DE2808802C2

DE2808802C2 - Ladungsspeicherplatte für eine Bildaufnahmeröhre und Verfahrn zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2808802C2
Application number: DE2808802A
Authority: DE
Inventors: Tadaaki Koganei Tokio/Tokyo Hirai; Eiichi Kodaira Tokio/Tokyo Maruyama; Haruo Tokio/Tokyo Matsumaru; Toshio Nakano; Akira Kodaira Tokio/Tokyo Sasano; Ken Hachioji Tokio/Tokyo Tsutsui
Original assignee: Hitachi Denshi KK; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Denshi KK; Hitachi Ltd
Priority date: 1977-03-02
Filing date: 1978-03-01
Publication date: 1986-08-28
Also published as: NL7802324A; JPS613063B2; DE2808802A1; JPS53107232A; NL176619B; NL176619C; US4206384A; GB1597094A; FR2382763B1; FR2382763A1; CA1098952A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ladungsspeicherplatte für eine Bildaufnahmeröhre gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie sie aus »IRE Transactions on Electron Devices«, Juli 1960, Seiten 147 bis 153, bekannt ist, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Ladungsspeicherplatte gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 5, wie es aus der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 24 45 348 bekannt ist

Die Signalelektrode der Ladungsspeicherplatte zur Verwendung bei Einröhren- oder Doppelröhren-Farbkameras besteht aus feinen Streifen eines transparenten leitenden Films. Im folgenden werden der Aufbau und die Herstellung einer typischen herkömmlichen Ladungsspeicherplatte einer Bildaufnahmeröhre mit dem besagten streifenförmigen transparenten leitenden Film beschrieben.

In F i g. 1 ist der Aufbau einer herkömmlichen farbempfindlichen Ladungsspeicherplatte gezeigt, die aus zwei Arten von Glassubstraten 1 und 2, an denen dreifarbige Filterstreifen 3 bzw. streifenförmige Elektroden 4 befestigt sind, besteht.

Die Filterstreifen sind in wiederholter Folge mit roter, grüner und blauer Transmission angeordnet. Die streifenförmigen Elektroden 4 bestehen aus 3 Gruppen von 216 Streifen entsprechend den roten, grünen und blauen Filterstreifen 3 und sind unter Verwendung einer mehrschichtigen internen Verbindungstechnik an ihren oberen und unteren Enden mit der jeweiligen gemeinsamen Ausgangsklemme für die betreffende Farbe verbunden. In den Zeichnungen sind die an den Ausgangsklemmen angeschlossenen Sammelleitungen mit 9 bezeichnet.

Nach dem Polieren der Unterseite des Elektrodensubstrats 7, an dem die streifenförmigen Elektroden 4 befestigt sind, wird das Filtersubstrat 8 gemäß F i g. 1 mit Hilfe eines Kunstharzes 5 anzementiert. Sodann wird auf der Elektrodenseite des Substrats ein photoleitfähiges Material 6 aufgetragen. Damit ist die Ladungsspeicherplatte fertig.
Die F i g. 3A bis 3D zeigen nichtvorveröffentlichte Versuche der Anmelderin.

Wie in F i g. 3A gezeigt, wird auf einem Glassubstrat 2 ein SnOj-Film 4a gebildet, auf dem ein Photoresistfilm erzeugt wird. Die einem vorgegebenem Muster entsprechenden Teile des Photoresistfilms werden in üblicher Weise belichtet und entwickelt und der nicht belichtete Teil des Photoresistfilms wird unter Erzeugung einer Maske 21 entfernt. Die so gebildete, in Fig.3A gezeigte Probe 17 wird sodann auf der Zielelektrode 11 der in Fi g. 2 gezeigten HF-Sprüheinrichtung 10 angeordnet. Die in Fi g. 2 gezeigte HF-Sprüheinrichtung ist aus der DE-OS 24 45 348 bekannt. Die im Innern dieser Einrichtung vorhandene Luft wird durch eine Evakuierungsöffnung 14 abgesaugt, so daß der Druck innerhalb der Einrichtung etwa unter 0,7 mPa liegt. Durch eine Gaseinlaßöffnung 13 wird Argon bei einem Druck von etwa 0,7 Pa in die Einrichtung eingeleitet. Zwischen der Zielelektrode 11 und einer geerdeten Elektrode 12 wird aus einer HF-Energiequelle 15, die über einen Kondensator 16 zwischen diese Elektroden 11 und 12 geschaltet ist, ein HF-FeId erzeugt. Auf diese Weise wird das Argon ionisiert, und die Probe 17 wird mit Ionen beschossen, so daß der SnO2-Füm 4a durch die Maske 21 des Photoresistfilms hindurch einer Sputter-Ätzung unterzogen wird. Nach Beendigung der Ätzung wird die Maske 21 durch Reiben mit einem in ein gewöhnliches Photoresist-Abstreifmittel eingetauchten Wattebausch entfernt. Bei der oben beschriebenen Methode werden, wie dies an der in Fig.3B gezeigten Probe 18 zu sehen ist, durch den Ionenbeschuß sowohl der SnO2-Fi!m 4a als auch der Photoresistfilm 21 geätzt.

Die so erzielten streifenförmigen Elektroden 4 sind gemäß der in Fig.3C gezeigten Probe 19 über die Oberfläche der Probe gleichmäßig.

Als Variante der oben beschriebenen Methode ist es auch möglich, mit Filmmustern aus Chrom, Titan oder Molybdän zu arbeiten. Bei all diesen Strukturen beträgt jedoch der Winkel Θ, den die Seitenflächen der

streifenförmigen Elektroden 4 mit der Substratoberfläche an denjenigen Punkten bilden, an denen diese Seitenflächen das Substrat 2 berühren, etwa 60° oder mehr.

Die Ladungsspeicherplatte der Bildaufnahmeröhre wird dadurch erzeugt, daß die transparenten Elektroden 4 durch Vakuumverdampfung oder ein ä>HiIiches Verfahren mit einer photoleitfähigen Schicht 6 überzogen werden. F i g. 3D zeigt ein Beispiel für einen derartigen Aufbau 20 im Schnitt Wie aus F i g. 3D ersichtlich, haben die Teile der photoleitfähigen Schicht 6 auf den transparenten leitenden Elektroden 4 eine andere Höhe, gemessen von der Oberfläche des Substrats 2, als der das Substrat 2 direkt bedeckende Teil, was bedeutet, daß die photoleitfähige Schicht uneben ist Infolgedessen wird elektrischer Strom vorzugsweise an den Kanten dieser Elektroden erzeugt, woraus sich beim Betrieb der Röhre eine Zunahme des Dunkelstroms ergibt. Diese Zunahme des Dunkelstroms ist insbesondere bei einem Aufbau gravierend, der mit einem einen Sperrkontakt bildenden photoleitfähigen Film arbeitet Nach längerer Betriebsdauer der Röhre sind dabei eine unerwünschte Rauhigkeit der Bildfläche als auch das Nariibild-Phänomen beobachtet worden.

Bei einem Beispiel eines herkömmlichen Verfahrens zur Herstellung der in Fig.4 im Schnitt gezeigten Struktur wird versucht, den bei dem obigen Beispiel auftretenden Nachteil der unebenen Ausbreitung der photoleitfähigen Schicht zu vermeiden. Dabei werden die Zwischenräume zwischen den benachbarten streifenförmigen transparenten Elektroden 4 mit isolierenden Filmen 22 aus beispielsweise Glas aufgefüllt um eine glatte Oberfläche zu erzeugen. Dabei ist es aber unpraktisch, daß dieses Verfahren im Anschluß an die Herstellung der streifenförmigen Elektroden zum Auftragen, Polieren und Glätten des Glases aufwendige zusätzliche Verfahrensschritte erfordert

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ladungsspeicherplatte für eine Bildaufnahmeröhre zu schaffen, die verbesserte Dunkelstrom-Eigenschaften aufweist von dem Nachbild-Phänomen frei ist und sich außerdem einfach herstellen läßt

Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben. Danach beträgt der Winkel, den die Seitenflächen der streifenförmigen Elektroden mit der Oberfläche des Substrats bilden, an denjenigen Punkten, an denen die Seitenflächen das Substrat berühren, höchstens 20°, gemäß Anspruch 2 vorzugsweise höchstens 15°. Bei derartiger Gestaltung der Elektroden weist die Ladungsspeicherplatte für eine Bildaufnahmeröhre verbesserte Nachbild- und Dunkelstrom-Eigenschaften bei der Bildaufnahme auf.

Um den genannten Winkel zwischen den Seitenflächen der Elektroden und der Substratoberfläche zu steuern, vermittelt die Erfindung ferner das in Anspruch 5 gekennzeichnete Verfahren.

Der Stand der Technik und die Erfindung werden in der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnungen, auf die teilweise schon Bezug genommen wurde, näher erläutert In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung einer herkömmlichen Ladungsspeicherplatte einer Bildaufnahmeröhre;

F i g. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine bei Durchführung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung benutzte bekannte Ätzeinrichtung;

F i g. 3A bis 3D Querschnittsdarstellungen der Ladungsspeicherplatte einer Bildaufnahmeröhre zur Veranschaulichung der Schritte bei einem Verfahren zur Herstellung der Ladungsspeicherplatte;

F i g. 4 einen Querschnitt durch einen herkömmlichen geglätteten streifenförmigen transparenten leitenden Film;

F i g. 5 einen Querschnitt durch ein Photoresistmuster; F i g. 6 einen Querschnitt durch das Photoresistmuster nach Durchführung einer Wärmebehandlung;

F i g. 7 einen Querschnitt durch das Photoresistmuster nach Durchführung einer Wärmebehandlung im Anschluß an eine Ultraviolett-Bestrahlung;

F i g. 8 ein Diagramm, in dem die experimentell ermittelte Beziehung zwischen der Sputter-Ätzgeschwindigkeit eines transparenten leitenden Films und eines Photoresistmaterials einerseits und dem Partialdruck des in der inerten Gasatmosphäre enthaltenen Sauerstoffs sowie der Neigungswinkel der nach der Verarbeitung erhaltenen streifenförmigen Elektroden gezeigt sind;

F i g. 9A bis 9E Schnittdarstellungen einer Ladungsspeicherplatte für eine Bildaufnahmeröhre zur Veranschaulichung der Verfahrensschritte zur Herstellung der Ladungsspeicherplatte gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; F i g. 10 die in eine Bildaufnahmeröhre eingebaute Ladungsspeicherplatte nach F i g. 9E; und

F i g. 11 ein Beispiel für eine Dunkelstrom-Kennlinie.

Als Material für den photoleitfähigen Film werden vorteilhafterweise Sb₂S₃, eine feste Lösung von Se—Te— As, PbO, CdS, CdSe, As2Se3 oder dergleichen verwendet. Dabei werden die feste Lösung aus Se—Te—As, das PbO, CdS, CdSe, As₂Se₃ und derartige Materialien gewöhnlich zur Bildung eines Sperrkontakts mit den transparenten Elektroden verwendet

Die Verbesserung der Dunkelstrom-Eigenschaften der Bildaufnahmeröhre wird insbesondere dann deutlich, wenn für den photoleitfähigen Film ein einen Sperrkontakt bildendes Material, beispielsweise die Se—Te—As-Lösung, verwendet wird.

Als Material für den transparenten leitenden Film können ohne weiteres auch bekannte Materialien wie etwa SnO₂, In₂O₃ und dergleichen verwendet werden.

Die Steuerung der Querschnittsform der transparenten leitenden Elektrode erfolgt im wesentlichen durch die nachstehenden Verfahrensschritte.

Bei dem Verfahren wird auf einem vorgegebenen Substrat ein transparenter leitender Film erzeugt, auf dem transparenten Film aus einem positiven organischen lichtempfindlichen Material ein Maskenmuster gebildet, das Maskenmuster zur Abschrägung der Kanten der Maske erhitzt, und der transparente leitende Film mittels einer Sputter-Ätzung in einer inerten Gasatmosphäre bearbeitet.

Es ist bekannt, als Material für die Maske bei der Sputter-Ätzung ein organisches lichtempfindliches Material

zu verwenden. Dabei werden nun die nachstehenden vorteilhaften Phänomene ausgenutzt, die erstmals von den Erfindern beobachtet worden sind.

Eines dieser vorteilhaften Phänomene besteht darin, daß die Bildung einer kleinen Steigung an den Kanten des Maskenmaterials durch Ultraviolett-Bestrahlung des Maskenmusters aus dem positiven organischen lichtempfindlichen Material nach dessen Ausbildung erheblich erleichtert wird. Insbesondere werden kleine Steigungen an den Kanten des Maskenmusters einfacher als nach herkömmlichen Verfahren gebildet, indem ein positives lichtempfindliches Material verwendet wird, dieses belichtet und zur Fixierung eines gewünschten Musters entwickelt und anschließend an eine Ultraviolett-Bestrahlung einer Wärmebehandlung unterzogen wird.

Das Photoresist-Material, bei dem es sich gewöhnlich um ein organisches hochmolekulares Material handelt, läßt sich so verformen, daß es eine Querschnittsform ähnlich der einer konvexen Linse erhält. Bei einem positiven Photoresist-Material läßt sich die Verformung noch leicht durchführen, da sich das hochmolekulare Material unter dem Einfluß von Licht zersetzt

Das Ergebnis des nachstehend beschriebenen Versuchs dürfte diese Tatsache ausreichend belegen. Zunächst wurde auf einem Substrat 2 gemäß F i g. 5 ein transparenter leitender Film Aa aufgetragen, auf dem ferner eine !5 Photoresist-Sch'cht 2! aufgetragen wurde. Die in Fig.5 gezeigte Querschnittsform des Photoresist-Materials wurde durch Belichtung und Entwicklung in üblicher Weise erzielt Der Winkel θ lag typisch zwischen 70 und 90°. Dadurch, daß die Probe etwa 30 Minuten lang einer Wärmebehandlung bei 170⁰C unterworfen wurde, änderte sich die Querschnittsform in die in F i g. 6 gezeigte Form. Der Winkel θ wurde nun zu etwa 30° gemessen.

Wurde jedoch die Probe nach F i g. 5 unter gleicher Bedingung nach Ultraviolett-Bestrahlung wärmebehandelt so ergab sich die in F i g. 7 gezeigte Querschnittsform, bei der der Winkel θ etwa 20° betrug.

Wird ein organisches hochmolekulares Material wärmebehandelt so wird die Querschnittsform des Materials gewöhnlich abgerundet. Der oben erwähnte Neigungswinkel θ bildet daher die Steigung der Tangente an dem hochmolekularen Material an einer Stelle in der Nähe desjenigen Punktes, an dem das Substrat und das Material aufeinandertreffen, wie dies in den Zeichnungen gezeigt ist.

Wie oben beschrieben, läßt sich der Neigungswinkel θ dadurch verkleinern, daß als zusätzlicher Verfahrensschritt eine Ultraviolett-Betrahlung vorgenommen wird. Diese gestattet es, das Verhältnis der Geschwindigkeit der Sputter-Ätzung des Maskenmaterials zu derjenigen des transparenten leitenden Films nicht zu groß zu wählen, so daß sich ein stabileres Bearbeitungsverfahren ergibt

Da ferner das Maskenmaterial gemäß F i g. 7 eine größere Spitzenhöhe aufweist, ist es durchaus möglich, die Maske zu belassen, wenn die Bearbeitung beendet ist Daher wird die Gefahr einer Beschädigung des transparenten leitenden Films geringer, wenn die Bearbeitung mit dieser Maske durchgeführt wird.

Eine Ultraviolett-Bestrahlung, die stärker ist als für übliche Photoresist-Verfahren erforderlich, reicht aus; vorzugsweise wird jedoch die Ultraviolett-Bestrahlung dreimal so stark gemacht wie für eine gewöhnliche Belichtung. Allerdings ist es aus dem nachstehenden Grund nicht erforderlich, die Ultraviolett-Bestrahlung derart stark zu machen.

Das positive organische lichtempfindliche Material wird nämlich aufgrund der Wärmebehandlung und der Ultraviolett-Bestrahlung stärker verformbar. Diese Änderung der Verformbarkeit erreicht eine Sättigung, wenn die Ultraviolett-Bestrahlung ein vorgegebenes Maß überschreitet Gewöhnlich beträgt das Maß der Ultraviolett-Bestrahlung 2 χ 10⁵ bis 4 χ 10⁶Ix · s, hängt aber von dem jeweiligen lichtempfindlichen Materialab.

Eine Wärmebehandlung, die eine Verformung des Maskenmaterials bewirkt reicht aus. In den meisten Fällen wird die Wärmebehandlung bei Temperaturen zwischen 150 und 250"C und über eine Zeitspanne zwischen 5 min und 1 h durchgeführt.

Ein zweiter Vorteil besteht darin, daß sich die Geschwindigkeit der Sputter-Ätzung in geeigneter Weise dadurch steuern läßt daß die Ätzung in einer Atmosphäre aus einem sauerstoffhaltigen Inertgas durchgeführt wird.

Dabei ist es wesentlich, auf einem transparenten leitenden Film, der seinerseits auf einem Substrat ausgebildet ist ein Maskenmuster mit einer geringen Steigung zu bilden.

Wird die Ätzung als Sputter-Ätzung ausgeführt, so wird das Maskenmuster selbst geätzt so daß die Kanten der streifenförmigen Elektroden ebenfalls abgeschrägt werden und einen Winkel θ mit der Oberfläche des Substrats 2 bilden (vgl. F i g. 9D). Der Neigungswinkel θ wird dabei um so geringer, je kleiner der Neigungswinkel θ des Maskenmusters wird und je größer die Geschwindigkeit der Sputter-Ätzung des Maskenmusters verglichen mit derjenigen des transparenten leitenden Films wird.

Es ist also möglich, die Querschnittsform der transparenten leitenden streifenförmigen Elektroden dadurch zu steuern, daß die Querschnittsform des Maskenmusters und das Verhältnis der Geschwindigkeit der Sputter-Ätzung des Maskenmaterials zu derjenigen des transparenten leitenden Films gesteuert werden.

Fig.8 zeigt die gemessene Geschwindigkeit der Sputter-Ätzung eines Photoresist-Materials und eines SnO₂-FiImS in einer sauerstoffhaltigen Argonatmosphäre bei einem Druck von 0,7 Pa. An der Abszisse ist dabei der Partialdruck des Sauerstoffs aufgetragen, während die Kurve 81 die Geschwindigkeit der Sputter-Ätzung des Photoresist-Materials und die Kurve 82 diejenige des SnO₂-FiImS zeigt Dabei wurde mit einer HF-Wechselstromleistung von 0,6 W/cm² gearbeitet

Wie aus F i g. 8 ersichtlich, nimmt die Geschwindigkeit der Sputter-Ätzung des SnO2-Films ab, während diejenige des Photoresist-Films zunimmt je größer der O₂-Partialdruck wird. Diese Kennlinien lassen sich unter gewöhnlichen Sputter-Bedingungen erreichen. Beispielsweise kann der Druck der Gasatmosphäre zwischen 0,13 und 13 Pa liegen und die Eingangsleistung zwischen 0,2 bis 0,7 W/cm². Wird daher ein Photoresist-Film mit einer Querschnittsform ähnlich derjenigen einer konvexen Linse eingesetzt so wird der Kantenneigungswinkel öder streifenförmigen SnO₂-Elektroden mit zunehmendem Partialdruck des Sauerstoffs kleinen Wie aus F i g. 8 hervorgeht ist der Unterschied in den Sputter-Ätzgeschwindigkeiten im Bereich der Sauerstoffdichte zwischen

1 und 10% besonders markant. Überschreitet die Sauerstoffdichte 10%, so wird die Ätzgeschwindigkeit des Photoresistmaterials zu hoch, was nicht empfehlenswert ist. Vorzugsweise beträgt die Sauerstoffdichte 3% oder noch weniger. Die Ätzgeschwindigkeit des Photoresistmaterials wird durch kleine Änderungen der Sauerstoffdichte stark beeinflußt, wenn die Sauerstoffdichte zu groß ist weshalb es im Vergleich mit herkömmlichen Verarbeitungstechniken erforderlich ist, die Sauerstoffdichte genau zu regeln.

Die Kurven 83 und 84 in F i g. 8 zeigen Beispiele für die Sputter-Ätzung eines SnO;-Films mit einer Dicke von 300 nm, der mit einer Maske einer Dicke von 1,2 μηι aus einem positiven Photoresistmaterial überzogen ist. An der Abszisse ist dabei wie oben der Partialdruck des Sauerstoffs in der Sputter-Atmosphäre aufgetragen, während die Ordinate den Kantenneigungswinkel ©der streifenförmigen SnC>2-Elektroden angibt. Die Kurve 83 zeigt dabei die Kennlinie für eine Ätzung, die im Anschluß an eine 30 min lange Wärmebehandlung einer streifenförmigen Maske bei 170° C vorgenommen wurde, während die Kurve 84 die Kennlinie einer Ätzung zeigt, die an der gleichen Maske vorgenommen wurde, wobei diese Maske jedoch vor der 30 min langen Wärmebehandlung bei 170° C einer 5 min langen Ultraviolett-Bestrahlung mit 10 000 Ix unterzogen worden ist.

Die Eingangsleistung betrug dabei 0,6 W/cm², der Druck der Sputter-Atmosphäre 0,7 Pa.

Wie ersichtlich, ist es sehr wirksam, das Photoresist-Material vor der Wärmebehandlung einer Ultraviolett-Bestrahlung zu unterziehen, um den kleineren Neigungswinkel zu erzielen. Gleichzeitig ist festzustellen, daß sich ein Neigungswinkel von weniger als 15° selbst dann realisieren läßt, wenn die Sputter-Atmosphäre keinen Sauerstoff enthält.

B e i s ρ i e 1 1

Zunächst wurde auf einem vorgegebenen Substrat 2 nach herkömmlichem Verfahren ein SnC>2-FiIm 4a mit einer Dicke von 300 nm erzeugt Auf den Sn(VFiIm wurde eine positive Photoresist-Schicht 21 zur Bildung eines Überzugs mit einer Dicke von 1,2 μπι aufgetragen. Danach wurden Belichtung und Entwicklung in üblicher Weise durchgeführt, um Photoresist-Streifen mit einer Breite von 14 μπι und einem Abstand von 6 μπι zu erzeugen. F i g. 9A zeigt einen Querschnitt durch einen Teil mit einem Streifen. Die so gebildete Probe 31 wurde 5 min lang einer Ultraviolett-Strahlung mit einer Stärke ausgesetzt, die größer war, als bei gewöhnlicher Photoresist-Behandlung (10 000 Ix). Die Probe 31 wurde dann 30 min lang einer Wärmebehandlung bei 170°C unterworfen. Die Photoresist-Schicht hatte dann einen Querschnitt mit sanft ansteigenden Kanten, wie dies in F i g. 9B gezeigt ist.

Die Probe 32 der F i g. 9B wurde sodann an der Zielelektrode 11 der in F i g. 2 gezeigten HF-Sputter-Einrichtung 10 befestigt Durch die Entlüftungsöffnung 14 wurde die im Innern der Einrichtung vorhandene Luft abgesaugt, so daß der Druck unter 0,7 mPa abgesenkt wurde. Durch die Gaseinlaßöffnung 13 wurde Argongas bei einem Druck von etwa 0,7 Pa in die Einrichtung eingeleitet Sodann wurde zwischen den Zielelektroden 11 und 12 ein HF-Feld erzeugt

Dadurch wurde das Argon ionisiert und die Probe 32 wurde mit Ionen beschossen, so daß der SnO2-Film 4a durch die Sputter-Wirkung durch die Maske 21 des Photoresist-Films hindurch geätzt wurde (F i g. 9C).

Nach der Sputter-Ätzung, die 30 min lang mit einer Hochfrequenz-Leistungsdichte von 0,6 W/cm² durchgeführt wurde, wurde die Photoresist-Schicht mit Hilfe einer Plasma-Abbrenneinrichtung entfernt. Die in diesem Zustand befindliche Probe 34 ist in F i g. 9D gezeigt. Der Neigungswinkel θ der streifenförmigen Elektroden 4 wurde dabei mit 10° gemessen.

Anschließend wurde die Probe in herkömmlicher Weise weiterbearbeitet Die transparenten Elektroden wurden, wie erforderlich, zusammengestellt und nach der üblichen Mehrlagen-Verdrahtungstechnik mit einer gemeinsamen Ausgangsklemme verbunden.

Insbesondere werden beispielsweise auf die oberen und unteren Flächen der transparenten Elektroden Glasschichten mit einer Dicke von etwa 2 μπι nach dem HF-Sputter-Verfahren aufgedampft Diese isolierenden Schichten werden mit einer gewöhnlichen Photoresist-Technik perforiert um zwischen den transparenten Elektroden und der darauf vorgesehenen gemeinsamen Elektrode eine leitende Verbindung herzustellen. Für den verbindenden Leiter und die Bindeschicht werden Gold bzw. Chrom verwendet

Bei einer Farbbildaufnahmeröhre wird ein Filtersubstrat wie es in Zusammenhang mit dem Stand der Technik erwähnt worden ist mittels eines Kunstharzes befestigt Sodann wird auf die erforderlichen Teile der Probe 34 eine feste Lösung von Se—Te—As als photoleitfähiger Film 6 mit einer Dicke von 4 μπι vakuumaufgedampft F i g. 9E zeigt einen Teil des so hergestellten Elektrodensubstrats 35.

Unter Verwendung einer nach der oben beschriebenen Art hergestellten Ladungsspeicherplatte wurde eine Bildaufnahmeröhre hergestellt F i g. 10 zeigt die Ladungsspeicherplatte in Verbindung mit der Bildaufnahmeröhre. Dabei bezeichnen 35 die Ladungsspeicherplatte, 41 einen abtastenden Elektronenstrahl, 42 eine Kathode, 43 einen Lastwiderstand und 44 eine Gleichstromquelle.

Unter Verwendung der in Fi g. 10 gezeigten Einrichtung wurden die Nachbild- und Dunkelstromeigenschaften ausgewertet Dabei traten bei einem Bildaufnahmebetrieb von 20 min Dauer auch dann keine wesentlichen Probleme auf, wenn ein photoleitfähiger Film verwendet wurde, der mit einer Signalelektrode einen Sperrkontakt bildet d. h. eine feste Lösung von Se—Te—As, und der Neigungswinkel θ der streifenförmigen Sn(>2-Elektroden 15° betrug. Bei einer kontinuierlichen Aufnahme des gleichen Gegenstandes über langer als eine Stunde wurde ein Dunkelstrom von 03 nA beobachtet aber das Verhalten war generell annehmbar.

Für einen Neigungswinkel unter 15° wurden für photoleitfähige Filme sowohl aus einer festen Lösung von Se—Te—As als auch für einen Sb2C>3-Film gute Eigenschaften beobachtet

Die zwischen dem Neigungswinkel θ und dem Nachbild-Verhalten beobachtete Beziehung ist in der nachstehenden Tabelle 1 zusammengefaßt Wie ersichtlich, besteht kein Problem, wenn der Neigungswinkel 15° oder weniger beträgt wobei selbst ein Neigungswinkel von 20° für eine kurze Betriebsdauer der Bildaufnahmeröhre

in der Praxis akzeptabel ist.

Gleichzeitig weist die Bildaufnahmeröhre ein besonders gutes Dunkelstrom-Verhalten auf, insbesondere dann, wenn der Neigungswinkel θ kleiner ist als 15° und für den photoleitfähigen Film eine feste Lösung von Se—Te—As verwendet wird. Ein Beispiel für das Dunkelstrom-Verhalten ist in Kurve 85 der F i g. 11 dargestellt, bei der an der Abszisse der Neigungswinkel und an der Ordinate der Dunkelstrom aufgetragen ist.

Der Vorteil der Erfindung ist dann zu erwarten, wenn der Neigungswinkel θ 20° oder weniger beträgt. Vom Standpunkt der praktischen Bearbeitung ist es allerdings schwierig, den Neigungswinkel θ kleiner als Γ zu machen.

ίο Tabelle 1

Neigungswinkel θ Nachbild nach der Aufnahme eines Bildes über eine Dauer von

20 min 60 min

3° kein Nachbild kein Nachbild

6° kein Nachbild kein Nachbild

10° kein Nachbild kein Nachbild

15° kein Nachbild kein Nachbild

20° kein Nachbild Nachbild beobachtet

25° Nachbild beobachtet Nachbild beobachtet

Einen ähnlichen Effekt erhält man, wenn als Material für den transparenten leitenden Film In₂O₃ verwendet wird.

Beispiel 2

Auf einem vorgegebenen Glassubstrat wurde ein SnO₂-FiIm mit einer Dicke von 300 nm erzeugt. Auf diesem SnO₂-FiIm wurde in gleicher Weise wie im Beispiel 1 mit einem positiven Photoresist-Material ein Streifenmuster mit Streifen einer Breite von 14 μίτι und einem Abstand von 6 μπι gebildet. Die Probe wurde dann einer Ultraviolett-Bestrahlung mit einer Stärke unterworfen, die größer war als die für gewöhnliche Photoresist-Verfahren erforderliche Belichtungsstärken (10 000 Ix). Anschließend wurde die Probe 30 min lang bei einer Temperatur von 170°C wärmebehandelt. Der transparente leitende Film wurde dann einer Sputter-Ätzung bei den in Tabelle 2 gezeigten Atmosphärebedingungen ausgesetzt. In Tabelle 2 sind auch die Neigungswinkel θ der sich jeweils ergebenden streifenförmigen SnO₂-Elektroden sowie die sich ergebenden Nachbild-Eigenschaften zusammengestellt. Der Atmosphärendruck betrug 0,7 Pa, die HF-Leistungsdichte 0,6 W/cm².

Tabelle 2

Probe Nr. Sauerstoff- Sputter- Neigungs- Nachbild nach Aufnahme eines Bildes

dichte (%) Dauer (min) winkel (°) über eine Dauer von

20 min 60 min

1 0,8 35 13 kein Nachbild kein Nachbild

2 1,0 35 10 kein Nachbild kein Nachbild
3 2,0 35 6 kein Nachbild kein Nachbild

4 3,0 45 3 kein Nachbild kein Nachbild

Durch Beschichten vorgegebener Teile der Probe mit einem photoleitfähigen Film von Se—Te—As einer Dicke von 4 μπι mit Hilfe einer Vakuumbedampfung wurde ein Elektrodensubstrat erzeugt

Die Probe wurde dann wie im vorhergehenden Beispiel 1 in die in F i g. 10 gezeigte Einrichtung eingesetzt, um die Nachbild-und Dunkelstrom-Eigenschaften nach Aufnahme eines Bildes auszuwerten. Sowohl die Nachbildals auch die Dunkelstrom-Eigenschaften erwiesen sich als annehmbar, wie dies in Tabelle 2 und in Kurve 86 der F i g. 11 gezeigt ist

Gleichzeitig bestätigte sich, daß gute Nachbild- und Dunkelstrom-Eigenschaften mit einem Elektrodensubstrat zu erzielen sind, das mit einem photoleitfähigen Film aus Sb₂O3 einer Dicke von 1,5 μπι vakuumbedampft ist

Ähnlich Effekte lassen sich ferner erzielen, wenn als Material für den transparenten leitenden Film In₂O₃ verwendet wird.

Beispiel 3

Auf einem vorgegebenen Substrat wurde ein SnO₂-FiIm mit einer Dicke von 300 nm erzeugt Sodann wurden auf dem Film in gleicher Weise wie im Beispiel 1 mit einem positiven Photoresist-Material ein streifenförmiges Muster mit Streifen einer Breite von 14 μπι und einem Abstand von 6 μίτι erzeugt Die so erzeugte Probe 31 gemäß F i g. 9A wurde 30 min lang bei 200° C wärmebehandelt

Anschließend wurde eine Sputter-Ätzung in einer Argonatmosphäre mit 1 % Sauerstoff 35 min lang durchgeführt wobei die HF-Leistungsdichte 0,6 W/cm² betrug. Dabei ergab sich ein Muster aus SnO₂-Filmstreifen mit einem Kanten-Neigungswinkel θ von 15°. Es bestätigte sich, das eine photoleitfähige Bildaufnahmeröhre mit

einer gemäß diesem Beispiel hergestellten Ladungsspeicherplatte unabhängig davon gute Eigenschaften aufweist, ob der photoleitfähige Film aus Sb2S3 oder aus einer festen Lösung von Se—Te—As hergestellt wurde.

Gemäß einer Variante wurde die in Fig.9A gezeigte Probe 31 über eine Dauer von 30min bei 200⁰C wärmebehandelt und dann einer Sputter-Ätzung 45 min lang in einer Argonatmosphäre mit 3% Sauerstoff unterzogen. Dabei wurde ein Kanten-Neigungswinkel ö der transparenten leitenden streifenförmigen Elektrode von 6° beobachtet. Wiederum bestätigte sich, daß eine Bildaufnahmeröhre mit einer derartigen Ladungsspeicherplatte gute Eigenschaften unabhängig davon aufweist, ob der photoleitfähige Film aus Sb2C«3 oder aus einer Se—Te—As-Lösung hergestellt wurde.

Befriedigende Eigenschaften der Bildaufnahmeröhre lassen sich dagegen nicht erzielen, wenn der Kanten-Neigungswinkel öder transparenten streifenförmigen Elektrode nicht unter 20° liegt.

Vergleichsbeispiel

Die Probe 31 gemäß Fig.9A wurde 30min lang bei 200⁰C wärmebehandelt. Das so hergestellte Substrat wurde sodann einer Sputter-Ätzung unterworfen, die mit einer HF-Leistungsdichte von 0,6 W/cm² 30 min lang in einer Argonatmosphäre durchgeführt wurde. Sodann wurde die Photoresist-Schicht mit Hilfe einer Plasma-Abbrenneinrichtung entfernt. Anschließend wurden streifenförmige Elektroden mit einem Neigungswinkel θ von 25° an ihren Kanten gebildet. Darauf wurde As als photoleitender Film aufgetragen, um die Ladungsspeicherplatte einer Bildaufnahmeröhre zu formen. Diese Ladungsspeicherplatte wurde sodann in eine Bildaufnahmeröhre eingebaut, und ihre Eigenschaften wurden ausgewertet

Es ergab sich, daß diese Bildaufnahmeröhre nachteiligerweise einen Dunkelstrom von nicht weniger als 1,3 nA bei einer Spannung von 50 V aufwies, während dieser Wert gewöhnlich nur 0,5 nA oder weniger beträgt, wenn für den photoleitfähigen Film ein Material wie etwa eine feste Lösung aus Se—Te—As verwendet wird, die mit einer Signalelektrode einen Sperrkontakt bildet. Außerdem war nach einer kontinuierlichen Bildaufnahme des gleichen Objektes über eine Dauer von 20 min ein unerwünschtes Nachbild oder Nachleuchten zu beobachten.

Beispiel 4

Auf einem vorgegebenen Substrat wurde ein SnO2-Film mit einer Dicke von 300 nm gebildet, auf dem ein Streifenmuster eines Photoresist-Materials mit einer Streifenbreite von 14 μπι und einem Abstand von 6 μπι ebenso wie im Beispiel 1 erzeugt wurde. Die sich ergebende Probe wurde dann 30 min lang bei 200⁰C wärmebehandelt und dann einer Sputter-Ätzung unterworfen, die 35 min lang in einer 0,8% Sauerstoff enthaltenden Argonatmosphäre bei einer HF-Leistungsdichte von 0,6 W/cm² durchgeführt wurde. Der Neigungswinkel öder Kanten der transparenten leitenden streifenförmigen Elektroden wurde mit 20° gemessen.

Eine Bildaufnahmeröhre mit einer streifenförmigen Elektrode gemäß dieser Probe wies akzeptable Eigenschäften ohne wesentliche Probleme auf, wenn als Material für den photoleitfähigen Film Sb2i>3 verwendet wurde. Wurde dagegen Se—Te—As verwendet, so zeigte die Bildaufnahmeröhre nach kontinuierlichem Bildaufnahmebetrieb über mehr als eine Stunde ein Nachbild, und der Dunkelstrompegel betrug nicht weniger als 0,8 η A, während nach einem Dauerbetrieb von 20 min kein wesentliches Nachbild vorhanden war.

Wie oben beschrieben, ist es möglich, die Kanten der transparenten leitenden streifenförmigen Elektroden abzuschrägen. Dies ergibt gute Eigenschaften der Bildaufnahmeröhre auch dann, wenn ein photoleitfähiger Film des Sperrkontakt-Typs verwendet wird, der um die Ladungsspeicherplatte herum ein elektrisches Feld hoher Intensität verursacht

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ladungsspeicherplatte für eine Bildaufnahmeröhre mit mehreren auf einem lichtdurchlässigen Substrat (2) angeordneten streifenförmigen transparenten leitenden Elektroden (4) und einer auf den Elektroden (4) angeordneten Schicht (6) aus einem photoleitfähigen Materia!, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (Θ), den die Seitenflächen der streifenförmigen Elektroden (4) mit der Oberfläche des Substrats (2) bilden, an denjenigen Punkten, an denen die Seitenflächen das Substrat (2) berühren, höchstens 20° beträgt.

2. Ladungsspeicherplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (Θ) höchstens 15° beträgt

3. Ladungsspeicherplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das photoleitfähige Material mit den transparenten Elektroden (4) einen Sperrkontakt bildet

4. Ladungsspeicherplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das photoleitfähige Material aus einer festen Lösung von Se—Te—As besteht

5. Verfahren zur Herstellung einer Ladungsspeicherplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei auf einem lichtdurchlässigen Substrat (2) ein transparenter leitender Film (4a) gebildet, auf diesem eine Maske

(21) mit gewünschtem Muster erzeugt, der transparente Film (4a) durch Sputter-Ätzung in einer Inertgasatmosphäre, die bis zu 10% Sauerstoff enthalten kann, zur Bildung der Elektroden (4) bearbeitet und ausschließead die Schicht (6) aus photoleittähigem Material erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (21) aus einem positiven organischen photoempfindlichen Material erzeugt und vor der Ätzung des transparenten Films (4a)zam Abschrägen ihrer Seitenflächen erhitzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (21) vor der Ätzung des transparenten Films (4a,} einer Ultraviolett-Bestrahlung unterzogen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Inertgasatmosphäre 1 bis 10% Sauerstoff enthält.