NL8720732A

NL8720732A - Met zeer hoge snelheid werkende micro-elektronische buizen.

Info

Publication number: NL8720732A
Application number: NL8720732A
Authority: NL
Original assignee: Stanford Res Inst Int
Priority date: 1987-02-11
Filing date: 1987-11-25
Publication date: 1989-01-02
Also published as: KR890700917A; CA1283946C; JPH01502307A; EP0301041B1; DE3790900T1; US4721885A; WO1988006345A1; GB2209866A; GB2209866B; EP0301041A1; GB8814498D0

Description

' 87 2073

Met zeer hoge snelheid werkende micro-elektronische buizen.

Uitvinder: IVOR BRODIE

GEBIED

DRAAGWIJDTE VAN DE UITVINDING

Deze uitvinding heeft betrekking op geïntegreerde micro-elektro-nenbuizen voorzien van veld-emissie-kathodestructuren die werken als 5 vacuumbuizen maar bij een druk die varieert van ongeveer 1/100 tot 1 atmosfeer.

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

Geïntegreerde micro-elektronenbuizen voorzien van veld-emissie-kathodestructuren zijn bekend getoond bijvoorbeeld in U.S. Patent 10 Numbers 3,789,471. Spindt et al; 3,855,499, Yamada et al; en, 3,921,022, Levide. Opdat dergelijke inrichtingen functioneren op de manier van vacuumbuizen moeten zij gefabriceerd worden met een hoog vacuum. Echter, tot op heden is er geen praktische, commercieel economische inrichting gevonden om dergelijke buizen met een hoog vacuum te 15 produceren. Bijgevolg is er in wezen geen gebruik gemaakt van dergelijke buizen als vacuum-inrichtingen.

DOELEN EN SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

De uitvinding beoogt de verschaffing van een verbeterde geïntegreerde micro-elektroneninrichting die een veld-emissie-kathodestruc-20 tuur omvat, welke inrichting gemakkelijk en goedkoop geproduceerd kan worden en die werkt op de manier van een vacuumbuis maar zonder de noodzaak van een hoog vacuum.

De uitvinding beoogt de verschaffing van een verbeterde geïntegreerde micro-elektroneninrichting van het bovengenoemde type voor ge-25 bruik in met zeer hoge snelheid werkende schakelingen die in staat zijn om te schakelen bij snelheden die substantieel sneller zijn dan verge-1ijkbare galliumarsenide-inrichtingen.

De uitvinding beoogt de verschaffing van een verbeterde geïntegreerde micro-elektroneninrichting van het bovengenoemde type die wei-30 nig ruimte per buis inneemt, weinig energie dissipeert in de "aanM-mo-dus, die niet het gebruik van enkelvoudig-kristal-materialen vereist, die stralingsbestendig is, die kan werken over een ruim temperatuurge-bied, die zodanig geïntegreerd kan worden dat hij een groot aantal schakeling-elementen op een enkel substraat bevat.

35 De bovengenoemde en andere doelen en voordelen van deze uitvinding worden bereikt door gebruik van een veld-emissiebuis waarvan de dimen- .8720732 2 1 f si es voldoende klein zijn, omdat de gemiddelde vrije baan van elektronen die zich tussen de kathode en anode van de buis voortbeweegt, groter is dan de interelektrode-afstanden, zelfs bij atmosferische of nabij atmosferische druk, bijvoorbeeld tussen 1/100 tot 1 atmosfeer, en 5 waarvan de werkspanning minder is dan de ionisatie-potentiaal van het restgas. Aangezien er voor hun werking geen hoog vacuum wordt vereist, worden buizen van dit type relatief gemakkelijk geproduceerd, en kunnen daarin lucht of andere gassen gebruikt worden. Een uiteenlopende reeks schakelingen kan gefabriceerd met gebruik van buizen volgens deze uit-10 vinding. Bijvoorbeeld, kunnen er geheugenschakelingen met hoge snelheid, gemaakt worden waarin buizen opelkarr aangesloten worden om flipflop schakelingen te verschaffen die functioneren als geheugenelemen-ten.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN 15 De uitvinding, samen rnet andere doelen en voordelen daarvan zal beter begrepen worden vanuit de volgende beschrijving met beschouwing van de bijgevoegde tekeningen. In de tekeningen hebben gelijke referen-tietekens betrekking op dezelfde delen in verschillende aanzichten:

Fig. 1 is een gedeeltelijk vergroot perspectief-aanzicht van een 20 stelsel van veld-emissiebuizen waarbij de anode wordt weergegeven en de isolator die de anode van de poort scheidt voor de duidelijkheid is weggei aten;

Fig. 2 is een vergroot deel-aanzicht genomen langs de lijn 2-2 van fig. 1, 25 Figuren 3 en 4 zijn grafieken die de waarschijnlijkheid van bot sing van elektronen weergegeven in verschillende gassen ten opzichte van de elektronensnelheid (die proportioneel is aan\/ spanning),

Fig. 5 is een gedeeltelijk vergroot perspectief-aanzicht dat gelijk is aan dat van fig. 1 maar waarbij een stelsel van veld-emissie-30 dioden weergegeven wordt in plaats van trioden, en

Fig. 6 is een vergroot deel-aanzicht dat genomen is langs lijn 6-6 van fig. 5.

Verwezen wordt eerst naar fig. 1 waarin een stelsel 10 van micro-elektroneninrichtingen 12 weergegeven wordt, gevormd op een substraat 35 14. In fig. 1 worden de inrichtingen getoond die het triode-type "va-cuumbuizen" omvatten. Zoals duidelijk zal worden, kunnen dioden, tetro-den en andere typen van buizen gebouwd worden volgens de onderhavige uitvinding, waarvan de inrichtingen functioneren als vacuumbuizen maar die toch een gas bevatten. Ook kunnen er bij wijze van voorbeeld en 40 niet bij wijze van beperking, tot 2 xlO^ inrichtingen/cm2 gevormd • 872 0732 3 worden op substraat 14. Uit het bovenstaande, zal duidelijk zijn dat de inrichtingen in de tekeningen zijn weergegeven op een ruim vergrote schaal.

Het substraat 14 verschaft een ondersteuning voor het stelsel 10 5 van buizen 12, die daarop gevormd zijn. In de getoonde inrichting bevat substraat 14 een basisdeel 14A samen met een daarp aangebrachte siü-ciumlaag 14B. Basisdeel 14A kan gemaakt worden van keramiek, glas, metaal of vergelijkbaar materiaal en voor il1ustratiedoeleinden wordt een glasdeel getoond. Siüciumlaag 14A is aangepast voor het gebruik bij 10 het vormen van leidingen voor kathodes 20 die daarop gevormd zijn. Een stelsel van afzonderlijke kathodes 20 wordt gevormd op siüciumlaag 14B, waarbij elk daarvan een afzonderlijk naald-achtig elektronen emitterend uitsteeksel bevat. Uitsteeksels 20 kunnen gevormd worden van een hitte bestendig materiaal zoals molybdeen of wolfraam.

15 Een diëlektrische film 22, zoals een film van si 1ieiumdioxide, wordt aangebracht over het oppervlak van siüciumlaag 14B, welke film voorzien wordt van een stelsel openingen 24 waardoor de emitter-elek-trode-uitsteeksels 20 zich uitstrekken. Poort- of versnel üngselektro-den 26 worden gevormd door het aanbrengen van een metalen laag op de 20 diëlektrische film 22. Voor illustratiedoeleinden worden kruisende rijen en lijnen 28 van isolerend materiaal getoond die film 26 opdelen in een stelsel van afzonderlijke poort-elektroden. Poort-elektroden 26 zijn het equivalent van stuur-roosters van conventionele vacuumbuizen. De bovenste uiteinden van de kathode-uitsteeksels eindigen op een ni-25 veau tussen de bovenste en onderste oppervlakken van poort-elektroden 26 in hoofdzaak bij het centrum van opening 26A in de elektroden om het elektrisch veld bij de uiteinden te maximaliseren onder omstandigheden waarbij de buis in werking is.

Een isolerende laag 30 wordt geplaatst op de poort-elektroden 26, 30 welke laag gevormd wordt met openingen 30A die axiaal op een lijn gebracht worden met openingen 26A in de poort-elektroden. Een metalen anode 32 wordt bevestigd aan de isolerende laag 30 die, indien gewenst, een niet gemodelleerde vlakke metalen plaat kan omvatten die geen op een lijn brengen vereist als hij op het isolerende oppervlak wordt ge-35 drukt. Een gas bevattende ruimte wordt gevormd tussen de anode 32 en laag 14B waarop de kathode-uitsteeksels 20 worden gevormd. In tegenstelling tot inrichtingen volgens de stand der techniek waarin een vacuum is teweeggebracht, bevatten buizen van de onderhavige uitvinding een gas met een druk tussen ongeveer 1/100 tot 1 atmosfeer in de inter-40 elektrode-ruimte.

• 8?20732 4

Werkwijzen om buizen van dit type te produceren zijn bekend zoals getoond en beschreven bijvoorbeeld in bovengenoemde U.S. Octrooi 3,789,471. Met de huidige fabricagemethoden, kunnen dimensies bereikt worden die niet groter zijn dan H = 1,5/um, t = 0,5/um en 5 r = 0,6/Um, waarbij H de dikte van de isolerende laag 22 is, t de dikte van de poort-elektrode 26 is en r de straal is van opening 26A in de poort-elektrode, zoals getoond in fig. 2. Ook wordt een afstand D van ongeveer 0,5/Um tussen het uiteinde van kathode 20 en de anode 22 bereikt door gebruik van een isolerende laag 30 met een dikte in de or-10 de van 0,25/Um.

PRINCIPES VAN WERKING

Het is bekend dat de gemiddelde vrij baan Λ van een elektron in een gas dat zich voortbeweegt met een snelheid v (die overeenkomt met een potentiaal V) gegeven wordt door 15 A = -1- cm, (1) 273pPc(V) waarbij: 20 p = druk in torr, T = absolute temperatuur, en

Pc(V) = waarschijnlijkheid van botsing voor een elektron met energie eV.

Herschikking van vergelijking (1) verschaft een volgende uitdruk-25 king voor de waarschijnlijkheid van botsing:

Pc(v) = —[- (2)

273p/N

30 Bij gebruik van vergelijking (2) en er vanuit gaande dat: T = 300K, p = 760 torr = een atmosfeer, en Λ ^ 0,5/Um, dan zal PC(V) < 30 moeten zijn voor een buis met de bovengenoemde 35 D = 0,5/um afmeting om in hoofdzaak zonder botsing van elektronen met daarin een gas te werken.

De botsingswaarschijnlijkheid Pc, is een functie van de elektronensnelheid (of V spanning), en deze functie is voor veel gassen geme-ten. Functies van waarschijnlijkheid van botsing ten opzichte van 40 \f spanning voor Ne, en He worden getoond in fig. 3. en voor N2 »872 0732 t ( 5 en O2 (de hoofdbestanddelen van lucht) worden getoond in fig. 4. Opmerking verdient dat Pc vaak een maximum heeft in de orde van 2-10 volt als gevolg van het Ramsauer-effect. Indien er in de buizen lucht wordt gebruikt, zouden de werksspanningen verwijderd moeten zijn 5 van de stikstofpiek die optreedt bij ongeveer 2,6 volt. Zoals te zien in fig. 4, ligt de botsingswaarschijnlijkheid voor zowel stikstof als zuurstof boven 30 over een wezenlijk deel van het spanningsgebied, waardoor de werking binnen genoemd spanningsgebied wordt uitgesloten. Echter, door reductie van de luchtdruk (N2 en O2) binnen de buis 10 kan de botsingswaarschijnlijkheid gereduceerd worden tot een acceptabele waarde. Bijvoorbeeld vermindert bij 0,5 atmosfeer luchtdruk de botsingswaarschi jnl ijkheid tot een acceptabele waarde bij alle werkspanningen die verwijderd zijn van de stikstofpiek.

Uit fig. 3 blijkt dat voor zowel bij neon als helium de botsings-15 waarschijnlijkheid, Pc, minder is dan 20 voor alle elektronen-ener-gieën. Bijgevolg kunnen neon en helium bij atmosferische druk gebruikt worden in de buizen. Het zijn uitstekend bruikbare gassen omdat zij niet-reactief zijn en goedkoop. Voor helium is de minimale elektro-nen-energie voor ionisatie 24,6 eV. Ook dringt helium in de meeste ma-20 terialen erg gemakkelijk door en zonodig kan het gebruikt worden om lucht te vervangen in het buisvolurne.

Bij gebruik van de bovengenoemde dimensies (dat wil zeggen r = 0,6/um, H = 1,5/um en t = 0,5/Um) is een poort-spanning van ongeveer +40V (met betrekking tot de kathode) vereist om 1 tot 10/uA 25 te extraheren uit het kathode-uiteinde. Met de anode 32 0,5/Um vanaf het uiteinde geplaatst is een anodespanning van ongeveer 75 tot 100V vereist om te waarborgen dat er geen elektronen terugkeren naar de poort. Extrapolatie van bestaande experimentele data geeft aan dat door vermindering van r tot ¢5=: 0,3/um, het mogelijk zou moeten zijn de 30 poort-spanning te reduceren tot-£5=?5V en zodoende te werken met een anode-spanning van 10 tot 20V. Met de getoonde constructie waarin het stelsel buizen voorzien is van een gewone anode, is een werking van de buizen mogelijk bij een constante anode-spanning. Een variabele poort-spanning is aangebracht om de buis om te schakelen tussen aan- en uit-35 toestanden voor het geval dat de buizen gebruikt worden in bijvoorbeeld een binaire schakeling zoals een geheugenschakeling. De buis-uitvoer kan verkregen worden via een last-weerstand 36 aangesloten tussen de kathode 20 en de aarde.

Met de onderhavige uitvinding functioneren de buizen als vacuum-40 buizen zelfs wanneer ze gas bevatten bij een druk tussen 1/100 atmos- . 8720732.

6 feer tot 1 atmosfeer. Dit volgt uit het feit dat de constructie- en werk-omstandigheden zodanig zijn dat de gemiddelde vrije baan van elektronen gelijk is aan of groter is dan de ruimte tussen de kathode en anode waartussen de elektronen zich voortbewegen, welke ruimte volgens 5 de onderhavige uitvinding niet groter is dan ongeveer 0,5/um.

Met de onderhavige constructie, wordt de assemblage-stap die het aanbrengen van een gas in de interelektroderuimte omvat gemakkelijk voltooid door de assemblage eenvoudigweg uit te voeren in een gasachtige omgeving met het gewenste gas en bij de gewenste druk. Gasdrukken 10 van bijvoorbeeld tussen 1/100 en 1 atmosfeer zijn gemakkelijk te produceren en gemakkelijk in stand te houden gedurende de assemblage-stap waarbij gas in de buizen wordt ingesloten. Bijvoorbeeld kan bij de getoonde constructie de anode 32 aangebracht worden binnen de gewenste gasvormige omgeving, bijvoorbeeld binnen een omgeving van helium van in 15 hoofdzaak atmosferische druk. Bij het verbinden van de anode 32 met de isolerende laag 30, wordt de interelektrode-ruimte ingesloten met behoud van het gas binnenin de buizen. Voor een goed-werkend buizenstelsel is er geen diep vacuumpompen van de buizen noodzakelijk.

Voordelen van de nieuwe triodebuizen van deze uitvinding omvatten 20 de hoge schakel snel heid vergeleken met bijvoorbeeld silicium-, gallium-arsenide-, en indiumfosfor-inrichtingen. Verwezen wordt naar tabel A die een maximale drift-snelheid weergeeft, veldsterkte, doorgangstijd voor een afstand van 0,5/um, en toegevoerde spanning door 0,5/um van de bovengenoemde media en voor een vacuum. In de tabel worden de 25 maximumwaarden van drift-snelheden van elektronen in de halfgeleiders Si, GaAs en InP gebruikt, welke drift-snelheden verkregen worden via grafieken van drift-snelheid van elektronen als een functie van elektrisch veld voor de halfgeleiders. Omdat het uiteinde van kathode 20 slechts ongeveer 0,05/Um in diameter bedraagt (bij gebruik van con-30 structiemethode volgen de stand der techniek) en omdat het grootste deel van de versnelling optreedt binnen 0,15/Um van het uiteinde, wordt aangenomen dat de interelektrode-afstand wordt afgelegd met een in hoofdzaak uniforme snelheid gegeven door

\/ 2eV

35 v =Y - (3) m .8720732 7

2 I

TABEL A

Medium_Silicium GaAs_InP_Vacuum*

Maximum 5 snelheid (m/s) 105 2xl05 2,2xl05 öxiofy1/

Bereikt bij een veld van (V/m) 6xl08 Ο,δχΙΟ6 2x10^ 3,2xl07 10 Doorgangstijd (s) voor 5xl0"12 2,5xl0”12 2,27x1ο"12 2,1x10 9 = 0,5/Um

Toegediende spanning 15 door 0,5/um 3 0,4 1 16 (volt) *Veld beperkt door defect in de isolator bij ongeveer 5xl07 V/m.

20

Uit tabel A blijkt dat de "vacuumbuizen" van deze uitvinding in staat zijn tot een schakel snel heid die ongeveer tien keer beter is dan de beste nu verkrijgbare halfgeleider.

Om te detecteren of er stroom vloeit, is het transport van 200 25 elektronen voldoende voor een gemiddelde fout-graad van 1 in 1012, uitgaande van Poisson statistiek. Als het moet worden gedetecteerd of in een schakeling een stroom vloeit in een tijd van 10“9 seconden, moet de stroom die in de buis vloeit zijn

30 200 x 1,6 x 10~19 = 3,2 x 10"8 A

10"9

Aldus kan er redelijkerwijs vanuit worden gegaan dat, ofschoon de fluctuaties in de veldemitter groter kunnen zijn dan Poisson, een 35 "aan"-stroom van 10“8 A/uiteinde meer dan adequaat is voor het detecteren van stroom bij gigabit-snelheden. Energie gedissipeerd door een paar "aan"-buizen bij deze stroom en'16V anode-spanning zal 3,2 x 10"5 w bedragen. Als elke microbuis ongeveer 2,5 x 10"9 cm2 oppervlaktegebied beslaat, is het mogelijk om te 40 comprimeren tot een dichtheid van ongeveer 108 geheugencircuits/cm2.

8720731 8

Verwezen wordt nu naar fig. 5 en 6 waarin een stelsel 50 van mi-cro-elektronendioden wordt getoond gevormd op een substraat 52. Alleen voor illustratie-doeleinden, wordt substraat 52, waarop het diode-stel-sel wordt gedragen, weergegeven met een basisdeel 52A van keramiek, 5 glas, metaal of vergelijkbaars en een siliciumlaag 52B, die daarop is aangebracht. Afwisselende rijen van geleidende kathode-connectors 54 en isolerend materiaal 56 worden aangebracht op siliciumlaag 52B. Een lineair stelsel van afzonderlijke kathodes 60 wordt gevormd op elk van de kathode-connectors 54, waarbij elk van de kathodes een afzonderlijk 10 naald-achtigen-emitterend uitsteeksel bevat. Zoals in het geval van het bovenbeschreven triode-stelsel, kunnen uitsteeksels 60 gevormd worden van een hitte bestendig metaal zoals molybdeen of wolfraam.

Een diëlektrische film 62 wordt aangebracht de oppervlakken van de kathode-connectors 54 en nabij isolerend materiaal 56, welke film 15 voorzien is van een stelsel openingen 64 waarin de emitter-elektrode-uitsteeksels 60 zich uitstrekken. De bovenste uiteinden van de kathode-uitsteeksels eindigen op korte afstand d beneden het bovenste oppervlak van isolerende laag 62.

Rijen metaal-anode-elektroden 66 worden gehecht aan de isolerende 20 laag 62, welke anode-elektroden zich uitstrekken in een richting loodrecht op de rijen kathode-connectors 54. Een gas bevattende ruimte wordt op elke kathode 60 aangebracht tussen de rijen anoden en kruisende rijen kathode-connectors, welke ruimte gevuld wordt met gas met een druk tussen ongeveer 1/100 en 1 atmosfeer. Een afstand d in de orde van 25 0,5/um wordt aangebracht tussen het uiteinde van kathode 60 en anode 66. Zoals bij de triode-buisuitvoering, werkt het diode-stelsel bij spanningen waarbij de gemiddelde vrije baan van elektronen die zich in het gas voortbewegen tussen de kathode en anode-elektroden gelijk is aan of groter is dan de ruimte d tussen het uiteinde van de kathode-30 elektrode en de daaraan verbonden anode-elektrode. Zoals in het geval van het bovenbeschreven triode-buisstelsel, kunnen gassen waaronder lucht, neon, helium, of soortgelijke, gebruikt worden in de diode-stel-selstructuur. Zoals met de trioden het geval is, functioneren de dioden als vacuum-buizen zelfs als ze gas bevatten bij een druk tussen 1/100 35 atmosfeer tot 1 atmosfeer. Ook kunnen de anode-stroken 66 bevestigd worden op de isolerende laag 62 in een gas-achtige omgeving van het gewenste gas bij de gewenste druk waarbij de gas bevattende ruimte tussen de diode-kathode en anode het gas bevat bij voltooiing van de verbinding van ,de anoden aan laag 62. Het is niet noodzakelijk om de gasdruk 40 in de interelektrode-ruimte na assemblage van de buizen te verminde- .8720732 9 ren.

Aangezien de uitvinding in details beschreven is volgens eisen van de Patent Statutes, zullen talrijke veranderingen en aanpassingen duidelijk zijn aan hen die in deze techniek geschoold zijn. Bijvoorbeeld 5 kan indien gewenst het type triode-buizen voorzien worden van een afzonderlijke anode, in welk geval verbinding van de anoden aan een positieve spanningsbron (met betrekking tot de kathode) door afzonderlijke last-weerstanden mogelijk is.

Met deze structuur, kunnen de triode-kathode gevormd worden op een 10 geleidend substraat dat verbonden kan worden aan een gewone gelijk-stroombron. Ook zal het duidelijk zijn dat andere gassen dan lucht, neon, en helium in de buizen gebruikt kunnen worden. De bedoeling is dat de bovengenoemde en andere soortgelijke veranderingen en aanpassingen zullen vallen binnen de geest en de reikwijdte van de uitvinding 15 zoals gedefinieerd in de bijgevoegde conclusies.

»8720752

Claims

1. Een stelsel van micro-elektronenbuizen voorzien van een substraat, een stelsel van scherpe naaldachtige kathode-elektroden, elk met 5 ten minste een uiteinde gedragen door het substraat, waarbij elke buis een anode-elektrode omvat geplaatst op afstand van het uiteinde van een kathode-elektrode om elektronen te ontvangen die geëmitteerd worden door veld-emissie vanuit genoemde kathode-elektrode, 10 isolerende middelen die genoemde kathode-elektroden scheiden en isoleren van genoemde anode-élektroden, waarbij genoemde isolerende middelen een veelheid van doorlopende openingen bevatten waarin de kathode-elektroden zich uitstrekken, waarbij elke buis een gas bevat met een druk tussen ongeveer 1/100 15 en 1 atmosfeer, en een inrichting voor toevoeren van werkspanningen aan de buizen waarbij de gemiddelde vrije baan van elektronen die zich voortbewegen in genoemd gas tussen genoemde kathode- en anode-elektroden gelijk is, aan of groter is dan de ruimte tussen het uiteinde van de kathode-elek- 20 trode en de bijbehorende anode-elektrode en de maximum energie opgenomen door de elektronen minder is dan de ionisatie-potentiaal van het samenstellende gas.

2. Een stelsel van micro-elektronenbuizen zoals gedefinieerd in conclusie 1, waarin de interelektroderuimte tussen de kathode- en ano- 25 de-elektroden van de buizen is é. ongeveer 0,5/um.

3. Een stelsel van micro-elektronenbuizen zoals gedefinieerd in conclusie 1, waarin het gas bestaat uit lucht.

4. Een stelsel van micro-elektronenbuizen zoals gedefinieerd in conclusie 1, waarin het gas bestaat uit helium.

5. Een stelsel van micro-elektronenbuizen zoals gedefinieerd in conclusie 1, waarin het gas bestaat uit neon.

6. Een stelsel van micro-elektronenbuizen zoals gedefinieerd in conclusie 1, waarin genoemd substraat bestaat uit een glasbasis met daarop een laag silicium.

7. Een stelsel van micro-elektronenbuizen zoals gedefinieerd in conclusie 1, waarbij genoemde buizen bestaan uit dioden, waarbij genoemd stelsel rijen kathode-connectors op het substraat bevat aangesloten op rijen van genoemde kathoden, en genoemd stelsel rijen anode-elektroden bevat, die zich uitstrekken 40 in een richting loodrecht op de richting van de rijen kathode-connec- .8720732 tors.

8. Een stelsel van micro-elektronenbuizen zoals gedefinieerd in conclusie 1, waarbij elke genoemde buis een poort-elektrode bevat voorzien van een opening daardoor die op een lijn ligt met een bijbehorende 5 opening in genoemde isolerende inrichting en in de poort-opening waarvan het uiteinde van de verbonden kathode-elektrode zich uitstrekt.

9. Een stelsel van micro-elektronenbuizen zoals gedefinieerd in conclusie 1, waarbij ten minste een van de kathode- en anode-elektroden wordt aangebracht bij het stelsel buizen in de aanwezigheid van gas van 10 het type en de druk in de buizen.

10. Een stelsel van micro-elektronenbuizen dat bestaat uit een substraat, een stelsel scherpe naald-achtige kathode-elektroden, elk met ten minste een uiteinde gevormd op het substraat, 15 waarbij elke buis een poort-elektrode bevat die een opening heeft, waardoorheen het uiteinde van een verbonden kathode-elektrode zich uitstrekt, isolerende middelen die genoemde kathode-elektroden scheiden en isoleren van genoemde poort-elektroden, waarbij genoemde isolerende 20 middelen een veelheid bevat van doorlopende openingen die op een lijn liggen met openingen in de poort-elektroden, waarbij elke buis een anode-elektrode bevat die van genoemde poort- en kathode-elektroden verwijderd is geplaatst om elektronen te ontvangen die geëmitteerd worden door veld-emissie van genoemde ka-25 thode-elektroden, waarbij elke buis gas bevat met een druk tussen ongeveer 1/100 en 1 atmosfeer, middelen voor het toevoeren van werkspanningen aan de buizen, waarbij de gemiddelde vrije baan van elektronen die zich voortbewegen 30 in genoemd gas tussen genoemde kathode- en anode-elektronen gelijk is aan of groter is dan de ruimte tussen het uiteinde van de kathode-elektrode en de bijbehorende anode-elektrode en de maximum energie verkregen door de elektronen kleiner is dan de ionisatie-potentiaal van het samenstellende gas.

11. Een stelsel van micro-el ektronenbuizen zoals gedefinieerd in conclusie 10, waarbij de interelektrode-ruimte tussen de kathode- en anode-elektroden van de buizen is ongeveer 0,5/um.

12. Een stelsel van micro-elektronenbuizen zoals gedefinieerd in conclusie 10, waarbij het gas bestaat uit lucht.

13. Een stelsel van micro-elektronenbuizen zoals gedefinieerd in .872075a conclusie 10, waarbij het gas bestaat uit helium.

14. Een stelsel van micro-elektronenbuizen zoals gedefinieerd in conclusie 10, waarbij het gas bestaat uit neon.

15. Een stelsel van micro-elektronenbuizen zoals gedefinieerd in 5 conclusie 10, dat een isolerende inrichting bevat die genoemde poorten anode-elektroden scheidt en isoleert en is voorzien van een veelheid van doorlopende openingen die op een lijn liggen met de poort-elektro-de-openingen.

16. Een stelsel van micro-elektronenbuizen zoals gedefinieerd in 10 conclusie 15, waarbij genoemde anode-elektroden bestaan uit een enkel geleidend deel dat verbonden is aan een veelheid van genoemde buizen.

17. Een stelsel van micro-elektronenbuizen zoals gedefinieerd in conclusie 15, waarbij gas vervat in de buizen wordt toegevoerd door aanbrenging van genoemd geleidend deel aan de isolerende inrichting dat 15 de poort- en anode-elektroden scheidt en isoleert bij de aanwezigheid van gas met een druk tussen ongeveer 1/100 en 1 atmosfeer.

18. Een stelsel van micro-elektronenbuizen zoals gedefinieerd in conclusie 10, waarbij genoemd substraat bestaat uit een glasbasis met een laag silicium daarop, op welke siliciumlaag genoemde kathode-elek- 20 troden worden gevormd.

19. Een stelsel van micro-elektronenbuizen zoals gedefinieerd in conclusie 10, waarbij genoemde isolerende inrichting die genoemde ka-thode-elektroden scheidt en isoleert van genoemde poort-elektroden bestaat uit een laag SiO2 gevormd op genoemde siliciumlaag.

20. Een stelsel van micro-elektronenbuizen zoals gedefinieerd in conclusie 10, waarbij ten minste een van de kathode- en poort-elektroden wordt aangebracht aan het stelsel buizen bij de aanwezigheid van gas van het type en de druk in de buizen. ++++++++++ . 872 0732