET-Struktur in einem grossen Gebiet von Halbleiteranordnungen mit als Ausgangsmaterial Pulverschichten mit einer Dicke mehrerer Körner benutzt werden. Ein Pulvermaterial, das insbesondere für Untersuchung ausgewählt worden ist, ist Zinkoxid. Die Kontakte zwischen den η-leitenden Zinkoxidkörhern in einer Schicht sind annahmeweise im.wesentlichen ohmsche Kontakte, es sei denn, dass diese Körner vor Kontaktierung überzogen word.en sind. Dies bedeutet, dass die Dicke jeder vorhandenen Grenzflächenschicht annahmeweise genügend gering ist, damit Tunnelung sehr wahrscheinlich ist und eine solche Schicht nicht zu Erschöpfungseffekten Anlass gibt.A description of some further considerations relating to intergranular JFET implementations now follows. Although the embodiments described so far in the field of application of the solid figure, the intergranular JFET structure can be used in a wide range of semiconductor devices with powder layers with a thickness of several grains used as the starting material will. One powder material that has been specifically selected for study is zinc oxide. The contacts between the η-conductive zinc oxide grains in a layer are assumed to be essentially Ohmic contacts, unless these grains have been coated before making contact. This means that the thickness of any existing interface layer is assumed to be sufficiently small is so that tunneling is very likely and such a layer does not lead to exhaustion effects Cause.

Wenn die Oberflächen der η-leitenden Kör-If the surfaces of the η-conductive bodies

609826/1001609826/1001

PHB 32482 2.12.75PHB 32482 2.12.75

ner nach Kontaktierung auf die in Fig. 2 dargestellte Weise mit einem Material überzogen werden, dessen Austrittsarbeit höher als die der Körner ist, wird ein Erschöpfungsgebiet unter der Kornoberfläche gebildet. Wie bereits erwähnt wurde, wird erwartet, dass die Geometrie des Kontakts, der Überzug und das Erschöpfungsgebiet von einem Kontakt zu einem anderen variieren. Jeder Kontakt zwischen zwei Körnern kann aus vielen Teilkontakten mit verschiedenen Eigenschaften bestehen und Extremfälle, wie sehr kleine Körner, die zwei grössere Körner miteinander verbinden, müssen in Betracht gezogen werden. Die Struktur nach Fig. 2 soll den allgemeinen Fall darstellen, in dem das Gebiet des zwei Körner miteinander verbindenden unerschöpften Kanals durch das Vor handensein des Überzugs und seiner resultierenden Erschöpfungszone herabgesetzt wird. Die wirksame Länge des Kontaktgebietes hängt dann wesentlich von der örtlichen Geometrie und Effekten, wie Kornwachstum und Halswachstum, während einer Wärmebehandlung bei einer den Anfangsstufen der Sinterung entsprechenden "Temperatur ab. Fig. 2 zeigt eine typische Situation in einem p-überzogenen n-Kornhals, der bei einer derartigen Temperatur gebildet werden könnte.ner after contacting the one shown in FIG Be coated with a material whose work function is higher than that of the grains a depletion area under the grain surface educated. As mentioned earlier, it is expected that the geometry of the contact, coating and vary the area of exhaustion from one contact to another. Any contact between two grains can consist of many partial contacts with different properties and extreme cases, how much small grains joining two larger grains together must be considered. the The structure of Fig. 2 is intended to represent the general case in which the area of the two grains coexist connecting unexhausted channel by the presence of the coating and its resulting Exhaustion zone is reduced. The effective length of the contact area then depends essentially on the local geometry and effects such as grain growth and neck growth during heat treatment at one corresponding to the initial stages of sintering "Temperature ab. Figure 2 shows a typical situation in a p-coated n-grain neck which could be formed at such a temperature.

Wenn die in Fig. 2 als Schicht 3 dargestell-If the shown in Fig. 2 as layer 3

609826/1001609826/1001

PHB 2.12.75PHB 2.12.75

te Gate-Schicht einen HomoÜbergang bildet und diese Schicht eine Akzeptorkonzentration N aufweist undth gate layer forms a homojunction and this layer has an acceptor concentration N and

die Korndonatorkonzentratxon N ist, ist die Gesamtdicke der aus den beiden Erschöpfungsgebieten bestehenden Ubergangszonewhere the grain donor concentrate is N is the total thickness the transition zone consisting of the two areas of exhaustion

2^ „ (V, + Vj (N + N.) 2 ^ "(V, + Vj (N + N.)

d =d =

e N N, a de N N, a d

wobei V, = die Austrittsarbeitsdifferenz zwischenwhere V, = the work function difference between

den n- und p-Zonen,the n and p zones,

V das äussere an das Gate angelegte Potential,V is the external potential applied to the gate,

C. = Die Dielektrizitätskonstante des freien οC. = The dielectric constant of the free ο

Raumes (8,85 . 1012 P/m),Room (8.85. 10 12 p / m),

C- = die elektrische Konstante der n- und p-Zonen. C- = the electrical constant of the n and p zones.

Ein komplexer Ausdruck ist notwendig für eine einen HeteroÜbergang bxldende Gate-Schicht, aber der Einfachheit halber wird angenommen, dass die Akzeptorkonzentration N des Überzugs viel grSs-A complex expression is necessary for a gate layer forming a heterojunction, but for the sake of simplicity it is assumed that the acceptor concentration N of the coating is much greater.

ser als N, ist und dann das Erschöpfungsgebiet meist in dem η-leitenden Material liegt, und dassser than N, and then the area of exhaustion mostly lies in the η-conductive material, and that

d =d =

e N . v d
α.
e N. v d
α.

was der normale Schottky-Sperrenausdruck ist. Diese Annäherung kann erwartungsweise für Metallüberzüge, Überzüge aus stark leitenden Halbleitern und adsorbierte Schichten zutreffen, wobei jedes adsorbiertewhat is the normal schottky barrier term. This approximation can be expected for metal coatings, Coatings of highly conductive semiconductors and adsorbed layers apply, each being adsorbed

609826/ 1 001609826/1 001

PHB 32^82 2.12.75PHB 32 ^ 82 2.12.75

' 25550U sr. '25550U sr.

Atom oder Molekül einen'Beitrag gleich einem Elektronladungszustand liefert.Atom or molecule make a contribution equal to an electron charge state supplies.

Wenn die Gesamt-Gate-Kapazität C ist und; eine Ladung q an das Gate angelegt wird, istWhen the total gate capacitance is C and; a charge q is applied to the gate

Va = J- und
g
V a = J and
G

e N, K'd T C
d q
e N, K 'd T C
dq

und der leitende Kanal wird völlig erschöpft sein, wennand the conducting channel will be completely exhausted when

d(q)>X2r,d (q)> X 2r,

wobei r = der Radius des Kanals.where r = the radius of the channel.

Es wird angenommen, dass das vom Kontakt abgekehrte Erschöpfungsgebiet keine Rolle spielt, obgleich selbstverständlich eine allmähliche Erschöpfung der Masse des Kornes bei zunehmender Oberflächenladung stattfinden muss. Für eine Schicht aus Zinkoxidkörnern kann unter Verwendung der gegebenen Gleichung für den Fall der Heteroübergangsgateschicht und einiger angemessenen Werte für die verschiedenen Parameter die Tiefe der Erschöpfungsschicht (d) geschätzt werden. Für eine Donatorkonzentration N, =It is believed that the area of exhaustion turned away from contact does not matter, although of course a gradual exhaustion of the mass of the grain with increasing surface charge must take place. For a layer of zinc oxide grains, using the given Equation for the case of the heterojunction gate layer and some reasonable values for the different ones Parameters the depth of the exhaustion layer (d) can be estimated. For a donor concentration N, =

d 1 οd 1 ο

10 /cm3, eine Diffusionsspannung V, = 0,5 eV und einen Wert C =10 für Zinkoxid ist der Wert von d10 / cm 3 , a diffusion voltage V = 0.5 e V and a value C = 10 for zinc oxide is the value of d

nahezu 230 A. Für ein typisches Zinkoxydpulver ist 609826/1001 almost 230 A. For a typical zinc oxide powder is 609826/1001

PHB 32482 2.12.75PHB 32482 2.12.75

die mittlere Korngrösse etwa 0,25/Um5 so dass dann die Erschöpfungstiefe nahezu 10 $ des Korndurchmessers ist.the mean grain size about 0.25 / um 5 so that the depth of exhaustion is then almost 10 $ of the grain diameter.

Wie oben erwähnt wurde, kann der Gate-"Überzug" verschiedene Formen aufweisen, und damit er als ein HeteroÜbergang wirken kann, ist die Hauptanforderung eine die Austrittsarbeit des Kornes überschreitende Austrittsarbeit. Die Austrittsarbeitsdifferenz zwischen den zwei Materialien ist V und steuert zusammen mit N die Erschöpfungsbreite d bei einer Spannung von Null 5VoIt V . Da-As mentioned above, the gate "cladding" can have various shapes and in order for it to act as a heterojunction the primary requirement is a work function that exceeds the work function of the grain. The work function difference between the two materials is V and, together with N, controls the depletion width d at zero voltage 5 VoIt V. There-

mit das Gate Ladung speichern kann, muss der Leckstrom in dem in der Sperrichtung vorgespannten Zustand des Gate-Ubergangs klein sein. Dabei muss der Wert von d derart gross sein, dass die Tunnelung durch die Sperre unwesentlich ist. Der thermische Emissionsstrom i muss auch klein sein, so dass V ^> kT ist. Zenerdurchschlag infolge Tunnelung von dem Valenzband zu dem Leitungsband und thermische Generation sind sehr unwahrscheinlich, weil der Bandabstand von Zinkoxid gross (3,2 eV) ist, und Tunnelung über tiefe Fallen ist auch sehr unwahrscheinlich, weil solche tiefen Fallen, wie gefunden wurde, eine niedrige Konzentration besitzen. with the gate being able to store charge, the leakage current in the reverse biased state of the gate junction must be small. The value of d must be so large that the tunneling through the barrier is insignificant. The thermal emission current i must also be small, so that V ^> kT. Zener breakdown due to tunneling from the valence band to the conduction band and thermal generation are very unlikely because the band gap of zinc oxide is large (3.2 eV), and tunneling over deep traps is also very unlikely because such deep traps have been found to be one have low concentration.

Beim Betrieb einer Dreiklemmen-JFET-Strukt\ir 609826/1001 When operating a three-terminal JFET structure 609826/1001

PHB 32482PHB 32482

wird ein zugänglicher Gate-Kontakt erhalten. Dieser kann, wie beschrieben, in einigen Pulverschichten angebracht werden,. aber das "schwebende" Gate-Prinzip kann günstiger sein und ist bereits beschrieben. Bei Anwendung dieses Prinzips muss eine Anzahl Faktoren berücksichtigt werden, die bei einer üblichen Einkristall-Homoübergangs-JFET-Struktur vielleicht nicht auftreten. Diese Faktoren sind u.a.:an accessible gate contact is obtained. This can, as described, be applied in several layers of powder. but the "floating" gate principle can be cheaper and is already described. When applying this principle, a Number of factors to be considered in a typical single crystal homojunction JFET structure may not occur. These factors include:

(a) Weil jeder JFET mit Kontakten zwischen einzelnen Körnern eine verschiedene Geometrie, einen verschiedenen Uberzugsgrad usw. aufweist, werden die Spannung, bei der jedes Gate in der Durchlassrichtung vorgespannt wird, und der resultierende Erschöpfungsgrad der Kanäle für jede Struktur variieren.(a) Because every JFET with contacts between individual grains has a different geometry, having a different degree of coating, etc., the voltage at which each gate is in the forward direction is biased, and the resulting channel exhaustion for each structure vary.

(b) Da grosse Anzahlen solcher Kontakte in Reihe/parallel liegen, verteilt sich die angelegte Spannung sehr komplex räumlich sowie zeitlich innerhalb der Schicht.(b) Since large numbers of such contacts are in series / parallel, the created one is distributed Tension very complex spatially and temporally within the layer.

(c) Da die Gate-Überzüge relativ nichtleitend sein müssen, damit die Kontakte zwischen den Körnern nicht kurzgeschlossen werden, ist ein asymmetx-isches Aufladen des Überzugs im Gebiet der Kontakte mit langen Zeitkonstanten'für Wiederverteilung zu erwarten .(c) Because the gate coatings must be relatively non-conductive in order to allow the contacts between the grains are not short-circuited, is an asymmetx-ical Charging of the coating in the area of the contacts with long time constants' to be expected for redistribution .

In dem üblichen JFET mit einem p-leitenden 809826/1001 In the usual JFET with a p-type 809826/1001

PHB 32482PHB 32482

25-550H 2·.12·75 25-550H 2 ·. 12 75

Halbleitergate hat die für Kanalerschöpfung notwendige negative Gate-Ladung die Form negativer Raumladung infolge ionisierter Akzeptoren. Adsorbierte Atome oder Ionen können andererseits Ladung in Form eines geänderten Ladungszustandes speichern. Auch kann die Ladung durch irgendeinen inneren Übergang oder eine innere Polarisation eines komplexen Moleküls oder die Bindung zwischen einem in Wechselwirkung getretenen Paar adsorbierter Spezies gespeichert werden. Daher gibt es mehrere Arten Ladungsspeichermetxhanismen, die auf geeignete Weise wie folgt aufgeführt werden können:Semiconductor gate has the negative gate charge necessary for channel exhaustion in the form of negative space charge due to ionized acceptors. Adsorbed atoms or ions, on the other hand, can form charge save a changed charge level. The charge can also go through some internal transition or an internal polarization of a complex molecule or the bond between one in interaction entered pair of adsorbed species are stored. Hence there are several types of charge storage mechanisms which can be appropriately listed as follows:

(a) Stabil - z.B. Erschöpfung freier Ladungsträger in einem Halbleiter, Aufladen eines nichtflüchtigen Ions oder Moleküls; (a) Stable - e.g. depletion of free charge carriers in a semiconductor, charging of a non-volatile ion or molecule;

(b) metastabil - z.B. Modifizieren der Struk- · tür oder Binden an der Oberfläche;(b) metastable - e.g. modifying the structure or binding on the surface;

(c) unstabil - z.B. die Adsorption weiterer Atome oder Ionen aus einer äusseren Quelle oder Aufladen eines flüchtigen Ions oder Moleküls.(c) unstable - e.g. the adsorption of further atoms or ions from an external source or charging of a volatile ion or molecule.

Es lässt sich erwarten, dass der erste dieser Mechanismen eine schnelle Wiederherstellung des Gleichgewichts nach einer bestimmten Störung, wie Gate-Aufladung oder oder auffolgender Beleuchtung, zeigen würde, weil es sich nur um Bewegung freier Ladungsträger handelt. Andererseits können bei 609826/1001 It can be expected that the first of these mechanisms would show a rapid restoration of balance for a particular disorder such as gate or charge or auffolgender lighting, because it is only about movement of free charge carriers. On the other hand, at 609826/1001

PHB 32482 2.12.75PHB 32482 2.12.75

(b) rind, (c) einige solcher langsamerer Vorgänge auftreten. Für Bildverstärkung, die ein schnelles Ansprechen erfordert, wäre ein p-Typ-Halbleitergate auf η-leitenden Körnern ohne tiefe Fallen in der Struktur ideal. Das nichtflüssige adsorbierte organische Molekül, wie ein Farbstoff, kann auch geeignet sein oder sogar können einige flüchtige Gateüberzüge, wie adsorbierter Sauerstoff, genügend schnell sein.(b) beef, (c) some such slower processes appear. For image enhancement that requires a fast response, a p-type semiconductor gate would be used ideal on η-conductive grains without deep drops in the structure. The non-liquid adsorbed organic Molecule, such as a dye, may also be suitable, or even some volatile gate coatings, such as adsorbed oxygen, may be sufficient to be fast.

Ein wichtiger Unterschied Zivischen einem üblichen Einkristall—HeteroÜbergang und dem durch überzogene Körner gebildeten System soll betont werden. Die .einfallende Strahlung wird im allgemeinen erheblich von den Körnern gestreut und dies kann in Verbindung mit gegebenenfalls sehr dünnen Überzügen des Gate-Materials zur Folge haben, dass der Absorptionsvorgang über eine. Tiefe verteilt wird, die viel grosser als die normale Massenabsorptionslänge ist. Alle Absorptionsschritte können jedoch noch nahe bei .einem kollektierenden Übergang stattfinden/ Auch folgt daraus, dass s^Lch Strahlung den Übergangsgebieten von innerhalb sowie von ausserhalb der Körner nähern kann, so dass ein HeteroÜbergangs- "Fenstereffekt" der bekannten Art zu der spektralen Empfindlichkeit beitragen kann.An important difference between civilians The usual single crystal heterojunction and the system formed by coated grains should be emphasized will. The .incident radiation is generally considerably scattered by the grains, and this can be in connection with possibly very thin coatings of the gate material have the consequence that the absorption process over a. Depth is distributed, which is much larger than the normal mass absorption length. However, all absorption steps can still take place close to a collective transition / It also follows that there is radiation Transition areas from inside as well as from outside the grains can approach, so that a heterojunction "window effect" of the known kind to the spectral sensitivity can contribute.

Im allgemeinen stellt sich heraus, dassIn general it turns out that

609826/1001609826/1001

PHB 32482-PHB 32482-

in den betrachteten Körnersystemen der Detektions— grad einfallender Photonen aus verschiedenen Gründen ziemlich niedrig sein könnte:In the grain systems under consideration, the degree of detection of incident photons for various reasons could be quite low:

(a) Minoritätsladungsträger, die von in den mittleren Teilen von Körnern absorbierten Photonen erzeugt werden, können eine ungenügend grosse Diffusionslänge aufweisen, um das Oberflächenerschöpfungsgebiet vor der Rekombination zu erreichen;(a) Minority carriers generated by photons absorbed in the central parts of grains can be generated, an insufficiently large diffusion length to reach the surface depletion area prior to recombination;

(b) sogar wenn sie kollektiert werden und die Oberfläche erreichen, neutralisieren sie gegebenenfalls keine Ladung in der Nähe des Grenzflächengebietes am Kontakt zwischen zwei Körnern, wo ihr Effekt sich als eine Änderung der Leitfälligkeit aus sern würde;(b) even if they are collected and reach the surface, they eventually neutralize no charge near the interface area at the contact between two grains where you Effect would manifest itself as a change in the conductivity;

(c) auf ähnliche Weise tritt gegebenenfalls Absorption im überzug nicht genügend nahe bei den Grenzflächengebieten auf, um effektiv zu sein.(c) similarly, absorption in the coating may not come close enough to the Interfaces to be effective.

Die Situation ist sehr komplex und eine Generalisierung ist schwierig. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass der Kollektierungsgrad in den Körnern am höchsten ist, wenn die Erschöpfungsgebiete nach dem Aufladen sich völlig ausdehnen, Es erweist sich auch als vorteilhaft, wenn der Überzug eine genügende !.Leitfähigkeit aufweist, so dass eine Wiederverteilung der Ladung über die ganze Kornoberfläche erfolgen kann. Andererseits müssen 609826/1001 The situation is very complex and generalization is difficult. However, it is likely that the degree of collection in the grains is highest when the areas of exhaustion expand completely after charging. It is also advantageous if the coating has sufficient conductivity so that the charge can be redistributed over the whole grain surface can be done. On the other hand, 609826/1001

. · PHB 32482. PHB 32482

Änderungen der Oberflächenladung nicht über viele Körner gestreut werden, weil dann Bildinformation verlorengeht. Aus diesem Grunde ergeben sich wesentliche Vorteile, wenn ein diskontxnuierlxcher Überzug von Körnern vorhanden ist, der im wesentlichen auf die Kornoberflächen beschränkt ist, die an die Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern grenzen, wie dies bei einigen der beschriebenen Ausführungsformen der Fall ist.Changes in the surface charge are not scattered over many grains because then image information get lost. For this reason, there are significant advantages when a discount broker Coating of grains is present, which is essentially limited to the grain surfaces that adjoin the interfacial areas at the contacts between individual grains, as is the case with some of the described embodiments is the case.

Für Betrieb in einem Ladungsspeicher-JFET-Modus muss ein leitender Kanal zwischen Source und Drain vorhanden sein, der offen ist, wenn die Uberschussladung am Gate Null ist. Um zu sichern, dass dies bei den Kontakten zwischen einzelnen Körnern der Fall ist, muss der Kanalradius r im Grenzflächengebiet grosser als die Breite d der Erschöp-' fungsschicht sein. Obgleich die Sperrenhöhe (V,) des Übergangs gewissermassen durch die Wahl des Gate-Materials eingestellt werden kann, is-, eine der leicht regelbaren Variabelen in dem· d bestimmenden Ausdruck die Kornträgerkonzentration, die eine Eigenschaft des Ausgangsmaterials der Körner ist und durch Dotierung oder Regelung der Stöchiometrie gesteuert werden kann.' Der Wert von r kann andererseits durch Halswachstum während einer den ersten Stufen der Sinterung entsprechenden Erhitzungsbe-609826/1001 To operate in a charge storage JFET mode, there must be a conductive channel between the source and drain that is open when the excess charge on the gate is zero. To ensure that this is the case with the contacts between individual grains, the channel radius r in the interface area must be greater than the width d of the exhaustion layer. Although the barrier height (V,) of the transition can be adjusted to a certain extent by the choice of the gate material, one of the easily controllable variables in the expression is the grain carrier concentration, which is a property of the starting material of the grains and by doping or Regulation of the stoichiometry can be controlled. ' The value of r, on the other hand, can be determined by throat growth during a heating treatment corresponding to the first stages of sintering

PHB 32462PHB 32462

255 5G14 2.12.75255 5G14 2.12.75

handlung der Schicht vergrössert werden, was sekundäre Vorteile ex-geben kann, die darin bestehen, dass Grenzflächengebiete adsorbierter Spezies entfernt und gegebenenfalls Grenzflächenbeschädigungen wiederhergestellter Oberflächen beseitigt werden.action of the layer will be enlarged, which is secondary There may be advantages in that interface areas of adsorbed species are removed and possibly interface damage restored surfaces are eliminated.

Die Korngrösseverteilung kann auch in verschiedenen Weisen wichtig sein. Für eine gegebene an eine Pulverschicht angelegte Spannung hängt die Spannung an einem Kontakt zwischen Körnern deutlich von der Anzahl zwischen den Elektroden vorhandener Körner ab. Spannungsabhängige Effekte, wie der obenbeschriebene Zweiklemmen-Gate-Auflademodus, werden daher gemäss den Erwartungen für die Korngrösse empfindlich sein. Um die Betriebsspannung für einen' gegebenen Elektrodenabstand niedrig zu halten, muss die Korngrösse nicht zu gering sein. Der Kollektxerungsgrad für photoinduzierte Elektron-Loch-Paare muss für Körner höher sein, die genügend klein sind, damit der Radius des unerschopJTten Teiles des Kornes kleiner als die Minoritätsladungsträgerdiffusxonslänge ist. Die Gesamtanzahl Kontakte zwischen Körnern muss wieder für eine befriedigende Gleichmässigkeit gross sein und dadurch ist eine geringe Korngrösse zu bevorzugen. Eine geringe Verteilung der Teilchengrösse könnte wichtig sein, um die Anzahl Teilchen längs der kurzes-The grain size distribution can also be important in various ways. For a given When a voltage is applied to a powder layer, the voltage at a contact between grains clearly depends on the number of grains present between the electrodes. Voltage dependent effects like the the two-terminal gate charging mode described above, therefore, will be in accordance with the expectations for the grain size be sensitive. To keep the operating voltage low for a given electrode spacing hold, the grain size does not have to be too small. The degree of collection for photo-induced electron-hole pairs must be higher for grains that are sufficiently small to allow the radius of the inexhaustible part of the grain is smaller than the minority carrier diffusion length. The total number of contacts between grains must be restored for a satisfactory Uniformity and therefore a small grain size is preferable. One small distribution of particle size could be important in order to determine the number of particles along the short

609826/1001609826/1001

PHBPHB

ten Leitungswege zwischen den Elektroden konstant zu halten. Andererseits kann, wenn kleine Körner zwischen grossen Körnern für die Bildung der Kanäle intergranularer JFET-Strukturen wichtig sind, eine grössere Streuung der Korngrösse erwünscht sind. So ist die Korngrösse im wesentlichen sehr wichtig, und der Kompromiss zwischen verschiedenen Faktoren muss für jeden Sonderfall getroffen werden.ten conduction paths between the electrodes to keep constant. On the other hand, if small grains can between large grains are important for the formation of the channels of intergranular JFET structures greater scattering of the grain size are desired. So the grain size is essentially very important, and the compromise between different factors has to be made for each special case.

Es leuchtet ein, dass die erfindungsgemässen Körperstrukturen der obenbeschriebenen Art in verschiedenen elektronischen Feststoffanordnungen verwendet werden können. Insbesondere können diese Strukturen Anwendung finden in Fällen, in denen Steuerung der Verstärkung durch extern angebrachte Mittel von grösserer Bedeutung als eine solche Steuerung durch die Wahl des Ausgangsmaterials ist. Für photoleitenden Betrieb, wie bei Photodetektor- oder AbbildungsanOrdnungen, sind diese Anordnungsstrukturen günstig, wie aus zwei weiteren Ausführungsformen hervorgeht, deren Herstellung nun beschrieben werden wird.It is clear that the inventive Body structures of the type described above in various solid electronic assemblies can be used. In particular, these structures can be used in cases where Control of gain by externally applied means is more important than such Control is through the choice of the starting material. For photoconductive operation, as with photodetector or illustration arrangements, these are Arrangement structures favorable, as can be seen from two further embodiments, their production now will be described.

Bei der Herstellung einer ersten Ausführungsform, sind die Mittel zut Speicherung von Ladung adsorbierte Sauerstoffionen und bestehen die Halbleiterkörner aus ZnO, aber in anderen ähnlichen Beispielen können die Körner aus CdS, PbO, 609826./100Ί In making a first embodiment, the means for storing charge are adsorbed oxygen ions and the semiconductor grains are ZnO, but in other similar examples the grains can be CdS, PbO, 609826./100Ί

PHB 32482 25550U 2.-12.75.PHB 32482 25550U 2.-12.75.

anderen Oxiden und H-VI-Verb indungen bestehen. Das Zinkoxidpulver, das aus Photox 83 besteht, das von New Jersey Zinc Company zum überziehen von Electrofax-Kopierpaper hergestellt wird, wird in Isopropylalkohol dadurch suspendiert, dass es in einer Kunststoff kugelmühle unter Verwendung von Achatrollen während I5 bis 60 Minuten gemahlen wird. Eine Schicht der η-leitenden ZnO-K'örner mit einer Dicke von etwa 1 bis 5/um wird auf einer kammartigen Elektrodenstruktur abgelagert, die aus einer Platinschicht auf einem Substrat aus Glas oder geschmolzenem Siliciumoxid besteht, und zwar dadurch, dass das Pulver aus der Suspension in einer Schleuder mit einem Durchmesser von 12 " mit einer Geschwindigkeit von 700 bis 1000 Umdrehungen/Min während einer Periode von 1 zu 10 Minuten geschleudert wird. Die grossen · Teilchen und Aggregate werden anfänglich aus der Suspension dadurch entfernt, dass bei 700 Umdrehungen/ Min während einiger Sekunden, ohne Anwesenheit eines Substrats vor der Ablagerung der Schicht, geschleudert wird. Eine Ätzbehandlung des Pulvers vor dem Mahlvorgang in 1 $ konzentriertem HCl in destilliertem Wasser während 1 Minute wird durchgeführt, um jeden Überzug aus Zink'karbonat zu entfernen. Die Korngrösseverteilung vor der Ätzbehandlung ist maximal in der Nähe von 0,4/um und dieser Wert wird 609826/1001other oxides and H-VI compounds exist. That Zinc oxide powder composed of Photox 83 used by the New Jersey Zinc Company for coating Electrofax copier paper Isopropyl alcohol is made by suspending it in a plastic ball mill using agate rollers for 15 to 60 minutes. One Layer of η-conductive ZnO grains with a thickness of about 1 to 5 µm is deposited on a comb-like electrode structure made of a layer of platinum on a substrate of glass or fused silica, in that the Powder from the suspension in a centrifuge with a diameter of 12 "at a speed of 700 to 1000 revolutions / min for one period is spun from 1 to 10 minutes. The big Particles and aggregates are initially removed from the suspension in that at 700 revolutions / Spin for a few seconds without a substrate before the layer is deposited will. An etching treatment of the powder before Milling in 1 $ concentrated HCl in distilled Water for 1 minute is passed to remove any zinc carbonate coating. the Grain size distribution before the etching treatment is at most in the vicinity of 0.4 µm and this value becomes 609826/1001

PHB 3?Ji PHB 3? Ji

durch Ätzung auf etwa 0,3/um herabgesetzt.reduced to about 0.3 μm by etching.

Die Schicht zeigt eine starke Photoleitfähigkeit in dieser Stufe und zeigt normalerweise eine Zunahme der Leitfähigkeit von 5 t>is 6 Grössenordnungen unter Beleuchtung mit einer ungefilterten 250 W-Niederdruck-Quecksilberdampflampe in einem Abstand von 40 cm in der freien Atmosphäre mit einer Anstiegzeit von etwa 0,1 - 0,5 Sekunden und einer Abfallzeit von 10-50 Sekunden. Durch Trocknung in einem Ofen bei 500C während mehrerer Tage oder bei 100 bis 200°C während etwa einer Stunde wird die Abfallzeit auf viele Stunden verlängert. Durch Erhitzung auf 300 - 800°C in der Luft wird die Abfallzeit auf einige Zehn Millisekunden herabgesetzt, was der Entfernung verbleibender Oberflächenüberzüge von den Körnern zugeschrieben werden kann. Für bei höheren Temperaturen von 600 bis 800°C behandelte Anordnungen ist der Dunkelstrom auch erheblich erhöht.The layer shows strong photoconductivity at this stage and normally shows an increase in conductivity of 5 t> i s 6 orders of magnitude when illuminated with an unfiltered 250 W low-pressure mercury vapor lamp at a distance of 40 cm in the free atmosphere with a rise time of about 0.1-0.5 seconds and a fall time of 10-50 seconds. To 200 ° C for about one hour, the fall time is extended to many hours by drying in an oven at 50 0 C for several days or at 100th By heating to 300 - 800 ° C in the air, the fall time is reduced to a few tens of milliseconds, which can be attributed to the removal of remaining surface coatings from the grains. For arrangements treated at higher temperatures of 600 to 800 ° C, the dark current is also significantly increased.

Das Anlegen eines Sρannungsimpulses mitThe application of a voltage pulse with

einer Anstieg- und Abfallzeit von einigen Millisekunden an eine derartige ZnO-Schicht in der Luft bewirkt im allgemeinen eine erhebliche Herabsetzung der Leitfähigkeit der Schicht. Sofort nach Ablagerung und teilweiser Trocknung der Schicht bei Zimmertemperatur während etwa einer Stunde ist der Dunkelstrom 609826/1001 a rise and fall time of a few milliseconds at such a ZnO layer in the air generally causes a considerable reduction in the conductivity of the layer. Immediately after deposition and partial drying of the layer at room temperature for about an hour, the dark current is 609826/1001

PHB 32482PHB 32482

zu niedrig, damit sich, der Effekt eines Spannungsimpulses bemerkbar machen kann. Nach Beleuchtung, vorausgesetzt, dass der Abfall des Photostroms genügend langsam ist, d.h. vor der Erhitzungsbehandlung auf 300 bis 9000C, wird ein Spannungsimpuls zwischen 200 und 400 V mit einer Dauer von 50 - 100 msec eine Herabsetzung der Leitfähigkeit von bis zu drei Grössenordnungen herbeiführen. Nach der Erhitzungsbehandlung bei hoher Temperatur wird ein Impuls von 150 V mit einer Dauer von 5 - 10 msec eine Herabsetzung der Leitfälligkeit von zwei Grössenordnungen von dem erhöhten stetigen Dunkelleitfähigkeitspegel an herbeiführen.too low for the effect of a voltage pulse to be noticeable. After illumination, provided that the drop in the photocurrent is sufficiently slow that is, before the heating treatment at 300 to 900 0 C, a voltage pulse between 200 and 400 V with a duration of 50 to 100, a reduction msec of the conductivity of up to three orders of magnitude bring about. After the heating treatment at high temperature, a pulse of 150 V with a duration of 5-10 msec will bring about a decrease in conductivity of two orders of magnitude from the increased steady dark conductivity level.

In allen Fällen versetzt die Beleuchtung bei einer Wellenlänge gleich oder etwas kurzer als die Absorptionskonstante von ZnO (d.h. zwischen 3700 und 4100 Α) die Leitfähigkeit wieder auf ihren normalen photoleitenden Pegel. Im Dunkeln nimmt der herabgesetzte Leitfähigkeitspegel langsam wieder auf den normalen Dunkelpegel zu, und zwar in einer Periode zwischen einigen Hundert Millisekunden und mehreren Minuten. Die Zunahme der Leitfähigkeit durch Beleuchtung nach Pulsierung ist nahezu dem Produkt der Intensität und der Belichtungszeit proportional, d.h. dass eine Integration stattfindet. In all cases, the lighting offsets at a wavelength equal to or slightly shorter than the absorption constant of ZnO (i.e. between 3700 and 4100 Α) brings the conductivity back to its normal photoconductive level. In the dark, the reduced conductivity level slowly increases again towards the normal dark level in a period between a few hundred milliseconds and several minutes. The increase in conductivity from lighting after pulsing is almost that Product of the intensity and the exposure time proportional, i.e. that an integration takes place.

609826/1001609826/1001

Die Schicht kann in dieser ¥eise in Sauerstoff oder Luft behandelt werden. In Stickstoff verschwindet der obengenannte Effekt des Spannungsimpulses nach einigen Minuten. Venn die Schicht der Umgebungsluft ausgesetzt wird, wird erreicht, dass das schnelle photoleitende Ansprechen, die zugenommene Dunkelleitfähigkeit und die Empfindlichkeit für kurze Niederspannungsimpulse allmählich in einer Periode mehrerer Stunden derart geändert werden, dass das obenbeschriebene Verhalten vor der Behandlung bei hoher Temperatur auftritt.The layer can be treated in this way in oxygen or air. In nitrogen the above-mentioned effect of the voltage pulse disappears after a few minutes. Venn the layer of When exposed to ambient air, the rapid photoconductive response achieved is increased Dark conductivity and sensitivity to short low voltage pulses gradually in one Period of several hours can be changed in such a way that the behavior described above before the treatment occurs at high temperature.

Die genannten ZnO-Schichten können dadurch hergestellt -werden, dass eine Suspension des Pulvers in einer Lösung eines Bindemittel, wie Pliolit (ein Polystyrolbutadienkopolymer, das von der Goodyear Rubber Company vertrieben wird) in einem Lösungsmittel, wie Xylol, auf die kammartige Elektrodenstruktur gespritzt wird. Solche Schichten weisen lange photoleitende Abfallzeiten bis zu Minuten oder Stunden, aber auch eine Empfindlichkeit für Spannungsimpulse auf, die gleich der oben für eine Schicht ohne Bindemittel vor der Erhitzungs— behandlung bei hoher Temperatur beschriebenen Empfindlichkeit ist. Diese Erhitzungsbehandlung kann nicht stattfinden, weil sich das Pliolitbindemittel zersetzen würde.The ZnO layers mentioned can be produced in that a suspension of the powder in a solution of a binder such as Pliolit (a polystyrene-butadiene copolymer made by Goodyear Rubber Company) in a solvent such as xylene onto the comb-like electrode structure is injected. Such layers have long photoconductive decay times of up to minutes or hours, but also a sensitivity to voltage pulses that is the same as that above for a Layer with no binder prior to the high temperature heat treatment is. This heating treatment cannot take place because of the pliolite binder would decompose.

6098 26/10016098 26/1001

PHB 32^82PHB 32 ^ 82

Bei der Herstellung einer zweiten Ausführungsforra, bei der die Körner ebenfalls aus n-leitendem Zinkoxid bestehen, sind die Mittel zur Bildung gleichrichtender Sperren Oberflächenüberzüge vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp auf den
Körnern. Das gleiche Verfahren zur Bildung der
Schicht wird verwendet bis einschliesslich der Erhitzungsbehandlung bei hoher Temperatur zwischen
300 und 900°C. Die Schicht wird dann in eine Lösung von Kupfersulfat in Wasser unter Verwendung von 0,01 bis 10 g CuSO. pro Liter destillierten Wassers eingetaucht. Nach Waschen mit destilliertem Wasser
wird die Schicht in eine Natriumhydroxidlösung mit einem pH von 11 eingetaucht und es wird Hydrazinhydrat zugesetzt, um das CuSO. zu Cu„0 zu reduzieren. Das Cu2O lagert sich auf den ZnO-Körnern ab und es wird eine hellbraune Schicht erhalten.
In making a second embodiment in which the grains are also made of n-type zinc oxide, the means for forming rectifying barriers are surface coatings of the opposite conductivity type on the
Grains. The same procedure for forming the
Layer is used up to and including the high temperature heating treatment between
300 and 900 ° C. The layer is then immersed in a solution of copper sulfate in water using 0.01 to 10 g of CuSO. immersed per liter of distilled water. After washing with distilled water
the layer is immersed in a sodium hydroxide solution with a pH of 11 and hydrazine hydrate is added to form the CuSO. to reduce Cu "0. The Cu 2 O is deposited on the ZnO grains and a light brown layer is obtained.

Nahezu 0,25 g CuSO. pro Liter Wasser gibt ein Cu^O/ZnO-Gewicht für ein GewichtsverhäJ tnis von etwa 0,3 $. Dadurch wird die Dunkelleitfähigkeit
der ZnO-Schicht beim Fehlen adsorbierten Sauerstoffs um etwa vier oder fünf Grössenordnungen im Vergleich zu einer nichtüberzogenen Schicht herabgesetzt. ■ -
Almost 0.25 g CuSO. per liter of water there is a Cu ^ O / ZnO weight for a weight ratio of about $ 0.3. This will increase the dark conductivity
of the ZnO layer in the absence of adsorbed oxygen by about four or five orders of magnitude compared to an uncoated layer. ■ -

Solche Schichten zeigen eine ähnliche
Empfindlichkeit für einen Spannungsimpuls wie oben
Such layers show a similar one
Sensitivity to a voltage pulse as above

6098 26/100 16098 26/100 1

PHB 32482 2.12.75 PHB 32482 2.12.75

für die unüberzogenen Schichten in der Luft beschrieben ist. Wenn der Cu„0-Uberzug zu dick ist (z.B. mehr als 1,5 Gew.^ auf das ZnO-Gewicht berechnet), ist die Leitfähigkeit zu niedrig, um den Effekt des Impulses zu beobachten. Wenn das Cu51O zu dünn ist (z.B. weniger als 0,05 Gew.^o auf das ZnO-Gewicht berechnet), ist die Leitfähigkeit derart hoch, dass der Spannungsimpuls bewirkt, dass ein destruktiv hoher Stromimpuls fliesst.for the uncoated layers in the air. If the Cu "O coating is too thick (eg more than 1.5% by weight calculated on the ZnO weight), the conductivity is too low to observe the effect of the pulse. If the Cu 51 O is too thin (eg, less than 0.05 wt. ^ O calculated on the weight of ZnO), the conductivity is so high that the voltage pulse causes a destructive high current pulse flows.

Insbesondere für die dünneren Überzüge können umgebende Gase, z.B. Sauerstoff, noch an den Körnern adsorbiert werden und die in der vorhergehenden Ausführungsform beschriebenen'Effekte herbeiführen. Um den Effekt des CUpO-Uberzugs allein bemerkbar zu machen und Degradation infolge von HpO, CO usw. zu vermeiden, ist Einkapselung oder Füllung der Schicht erwünscht. Dies kann mit Hilfe eines Inertmaterials, wie Polyäthylenwachs oder Silikonenöl, erfolgen, das für die Strahlung durchlässig ist, für die die Schicht empfindlich-ist. Im Falle von überzügen aus z.B. Cu2O mit einem Bandabstand, der viel kleiner als der von ZnO ist, verschiebt sich das empfindliche Gebiet bis in das sichtbare Gebiet.In particular for the thinner coatings, surrounding gases, for example oxygen, can still be adsorbed on the grains and bring about the effects described in the previous embodiment. In order to make the effect of the CUpO coating noticeable alone and to avoid degradation as a result of HpO, CO, etc., encapsulation or filling of the layer is desirable. This can be done with the aid of an inert material, such as polyethylene wax or silicone oil, which is transparent to the radiation to which the layer is sensitive. In the case of coatings of, for example, Cu 2 O with a band gap that is much smaller than that of ZnO, the sensitive area shifts into the visible area.

Bei der Herstellung einer anderen Ausführungsform, die eine Abwandlung der zuletzt beschrie-609826/1001 When producing another embodiment which is a modification of the last described 609826/1001

PHB 32482PHB 32482

benen Ausführungsform..:■ ist, wird die Zinkoxidschicht in eine wässrige Lösung von Kupferchlorid (CuCl) und neutralisiertem Hydrazinhydrat eingetaucht, wobei ein pH-Wert von nahezu h erhalten wird. Das Kupfer wird für das Zink verwechselt, um einen p-leitenden Kupferoxidüberzug auf den η-leitenden Zinkoxidkörnern zu erhalten. Solche Schichten zeigen eine ähnliche Empfindlichkeit für einen Spannungsimpuls wie die oben beschriebenen Schichten. Schichten ohne Bindemittel aus Zinkoxidkörnern, die mit Cu„O durch das zweite beschriebene Verfahren überzogen sindj zeigen eine niedrige Dunkelleitfähigkeit in der Luft gleich der für unüberzogene Schichten. Im Vakuum wird jedoch nur eine teilweise Wiederherstellung der Leitfähigkeit beobachtet, je nach der Dicke der CupO-Schicht. Das Gewichtsverhältnis CupO/ZnO der Schichten kann als Funktion der CuSO.-Konzentration unter Verwendung von Absorptionsspektroskopie gemessen werden. Die Dicke der Cu_O-Schicht ist nicht genau bekannt, aber sie muss einen kleinen Bruchteil des ZnO-Korndurchmessers betragen. Bei Erhöhung der Cu?0-Konzentrationen in der Schicht nimmt die Photoleitfähigkeit in der Luft und im Vakuum um bis zu drei Grössenordnungen ab. Die Dunkelleitfähigkeit im Vakuum nimmt ebenfalls ab, während die Dunkelloitfähigkeit in der Luft zuIn this embodiment, the zinc oxide layer is immersed in an aqueous solution of copper chloride (CuCl) and neutralized hydrazine hydrate, a pH of almost h being obtained. The copper is mistaken for the zinc in order to obtain a p-type copper oxide coating on the η-type zinc oxide grains. Such layers show a similar sensitivity to a voltage pulse as the layers described above. Non-binder layers made from zinc oxide grains coated with Cu2O by the second method described show a low dark conductivity in the air equal to that for uncoated layers. In the vacuum, however, only a partial restoration of the conductivity is observed, depending on the thickness of the CupO layer. The CupO / ZnO weight ratio of the layers can be measured as a function of the CuSO. Concentration using absorption spectroscopy. The exact thickness of the Cu_O layer is not known, but it must be a small fraction of the ZnO grain diameter. When increasing the Cu ? 0 concentrations in the layer reduce the photoconductivity in the air and in a vacuum by up to three orders of magnitude. The dark conductivity in vacuum also decreases, while the dark conductivity in air increases

609826/1 OQ 1 '609826/1 OQ 1 '

PHB 32*1-82 2.12.75PHB 32 * 1-82 2.12.75

niedrig ist, um gemessen zu werden.is low to be measured.

Für die Ablagerung der Zinkoxidpulverschichten wurde gefunden, dass das Zentrifugieren einer Suspension der Pulverkörner in Polyvinylalkohol unter Verwendung einer üblichen Photoresist-Zentrifugiervorrichtung eine grössere Gleichmässigkeit, Packung und Reproduzierbarkeit ergibt. Es ist notwendig, danach den Polyvinylalkohol in Luft auszuheizen, wonach Entgasung im Vakuum unter Beleuchtung erfolgt. Dies ergibt einen stark zugenommenen Dunkelstrom in der Luft, woraus hervorgeht, dass durch dieses Verfahren zur Bildung der Schicht grössere Oberflächen der Kontakte zwischen einzelnen Körnern erhalten werden als erhalten werden können, wenn die Schichten durch Spritzen oder Zentrifugieren gebildet werden. For the deposition of the zinc oxide powder layers, centrifugation has been found to produce a Suspension of the powder granules in polyvinyl alcohol using a conventional photoresist centrifuge device results in greater evenness, packing and reproducibility. It is necessary, then to heat the polyvinyl alcohol in air, after which degassing in a vacuum with lighting he follows. This results in a greatly increased dark current in the air, from which it can be seen that by this method of forming the layer larger surfaces of the contacts between individual Grains are obtained than can be obtained when the layers are formed by spraying or centrifugation.

Details der Herstellung anderer Pulverschichten, die für Anordnungsstrukturen mit n-leitenden Zinkoxidkörnern geeignet sind, werden nun beschrieben. Zinkoxidpulver, das, wie in den vorhergehenden Ausführungsformen aus Photox 83 besteht, wird einer Ätzbehandlung durch Mahlen in einer Kugelmühle unterworfen. 10 g des Pulvers mit 30 ml Was-ST32? werden während 30 Minuten in einer Kugelmühle gemahlen und dann unter fortgesetztem Rühren auf eine Suspension von 200 ml aufgefüllt. 2,5 ml kon-Details of the manufacture of other powder layers required for assembly structures with n-type Zinc oxide grains are suitable will now be described. Zinc oxide powder, which, as in the previous Embodiments made of Photox 83, is subjected to an etching treatment by grinding in a ball mill. 10 g of the powder with 30 ml Was-ST32? are ground for 30 minutes in a ball mill and then with continued stirring made up a suspension of 200 ml. 2.5 ml con-

609826/1001609826/1001

PHB -32^82-2.12.75 PHB -32 ^ 82-2.12.75

zentrierter Chlorwasserstoffsäure wird zugesetzt und das Führen wird 1 Minute fortgesetzt. Die Säure wird dann abfiltriert und danach wird das Pulver mit 1 Liter destillierten Wassers gewaschen und anschliessend gründlich getrocknet. 2 g des geätzten ZnO wird in einer Kugelmühle mit 5 nil von h gew,^- igem Polyvinylalkohol in Wssser, h ml Äthanol und h ml Methanol während 2. Stunden gemahlen. Das Gemisch wird dann tropfenweise auf ein aus Aluminium oder Platin bestehendes kammartiges Elektrodensystem auf einem aus geschmolzenem Siliciumoxid oder Glas bestehenden Substrat aufgebracht, bis die Oberfläche des Substrats bedeckt ist. Dann wird das Gemisch unter Verwendung einer Photoresist— Zentrifugiervorrichtung z.B. mit 4000 Umdrehungen/ Min für ein Substrat von 17 mm χ 17 mm und mit 1700 Umdrehungen/Min für ein Substrat von 50 mm χ 50 mm abzentrifugiert. Dieser Vorgang ergibt eine Schicht mit einer mittleren Dicke von etwa 1,5/um. Um dickerem Schichten zu erhalten, können mehr Ablagerungsund Zentrifuglerschritte mit je einer Dauer von etwa 1 Minute durchgeführt werden. Die Schicht wird dann in Luft bei 400°C während einer Stunde ausgeheizt. Ein resultierendes Residium auf der Schicht, dessen Identität nicht festgestellt wird, wird durch Bestrahlung der Probe mit ultraviolettem LichtCentered hydrochloric acid is added and the flow is continued for 1 minute. The acid is then filtered off and the powder is then washed with 1 liter of distilled water and then thoroughly dried. 2 g of the etched ZnO is ground in a ball mill with 5 nil of h by weight, ^ - strength polyvinyl alcohol in water, h ml of ethanol and h ml of methanol for 2 hours. The mixture is then applied dropwise to a comb-like electrode system made of aluminum or platinum on a substrate made of fused silica or glass until the surface of the substrate is covered. The mixture is then centrifuged using a photoresist centrifuge device, for example at 4000 revolutions / min for a substrate of 17 mm × 17 mm and at 1700 revolutions / min for a substrate of 50 mm × 50 mm. This process results in a layer with an average thickness of about 1.5 µm. In order to obtain thicker layers, more settling and centrifugation steps, each lasting about 1 minute, can be carried out. The layer is then baked in air at 400 ° C. for one hour. A resulting residue on the layer, the identity of which is not established, is produced by irradiating the sample with ultraviolet light

609826/1001609826/1001

PHB 32482PHB 32482

während mehrerer Minuten in einem Vakuum von etwa IO Torr entfernt. Nach dieser Behandlung wird gefunden, dass die Leitfähigkeit sowie die Photoempfindlichkeit der Probe um bis zu vier Grössenordnungen zugenommen haben. Die Probe wird dann mit einem Farbstoff mit p-Typ-Leitfähigkeitseigenschaften überzogen, welcher Farbstoff ein Material ist, das käuflich als Eosin Bluish oder Eosin Yellowish oder Rose Bengal erhältlich ist, welcher Überzugsvorgang in einem Beispiel durch Eintauchen während 1 Minute in eine Lösung des Farbstoffes in Wasser, die 10 ^ der gesättigten Konzentration bildet, stattfindet. Die Probe wird dann aus der erhaltenen Lösung entfernt, in destilliertem Wasser gewaschen und gründlich getrocknet. Verschiedene Versuche sind unter Verwendung von Färbstoffüberzügen aus Rose Bengal verschiedener Dicke durchgeführt. Die dicksten Farbstoffüberzüge ergaben Effekte, die, wie sich herausstellte, durch den Farbstoff allein herbeigeführt wurden. Für die sehr dünnen überzüge war die Abnahme des spezifischen Widerstandes nach Bestrahlung mit einer Ultraviolettlampe in Luft sowie im Vakuum gleich der bei einer unüberzogenen Schicht. Die Empfindlichkeit der Photoleitfähigkeit wurde im Gebiet des Absorptionsbandes des Farbstoffes bei zunehmender Dicke des 609826/1001 removed for several minutes in a vacuum of about 10 Torr. After this treatment it is found that the conductivity and the photosensitivity of the sample have increased by up to four orders of magnitude. The sample is then coated with a dye having p-type conductivity properties, which dye is a material commercially available as Eosin Bluish or Eosin Yellowish or Rose Bengal, which coating process, in one example, by immersing it in a solution of the dye for 1 minute takes place in water, which forms 10 ^ of the saturated concentration. The sample is then removed from the resulting solution, washed in distilled water and dried thoroughly. Various attempts have been made using Rose Bengal dye coatings of various thicknesses. The thickest of the dye coatings gave effects that were found to be caused by the dye alone. For the very thin coatings, the decrease in specific resistance after irradiation with an ultraviolet lamp in air and in a vacuum was the same as that for an uncoated layer. The sensitivity of the photoconductivity became in the area of the absorption band of the dye as the thickness of the 609826/1001

PHB 32482·PHB 32482

Farbstoffüberzuges allmählich erhöht. Der Haupteffekt des Farbstoffes war eine erhebliche Herabsetzung der Abfallzeit der Photoleitfähigkeit in Luft sowie im Vakuum. Auch wurde eine stark herabgesetzte Ansprechzeit beim Wiederaussetzen zu Luft im Dunkeln beobachtet.Dye coating gradually increased. The main effect of the dye was a significant decrease in the decay time of photoconductivity in air as well in a vacuum. There was also a greatly reduced response time when re-exposure to air in the dark observed.

Nun werden einige experimentelle Details von Verfahren zum Anbringen eines Überzuges aus p-leitendem Bleijodid auf den Kornoberflächen aus η-leitendem Zinkoxid in einem Körper mit einer durch das Verfahren nach dem vorhergehenden Beispiel hergestellten Pulverschicht gegeben. In einem sogenannten "nass-chemischen" Verfahren wird die Pulverschicht zunächst vorbenetzt, indem es in destilliertes Wasser und dann in eine Lösung (0,33 M) von Pb(NO ') während 2 Minuten eingetaucht wird. Die Probe wird dann gewaschen und in eine Lösung (O,66 Μ) von Kaliumiodid während 30 Sekunden eingetaucht. Die Probs wird anschiiessend getrocknet.Some experimental details of methods for applying a coating are now set out p-type lead iodide on the grain surfaces η-conductive zinc oxide in a body with one made by the method of the previous example Powder layer given. In a so-called "wet-chemical" process, the powder layer first pre-wetted by placing it in distilled water and then in a solution (0.33 M) of Pb (NO ') is immersed for 2 minutes. The sample is then washed and immersed in a solution (0.66 Μ) of potassium iodide for 30 seconds. The probes are then dried.

Bei einem zweiten Verfahren wird das Bleijodid durch Niederschlag bei Zimmertemperatur aus einer Lösung (0,1 M) von Pb(N0_) und einer Lösung (0,2 M) von Kaliumiodid gebildet. Nach einem Wasch- und Trocknungsschritt wird 0,5 g des Bleijodidpul— vers durch einen Mahlvorgang in einer Kugelmühle mit 30 ml Propan-2-ol(lPA) angebracht. Die Sus-6098 26/1001 In a second process, the lead iodide is formed by precipitation at room temperature from a solution (0.1 M) of Pb (NO_) and a solution (0.2 M) of potassium iodide. After a washing and drying step, 0.5 g of the lead iodide powder is attached by grinding in a ball mill with 30 ml of propan-2-ol (IPA). The sus- 6098 26/1001

PHB 32482 2.12.75PHB 32482 2.12.75

25550U25550U

pension wird 15 Sekunden lang mit 1800 Umdrehungen/ Min zentrifugiert und dann wird die verbleibende Flüssigkeit durch eine Pipette auf die Zinkoxidpulverschicht auf dem Substrat aufgebracht. Nach Ausgleich wird die Probe 10 Minuten lang mit 1500 Umdrehungen/Min zentrifugiert. Die Flüssigkeit wird abgehebert und die Probe wird getrocknet.pension is made for 15 seconds with 1800 revolutions / Min centrifuged and then the remaining liquid is poured through a pipette onto the zinc oxide powder layer applied to the substrate. After equilibration, the sample is set at 1500 for 10 minutes Centrifuged revolutions / min. The liquid is siphoned off and the sample is dried.

Bei einem anderen Verfahren wird 2 g des auf die im vorhergehenden Beispiel beschriebene Weise hergestellten Bleijodidpulvers mit einer1 Lösung von 12,5 $ Pliolit 5 B in 13 ml Xylol in einer Kugelmühle gemahlen. Es wird dann auf die Zinkoxidpulverschicht aufgespritzt, bis die Schicht eine hellbraune Farbe annimmt. Dann wird die Probe bei 50°C während Zk Stunden getrocknet.In another method, 2 g of Bleijodidpulvers prepared as described in the previous example, with a 1 solution of 12.5 $ Pliolit ground in a ball mill for 5 B in 13 ml of xylene. It is then sprayed onto the zinc oxide powder layer until the layer turns a light brown color. The sample is then dried at 50 ° C. for two and a half hours.

Bei einem weiteren Verfahren wird das Bleijodid auf die Zinkoxidpulverschicht durch Aufdampfen im Vakuum aufgebracht. 0,05 g Bleijodid wird in einem Wolframschiffchen angebracht, das sich in der Sakuumkammer in einem Abstand von 200 mm von der Zinkoxidpulverschicht auf dem Substrat befindet und auf etwa 500°C erhitzt wird. Eine geeignete Ablagerung kann stattfinden, sogar wenn sich die Zinkoxidschicht auf dem Substrat auf Zimmertemperatur befindet.Another method is the lead iodide onto the zinc oxide powder layer by vapor deposition applied in a vacuum. 0.05 g of lead iodide is in one Tungsten boat attached, which is in the Vacuum chamber at a distance of 200 mm from the Zinc oxide powder layer is located on the substrate and is heated to about 500 ° C. A suitable deposit can take place even when the zinc oxide layer on the substrate is at room temperature is located.

Bei einem anderen Beispiel, bei dem Blei-In another example where lead

609820/1001609820/1001

PHB. "32482-PHB. "32482-

oxidkörner verwendet werden, die ursprünglich nleitcnd sind und eine Grosse zwischen 0,5 und 1,0 /um aufweisen, werden die Pulverkörper bei 400°C in Luft während einer Stunde ausgeheizt, um sie in p-leitendes Material umzuwandeln. 2,8 g des hergestellten Pulvers wird während einer Stunde mit 5 ml h $igem Polyvinylalkohol in Wasser, 4 ml Äthanol und h ml Methanol gemahlen. Dann wird es mit 500 Umdrehungen/Min zentrifugiert und getrocknet. Nach Ausheizung und Beleuchtung im Vakuum kann die Bleioxidschicht auf dem Elektrodensystem und Substrat mit einem η-leitenden organischen Farbstoff, z.B. einem käuflich als Rhodamine B erhältlichen Farbstoff, überzogen werden, indem sie in eine Lösung des Farbstoffes in Wasser, die 10 $ der gesättigten Konzentration bildet, eingetaucht wird.oxide grains are used which are originally conductive and have a size between 0.5 and 1.0 μm, the powder bodies are baked out at 400 ° C. in air for one hour in order to convert them into p-conductive material. 2.8 g of the powder produced is milled for one hour with 5 ml h $ strength polyvinyl alcohol in water, 4 ml of ethanol and h ml of methanol. Then it is centrifuged at 500 revolutions / min and dried. After baking and lighting in a vacuum, the lead oxide layer on the electrode system and substrate can be coated with an η-conductive organic dye, e.g. a dye commercially available as Rhodamine B, by adding 10% of the saturated concentration to a solution of the dye in water forms, is immersed.

Andere Mittel zum überziehen von Körnern, wie Dampftransport des Uberzugsmaterials, Ablagerung des Metalldampfes und anschliessende Oxidation, reaktives Aufdampfen, elektrolytische Ablagerung, stromlose Ablagerung, können verwendet werden. Andere Überzugsmaterialien, wie PbO, ZnTe, CdS, CdSe, organische Halbleitermaterialien (einschliesslich Farbstoffe) können verwendet und auf zahlreiche Weisen abgelagert werden.Other means of coating grains such as vapor transport of the coating material, deposition of metal vapor and subsequent oxidation, reactive vapor deposition, electrolytic deposition, electroless deposition, can be used. Other coating materials, such as PbO, ZnTe, CdS, CdSe, organic semiconductor materials (including Dyes) can be used and deposited in a number of ways.

609826/1001609826/1001

PHB 32482.PHB 32482.

Zwei weitere Ausführungsformen der Erfindung, werden nun an Hand der Figuren 7 und 8 beschrieben. Die in Fig. 7 im Teilquerschnitt dargestellte Anordnung ist ein durch Feldeffekt gesteuertes Bildverstärkerpaneel mit einem Glassubstrat 31 mit einer Dicke von etwa 5 mm» auf dem sich ein kammartiges Elektrodenmuster befindet, das aus Aluminiumschichten 32 mit einer Dicke von 2000 A° und einer Breite von 4θ /um und halbdurchlässigen Zinnoxidelektrodenschichten 33 mit einer Dicke von etwa 1 /um und einer Breite von 300 /um besteht, wobei die Abstände zwischen den Elektrodenschichten 32. und 33 250 /um betragen. Auf dem Glassubstrat 31 und als Abdeckung der Elektrodenschichten 32 und 33 ist eine Gleichstromelektrolumineszenzschicht vorhanden, die aus Zinksulfidkörnern mit einem Kupfersulfidüberzug in einem Epoxybindemittel besteht. Die Schicht 3h hat eine Dicke von etwa 10 bis 15 /um. Auf der Schicht 3h liegt eine photoleitende Schicht 35 mit einer Dicke zwischen 1 und 5 /um, die aus einer Schicht von Kontaktierzinkoxidpulverkörnern besteht, wobei wenigstens an den Oberflächengebieten der Pulverkörner, die an die Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern grenzen, ein Überzug aus Bleijodid vorhanden ist, und wobei die Pulverschicht - einschliesslich derTwo further embodiments of the invention will now be described with reference to FIGS. 7 and 8. The arrangement shown in partial cross-section in FIG. 7 is a field effect controlled image intensifier panel with a glass substrate 31 with a thickness of about 5 mm on which there is a comb-like electrode pattern made of aluminum layers 32 with a thickness of 2000 A ° and a width of 4θ / µm and semipermeable tin oxide electrode layers 33 with a thickness of about 1 / µm and a width of 300 / µm, the distances between the electrode layers 32nd and 33 being 250 / µm. On the glass substrate 31 and as a cover for the electrode layers 32 and 33, there is a direct current electroluminescent layer consisting of zinc sulfide grains with a copper sulfide coating in an epoxy binder. The layer 3h has a thickness of about 10 to 15 µm. On the layer 3h is a photoconductive layer 35 with a thickness between 1 and 5 / µm, which consists of a layer of contacting zinc oxide powder grains, with a coating at least on the surface areas of the powder grains which adjoin the interface areas at the contacts between individual grains Lead iodide is present, and where the powder layer - including the

609826/1001609826/1001

PHB 32482PHB 32482

überzogenen Körner - durch ein Verfahren der oben beschriebenen Art hergestellt ist.coated grains - made by a process of the type described above.

Beim Betrieb dieser "Zweiklemmen"-Anordnung erfolgt das Aufladen der Zinkoxidpulverschicht durch einen an Hand der Figuren 1 bis 3 beschriebenen Mechanismus, wobei die Aufladepotentialimpulse von z-.B. 300 bis hOO V mit einer Dauer von 1 bis 50 msec periodisch über die kammartigen Elektrodenschichten 32 und 33 angelegt werden. Infolge der Geometrie der Schicht 3^ und der Elektrodenschichten 32 und 33 findet der Hauptstromfluss zwischen benachbarten Elektrodenschichten 32 und 33 quer über der Schicht 3^- und dann lateral in der Zinkoxidpulverschicht 35 statt, wobei sich die Hauptstromleitungswege in der Schicht 35 über die Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern erstrecken und bei einem bevorzugten Betriebsmodus der Aufladeimpuls eine genügende Grosse aufweist, um die Sperrung der genannten Wege herbeizuführen. Von der zu beobachtenden Szene herrührende Strahlung, die an der oberen Fläche der Zinkoxidschicht 35 einfällt, hat den bereits beschriebenen Effekt, wenn sie in der Schicht 35 absorbiert wird, welcher Effekt darin besteht, dass die Körner örtlich in den Grenzflächengebieten an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern um ei-When this "two-clamp" arrangement is operated, the zinc oxide powder layer is charged by a mechanism described with reference to FIGS. 300 to 100 V are periodically applied over the comb-like electrode layers 32 and 33 with a duration of 1 to 50 msec. Due to the geometry of the layer 3 ^ and the electrode layers 32 and 33 of the main current flow between adjacent electrode layers 32 and 33 is across the layer 3 ^ - and then laterally held in the Zinkoxidpulverschicht 35, wherein the main current conduction paths in the layer 35 across the interface areas to extend the contacts between individual grains and, in a preferred operating mode, the charging pulse is of sufficient size to cause the said paths to be blocked. Radiation originating from the scene to be observed and incident on the upper surface of the zinc oxide layer 35 has the effect already described when it is absorbed in the layer 35, which effect is that the grains locally in the interface regions at the contacts between individual Grains around a

609828/1001609828/1001

PHB 32482PHB 32482

nen Betrag entladen werden, der von der Stärke der einfallenden Strahlung und dem Einfallzeitpunkt nach dem vorhergehenden Aufladeimpuls abhängig ist. Das Anlegen einer Gleichspannung von etwa 200 bis 300 V der richtigen Polarität zwischen den Elektrodenschichten 32 und 33 führt Gleichstromelektrolumineszenz in der Schicht 3^ in der Nähe der positiven Elektrodenschicht 33 herbei. Die Dichte wird durch die Leitfähigkeit des angrenzenden Teiles der Zinkoxidschicht 35 über die Hauptstromleitungswege in dieser Schicht 35 bestimmt, die der Strom Zivischen angrenzenden Elektrodenschichten 32 und 33 durchlaufen muss. Die Leitfähigkeit in diesem Teil der Schicht 35 hängt von dem Ladungszustand an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern ab, der durch die örtliche Stärke- einfallender Strahlung nach dem Anlegen des. Aufladepotentialimpulses bestimmt wird.-Infolge des gleichrichtenden Charakters der Gleichstromelektrolumineszenzschicht nach einer "spannungsformenden" Behandlung und des höheren Elektrolumineszenzgrades dieser Schicht, wenn die Auslesespannung in der entsprechenden Sperrichtung angelegt wird, ist es günstig, den Rückstellimpuls für.das Zinkoxid mit einer derartigen Polarität anzulegen, dass die Zinksulfidschicht in der Durchlassrichtung vorgespannt wird. Dann tritt erstensAn amount can be discharged, which depends on the strength of the incident radiation and the time of incidence after the previous charging pulse. Applying a DC voltage of about 200 to 300 V of the correct polarity between the electrode layers 32 and 33 induces DC electroluminescence in the layer 3 ^ in the vicinity of the positive electrode layer 33. The density is determined by the conductivity of the adjacent part of the zinc oxide layer 35 via the main current conduction paths in this layer 35, through which the current must pass through the adjacent electrode layers 32 and 33. The conductivity in this part of the layer 35 depends on the state of charge at the contacts between individual grains, which is determined by the local strength of incident radiation after the application of the charging potential pulse. As a result of the rectifying character of the direct current electroluminescent layer after a "voltage-shaping" treatment and the higher degree of electroluminescence of this layer, when the readout voltage is applied in the corresponding reverse direction, it is advantageous to apply the reset pulse for the zinc oxide with such a polarity that the zinc sulfide layer is biased in the forward direction. Then, firstly, occurs

8098267100180982671001

PHB 32482-PHB 32482-

25550 H. 2·12-"25550 H. 2 x 12 - "

ein kleinerer Spannungsabfall über der Zinksulfidschicht und zweitens eine geringere Lichtemission von der Zinksulfidschicht während des Rückstellimpulses auf.a smaller voltage drop across the zinc sulfide layer and second, less light emission from the zinc sulfide layer during the reset pulse on.

Bei einem typischen Bildverstärkerpaneel ist der Flächeninhalt 15 cn χ 15 cm. Diese Art Spannungsimpulsrückstellpaneel braucht also nur zwei Elektroden aufzuweisen, an die sowohl der Rückstellimpuls als auch die Auslesespannung angelegt werden. Die Wahl einer Gleichstromelektrolumineszenzschicht für den Ausgang statt einer Wechselstrom elektrolumineszenzschicht wird bevorzugt,' weil die Beihenimpedanz einer Wechselstromelektrolumineszenzschicht z.B. aus Zinksulfid es gegebenenfalls unmöglich macht, einen genügend grossen Rückstellaufladeimpuls anzulegen. Jedenfalls muss die Dauer des Rückstellaufladeimpulses ein kleiner Bruchteil der Bildperiode sein und jede Emission von der Schicht 3h beim Anlegen dieses Impulses muss verhältnismässig gering im Vergleich zu der Gesamtemission während der Bildperiode sein. Optische Rückkopplung von der sichtbar emittierenden Elektrolumineszenzschicht auf die Zinkoxidschicht, die für das nahe Ultraviolett empfindlich ist, ist nicht wesentlich. Wenn jedoch für die Schicht 35 statt Zinkoxidkörner z.B. Bleioxid-In a typical image intensifier panel, the area is 15 cn χ 15 cm. This type of voltage pulse reset panel therefore only needs to have two electrodes to which both the reset pulse and the readout voltage are applied. The choice of a direct current electroluminescent layer for the output instead of an alternating current electroluminescent layer is preferred because the series impedance of an alternating current electroluminescent layer, for example made of zinc sulfide, may make it impossible to apply a sufficiently large reset charge pulse. In any case, the duration of the reset charge pulse must be a small fraction of the image period and each emission from layer 3h when this pulse is applied must be relatively small compared to the total emission during the image period. Optical feedback from the visibly emitting electroluminescent layer to the zinc oxide layer, which is sensitive to the near ultraviolet, is not essential. If, however, instead of zinc oxide grains, e.g. lead oxide

6098267100160982671001

PHB 32482PHB 32482

körner oder Bleijodidkörner verwendet werden, ist es wesentlich, optische Rückkopplung durch eine undurchsichtige Schicht zwischen den Ein- und Ausgangsstufen zu vermeiden. Verfahren zum Erhalten der notwendigen transversalen Leitfähigkeit, wobei jedoch die Anwendung von Material mit lateraler Leitfähigkeit, wie Graphit vermieden wird, sind bekannt.grains or lead iodide grains are used it is essential to have optical feedback through an opaque layer between the input and output stages to avoid. Method of obtaining the necessary transverse conductivity, however the use of material with lateral conductivity, such as avoiding graphite, is known.

Bei der nun an Hand der Fig. 8 zu beschreibenden Ausführungsform werden einige der Schwierigkeiten, die sich ergeben, wenn die Zinkoxidschicht dadurch zurückgesetzt wird, dass der Impuls in Reihe mit der Elektrolumineszenzschicht angelegt wird, wenigstens teilweise vermieden. Die im Teilschnitt dargestellte Anordnung ist ein feldeffektgesteuertes Bildverstärkerpaneel mit einem Glassubstrat 41 mit einer Dicke von 5»0 mm, einer halbdurchlässigen Elektrodenschicht hz aus Zinnoxid mit einer Dicke von 1,0 /um, einer üblichen WechselstromelektrolumineszenzschjLcht aus Zinksulfid mit einer Dicke von 10 bis 15 /um, einer Zinkoxidpulvers chi chrb mit einer Dicke von etwa 1 bis 5 /um und mit der beschriebenen Form, wobei die Kormoberflächen mit einer Schicht aus einem p-Typ-Halbleitermaterial, z.B. Bleijodid überzogen sind, sowie kammartigen Elektrodenschichten h6 und 4 7 aus Zinnoxid, die im dargestellten Schnitt je eine Breite von 40 /um und einen gegen-In the embodiment now to be described with reference to FIG. 8, some of the difficulties which arise when the zinc oxide layer is reset by applying the pulse in series with the electroluminescent layer are at least partially avoided. The arrangement shown in partial section is a field-effect-controlled image intensifier panel with a glass substrate 41 with a thickness of 5 »0 mm, a semipermeable electrode layer made of tin oxide with a thickness of 1.0 μm, a conventional alternating current electroluminescent layer made of zinc sulfide with a thickness of 10 to 15 / um, a zinc oxide powder chi chrb with a thickness of about 1 to 5 / um and with the shape described, wherein the Kormoberflächen are coated with a layer of a p-type semiconductor material, such as lead iodide, and comb-like electrode layers h6 and 4 7 from Tin oxide, which in the section shown has a width of 40 μm and an opposite

609826/1001609826/1001

PHB 32482PHB 32482

seitlgen Abstand von 40 /um aufweisen. Beim Betrieb dieser Anordnung erfolgt das Aufladen der Zinkoxidschicht mit Hilfe von Spannungsimpulsen von 250 V und einer Dauer von 20 msec, die über die kammartigen Elektroden 46 und 47 angelegt werden. Die Ausgangswechsels tr omelektrodenlumineszenz-Bildwiedergabevorrichtung wird dadurch, erhalten, dass eine Wechselspannung von 500 V R.M.S. zwischen dexn Elektrodenschicht 42 und den Elektrodenschichten 46 und 47 angelegt wird. In dieser Anordnung wird der Rückstellimpuls in der Ebene der Schicht angelegt, um die Leitfähigkeit der Schicht durch die Dicke der Schicht zu regeln.have a lateral spacing of 40 / .mu.m. When this arrangement is in operation, the zinc oxide layer is charged with the aid of voltage pulses of 250 V and a duration of 20 msec, which are applied via the comb-like electrodes 46 and 47. The output change tr omelektrodenlumineszenz-image reproducing apparatus is thereby obtained that an AC voltage of 500 V RMS between dex n electrode layer 42 and the electrode layers 46 is applied and 47th In this arrangement the reset pulse is applied in the plane of the layer to control the conductivity of the layer through the thickness of the layer.

Es leuchtet ein, dass die Empfindlichkeit der Bildverstärkerpaneele der in Figuren 7 und 8 dargestellten Art durch die Impedanzfehlanpassung zwischen den Zinkoxid- und Zinksulfidschichten beeinflusst werden wird. Die Anpassung und somit die Empfindlichkeit können dadurch verbessert verden, dass die Leitfähigkeit der Zinkoxidschicht im Arbeitsbereich vergrössert wird, z.B. indem die Pulverschicht auf eine höhere Temperatur erhitzt wird, die sich einer Sintertemperatur bei der Bildung der gewünschten Konfiguration der Kontakte zwischen einzelnen Körnern nähert, oder indem die Trägerkonzentration erhöht wird. Die Anwendung einer Wechselstrom-It stands to reason that the sensitivity of the image intensifier panels of FIGS. 7 and 8 represented by the impedance mismatch influenced between the zinc oxide and zinc sulfide layers will be. The adaptation and thus the sensitivity can be improved as a result, that the conductivity of the zinc oxide layer in the work area is enlarged, e.g. by heating the powder layer to a higher temperature, which is subject to a sintering temperature in the formation of the desired configuration of the contacts between each Grains or by increasing the carrier concentration. The application of an alternating current

6098 26/10016098 26/1001

PHB 83^82PHB 83 ^ 82

elektrolumineszenzschicht statt einer Gleichstromelektrolumineszenzschicht erleichtert eine verbesserte Anpassung.electroluminescent layer instead of a direct current electroluminescent layer facilitates improved customization.

Anordnungen nach der Erfindung, die mindestens eine Schicht aus Halbleiterkörnern enthalten, können in vielen verschiedenen Formen ausgebildet werden. Wie bereits beschrieben wurde, können sie dann in AbbildungsanOrdnungen und für Photodetektionszwecke angewandt werden. Eine andere Anwendung liegt in der Elektrophotographie, wobei eine aufgeladene Schicht nach Belichtung Tonerteilchen ausgesetzt werden kann. Andere Anwendungen, bei denen die Erschöpfung der Hauptstromleitungswege in der Schicht durch eine der genannten adsorbierten Spezies an den Kornoberflächen erfolgt, liegen in der Gasdetektion und gegebenenfalls im Gastransport, wie oben erwähnt. Im Rahmen der Ei-findung liegt jedoch auch eine Halbleiteranordnung in Form einer einfachen photoleitenden Schicht, die die Körner aus Halbleitermaterial mit den genannten intergranularen Kontakten und zugehörige Mittel zur Speicherung von Ladung wenigstens örtlich nahe bei den Grenzflächengebieten an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern enthält. Ein derartiger durch ein einziges Element gebildeter Pulver-Photodetektor ist grundsätzlich vielseitiger als bekannte Photoleiter,Arrangements according to the invention which contain at least one layer of semiconductor grains, can take many different forms. As already described, you can then in imaging arrangements and for photodetection purposes can be applied. Another application is in electrophotography, being a charged one Layer after exposure can be exposed to toner particles. Other applications where the Exhaustion of the main current conduction paths in the layer by one of the above-mentioned adsorbed species on the Grain surfaces takes place, lie in the gas detection and possibly in gas transport, as mentioned above. Within the scope of the invention, however, there is also a semiconductor arrangement in the form of a simple one photoconductive layer comprising the grains of semiconductor material with the said intergranular Contacts and associated means for storing charge at least locally close to the interface regions at the contacts between individual grains. One such by one Element-formed powder photodetector is fundamentally more versatile than known photoconductors,

609826/1001609826/1001

PHB83482PHB83482

■ 25550H -2·-12·75 ■ 25550H - 2 - 12 75

weil beim Betrieb in einem LadungsSpeichermodus die Möglichkeit einer externen Regelung der Verstärkung und der Ansprechzeit besteht»because when operating in a charge storage mode the possibility of an external regulation of the amplification and the response time exists »

Andere mögliche Gebiete der Anwendung einer erfindungsgemässen Anordnungsstruktur liegen in (a) spannungsveränderlichen Kondensatoren, wobei die Kapazität einer Pulverschicht durch das Aufladen der Oberfläche überzogener Körner gesteuert werden kann; gedruckten aktiven und passiven Mikroschal tungsteilen, ausgehend von Halbleiterpulverschichten; (c) Photokathoden mit einer hohen Verstärkung, die eine Photoleiterpulverschicht der neuen Struktur in Reihe mit einer elektronenemittierenden Schicht enthalten; (d) Targets für Vidikonkameraröhren mit einer hohen Verstärkung; (e) Bildwandlervorrichtungen, die auf Feldeffekt-Leitfähigkeitssteuerung basieren und die Form aufweisen, bei der ein verhältnismässig niedriger Energieelektronenstrahl verwendet wird, um selektiv eine vorher aufgeladene photoleitende Schicht aus Pulverkörnern zu adressieren, die in Reihe mit einer elektrolumineszierenden Schicht angeordnet ist; (f) einstellbaren spannungsabhängigen Widerständen, die auf Halbleiterpulverschichten basieren, wobei eine Voreinstellung der Eigenschaften dadurch erhalten werden kann, dass die KontakteOther possible areas of application of an arrangement structure according to the invention lie in (a) Variable voltage capacitors, the capacitance of a powder layer by charging the surface of coated grains can be controlled; printed active and passive micro-scarf processing parts, starting from semiconductor powder layers; (c) photocathodes with a high gain, the one photoconductor powder layer of the new structure in series with an electron-emitting one Layer included; (d) targets for vidicon camera tubes with a high gain; (e) Imager devices employing field effect conductivity control based and have the form in which a relatively low energy electron beam is used to selectively to address a pre-charged photoconductive layer of powder grains in series with an electroluminescent layer is arranged; (f) adjustable voltage-dependent resistances, which are based on semiconductor powder layers, with a pre-setting of the properties can thereby be obtained that the contacts

6 09826/10016 09826/1001

PHB 32H82 2.12.75PHB 32H82 2.12.75

zwischen einzelnen Körnern aufgeladen werden; (g) elektronischen Schaltern, die auf die Einstellung durch Impulse der Leitfähigkeit einer Pulverschicht basieren j (h) elektronisch gesteuerten Katalysatoren für chemische Prozessregelung, wobei katalytische Wirksamkeit in Verbindung mit Gasabsorption und -desorption dadurch gesteuert wird, dass eine Pulverschicht vorgespannt wird, und (i) Speicheranordnungen, die eine geänderte Leitfälligkeit infolge von Ladungsspeicherung benutzen.are charged between individual grains; (g) electronic switches on the setting j (h) electronically controlled catalysts are based on impulses of the conductivity of a powder layer for chemical process control, being catalytic Effectiveness in connection with gas absorption and desorption is controlled by the fact that a powder layer is biased, and (i) storage arrangements that have a changed conductivity as a result use of charge storage.

609826/1001609826/1001

Claims (1)

PHB 32482PHB 32482 25550η 2;12;75 25550η 2 ; 12 ; 75 Patentansprüche; Claims ; ( 1. J Halbleiteranordnung, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen inhomogenen Körper enthält, in dem Halbleitermaterialkörper vorhanden sind und der Kontakt zwischen angrenzenden Körnern derart ist, dass in den Grenzflächengebieten Kontinuität zwischen den Massen der angrenzenden Körner besteht, wobei die Hauptstromleitungswege sich in dem Körper innerhalb der Körner über die Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern erstrecken, und wobei unter thermischen Gleichgewichtsbedingungen im Ruhezustand die genannten Leitungswege nicht völlig erschöpft sind, während Mittel zur Speicherung von Ladung innerhalb des Körpers an den Oberflächen der Körner vorhanden sind, die wenigstens örtlich an die Grenzflächengebiete an den . Kontakten zwischen einzelnen Körnern grenzen, um die Steuerung der elektrischen Leitfähigkeit wenigstens eines Teiles des Körpers durch OberflächenfeldeffekterSchöpfung der Leitungswege zwischen angrenzenden Körnern in den Grenzflächengebieten an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern im genannten Körperteil zu ermöglichen.(1. J semiconductor device, characterized in that that it contains an inhomogeneous body in which the semiconductor material body is present and the contact between adjacent grains is such that there is continuity in the interface areas exists between the masses of the adjacent grains, the main conduction paths being in the body extend within the grains over the interface areas at the contacts between individual grains, and wherein under thermal equilibrium conditions at rest, said conduction paths are not completely depleted while providing means of storing charge within the body the surfaces of the grains are present, which are at least locally attached to the interface regions on the. Contacts between individual grains border on the control of the electrical conductivity at least part of the body through surface field effect creation the conduction paths between adjacent grains in the interface areas at the contacts to allow between individual grains in said body part. 2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1f dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung für Betrieb in einem Ladungsspeichermodus eingerichtet ist und2. Semiconductor arrangement according to claim 1 f, characterized in that the arrangement is set up for operation in a charge storage mode and 609826/1001609826/1001 PHB 32^82PHB 32 ^ 82 Elektrodenmittel enthält, mit deren Hilfe ein geeigneter Potentialimpuls zum Aufladen des Körpers in der Nähe wenigstens einiger der Kontakte zwischen einzelnen Körnern und zur Ableitung eines Ausgangssignals, das die elektrische Leitfähigkeit wenigstens eines Teiles des Körpers angibt, die durch die so darin gespeicherte Ladung bestimmt wird, angelegt wird.Contains electrode means, with the help of which a suitable Potential pulse for charging the body in the vicinity of at least some of the contacts between individual grains and to derive an output signal that at least the electrical conductivity of a part of the body, which is determined by the charge stored in it will. 3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1.oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Speicherung von Ladung, die sich innerhalb des Körpers an den Oberflächen der Körner befinden, die wenigstens örtlich an die Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern grenzen, gleichrichtende Uebergänge an oder nahe bei den genannten Oberflächen der Körner bilden.3. Semiconductor arrangement according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the means of storing charge that are attached to the inside of the body Surfaces of the grains are located at least locally on the interface areas at the contacts border between individual grains, rectifying transitions at or near the named ones Form surfaces of the grains. k. Halbleiteranordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilung der Körner im Körper und die Konfiguration der gleichrichtenden Sperren derart sind, dass, wenn über Elektrodenanschlüsse auf dem Körper ein Potentialunterschied zwischen angrenzenden Körnern angelegt wird, die elektrische Feldverteilung in den Grenzflächengebieten an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern geändert wird, wodurch Ladung wenigstens örtlich im Körper in der Nähe der Grenzflächengebiete an den k. Semiconductor device according to claim 3 »characterized in that the distribution of the grains in the body and the configuration of the rectifying barriers are such that when a potential difference is applied between adjacent grains via electrode connections on the body, the electric field distribution in the interface regions at the contacts between individual grains is changed, whereby charge at least locally in the body in the vicinity of the interface areas at the 609828/1001609828/1001 PHB 32482 2.12.75PHB 32482 2.12.75 2555OH2555OH Kontakten zwischen einzelnen Körnern gespeichert wird,Contacts between individual grains is saved, 5. Halbleiteranordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass Elektrodenmittel auf dem Körper vorgesehen sind, die auf unabhängige Weise das an die Mittel zur Bildung der gleichrichtenden Uebergängen angelegte Potential steuern.5. Semiconductor arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that electrode means the body are provided which in an independent manner the to the means of forming the rectifying Control transitions applied potential. 6. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass die gleichrichtenden Uebergänge innerhalb der Körner durch umgewandelte Oberf lächenschicliten gebildet werden, die an die Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern grenzen, wobei diese Oberflächenschichten einem dem der Hauptmasse der Körner, in denen sich die Hauptstromleitungswege erstrecken, entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp aufweisen. 6. Semiconductor arrangement according to one of claims 3 to 5 »characterized in that the rectifying Transitions within the grains are formed by transformed surface layers, which border on the interface areas at the contacts between individual grains, these Surface layers one that of the main mass of the grains, in which the main current conduction paths extend, have opposite conductivity type. 7· Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass die gleichrichtende Uebergänge durch ein Material gebildet werden, das auf den Kornoberflächen angebracht wird, die wenigstens örtlich an die Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern grenzen. 8. Halbleiteranordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass das angebrachte Material in Form einer Überzugsschicht vorhanden ist, die auf den Kornoberflächen angebracht ist, die wenig—7 · Semiconductor arrangement according to one of claims 3 to 5 »characterized in that the rectifying Transitions are formed by a material that is applied to the grain surfaces, which at least locally to the boundary areas limit the contacts between individual grains. 8. Semiconductor arrangement according to claim 7 »thereby characterized in that the attached material is in the form of a coating layer which is attached to the grain surfaces, which little- 609826/ 1001609826/1001 25550H25550H PHB 32h82 2.12.75PHB 32h82 2.12.75 stens örtlich, an die Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern grenzen.at least locally, to the interface areas at the contacts border between individual grains. 9. Halbleiteranordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass das Material als ein Material verhältnismässig hohen spezifischen Widerstandes vorhanden ist, das nahezu die Räume zwischen den Körnern im Körper ausfüllt.9. Semiconductor arrangement according to claim 7 »characterized in that the material as a Material of relatively high specific resistance is present that almost fills the spaces between the grains in the body. 10. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche10. Semiconductor arrangement according to one of the claims 7 bis 9» dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens örtlich auf den Kornoberflächen vorhandene Material und die Körner gleichrichtende pn-Homoübergänge bilden.7 to 9 »characterized in that the material present at least locally on the grain surfaces and the grains form rectifying pn homojunction. 11. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9» dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens örtlich auf den Kornoberflächen vorhandene Material und die Körner gleichrichtende pn-Heteroübergänge bilden.11. Semiconductor arrangement according to one of claims 7 to 9 »characterized in that the at least Material present locally on the grain surfaces and pn heterojunctions rectifying the grains form. 12. Halbleiteranordnung nach den Ansprüchen12. Semiconductor arrangement according to claims 8 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper Körner aus η-leitendem Zinkoxid enthält, die wenigstens örtlich mit einem Material überzogen sind, das aus der Gruppe gewählt ist, die durch p-leitendes Bleijodid, p-leitendes Bleioxid, p-leitendes Kupferoxid und p-leitendes Zinktellurid gebildet wird.8 and 11, characterized in that the body contains grains of η-conductive zinc oxide, the at least are locally coated with a material selected from the group consisting of p-type Lead iodide, p-type lead oxide, p-type Copper oxide and p-type zinc telluride is formed. 13· Halbleiteranordnung nach Ansprüchen 8 und13 · Semiconductor arrangement according to claims 8 and 609826/1.001609826 / 1.001 . PHB 32482. PHB 32482 25550 U 2·12·75 25550 U 2 12 75 11, dadurch, gekennzeichnet, dass der Körper Körner aus p-leitendem Bleijodid entliält, die wenigstens, örtlich mit η-leitendem Zinkoxid oder n-leitendem
Bleioxid überzogen sind.
11, characterized in that the body contains grains of p-conductive lead iodide which are at least locally coated with η-conductive zinc oxide or n-conductive
Are coated with lead oxide.
14. Halbleiteranordnung nach. Ansprüchen 8 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper Körner aus η-leitendem Cadmiumsulfid enthält, die wenigstens örtlich mit einem Material überzogen sind, das aus der Gruppe gewählt ist, die durch p-leitendes
Kupfersulfid, p-leitendes Zinktellurid und p-leitendes Bleijodid gebildet wird.
14. Semiconductor device according to. Claims 8 and 11, characterized in that the body contains grains of η-conducting cadmium sulfide which are at least locally coated with a material selected from the group consisting of p-conducting
Copper sulfide, p-type zinc telluride and p-type lead iodide is formed.
15· Halbleiteranordnung nach Ansprüchen 8 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper Körner aus p-leitendem Zinktellurid enthält, die wenigstens örtlich mit einem Material überzogen sind, das aus der Gruppe gewählt ist, die durch η-leitendes Cad- ■ miumsulfid, η-leitendes Zinkselenid, η-leitendes
Zinkoxid und η-leitendes Bleioxid gebildet wird.
16. Halbleiteranordnung nach Ansprüchen 9
und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper
kontaktierte Körner aus η-leitendem Zinkoxid oder
η-leitendem Cadmiumsulfid enthalte und die Räume
zwischen den Körnern nahezu mit p-leitendem Zinktellurid hohen spezifischen Widerstandes ausgefüllt sind.
17· Halbleiteranordnung nach Ansprüchen 9 und
15 · Semiconductor arrangement according to claims 8 and 11, characterized in that the body contains grains of p-conductive zinc telluride which are coated at least locally with a material selected from the group consisting of η-conductive cadium sulfide, η -conductive zinc selenide, η-conductive
Zinc oxide and η-conductive lead oxide is formed.
16. Semiconductor arrangement according to claims 9
and 11, characterized in that the body
contacted grains of η-conductive zinc oxide or
η-conductive cadmium sulfide and the rooms
between the grains are almost filled with p-type zinc telluride of high specific resistance.
17 · Semiconductor arrangement according to claims 9 and
6098 26/100 16098 26/100 1 PHB 32482-PHB 32482- 25550H 2·12-75 25550H 2 × 12-75 11, dadurch, gekennzeichnet, dass der Körper kontaktierte Körner aus p-leitendem Zinktellurid enthält und die Räume zwischen den Körnern nahezu mit einem Material hohen spezifischen Widerstandes ausgefüllt sind, das aus der Gruppe gewählt ist, die durch nleitendes Cadmiumsulfid und η-leitendes Zinkselenid gebildet wird.11, characterized in that the body contacted Contains grains of p-type zinc telluride and the spaces between the grains almost with a Material of high specific resistance are filled, which is selected from the group made by nleitendes Cadmium sulfide and η-conductive zinc selenide is formed. 18. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 7 "bis 9f dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens örtlich auf den Kornoberflächen vorhandene Material ein Halbleitermaterial vom gleichen Leitfähigkeit styp wie das Material der Körner, aber von einer anderen Zusammensetzung ist.18. Semiconductor arrangement according to one of claims 7 ″ to 9f, characterized in that the at least Material locally present on the grain surfaces is a semiconductor material with the same conductivity styp like the material of the grains, but from of a different composition. 19.. Halbleiteranordnung nach Ansprüchen 8 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper Körner aus η-leitendem Zinkoxid enthält, auf denen ein einen gleichrichtenden Heteroübergäng bildender Überzug aus η-leitendem Cadmiumsulfid oder n-leitendem Zinkselenid angebracht ist«19 .. Semiconductor arrangement according to Claims 8 and 18, characterized in that the body has grains of η-conductive zinc oxide, on which a coating forming a rectifying heterojunction made of η-conductive cadmium sulfide or n-conductive zinc selenide is attached « 20. Halbleiteranordnung nach Ansprüchen 8 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper Körner aus p-leitendem Zinktellurid enthält, auf denen ein einen gleichrichtenden HeteroÜbergang bildender überzug aus p-leitendem Kupferoxid angebracht ist.20. Semiconductor arrangement according to Claims 8 and 18, characterized in that the body has grains made of p-type zinc telluride, on which a rectifying heterojunction forming coating of p-type copper oxide is attached. 21, Halbleiteranordnung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass der Körper Körner ent-21, semiconductor arrangement according to claim 9 »characterized characterized that the body consists of grains 603826/1001603826/1001 PHB -32^82.PHB -32 ^ 82. hält, die wenigstens örtlich, mit einem organischen Farbstoff überzogen sind.holds, which are at least locally coated with an organic dye. 22. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 31 dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Speicherung von Ladung wenigstens an den Oberflächenteilen der Körner, die an die Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern grenzen, mindestens eine adsorbierte Gasspezies enthalten, die aus der durch Atome, Ionen und Moleküle gebildeten Gruppe gewählt ist, wobei das elektrochemische Potential der adsorbierten Spezies das des Materials der Körner überschreitet oder unterschreitet, in Abhängigkeit davon, ob die Körner aus n-leitendem oder p-leitendem Material bestehen.22. Semiconductor arrangement according to one of the claims 1 to 31 characterized in that the means for Storage of charge at least on the surface parts of the grains that adjoin the interface regions delimit the contacts between individual grains, contain at least one adsorbed gas species, selected from the group formed by atoms, ions and molecules, the electrochemical Potential of the adsorbed species exceeds or falls below that of the material of the grains, in Depending on whether the grains consist of n-conducting or p-conducting material. 23. Halbleiteranordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Körner aus n-leitendem Zinkoxid bestehen und die adsorbierte Spezies aus Sauerstoffionen besteht.23. The semiconductor device as claimed in claim 22, characterized in that the grains are made of n-conducting Zinc oxide and the adsorbed species consists of oxygen ions. 2k. Halbleiteranordnung nach Anspruch 8 oder einem der Ansprüche 12 bis 15» dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Überzug auf den Kornoberflachen die Mittel zur Speicherung von Ladung weiter adsorbierte Gasionen, -moleküle oder -atome auf der Oberfläche des angebrachten Überzugs enthalten·. 25. Halbleiteranordnung nach Anspruch 2k, dadurch gekennzeichnet, dass die Körner aus Zinkoxid 2k. Semiconductor arrangement according to Claim 8 or one of Claims 12 to 15 »characterized in that, in addition to the coating on the grain surfaces, the means for storing charge also contain adsorbed gas ions, molecules or atoms on the surface of the applied coating. 25. The semiconductor device according to claim 2k, characterized in that the grains of zinc oxide 609826/1001609826/1001 PHB 32h82 PHB 32h82 25550K 2"12"75 25550K 2 " 12 " 75 ■Μ:■ Μ: bestehen, das auf den Oberflächen, die wenigstens an die Grenzflächengebiete an den Kontakten zwischen einzelnen Körnern grenzen, einen Überzug aus p-leitendem Bleijodid enthält, auf dessen Oberfläche adsorbierte Sauerstoffionen vorhanden sind,insist that on the surfaces that at least adhere to the interface areas border on the contacts between individual grains, a coating of p-type conductive Contains lead iodide, on the surface of which there are adsorbed oxygen ions, 26. Halbleiteranordnung nach Anspruch 8 oder einem der Ansprüche 12 bis 15» dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Überzug auf den Kornoberflächen die Mittel zur Speicherung von Ladung weiter Gasionen, -moleküle oder -atome enthalten, die innerhalb des Uberzugsmaterials diffundiert sind,26. Semiconductor arrangement according to claim 8 or one of claims 12 to 15 »characterized in that that next to the coating on the grain surfaces the means for storing charge further contain gas ions, molecules or atoms that are inside of the coating material have diffused, 27. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper die Form einer Schicht mit einer Dicke wenigstens mehrerer Körner aufweist.27. Semiconductor arrangement according to one of claims 1 to 26, characterized in that the body is in the form of a layer with a thickness of at least a plurality of grains. 28. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 27» dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung ein Bildverstärkerpaneel ist, dessen Körper, der die kontaktierten Körner enthält, die Form einer Eingangsphotoleiterschicht zum Auffangen einfallender Strahlung aufweist und auf einer Ausgangselektrolumineszenzschicht angebracht ist.28. Semiconductor arrangement according to one of claims 1 to 27 »characterized in that the arrangement is an image intensifier panel whose body containing the contacted grains is in the form of an input photoconductor layer for collecting incident radiation and on an output electroluminescent layer is appropriate. 609826/1001609826/1001 LeerseiteBlank page
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