NL8200875A - Inrichting voor het opnemen of weergeven van beelden en halfgeleiderinrichting voor toepassing in een dergelijke inrichting. - Google Patents

Description

* 4 *

V

PHN 10286 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

"Inrichting voor het opnemen of weergeven van beelden en halfgeleider-inrichting voor toepassing in een dergelijke inrichting".

De uitvinding betreft een inrichting voor het opnemen. of weergeven van beelden voorzien van middelen cm een elektronenbundel·, te sturen en van ten minste een halfgeleider inrichting met ten minste een halfge-leiderkathode die aan een hoofdoppervlak van een halfgeleiderlichaam ten 5 minste één gebied bevat dat in de gebruikstoestand elektronen kan emitteren.

Een dergelijke inrichting is bekend uit de op 15 januari 1981 ter visie gelegde Nederlandse Octrooiaanvrage No. 7905470 van Aanvraagster.

Daarnaast heeft de uitvinding betrekking op een halfgeleiderin-10 richting voor toepassing in. een dergelijke inrichting.

Een inrichting als bovengenoemd kan ook worden toegepast in bijvoorbeeld eléktronenmicroscopié of elektronenlithograf ie. Een dergelijke inrichting bevat middelen cm de elektronenbundel zodanig te sturen dat deze een plaats bereikt waar in het geval van elektronenmicroscqpie res-15 pectievelijk elektronenlithografie een te bestuderen preparaat respectievelijk een halfgeleiderlichaam, dat bijvoorbeeld met fotolak bedekt is, kan warden· geplaatst.

Veelal echter bevat een inrichting voor het opnemen van beelden een kathodestraalbuis die als earnerabuis fungeert met. daarin als trefplaat 20 een fotogevoelige laag zoals, bijvoorbeeld een fotogeleidende3^^ een inrichting voor het weergeven van beelden zal de inrichting veelal een katho-

G

destraalbuis bevatten die als beeldbuis fungeert terwijl een laag of een patroon van lijnen of punten uit fluorescerend materiaal is aangebracht op een trefplaat.

25 Bij het toepassen van dergelijke van halfgeleiderkathoden voor ziene inrichtingen kunnen diverse problemen optreden.

Een eerste probleem dat optreedt is de koeling van dergelijke kathoden. Deze wordt bemoeilijkt doordat de halfgeleiderlichamen zich tijdens het bedrijf in een vacuumruimte bevinden en bovendien doorgaans op 30 doorvoerpennen in de eindwand van een glazen buis zijn bevestigd. Door de geringe warmtegeleiding van deze pennen en het glas wordt een goede af voer naar buiten van de in de kathode gedissipeerde energie verhinderd.

Daarnaast neemt met een toenemend aantal emiss iepunten het aantal 8200875 » EHN 10286 2 < > -doorvoeren doorgaans toe omdat elk emissiepunt afzonderlijk moet kunnen— worden aangestuurd* Een toename van het aantal doorvoeren bemoeilijkt het fabricageproces terwijl bovendien de kans pp lék en daardoor een. minder goed vacuum toeneemt. Dit is mogelijk gedeeltelijk te ondervangen door de 5 besturing van de kathoden uit te voeren als geïntegreerde schakeling, bij voorkeur in hetzelfde half geleider lichaam waarin de kathode wordt gerealiseerd. De dissipatie van een dergelijke schakeling kan echter weer extra eisen stellen aan de koeling van het halfgeleiderlichaam waarvan de problematiek hierboven reeds beschreven is.

10 Bovendien doet zich bij het gébruik van meerdere emissiepunten nog een geheel ander probleem voor en wel van elektronenoptische aard.

In een van de uitvoeringsvoorbeelden van de genoemde Nederlandse Octrooiaanvrage No. 7905470 wordt een halfgeleiderlichaam met drie halfgelei-derkathoden getoond dat aan zijn onderzijde voorzien is. van een geleidend 15 contact dat een voor de drie kathoden gemeenschappelijk p-type gebied contacteert. Dit gemeenschappelijk contact is bijvoorbeeld verbonden met aarde terwijl de afzonderlijke kathoden warden aangestuurd met behulp van positieve spanningen op contacten die bij de aparte kathoden behorende n-type oppervlaktegebieden contacteren. Deze spanningen moeten zodanig 20 positief ten opzichte van aarde zijn dat in de bijbehorende pn-overgang lawinevermenigvuldiging optreedt en de kathode dientengevolge elektronen emitteert. Ten gevolge van bijvoorbeeld weerstandsvariaties in het uitgangsmateriaal (in dit voorbeeld een p-type substraat) en in contactdif-fusies kunnen deze spanningen voor verschillende kathoden onderling sterk 25 uiteenlopen. De onderlinge variatie in één halfgeleiderlichaam kan mede afhankelijk van. de mate waarin elektronenvermenigvuldiging wordt opgewekt circa 2 Volt bedragen zodat vanuit verschillende punten, op één hoofdoppervlak elektronen warden geëmitteerd waarbij in het ene pant het n-type oppervlak een potentiaal van bijvoorbeeld circa 6 Volt bezit terwijl 30 in een ander punt deze potentiaal circa 8 Volt bedraagt.

Na de kathode verlaten te hebben doorlopen de elektronen in een elektronenoptisch systeem doorgaans eerst een versnellend elektrisch veld, bijvoorbeeld doordat zich op enige afstand een versnellingsrooster of ver-snellingselektrode bevindt. Indien nu de potentiaal van een dergelijke 35 versnellingselektrode 20 Volt bedraagt doorlopen elektronen geëmitteerd door het ene emissiepunt een potentiaalverschil van circa 14. Volt terwijl elektronen geëmitteerd door het andere emissiepunt een potentiaalverschil . . van circa 12 Volt doorlopen. Dit betekent dat zij elektronenoptisch 8200875 * » *

; I

ΕΗΝ 10286 3 ;--gezien een ander gedrag vertonen, hetgeen ongewenst, is. Dit verschijnsels zal in heviger mate optreden als de verschillende emissiepunten over meerdere halfgeleiderlichamen verdeeld zijn.

Vanuit elektronenoptisch gezichtspunt is het derhalve gewenst 5 dat alle emitterende oppervlakken praktisch eenzelfde potentiaal bezitten, die bijvoorbeeld de aardpotentiaal is. Dit kan bij de halfgeleiderkatho-den zoals hierboven genoemd bereikt worden door de emitterende oppervlak-tegebieden onderling door te verbinden, bijvoorbeeld door een hooggedo-teerde n-type oppervlaktezone, eventueel geccmbineerd met een metallisa-10 tiepatroon. Voor het aansturen van de afzonderlijke pn-overgangen (emissiepunten) moet dan aan het hoofdcppervlak per emissiepunt een extra diepe hooggedoteerde p-type cantactzane in het halfgeleider lichaam worden aangebracht. Cm hierbij te hoge serieweerstanden en eventueel onderlinge beïnvloeding van haast elkaar gelegen emissiepunten te voorkomen 15 dient het halfgeleiderlichaam daarnaast te worden voorzien van hooggedoteerde p-type begraven lagen die zich uitstrekken van de p-type con-tactzone tot praktisch onder de bijbehorende pn-overgang.

Af gezien van de bezwaren van extra processtappen (p-type con-tactzones en begraven lagen) treedt bij eendergelijke oplossing het pro-20 bleem op dat, aangezien elk emissiepunt afzonderlijk moet kunnen warden aangestuurd, het aantal doorvoeren in de kathodestraalbuis toeneemt met het aantal emissiepunten. Dit geeft weer aanleiding tot de hierboven reeds besproken problematiek van het handhaven van het vacuum in de kathodestraalbuis respectievelijk de koeling van het halfgeleiderlichaam.

25 De uitvinding stelt zich ten doel de hierboven genoemde proble men althans ten dele op te heffen. Zij berust qp het inzicht dat dit bereikt kan warden door het halfgeleiderlichaam op geheel andere wijze, in de inrichting te monteren dan tot. nog toe voor halfgeleider inrichtingen met koude kathodes gebruikelijk was.

30 Een inrichting volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk dat het halfgeleiderlichaam aan de. zijde van het hoofdoppervlak bevestigd is aan een drager die ter plaatse van het voor elektronenemissie geschikte gebied van een opening is voorzien.

Een dergelijke inrichting heeft diverse voordelen. In het geval 35 van een kathodestraalbuis waarbij de drager tevens als eindwand fungeert bevindt het halfgeleiderlichaam zich nu buiten de geëvacueerde ruimte.

Dit maakt onder meer de warmteafvoer van het halfgeleiderlichaam aanzien-_______lijk eenvoudiger. Bovendien kunnen daarnaast op de drager elektronische 8200875 EHN 10286 4 é * _hulpfuncties worden gerealiseerd met behulp van gebruikelijke technieken.^

Indien het halfgeleider lichaam meerdere kathoden bevat zijn deze bij voorkeur onderling elektrisch onafhankelijk en voorzien van een voor tot de voor elektronenemissie geschikte gebieden behorende gemeenschap-5 pelijke aansluiting. Op deze wijze kunnen de oppervlaktegebieden van verschillende emissiepunten pp éénzelfde potentiaal,, bijvoorbeeld aardpoten-tiaal gebracht worden. Dit houdt in dat elektronen van verschillende emissiepunten een praktisch identiek potentiaalverloop, bepaald door de elektronenoptiek en de potentiaal van de gemeenschappelijke aansluiting, door-10 lopen. Vanuit elektronenoptisch gezichtspunt is dit voordelig,· aangezien hiermee variaties in emissiegedrag en dientengevolge in de doorlopen elektronenbaan worden voorkomen.

Om de emissiegebieden op aardpotentiaal aan te kunnen sluiten met name wanneer zich meerdere half geleider inrichtingen pp de drager be-15 vinden heeft een voorkeursuitvoering van een inrichting volgens de uitvinding het kenmerk dat de bevestiging van het halfgeleiderlichaam aan de drager een elektrisch geleidend materiaal bevat dat elektrisch geleidend verbonden is met een aansluiting voor tenminste een tot een halfge-leiderkathode behorend oppervlaktegebied. Dit maakt een goed elektrisch 20 contact mogelijk en. bevordert een praktisch uniforme potentiaal op de verschillende oppervlaktegebieden.

De drager kan uit glas of keramiek vervaardigd zijn van een dikte die varieert tussen 0,2 millimeter en 5' millimeter.

Een verdere voorkeursuitvoering van een inrichting volgens de 25 uitvinding heeft het kenmerk dat de andere zijde van de drager rondom de opening in de drager althans gedeeltelijk voorzien is van tenminste één elektrode.

Een dergelijke elektrode kan fungeren als versnellingselektrode, zoals beschreven in de op 31 juli 1979 ter visie gelegde Nederlandse Oc-30 trooiaanvrage No. 7800987. Ook kan een dergelijke elektrode opgedeeld zijn ten behoeve van afbuiging zoals beschreven in de niet-voorgepubli-ceerde Nederlandse Octrooiaanvrage No. 8104893.

Een halfgeleiderinrichting voor toepassing in een inrichting volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat deze een halfgeleiderlichaam 35 bevat, dat aan een hoofdpppervlak is voorzien van meerdere halfgeleider-kathoden die onderling elektrisch onafhankelijk zijn en van een gemeenschappelijke aansluiting voor tot de voor elektronenemissie geschikte __ _gebieden behorende oppervlaktegebieden.

82 0 0 8 7 5 * % PHN 10286 5 _ Verschillende emissiemechanismen zijn hierbij mogelijk. Zo kan bijvoorbeeld gebruik, gennaakt, worden van het verschijnsel van lawinever-menigvuldiging van elektronen dat optreedt wanneer een pn-overgang in de keerrichting bij voldoend hoge spanning wordt bedreven, zoals onder an-g dere beschreven in de reeds genoemde Octrooiaanvragen No, 7905470 en No. 7800987. De daarin getoonde versnellingselektrode kan deel uitmaken van de bevestiging maar ook kan deze, zoals hierboven reeds genoemd, aan de andere kant van de drager worden bevestigd, zonder dat, zoals verrassenderwijs gebleken is, de efficiency van de kathode hierdoor veel minder 1Q wordt dan wanneer de versnellingselektrode direct op een oxydelaag, die doorgaans dunner is dan de. drager, wordt, aangebracht.

De uitvinding zal thans nader verklaard worden aan de hand van enkele uitvoeringsvoorbeelden en de tekening, waarin

Figuur 1 schematisch een weergeefbuis toont, die een inrichting 15 volgens de uitvinding bevat.

Figuur 2 schematisch een detail uit Figuur 1 weergeeft.

Figuur 3 schematisch een variant toont van de Inrichting volgens

Figuur 2.

Figuur 4 schematisch in bovenaanzicht een halfgeleider inrichting 2(j toont voor toepassing in een inrichting volgens de uitvinding, terwijl

Figuur 5 en Figuur 6 schematisch dwarsdoorsneden langs respectievelijk de lijnen V-V en VI-VI in Figuur 4 geven van een detail van een dergelijke inrichting en

Figuur 7 een deel van weer een andere variant van een inrichting 2g volgens de uitvinding toont.

De figuren zijn niet op schaal getekend, waarbij, ter wille van de duidelijkheid, in de dwarsdoorsneden in het bijzonder de afmetingen in de dikterichting sterk zijn overdreven. Halfgeleiderzones van hetzelfde geleidingstype zijn in het algemeen in dezelfde richting gearceerd; in 3q de figuren zijn overeenkomstige delen in de regel met dezelfde verwij-zingscijfers aangeduid.

Figuur 1 toont een inrichtingYvolgens de uitvinding met een ka-thodestraalbuis die als weergeefbuis fungeert. De hermetisch afgesloten vacuumbuis 2 loopt trechtervormig uit waarbij de eindwand 3 aan zijn bin-35 nenzijde bedekt is met een fluorescerend scherm 13. De buis bevat voorts focusseringselektroden 6,7, afbuigplaten 8,9 en een (scherm)rooster 10.

De andere eindwand wordt gevormd door een drager 4 van bijvoorbeeld kera-miékjnet een dikte van 0,5 millimeter die ter plaatse van de halfgeleider- 8200875 j ' -I---. - . . - . . -» , 1 ........— ................ .............

EHN 10286 6 -inrichtingen 20 voorzien is van openingen 5. De half geleider inrichtingen-- bevinden zich derhalve aan de buitenzijde van de eigenlijke kathodestraal-buis en zijn cp de drager 4 bevestigd door middel van een hermetische warmtedruklas 19. De wand van de vacuumbuis 2 is qp de drager 4 bevestigd 5 door middel van een hermetische las 18, die bijvoorbeeld uit een glaslas of een glas-metaallas bestaat. In dit voorbeeld verbindt de las 19 n-type qppervlaktezones 24 (zie Figuur 2) van de halfgeleiderinrichting 20 met metaalsporen 11 , die bijvoorbeeld met aarde verbonden zijn. De verbinding 12 sluit de halfgeleiderinrichting 20 aan op een metallisatiepatroon b 10 11 op de drager 4. Via het metallisatiepatroon 11 is de halfgeleiderinrichting 20 opgencmen in een schakeling waarin andere schakelingselemen-ten 15 zijn opgenonen. De schakelingselementen 15 zijn in dit voorbeeld cpgencmen in een vlakke omhulling 51 met geleiders in één vlak (flat-pack) en in een keramische of plastic omhulling 52 (dual-in-15 line package) waarbij contactgeleiders via openingen 16 in de drager 4 het metallisatiepatroon 11 contacteren. Aan de binnenzijde van de weer-geefbuis bevinden zich bovendien cp de drager 4 rondom de openingen 5 elektroden 17 die als versnellingselektroden of afbuigeléktroden kunnen fungeren zoals beschreven in de Nederlandse Octrooiaanvragen No. 7905470 20 en No. 8104893 waarvan de inhoud bij referentie in deze aanvrage is qp-gencmen.

De halfgeleiderinrichting 20 bevat één of meer halfgeleiderka-thoden van het lawine-doorslag-type. Figuur 2 geeft een detail van de inrichting van Figuur 1 waarin een dergelijke halfgeleiderinrichting in 25 dwarsdoorsnede is afgeheeld. De halfgeleiderinrichting 20 bevat een halfgeleiderlichaam 21 met een p-type substraat 25 waarop een p-type op-pervlaktelaag 22 epitaxiaal is aangegroeid. Voor een goede contactering bevat het halfgeleiderlichaam voorts hooggedoteerde n-type contactzones 24, ten behoeve van een contact 26. Het substraat wordt gecontacteerd 30 door een contact 27. De pn-overgang 28 tussen het n-type gebied 23 en de p-type laag 22 wordt tijdens het bedrijf zodanig in de keerrichting bedreven dat door lawinevemenigvuldiging elektronen worden gegenereerd die aan het, oppervlak 29 uit het halfgeleiderlichaam kunnen treden.

Doordat ter plaatse van het p-type gebied 30, dat binnen de opening 5 35 met het gebied 23 een gedeelte van de pn-overgang 28 vormt, de doorslag-spanning lager is dan cp andere plaatsen zal de doorslag hier eerder op-treden en de elektronenemissie hoofdzakelijk ter plaatse van dit gebied .. met. verlaagde doorslagspanning optreden. Het oppervlak 29 is bovendien 82008 75....................................

-,-;-j : EHN 10286 7 -binnen de opening 5 nog voorzien van een uittreepotentiaal-verlagend mar— teriaal 31 zoals cesium of barium. Voor een uitgebreider beschrijving van dergelijke kathoden en de werking daarvan zij verwezen naar de reeds genoemds Nederlandse Octrooiaanvrage No. 7905470.

5 Het contact 26 dat het emitterend oppervlak bijvoorbeeld ring vormig omsluit is door middel van thermoccmpressie vacuumdicht bevestigd op het metallisatiepatroon 11 op de drager 4. Hiermee is de las 19 gevormd. In de drager 4 bevindt zich een ronde opening 5 ter plaatse van het emitterend oppervlak. Aan de andere zijde van de drager 4 bevindt zich. een 10 elektrode 17 die in dit voorbeeld eveneens ringvormig is en als versnel-lingselektrode fungeert.

In de inrichting volgens de Figuren 1 en 2 worden de beide half-geleiderlichamen 21 via contacten 26 aangesloten op een gemeenschappelijk metallisatiepatroon 11 dat bij voorbeeld met aarde verbonden is. Hierdoor 15 bevinden ook de oppervlakken 29 van de beide half geleider inrichtingen zich praktisch op deze potentiaal, zodat vanaf beide kathoden de elektronen het oppervlak 29 verlaten onder praktisch identieke voorwaarden, namelijk een te doorlopen versnellend veld waarvan het eerste gedeelte praktisch geheel bepaald wordt door de versnellende elektrode (bijvoorbeeld de 20 elektrode 17).

Doordat het halfgeleiderlichaam zich niet in het eigenlijke vacuum bevindt maar aan. de buitenzijde van de kathodestraalbuis is een goede afvoer van de in het halfgeleiderlichaam gedissipeerde energie mogelijk.

25 Zo werkt de drager 4 als het ware als een zeer efficiënte koel- vin. Ook kunnen desgewenst koel vinnen in de vorm van aandruk- of contact-veren tegen de metallisatielaag 27 aangebracht worden.

Ter bescherming van de halfgeleiderlichamen en in het bijzonder de bedrading 12 kan het geheel af gedékt worden met een kapje, al dan 30 niet gevuld met een warmtegeleidende, elektrisch isolerende pasta. Zonodig kan in dit kapje een vacuum heersen bijvoorbeeld indien de las 19 niet vacuumdicht behoeft te zijn, zoals bijvoorbeeld kan voorkomen bij toepassingen ten behoeve van electronenmicrosccpie.

Een ander voordeel van een dergelijke inrichting bestaat hierin 35 dat de halfgeleider inrichting 20 op eenvoudige wijze ingepast kan worden in een besturingsschakeling die gerealiseerd wordt op de drager 4 met behulp van de schakelingselementen 15. Het ene contact 26 van de kathode is., al·, via de las 19 en het metallisatiepatroon 11a in een dergelijka ..

8200875 ---:-j PHN 10286 8 ---schakeling qpgencmen terwijl de qp het contact 27 bevestigde verbindings— draad 12 elders met het patroon 11 verbonden kan warden.

De in Figuur 1 mechanisch gescheiden weergegeven inrichtingen 20 kunnen desgewenst in één halfgeleiderlichaam worden gerealiseerd. De als 5 eindwand fungerende drager 4, die in het onderhavige voorbeeld vlak is, kan daarbij binnen zékere grenzen enigszins gekromd zijn hetgeen elek-tronenoptisch gunstig kan zijn in verband met daardoor ontstane mogelijkheden om beeldfouten te corrigeren.

In de inrichting van Figuur 3 is de metaallas 19 vervangen door 10 een afdichting 33 van hermetisch afdichtend, isolerend materiaal zoals bijvoorbeeld glas of lijm,* terwijl de verbinding tussen de contactzone 24 en het metallisatiepatroon 11 nu gevormd wordt door een vrijdragende geleidend vlak 34 dat de zone 24 contacteert.

Het schermrooster 10 is hierbij bijvoorbeeld met een laser-las 15 op de drager 4 gemonteerd terwijl de buis 2 qp de drager 4 is bevestigd met een vacuumdichte las door middel van gebruikelijke technieken, zoals bijvoorbeeld een warmtedruklas.

Voor het overige hebben de verwijzingscijfers dezelfde betekenis als in Figuur 2, met uitzondering van het n-type gebied 35. Door in het 20 p-type gebied 25 in de inrichting van Figuur 2 dit n-type gebied te diffunderen gaat de werking van. de kathode niet verloren, Immers tijdens het bedrijf wordt de pn-overgang 36 tussen het n-type gebied 35 en het p-type substraat 25 in de voorwaartsrichting bedreven. Anderzijds zal echter , wanneer de aansluiting 12 positief is ten opzichte van die van 25 het gebied 24, de pn-overgang 35 over een groot deel van het bijbehorende oppervlak een lawinestrocm voeren. De hiermee gepaard gaande dissipatie is zodanig dat de halfgeleider inrichting desgewenst dienst kan doen als uitstookelement, teneinde een goed vacuum te bereiken in de buis 2. of in een grotere ruimte, bijvoorbeeld wanneer een inrichting volgens de uit-30 vinding in zijn geheel in een grotere vacuumruimte is onder gebracht.

In de inrichting van de Figuren 4,5 en 6 zijn verschillende half-geleiderkathoden in één halfgeleiderlichaam 21 gerealiseerd. De emitterende gebieden zijn in het bovenaanzicht van de halfgeleiderinrichting weergegeven door cirkelvormige openingen 37 in de gemeenschappelijke contact-35 metallisatie 26 terwijl het gebied dat door de opening 5 in de drager 4 wordt vrijgelaten is aangegeven door middel van de streeplijn 38 (Figuur 4). Indien de contactmetallisatie 26 met aarde verbonden is bevindt de .. gehele oppervlaktelaag 23 zich weer praktisch op dezelfde potentiaal met .............82 0 0 8 7 5 ..... · * -1---1-i FHN 10286 9 --de hierboven genoemde voordelen uit elektronenoptisch gezichtspunt. -

De verschillende halfgeleiderkathoden met emitterende pn-over-gangen 28 zijn onderling gescheiden door middel van V-groeven 41 die zich uitstrekken tot in de gemeenschappelijke n-type cppervlaktelaag 23 5 en zo de kathoden isoleren. In de groeven is het siliciumoppervlak in dit voorbeeld bedekt met een oxydelaag 42; desgewenst kunnen de groeven geheel opgevuld worden met bijvoorbeeld polykristallijn silicium. De con-tactmetallisaties 27 die de p-type gebieden 22 contacteren kunnen weer door middel van een draad met het metallisatiepatroon 11 op de drager 4 10 worden verbonden. In het onderhavige voorbeeld is door middel, van een diepe p+-contactdiffusie 25 en een contactmetallisatie 39 een contact aan het oppervlak 29 gerealiseerd; de contactmetallisatie 39 kan weer direct u via een las op het metallisatiepatroon 11β worden bevestigd. De metalli-satielaag 27 dient in dit voorbeeld als een laagohmige verbinding tussen 15 het bepaalde emitterend gebied dat door een contact 39, wordt aangestuurd en de hooggedoteerde p-type contactzone 25 ter plaatse van dit contact 39. In plaats van door een directe verbinding kan het contact 39 ook met het patroon 1115 worden verbonden door middel van een vrij dragende verbinding (beam-lead), in Figuur 6 weergegeven door middel van de stippellijn 40.

20 Voor het overige hebben de verwijzingscij fers weer dezelfde betékenis als in de vorige figuren; voor de duidelijkheid zijn andere elementen van de kathodestraalbuis dan de wand 2 niet getekend.

Figuur 7 tenslotte toont een inrichting waarbij de vacuumdichte las 19 tussen de metallisatie 11 en de halfgeleiderinrichting wordt ge-25 vormd tussen de metallisatie 11 en een versneUingselektrode 43 die zich pp het halfgeleiderlichaam bevindt rondom een opening 44 en die van het halfgeleiderlichaam is gescheiden door een oxyde 46; een dergelijke half-geleiderkathode waarbij de voor emissie gebruikte pn-overgang 28 het oppervlak 29 snijdt is beschreven in de reeds genoemde Nederlandse Octrooi-30 aanvrage No. 7800987.

Om hierbij het n-type gebied 23 aan te kunnen sluiten is de in-richting voorzien van een contactmetallisatie 26 die een patroon 11 op de drager 4 contacteert. Voor het overige hébben de verwijzingscijfers weer dezelfde betekenis als in de vorige figuren.

35 Het speelt vanzelf dat de uitvinding niet tot de hierboven staande voorbeelden beperkt is maar dat voor de vakman, binnen het kader van de uitvinding, vele variaties mogelijk zijn. Zo hoeft bijvoorbeeld de las 19 niet altijd vacuumdicht te zijn, bijvoorbeeld wanneer de drager 82 0 0 8 7 5........ ' ‘ -'.· ' " , ..... " .............-1 1 - 1 PHN 10286 10 --met daarop de halfgeleiderinrichting deel uit maakt van een groter geheel dat geëvacueerd wordt zoals in het geval van een elektronenmicroscoop of bij lithografische toepassingen.

In plaats van isolatie door middel van V-groeven kunnen in 5 Figuur 5 de kathoden ook onderling gescheiden worden door middel van locale oxidatie. Aan het hoofdoppervlak 29 kunnen zonodig, zoals in de half geleidertechnologie gebruikelijk andere halfgeleiderelementen voor diverse doeleinden worden gerealiseerd.

Ook is de inrichting niet beperkt tot kathodes waarin de omissie 10 door middel van doorslag wordt bewerkstelligd, maar kunnen, kathoden met diverse andere emissiemechanismen gebruikt worden.

15 20 25 30 * 35 8200875

Claims (14)

1. 2. Inrichting volgens conclusie. 1 met het kenmerk/ dat de halfge-10 leiderinrichting meerdere halfgeleiderkathcden bevat die onderling elektrisch onafhankelijk zijn en voorzien zijn van een voor tot de voor elektronenemissie geschikte gebieden behorende oppervlaktegebieden gemeenschappelijke aansluiting.
2. 3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk/ dat de be-15 vestiging van het halfgeleiderlichaam aan de drager een laag van geleidend materiaal op het halfgeleiderlichaam bevat die voorzien is van vensters ter plaatse van de voor elektronenemissie geschikte gebieden.
3. 4. Inrichting volgens één der vorige conclusies met het kenmerk, dat de bevestiging van het halfgeleiderlichaam aan de drager een elektrisch 20 geleidend materiaal bevat dat met een oppervlaktezone van de halfgelei-derinrichting elektrisch geleidend verbonden is.
4. 5. Inrichting volgens conclusie 3 of 4 met het kenmerk, dat de drager aan de zijde van het halfgeleiderlichaam voorzien is van een elektrisch geleidend spoor dat de geleidende laag van de bevestiging elektrisch con- 25 tacteert.
5. 6. Inrichting volgens één der vorige conclusies met het kenmerk, dat de bevestiging van het halfgeleiderlichaam aan de drager vacuumdicht is en de inrichting tevens is voorzien van een trefplaat in een geëvacueerde kathodestraalbuis die vacuumdicht op de andere zijde van de drager 30 bevestigd is.
6. 7. Inrichting volgens één der vorige conclusies met het kenmerk, dat de andere zijde van de drager dan die waarop de halfgeleiderinrich-ting is bevestigd rondom de opening in de drager althans gedeeltelijk voorzien is van ten minste één elektrode.
7. 8. Inrichting volgens één der vorige conclusies met het kennerk, dat de dikte van de drager ten hoogste 10. millimeter bedraagt.
8. 9. Inrichting volgens conclusie 8 met het kenmerk, dat de dikte van ·-- da drager tussen 0,2 en 5 millimeter bedraagt. 8200875 η “ ’ ' i ΡΗΝ 10286 12 __10. Inrichting volgens één der vorige conclusies met het kenmerk, Jdat de drager vervaardigd is uit glas of keramiek.
9. 11. Inrichting volgens één der conclusies 2 t/m 10 met het kenmerk, dat de halfgeleiderkathoden onderling door middel van groeven elektrisch 5 zijn gescheiden. - 12. Inrichting volgens conclusie 11 met het kenmerk, dat de groeven opgevuld zijn.
10. 13. Half geleider inrichting voor toepassing in een inrichting volgens êên der vorige conclusies met het kenmerk, dat de halfgeleiderinrichting 10 een halfgeleiderlichaam bevat dat aan een hoofdoppervlak is voorzien van meerdere halfgeleiderkathoden die onderling elektrisch onafhankelijk zijn en van een gemeenschappelijke aansluiting voor tot de voor elektronenemissie geschikte gebieden behorende oppervlaktegebieden.
11. 14. Halfgeleiderinrichting volgens conclusie 13 met het kennerk, dat 15 de halfgeleiderkathode in het halfgeleiderlichaam een pn-overgang bevat tussen een aan een oppervlak van het halfgeleiderlichaam grenzend n-type gebied en een p-type gebied waarbij door het aanleggen van een spanning in de keerrichting over de pn-overgang in het halfgeleiderlichaam door lawinevermenigvuldiging elektronen worden gegenereerd die uit het half-20 geleider lichaam kunnen treden.
12. 15. Halfgeleiderinrichting volgens conclusie 14. met het kenmerk, dat het p-type gebied gecontacteerd wordt door middel'van een injecterende pn-overgang.
13. 16. Halfgeleiderinrichting volgens conclusie 14 of 15 met het ken-25 merk, dat meerdere n-type oppervlaktegebieden door een of meer n-type oppervlaktegebieden onderling verbonden zijn en verschillende halfgeleiderkathoden Onderling geïsoleerd zijn door groeven die vanaf het tegenover gelegen oppervlak tot in de n-type oppervlaktegebieden reiken.
14. 17. Halfgeleiderinrichting volgens conclusie 16 met het kenmerk, dat 30 de groeven zijn opgevuld met elektrisch isolerend materiaal. 35 8200875