DE3781700T2 - Kathodenstrahlroehre mit ionenfalle. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Aufnehmen oder Wiedergeben von Bildern mit einer Elektronenstrahlröhre, bei der sich in einer evakuierten Hülle eine Auftreffplatte und mindestens eine Kathode befindet, die im Betriebszustand entsprechend einem Ringmuster Elektronen ausstrahlt, und ein erstes Gitter mit einer Öffnung, damit an einer Überkreuzungsstelle in einem von der Kathode erzeugten Elektronenbündel von der Kathode emittierte Elektronen hindurchgelassen werden.
• Bei einer Einrichtung zum Aufnahmen von Bildern ist die Elektronenstrahlröhre eine Kameraröhre und die Auftreffplatte ist eine photoempfindliche, beispielsweise eine photoleitende Schicht. Bei einer Einrichtung zum Wiedergeben von Bildern kann die Elelttronenstrahlröhre eine Bildröhre sein, während die Auftreffplatte eine Schicht oder ein Muster aus Linien oder Punkten aus Leuchtstoff aufweist. Eine derartige Einrichtung kann auch für elektronenlithographische oder elektronenmikroskopische Anwendungen eingerichtet sein.
• In der Niederländischen Offenlegungsschrift Nr. 7905470 ist eine Elektronenstrahlröhre dargestellt mit einer sog. "kalten Kathode". Die Wirkungsweise dieser Kathode gründet auf dem Austritt von Elektronen aus einem Halbleiterkörper, in dem ein PN-übergang derart in der Umkehrrichtung betrieben wird, daß Lawinenmultiplikation von Ladungsträgern auftritt. Dadurch können manche Elektronen soviel kinetische Energie erhalten, wie dies zum Überschreiten des Elektronenaustrittspotentials erforderlich ist; diese Elektronen werden dann an der Hauptobeffläche des Halbleiterkörpers frei und liefern auf diese Weise einen Elektronenstrom.
• Weil in der evakuierten Hülle dennoch immer Restgase zurückbleiben, werden durch den Elektronenstrom aus diesen Restgasen negative und positive Ionen frei gemacht. Die negativen Ionen werden in der Richtung der Auftreffplatte beschleunigt. Im Falle elektrostatischer Ablenkung können sie auf ein kleines Gebiet der Auftreffplatte hin gelangen und diese beschädigen bzw. die Wirkung beeinträchtigen. Zur Vermeidung dieser schädlichen Wirkung werden Ionenfallen verwendet. Eine Ionenfalle für negative Ionen ist beispielsweise aus der US Patentschrift Nr. 2.913.612 bekannt.
• Ein Teil der positiven Ionen wandert unter dem Einfluß in der Rohre herrschender beschleunigender und fokussierender Felder in Richtung der Kathode. Ein Teil derselben wird, wenn keine Sondermaßnahmen getroffen werden, den Halbleiter treffen und diesen beschädigen.
• Diese Beschädigung kann eine teilweise Kathodenzerstäubung einer ggf. vorhandenen Schicht aus elektronenaustrittsarbeitsverringerndem Material, wie beispielsweise Cäsium, bedeuten. Durch eine Neuaufteilung oder durch ein völliges Verschwinden dieses Materials ändern sich die Emissionseigenschaften der Kathode. Wenn diese Schicht nicht vorhanden ist (oder durch den oben genannten Zerstäubungsmechanismus völlig verschwunden ist) kann sogar die Hauptoberfläche des Halbleiterkörpers angegriffen werden. Bei einer Halbleiterkathode, basiert auf Lawinenmultiplikation von Ladungsträgern, wie in der Niederländischen Patentanmeldung Nr. 7905470 beschrieben, wobei der emittierende PN-Übergang sich parallel zu der Hauptoberfläche erstreckt, und davon durch eine Dünne n-leitende Obefflächenzone getrennt ist, ist es möglich, daß durch diese allmähliche Zerstäubung diese Oberflächenzone völlig verschwindet, so daß die Kathode nicht länger funktioniert. Bei einer ähnlichen kalten Kathode, wie diese in der am 31. Juli 1979 öffenflich ausgelegten Niederländischen Patentanmeldung Nr. 7800987 der Anmelderin beschrieben ist, wird der PN-Übergang an der Oberfläche des Halbleiterkörpers frei gelegt. Durch die obenstehend beschriebene beschädigende Wirkung in einer Elektronenröhre vorhandener positiver Ionen kann beispielsweise die Stelle, an der der PN-Übergang an der Oberfläche frei wird, sich verlagern. Dies verursacht ein unstabiles Emissionsverhalten.
• In einer zweiten Art von Elektronenstrählröhre, wobei in der Halbleiterkathode ein PN-Übergang in der Vorwärtsrichtung betrieben wird, d.h. in der sog. negativen Elektronenaffinität-Kathode (NEA-Kathode), wird das Emissionsverhalten ebenfalls dadurch beeinflußt, daß wieder ein Zerstäubungsvorgang stattfindet. Auch hier wird zunächst die Schicht aus dem elektronenaustrittsarbeitsverringernden Material allmählich zerstäubt. Danach wird die PN-Typ-Oberflächenzone der Kathode angegriffen, bis die Kathode nicht länger funktioniert. Ähnliche Probleme gelten in bezug auf andere Halbleiterkathoden, wie beispielsweise die Halbleiterkathoden, wie diese in der Britischen Patentanmeldung Nr. 8133501 und Nr. 8133502 beschrieben worden sind.
• Es hat sich herausgestellt, daß durch die obengenannten Verfahren die Lebensdauer mit derartigen Halbleiterkathoden hergestellter Elektronenstrahlröhren wesentlich kürzer wird.
• Eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art, bei der das ringförmige Emissionsmuster mit Hilfe einer herkömmlichen Glühkathode erhalten wird, ist aus der Französischen Patentschrift Nr. 1, 361, 143 bekannt.
• Auch bei derartigen herkömmlichen Kathoden, beispielsweise mit Barium als Kathodenmaterial, kann eine Art von Zerstäubung stattfinden. Zwar wird der Bariumverlust dabei durch Zufuhr einer zusätzlichen Bariummenge ausgeglichen, aber infolge des inhomogenen Angriffs (Zerstäubung) durch die positiven Ionen wird die Elektronenemission weniger stabil.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der diese Nachteile dadurch völlig oder teilweise vermieden werden, daß ein Strom positiver Ionen nahezu völlig abgefangen wird, bevor dieser die Kathode erreicht.
• Eine erfindungsgemäße Einrichtung weist dazu das Kennzeichen auf, daß sie mindestens ein zusätzliches Gitter aufweist, bei dem sich innerhalb einer Öffnung zum Hindurchlassen des Elektronenbündels an der Stelle einer Achse senkrecht zu der emittierenden Oberfläche der Kathode, die mit der Achse des ringförmigen Musters zusammenfällt, eine Platte befindet, die gegenüber dieser Achse nahezu senkrecht orientiert ist.
• Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch diese Maßnahme nahezu keine positiven Ionen, die in dem Röhrenteil jenseits des zusätzlichen Gitters erzeugt werden, die Kathode treffen. Außerdem liegt sie der Erkenntnis zugrunde, daß bei Halbleiterkathoden mit einer geeignet gewahlten Geometrie des emittierenden Teils nur ein Bruchteil der zwischen der Kathode und dem ersten Gitter erzeugten Ionen, die außerdem eine geringe Energie aufweisen, zu der genannten Zerstäubungswirkung beiträgt.
• Die betreffende Platte ist vorzugsweise durch eine oder mehrere Stangen mit einer Breite bzw. einem Durchmesser von höchstens 100 um mit dem zusätzlichen Gitter verbunden. Dadurch wird zwar ein Teil des Elektronenstroms (etwa 10%) abgefangen, aber dies hat auf die Qualität der Abbildung der Elektronenquelle auf beispielsweise einem Phosphorschirm, wenn die Elekrronenstrahlröhre als Wiedergabeanordnung verwendet wird, keinen wesentlichen Einfluß.
• Obschon die Abmessungen der Öffnung in dem zusätzlichen Gitter und der Platte hauptsächlich durch die Lage des zusätzlichen Gitters in der Elektronenstrahlröhre und durch den Durchmesser des ringförmigen Musters bestimmt werden, liegt der Durchmesser der Platte in der Praxis vorzugsweise zwischen 50 und 500 um. Dieser Durchmesser wird vorzugsweise größer gewählt als der Durchmesser der Öffnung in dem ersten Gitter, so daß nahezu keine hochenergetischen Ionen durch diese Öffnung hindurchgehen können.
• Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung weist das Kennzeichen auf, daß die Kathode einen Halbleiterkörper aufweist, an dessen Hauptoberfläche mindestens ein elektronenemittierendes Gebiet vorgesehen ist, das in Projektion längs der Achse gesehen, völlig außerhalb der Öffnung in dem ersten Gitter liegt. Bei einer derartigen Ausführungsform ist eine etwaiger Einfluß hochenergetischer Ionen, die jenseits der Elektronenlinse erzeugt werden und dennoch durch die Gitter hindurchgehen, nahezu völlig vernachlässigbar.
• Eine derartige Halbleiterkathode kann außerdem auf vorteilhafte Weise derart hergestellt werden, daß die Elektronen nahezu aus einem kreisförmigen Überkreuzungsstelle emittiert werden, mit einer geringfügigen Streuung um einen bestimmten Winkel herum, was elektronenoptisch vorteilhaft ist. Dadurch, daß die Elektronen sich nun gleichsam längs der Oberfläche eines Kegels bewegen, wird die elektrische Leuchtdichte durch Linsen mit sphärischer Aberration weniger beeinträchtigt.
• Vorzugsweise wird dazu eine Halbleiterkathode verwendet, wie diese in der genannten Patentanmeldung Nr. 7905470 beschrieben ist, aber es sind auch andere Halbleiterkathoden möglich, wie beispielsweise NEA-Kathoden oder Kathoden, wie diese in der genannten Patentanmeldung Nr. 7800987 oder in den Britischen Patentanmeldungen Nr. 8133501 und Nr. 8133502 beschrieben worden sind.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
• Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teils einer erfindungsgemäßen Einrichtung und
• Fig. 2 einen teilweisen Schnitt und eine teilweise Draufsicht eine Halbleiterkathode zum Gebrauch in einer derartigen Einrichtung, und
• Fig. 3 eine Draufsicht des zusätzlichen Gitters.
• Die Figuren sind nicht maßgerecht dargestellt, wobei deutlichkeitshalber in den Schnitten insbesondere die Abmessungen in der Dickenrichtung übertrieben sind. Halbleiterzonen desselben Leitungstyps sind im allgemeinen in derselben Richtung schraffiert in den Figuren sind entsprechende Teile meistens mit denselben Bezugszeichen angegeben.
• Fig. 1 zeigt einen Teil einer Einrichtung 1, in diesem Beispiel einer Elektronenstrählröhre, bei der sich innerhalb einer Hülle 2 eine Kathode 3, in diesem Beispiel eine Halbleiterkathode, befindet, in der mittels Lawinenmultiplikation von Elektronen in einem gesperrten PN-Übergang Elektronenemission erhalten wird. Die Elektronenstrahlröhre weist weiterhin ein erstes Gitter 5 und ein Gitter 4 auf, die, wenn an die richtigen Spannungen angeschlossen, elektronenoptisch gesehen mit der Kathode 3 eine positive Linse bilden. Der nicht dargestellte Teil der Elektronenstrahlröhre 1 ist mit einer Auftreffplatte versehen, während außerdem die üblichen Mittel angewandt werden können, ein in der Kathode 3 erzeugtes Elektronenbündel 6 abzulenken. Die elektronenemittierenden Gebiete sind in Fig. 1 mit Hilfe der Bezugszeichen 13 schematisch angegeben. Die Einrichtung 1 kann auch einen unabhängigen Teil einer Elektronenstrahlröhre oder eines Elektronenmikroskopen bilden.
• In der Halbleiterkathode 3 werden in diesem Beispiel Elektronen erzeugt entsprechend einem ringförmigen Muster. Dazu besteht die Kathode 3 aus einem Halbleiterkörper 7 (siehe Fig. 2) mit einem p-leitenden Substrat 8 aus Silizium, in dem ein n-leitendes Gebiet 9, 10 vorgesehen ist, das aus einem tiefen Diffusionszone 9 und einer dünnen n-leitenden Schicht 10 an der Stelle des eigentlichen Emissionsgebietes besteht. Damit in diesem Gebiet die Durchbruchspannung des PN-Übergangs zwischen dem p-leitenden Substrat 8 und dem n-leitenden Gebiet 9, 10 verringert wird, ist die Akzeptorkonzentration in dem Substrat mittels eines durch Ionenimplantation vorgesehenen p-leitenden Gebietes 11 örtlich erhöht. Elektronenemission erfolgt daher innerhalb der durch die isolierende Schicht 12 frei gelassenen ringförmigen Zone 13, in der die elektronenemittierende Oberfläche außerdem mit einer monoatomaren Schicht aus elektronenaustrittspotentialsenkendem Material 33, wie Cäsium, versehen ist. Auf dieser isolierenden Schicht 12 aus beispielsweise Siliziumoxid kann nötigenfalls eine Elektrode 14 vorgesehen werden, damit die emittierten Elektronen beschleunigt oder abgelenkt werden; eine derartige Elektrode kann auch dazu dienen, den unterliegenden Halbleiterkörper vor Ladungseffekten zu schützen, die auftreten können, wenn dieser Körper durch positive Ionen oder durch abgelenkte Elektronen getroffen wird. Das Substrat 8 wird beispielsweise über eine hochdotierte p-leitende Zone 16 und eine Metallisierung 17 kontaktiert, während das n-leitende Gebiet über eine nicht dargestellte Kontaktmetallisierung angeschlossen ist. Die zu kontaktierenden Gebiete sind in montiertem Zustand (siehe Fig. 1) beispielsweise über Anschlußdrähte 24 mit Durchführungen 25 in der Wand 2 verbunden. Für eine detailliertere Beschreibung der Halbleiterkathode 3 sei auf die genannte Niederländische Patentanmeldung Nr. 7905470 verwiesen.
• Die von der Kathode 3 erzeugten Elektronen werden von den Gittern 4 und 5 beschleunigt. Dadurch, daß im Gebrauch das Gitter 4 eine niedrige oder sogar negative Spannung aufweist und das Gitter 5 (Blende) eine positive Spannung hat, bilden diese Gitter aus elektronenoptischer Sicht mit der Kathode eine positive Linse, die das ringförmige Elektronenbündel, das in der Zone 13 erzeugt wird, in einer Überkreuzungsstelle 22 konvergieren läßt. Diese Überkreuzungsstelle, die sich etwa an der Stelle der Öffnung in dem ersten Gitter 5 (Blende) befindet, ist als eine Realquelle für das eigentliche Elektronenbündel wirksam, das danach beispielsweise mit elektromagnetischen Mitteln abgelenkt wird.
• Die Überkreuzungsstelle 22 hat an der Stelle der Öffnung in dem ersten Gitter 5 eine bestimmte Abmessung. Diese Abmessung bestimmt den minimalen Durchmesser der Öffnung in dem Gitter 5, während der maximale Durchmesser durch den Innendurchmesser des ringförmigen Gebietes 13, in dem Elektronenemission erfolgt und der in diesem Beispiel etwa 200 um beträgt, bestimmt wird.
• In dem vorliegenden Beispiel wird das Gitter 4 bei einer Spannung von 0 Volt betrieben, während an das Gitter 5 eine Spannung von 265 V angelegt wird. Die überkreuzungsstelle 22 hat dabei einen Durchmesser von 40 bis 50 um. Für die Öffnung in dem ersten Gitter 5 wird dann beispielsweise ein Durchmesser von 100 um gewählt.
• Wenn nun in der Vakuumröhre 2 durch einen Zusammenstoß von Elektronen oder auf andere Art und Weise positive Ionen erzeugt werden, werden diese in Richtung der Kathode 3 beschleunigt. Die Elektronen, die von der Kathode 3 erzeugt werden bewegen sich hauptsächlich längs der Oberfläche des hohlen Bündels 6. Dieses Bündel wird in dem Hochspannungsteil, von dem Ablenkelektroden 34 teilweise angegeben sind, abgelenkt, wobei die Überkreuzungsstelle 22 als Punkt auf der Auftreffplatte abgebildet wird und dort beispielsweise einen Phosphorschirm trifft.
• Dabei können in dem Teil 18 zwischen der Überkreuzungsstelle 22 und der Auftreffplatte hochenergetische positive Ionen frei gemacht werden. Ein großer Teil derselben wird sich nahezu längs der Achse 31 fortbewegen und, wenn keine Sondermaßnahmen getroffen werden, die Kathode 3 treffen. Diese Ionen können die Metallschicht 14 (oder ggf. die Oxidschicht 13) treffen, so daß diese durch Zerstäubung angegriffen wird. Die genannten positiven Ionen können durch die herrschenden Felder infolge der Spannungen an den Gittern 4, 5 auch die emittierenden Gebiete 13 treffen. Die Lebensdauer einer derartigen Halbleiterkathode wird dadurch wesentlich beschränkt.
• Nach der Erfindung werden die hochenergetischen positiven Ionen durch eine Metallplatte 35 abgefangen, die sich in einer Öffnung 36 in einem Metallgitter 37 befindet, das in diesem Beispiel einen Teil einer Büsche 38 bildet. Die Büchse ist auf der der Auftreffplatte zugewandten Seite offen und hat in diesem Beispiel einen kegelförmigen Verlauf in Richtung der Überkreuzungsstelle 22. An dem spitzen Ende weist die Büchse 38 eine Öffnung 39 auf zum Hindurchlassen des Elektronenbündels 6. Die Öffnungen 36 und 39 haben in diesem Beispiel einen Durchmesser von etwa 3 mm bzw. etwa 1 mm. Die Platte 35 ist mittels dünner Stangen (Breite etwa 50 um) mit dem Gitter 37 verbunden (siehe Fig. 3) und hat in diesem Beispiel einen Durchmesser von etwa 300 um. Je nach der Lage in der Büchse kann dieser Durchmesser schwanken, aber beschränkt sich in der Praxis auf ein Gebiet von 50 bis 500 um. Die Stangen 40 fangen in dem vorliegenden Beispiel etwa 10% des Bündelstroms ab, aber dies beeinträchtigt die Qualität der Abbildung (Spot-Qualität) kaum.
• In dem Beispiel nach Fig. 2 hat die Büchse 38 (und folglich das Gitter 37) eine Spannung von etwa 1200 V und die Hochspannungselektrode 34 eine Spannung von etwa 12 kV. Es stellt sich heraus, daß bei den genannten Spannungen fast alle hochenergetischen positiven Ionen Bahnen längs der Achse 31 folgen und folglich von der Platte 35, die sich in diesem Beispiel nahezu senkrecht zu der mit der Achse des ringförmigen emittierenden Muster zusammenfallenden Achse der Röhre erstreckt.
• Etwaige positive Ionen, die den Spalt zwischen dem Gitter 37 und der Platte 35 passieren, werden von dem ersten Gitter 35 abgefangen. Positive Ionen, die in dem Bündel 6 zwischen dem Gitter 37 und der Überkreuzungsstelle 22 erzeugt sind, werden nahezu parallel zu der Achse 31 der Röhre beschleunigt, gehen durch die Öffnung in dem Gitter 5 und treffen die Kathode 3 in einem Gebiet, das innerhalb des eigentlichen emittierenden Teils liegt und in Fig. 2 durch gestrichelte Linien 23 angegeben ist. Das Emissionsverhaltn wird dadurch überhaupt nicht beeinträchtigt, es empfiehlt sich aber, die Halbleiterkathode, wie in diesem Beispiel, mit einer Elektrode 15 zu versehen, die den unterliegenden Halbleiterkörper vor Ladungseffekten schützt. Die Elektrode 15 ist daher vorzugsweise an eine feste oder veränderliche Spannung angeschlossen.
• Positive Ionen, die an der Stelle der Ebene 32 in dem Bündel 6 erzeugt sind, treffen die Kathode 3 in dem betreffenden Beispiel außerhalb des Gebietes 13 oder überhaupt nicht. Bei den genannten Spannungen an den Gittern 4, 5 stellt es sich heraus, daß nur ein geringer Teil der Ionen, die in einem Abstand von etwa 100 um von der Kathode erzeugt worden sind, den emittierenden Teil der Kathode, insbesondere die Cäsiumschicht, mit einer Energie von etwa 40 eV trifft, so daß die beeinträchtigende Wirkung in der Röhre erzeugter positiver Ionen auf eine geringes Ausmaß an Zerstäubung des Cäsiums beschränkt und Kristallbeschädigung vermieden wird. Je nach den Spannungen an den Gittern 4, 5 kann bei dem genannten Abstand und der genannten Energie noch eine gewisse Schwankung auftreten.
• Die Empfindlichkeit der Kathode laßt sich noch weiter dadurch verringern, daß das emittierende Gebiet 13 in eine Anzahl einzelner Gebiete aufgeteilt wird. Ein derartiger Aufbau fördert außerdem die Stabilität der Kathode.
• Wie eingangs beschrieben, ist die Erfindung auch auf eine Vakuumröhre mit einer Glühkathode anwendbar. Auf dieselbe Art und Weise wie obenstehend beschrieben wird ein Teil dieser Kathode durch positive Ionen nicht beeinträchtigt werden, was zu einer größeren Stabilität in der Elektronenemission führt. Obschon in diesem Beispiel von einer Einrichtung die Rede war, bei der die Achse des ringförmigen Emissionsmusters mit der Röhrenachse zusammenfällt, ist dies nicht unbedingt notwendig; beispielsweise wenn, wie in dem Fall von Farbwiedergabe, mehrere Kathoden verwendet werden, deren unterschiedliche ringförmige Muster 13 je ein Achse haben, die nicht mit der Röhrenachse zusammenfallen.
• Selbstverständlich sind im Rahmen der Ansprüche für den Fachmann mehrere Abwandlungen möglich. Die Platte 35 kann beispielsweise mit einer geringeren Anzahl Stangen 40 am Gitter 37 befestigt werden, so daß der Bündelstrom in geringerem Maße unterbrochen wird. Auch kann die Platte 40 beispielsweise in der Öffnung 39 der Büchse 38 angeordnet werden, so daß das Gitter 37 fortfallen kann.
• Auch können mehrere andere Typen Halbleiterkathoden gewählt werden.

Claims (11)

1. Einrichtung zum Aufnehmen oder Wiedergeben von Bildern mit einer Elektronenstrahlröhre, bei der sich in einer evakuierten Hülle eine Auftreffplatte und mindestens eine Kathode (3) befindet, die im Betriebszustand entsprechend einem Ringmuster Elektronen ausstrahlt, und mindestens ein erstes Gitter (5) mit einer Öffnung, damit an einer Überkreuzungsstelle (22) in einem von der Kathode erzeugten Elektronenbündel (6) von der Kathode emittierte Elektronen hindurchgelassen werden, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens ein zusätzliches Gitter (37) aufweist, bei dem sich innerhalb einer Öffnung (36) zum Hindurchlassen des Elektronenbündels (6) an der Stelle einer Achse (31) senkrecht zu der emittierenden Oberfläche der Kathode, die mit der Achse des ringförmigen Musters zusammenfällt, eine Platte (35) befindet, die gegenüber dieser Achse (31) nahezu senkrecht orientiert ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte mittels mindestens einer Stange mit dem zusätzlichen Gitter verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite bzw. der Durchmesser der Stange höchstens 100 um beträgt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte nahezu kreisförmig ist mit einem Durchmesser, der größer ist als der der Öffnung in dem ersten Gitter.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte einen Durchmesser von mindestens 50 um und höchstens 500 um hat.

6. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode einen Halbleiterkörper aufweist, von dem eine Hauptoberfläche mindestens ein elektronenemittierendes Gebiet aufweist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronenemittierende Gebiet, in Projektion längs der Achse gesehen, völlig außerhalb der Öffnung in dem ersten Gitter liegt.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronenemittierende Gebiet nahezu ringförmig ist und einen Innendurchmesser aufweist, der größer ist als der Durchmesser der Öffnung in dem ersten Gitter.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper mehrere elektronenemittierende Gebiete aufweist, die nahezu homogen über ein ringförmiges Muster verteilt sind mit einem Innendurchmesser, der größer ist als der Durchmesser der Öffnung in dem ersten Gitter.

10. Einrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper mindestens einen PN-Übergang zwischen einem an die Hauptoberfläche grenzenden n-leitenden Gebiet und einem p-leitenden Gebiet aufweist, wobei durch Anlegung einer Spannung in der Kehrrichtung an den PN-Übergang in dem Halbleiterkörper durch Lawinenmultiplikation Elektronen erzeugt werden, die aus dem Halbleiterkörper heraustreten und wobei die Oberfläche mit einer elektrisch isolierenden Schicht versehen ist, in der mindestens eine Öffnung vorgesehen ist und der PN- Übergang wenigstens innerhalb der Öffnung sich im wesentiichen parallel zu der Hauptoberfläche erstreckt und örtlich eine niedrigere Durchbruchspannung aufweist als der übrige Teil des PN-Übergangs, wobei der Teil mit der niedrigeren Durchbruchspannung durch eine n-leitende Schicht einer derartigen Dicke und Dotierung von der Oberfläche getrennt ist, daß bei der Durchbruchspannung die Erschöpfungszone des PN-Übergangs sich nicht bis an die Oberfläche erstreckt, sondern durch eine Oberflächenschicht davon getrennt bleibt, die zum Hindurchlassen der erzeugten Elektronen dünn genug ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf mindestens einem Teil der Isolierschicht mindestens eine Elektrode vorgesehen ist.