DE2945177C2 - - Google Patents

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DE2945177C2 DE19792945177 DE2945177A DE2945177C2 DE 2945177 C2 DE2945177 C2 DE 2945177C2 DE 19792945177 DE19792945177 DE 19792945177 DE 2945177 A DE2945177 A DE 2945177A DE 2945177 C2 DE2945177 C2 DE 2945177C2
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    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
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    • HELECTRICITY
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    • H01J29/46Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
    • H01J29/80Arrangements for controlling the ray or beam after passing the main deflection system, e.g. for post-acceleration or post-concentration, for colour switching
    • H01J29/803Arrangements for controlling the ray or beam after passing the main deflection system, e.g. for post-acceleration or post-concentration, for colour switching for post-acceleration or post-deflection, e.g. for colour switching

Description

Die Erfindung betrifft eine kombinierte, feinfokussie­ rende Mikrolinsen- und Mikrodeflektoranordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Ver­ fahren zu deren Herstellung.

Die mit der Verwendung einer Matrix mikroelektronischer optischer Elemente, die fliegenaugenartig angeordnet sind, verbundenen Vorteile sind bekannt und beruhen darauf, daß eine derartige Anordnung eine große Feldüberdeckung ohne die Nachteile bei der Wiederauflösung, einen großen Strahl­ strom, eine genaue Ablenkempfindlichkeit und andere vorteil­ hafte Eigenschaften aufweist, wie sie in dem Artikel "Electron Beam Memories" von D. E. Speliotis, D. O. Smith, K. J. Harte und F. O. Arntz, der auf der Electro/76 in Boston, Mass. vom 11. bis 14. Mai 1976 veröffentlicht wurde, und in dem Artikel "Advances in Fly's Eye Electron Optics" von S. P. Newberry et al in der Zeitschrift Proceedings of the National Electro­ nics Conference, vol. 23, Seiten 746-751, 1967, beschrieben sind. Während die vorteilhaften Eigenschaften eines fliegen­ augenartigen elektronischen, optischen Systems bekannt sind, werden die Probleme der Herstellung derartiger fliegenaugen­ artiger elektronischen Strahlensysteme, die bekannte Materia­ lien und Herstellungsverfahren verwenden, immer schwieriger, da immer mehr Kanäle in der Ma­ trix vorgesehen und die linearen Abmessungen der Matrix entspre­ chend abnehmen sollen, um die Speicherkapazität zu erhöhen und die Größe, die Komplexität und das Gewicht der Ausrüstung zu vermindern.

In den bekannten fliegenaugenartigen, elektronischen, opti­ schen Systemen, wie sie in dem obenerwähnten Artikel der National Electronics Conf. beschrieben sind, werden die Mi­ krolinsenanordnungen in Form einer "Deckkappen"-Konstruktion hergestellt, wie sie in Fig. 2 des Artikels gezeigt ist. In dieser Ausbildung der Mikrolinsenanordnung besteht das Fokus­ sierelement der Mikrolinse aus einer Reihe in dünnen Metall­ plättchen angeordneten Löchern. Die dünnen Metallplättchen werden gestreckt und an einem festen Metallring angeschweißt und die Löcher auf verschiedene Arten, wie z. B. Bohren, Stan­ zen und foto-chemisches Ätzen, um nur einige zu nennen, er­ zeugt. Die mit diesen bekannten Mikrolinsenanordnungen ver­ bundenen Probleme sind folgende:

  • 1. Foto-chemisches Ätzen eines Metalls ist teuer und führt zu dem Ergebnis, daß die Linsenöffnun­ gen nicht die erforderliche Rundheit, Glätte und Gleichförmigkeit zwischen Öffnungen in einer Rei­ he aufweisen.
  • 2. Obwohl das Stanzen der Löcher die Herstellungsko­ sten wesentlich herabsetzt und obgleich mittels einer darauffolgenden Endbearbeitung, wie z. B. Schleifen, einheitliche Durchmesser und glatte Oberflächen er­ zeugt werden können, sind diese Verfahren nicht auf eine Matrix mit Löchern bzw. Linsenöffnungen an­ wendbar, in denen der Öffnungsdurchmesser gleich oder in der Nähe des optimalen Verhältnisses zu dem Abstand zwischen den Löchern liegt.
  • 3. Die Verwendung eines schweren Metallrings zum Hal­ ten der dünnen Platten gestattet es nicht, daß die Platten eng aneinander angeordnet werden, da der Raum zwischen den Linsenöffnungen bzw. Kanälen zur Optimierung der Dichte der Kanäle und Minimierung der Größe vermindert ist. Die "Deckkappen"-Konstruk­ tion aus Fig. 2 des "National Electronics Conference"- Artikels gestattet zwar ein dichtes Anordnen der Linsenplatten, ist jedoch teuer und benötigt viel Raum. Der größte Nachteil besteht jedoch darin, daß die Konstruktion ein enges Annähern zu einer Seite der Linsenelemente von den benachbarten Bauteilen des gesamten fliegenaugenartigen, elektro­ nischen, optischen Systems verhindert.
  • 4. Wenn man den Versuch macht, die oben beschriebenen Schwierigkeiten, die mit der Verwendung dicker Be­ festigungsringe oder der "Deckkappen"-Konstruktion durch Verwendung von Metallplättchen, die dick ge­ nug sind, daß sie selbsttragend sind, zu überwinden, wird wahrscheinlich der unmögliche Zustand in langen Reihen (z. B. Reihen mit 128 × 128 Linsenelementen) erreicht, bei denen die für die mechanische Festig­ keit erforderliche Plattendicke den für eine opti­ male elektronenoptische Leistung erforderlichen Abstand zwischen den Platten überschreitet. Weiter sind dicke Platten teurer, wenn man die Linsenöff­ nungen herstellt, stärker in der Gesamtgröße be­ grenzt und neigen während des Ausbrennens infolge innerer Spannungen zum Verwerfen. Schließlich kann, wie bei dünnen Metallen, das gewünschte optimale Verhältnis von Öffnungsdurchmesser zum Abstand zwi­ schen den Öffnungen nicht erreicht werden.

Zur Erzielung ei­ ner feinen Ablenkung beschreibt der obenerwähnte "National Electronics Conference"-Artikel eine Mikrodeflektoranordnung, die erfolgreich in einer fliegenaugenartigen Linse ver­ wendet wurde, die aus zwei Sätzen paralleler leitender Stäbe in hintereinander angeordneter Bauweise besteht. Die Verwen­ dung von Metallplättchen zur Herstellung der Ablenkstäbe war jedoch aus weiter unten beschriebenen Gründen nicht zufrie­ denstellend. Wurden die Träger von keramischen Blöcken ge­ sägt und metallisiert, erhielt man annehmbare elektronen­ optische Deflektoren, deren Kosten jedoch unannehmbar und deren Ausbeute sehr gering war. Zusammenfassend kann man aus den bekannten feinen Deflektoranordnungen folgende Erfahrun­ gen ziehen:

  • 1. Mikrodeflektorsysteme, die von der Produktion einzel­ ner Deflektorplättchen abhängen, die aufeinanderfol­ gend mit Abstandshalter aufeinandergestapelt werden, erfordern eine untragbare Toleranzüberwachung, da der Lagefehler kumulativ ist. Einzelne klingenförmige Deflektoren sind besser als von einem festen Block gesägte Metalldeflektoren, sind jedoch teuer und zu dünn, um Spannungen standzuhalten, wenn sie nicht in der Anordnung gespannt angeordnet werden.
  • 2. Dünne Metallplättchen sind bei einigen Resonanz­ frequenzen mikrophonisch, wobei die Resonanz durch Aufbringen periodischer Änderungen in der Ablenk­ spannung, wie z. B. einem Rasterabtasten, erregt werden kann.
  • 3. In Mikrodeflektorsystemen, die von Blöcken gesägte Deflektorstäbe verwenden, müssen keramische Blöcke im gebrannten Zustand (d. h. sehr hart) gesägt wer­ den, wobei sie so abschleifend wirken, daß sogar Diamantwerkzeug sehr schnell verschleißt und die Abmessungen nur sehr schwierig einzuhalten sind. Dementsprechend sind sie in der Herstellung teuer.

Zu den einzelnen oben aufgeführten Herstellungsproblemen kommt weiter, daß die Gesamtkonstruktion, d. h. die Mikrolin­ senanordnung, die Mikrodeflektoranordnung und die Fangelektrode weitere Grenzbedingungen aufweist. Da ein einziges Teilchen einer Verunreinigung die Anordnung für viele Anwendungszwecke verderben kann, muß die Konstruktion entweder zum Reinigen auseinandernehmbar oder so hergestellt sein, daß sie optisch sauber bleibt. Zusätzlich muß die Anordnung eine relative Bewegung der Teile durch äußere Faktoren, wie z. B. Vibration oder thermische Ausdehnung erlauben. Zwei der hauptsächlichen Anwendungsgebiete für fliegenaugenartige Elektronenstrahl­ röhren sind elektronenstrahlabgetastete Halbleiter­ fangelektrodenspeicher für die Verwendung in elektronischen Rechnern und die Mikroschaltkreismusterherstellung. In diesen Anwendungsgebieten stellt, wenn die von der Fang­ elektrode bedeckte Fläche groß ist, die Temperaturaus­ dehnung ein schwieriges Problem bei den verschiedenen Konstruktionsmaterialien, wie z. B. Metalle, Keramik und Halbleiterfangelektroden dar, die jeweils einen unter­ schiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizient auf­ weisen, wodurch eine Verschiebung von einigen µm infolge normaler Raumtemperaturschwankungen auftreten kann. Hieraus ergibt sich, daß die ausgeführten Anforderungen die Gesamtanordnung einer Mikrolinseneinheit und einer Mikrodeflektoreinheit in einer fliegenaugenartigen Elektronenstrahlröhre zu einem schwierigen Problem machen.

Im einzelnen beschreibt die US-PS 37 04 511 eine fliegen­ augenartige Elektronenstrahlröhre mit einer Mikrolinsen­ einheit aus mehreren dünnen, ebenen und Mikrolinsen­ öffnungen aufweisenden Linsenplatten, die aus Molybdän oder Edelstahl hergestellt sind und somit leitende Ober­ flächen besitzen. Diese Linsenplatten sind parallel zu einem Ablenksystem vorgesehen, welches aus sich senk­ recht schneidenden Stäben besteht.

Weiterhin ist aus der US-PS 36 80 184 eine Elektronen­ strahlröhre bekannt, bei der Linsenplatten und eine Ablenkeinheit aus sich rechtwinklig zueinander schnei­ denden zwei Sätzen von Stäben vorgesehen sind. Diese Linsenplatten bestehen offenbar aus einem leitenden Material, da sie voneinander durch isolierende Abstands­ halter beabstandet und sonst materialeinheitlich ge­ staltet sind.

Auch diese beiden zuletzt genannten Druckschriften geben somit keine grundsätzlich neuen Materialien und Verfahren zur Herstellung einer Mikrolinsen- und Mikrodeflektoranordnungen an, mit denen eine wesentlich höhere Dichte zu erzielen wäre.

Auf die Vorteile der Fotolithographie hinsichtlich Ge­ nauigkeit bei der Herstellung feinfokussierender und genauer Mikrolinsen- und Mikrodeflektoranordnungen wird noch in "Proceedings of the National Electronics Conference", Bd. 23, 1967, Seiten 746-751 hingewiesen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mikrolinsen- und Mikrodeflektoranordnung für fliegen­ augenartige Elektronenstrahlröhren der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit größtmöglicher Genauigkeit herstellbar ist und eine große Dichte der Mikrolinsen­ öffnungen hat. Außerdem soll ein Verfahren zur Herstel­ lung einer solchen Anordnung angegeben werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Mikrolinsen- und Mikro­ deflektoranordnung nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kenn­ zeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Verfahren zur Herstellung einer solchen Mikrolinsen- und Mikrodeflektoranordnung sind in den Patentansprüchen 12 und 15 angegeben.

Mehrere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung er­ geben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 11, 13, 14 und 16.

Die mit der Mikrolinsen- und Mikrodeflektoranordnung er­ zielbaren Vorteile können wie folgt zusammengefaßt werden:

  • 1. In Speichern mit Elektronenstrahlzugriff wird ein thermischer Abgleich zwischen dem aufnehmenden Me­ dium und der Mikrolinseneinheit und dem Mikro­ deflektor erreicht, da diese Bauteile aus Silizium hergestellt sind und die Glasstäbe einen Tempera­ turausdehnungskoeffizienten aufweisen, der in der Nähe des Ausdehnungskoeffizienten von Silizium liegt.
  • 2. Die hohe Reinheit und Regelmäßigkeit des Materials (einkristallines Silikon) gestattet die Konstruk­ tion von Mikrolinsenelementen mittels bekannter Mikroschaltkreis-Fotoätzverfahren, wodurch man ei­ ne bessere Qualität der Öffnungen und geradere Kan­ ten verglichen mit den in Metallen oder amorphen Materialien ausgebildeten Öffnungen erhält.
  • 3. Die ebene Ausbildung der Materialien bildet ein geringeres Problem.
  • 4. Es ist nicht notwendig, die Linsenplatten an einem Tragring beträchtlicher Dicke zu befesti­ gen, wodurch ein engerer Abstand zwischen den Linsenplatten möglich ist.
  • 5. Wie im folgenden im einzelnen beschrieben, ist es durch geeignete Herstellungsverfahren möglich, zweischich­ tige Linsenelemente ohne bimetallische Thermoeffek­ te herzustellen, wodurch die Konstruktion hochlei­ tender, pfeilerartiger äußerer Linsenplatten mit ultradünnen Linsenöffnungen auf einer Silizium-Linsen­ platte beträchtlicher Dicke möglich ist und man lei­ tende Schichten auf jeder der gegenüberliegenden Sei­ ten anordnen kann.
  • 6. Die Metallisierung (wenn erforderlich) und das Ver­ schweißen von Silizium-Platten ist bekannt und er­ probt.
  • 7. Beim Brennen kann man für die sich ergebende Kon­ struktion äußerste Reinheit und Stabilität erzie­ len.
  • 8. Polykristallines Silizium ist leichter zu sägen und zu metallisieren als Keramik, wodurch die mit der Mikrodeflektorstabherstellung verbundenen Probleme einfacher und besser steuerbar sind.
  • 9. Zusätzlich zu den Vorteilen, daß glattere und gleich­ förmigere Linsenöffnungen in der Silizium-Linsenplatte ausgebildet werden können, gestattet das foto-chemi­ sche Ätzen zur Herstellung der Mikrolinsenöffnungen oder Löcher, daß die Loch­ größe in bezug auf den Mittelpunktsabstand bei opti­ malen Werten gesteuert werden kann.

Mit der Erfindung wird also eine kombinierte feinfokussierende Mikrolinsen- und Mikrodeflektorunteranordnung zur Verwendung in fliegenaugenartigen Elektronenstrahlröhren geschaffen. Die Anordnung umfaßt eine feinfokussierende Mi­ krolinseneinheit, die mittels mehreren beabstandeten, aufeinandergestapelten, parallelen, dünnen, ebenen, mit Öff­ nungen versehenen Linsenplatten ausgebildet wird, von denen je­ de aus Silizium-Halbleitermaterial hergestellt ist und eine Reihe von darin mittels fotolithographischen-Halbleiter- Mikroschaltkreis-Herstellungsverfahren ausgebildeten Öffnun­ gen aufweist. Die mit Öffnungen versehenen Silizium-Linsenplatten haben jeweils eine hochleitende Oberfläche und sind an Glasstäben zum Halten der Linsenplatten in einer ge­ stapelten, parallelen, beabstandeten Beziehung in bezug auf die Längsachse der Glasstäbe befestigt, die sich im rechten Winkel zur Ebene der Silizium-Linsenplatten erstrecken. Die Öff­ nungen in allen Silizium-Linsenplatten sind axial parallel mit einer durch die Mitte der Anordnung verlaufende Längs­ achse ausgerichtet und bilden eine Reihe von feinfokussie­ renden Linsenelementen. Die Anordnung weist weiter eine Mikrodeflektoreinheit auf, die unmittelbar benachbart zu der feinfokussierenden Mikrolinseneinheit angeordnet ist und aus einer bienenwabenförmigen Matrix von Sätzen von orthogonal angeordneten Mikrodeflektorelementen besteht, wobei ein Satz der orthogonal angeordneten Mikrodeflektor­ elemente axial mit jedem entsprechenden feinfokussierenden Linsenelement ausgerichtet ist, das mittels axial ausgerich­ teter Öffnungen der gestapelten, parallelen, beabstandeten Silizium- Linsenplatten ausgerichtet ist, um einen durch eine axial ausgerichtete feinfokussierende Mikrolinseneinheit gelangenden Elektronenstrahl längs orthogonaler x-y-Rich­ tungsachsen der Bewegung in der Ebene senkrecht zur Bahn des Elektronenstrahls abzulenken. Die bienenwabenförmige Matrix von Sätzen von Mikrodeflektorelementen besteht aus zwei orthogonal angeordneten Sätzen paralleler, beabstande­ ter Deflektorstäbe, die die entsprechenden orthogonalen Sätze des Mikrodeflektorelements ausbilden, wobei alternie­ rende Stäbe jedes Satzes der Deflektorstäbe elektrisch mit­ einander verbunden sind, um eine gemeinsame Verbindung zu einer entsprechenden Quelle eines feinen x-y-Ablenkpoten­ tials herzustellen. Die dünnen, ebenen, mit Öffnungen versehenen Lin­ senplatten umfassen ein dünnes, ebenes Plättchen aus einkristal­ linem Silizium mit einer Dicke von ungefähr 2 µm, das eine Matrix von darin ausgebildeten Linsenöffnungen aufweist, die mittels Ätzen von nur einer Seite durch die Dicke des Plättchens hergestellt wurden. In einer zweiten bevorzugten Ausfüh­ rungsform weisen die dünnen, ebenen, mit Öffnungen verse­ henen Linsenelemente jeweils ein dünnes, ebenes, einkri­ stallines Silizium-Plättchen von ungefähr 1/2 Millimeter Dicke auf, das von jeder der gegenüberliegenden Seiten durch Öff­ nungen geätzt wurde, wobei die Öffnungen mittels einer Maske auf beiden ebenen Flächen des Plättchens ausgebildet wurden, die die Flächen überdeckte, an denen keine Öffnungen aus­ gebildet werden sollten, worauf ein geeignetes Ätzmittel beiden Seiten des Plättchens zugeführt wurde.

In weiteren bevorzugten Ausführungsformen werden die Deflek­ torstäbe der Mikrodeflektoreinheit aus polykristal­ linem Silizium mit metallisierten Oberflächen hergestellt. Die zwei orthogonal in Reihe angeordneten Sätze der paral­ lelen, beabstandeten Deflektorstäbe werden im zusammengebau­ tem Zustand im Abstand zueinander parallel mittels entspre­ chender Glasstäbe gehalten, deren Längsachsen sich in einer Ebene parallel zur Ebene der Deflektorstäbe, jedoch im rech­ ten Winkel dazu erstrecken, und an denen die Enden der De­ flektorstäbe angeschweißt sind.

Die Mikrolinseneinheit und die Mikrodeflektoreinheit haben Glas­ stäbe, mit denen sie thermisch verschweißt sind, und ringförmige äußere Tragringe aus Molybdän, Wolfram oder anderen geeigneten Metallen mit rings am Umfang ausgebilde­ te Ausrichtkerben, die die Ausrichtung der entsprechen­ den Einheiten erleichtern. Die äußeren Tragringe sind wiederum mit zusätzlichen Sätzen von Glasstäben ver­ schweißt, deren Längsachsen sich im rechten Winkel zu den Ebenen der mit Öffnungen versehenen Siliziumplättchen und zu der Ebene der Deflektorstäbe erstrecken, um die zwei Einheiten zusammenzuhalten.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die dün­ nen, mit Öffnungen versehenen Silizium-Linsenplatten ther­ misch direkt an einem Satz Glasstäbe angeschweißt, deren Längsachsen sich im rechten Winkel zu den Ebenen der Lin­ senplatten erstrecken, und an denen die Tragstäbe für die Mikrodeflektorstäbe ebenfalls thermisch angeschweißt sind.

Die Mikrodeflektoreinheit umfaßt Enddeflektorstäbe, die Vorsprünge aus elastisch verformbaren Metall aufweisen, die sich über die Verbindungspunkte der Enden der Enddeflek­ torstäbe zur Verwendung als Befestigungsstücke an dem äu­ ßeren Tragring oder direkt an den Glasstäben, die rechtwink­ lig zur Ebene der Mikrodeflektorstäbe verlaufen, erstrecken. In Konstruktionen ohne die äußeren Tragringe mit Ausricht­ kerben wird die Ausrichtung der Mikrodeflektorelemente durch nicht optische oder elektronenoptische Ausrichtverfahren und Verschmelzen der verschiedenen Siliziumbauteile mit den Glas­ stäben mittels Elektronenstrahlerwärmen oder Laserstrahl­ erwärmen und Schmelzverbinden erreicht. In Anordnungen, in denen Befestigungsringe nicht verwendet werden, weisen die Sätze der Glasstäbe, an denen die Mikrolinseneinheit und die Mikrodeflektoreinheit befestigt sind, geformte Enden auf, in die ein isolierender kugeliger Präzisionssaphir ein­ gepaßt und eingeschmolzen ist, der wiederum in eine in einem Tragring ausgebildete Fassung eingepaßt und eingeschmolzen ist, um die Anordnung in dem Gehäuse einer fliegenaugenar­ tigen Elektronenstrahlröhre zu befestigen. Die so erhaltene Konstruktion umfaßt ebenfalls eine Fangelektrode aus Sili­ zium-Halbleitermaterial, die parallel zu der Mikrolinseneinheit und den Mikrodeflektorstäben, jedoch im Abstand da­ von, angeordnet und mittels Einschmelzen mit den gemeinsamen Glasstäben verbunden ist.

Die elektrische Verbindung zumindestens einer der dünnen, mit Öffnungen versehenen Silizium-Linsenplatten der Mikro­ linseneinheit wird durch Einklemmen eines vorste­ henden Teils eines Leitungsdrahtes zwischen das heiße Glas von mindestens einem der Glasstäbe und der leitenden Ober­ fläche der entsprechenden Platte während des thermischen Verschweißens oder Verschmelzens der Platten mit den Glas­ stäben ausgebildet. Der leitende Draht wird darauf mittels gewöhnlicher isolierter Leiter mit einer elektrischen Ener­ giequelle verbunden.

In einer anderen bevorzugten Ausführung weisen die Glasstäbe an ihren thermischen Verschweißpunkten mit den Silizium-Linsen­ platten Vorsprünge auf, die sich zur Berührung der Umfangs­ kante der Silizium-Linsenplatten an dem Schmelzpunkt nach innen er­ strecken, um so einen größeren wirksamen Isolatorabstand zwischen den benachbarten Silizium-Linsenplatten zu schaffen, wäh­ rend ein minimaler physikalischer Abstand bzw. Platten­ trennabstand zwischen den Platten aufrechterhalten wird. Die in mindestens einem der dünnen, mit Öffnungen versehenen Silizium-Linsenplatten ausgebildeten Öffnungen sind nicht notwendigerweise rund, sondern können von halbelliptischer oder anderer Form zur Verminderung der Aberration dritter Ordnung sein.

In Ausführungsformen, bei denen es aufgrund des Anwendungs­ gebietes notwendig sein kann, die Anordnung von Zeit zu Zeit auseinanderzubauen, sind ringförmige Metallpuffer aus ver­ träglichem leitenden Material am Umfang der dünnen, mit Öff­ nungen versehenen Silizium-Linsenplatten zur Vergrößerung ihrer Dicke verankert und mehrere kugelförmige Isolierabstands­ stücke in die ringförmigen Metallpuffer eingesetzt, um die dünnen Silizium-Linsenplatten gestapelt, beabstandet, parallel aufzureihen und darauf in einer selbsttragenden Konstruk­ tion zu verspannen. Alternativ können mehrere Öffnungen rund um die Umfangskante von mindestens einer der dünnen, mit Öffnungen versehenen Silizium-Linsenplatten ausgebildet sein und mehrere kleine kugelförmige Isolierabstandsstücke in die Öffnungen eingepaßt und eingeschmolzen sein, um eine isolierende Befestigung für die entsprechenden dünnen Sili­ zium-Linsenplatten und Isolierkugeln zu schaffen.

Die so erhaltene kombinierte Mikrolinsen- und Mikro­ deflektoranordnung kann mit einer ebenen Fangelektrode aus Silizium-Halbleitermaterial für einen Speicher mit Elektro­ nenstrahlzugriff verwendet werden, die gemeinsam mit der Anordnung in einem vakuumdichten Gehäuse befestigt ist, oder kann alternativ zusammen mit einer Fangelektrode eines elektronenemp­ findlichen Materials (z. B. eine fotoempfindliche Fangelektro­ de oder eine elektronenätzbare lichtbeständige Fangelektrode, die bei der Herstellung von Mikroschaltkreisen verwendet wird) vorgesehen sein, die mittels einer vakuumdichten Umhüllung in einer Ebe­ ne parallel zu der dünnen, mit Öffnungen versehenen Linsenplatte und der Ebene der Mikrodeflektorstäbe ent­ fernbar befestigt ist. Bei anderen Anwendungsarten kann die Anordnung mit einem Rohablenkelektrodensystem oder alternativ mit einer abgestuften Feldelektrode, die zwischen der Elek­ tronenkanone der Elektronenstrahlröhre und dem fliegenaugen­ artigen elektronenoptischen System angeordnet ist, verwen­ det werden, wodurch neue und bessere fliegenaugenartige elek­ tronenoptische Systeme entweder mit grobabgelenkten Elektro­ nenstrahlen oder einheitlich strömenden Elektronen verwendet werden können.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrie­ ben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt der Mikrolinsen- und Mikro­ deflektoranordnung für fliegenaugenartige Elek­ tronenstrahlröhren;

Fig. 2 eine Endansicht der Mikrolinsen- und Mikrode­ flektoranordnung von Fig. 1, wobei man durch das Eintrittsende in bezug auf einen die Anordnung passierenden Elektronenstrahl sieht, wobei der in Fig. 1 gezeigte Längsschnitt längs der Ebene 1-1 in Fig. 2 verläuft;

Fig. 3 einen Längsschnitt einer Mikrolinseneinheit, die einen Teil der in Fig. 1 gezeigten Anordnung umfaßt;

Fig. 4 eine Endansicht der in Fig. 3 gezeigten Mikro­ linseneinheit;

Fig. 5 eine Endansicht der Mikrodeflektoreinheit, die Teile der gesamten in Fig. 1 und 2 gezeigten An­ ordnung umfaßt;

Fig. 6 einen Längsschnitt der in Fig. 5 gezeigten Mi­ krodeflektoreinheit längs der Linie 6-6 in Fig. 5;

Fig. 7 einen Längsschnitt einer Fangelektrode, die Teile der in Fig. 1 und 2 gezeigten Anordnung umfaßt;

Fig. 8 einen Längsschnitt mehrerer ringförmiger Trag­ ringe mit deren Befestigung an sich axial er­ streckenden Glasstäben, wobei die Tragringe zur Befestigung der Mikrolinseneinheit, der Mikro­ deflektoreinheit und der Fangelektrode in ge­ genüberliegender Beziehung zur Festlegung inner­ halb eines evakuierten Gehäuses einer fliegen­ augenartigen Elektronenstrahlröhre verwendet werden;

Fig. 9 einen Längsschnitt einer fliegenaugenartigen Elektronenstrahlröhre, der die Mikrolinsen- und Mikrodeflektoranordnung zeigt, die in Verbindung mit einem elektronenempfindlichen Fangbauteil verwendet wird, das entweder foto­ empfindlich ist oder aus einem Fangbauteil mit einer elektronenempfindlichen fotobeständigen oder einer anderen Oberfläche besteht, die wahlweise mit einem Elektronenstrahl bei der Herstellung von integrierten Halbleitermikro­ schaltkreisen und ähnlichem geätzt wird, und wobei die fliegenaugenartige Elektronenstrahl­ röhre dieser Art einen Rohdeflektor zum wahl­ weisen aufeinanderfolgenden Zuführen eines Elektronenstrahls durch ausgewählte Mikrolin­ sen und Mikrodeflektorelemente aufweist;

Fig. 10 eine gegenüber Fig. 9 abgeänderte fliegenaugen­ artige Elektronenstrahlröhrenkonstruktion, bei der ein abgestufter Rohfelddeflektor verwendet wird, wodurch ein gleichförmiger Elektronenfluß am Eintrittsende der Mikrolinseneinheit und Mikrodeflektoreinheit zur Herstellung von Mi­ kroschaltkreisstrukturen oder ähnlichem unter Verwendung von elektronenempfindlichen Fangbau­ teilen zugeführt wird;

Fig. 11 einen Längsschnitt einer anderen Ausführungs­ form der Erfindung unter Verwendung von Silizium- Linsenplatten und dünnen metallischen De­ flektorstäben, die auf Glasstäben in einzelnen Einheiten befestigt sind, wobei jede Einheit mittels ringförmiger metallischer Tragringe mechanisch gehalten wird;

Fig. 12 eine Endansicht einer gegenüber der in Fig. 11 gezeigten alternativen Mikrolinsen- und Mikrodeflektoranordnung;

Fig. 13 eine Längsansicht der Mikrolinseneinheit, die nur einen Teil der in Fig. 11 und 12 gezeigten Anordnung umfaßt;

Fig. 14 eine Endansicht der in Fig. 13 gezeigten Mikro­ linseneinheit, gesehen von der Elektronen­ strahleintrittsseite;

Fig. 15 eine Endansicht der nur in der Anordnung in Fig. 11 und 12 verwendeten Mikrodeflektorein­ heit;

Fig. 16 eine teilweise geschnittene seitliche Längsan­ sicht der Mikrodeflektoreinheit von Fig. 15;

Fig. 17 eine Reihe von Querschnitten durch einen typi­ schen Satz ausgerichteten Linsenöffnungselemen­ ten, wie z. B. der Mikrolinseneinheit von Fig. 3 und 4 oder den Fig. 13 und 14 zur Darstellung der Einzelheiten;

Fig. 18A bis 18J eine Reihe von Aufsichten mit Schnittansichten, die von einem einkristallinen Siliziumplättchen ausgeht und das Herstellungsverfahren des mit Öffnungen versehenen Mikrosiliziumlinsenplätt­ chens zeigt, das in der Mikrolinseneinheit der Ausführungsformen von Fig. 1-10 und den Fig. 11 bis 17 verwendet wird;

Fig. 19 eine teilweise geschnittene Ansicht zur Darstel­ lung der Befestigung des dünnen Siliziumplätt­ chens des Mikrolinsenelements an einer Träger­ stange aus Glas, wobei zusätzlich die Art und Weise gezeigt wird, in der ein dünner, vorzugs­ weise flacher, Leitungsdraht zwischen den Enden der leitenden Oberfläche des dünnen Siliziumplätt­ chens und dem Glasstab eingeklemmt wird, mit dem das Plättchen thermisch verschweißt wird, wodurch ein gewünschtes elektrisches Erregungspotential dem Siliziumplättchen zugeführt werden kann, wobei Fig. 19A eine alternative Form des Glasstabes zeigt, der aus einem Stapel aufeinandergesetzter Glasscheibenelemente hergestellt ist, und wobei eine dünne metallische Zwischenscheibe und eine damit verbundene Leitung zur Aufbringung des ge­ wünschten elektrischen Erregungspotentials auf das dünne Siliziumplättchen, das zwischen den Glasscheibenelementen eingeklemmt ist, vorge­ sehen ist;

Fig. 20 und 20A bis 20F die Herstellungsschritte zur Ausbildung der be­ vorzugten Ausführungsform einer Mikrodeflektor­ einheit, beginnend mit einem im wesentlichen flachen kastenförmigen Siliziumblock;

Fig. 21 und 21A schematische Darstellungen von bevorzugten Ausfüh­ rungsformen der Mikrolinseneinheit und der Mikro­ deflektoreinheit unter Verwendung aller Sili­ ziumlinsenplättchen, Deflektorstäbe und Fangbau­ teile, wobei nur Glasstäbe ohne Metallringe zur Befestigung der Anordnung verwendet werden;

Fig. 22 und 22A alternative Ausführungsformen der Konstruktion für die Glasstäbe, wobei die Länge der Isolato­ ren zwischen den benachbarten Plättchen der Mikro­ linseneinheit beträchtlich gesteigert werden kann, ohne daß es erforderlich ist, den Abstand zwischen den Platten zu steigern;

Fig. 23 und 23A bevorzugte Zusammenbauverfahren und Konstruktio­ nen für metallisierten Siliziumträger oder -klingen der Mikrodeflektoreinheit, die keine Deflektorträger mit Metallenden erfordern;

Fig. 24 und 24A die Art und Weise, in der eine aus Glas verwen­ dende Silizium-Mikrolinseneinheit und eine Mikrode­ flektoreinheit, wie z. B. in Fig. 21, zur Be­ festigung innerhalb eines evakuierten Gehäuses einer fliegenaugenartigen Elektronenstrahlröhre zusammengebaut werden kann, wobei die Anordnung mit isolierenden Saphirkugeln erreicht wird, die unter Wärme eingepreßt und thermisch mit den Enden der Glasstäbe in der in Fig. 24A ge­ zeigten Weise verschweißt und in geeigneten Tragringen ausgebildeten Löchern eingepaßt wer­ den;

Fig. 25 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Befestigungstechnik für einen metallenen Trag­ ring in Form eines Kragens, der ein aufgeschrumpf­ tes Band oder eine Dichtung rings um den Umfang eines Rohdeflektorkegels zum Abstützen aufweist;

Fig. 26, 26A und 26B schematische Darstellungen alternativer Zusammen­ bauverfahren zur Befestigung aller Glas- und Si­ lizium-Mikrolinseneinheiten und Mikrodeflektoreinheiten zur Befestigung innerhalb des evakuierten Gehäuses einer fliegenaugenartigen Elektronen­ strahlröhre, wobei die sich ergebende Anordnung darauffolgend leicht ohne irgendein Zerbrechen der Teile auseinandergebaut werden kann, für die Verwendung mit elektronenempfindlichen, lichtbe­ ständigen Fangbauteilen, etc., die bei der Mikro­ schaltkreisherstellung oder ähnlichem in derar­ tigen Elektronenstrahlröhren verwendet werden;

Fig. 27 eine teilweise Schnittansicht einer anderen Form der Mikrolinsen- und Mikrodeflektoranordnung, bei der die Mikrolinsenplatten und die Mikrodeflektoreinheit mit kleineren Saphirkugeln zusammengebaut sind, die innerhalb von Öffnungen, Fassungen und/oder Abstandselementen eingepaßt sind und für ein da­ rauffolgendes leichtes Auseinanderbauen zusammen­ geklammert sind;

Fig. 28 eine Aufsicht einer Mikrolinsenplatte mit einer besonderen Form der Öffnungen zur Korrektur der Elektronenstrahlaberration;

Fig. 29 eine Reihe von Querschnitten einer weiteren Ausführungsform der Mikrolinseneinheit, wo­ bei fünf geätzte Halbleiterplättchen in Reihe angeordnet sind;

Fig. 30 eine Aufsicht einer weiteren Ausführungsform einer geätzten Silizium-Halbleiter-Mikrolinsen­ platte, wobei äußerst dünne Linsenplatten einer Dicke in der Größenordnung von 2 µm vorgesehen sind; und

Fig. 31 einen Querschnitt längs der Ebene 31-31 in Fig. 30 der in Fig. 30 dargestellten extrem dünnen Linsenplatte.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht längs der Ebene 1-1 in Fig. 2 einer bevorzugten Ausführungsform der Mikrolinsen- und Mikrodeflektoranordnung. Wie in den Fig. 1 und 2 ge­ zeigt, umfaßt die Anordnung ein Bauteil 11 mit regelmäßig angeordneten Mikrolinsen, ein Mikrodeflektorbauteil 12, ein Fangelektrodenbauteil 13 und mehrere längliche Glastragstäbe 14, von denen zwei dargestellt sind und die sich alle im we­ sentlichen im rechten Winkel zur Ebene der Mikrolinsenplat­ ten, die die Mikrolinseneinheit umfaßt und der Ebene der Mikrodeflektorstäbe, aus denen die Mikrodeflektoreinheit besteht, erstrecken. Weiter weist die Anordnung eine Endplatte 15 auf, die einen Teil der Mikrolinseneinheit darstellt, wie dies weiter unten im einzelnen beschrie­ ben wird.

Die Konstruktion der Mikrolinseneinheit ist am besten in Fig. 3 und 4 dargestellt, wobei man in Fig. 3 sieht, daß die Mikrolinseneinheit aus im wesentlichen einer Mehrzahl von drei (möglicherweise vier, fünf oder mehr, oder, wenn notwendig weniger) beabstandeten, stapelförmig angeordneten, parallelen, dünnen, ebenen, mit Öffnungen versehenen Linsenplatten bzw. -plättchen 16, 17, 18 besteht, von denen jedes aus Silizium- Halbleitermaterial hergestellt ist, das vorzugsweise einkristallines Silizium ist. Wie im folgenden beschrieben, weist jedes dünne, mit Öffnungen versehene Linsenplättchen eine Reihe von darin mittels einem Fotolithographie-Halblei­ ter-Mikroschaltkreis-Herstellungsverfahren ausgebildete Öff­ nungen auf, wobei die verbleibenden Oberflächen des Plätt­ chens hochleitend sind. Die mit Öffnungen versehenen Silizium- Linsenplättchen 16, 17 und 18 sind mittels thermischen Ver­ schweißens oder auf andere Weise an Glastragstäben 19 befe­ stigt, die regelmäßig rund um ihren Umfang angeordnet sind, um die Linsenplättchen stapelförmig, parallel im Abstand zu­ einander zu halten. Wenn die Linsenplättchen 16, 17 und 18 mit den Glastragstäben 19 zusammengebaut werden, sind alle Linsenöffnungen der Silizium-Linsenplättchen längs der Längs­ achsen ausgerichtet, die durch die Mitte jeder Öffnung und rechtwinklig zu der Ebene der Plättchen verlaufen. Dies wird mittels in Siliziumplättchen, aus denen die mit Öff­ nungen versehenen Linsenplättchen in der weiter unten be­ schriebenen Weise hergestellt werden, mit elektronenop­ tischen oder lichtoptischen Ausrichtverfahren ausgebildeten Ausrichtkerben erreicht. Die axiale Ausrichtung der Linsen­ öffnungen in jedem der entsprechenden dünnen Siliziumplätt­ chen 16, 17, 18 beginnt mit der Anordnung eines lichtbeständi­ gen Musters, das zur Ausbildung der Öffnungen verwendet wird, auf dem unbearbeiteten dünnen Siliziumplättchen, wobei die Muster bis zum Zusammenbau der einzelnen Linsenplätt­ chen mit den Glastragstäben 19 verwendet werden. Beim Befe­ stigen der dünnen Siliziumplättchen auf den Glastragstäben werden die Umfangskantenabschnitte der dünnen Siliziumplätt­ chen thermisch mit den Glasstäben mittels Erwärmen der Glas­ stäbe bis zu ihrem Schmelzpunkt verschweißt. Bei der Tempera­ tur, bei der die Glasstäbe erweichen, wird der Glasstab physisch in die Peripherie der stapelförmig angeordneten und ausgerichteten Plättchen, die mittels einer geeigneten Halterung so zusammengehalten werden, daß die darin ausge­ bildeten Öffnungen miteinander axial ausgerichtet sind, ge­ preßt, woraufhin man den Glasstab abkühlen läßt. Aus Fig. 19 und 19A ist ersichtlich, wie man unterschiedliche Erre­ gerpotentiale den dünnen Siliziumplättchen zuführt. Aus Fig. 19 sieht man, daß ein kleiner Leitungsdraht 20, z. B. aus Nikron, ein vorstehendes Ende aufweist, das zwischen der Kante des dünnen Siliziumplättchens 17 und dem Glastrag­ stab 19 während des thermischen Verschweißens eingeklemmt wird. Das verbleibende Ende des Drahtes 20 wird, wie mit­ tels gestrichelter Linien 20 A gezeigt, zur Verbindung mit einem vor­ stehenden Ende einer gewöhnlichen Leitung 20 B zur Zuführung des Erregerpotentials zu dem Plättchen 17 umgebogen. Fig. 19A zeigt eine kleine Nikronscheibe 20 C, die die äußere leitende Oberfläche des Plättchens 17 berührt und zwischen einem Paar ineinander passender, koaxial ausgerichteter Glas­ stabisoliersegmente mit zwei zylindrischen Endabschnitten unterschiedlichen Durchmessers eingeklemmt ist. Durch Zu­ sammenklemmen einer geeigneten Anzahl derartiger Isolier­ elemente und Zuschneiden ihrer Längserstreckung kann man den richtigen Abstand zwischen den Linsenplättchen erhal­ ten. Mittels einer derartigen Anordnung der Mikrolinsen­ reihe, der entsprechenden dünnen, mit Öffnungen versehenen Linsenplättchen 16, 17 und 18 (die eine Dicke in der Größen­ ordnung von 1/2 Millimeter aufweisen und ungefähr 1/2 Milli­ meter voneinander entfernt angeordnet sind), kann man zwischen den Platten eine Spannungsdifferenz in der Größenordnung von 5-10 kV ohne Überschlag und Leitung zwischen den benach­ barten Plättchen erreichen. Zur Ausbildung der Kontakte 20 oder 20 C kann statt Nikron ein Metall verwendet werden, das mit Silizium eine Legierung bildet, wodurch ein sicherer elek­ trischer Kontakt des Leiters mit den dünnen Siliziumplätt­ chen erreicht wird.

Wenn die stapelförmig angeordneten, parallelen, mit Öff­ nungen versehenen Siliziumplättchen, die die Linsenreihe darstellen, in der oben beschriebenen Weise an den Glas­ tragstäben 19 befestigt sind, werden die Glastragstäbe wie­ derum mittels geeigneter Befestigungsstücke 21 an Tragringen 22 befestigt, die ebenfalls die Endplatte 15 festlegen. Die Befestigungsstücke 21 sind allgemein tra­ pezförmig ausgebildet und weisen eine halb-herzförmige Ver­ tiefung an dem mit dem Glastragstab in Eingriff kommenden Ende auf, wodurch eine dauernde feste Befestigung an dem Glastragstab nach dem Abkühlen sichergestellt ist. Die An­ ordnung der Befestigungsstücke 21 in den Glastragstäben kann natürlich gleichzeitig mit der Befestigung der dünnen, mit Öffnungen versehenen Plättchen 16 bis 18 durchgeführt wer­ den, um zu vermeiden, daß die Glastragstäbe in zwei unter­ schiedlichen Arbeitsgängen erwärmt werden müssen. Die Be­ festigungsstücke 21 werden jedoch vor dem Befestigen an den Glasstäben zuerst in den Tragringen 22 verankert oder auf andere Weise festgelegt, wobei die Tragringe 22 aus Molyb­ dän, Wolfram oder einem anderen geeigneten Metall zur Schaf­ fung elektronenoptisch reiner Oberflächen nach dem Einbren­ nen innerhalb eines evakuierten Gehäuses ausgebildet sind.

Die Konstruktion und der Zweck der Endplatte 15 wird im einzelnen in dem Artikel "Computer-Aided Design and Expe­ rimental Investigation of an Electron-Optical Collimating Lens" von C. T. Wang, K. J. Harte, N. Kurland, R. K. Likuski und E. C. Doherty beschrieben, der in dem Journal of the Vacuum Society Technology, Vol. 10, No. 6, vom November/De­ zember 1973, Seiten 110-113 erschienen ist. Es kann kurz festgestellt werden, daß die Endplatte 15, die manchmal als "Abstimmplatte" bezeichnet wird, zur Beendigung des in dem Grobablenkungsabschnitt der fliegenaugenartigen Elektronen­ strahlröhre vorhandenen elektrischen Feldes verwen­ det wird, so daß dieses Feld nicht eintritt und das Verhal­ ten der Mikrolinseneinheit und der Mikrodeflektoreinheit ungünstig beeinflußt. Nach der Anordnung der Mikrolinseneinheit in einer fliegenaugenartigen Elektronenstrahlröhre treten die durch diese Einheit verlaufenden Elektronen­ strahlen durch die Endplatte 15 ein und durch die Linsenöff­ nungen des letzten hintersten Siliziumplättchens 18 aus. Auf diese Weise ist die Platte 18 physisch benachbart zu der Mi­ krodeflektoreinheit angeordnet und kann dem Einfluß der den entsprechenden Ablenkplatten der Mikrodeflektoreinheit zugeführten Ablenkpotentialen relativ hoher Frequenz (in der Größenordnung von Megahertz oder sogar Gigahertz) unterworfen werden. Damit sichergestellt ist, daß die Plat­ te 18 fest bleibt, ist am äußeren Umfang der untersten dünnen Siliziumplatte 18 ein Versteifungsring 23 aus Molybdän, Wolf­ ram oder einem anderen geeigneten verträglichen Material mit­ tels zusätzlicher Befestigungsstücke 21 A befestigt. Für den besten thermischen Abgleich sollte der Versteifungsring 23 aus polykristallinem Silizium ausreichender Dicke gefertigt sein, um die erforderliche Steifheit aufzuweisen.

Wie man am besten in Fig. 17 sieht, können Linsenöffnungen (im folgenden als Öffnungen bezeichnet) vorgesehen sein, die von höchster Symmetrie (z. B. Rundheit) sind, was in erster Linie durch die Ätzqualitäten des einkristallinen hoch­ reinen Siliziums erreicht wird. Durch die Verwendung von Bor- Diffusionsmustern zur Schaffung scharfer Ätzumrisse in dem Siliziumsubstrat ist es möglich, diese Öffnungen höchster Sym­ metrie in den Linsenplättchen für jeden Satz der axial aus­ gerichteten Mikrolinsenöffnungen zu erreichen, wobei man dies bei der gesamten Reihe der in einem einzigen dünnen Siliziumplättchen ausgebildeten Öffnungen (z. B. 128 Öff­ nungen in 128 Reihen) in einem einzigen Arbeitsschritt durchführt. Die Sätze der axial ausgerichteten Öffnungen in den entsprechenden dünnen Siliziumlinsenplättchen 16, 17 und 18 sind in bezug auf einen entsprechenden Satz Mikro­ deflektorelemente für irgendeinen gegebenen Kanal ausgerich­ tet. Ein Kanal wird als die Bahn eines Elektronenstrahls definiert, die mittels eines axial ausgerichteten Satzes Mikrolinsenöffnungen und den zusammenwirkenden axial ausge­ richteten Mikrodeflektorelementen, wie im folgenden beschrie­ ben, geschaffen wird. Ein bevorzugtes axiales Profil für jeden axial ausgerichteten Satz Mikrolinsenöffnungen, die irgendeinen gegebenen Kanal bilden, ist in Fig. 17 darge­ stellt. Aus Fig. 17 ist ersichtlich, daß jeder Kanal aus vier Linsenplättchen 16, 17, 18 und 18 A besteht. Das vierte Plättchen 18 A kann in Abhängigkeit von der gewünschten Spei­ cherdichte wahlweise verwendet werden. Eine sehr kleine Öff­ nung 31 von ungefähr 2 µm Durchmesser ist auf der oberen Fläche des oberen dünnen, mit einer Öffnung versehe­ nen Siliziumplättchens 16 auf der Elektronenstrahleintritts­ seite der Anordnung ausgebildet. Diese kleine Öffnung 31 wird in der hochleitenden Oberfläche 33 des Linsenplättchens 16 ausgebildet. Wie bereits er­ wähnt, weist die Öffnung 31 aufgrund des Herstellungsverfah­ rens (wird weiter unten beschrieben) eine äußerst hohe Sym­ metrie um eine Mittelachse auf, die sich durch die Mitte der Öffnung 31 erstreckt und senkrecht zu den ebenen Oberflächen des dünnen Siliziumplättchens 16 verläuft. Eine zweite oder Austrittsöffnung 32 von ähnlich hoher Symmetrie in bezug auf die Mittelachse der Öffnung 31 wird auf der unteren Fläche des Linsenplättchens 16, die ebenfalls eine hochleitende Fläche 34 aufweist, ausgebildet. Dazwischen liegende Teile des Siliziumplättchens erstrecken sich zwischen den Öffnungen 31 und 32 und sind um einen geringen Betrag 35 rückwärts weg­ geätzt, um sicherzustellen, daß nur die Öffnungen 31 und 32 in den hochleitenden Flächen, die genau mit äußerster Eben­ mäßigkeit und Symmetrie ausgebildet sind, zur Erzeugung eines elektrischen Feldes wirksam sind, das einen durch das Linsen­ element verlaufenden Elektronenstrahl beeinflußt.

Das zweite, mit Öffnungen versehene dünne Siliziumlinsenplätt­ chen 17 weist Öffnungen 36 und 37 auf, die in den entspre­ chenden oberen und unteren Oberflächen des Plättchens aus­ gebildet sind, die im wesentlichen einen gleichen Durchmes­ ser aufweisen und ähnlich in den hochleitenden Oberflächen 33 und 34 des dünnen Siliziumlinsenplättchens 17 ausgebildet sind. In diesen Linsenplättchen erstrecken sich die nach außen ge­ neigten Seitenflächen 38 und 39 jeder Öffnung in den Grund­ körper des Halbleiterplättchens 17 von den entsprechenden Öffnungen 36 und 37 nach innen und schneiden sich an irgend­ einem mittleren Punkt, der im Abstand außerhalb vom Umfang der Öffnungen 36 und 37 mit gleichem Durchmesser liegt, so daß der Elektronenstrahl wiederum nicht beeinflußt wird und sichergestellt ist, daß nur die Seiten der Öffnungen 36 und 37, die zu diesem Zweck ausgelegt sind, elektrische Felder erzeugen, die den Elektronenstrahl beeinflussen.

Die dritte Platte 18 der stapelförmig angeordneten paralle­ len Linsenplatten hat eine Öffnung 41 mit größerem Durchmes­ ser in ihrer oberen oder Elektronenstrahleintrittsseite im Gegensatz zu einer Austrittsöffnung 42 mit einem sehr klei­ nen Durchmesser, die auf ihrer unteren leitenden Oberfläche 34 ausgebildet ist. Die geneigten Seitenflächen 43 des da­ zwischen liegenden Silizium-Halbleitergrundkörpers der Plat­ te wird wiederum um einen ausreichenden Betrag von den Um­ fangskanten der Öffnungen 41 und 42 nach hinten weggeätzt, um sicherzustellen, daß die dazwischen liegende Halbleiter­ schicht des Siliziumplättchens nicht den durch das Plättchen verlaufenden Elektronenstrahl beeinflußt. Das letzte Plätt­ chen 18 A in der Reihe (wenn verwendet) entspricht in der Kon­ struktion dem oberen Plättchen 16. Beim Zusammenbau der sta­ pelförmig angeordneten parallelen Siliziumlinsenplättchen 16, 17, 18 und 18 A in der oben beschriebenen Weise bildet die durch die Öffnung 31 in dem Linsenplättchen 16 verlaufende entsprechende Längsachse ebenfalls die gemeinsame Achse für alle axial ausgerichteten Öffnungen, die aus der Öffnung 32 im Plättchen 16, der Öffnung 36 und 37 in dem Plättchen 17, den Öffnungen 41 und 42 in dem Plättchen 18 und den Öffnun­ gen 31 und 32 in dem Plättchen 18 A (wenn verwendet) beste­ hen. Weiter muß man berücksichtigen, daß die gesamte Reihe der axial ausgerichteten Linsenöffnungen mittels der zusam­ mengebauten Mikrolinsenplättchen geschaffen werden, wobei, wenn eine Matrix von 128 × 128 Linsenelementen in der Reihe vorgesehen ist, Fig. 17 von jeder Seite sich nach außen er­ streckt, um die zusätzlichen 127 axial ausgerichteten Linsen­ elemente längs einer einzigen Ebene auszubilden. Die Mittel­ achse durch jeden axial ausgerichteten Satz der in Reihe an­ geordneten Elemente ist wiederum parallel zu allen anderen Mittelachsen und steht senkrecht auf der Ebene der dünnen Siliziumplättchen 16, 17, 18 bzw. 18 A.

Die in Fig. 17 gezeigten Linsenplättchen sorgen für Gleich­ förmigkeit und äußerste Symmetrie in der Anordnung von Lin­ senöffnungen, wie z. B. 31 und 42, mit kleinem Durchmesser in Zonen des in Fig. 17 gezeigten axialen Profils mit klei­ nem Durchmesser. Es ist ebenfalls notwendig, daß die Plat­ ten 16, 17, 18 und 18 A große Festigkeit aufweisen, da sie sich im Gebrauch in Feldern mit hohem Gradienten befinden und somit großen Ablenkkräften unterworfen sind. Die Ablenkkräfte kön­ nen die Linsenleistung stark beeinflussen, wenn die Öffnun­ gen nicht den hohen Grad axialer Symmetrie aufweisen. Dies beruht auf der Tatsache, daß die Linsenplatten unter dem Zug des zwischen den Platten aufgebrachten elektrischen Feldes zur Ablenkung neigen, so daß der Abstand der linsen­ artigen Elemente in der Nähe der Mitte der Platte geringer als der Abstand der linsenartigen Elemente an ihren Rändern ist. In erster Annäherung bewirkt die Abstandsänderung keine große Störung, da das durch den kürzeren Abstand geschaffene stärkere Feld in der Mitte teilweise durch den kürzeren Ab­ stand, über den das Feld aufgebracht wird, wieder aufgehoben wird. Die äußeren linsenartigen Elemente versuchen sich je­ doch sowohl sich zu neigen, als auch sich um einen infinitesimalen Be­ trag radial zu verschieben, was einen als "Comma" bekannten Linsenfehler verursacht. Aus diesem Grund ist es erwünscht, daß die Plättchen so ausgelegt sind, daß sie sich so wenig wie möglich während des Betriebs neigen. Mit dem in Fig. 17 gezeigten axialen Profil wird eine hohe Steifigkeit oder Festigkeit bezogen auf das Gewicht für eine optische Reihen­ dichte gegenüber dem Mittenabstand der Linsenelemente er­ reicht, wodurch man eine Konstruktion mit einer geringen Masse schafft, die für die Verwendung bei einem Zusammenbau mittels Glasstäben erforderlich ist, die aber auch eine aus­ reichende Steifigkeit besitzt, um eine übermäßige Ablenkung unter den elektrischen Feldspannungen zu verhindern. Zum Beispiel betragen bei einer Siliziumlinsenplatte mit einem Durchmes­ ser von ungefähr 76 mm und einer Dicke von 1/2 mm mit einem Abstand zwischen den Plättchen von ungefähr 1 mm die gesam­ ten nicht ausgeglichenen Kräfte auf dem Plättchen etwa 2,27 N, wobei die mittlere Verschiebung in der Größenordnung von 50 µm liegt, was zu einer maximalen Neigung von weniger als 1/2 Milliradiand führt, welches eine annehmbare Linsenlei­ stung ergibt.

Das erforderliche Profil kann mittels verschiedener, be­ kannter Fotolithographie- und Ätzverfahren, die in der Herstellung von Halbleitermikroschaltkreisen verwendet wer­ den, geschaffen werden. Ein bevorzugtes Verfahren zur Her­ stellung von mit Öffnungen versehenen, dünnen Mikrolinsen- Siliziumplättchen ist in den Fig. 18A-18J dargestellt. Als Ausgangsmaterial dient ein N-leitendes einkristallines Silizium­ plättchen 17 mit einer Dicke von ungefähr 1/2 mm und einer Orientierung von (100). Am Umfang des Plättchens sind zur Er­ leichterung der Ausrichtung der Fotomaske, die zur Ausbil­ dung der abgedeckten Oberflächenzonen des Siliziumplättchens verwendet wird, Ausrichtkerben 51 vorgesehen, die ebenfalls dazu dienen, das Plättchen mit anderen mit Öffnungen verse­ henen Linsenplättchen in der Mikrolinsenanordnung auszurich­ ten. Auf beiden Seiten des Siliziumplättchens wird eine feuch­ te Siliziumdioxidschicht 52, 52 aufgebaut (siehe Fig. 18B). Nach dem Aufbau der Oxidschichten auf jeder Seite des Plättchens werden auf einer Fläche an den äußeren Kanten mittels des fotolithographischen Abdeckverfahrens und des Belichtens der einen Fläche 52 des Plättchens Chromausrichtpunkte mit Hilfe einer Chromdampfatmosphäre aufgebracht, wodurch Chromaus­ richtpunkte 54 (siehe Fig. 18C) erzeugt werden. Mittels der Chromausrichtpunkte und der Kerben am Umfang des Plättchens werden wiederum mittels des fotolithographischen Verfahrens eine Reihe Siliziumdioxidpunkte 55 dort erzeugt, wo Öffnungen in den Plättchen ausgebildet werden sollen (siehe Fig. 18D). Jeder der Siliziumdioxidpunkte in der Reihe sollte in Form und Größe den in dem Plättchen auszubildenden Öffnungen entspre­ chen. Nachdem die Oxidschicht zur Ausbildung der Oxid­ punkte 55 behandelt wurde, werden die Chromausrichtpunkte entfernt. Während dieses Verfahrens sind die Kerben und Rück­ seite des Plättchens mit Wachs oder einer anderen geeigneten Schutzbeschichtung geschützt.

Der nächste Schritt bei der Herstellung ist die Erzeugung einer Reihe Oxidpunkte auf der verbleibenden unbehandelten Seite des Plättchens, die, wie in Fig. 17 dargestellt, von gleicher oder unterschiedlicher Größe, bezogen auf die auf der vorher behandelten Seite ausgebildeten Oxidpunkte, sein können. Wenn aus den in Frage stehenden Plättchen eine End­ platte hergestellt werden soll, sind die Oxidpunkte auf den zwei Seiten des Plättchens von unterschiedlicher Größe, haben jedoch den gleichen Mittelpunkt (z. B. axial ausgerich­ tet), wie dies oben beschrieben ist. Dies wird mittels Infrarotver­ fahren erreicht, die eine Ausrichtung der Siliziumdioxidpunkte auf beiden Seiten des Plättchens während des fotolithogra­ phischen Bearbeitens zur Herstellung des zweiten Satzes der Oxidpunkte sicherstellen. Die sich ergebende Reihe von Oxid­ punkten 56 auf der verbleibenden Fläche ist in Fig. 18E ge­ zeigt.

Nun wird das Plättchen mit einer borenthaltenden Emulsion schleuderbeschichtet, wobei die Emulsion auf beide Seiten des Plättchens aufgebracht wird. Das mit der borenthalten­ den Emulsion beschichtete Plättchen wird dann in einem Ofen bei ungefähr 1100°C in einer Stickstoffatmosphäre gebrannt. Hierbei diffundiert der in der Emulsion enthaltene Bor-Do­ tierstoff in die Oberfläche des Siliziumplättchens bis zu einer Tiefe von ungefähr 2 µm, worauf an diesem Punkt der Brennvorgang unterbrochen wird (siehe Fig. 18F), wodurch man eine borbeschichtete Oberflächenschicht 33 dort erhält, wo keine Öffnungen erscheinen sollen, wie dies am besten in Fig. 18H zu sehen ist. Die überschüssige Borbeschichtung wird in einem Hydrofluorbad entfernt, woraufhin mittels eines zwei­ ten Bades mit frischer Hydrofluorsäure die Oxidpunkte oder Vorsprünge entfernt werden. Nach diesem Verfahrensschritt verbleibt eine tiefe feste bordotierte Schicht in den Oberflächen­ zonen des Plättchens, an denen keine Öffnungen ausgebildet werden sollen, wobei scharf begrenzte nicht dotierte Sili­ ziumöffnungszonen 55 A und 56 A (siehe Fig. 18G) ausgebildet werden, die von gleichmäßiger Symmetrie sind, da die Bor- Diffusion überall äußerst gleichförmig ist. Schließlich wird in einem letzten Verfahrensschritt das bordotierte Plättchen in einem heißen Pyrocatechol und Äthylen-diamin- Bad geätzt, wie dies in Artikel "Ink Jet Printing Nozzle Arrays Etched in Silicon" von E. Bassous, et al. in den Applied Physics Letters, Vol. 31, No. 2 vom 15. Juli 1977, Seiten 135-137, beschrieben ist. In diesem Artikel wird gelehrt, daß die Abhängigkeit der Ausrichtgeschwindig­ keit die Ätzwirkung unterbricht, wenn sich die geneigten Flächen unterhalb der zwei auf den gegenüberliegenden Seiten des Si­ liziumplättchens ausgebildeten Öffnungen treffen. Ent­ sprechend ist eine darunterliegende Siliziumstützschicht für die Öffnungen, die von der bordotierten Schicht begrenzt werden, die nunmehr die verbleibenden Oberflächenzonen des Siliziumplättchens 17 festlegt, etwas unterhalb der bor­ dotierten Schicht 33 unterschnitten, wie dies in den Fig. 17, 18 und 18I dargestellt ist, wodurch Öffnungen von äu­ ßerster Symmetrie und Ebenheit hergestellt werden, wie dies in den Fig. 18I und 18J dargestellt ist. In diesem Zusammen­ hang soll darauf hingewiesen werden, daß das Profil der un­ ter der dünnen bordotierten Schicht 33 liegenden Silizium­ stützschicht nicht kritisch ist. Das wesentliche ist, daß die dünne, bordotierte Oberflächenschicht 33 die Öffnung (oder das Loch) begrenzt, wobei die Schicht nicht von dem Ätzmittel zerstört wird, das zum Wegätzen der Siliziumstütz­ schicht zwischen den axial ausgerichteten Öffnungen auf bei­ den gegenüberliegenden Seiten des Siliziumplättchens verwen­ det wird. Es gibt mehrere verschiedene bekannte Verfahren zur Durchführung des oben beschriebenen "Differenzätzens", wobei jedoch das beschriebene Verfahren bevorzugt verwendet wird.

Die obige Beschreibung bezog sich auf die Herstellung des mittleren Linsenplättchens, bei dem die Öffnungen auf je­ der Seite des Plättchens im wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweisen. Das beschriebene Verfahren ist nicht auf die Herstellung von Linsenplättchen dieser Art beschränkt, sondern kann ebenfalls zur Herstellung der Endplättchen ver­ wendet werden, bei denen die Öffnungen auf der einen Seite des Plättchens kleiner als die Öffnungen auf der gegenüber­ liegenden Seite des Plättchens sind. Ebenfalls kann das be­ schriebene Verfahren zur Ausbildung anderer Formen, wie z. B. in Fig. 28 dargestellt, verwendet werden.

Fig. 5 ist eine Endansicht der Mikrodeflektoreinheit und Fig. 6 eine teilweise geschnittene Ansicht der Deflektoreinheit längs der Ebene 6-6 von Fig. 5. Wie man am besten in Fig. 5 sieht, umfaßt die Mikrodeflektoreinheit zwei orthogonal in Reihe angeordnete Sätze paralleler, im Ab­ stand angeordnete Deflektorstäbe 61 und 62, die im rechten Winkel zueinander so angeordnet sind, daß sie mehrere ortho­ gonale, in Reihe angeordnete Sätze von Mikrodeflektorele­ menten ausbilden. Wie im folgenden beschrieben wird, sind alter­ nierende Stäbe jedes Satzes der orthogonal angeordneten De­ flektorstäbe 61 und 62 elektrisch gemeinsam mit einer entsprechenden Quelle eines feinen x-y-Ab­ lenkpotentials verbunden, wodurch ein Elektronenstrahl, der irgend­ eins der Mikrodeflektorelemente durchläuft, in einer im we­ sentlichen rechtwinkligen Richtung zur Bahn des Elektronen­ strahls entweder in x- oder y-Richtung abgelenkt wird. Wenn man beispielsweise die in Fig. 5 bezeichneten x- und y-Ach­ sen betrachtet, bewirkt das x-Achsen-Ablenkpotential, das zwischen zwei alternierende Deflektorstäbe 62 aufgebracht wird, daß ein durch eins der Mikrodeflektorelemente verlau­ fender Elektronenstrahl nach rechts oder links in Fig. 5 längs der x-Achse in Abhängigkeit von der Polarität und Größe des feinen x-Achsen-Ablenkpotentials, abgelenkt wird. Ähnlich bewirkt das feine y-Achsen-Ablenkpotential, das auf alternierende Deflektorstäbe 61 aufgebracht wird, eine Ab­ lenkung eines durch irgendeins der Mikrodeflektorelemente verlaufenden Elektronenstrahls längs der y-Achse in Abhängig­ keit von der Polarität und Größe des feinen y-Achsen-Ablenkpoten­ tials, das den alternierenden Deflektorstäben 61 zugeführt wird. Insofern ist es vorzuziehen, daß der Schnittpunkt der orthogonal angeordneten Sätze der Deflektorstäbe 61 und 62 an ihren Schnittpunkten eine vollständige Reihe von De­ flektorelementen begrenzt, da die Deflektorstäbe voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei an jedem Schnittpunkt der orthogonal angeordneten Stäbe ein im wesentlichen qua­ dratischer, feiner offener Spalt besteht, der das Mikrode­ flektorelement innerhalb der Schnittpunkte begrenzt. Dieses Mikrodeflektorelement (bzw. der offene Spalt) ist so angeordnet, daß es axial mit einem entsprechenden Satz der in der Mikro­ linseneinheit ausgebildeten Mikrolinsenöffnungen ausge­ richtet ist. Aus diesem Grund muß beim Zusammenbau der Mikro­ deflektoreinheit mit der Mikrolinseneinheit zur genauen axialen Ausrichtung jedes entsprechenden Mikrodeflektorele­ ments mit den axial ausgerichteten entsprechenden Mikrolin­ senöffnungen äußerste Sorgfalt aufgewendet werden.

Jeder der Mikrodeflektorstäbe 61 und 62 ist vorzugsweise aus polykristallinem Silizium hergestellt, wie es im folgen­ den unter Bezugnahme auf die Fig. 20, 20A-20F beschrieben wird, wobei die Oberflächen mit einer Platinbeschichtung oder einem anderen hochleitenden metallischen Material be­ schichtet sein können. Wie man am besten in Fig. 20 sieht, werden die feinen Deflektorstäbe 61, 62 vorzugsweise von einem rechteckigen Block 63 aus polykristallinem Silizium gesägt, der Kerben 64 und 65 aufweist, die eingesägt oder auf andere Weise an jedem Ende des Blocks 63 ausgebildet wurden.

Wie man am besten in der Endansicht von Fig. 20A sieht, ist die Kerbe 64 von dem Ende des Siliziumblocks 63 um ei­ nen größeren Abstand "a" als die Kerbe 65 entfernt, die um einen geringeren Abstand "b" von dem Ende des polykristal­ linen Siliziumblocks entfernt ist. Der Grund für die unter­ schiedlichen Abmessungen "a" und "b" wird im folgenden er­ läutert. Es soll darauf hingewiesen werden, daß die feinen Deflektorstäbe 62 in der identischen Weise mit im wesent­ lichen den gleichen Abmessungen "a" und "b" hergestellt wer­ den. Nach dem Ausbilden der Kerben 64 und 65 in dem poly­ kristallinen Siliziumblock 63 werden die einzelnen Stäbe 61, 62 von dem Block 63 in der in Fig. 20 gezeigten Weise ge­ sägt. Im Gegensatz zu Aluminiumoxid oder anderen vergleich­ baren keramischen Materialien ist Silizium nicht nahezu so hart, so daß das Werkzeug zum Absägen der einzelnen Silizium­ deflektorstäbe 61, 62 von dem Siliziumblock kein besonderes Problem darstellt. An diesem Herstellungsabschnitt werden die Deflektorstäbe 61, 62 mit einer ungefähr 200 nm dicken Beschichtung eines schweren Metalls, wie z. B. Platin oder Gold, vorzugsweise mittels eines Ionenplatierverfahrens, wie es in dem Artikel "Electron Beam Techniques for Ion Plating" von D. Chambers und D. C. Charmichael in Research/ Development, Vol. 22, vom Mai 1971 beschrieben wird, oder alternativ mittels Bedampfens, wie dies im Artikel "Physical Vapor Deposition" von Airco Temescal Staff, 1976, R. J. Hill, Director, Seite 60 beschrieben wird, beschichtet. Andere bekannte Metallisierungsverfahren können ebenfalls verwen­ det werden, um eine Metallschicht mit guter Haftfähigkeit und einer Dicke von etwa 200 nm zu schaffen. Vor dem Metallisieren der Flächen der gesägten Deflektorstäbe kann es notwendig sein, jeden Stab einer Endbearbeitung zum Ent­ fernen von Graten und anderen Oberflächenunregelmäßigkeiten zu unterziehen.

Fig. 20B und 20C sind eine Aufsicht und eine Seitenansicht einer geeigneten Halterung zum Zusammenbau der Mikrodeflek­ torstäbe in einer beabstandeten parallelen Anordnung. In Fig. 20B wird ein quadratischer oder rechtwinkliger Silizium­ block 66 verwendet, der mehrere darin ausgebildete Schlitze 67 aufweist, die mit einer geeigneten Tiefe versehen sind, so daß die mechanische Festigkeit der Halterung gewährlei­ stet ist, wenn die metallisierten und gemäß Fig. 20 und 20A her­ gestellten Deflektorstäbe, wie bei Fig. 20C gezeigt, einge­ setzt werden. Der mit Schlitzen versehene Siliziumblock 66 bildet nach der Fertigstellung eine Befestigung, die wieder zum Zusammenbau der Deflektoreinheit verwendet werden kann, wie dies im folgenden beschrieben wird. Da er eben­ falls aus Silizium besteht, ist er thermisch mit den Stäben, die mittels der Halterung gehalten werden, verträglich, wo­ durch Spannungen vermindert werden, die unter Umständen beim Zusammenbauen auftreten können.

Fig. 20D zeigt ein bevorzugtes Verfahren zum Zusammenbau ei­ nes Satzes Deflektorstäbe 61 in einer parallelen, beabstan­ deten Beziehung mittels Glastragstäben 68. Die metallisier­ ten Siliziumstäbe 61 (oder 62) werden mit ihrer Oberseite nach unten in die Schlitze 67 in den Siliziumblock 66 eingesetzt, wobei die Kerben 64 und 65 nach oben weisen und längs einer Achse ausgerichtet sind, wenn man in die Ebene der Zeichnung sieht. Wenn man die Stäbe so anordnet, werden sie abwechselnd in bezug auf ihr Ende umgekehrt angeordnet, so daß bei alternierenden Stäben die Kerbe 64 mit den Kerben 65 der restlichen der alternierenden Stäbe ausgerichtet ist. Ein Glastragstab 68 wird dann in die axial ausgerichteten alternierenden Kerben 64 und 65, die an jedem Ende der paral­ lelen Reihe der Deflektorstäbe ausgebildet sind, angeordnet (siehe Fig. 20D). Ein dünner Leitungsdraht 69 oder ein Band aus Platin wird dann benachbart zu den länglichen Enden der alternierenden Stäbe, die die Abmessung "a" zwischen den Kerben 64 und den Enden der Stäbe aufweisen, angeord­ net, und es wird ein Druckkissen 71 aufgebracht, um den Leitungs­ draht 69 in festen Eingriff mit den länglichen Enden der alternierenden Stäbe 61 zu bringen. An gegenüberliegenden Seiten der Halterung wird eine ähnliche Anordnung verwendet, um einen entsprechenden Leitungsdraht 69 mit den verbleiben­ den alternierenden Sätzen der Deflektorstäbe 61 zu verbinden. Die Halterung 66 wird von einem Tisch entsprechender Stärke getragen und ein zweites Druckkissen 72 wird über alle zu­ sammenzubauende Deflektorstäbe nach unten gerichtet aufge­ bracht, wobei gleichzeitig über ein geeignetes Heizwerkzeug Wärme zugeführt wird, wodurch die Glasstäbe 68 bis zu einer Temperatur nahe ihres Schmelzpunktes erwärmt werden, so daß sie erweichen und thermisch mit den einzelnen Deflektorstä­ ben an ihren Berührungspunkten verschweißt werden. Gleich­ zeitig wird Heizstrom durch die dünnen Platinleitungsdrähte 69 zugeführt, wodurch die thermische Verschweißung der Dräh­ te mit den Enden der metallisierten Siliziumstäbe zur Ausbil­ dung eines guten elektrischen Kontakts bewirkt wird. Nach dem Abkühlen des Glasstabs 68 sind alle Deflektorstäbe 61 thermisch mit den Glasstäben verschweißt. Darauf kann die Halterung 66 entfernt, um in einer neuen Anordnung eines zweiten Satzes Deflektorstäbe wieder verwendet zu werden. Da die Halterung 66 aus dem gleichen Material wie die Deflek­ torstäbe besteht, können mechanische Unstimmigkeiten und Span­ nungen infolge thermischer Unterschiede in den Materialien, die sonst während des Heizens und Abkühlens beim Zusammenbau auftreten, vermieden werden. Eine ähnliche Anordnung wird beim Befestigen des zweiten Satzes der Deflektorstäbe 62 an ihren entsprechenden Glastragstäben verwendet, wodurch ein zweiter Satz beabstandeter, paralleler Deflektorstäbe 61 und 62 erzeugt wird, der zur Ausbildung der Mikrodeflektor­ einheit erforderlich ist, wie sie unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 5 und 6 beschrieben wurde.

Fig. 20D zeigt ebenfalls schematisch eine alternative Art zur Anbringung des erforderlichen Leiters an die alternie­ renden Deflektorstäbe unter Verwendung eines anders geform­ ten Drahtes 69 A. Der andere Leitungsdraht 69 A kann einen kreisförmigen Querschnitt, einen flachen oder irgendeinen gewünsch­ ten Querschnitt aufweisen, da er in die Kerbe 64 unterhalb des Glasstabs 68 eingepaßt wird und sich längs der oberen Kante erstreckt und somit mit den alternierenden Stäben 62 verschmolzen wird. Zu diesem Zweck ist es notwendig, die zwei Kerben 64 und 65 mit unterschiedlicher Tiefe auszubil­ den, statt ihre Enden unterschiedlich lang entsprechend den Versetzungen "a" und "b" zu machen und sie dann ab­ wechselnd anzuordnen. Der Leitungsdraht 69 A sollte dann von ausreichender Dicke sein, um etwas von dem Glasstab 68 zu­ sammengedrückt zu werden, wenn er mit den Seiten der Kerbe 64 während des thermischen Verschweißens des Glasstabs mit den Stäben 61 mit den Seiten der Kerbe 64 in Eingriff kommt. Mit der anderen Kontaktanordnung unter Verwendung des Lei­ ters 69 A ist es nicht notwendig, zusätzliche Druckkissen 71 mit der Ausnahme für die Endausrichtung vorzusehen. Während zwei alternative Verfahren zur Aufbringung der Erregerpo­ tentiale auf die alternierenden Mikrodeflektorerreger be­ schrieben wurden, kann auch ein quer verlaufender Verbindungsdraht über den obe­ ren Enden des Satzes der Stäbe verwendet werden, wobei alternierende Deflektorstäbe mit dem Querträger verankert oder auf andere Weise verbunden sind und die dazwischen liegenden Stäbe mit einem Isolierspalt versehen sind, so daß keine elektrische Verbindung entsteht.

Zusätzlich zu den metallisierten Siliziumdeflektorstäben, die in zwei orthogonal angeordneten Sätzen, wie oben be­ schrieben und in Fig. 5 gezeigt, hergestellt sind, umfaßt jeder Satz der beabstandet parallel angeordneten Sätze läng­ liche Endstäbe 61 A und 61 B, die parallel zu den Deflektorstäben 61 verlaufen und längliche Endstäbe 62 A und 62 B, die parallel zu den Deflektorstäben 62 ver­ laufen. Die länglichen Enddeflektorstäbe 61 A, 61 B, 62 A und 62 B bestehen vorzugsweise alle aus einem geeigneten polier­ ten, nicht-magnetischen Metall, wie z. B. Molybdän, Wolfram oder einem anderen geeigneten Metall, das elektronenoptisch rein gemacht werden kann und das eine ausreichende Festig­ keit aufweist, um als Befestigungseinrichtung zur Befesti­ gung der beabstandeten, parallel angeordneten, metallisier­ ten Siliziumdeflektorstäbe innerhalb des Gehäuses einer Elek­ tronenstrahlröhre zu dienen. Es ist ebenfalls wünschenswert, daß mindestens die Enden der länglichen Enddeflektorstäbe 61 A-62 B plastisch bis zu dem Maß verformbar sind, daß sie in Übereinstimmung mit einer Form gebogen werden können, wodurch sie an einem Befestigungsring oder ein anderes Trag­ teil, das an einem besonderen Punkt innerhalb des Gehäuses der Elektronenstrahlröhre angeordnet ist, angeklemmt werden kön­ nen. Die Mikrodeflektoreinheit nach Fig. 5 verwendet jedoch längliche Enddeflektorstäbe 61 A, 61 B, 62 A und 62 B, bei denen die Enden der Stäbe über die Glasstäbe 68, an denen sie in gleicher Weise im gleichen Wärmebehandlungsprozeß, mit dem die metallisierten Siliziumdeflektorstäbe an den Glasstäben befestigt werden, thermisch angeschweißt sind. Die Enden der länglichen Enddeflektorstäbe dienen als Be­ festigungsstücke zur Festlegung eines ringförmigen metalli­ schen Tragrings 73, wobei jeder der Sätze der orthogonal an­ geordneten, parallelen, beabstandeten, metallisierten Silizium­ deflektorstäbe 61 und 62 beabstandet und einander gegenüber­ liegend befestigt werden kann. Um den Abstand zwischen den zwei Sätzen der Deflektorstäbe 61 und 62 auf einem Minimum zu halten, werden die Enden der länglichen Enddeflektorstä­ be 61 A und 61 B an der oberen Fläche des Stützrings 73 be­ festigt, während die Enden der länglichen Enddeflektorstäbe 62 A und 62 B an der Unterseite des Tragrings befestigt werden (siehe Fig. 5). Fig. 6 zeigt einen Querschnitt der Mikrode­ flektoreinheit, wobei man sieht, daß zwei Sätze der orthogonal in Reihe angeordneten, beabstandeten, parallel verlaufenden Deflektorstäbe 61 und 62 in bezug auf die Brei­ te der Stäbe um einen kleinen Abstand voneinander entfernt angeordnet sind, wobei der Abstand nur in der Größenordnung von einigen Millimetern liegt.

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt einer Fangelektrodeneinheit, die zusammen mit der gesamten Mikrolinsen- und der Mikrodeflektoranordnung von Fig. 1 verwendet wird. Die Fangelektrodenanordnung 13 umfaßt einen Metalloxidhalb­ leiterspeicherkondensator, entsprechend dem, der in der US-PS 40 79 358 beschrieben ist. Das MOS-Speicher-Kondensator-Fangelektrodenbauteil 13 ist zur Abstützung auf einem massiven, augenförmigen keramischen Befestigungselement 81 befestigt, wobei das MOS-Speicher- Kondensator-Fangelektrodenbauteil 13 von einer mittleren Öffnung 13 A abgestützt wird. Das Vorspannpotential und auch die während des Ablesens des MOS-Speicher-Kondensator- Fangelektrodenbauteils ankommenden Signale werden über einen isolierenden Anschluß (nicht gezeigt) zur Aufbringung auf die obere (die der Mikrodeflektoreinheit am nächsten liegende) leitende Fläche des MOS-Speicher-Kondensator-Fangelektro­ denbauteils, wie in der obenerwähnten US-PS 40 79 358 be­ schrieben, zugeführt. Das verstärkte Bauteil 81 und eine kugelförmige Abdeckplatte 83 sind an einem ringförmigen äußeren Ring 84 zur Befestigung der axial sich erstrecken­ den gemeinsamen Glasstützstäbe 14 befestigt.

Wie man am besten aus Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 8 er­ kennt, ist der metallische Befestigungsring 22 für die Mi­ krolinseneinheit verankert oder anderweitig an der inneren Umfangskante eines becherförmigen äußeren Tragrings 85 befestigt, der wiederum mittels trapezförmiger Befesti­ gungsstücke 86 an den sich axial erstreckenden, am Umfang angeordneten Glasstäben 14 festgelegt ist. In einer ähn­ lichen Weise ist der äußere Stützring 73 für die Mikrode­ flektoreinheit mit seiner äußeren Umfangskante ver­ ankert oder anderweitig an der inneren Umfangskante eines scheibenförmigen, metallischen äußeren Tragrings 87 befe­ stigt, der wiederum an den sich axial erstreckenden, am Um­ fang angeordneten Metallstäben 14 mittels Befestigungsstüc­ ken 88 festgelegt ist. Schließlich ist der Stützring 84 für die Fangelektrodenanordnung 13 an seinem äußeren Um­ fang an dem inneren Umfang eines zweiten ringförmigen, scheibenförmigen metallischen Befestigungsrings 89 verankert oder anderweitig befestigt, der wiederum an den sich axial erstreckenden Tragstäben 14 mittels Befestigungsstücken 90 festgelegt ist. Während der Anordnung jedes der Mikrolinsen­ bauteile an den sich axial erstreckenden Tragstäben 14 aus Glas mittels Verankerns oder Befestigens des Tragrings 22 an dem äußeren Tragring 85 wird die genaue Ausrichtung der Öffnungen relativ zu den Linsenelementen der Mikrodeflektor­ einheit 12 und zu der Fangelektrode 13 mittels Einsetzens von Ausrichtstäben in Ausrichtkerben oder Öffnungen 91 in den entsprechenden Befestigungsringen 22 (siehe Fig. 4), Kerben 92 in dem Befestigungsring 73 (siehe Fig. 5) und nicht dargestellten Befestigungskerben in dem Befestigungs­ ring 84 erreicht. Je nach Wunsch kann ein elektronenopti­ sches und/oder ein lichtoptisches Ausrichtverfahren stattfinden oder zusätzlich zu dem oben beschriebenen mechanischen Aus­ richtverfahren verwendet werden.

Nach dem Zusammenbau in der oben beschriebenen Weise er­ hält man eine Mikrolinsen- und Mikrodeflektor­ anordnung zusammen mit einer Endplatte für den Grobablenk- Abschnitt und einer Fangelektrode, die aus Silizium, entweder in der einkristallinen oder polykristallinen Form, und Glas bis zum größtmöglichen Ausmaß hergestellt sind, so daß alle Teile der Anordnung vergleichbare thermische Eigenschaften und im wesentlichen bis zum größtmöglichen Maß den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Eine Anzahl von Teilen werden entsprechend dem Halbleiter-Mikroschalt­ kreis-Herstellungsverfahren hergestellt, welches eine aus­ gezeichnete Rundheit, Symmetrie und Ebenmäßigkeit der in den Mikrolinsen angeordneten Öffnungen mit guter Symmetrie im Raum zwischen den Öffnungen schafft. Die ge­ samte Anordnung wird mittels Glasstäben oder Stäben aus einem anderen ähnlichen Material soweit wie möglich zusammengehalten. Die Vorteile der mittels diesen Herstellungsverfahren her­ gestellten Anordnung liegen in der Verminderung der Kosten und der sonst erforderlichen Maßnahmen zur Überwachung der schnellen Temperaturänderungen zwischen den verschiedenen Teilen der elektronenoptischen Anordnung, da Glas- und Sili­ ziumteile im wesentlichen den gleichen thermischen Ausdeh­ nungskoeffizienten aufweisen. Das bei der Herstellung der meisten Teile verwendete Silizium hat eine größere Steifig­ keit und eine bessere Abmessungsstabilität und kann ohne Verwendung von Stützringen oder Bändern verwendet werden, wodurch es möglich wird, irgendeine gewünschte Linsenplat­ tendicke oder irgendeinen Abstand von Linsenplatte zu Lin­ senplatte zu verwirklichen. Es ist viel einfacher, Silizium zu schneiden und zu metallisieren, als gebranntes Keramik­ material oder ein anderes früher verwendetes Material zu schnei­ den, wodurch die Herstellung der feinen Deflektorstäbe billiger wird und besser gesteuert werden kann. Es soll je­ doch darauf hingewiesen werden, daß die Verwendung von ke­ ramischen Deflektorstäben nicht ausgeschlossen ist. Das hier beschriebene Herstellungsverfahren hat eine elektro­ nenoptische reine Konstruktion zur Folge und gestattet zu­ sätzlich eine Flexibilität in der Ausbildung der Deflektor­ stäbe, so daß der spätere Zusammenbau und die Verbindung des Ablenkpotentials mit den Stäben erleichtert wird.

Fig. 9 und 10 zeigen die neue verbesserte Mikrolinsen- und Mikrodeflektoranordnung, die in Verbindung mit einem anderen Fangelektrodenbauteil, verglichen mit dem in Fig. 1 gezeigten, verwendet werden. Die in Fig. 1 gezeigte Anord­ nung ist für die Verwendung mit Elektronenstrahl-Zugriff­ speichern, die in Elektronenrechnern verwendet werden, geeignet. Die in den Fig. 9 und 10 gezeigte Anordnung ist für die Verwen­ dung bei der Halbleiter-Mikroschaltkreis-Herstellung oder anderen vergleichbaren, mit Elektronenstrahlen arbeitenden Ver­ fahren geeignet. Aus diesem Grund umfaßt die in Fig. 9 ge­ zeigte Anordnung ein elektronenempfindliches Fangelektroden­ bauteil 91, das unmittelbar benachbart zur Mikrodeflektor­ einheit auf der Elektronenstrahlaustrittsseite angeord­ net ist, damit die Elektronen nach der Ablenkung des Elek­ tronenstrahls mittels der Mikrodeflektoreinheit 12 darauf auftreffen. Das elektronenempfindliche Fangelektro­ denbauteil 91 kann eine lichtempfindliche Platte aufweisen, wenn die Vorrichtung zur Abbildung oder Ausrichtung oder ähnlichem verwendet wird, oder es kann alternativ ein elektro­ nenempfindliches, lichtbeständig beschichtetes Plättchen, dessen elektronenempfindliche Fläche gegenüber der Aus­ trittsseite der Mikrodeflektoreinheit 12 angeordnet ist, umfassen. Das elektronenempfindliche Bauteil 91 ist an ei­ nem Plättchenhalter 92 mittels Klammern 93 befestigt, die rings um den Umfang des Plättchens oder Bauteils 91 angeordnet sind. Aufgrund des innerhalb des Gehäuses 94 mittels einer Vakuum­ vorrichtung (nicht gezeigt), die mit dem Gehäuse zum Absau­ gen der Atmosphäre des Gehäuses auf ein niedriges Vakuumni­ veau verbunden ist, erzeugten Vakuums wird das elektronen­ empfindliche Plättchen oder Bauteil 91 zusammen mit dem Plättchenhalter 92 über dem Ende der evakuierten Röhre ange­ ordnet. Um den Austausch der elektronenempfindlichen Plätt­ chen zu erleichtern, ist ein Schieber vorgesehen, der eine mittlere Öffnung in der Endwand 95 des Röhrengehäuses 94 verschließen kann. Während des Betriebs der Röhre wird die mittlere Öffnung in der Endwand 95 mittels des Plättchenhal­ ters 92 und des elektronenempfindlichen Bauteils 91, das durch die Kraft des Vakuums und des äußeren atmosphärischen Drucks auf der Öffnung gehalten wird, geschlossen. Um das elektronenempfindliche Plättchen 91 nach seiner Bearbeitung auszutauschen, ist ein linear verschiebbarer Schieber 96 vorgesehen, der über die mittlere Öffnung in der Endwand 95 gleiten kann und diese mittels O-Ringen 97 abdichtet, wenn er mittels Sperrnocken 98 betätigt wird. Wenn der Schieber 96 über der zentralen Öffnung in der Endwand 95 angeordnet ist, können das elektronenempfindliche Bauteil 91 und der Plättchenhalter 92 entfernt werden, ohne daß das Vakuum innerhalb des Röhrengehäuses 94 vollständig zusammen­ bricht. Nach dem Austausch des elektronenempfindlichen Bau­ teils 91 kann der Schieber 96 mittels geeigneter Betätigung der Nocken 98 in die in Fig. 9 gezeigte Stellung verschoben werden, nachdem ein neues elektronenempfindliches Bauteil 91 und der Plättchenhalter 92 wieder so angeordnet sind, daß sie dem Inneren des Gehäuses ausgesetzt sind, wenn der Schieber 96 weggezogen ist und das Gehäuse wieder auf ein geeignetes Vakuum gebracht wurde.

Die Mikrolinseneinheit 11 und die Mikrodeflektoreinheit 12 werden mittels eines Tragrings 99 an einem Glasring oder Band 101 mit dem äußeren Umfang eines Roh-Deflektorkegels 100 an einem Punkt benachbart zum Ende 95 der Röhre 94 thermisch verschweißt. Der Tragring 99 bildet eine Dichtung mittels einer dünnen Schürze, die in dem Glasbefestigungsring 101 während des thermischen Verschweißens eingebettet ist. Zwischen dem äußeren Umfang des Tragrings 99 und dem inneren Umfang des äußeren Gehäuses 94 ist ein O-Ring als Dichtung angeordnet. Mit dieser Konstruktion wird die innerhalb des Gehäuses 94 enthaltene Metallmenge an den obenerwähnten Gründen auf ein Minimum reduziert, wodurch das Gesamtgewicht der Anordnung und der Einfluß unterschiedlicher thermischer Expansionskoeffizienten des Konstruktionsmaterials auf ein Minimum reduziert werden.

In der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform ist der Roh-De­ flektorabschnitt 102 des Roh-Deflektorkegels 100 zwischen einer Elektronenkanone 103 zur Erzeugung eines feinen, stift­ artigen Elektronenstrahls und der Mikrolinseneinheit und der Deflektoreinheit angeordnet. Der von der Elektronenkanone 103 durch den Roh-Deflektorabschnitt 102 ausgesandte Elektronenstrahl wird wahlweise mittels des Roh-Deflek­ tors abgelenkt, um durch eine ausgewählte Öffnung der Matrix der 128 × 128 ausgerichteten Öffnungen in der Endplatte 15 zu gelangen. Der Elektronenstrahl verläuft dann durch die entsprechend axial ausgerichteten Linsenöffnungen in der Mikrolinsenuntereinheit 11 und das axial ausgerichtete Mikrodeflektorelement in der Mikrodeflektoreinheit 12, um darauf wahlweise auf das elektronenempfindliche Bauteil 91 an einem Punkt aufzutreffen, der mittels der feinen x-y- Ablenkspannungen, die der Mikrodeflektoreinheit zuge­ führt werden, bestimmt wird. Hierdurch ist eine äußerst feine Steuerung des Auftreffpunktes des Elektronenstrahls auf das elektronenempfindliche Bauteil 91 möglich.

Die in Fig. 10 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 9 dadurch, daß sie eine andere Elektronen­ kanone 103 verwendet. Die Ausführungsform gemäß Fig. 10 verwendet eine Feldemissionselektronenkanone zur Erzeugung eines Elektronenflusses, der durch eine abgestufte Feld­ konstruktion 104 gelangt, die vollständig die Innenfläche des Roh-Deflektorkegels 90 umgibt und die statt des Roh- Deflektors 102 in Fig. 9 verwendet wird. Die abgestufte Feldkonstruktion 104 ist zur Erzeugung eines gleichförmigen Elektronenflusses ausgelegt, der die gesamte Fläche der End­ platte 15 bedeckt, wodurch gleichförmig und gleichzeitig Elektronenstrahlen verminderter Strahlenstärke durch alle Mikrolinsen in der Einheit 11 und die entsprechenden Mi­ krodeflektorelemente in der Mikrodeflektoreinheit 12 ge­ langen. Nach dem Durchlaufen der Mikrodeflektoreinheit 12 erhält man eine Vielzahl von im wesentlichen parallelen Elektronenstrahlen, die alle gleichförmig mittels des Mikro­ deflektors 12 auf getrennte Flächen des elektronenempfind­ lichen Bauteils 91 abgelenkt werden. Nimmt man beispielsweise an, daß die Mikrolinseneinheit eine Matrix von 128 × 128 Linsen aufweist, wird eine entsprechende Anzahl Fangzonen auf dem elektronenempfindlichen Bauteil 91 im Rahmen der Ablenkung der entsprechenden Mikrodeflektorelemente abge­ tastet, wodurch es möglich wird, gleichmäßig die Herstel­ lung von bis zu 128 × 128 (15 384) Mikroschaltkreisanord­ nungen zu überwachen.

In den Fig. 11-16 ist eine andere Ausführungsform einer Mikrolinsen- und Mikrodeflektoranordnung gezeigt, die sich von der in Verbindung mit den Fig. 1-10 be­ schriebenen etwas unterscheidet. Die Ausführungsform ge­ mäß den Fig. 11-16 verwendet Metalltragringe und becher­ förmige äußere Stützen, um die verschiedenen Bauteile in einer gesamten Konstruktion zusammenzuhalten. Die in Fig. 11 gezeigte Mikrolinseneinheit besteht aus mehreren, stapel­ förmig angeordneten, parallelen, dünnen Siliziumplättchen 16, 17 und 18, die etwa in der gleichen Weise, wie dies in bezug auf die Fig. 17 und 18 beschrieben wurde, hergestellt werden. Das er­ forderliche Linsenöffnungsprofil, wie in Fig. 17 gezeigt, kann bei der in den Fig. 11-14 gezeigten Linsenanordnung durch verschiedene bekannte Fotolithographie- und Ätzver­ fahren hergestellt werden, die in der Herstellung von integrierten Mikroschaltkreisen verwendet werden. Beispielsweise kann ein N-leitendes Plättchen aus einkristalli­ nem Silizium von ungefähr 1/2 mm Dicke und einer Orientierung von (100) mit einem periodischen Oxidmuster auf seinen beiden Oberflächen (siehe Fig. 18E) in ähnlicher Weise hergestellt werden, wie dies in den Fig. 18A-18J gezeigt ist. Das Muster ist das Negativ des gewünschten Lochmusters und wird mittels bekannter Oxidationsverfahren und Verfahren, die mittels Lichtbeständigkeit arbeiten, hergestellt. Die Mu­ ster auf den beiden Seiten des Siliziumplättchens können entweder von gleicher oder von unterschiedlicher Größe sein, wenn die in Fig. 17 gezeigten Endplättchen hergestellt wer­ den. Bei den Endplättchen ist es wesentlich, daß die klei­ neren Öffnungen den erforderlichen Öffnungsdurchmesser auf­ weisen, während die größeren Öffnungen auf den gegenüber­ liegenden Seiten so groß wie erforderlich gemacht werden, ohne daß die darunterliegende Siliziumstützschicht der Öff­ nung während des Ätzens vollständig unterschnitten wird. 60736 00070 552 001000280000000200012000285916062500040 0002002945177 00004 60617 Wenn das Oxidmuster aufgebaut wurde, wird ein P+-Leitung erzeugendes Dotier­ mittel mit thermischer Diffusion in die freiliegenden Oberflä­ chen des Siliziumplättchens durch die Oxidmaske diffundiert, wie dies in Fig. 18E gezeigt ist. Das Plättchen wird dann mittels eines orientierungsempfindlichen Ätzmittels, z. B. einem heißen Pyrocathechol- und Äthylen-diamin-Bad geätzt, so daß ein unterschiedliches Fortschreiten der Ätzwirkung von den beiden Seiten des undotierten Siliziums erreicht wird, wie dies in den Fig. 18H und 18J dargestellt ist. Der geometrisch vollkommene Umriß der Öffnung wird mittels der Vollkommenheit der Kristallebenen des Siliziums bestimmt, welches Pyramiden mit quadratischer Grundfläche erzeugt, wie dies aus den Fig. 18I und 18J ersichtlich ist. Fig. 18J ist eine Ansicht des Bodens von Fig. 18I und zeigt die zwei kreisförmigen begrenzten Öffnungen 36 und 37 in der dünnen bordotierten P+-leitenden Schicht mit den pyramidenartigen Öffnungen in den dazwischen liegenden undotierten N-leitenden Siliziumplätt­ chen, die sich zur Ausbildung im wesentlichen quadratischer Öffnungen in der Mitte des Siliziumplättchens schneiden. Hat man die richtige Ausbildung der Öffnung in dem dünnen Sili­ ziumplättchen erreicht, kann die gesamte Form mit einem Me­ tall überzogen werden, um sie leitend zu machen. Dabei kön­ nen bekannte Metallisierungsverfahren verwendet werden, so­ fern ein geeignetes Metall eingesetzt wird, um den Elektronen­ strahl vollständig zu unterbrechen. Ionenplattierverfahren, wie sie in den Artikeln "Electron Beam Techniques For Ion Plating" und "Physical Vapor Deposition" beschrieben sind, werden bevorzugt verwendet, da das plattierte Metall die inne­ ren Flächen erreicht und dort gut haftet. Für eine 10 Kilovolt- Linse ist eine Dicke eines schweren Metalls, wie z. B. Gold oder Platin, von 200 nm geeignet. Der Hauptpunkt, der bei den Öffnungen beachtet werden muß, ist das Profil der kleinen kreisförmigen Öffnungen (siehe Fig. 17). Das Profil der dazwischen liegenden Siliziumstützschicht ist nicht kritisch. Der weitere Hauptpunkt ist dann die dünne Oberflächenbeschich­ tung 33, die die Zonen der differentiellen Ätzwirkung zur Herstellung der Öffnungen begrenzt und die von dem Ätzmittel, das zur Ausbildung der Öffnungen verwendet wird, nicht zer­ stört werden darf.

Es gibt eine Reihe verschiedener, bekannter Verfahren, um das oben beschriebene differentielle Ätzen durchzuführen, die sich von dem oben in Verbindung mit den Fig. 18A bis 18J be­ schriebenen Verfahren unterscheiden. Beispielsweise kann die dünne Oberflächenschicht mittels Epitaxie einer P+-leitenden Schicht auf einem N-leitenden Siliziumplättchen hergestellt werden. Die Dotierung wird mittels Ionenimplantation des N-leitenden Dotierstoffs durch eine Oxidmaske mit Öffnungen oder mittels ther­ mischer Diffusion des N-leitenden Dotierstoffs durch die Öffnungen vorgenommen. Darauf kann das in Verbindung mit den Fig. 18A bis 18J beschriebene Ätzen folgen. Zur Ausbildung der ge­ wünschten Löcher kann man, da die Form der dazwischen liegen­ den nichtdotierten Siliziumstützschicht nicht kritisch ist, das orientierungsabhängige Ätzmittel durch ein isotropisches Ätz­ mittel ersetzen, wodurch die Siliziumstützschicht nicht pyra­ midenförmig, sondern halbkugelförmig ausgebildet wird. Zur Ausbil­ dung des mittleren Linsenplättchens 17 (siehe Fig. 17) muß weiter die Bedingung beachtet werden, daß die Symmetrie der dazwischen liegenden Siliziumstützschicht aufgrund der Tatsache, daß die Öffnungen 36 und 37 auf beiden Seiten des Plättchens einen gleichen Durchmesser aufweisen, einen hohen Genauigkeits­ grad haben muß. Da das oben beschriebene orientierungs­ empfindliche Ätzverfahren eine Vierfachsymmetrie der dazwi­ schen liegenden Siliziumstützschicht erreicht, wird dieses Ver­ fahren bevorzugt, da es so ausgerichtet werden kann, daß es das Vierfachmuster der gegenseitigen Beeinflussung zwischen benachbarten Linsen in einer Reihe Mikrolinsen berichtigen kann. Mittels alternierenden ausrichtungsempfindlichen Ätzens und anderer Ätzverfahren ist es möglich, verschiedene Formen innerhalb der dazwischen liegenden Siliziumstützschicht auszu­ bilden, wodurch jedoch das Herstellungsverfahren schwieriger wird und größere Erfahrung und Sorgfalt bei der Durch­ führung erfordert.

In der in den Fig. 11 bis 16 gezeigten Ausführungsform ist die Mikrolinseneinheit als eine selbständige Unteranordnung ausgebildet und zu diesem Zweck mit oberen und unteren Stütz­ ringen 111, 112 versehen (siehe Fig. 13 und 14). Die Stütz­ ringe 111 und 112 sind an den sich axial erstreckenden Glas­ stäben 19 zusammen mit den mit Öffnungen versehenen dünnen Siliziumlinsenplättchen 16, 17 und 18 (und wenn vorhanden 18 A) thermisch verschweißt oder anderweitig befestigt, wobei der untere Stützring 112 das Linsenplättchen 18 A berührt und phy­ sisch verankert, um zu verhindern, daß Mikrofoneffekte mit­ tels der Ablenkfrequenzfelder, die von der benachbarten Mikro­ deflektoreinheit erzeugt werden, in die Linsenplättchen in­ duziert werden. Die in den Fig. 13 und 14 gezeigte Mikro­ linseneinheit wird dann an der gesamten Vorrichtung mittels eines mittleren, ringförmigen, becherartigen Befestigungsbau­ teils 113 befestigt. Das becherartige Befestigungsbauteil 113 dient zum Zusammenhalten der gesamten Anordnung mit der End­ platte 15, die am äußersten Endabschnitt des Bauteils 113 an­ geordnet ist, wobei ihre Öffnungen axial mit den entsprechen­ den Öffnungen der Mikrolinseneinheit ausgerichtet sind. Erregerpotentiale von ungefähr 5 bis 10 Kilovolt werden den inneren dünnen Siliziumlinsenplättchen 17 mittels eines iso­ liert angeordneten Leiters zugeführt, der über eine Leitung mit der leitenden oberen Fläche des mittleren Linsenplätt­ chens 17 verbunden ist. Die Endplättchen 16 und 18 können im wesentlichen mit Massepotential betrieben werden, wozu geeig­ nete Leiter mit den Plättchen 16 und 18 verbunden sind.

Die in der in den Fig. 11 und 12 dargestellten Ausführungsform verwendete Mikrodeflektoreinheit ist in den Fig. 15 und 16 gezeigt. In dieser Mikrodeflektoreinheit bestehen die feinen Deflektorstäbe aus einzelnen Molybdänstäben, die von einem Molybdänblock gesägt oder alternativ aus einem Blatt­ stapel ausgestanzt wurden, die abwechselnd mit Abstandsstüc­ ken aufeinandergestapelt und die dann mit ihren Enden mit den Glasstäben 114 und 115 verschweißt werden. Die sich ergeben­ den Sätze paralleler, im Abstand angeordneter feiner Deflek­ torstäbe sind mit längeren Endstäben 61 A, 61 B, 62 A und 62 B versehen, die sich über die Verbindungspunkte mit den Glasstä­ ben 114 und 115 hinaus erstrecken. Die längeren Endabschnitte 61 A bis 62 B sind an einem äußeren Stützring 116 für die Mikro­ deflektoreinheit verankert oder anderweitig befestigt. Aus Fig. 11 ist ersichtlich, daß der äußere Stützring 116 an dem mittleren becherförmigen Befestigungselement 113 befestigt ist, um die Mikrodeflektoreinheit im Abstand, parallel zur Mikrolinseneinheit zu halten, wobei die einzelnen Mikrode­ flektorelemente axial mit den einzelnen Linsen­ öffnungen der Mikrolinsen ausgerichtet sind.

Die vollständige Mikrolinsen- und Mikrodeflektoranordnung der fliegenaugen­ artigen Elektronenstrahlröhre wird mittels Punktschweißens der Befestigungsstücke, der Mikrolinseneinheit und der feinen Deflektoranordnung an dem mittleren, ringförmigen, becherarti­ gen Befestigungsteil 113 zusammengebaut. Um eine gute Lagege­ nauigkeit und axiale Ausrichtung der entsprechenden Linsen und Mikrodeflektorbauteile sicherzustellen, sind an der Um­ fangskante der Befestigungsringe V-förmige Kerben angeordnet, die mit runden Ausrichtstiften bei jedem Schritt des Herstel­ lungsverfahrens und Zusammenbaus, beginnend mit der Fotomasken­ ausrichtung während der Herstellung der dünnen, mit Öffnungen versehenen Siliziumlinsenplättchen 16, 17 und 18, ausgerichtet sind. Die V-förmigen Kerben und die runden Ausrichtstifte oder Stäbe 117, 118, 119 und 121 sieht man am besten in Fig. 12. Fig. 15 in Verbindung mit Fig. 12 zeigt die Art und Weise der Verbindung der Ablenkpotentiale mit abwechselnden Sätzen beabstandeter, paralleler Deflektorstäbe 61 M und 62 M. In Fig. 15 wird das +X-Ablenkpotential über einen querverlau­ fenden Stableiter 122, der mit alternierenden Mikrodeflektor­ stäben 62 M punktverschweißt ist, und das -X-Ablenkpotential über einen Leiter 123 auf die restlichen alternierenden Mikro­ deflektorstäbe 62 M aufgebracht. In ähnlicher Weise ist das +Y-Ablenkpotential über einen querverlaufenden Stableiter 124, der mit den Oberseiten alternierender Mikrodeflektorstä­ be 61 M punktverschweißt ist, aufgebracht, während das -Y-Ab­ lenkpotential über einen querverlaufenden Stableiter 125, der mit der Oberseite der restlichen alternierenden Deflektorstä­ be 61 M punktverschweißt ist, aufgebracht wird. Mittels dieser Konstruktion werden allen Mikrodeflektorelementen gleichzei­ tig geeignete Ablenkpotentiale zur entsprechenden feinen Ab­ lenkung eines durch irgendeines der Elemente verlaufenden Elektronenstrahls zugeführt.

Während des Endzusammenbaus werden die Ausrichtstäbe in genau bearbeiteten Löchern in dem mittleren, ringförmigen, becher­ artigen Befestigungselement 113 gehalten, während der Zusam­ menbau stattfindet. Nach dem Punktverschweißen der Befesti­ gungsstücke der Mikrolinseneinheit und der Mikrodeflektoreinheit mit dem zentralen Befestigungselement werden die Ausrichtstäbe entfernt, da sie sonst eine überflüssige Behin­ derung darstellen und, wenn sie metallisch sind, die elektri­ schen Elemente kurzschließen würden. Es ist ebenfalls mög­ lich, elektronenoptische oder lichtoptische Ausrichtverfahren statt der beschriebenen Kerben und Ausrichtstäbe zu verwen­ den, um eine bessere Ausrichtung zu erhalten. Wie bereits er­ wähnt, ist es zur Ausbildung einer selbständigen Linsenreihen­ anordnung notwendig, zwei Versteifungsringe hinzuzufügen, die, wie bereits ausgeführt, aus Molybdän bestehen. Es ist eben­ falls möglich, metallbeschichtetes Keramikmaterial, metallbe­ schichtetes polykristallines Silizium, Wolfram oder metallbe­ schichteten amorphen Kohlenstoff zu verwenden. Von den Metal­ len liegt der thermische Ausdehnungskoeffizient von Wolfram dem von Silizium am nächsten; für einen äußersten thermischen Ausgleich ist jedoch polykristallines Silizium mit einer me­ tallisierten Oberfläche am besten geeignet. Das polykristal­ line Silizium wird bevorzugt für die Verwendung als Verstei­ fungsbauteil, nicht nur wegen der billigeren Herstellungsko­ sten, sondern ebenfalls aufgrund seiner besseren Festigkeit gegenüber einkristallinem Silizium verwendet, das dazu neigt, leicht in bestimmten Richtungen zu brechen.

Im Betrieb arbeitet die in den Fig. 12 bis 16 gezeigte Aus­ führungsform in der gleichen Weise wie die in Verbindung mit den Fig. 1 bis 10 beschriebene Ausführungsform. Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, daß aufgrund der Verwendung des mehr massiven mittleren, ringförmigen, becherartigen Befe­ stigungselements die Anordnung der Fig. 11 bis 16 mehr Me­ tall erfordert, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient sich beträchtlich von dem des Siliziums und Glases unterscheidet. Daher besteht bei der Ausführungsform nach den Fig. 11 bis 16 gegenüber der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 10 eine größere Wahrscheinlichkeit, daß thermische Spannungen auftreten. Aus diesem Grund ist die Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 10 bevorzugt, die zusätzlich beträchtlich billiger und leichter ist.

Fig. 20E zeigt eine alternative Ausführungsform der Mikrode­ flektoreinheit, die von der in Verbindung mit den Fig. 20-20D und den Fig. 1 und 11 beschriebenen unterschiedlich ist. In Fig. 20E ist ein Satz beabstandeter, paralleler metal­ lisierter Siliziumdeflektorstäbe 61 dauernd in einem Silizium­ block 66 eingesetzt, der eine durchgehende Öffnung 66 A (siehe Fig. 20B) und Schlitze 67 zur Aufnahme der Deflektorstäbe 61 aufweist. Dies wird in der gleichen Weise, wie dies in Verbindung mit Fig. 20C beschrieben wurde, erreicht. In Fig. 20E ist der Block 66 jedoch isolierend ausgebildet, indem man eine Siliziumdioxid­ schicht aufgebracht hat, und die Deflektorstäbe 61 sind auf Dauer in dem Siliziumblock 66 mittels einer Glasschmelze 131 oder thermischen Verschweißens befestigt. In ähnlicher Weise sind die metallisierten Siliziumdeflektorstäbe 62 dauernd in einem isolierten Block 132 befestigt, der eine Form aufweist, die der in Fig. 20B gezeigten ähnlich ist, jedoch aus kerami­ schem Material oder siliziumdioxidbeschichtetem Silizium be­ steht, so daß er elektrisch isolierend ist. Die metallisier­ ten Siliziumdeflektorstäbe 62 sind wiederum auf Dauer in den Schlitzen im Block 132 mittels einer Glasschmelze, thermischen Verschweißens oder auf andere Weise befestigt. Alternierenden Deflektorstäben 61 und 62 werden, wie oben beschrieben, Ab­ lenkpotentiale über Leiter 133, 134, 135 und 136 zugeführt. Die gesamte Anordnung kann mittels thermischen Verschweißens der oberen Flächen des zweiten isolierenden Blocks 32 mit den unteren Kanten der Deflektorstäbe 61 zusammengehalten werden, und ein geeigneter Befestigungsring kann mittels Befestigungs­ stücken, wie oben beschrieben, daran befestigt werden, wodurch die Konstruktion benachbart zu einer Mikrolinseneinheit, ähn­ lich wie in Fig. 1 oder 11, befestigt werden kann. Während die in Fig. 20E gezeigte Mikrodeflektoreinheit gewisse Vor­ züge aufweist, ist sie insofern kostspieliger, als die Sili­ zium- und Keramik- oder oxidbeschichteten Silizium-Blöcke 60 und 132 nicht wiederverwendbar sind und daher das Bauteil eine beträchtliche Menge sehr teuren Materials benötigt. Aus die­ sem Grund wird die in Fig. 20D gezeigte Ausführungsform be­ vorzugt, bei der entsprechende Sätze orthogonal in Reihe an­ geordneter Deflektorstäbe 61 und 62 thermisch mit transversal sich erstreckenden Glasstäben 68 an deren Enden verschweißt werden, wie dies oben beschrieben wurde. Die Siliziumblöcke 66 mit den ausgesägten Schlitzen 67 können dabei als Halterungen wieder verwendet werden, was vom Standpunkt des Materialver­ brauchs sehr wirtschaftlich ist.

Fig. 20F zeigt eine weitere abgeänderte Ausführungsform der Mikrodeflektoreinheit. In Fig. 20F werden die orthogonal in Reihe angeordneten Sätze beabstandeter, parallel verlaufen­ der Mikrodeflektorstäbe in zusammengebauten Zustand mittels Glasstäben 68 gehalten, die sich rechtwinklig zu den Stäben erstrecken und mit ihnen an entsprechenden Enden der Stäbe, wie dies oben in Verbindung mit Fig. 20D beschrieben wurde, verbunden sind. In Fig. 20F sind die länglichen Enden 61 A, 61 B, 62 A und 62 B statt an einem ringförmigen Tragring zur Befestigung an den sich axial erstreckenden Glasstäben 14 aus einem plastisch verformbaren Material, wie z. B. Wolfram hergestellt, so daß sie im wesentlichen rechtwinklig gebogen werden können, um direkt die sich axial erstreckenden Glasstäbe 14 in der in Fig. 20F und 21 gezeigten Weise zu berühren und mit ihnen thermisch verschweißt zu werden. Wenn die Mikrodeflektoreinheit an dem sich axial erstreckenden Hauptglasstab 14 befe­ stigt wird, können die Umfangskanten der dünnen Siliziumlinsen­ plättchen 16, 17, 18 und 18 A (wenn benötigt) gleichzeitig di­ rekt mit dem sich axial erstreckenden Hauptglasstab 14 ther­ misch verschweißt werden, wie dies in den Fig. 21 und 21A gezeigt ist. Die auf diese Weise aufgrund der Abwesenheit von Befestigungsringen sehr vereinfachte Konstruktion wird mittels direkten thermischen Verschweißens der Umfangskanten der Fang­ elektrode 13 mit dem sich axial erstreckenden Hauptglasstab 14 fertiggestellt, wobei die Endplatte 15 ähnlich mit dem Hauptglasstab 14 direkt thermisch verschweißt wird. Die so zusammengebaute Anordnung kann dann mit der inneren Umfangs­ kante eines geeigneten Befestigungsrings, wie in Fig. 25 ge­ zeigt, innerhalb des Gehäuses oder der äußeren Umhüllung einer fliegenaugenartigen Elektronenstrahlröhre befestigt wer­ den. Diese Anordnung enthält im wesentlichen nur Silizium- und Glasbauteile und vermindert bis zum größtmöglichen Maß die Verwendung von Materialien, die einen von Silizium und Glas unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizient haben. Zusätzlich zu diesem wesentlichen Vorteil werden die Herstel­ lungskosten der Bauteile, ihr Gewicht und auch die Größe der Gesamtanordnung vermindert.

In der Absicht, die Größe der kombinierten Mikrolinsen- und Mikrodeflektoranordnung in der in Fig. 21 und 21A gezeigten Weise zu vermindern, kann der Abstand zwischen den dünnen, mit Öffnungen versehenen Siliziumplättchen 16, 17 und 18 kri­ tisch werden. Um dieses Problem zu überwinden und dennoch da­ bei gleichzeitig einen entsprechenden Isolator zwischen den benachbarten Kanten der beabstandet angeordneten Linsenplätt­ chen beizubehalten, wodurch die Plättchen in der Lage sind, Potentialdifferenzen in der Größenordnung von 5 bis 10 Kilo­ volt oder sogar größer standzuhalten, können die Plättchen an modifizierten Glasstäben befestigt werden, wie sie in den Fig. 22 und 22A gezeigt sind. In jeder der Figuren sind die Glasstäbe mit geeigneten, sich nach innen erstreckenden Vorsprüngen versehen, die die Umfangskanten der Siliziumplätt­ chen an dem Punkt der thermischen Verschweißung berühren, wo­ durch ein wirksamer Isolatorabstand zwischen den benachbarten Siliziumplättchen größer als der Trennabstand der Plättchen gemacht werden kann. Zu diesem Zweck sind die sich axial er­ streckenden Hauptglasstäbe, wie zum Beispiel 14 A in Fig. 22, mit sich nach innen erstreckenden Stegen 137 versehen. Alter­ nativ können die sich axial erstreckenden Hauptglasstäbe, wie z. B. 14 B in Fig. 22A, mit sich nach außen erstreckenden Bögen 138 versehen sein, deren Abstand dem Abstand zwischen den benachbarten Linsenplättchen entspricht.

Fig. 23 und 23A zeigen ein weiteres Verfahren zum Befestigen der orthogonal angeordneten metallisierten Siliziummikrode­ flektorstäbe 61 und 62, deren Enden an den Glasstäben 68 A und 68 B befestigt sind, wie dies bereits beschrieben wurde. In Fig. 23 und Fig. 23A erstrecken sich die Glasstäbe 68 A und 68 B, mit denen die entsprechenden Enden der Mikrodeflektor­ stäbe 61, 62 thermisch verschweißt sind, ausreichend so, daß sie einander schneiden und an ihrem Schnittpunkt thermisch verschweißt werden können. Eine kleine isolierende Saphir­ kugel 139 kann zwischen den sich schneidenden Glasstäben 68 A und 68 B an ihrem Schnittpunkt angeordnet und mit ihnen ther­ misch verschweißt sein, um den Abstand zwischen den Sätzen der Deflektorstäbe einzustellen. Mit der in den Fig. 23 und 23A gezeigten Konstruktion ist es möglich, den kleinstmög­ lichen Abstand zwischen den orthogonal angeordneten metalli­ sierten Siliziumdeflektorstäben 61, 62 zu erreichen, ohne daß es erforderlich ist, verlängerte, mit Metallenden versehene Deflektorstäbe vorzusehen, wie es bei den oben beschriebenen Ausführungen notwendig ist. Zur Befestigung der Mikrodeflek­ toreinheit können sich die Glasstäbe 68 A und 68 B ausreichend erstrecken, damit einer oder beide an einem Befestigungsring befestigt werden können. Alternativ kann ein sich axial er­ streckender Glasstab 14 direkt mit dem Schnittpunkt der Stä­ be 68 A und 68 B zur Befestigung innerhalb einer Elektronen­ strahlröhre thermisch verschweißt werden, wie dies mittels gestrichelter Linien bei 14 in Fig. 23 gezeigt ist.

Wie oben in Verbindung mit Fig. 1 und Fig. 11 beschrieben wurde, kann man zum Zusammenhalten der Mikrolinsen- und Mikro­ deflektoranordnung oder zur Befestigung der Anordnung in einer fliegenaugenartigen Elektronenstrahlröhre irgendwelche Befestigungsmöglichkeiten, wie z. B. Punktschweißen, Verlö­ ten oder Zusammenschrauben, verwenden, wie sie bei bekannten Vorrichtungen verwendet werden. Beispielsweise ist es nicht ungewöhnlich, zum Zusammenbau Punktschweißung und Schrauben zu verwenden.

Das Punktschweißen der Bauteile einer fliegenaugenartigen Elektronenstrahlröhre hat den Nachteil, daß es auf die Verbin­ dung leitender Materialien begrenzt ist. Es müssen daher zur Verbindung von Silizium, keramischen Bauteilen oder Glas zu­ sätzliche Befestigungsstücke oder Flansche vorgesehen werden. Weiter erzeugt das Punktschweißen Schlacke und ist nicht für eine leichte Demontage zur erneuten Ausrichtung oder Erneue­ rung von Bauteilen geeignet. Weiter führt Punktschweißen zum Seigern von Legierungen, wodurch Instabilität und magneti­ sche Kombinationen während des Punktschweißens in den magne­ tisierbaren Metallteilen ausgebildet werden. Schließlich er­ zeugt Punktschweißen Spannungen an bestimmten Punkten der Me­ tallverbindungen, wodurch Spannungen und rauhe Oberflächen entstehen, die eine Korona und ein Überspringen während des Betriebs der Elektronenstrahlröhre erzeugen können.

Das Verlöten der Bauteile zur Befestigung der Mikrolinsen- und Mikrodeflektoranordnung innerhalb der Elektronenstrahlröhre hat den Nachteil, daß eine aufwendige Befestigung zur Ausrich­ tung der Bauteile bei einer hohen Temperatureinwirkung er­ forderlich ist, die zum Zusammenlöten der Teile notwendig ist. Weiter erfordert das Löten Flußmittel, die nach dem Lö­ ten schwierig entfernt werden können, um die Anordnung elek­ tronenoptisch rein zu machen. Es ist schwierig, das Lot an die gewünschten Stellen zu bringen, an denen die Verbindungen hergestellt werden sollen, und schließlich kann die fertige Anordnung nicht leicht ohne Zerstören auseinandergebaut werden.

Zusammenschrauben der Vorrichtung mittels Schrauben hat den Nachteil, daß Schrauben im allgemeinen Leiter sind und in­ soweit eine aufwendige Isolierhülse, Abstandshalter usw. er­ fordern, um einen Kurzschluß zwischen den einzelnen Teilen der Anordnung zu verhindern. Das Anziehen der Schrauben führt dazu, daß die Anordnung aus ihrer letzten ausgerichteten Po­ sition bewegt wird, wenn nicht sehr aufwendige Einrichtungen wie Klammern und Halterungen verwendet werden, um die Klemm­ kräfte von den Rotationskräften, die die Kraft erzeugen, zu trennen. Weiter haben die zur Verfügung stehenden Schrauben einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, der nicht nahe ge­ nug an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Siliziums und der keramischen Isolatoren heranreicht, um die Anordnung während des Brennens einstückig zusammenzuhalten. Schrauben aus speziellen Materialien, wie z. B. Wolfram, würden den Ko­ stenvorteil der Verwendung gewöhnlicher Schrauben aufheben.

Bei den hier beschriebenen Produkten werden zum Zusammenbau der verschiedenen Bauteile zu Einheiten und darauf zum Zusammenbau und Verbinden der Einheiten zu einer voll­ ständigen Anordnung Glasstäbe verwendet, da die Kosten und Integrität der fertigen Konstruktion zufriedenstellend sind und die Verfahren zur Herstellung des Glasgestänges bekannt und erprobt sind. Wenn ein Fehler beim Zusammenbau infolge des Zerbrechens des Glases eintritt, können die teuren Teile der Anordnung, wie zum Beispiel die dünnen Siliziumlinsenplättchen und die Mikrodeflektorstäbe im allgemeinen wiederverwendet werden. Da das Glasgestänge nicht zu teuer ist, ist dieses Verfahren zum Auseinanderbauen und erneutem Ausrichten und Ersetzen von Bauteilen ebenfalls annehmbar.

Wie oben erwähnt, führt der Zusammenbau mittels Glasstäben nicht zu einer leichten Demontage ohne Zerstörung. In den An­ wendungsbereichen bei fliegenaugenartigen Elektronenstrahl­ röhren, bei denen die Demontage sehr wichtig ist, wie z. B. bei der Verwendung von fliegenaugenartigen Elektronenstrahl­ röhren zur Herstellung von Mikroschaltkreisen und ähnlichem, wird ein Zusammenbauverfahren verwendet, das mit genauen Saphirkugeln arbeitet, die in konischen Aussparungen befe­ stigt sind. Dieses grundlegende Verfahren zum Zusammenbauen ist in den Fig. 24, 24A, 26, 26A, 26B und 27 gezeigt. Die dünnen, mit Öffnungen versehenen Siliziumlinsenplättchen sind erwartungsgemäß zu spröde, um sie zwischen den Saphirkugeln ohne besondere Maßnahmen einzuspannen, was diese Zusammenbau­ technik ermöglicht. Wie in Fig. 24 gezeigt ist, besteht eine Möglichkeit darin, die Umfangskanten der dünnen Siliziumlinsen­ plättchen 16, 17 und 18 an sich axial erstreckenden Glas­ stäben 14 anzuschmelzen. Die so erhaltene Mikrolinseneinheit kann dann getrennt an einem Befestigungsring 141 mit einer kreisförmigen Öffnung 142 befestigt werden. Eine klei­ ne isolierende Saphirkugel 143 wird in die Öffnung 142 in dem Befestigungsring 141 eingesetzt, und das Ende des Glasstabs wird dann thermisch so ausgebildet, daß es Fassungen zum Ein­ passen der isolierenden Saphirkugel 143 ausbildet. Fig. 24A zeigt ein Verfahren zur Herstellung der in Fig. 24 gezeigten Anordnung, bei dem man ein Vakuumspannfutter und eine Gas­ flamme zum Erwärmen der Glasstäbe 14 bis in die Nähe ihrer Schmelztemperatur verwendet. Die dünnen, mit Öffnungen verse­ henen Siliziumlinsenplättchen 16, 17 und 18 werden dann mit den Glasstäben 14 mittels geeigneter Halterungen (nicht ge­ zeigt) in Eingriff gebracht, und entweder gleichzeitig oder darauffolgend werden die isolierenden Saphirkugeln, die in geeigneten Halterungen 145 und 146 befestigt sind, in Eingriff mit den erwärmten Enden der Glasstäbe 14 gebracht, um auf die­ se Weise einfach einen Kugelsitz in den Enden der Glasstäbe auszubilden. Die Glasstäbe 14 werden langsam genug abgekühlt, so daß die Kugelfassungen alle in einem Arbeitsgang ausge­ bildet werden können, unmittelbar nachdem der Glasstab in die geeignete Befestigungsstellung in bezug auf die Kugeln und die dünnen Siliziumplättchen 16 bis 18 gebracht wurde. Die ein­ zelnen Arbeitsschritte sind wie folgt:

  • 1. Der Glasstab 14 wird nach rechts bewegt, um mit den Enden der dünnen, mit Öff­ nungen versehenen Siliziumplättchen 16, 17 und 18 in Eingriff zu kommen, nachdem er mittels der Gasflamme erwärmt wurde.
  • 2. Die Abwärtsbewegung der Saphirkugelhalterung 145 und die Aufwärtsbewegung der Saphirkugelhalterung 146, angezeigt mit den Bewegungen 3 und 6, können gleichzeitig mit Bewegung 1 durchgeführt werden, wobei auf diese Bewegungen die Abläufe 2, 4 und 5 folgen, um die Heizung und die Halterungen von der mittels Glasstäben zusammengesetzten Einheit zu entfernen (siehe Fig. 24). Die sich ergebende Anordnung wird dann an einem Befestigungsring 141 mit Öffnungen 142 zur Aufnahme der kleinen isolierenden Saphirkugeln 143 befestigt (siehe Fig. 24). Anstelle einer Gasflammenheizung können Heiz­ verfahren verwendet werden, die Elektronenerwärmung, Laser­ erwärmung oder elektromagnetische Erwärmung der Glasstäbe be­ wirken, bevor die dünnen, mit Öffnungen versehenen Silizium­ linsenplättchen und die Saphirkugeln an ihren Stellen in die Stäbe eingepreßt werden. Die billigen, künstlich hergestell­ ten, als Isolierkugeln 143 verwendete Saphirkugeln sind als Formwerkzeug zur Herstellung nach diesem Verfahren ideal ge­ eignet.

Fig. 25 zeigt ein bevorzugtes Verfahren zum Anbringen eines Flansches an dem Roh-Deflektorkegel für fliegenaugenartige Elektronenstrahlröhren, bei denen der Roh-Deflektorkegel 90 eine Roh-Deflektorelektrode 102 aufweist, die darin mittels irgendeiner bekannten Glasmetallisierungstechnik ausgebildet wurde. Die Enden des Roh-Deflektorkegels 90 sind auf den Außenflächen so ausgebildet, daß sie ein metallenes Befesti­ gungsband 147 aufnehmen, das einen sich nach außen erstrec­ kenden Flansch 148 aufweist, an dem die geeigneten Glasstab­ befestigungsstücke 86, 88 und 89 befestigt sind, wie dies in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde. Das angeflanschte Me­ tallband 147, 148 ist an den Enden der Glasröhrenumhüllung 90 mittels Wärmeaufschrumpfens des Bandes 147 auf das Ende der Glasröhre befestigt. Das Metallband 147, 148 kann vor dem Auf­ schrumpfen vorbearbeitet oder nach der Befestigung an den Seiten der Glasröhre endbearbeitet werden. Die in Fig. 24 ge­ zeigte Anordnung kann an einem Befestigungsflansch ähnlich dem in Fig. 25 gezeigten Flansch befestigt werden, der dem Befestigungsring 141 in Fig. 24 entspricht. Zum Erwärmen des Metallbandes 147 kann elektromagnetische Feldenergie oder elektronische Ener­ gie oder Laserenergie und auch ein gasbeheizter Ofen verwen­ det werden, während die Glasumhüllung 90 der Röhre im wesent­ lichen bei Raum- oder Umgebungstemperatur gehalten wird. Die Abmessungen des Metallbandes 147 sind so, daß es nach dem Er­ wärmen über die Enden der Glasumhüllung 94 gleiten kann und nach dem Abkühlen zu einer festen Verbindung aufschrumpft.

Die Fig. 26, 26A und 26B zeigen eine weitere Ausführungs­ form der Erfindung zur Verwendung in fliegenaugenartigen Elek­ tronenstrahlröhren der Art, bei denen eine leichte Demontage möglich ist. In der in Fig. 26 gezeigten Ausführungsform ist die mittlere dünne, mit Öffnungen versehene Siliziumlinsenplat­ te 17 mit einem Satz relativ dicker Kissen 151, 152 versehen, die an beiden Seiten einer äußeren Umfangskante des Plätt­ chens befestigt sind. Jedes der Kissen 151 und 152 hat eine pyramidenartige oder konisch ausgebildete Öffnung 153 zur Aufnahme einer kleinen, isolierenden Saphirkugel 143 und 143 A. Die Saphirkugel 143 selbst sitzt in einer kreisförmigen, in der Umfangskante eines der äußeren dünnen, mit Öffnungen ver­ sehenen Siliziumlinsenplättchens 16. Die Saphirkugel 143 sitzt ebenfalls in einer pyramidenartigen oder kegelförmigen Aus­ nehmung 153 in einem dicken Zwischenstück 154, das an einer Umfangskante der Endplatte 15 befestigt ist. Die Saphirku­ gel 143 A sitzt einerseits in einer pyramidenartigen oder kegelförmigen Öffnung 153 in dem unteren Zwischenstück 152 und ande­ rerseits in einer in der Umfangskante des unteren dünnen, mit Öffnungen versehenen Siliziumlinsenplättchens 18. Das untere Ende der unteren isolierenden Saphirkugel 143 A sitzt wiederum in einer kreisförmigen Öffnung in dem ringförmigen Befesti­ gungsring 87 der Mikrodeflektoreinheit 12, die so wie dies in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde, hergestellt werden kann. Die gesamte Anordnung, bestehend aus der Endplatte 15 und dem Befestigungsring 87, kann dann innerhalb eines Gehäu­ ses einer Elektronenstrahlröhre, z. B. in der in Verbindung mit Fig. 27 beschriebenen Weise, befestigt werden. Man sieht, daß mit der Anordnung gemäß Fig. 26 eine Demontage der Bautei­ le der Mikrolinseneinheit zum erneuten Ausrichten usw. mög­ lich ist, ohne daß die Glasstäbe oder ähnliches zerbrochen werden müssen.

Fig. 26A und 26B zeigen geänderte Konstruktionen für Einsetz­ scheiben, die zwischen den dünnen, mit Öffnungen versehenen Siliziumlinsenplättchen zur Einstellung des Abstandes zwischen den Plättchen angeordnet werden und gleichzeitig eine geeig­ nete Dicke schaffen, um den Gebrauch der kleinen Saphirku­ geln, die beim Zusammenbau der Elemente in der in Fig. 26 ge­ zeigten Weise verwendet werden, zu erleichtern. In Fig. 26A ist der Einsatz als eine relativ dicke, flache, ringförmige Scheibe 155 dargestellt, der als Abstandshalter dient und eine mittlere Öffnung ausreichender Abmessung aufweist, um die Enden der kleinen isolierenden Saphirkugeln 143 aufzuneh­ men. In der Ausführungsform nach Fig. 26B ist der zusätzliche unterlegscheibenähnliche Abstandshalter 156 mit abgesetz­ ten Kantenabschnitten versehen, um die Umfangsflächen der Öffnungen in den dünnen, mit Öffnungen versehenen Silizium­ plättchen aufzunehmen. In jeder dieser Ausführungsformen sind die Abstandshalter 155 und 156, wenn die beabstandeten Linsen­ plättchen auf unterschiedlichen Potentialen gehalten werden, aus einem elektrisch isolierenden Material wie z. B. Glas, Alu­ miniumoxid oder mit Siliziumdioxid beschichtetem Silizium oder einem ähnlichen, geeigneten Material hergestellt. Wenn die benachbarten, beabstandeten Plättchen das gleiche Potential aufweisen, können die Abstandshalter aus einem geeigneten Me­ tall, wie z. B. Molybdän oder Wolfram gefertigt sein. Die leicht demontierbare "kugelausgerichtete" Anordnung kann für Siliziumplättchen verwendet werden, wenn die Plättchentren­ nung groß genug ist, um die Potentialdifferenz über die Ku­ geloberfläche zu halten. Beispielsweise ist es im allgemei­ nen erforderlich, zwischen benachbarten Plättchen ein Poten­ tial von mindestens 5 Kilovolt anzuordnen. Der kleinste Durchmesser der Saphirkugeln liegt entsprechend der Auslegung im Schallbereich in einem Bereich von 4-5 mm. Bei der "ku­ gelausgerichteten" Anordnung besteht eine Beschränkung darin, daß die Kugeln zueinander ausgerichtet sein müssen und sich nicht berühren dürfen. Diese Forderung bedingt wiederum die Verwendung von zusätzlichen dicken Zwischenstücken oder Abstandselementen zwischen den benachbarten Siliziumplättchen. Der Berührungswinkel der Kugeln mit den Umfangskanten der Öffnungen in den Siliziumplättchen, die zur Aufnahme der Ku­ geln ausgelegt sind, muß ungefähr an dem Punkt der gleichen Verteilung zwischen der horizontalen und vertikalen Belastung liegen. Zum Beispiel sind typische Werte: Kugeldurchmesser = 5 mm, Berührungswinkel = 45°, Plattenabstand = 3,54 mm, Kriechstrecke = 3,93 mm und minimale Plättchendicke = 1,46 mm.

Fig. 27 zeigt eine Mikrolinsen- und Mikrodeflektor­ anordnung ähnlich der in den Fig. 23 oder 24 gezeigten, die an den Enden des Roh-Deflektorkegels 90 einer Elektronen­ strahlröhre zusammen mit der Endplatte 15 und dem Fangelek­ trodenbauteil 13 angeordnet ist, um eine leicht demontierbare und montierbare Anordnung zu schaffen, die sowohl das "kugel­ ausgerichtete" und das "mittels Glasstäben arbeitende" Verfah­ ren verwendet. Aus Gründen der einfacheren Darstellung ist nur eine Seite der Konstruktion gezeigt, wobei das Ende des Roh-Deflektorkegels 90 in einem aufgeschrumpften Metallflansch 147 endet, der einen sich nach außen erstreckenden Steg 148 entsprechend Fig. 25 aufweist. Der Steg 148 des Flansches 147 besitzt eine Lippe, in die die Endplatte 15 mit Öffnungen zur Aufnahme von Ausrichtkugeln 143 eingepaßt ist, wobei die Kugeln 143 die unteren Enden der Stäbe 14 der Mikrolinseneinheit 11 tragen. Die Mikrolinseneinheit 11 kann gemäß Fig. 24 hergestellt sein, wobei ihre oberen Saphirkugeln die unteren Enden der sich axial erstreckenden Glasstäbe 14 der Mikrodeflektoreinheit 12 nach Fig. 23 tragen. Eine in der Oberseite der axial ausgerichteten Glasstäbe 14 der Mikrode­ flektoreinheit angeordnete Ausrichtkugel 143 sitzt wiederum in der pyramidenförmigen Öffnung eines Satzes Abstandshalter 151 und 152, die beabstandet auf jeder Seite des Fangelektro­ denbauteils 13 in der Weise angeordnet sind, wie dies in Verbindung mit Fig. 26 beschrieben wurde. Die in die Öffnung auf der Oberseite des Abstandshalters 151 eingepaßte Kugel 143 sitzt wiederum in einer Öffnung einer ringförmigen Druck­ platte 157, die als einstückiges Bauteil mit der Becherkon­ struktion 158 zur Anordnung der optischen Bauteile ausgebildet sein kann. Die kombinierte Endabdeckung und die Druckplatte 157, 158 sind mit einem äußeren Befestigungsflansch 159 ver­ sehen, der Öffnungen aufweist, die Fassungen für Ausrichtku­ geln 143 aus Saphir ausbilden. Die gesamte Konstruktion, be­ stehend aus der Druckplatte 157, der Abdeckung 158 und dem Befestigungsflansch 159 kann aus Glas oder einem elektronen­ optischen reinen Material, wie z. B. Wolfram oder Molybdän, Keramik oder einem anderen geeigneten Material bestehen, das die erforderliche Undurchdringbarkeit gegenüber Gasen und me­ chanische Festigkeit aufweist. Der Befestigungsflansch 159 weist rings um seinen äußeren Umfang eine gekerbte Fläche auf, in der die Saphirkugeln 160 in dem oberen Flansch 161 eines äußeren Gehäuses 162 für die Mikrolinsen- und Mikrodeflektoranordnung sitzen. Das Gehäuse 162 weist ebenfalls einen unteren Flansch 163 auf, der mit dem Rand 148 des Metallbandes 147 zusammenwirkt, um die Saphirkugeln 164 aufzunehmen. Die Flansche 159, 161, 163 und 148 werden gegen die Saphirkugeln 160 und 164 mittels eines Satzes In­ conel-Stahldruckfedern 165 zusammengedrückt, die mittels eines Spannwerkzeugs 166 eingesetzt werden. Nach dem Einset­ zen mit dem Spannwerkzeug halten die Klemmfedern 165 die ge­ samte Konstruktion fest zusammen.

Als alternative Anordnung zu der in Fig. 27 gezeigten Anord­ nung können die kombinierte Mikrolinsen- und Mikro­ deflektoranordnung einschließlich des Fangelektrodenbauteils 13 (siehe Fig. 21) als ganzes angeordnet werden, wenn die fliegenaugenartige Elektronenstrahlröhre keine Demontage zum Austausch der Fangelektroden 13 erfordert, wie dies z. B. bei der Verwendung mit einem Speicher eines elektronischen Rech­ ners, der einen Elektronenstrahlzugriff aufweist, der Fall ist. Bei einer solchen Anordnung würden die Enden der axial ausgerichteten Glasstäbe 14 (siehe Fig. 21) zur Aufnahme der Ausrichtkugeln 143, die beim Zusammenbau der Mikrolinsen- und Mikrodeflektoranordnung zwischen der Druckplatte 157 und der Endplatte 15 der in Fig. 27 gezeigten Konstruktion zu­ sammengedrückt werden. Es ist nicht notwendig zu erwähnen, daß die in Fig. 21 gezeigte Endplatte 15 in irgendeiner der­ artigen Abänderung nicht erforderlich ist, da sie hinsicht­ lich der Verwendung der Platte 15 als Druckelement in der in Fig. 27 gezeigten Konstruktion überflüssig ist.

Das Verfahren und die Vorrichtung zur Herstellung dünner, mit Öffnungen versehener Siliziumlinsenplättchen für Mikrolinsen­ einheiten führt zu verbesserten Verfahren zur Verminderung der sphärischen Aberration dritter Ordnung der Objektive (die sich mit der dritten Potenz des Radius oder Winkels der Linsenöff­ nung ändert). Es wurde festgestellt, daß Aberrationen dritter Ordnung in Elektronenobjektiven mittels eines der drei fol­ genden Verfahren korrigiert werden können:

  • 1. Verwendung von einigen unrunden Öffnungen,
  • 2. Anordnung einer Ladungsquelle in der Nähe der Objektiv­ achse,
  • 3. Veränderung der Objektivenergie in Abhängigkeit von der Zeit.

Das letzte Verfahren erfordert unangemessene hohe Veränderungs­ geschwindigkeiten. Das zweite Verfahren verliert immer mehr an Bedeutung, wenn die Strahlenergie vermindert wird, und ist am besten bei Elektronenstrahlenergien über 30 Kilovolt ge­ eignet. Das vorteilhafteste Verfahren ist die Verwendung von unrunden Öffnungen, da es bei jeder Spannung arbeitet und nicht auf höhere Strahlenenergien beschränkt ist. Die doppelte dünne leitende Beschichtung der Siliziumlinsenplättchen 16, 17 und 18 ist zur Ausbildung von unrunden Linsenöffnungen auf beiden Seiten der Plättchen geeignet, wie dies in den Fig. 28 und 28A dargestellt ist. Gemäß Fig. 28 wird ein oberes Si­ liziumlinsenplättchen 16 mit einer Öffnung 171 kleinen Durch­ messers auf seiner oberen Fläche versehen und eine ellipti­ sche oder halbelliptische Öffnung 172 auf seiner unteren lei­ tenden Fläche ausgebildet. Von unten betrachtet erscheint die Ebene des Linsenplättchens so, wie dies in Fig. 28 dargestellt ist, wobei unrunde Öffnungen 172 zur Korrektur der ungewünsch­ ten Aberration dritter Ordnung vorgesehen sind. Die unrunden (elliptischen oder halbelliptischen) Öffnungen 172 können na­ türlich mittels geeigneter Auslegung des lichtbeständigen Musters hergestellt werden, das zur Begrenzung der undotier­ ten Siliziumflächen, die mittels des Ätzmittels geätzt werden, verwendet wird, wie dies oben in Verbindung mit den Fig. 18A bis 18J beschrieben wurde. Fig. 29 ist ein Querschnitt durch eine der in Fig. 28 gezeigten unrunden Öffnungen. Ein weiterer Vorteil bei der Herstellung der dünnen, in Fig. 28 und 29 gezeigten Linsenplättchen besteht darin, daß mit der Verwendung derartiger unrunder Öffnungen die Anzahl der erfor­ derlichen Plättchen in der gestapelten parallel angeordneten Reihe von Linsenplättchen möglicherweise um den Faktor 2 ver­ mindert werden kann.

In den oben beschriebenen Ausführungsformen soll unterstellt werden, daß die dünne leitende Beschichtung 33 auf jeder Seite des dünnen, mit Öffnungen versehenen Siliziumlinsenplättchens (bei zweiseitigen Linsenplättchen) oder auf der einzigen Sei­ te des extrem dünnen Linsenplättchens (siehe Fig. 30 und 31) die hochleitende dotierte Siliziumschicht aufweist, die zu Beginn der Herstellung des Siliziumplättchens aufgebracht wur­ de, ohne daß es erforderlich ist, eine weitere leitende Be­ schichtung oder metallisierte Schicht aus Platin, Gold, Sil­ ber oder einem anderen schweren Metall auf den restlichen Flä­ chen des dünnen, mit Öffnungen versehenen Siliziumlinsenplätt­ chens anzuordnen. Die Erfindung wurde zwar in erster Linie in bezug auf Anordnungen mit drei oder vier Linsenplättchen be­ schrieben; sie ist jedoch hierauf nicht be­ schränkt. Fig. 29 zeigt das bevorzugte axiale Profil eines einzigen Kanals einer Mikrolinseneinheit, die fünf übereinandergestapelte Linsenplättchen aufweist. In Fig. 29 hat das oberste Plättchen 16 eine Öffnung 32 mit gro­ ßem Durchmesser in der hochleitenden, bordotierten Beschich­ tung 33, die dem eintretenden Elektronenstrahl ausgesetzt ist, wobei die Öffnung 31 kleineren Durchmessers zur Begrenzung des Elektronenstrahls auf der Austrittsseite des Plättchens angeordnet ist. Ein zweites Eintrittslinsenplättchen 16 A ähn­ licher Konstruktion ist in der gleichen Weise wie das Plätt­ chen 16 angeordnet. Die mittlere Platte 17, an die das hoch­ fokussierende Potential angelegt wird, weist Öffnungen 36 und 37 mit gleichem Durchmesser auf, die in den beiden gegenüber­ liegenden Seiten in der gleichen Weise, wie dies in Verbindung mit Fig. 17 beschrieben wurde, ausgebildet sind. Die zwei Austrittsplätt­ chen 18 und 18 A weisen die Begrenzungsöffnungen 31 kleinen Durchmessers auf ihren oberen Flächen auf, die dem eintreten­ den Elektronenstrahl zugewandt sind, wohingegen die Öffnungen 32 mit großem Durchmesser auf der Elektronenstrahlaustritts­ seite der Plättchen angeordnet sind.

Fig. 30 und 31 stellen eine etwas abgeänderte Form der Lin­ senplättchen der Mikrolinseneinheit im Querschnitt dar, wo­ bei ein äußerst feiner Abstand zwischen den Plättchen er­ reicht werden kann. Das Ausgangsmaterial ist ein Plättchen 181 aus einkristallinem Silizium mit einem Durchmesser von etwa 7-9 cm und einer Dicke von 1/2 mm. Das Plättchen 181 wird in ähnlicher Weise behandelt, wie dies in Verbindung mit den Fig. 18A-18J beschrieben wurde, wobei jedoch völlig unterschiedliche Abdeckmuster für die beiden Seiten des Plättchens verwendet werden. Auf einer Seite, die dem ein­ tretenden Elektronenstrahl zugewandt sein kann, wird eine vergleichsweise große rechtwinklige Öffnung 182 zur Einwir­ kung des Ätzmittels offen gelassen, und eine Reihe feiner Öffnungen 31 mit einem Durchmesser von etwa 1-2 µm wird in der unteren bordotierten Fläche 33 des Plättchens ausge­ bildet. Die bordotierte Fläche erstreckt sich um die Kan­ ten und über einen wesentlichen oberen Umfangsteil des Plättchens, wie dies bei 182 gezeigt ist, um eine ausrei­ chende Festigkeit zur Befestigung des fertigen Linsenplätt­ chens zu gewährleisten. Die Ätzwirkung durch die Oberflächen­ öffnung 182 schreitet durch die Dicke des Plättchens bis zur unteren bordotierten Fläche 33, die die Linsenöffnungen 31 begrenzt, fort. Dies hat die Ausbildung geneigter Seitenflä­ chen 184 zur Folge, die sich zwischen der Matrix der Öffnun­ gen 31 auf der unteren Fläche und dem oberen Umfangsabschnitt 183 erstrecken. Das fertige Linsenplättchen hat in der wirk­ samen Zone des Elektronenstrahls eine Dicke von 1-2 µm, wäh­ rend die Linsenöffnungen einen Durchmesser von 1-2 µm aufwei­ sen, wodurch die Anzahl der datentragenden Kanäle, die in einer Speicherröhre, die einen Elektronenstrahlzugriff auf­ weist, angeordnet werden können, somit bis zum höchstmöglichen Maß maximiert wird. Die in den Fig. 30 und 31 gezeigte Linsenplattenkonstruktion kann in irgendeiner der Mikrolin­ seneinheiten verwendet werden, die oben beschrieben wurden, und macht praktische Anordnungen möglich, die nur eine einzi­ ge Mikrolinsenplatte in der Mikrolinseneinheit verwenden. In derartigen Konstruktionen wird die in den Fig. 30 und 31 gezeigte einzige Linsenplatte statt der Mikrolinseneinheit 11 in den Fig. 1, 11, 21, 24 usw. verwendet. Es ist zwar möglich, eine einzige Linsenplatte, die ent­ sprechend dem Plättchen 16 in den Fig. 18A-18J hergestellt wurde, in einer Mikrolinseneinheit zu verwenden, die Kon­ struktion gemäß Fig. 30 und 31 wird jedoch eine einzige Lin­ senplatte bevorzugt.

Es ist ersichtlich, daß die Vollkommen­ heit der Siliziumätzsymmetrie und die genaue geometrische Steuerung in drei Dimensionen, die mittels der Bor-Diffusion und der Pyrocatechol- und Äthylin-diamin-Ätzwirkung zur Be­ grenzung des Ätzens auf vorbestimmte Zonen möglich ist, die Herstellung neuer und unterschiedlicher Linsenplättchen zur Verwendung in Mikrolinsenelementen ermöglicht. Die einzel­ nen Arbeitsschritte zur Herstellung des Linsenplättchens sind in Fig. 18 gezeigt. Das verwendete Verfahren macht die Herstellung von zweischichtigen Strukturen möglich, bei de­ nen die Öffnung auf einer Seite des Linsenplättchens eine unterschiedliche Form von der Öffnung auf der anderen Seite des Plättchens aufweist, wie dies in Verbindung mit Fig. 28 beschrieben wurde. Unterschiedlich geformte, übereinander angeordnete Öffnungen in einem einzigen Linsenplättchen wurden bereits früher mit fotogeätzten Metallplättchen ver­ sucht. Das damit verbundene Problem bestand jedoch darin, daß die dünnen Metallplättchen keine ausreichenden runden Löcher lieferten, nicht eben waren und - da aus verschiedenen Metallen zur Erzeugung der gewünschten Ätzeigenschaften bestehend - als Bimetallplättchen thermischem Verformen unter­ worfen waren. Die dotierten Siliziumlinsenplättchen schaffen unterschiedliche Ätzfähigkeiten, wodurch unterschiedlich ge­ formte Öffnungen auf gegenüberliegenden Seiten des Plätt­ chens ausgebildet werden können, ohne daß die bi-thermi­ schen Eigenschaften auftreten. Wenn weiter die Öffnungen unterschiedlicher Form übereinander in einem einzigen Lin­ senplättchen angeordnet sind, ist es schwierig, das Plätt­ chen ausreichend dick zu machen, damit die Öffnung außer­ halb des Randfeldes der Linse angeordnet werden kann. Mit­ tels der Bor-Dotierung und dem Differentialätzen zur Begren­ zung der Öffnung können Öffnungen ausreichend hoher Qualität übereinander angeordnet oder "Huckepack" ausgebildet werden, wodurch ihre Verwendung praktisch verwertbar wird und wodurch weniger Linsenplättchen erforderlich sind, verglichen mit einer größeren Anzahl, die in Mikrolinsen aus Metallplätt­ chen erforderlich sind. Dies wird durch die Steuerung der Anordnung der Öffnungen, ihrer Symmetrie und Größe ermög­ licht.

Es soll ebenfalls darauf hingewiesen werden, daß die feinen Mikrodeflektorstäbe oder -klingen von einem festen Silizium­ block gesägt und anschließend metallisiert werden. Dieses Verfahren ist ebenfalls für Stäbe aus Aluminiumoxid, Keramik oder glasartigem Kohlenstoff als Ausgangsmaterial möglich. Das Sägen der einzelnen Stäbe und das darauffol­ gende Metallisieren der Stäbe erfordert eine einzelne Be­ arbeitung dieser Teile und steigert daher die Kosten der Mikrodeflektoreinheit. Für eine Verwendung in großem Maßstab können die Kosten pro einer Deflektoreinheit vermindert und die Vorteile einer einheitlichen Konstruktion erreicht werden, d. h. reine Materialien, kei­ ne Brennbegrenzungen, Spannungsfreiheit und keine Vakuum­ taschen, wenn mittels pyrolytischer Ausbildung polykristal­ lines Silizium aus einem Halogendampf in eine Graphitform gebracht wird, die der Form der gewünschten Mikrodeflektor­ sätze von stabartigem Aufbau entspricht. Das Verfah­ ren einer derartigen pyrolytischen Siliziumausbildung großer Gegenstände ist bei der Herstellung von polykristallinen Silizium-Ofenrohren und -Booten bekannt, wie dies in dem Artikel "The Preparation and Properties of CVD-Silicon Tubes and Boats for Semiconductor Device Technology", Journal of the Electrochemical Society, Vol. 121 (1974), Seiten 112-115, von W. Dietnze, L. P. Hunt und D. H. Sawyer, beschrieben wird. Für eine Herstellung von feinen Deflektor­ anordnungen im großen Maßstab ist es daher möglich, vier einzelne Sätze der Stäbe anfänglich in einer Form herzu­ stellen, wie dies in dem obigen Artikel beschrieben wird, statt die einzelnen Stäbe zu sägen und sie dann in zwei getrennten Sätzen von sich schneidenden, orthogonal ange­ ordneten, beabstandeten, parallel verlaufenden Stäben, wie oben beschrieben, zu befestigen. Die zwei Sätze können dann parallel geschaltet und für eine x-Achsen-Ablenkung und die verbleibenden zwei Sätze parallel geschaltet und für eine y-Achsen-Ablenkung befestigt werden. Die zwei Sätze der parallel geschalteten Stäbe aus polykristallinem Sili­ zium werden dann im rechten Winkel zueinander in Reihe an­ geordnet und alternierende der parallel geschalteten Sätze der Träger in geeigneter Weise elektrisch in der oben be­ schriebenen Weise verbunden, um die -x-, +x- und -y-, +y-Ab­ lenkung zu erreichen.

Es wird also eine kombinierte feinfokussierende Mikrolinsen- und Mikrodeflektoranordnung zur Verwendung in ei­ ner fliegenaugenartigen Elektronenstrahlröhre beschrieben. Die Anordnung umfaßt eine feinfokussierende Mikrolinsen­ einheit, die aus einer Mehrzahl beabstandeter, stapel­ artig angeordneter, parallel verlaufender, dünner, ebener, mit Öffnungen versehener Linsenplättchen ausgebildet ist, wobei jedes Plättchen aus einem Silizium-Halbleitermaterial hergestellt ist und eine Reihe von Mikrolinsenöffnungen da­ rin mittels einem fotolithographischen Halbleiter-Mikro­ schaltkreis-Herstellungsverfahren ausgebildet wird. Die mit Öffnungen versehenen Siliziumlinsenplättchen haben jeweils hochleitende Oberflächen und sind an Glasstäben befestigt, die die Plättchen stapelförmig, parallel verlaufend, im Abstand halten, wobei die Öffnungen aller mit Öffnungen versehenen Linsenplättchen parallel mit einer Längsachse ausgerichtet sind, die durch die Mitte der Anordnung ver­ läuft, um eine Reihe feinfokussierender Linsenelemente auszubilden. Die Anordnung umfaßt weiter eine Mikrodeflek­ toreinheit, die unmittelbar benachbart zu der feinfokus­ sierenden Mikrolinseneinheit angeordnet ist und eine bienenwabenähnliche Matrix von Sätzen orthogonal angeord­ neter Mikrodeflektorelemente begrenzt. Ein Mikrodeflektor­ element ist mit jedem entsprechenden feinfokussierenden Linsenelement, das mittels der axial ausgerichteten Öff­ nungen der stapelförmig angeordneten, parallel verlaufen­ den, beabstandeten Siliziumplättchen ausgebildet wird, axial ausgerichtet und dient zur Ablenkung eines durch die entsprechend axial ausgerichtete feinfokussierende Mikrolinseneinheit verlaufenden Elektronenstrahls längs orthogonaler x-y-Achsen in einer Ebene senkrecht zur Bahn des Elektronenstrahls. Die bienenwabenförmige Matrix der Sätze der Mikrodeflektorelemente besteht aus zwei ortho­ gonal angeordneten Sätzen parallel verlaufender, beabstan­ deter Deflektorstäbe, die die entsprechenden Sätze der Mikrodeflektorelemente bilden, wobei alternierende Stäbe jedes Satzes der Deflektorstäbe elektrisch untereinander zur gemeinsamen Verbindung mit einer entsprechenden Quelle eines feinen x-y-Ablenkpotentials verbunden sind. In ei­ ner bevorzugten Ausführungsform bestehen die dünnen, mit Öffnungen versehenen Linsenplättchen aus einem dünnen, ebenen Plättchen aus einkristallinem Silizium von unge­ fähr 2 µm Dicke mit einer Reihe darin ausgebildeter Öffnungen, die mittels Ätzens von nur einer Seite durch die gesamte Dicke des Plättchens darin ausgebildet werden. Das Ätzen wird an genau begrenzten Punkten durchgeführt. Die Begren­ zung wird durch Abdecken von Zonen der Oberfläche des Plättchens erreicht, an denen keine Öffnungen entstehen sollen, wobei die abgedeckten Zonen für das Ätzmittel zur Ausbildung der Öffnungen undurchlässig sind. In einer an­ deren Ausführungsform besteht das dünne, ebene, mit Öff­ nungen versehene Linsenelement aus einem dünnen, ebenen, einkristallinen Siliziumplättchen von etwa 1/2 mm-Dicke, das von jeder der gegenüberliegenden Seiten durch Öffnun­ gen geätzt wird, die durch Abdecken beider ebenen Flächen des Plättchens begrenzt werden, und zwar durch Abdecken der Stellen, an denen keine Öffnungen ausgebildet werden sollen, und durch Aufbringen eines geeigneten Ätzmittels auf beide Seiten des Plättchens. In beiden Ausführungsfor­ men weist die verbleibende ebene Fläche des Plättchens nach dem Ätzen der Öffnungen in das dünne einkristalline Siliziumplättchen hochleitende Eigenschaften infolge der starken Diffusion eines Dotiermittels, wie z. B. Bor, in die verbleibenden ebenen Flächen des Plättchens auf.

Die dünnen, ebenen, mit Öffnungen versehenen Linsenplätt­ chen, die die Mikrolinse darstellen, werden stapelförmig, parallel verlaufend mittels beabstandeter Glasstäbe zu­ sammengebaut, deren Längsachsen sich im rechten Winkel zu dem Plättchen erstrecken und an denen die ebenen Silizium­ plättchen an ihrem Umfang befestigt sind. Die zwei ortho­ gonal angeordneten Sätze paralleler, beabstandeter Deflek­ tionsstäbe, die die Sätze der Mikrodeflektorelemente bil­ den, umfassen ähnlich zwei parallele Platten oder Stäbe aus polykristallinem Silizium mit einer hochleitenden, me­ tallisierten Oberfläche. Die Mikrodeflektorstäbe werden ähn­ lich im zusammengebauten Zustand beabstandet, parallel ver­ laufend mittels entsprechender Sätze beabstandeter, paral­ lel verlaufender Glasstäbe gehalten, deren Längsachse sich in einer Ebene parallel zur Ebene der Deflektorstäbe, je­ doch im rechten Winkel dazu, erstreckt, und an denen die Enden der Deflektorstäbe thermisch verschweißt sind. Die feinfokussierende Mikrolinsen- und Deflektoranord­ nung wird mittels weiterer Glasstäbe, die am Umfang der Mikrolinsen- und Mikrodeflektoranordnung angeordnet sind, zusammengehalten und mit den Stäben mittels thermischen Verschweißens, wie z. B. Schmelzen, verbunden. Die mit Öff­ nungen versehenen Siliziumlinsenplättchen können an weite­ ren Glasstäben entweder direkt oder mittels eines äußeren Tragrings aus geeignetem Material, wie z. B. Molybdän oder Wolfram, befestigt werden. Die Enddeflektorstäbe weisen vor­ zugsweise plastisch verformbare Metallvorsprünge auf, die zur Berührung der zusätzlichen Glasstäbe entweder direkt oder mittels des äußeren Tragrings geformt sind. Die Mi­ krolinsenöffnungen sind in dünnen Siliziumplättchen mit­ tels bekannter Silizium-Halbleiter-Herstellungsverfahren zur Herstellung integrierter Schaltkreise ausgebildet. Der­ artige Verfahren verwenden vorzugsweise ein Dotiermittel, wie z. B. Bor, zur Erzeugung der Abdeckung der Oberflächen des Siliziumplättchens an Stellen, an denen keine Öffnungen ausgebildet werden sollen, und ein Ätzmittel, wie z. B. Pyro­ catechol und Äthylen-diamin, das die undotierte Silizium­ oberflächenzone angreift, wodurch Linsenöffnungen von äußerst feiner Toleranz, Regelmäßigkeit und Symmetrie erzeugt werden.

Claims (17)

1. Kombinierte, feinfokussierende Mikrolinsen- und Mikrodeflektoranordnung für fliegenaugenartige Elektro­ nenstrahlröhren mit:
  • - einer feinfokussierenden Mikrolinseneinheit aus min­ destens einer dünnen, ebenen, mit Mikrolinsenöffnun­ gen (31, 32; 36, 37; 41, 42) versehenen Linsenplatte (16, 17, 18), wobei:
  • - die Linsenplatte (16, 17, 18) hochleitende Oberflä­ chen (33, 34) hat und parallel beabstandet bezüglich einer Mikrodeflektoreinheit (12) so gehalten ist, daß die Ebene der Linsenplatte (16, 17, 18) im wesent­ lichen rechtwinklig in bezug auf eine durch die An­ ordnung verlaufende Elektronenstrahlbahn ausgerichtet ist,
  • - die Mikrolinsenöffnungen (31, 32; 36, 37; 41, 42) in der Linsenplatte (16, 17, 18) axial längs entsprechen­ den, durch die Mitte der jeweiligen Mikrolinsenöff­ nungen (31, 32; 36, 37; 41, 42) parallel zur Elektro­ nenstrahlbahn verlaufenden Längsachsen ausgerichtet sind und ein regelmäßiges Feld (11) feinfokussieren­ der Linsenelemente bilden,
  • - eine Mikrodeflektoreinheit (12) unmittelbar neben dem Feld (11) feinfokussierender Linsenelemente angeordnet ist und eine bienenwabenartige Matrix von Sätzen orthogonal angeordneter Mikrodeflektorelemente bildet, wobei ein jeder Satz der orthogonal angeordneten Mikro­ deflektorelemente mit jedem feinfokussierenden Lin­ senelement in bezug auf einen das feinfokussierende Linsenelement passierenden Elektronenstrahl ausgerich­ tet und dabei in einer zur Elektronenstrahlbahn senkrechten Ebene angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Linsenplatte (16, 17, 18) aus Silizium-Halbleiter­ material besteht,
  • - die Mikrolinsenöffnungen (31, 32; 36, 37; 41, 42) durch Photolithographie hergestellt sind und
  • - die Linsenplatte (16, 17, 18) an Glasstäben (19) be­ festigt ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß mehrere, beabstandet und parallel zueinander angeordnete Linsenplatten (16, 17, 18) vorgesehen sind, und daß die Mikrolinsenöffnungen (31, 32; 36, 37; 41, 42) in jeder Linsenplatte (z. B. 16) mit den entspre­ chenden Mikrolinsenöffnungen in den übrigen Linsenplat­ ten (z. B. 17, 18) ausgerichtet sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Linsenplatte (16, 17, 18) aus einem dünnen, ebenen Plättchen aus einkristallinem Silizium mit einer Dicke von 1 bis 2 µm besteht und daß die Mikrolinsenöffnungen (31, 32; 36, 37; 41, 42) einen Durchmesser von ungefähr 1 bis 2 µm haben.
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Linsenplatte (16, 17, 18) aus einem dünnen, ebenen Plättchen aus einkristallinem Silizium mit einer Dicke von ungefähr 0,5 mm besteht.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß für die Mikrolinseneinheit und die Mikrodeflektoreinheit (12) entsprechende ring­ förmige äußere Tragringe aus Molybdän, Wolfram oder einem anderen Material vorgesehen sind, an denen Glasstäbe (19) mittels thermischen Verschweißens oder auf andere Weise be­ festigt sind.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß eine elektrisch leitende, parallel zu der Linsenplatte (16, 17, 18) befestigte Endplatte mit darin ausgebildeten Öffnungen vorgesehen ist, wobei diese Öffnungen mit den Mikrolinsenöffnun­ gen (31, 32; 36, 37; 41, 42) und den Mikrodeflektor­ elementen axial ausgerichtet sind und wobei die End­ platte an der Eintrittsseite der Mikrolinseneinheit relativ zur Richtung des diese passierenden Elektronen­ strahls angeordnet ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Linsenplatte und die Mikrodeflektorelemente bildende Deflektorstäbe thermisch mit den Glasstäben (19) mittels Elektronenstrahlerwär­ mens oder Laserstrahlerwärmens und Schmelzverbindens verschweißt sind.
8. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenplatten mittels eines gemeinsamen Satzes sich axial erstreckender Glasstäbe (19) gehalten wer­ den, an denen die Linsenplatten direkt befestigt sind.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Mikrolinsenöffnungen zur Verminderung der Aberration dritter Ordnung halb­ elliptisch ausgebildet sind.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Mikrodeflektorelemente aus zwei regelmäßig orthogonal angeordneten Sätzen zweier parallel geschalteter, parallel beabstandeter Deflektor­ stäbe bestehen, wobei alternierende Stäbe jedes Satzes der Deflektorstäbe miteinander gemeinsam mit einem x-y-Deflektionspotential verbunden sind und jeder der Deflektorstäbe aus Silizium mit einer hochleitenden, darauf ausgebildeten Oberfläche hergestellt ist.
11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Deflektorstäbe aus polykristallinem Sili­ zium bestehen.
12. Verfahren zur Herstellung der Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
  • (a) feuchtes Aufbringen einer Siliziumdioxid-Schicht auf die beiden ebenen, flachen Flächen der Silizium- Linsenplatte mit einer Dicke von einigen 10 nm;
  • (b) Ausbilden eines regelmäßigen Feldes von Silizium­ dioxid-Dotierungen auf beiden Flächen der Silizium- Linsenplatte auf photolithographischem Wege unter Verwendung einer Maske und eines Lösungsmittels für Siliziumdio­ xid an Stellen, an denen die Mikrolinsenöffnun­ gen ausgebildet werden sollen, wobei die Mittelpunkte jedes Satzes gegenüberliegender Siliziumdioxid-Dotie­ rungen auf den gegenüberliegenden Seiten der Silizium- Linsenplatte axial auf einer gemeinsamen durch die beiden Mittelpunkte verlaufenden Achse ausgerichtet sind, die senkrecht zur Ebene der Linsenplatte steht;
  • (c) Aufbringen einer borhaltigen Emulsion auf die beiden mit Siliziumdioxid dotierten flachen Flächen der Linsenplatte mittels Schleuderbeschichtung und Brennen der Linsenplatte in einer Stickstoffatmosphäre bei etwa 1100°C, wodurch eine bordotierte Schicht einer Dicke von etwa 2 µm in die Oberfläche der Linsenplatte an Stellen eindringt, an denen keine Öffnungen ausge­ bildet werden sollen;
  • (d) Entfernen der überschüssigen borhaltigen Emul­ sion in einem Hydrofluoridbad und der Siliziumdioxid- Dotierungen in einem frischen Hydrofluoridbad, wodurch eine tiefe bordotierte und hochleitfähige Beschichtung einer Dicke von ungefähr 2 µm auf jenen ebenen Ober­ flächenzonen auf beiden Seiten der Linsenplatte an den Stellen verbleibt, an denen keine Öffnungen ausgebil­ det werden sollen;
  • (e) Ätzen der Linsenplatte in einem Ätzmittelbad aus heißem Pyrocatechol und Äthylen-diamin, das auf die bor­ undotierten Flächen der Linsenplatte mit einer höheren Geschwindigkeit als auf die bordotierten Ober­ flächenzonen einwirkt; und
  • (f) Fortführen des Ätzens, bis eine Reihe von Mikro­ linsenöffnungen gewünschten Durchmessers durch die ge­ samte Dicke der Linsenplatte ausgebildet ist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der auf der einen Fläche der Linsenplatte ausgebildeten Siliziumdioxid-Dotierungen größer als die Abmessungen der auf der gegenüberliegenden Fläche ausgebildeten Siliziumdioxid-Dotierungen sind, wodurch beim Ätzen eine Reihe von Mikrolinsenöffnungen in der Linsenplatte ausgebildet wird, die größere Abmes­ sungen auf der einen Fläche der Linsenplatte als auf der gegenüberliegenden Fläche der Lin­ senplatte aufweisen.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die auf den gegenüberliegenden Flächen der Linsenplatte ausgebildeten Silizium­ dioxid-Dotierungen unterschiedlich geformt werden, wodurch beim Ätzen eine Reihe Mikrolinsenöffnungen durch die Linsenplatte ausgebildet wird, deren Form auf der einen Fläche der Linsenplatte von der Form auf der gegenüberliegenden Fläche der Linsenplatte unterschiedlich ist.
15. Verfahren zur Herstellung der Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
  • (a) feuchtes Aufbringen einer Siliziumdioxid-Schicht auf eine ebene, flache Oberfläche der Silizium-Linsen­ platte mit einer Dicke von einigen 10 nm;
  • (b) Ausbilden einer Reihe von Siliziumdioxid-Dotierungen auf photolithographischem Wege unter Verwendung einer Maske und eines Lösungsmittels für Siliziumdioxid an Stellen, an denen von der einen Oberfläche der Linsen­ platte aus Mikrolinsenöffnungen gebildet werden sollen;
  • (c) Ausbilden einer vergrößerten Fläche nicht abge­ deckten Siliziums auf der gegenüberliegenden Oberfläche der Linsenplatte entsprechend der für die Mikrolinsenöffnungen vorgesehenen Fläche auf der einen Oberfläche der Linsenplatte auf photolithographischem Wege unter Verwendung einer Fotomaske und eines Lösungsmittels für Siliziumdioxid, wobei eine Umfangszone des Siliziumdioxids um die Umfangskanten der Linsenplatte belassen wird;
  • (d) Aufbringen einer borhaltigen Emulsion auf beiden Seiten der Linsenplatte mittels Schleuderbeschichtung und Brennen der Linsenplatte in einer Stickstoffatmo­ sphäre bei ungefähr 1100°C, wodurch eine bordotierte Schicht einer Dicke von etwa 2 µm durch jene Flächen­ zonen der Linsenplatte ausgebildet wird, an denen keine Öffnungen angeformt werden;
  • (e) Entfernen der überschüssigen borhaltigen Emul­ sion in einem Hydrofluoridbad und der Siliziumdioxid- Beschichtung in einem frischen Hydrofluoridbad, wodurch eine tiefdotierte höchstleitende Beschichtung mit einer Dicke von etwa 2 µm in jenen ebenen Flächenzonen der Linsenplatte verbleibt, an denen keine Öffnungen aus­ geformt werden;
  • (f) Ätzen der Linsenplatte in einem Ätzbad aus heißem Pyrocatechol und Äthylen-diamin, das die undotierte Siliziumfläche der Linsenplatte, die vorher mittels der Siliziumdioxid-Dotierung während der Bordotierung ge­ schützt war, mit größerer Geschwindigkeit als die bor­ dotierten Zonen angreift; und
  • (g) Fortsetzen des Ätzens, bis eine Reihe von Mikro­ linsenöffnungen gewünschten Durchmessers durch die Linsenplatte ausgebildet ist, wobei die Um­ fangsabschnitte der Linsenplatte ihre ursprüngliche Dicke aufweisen, die der geätzten Linsenplatte die erforderliche Festigkeit gibt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß Ausrichtmarkierungen auf der unbearbeiteten Linsenplatte vorgesehen werden, die das Ausrichten der Linsenplatte während der Ausbildung der Mikrolinsenöffnungen mittels photolithographischer Masken und während des darauffolgenden thermischen Verschweißens der mit den Mikrolinsenöffnungen ver­ sehenen Linsenplatte mit den Glasstäben erleichtern.
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