NL8901075A - Inrichting ten behoeve van elektronengeneratie en weergeefinrichting. - Google Patents

Description

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven

Inrichting ten behoeve van elektronengeneratie en weergeefinrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het opwekken van een elektronenbundel die aan een hoofdoppervlak voorzien is van een elektrisch isolerende laag met tenminste één opening waarbinnen de elektronenbundel wordt gegenereerd en met op de elektrisch isolerende laag langs althans het grootste deel van de opening een poortelektrode.

Verder betreft de uitvinding een drager voor dergelijke inrichtingen alsmede een kathodestraalbuis respektievelijk een weergeefinrichting voorzien van een dergelijke inrichting of drager.

Behalve voor kathodestraalbuizen (beeldbuizen, camerabuizen) kan een inrichting van de genoemde soort ook ingericht zijn voor elektrolithografische toepassingen of elektronenmicroscopie.

In de ter inzage gelegde Nederlandse octrooiaanvrage 7905470 (PHN 9532), die als hierin opgenomen kan worden beschouwd, wordt een kathodestraalbuis getoond voorzien van een halfgeleiderinrichting, een zogenaamde "koude kathode". De werking van deze koude kathode is gebaseerd op het uittreden van elektronen uit een halfgeleiderlichaam waarin een pn-overgang zodanig in de keerrichting wordt bedreven dat lawinevermenigvuldiging van ladingsdragers optreedt. Hierbij kunnen sommige elektronen zoveel kinetische energie verkrijgen als nodig is om de elektronenuittreepotentiaal te overschrijden. Deze elektronen komen dan vrij aan het hoofdoppervlak van het halfgeleiderlichaam en leveren aldus een elektronenstroom.

Het uittreden van de elektronen wordt in de getoonde inrichting vergemakkelijkt door de halfgeleiderinrichting te voorzien van zogenaamde versnellingselektroden of poortelektroden op een op het hoofdoppervlak gelegen isolerende laag, die in de isolerende laag een opening (spieetvormig, ringvormig, rond, rechthoekig) vrijlaten. Om het uittreden van de elektronen nog verder te vergemakkelijken wordt het halfgeleideroppervlak desgewenst voorzien van een elektronenuittreepotentiaal-verlagend materiaal, zoals bijvoorbeeld caesium.

De genoemde "koude kathoden" kunnen met voordeel worden gebruikt in dunne vlakke weergeefinrichtingen, zoals beschreven in Nederlandse octrooiaanvrage 8700486 (PHN 12.047) waarin een aantal elektronenbundels wordt opgewekt in een rij naast elkaar geplaatste halfgeleiderkathoden. Een bijbehorende rij elektronenbundels bestrijkt daar na afbuiging, versnelling en verdere elektronen-optische bewerking een fluorescerend scherm en doet daarop een rij beeldpunten volgens de aangeboden informatie oplichten. Bij een gebruikelijke steek van de beeldpunten van 750 pm en bijvoorbeeld een vergroting in de elektronenoptiek van het emitterend oppervlak van circa 30 x bedraagt de plaatsingstolerantie van de kathoden derhalve minder dan 10 p, omdat anders overlap van de beeldpunten kan optreden (hierbij is bovendien aangenomen dat de emitterende oppervlakken alle in éénzelfde vlak liggen). Een dergelijke tolerantie stelt zeer hoge eisen aan de montage.

In de inrichting van Nederlandse octrooiaanvrage 8700486 (PHN 12.047) strekt het hoofdoppervlak van de kathoden zich praktisch evenwijdig uit aan het oppervlak waarin de elektronenbundels zich in hoofdzaak bewegen. Hoogenergetische positieve ionen kunnen hierbij het oppervlak van de halfgeleiderkathodes slechts ten dele bereiken zodat voorkomen wordt dat het rendement hiervan snel achteruitgaat ten gevolge van het ionenbombardement. Dit wordt bereikt door de elektronenbundel over 90° af te buigen met behulp van elektronenoptiek, voorzien van onder andere een elektronenspiegel.

Voor een goede werking van deze elektronenspiegel moet de elektronenbundel praktisch evenwijdig zijn. Omdat de poortelektrode doorgaans als versnellingselektrode fungeert, heeft deze aan negatieve lenswerking op de bundel gegenereerde elektronen. Om de bundel praktisch evenwijdig te maken, is het derhalve noodzakelijk, liefst op zo kort mogelijke afstand van de kathode een eerste elektrode aan te brengen die een positieve lenswerking verzorgt, zodat de elektronenbundel praktisch evenwijdig wordt. De minimale afstand, waarop een dergelijke elektrode gemonteerd kan worden, bedraagt (onder andere door de aanwezigheid van bonddraden die de kathode contacteren) circa 300 pm.

Dit geeft montagetechnisch grote problemen. Bovendien moeten ten gevolge van deze afstand voor de lenswerking respektievelijk spiegelwerking van de eerste elektrode respectievelijk de spiegelelektrode reeds dusdanig hoge spanningen worden gebruikt, dat ook tussen de spiegelelektrode en de kathode positieve ionen worden gegenereerd zodat het rendement van de kathode door een ionenbombardement kan worden aangetast.

De uitvinding stelt zich onder meer ten doel een inrichting te verschaffen, waarbij de plaatsingstoleranties van de halfgeleiderkathoden aanzienlijk minder streng kunnen zijn.

Daarnaast stelt zij zich ten doel een inrichting te verschaffen, waarbij de spiegelelektrode op een zodanig lage spanning bedreven kan worden dat tussen de kathode en deze spiegelelektrode praktisch geen positieve ionen worden gegenereerd.

De uitvinding berust op het inzicht dat dit kan worden bereikt door een deel van de elektronenoptiek als het ware te integreren in de inrichting voor het opwekken van de elektronenbundel.

Een inrichting volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat deze tenminste een extra elektrode bevat, die zich althans in bovenaanzicht gezien praktisch geheel buiten het oppervlak van de poortelektrode uitsteekt.

Door de extra elektrode een negatieve spanning te geven ten opzichte van het emitterend oppervlak terwijl de poortelektrode een positieve spanning heeft, fungeert de totale inrichting als een positieve elektronenlens die op zeer korte afstand (in de orde van 50 ym) van het hoofdoppervlak een praktisch loodrecht op dit oppervlak gerichte elektronenbundel doet ontstaan die niet of nauwelijks onderhevig is aan bundeldiametervariaties. De hierboven genoemde vermenigvuldiging van een faktor 30 is dus nu gedeeltelijk in het elektronenemitterend lichaam tot stand gebracht. Dit verhoogt de genoemde plaatsingstolerantie van de koude kathode in de hierboven genoemde toepassing tot ca. 50 ym, hetgeen fabrikagetechnisch zeer beheersbaar is. Ook in andere toepassingen kan door gebruik van een inrichting volgens de uitvinding met eenvoudiger elektronenoptiek worden volstaan.

Doordat de poortelektrode en de versnellingselektrode in één maskerstap kunnen worden vervaardigd, vertoont het emissiegedrag van verschillende kathoden een geringe variatie, terwijl de verdere elektronenoptiek voor een groot deel gemeenschappelijk is. Met name bij meerdere kathoden in één halfgeleiderlichaam leidt dit tot praktisch identiek bundelgedrag per kolom van beeldelementen.

Omdat de elektronenbundels nu als praktisch evenwijdige bundels de kathode verlaten, kan een eerste versnellingsrooster vervallen en het eerste deel van de elektronenoptiek (bijvoorbeeld de elektronenspiegel} op een gebruikelijke afstand van circa 600 pm aangebracht worden, hetgeen niet tot fabrikagetechnische problemen leidt. Bovendien kan de elektronenspiegel op een lage spanning worden bedreven, zodat niet of nauwelijks positieve ionen worden gegenereerd tussen deze spiegel en de kathode.

Bij voorkeur wordt de kathode in halfgeleidermateriaal uitgevoerd, zoals silicium, gallium-arseen of een andere III-V-verbinding. Het emissiemechanisme behoeft niet noodzakelijk op lawinevermenigvuldiging te berusten; ook kan gedacht worden aan veldemitters, NEA-kathoden enzovoorts.

De uitvinding zal thans nader worden verklaard aan de hand van enkele uitvoeringsvoorbeeld en de tekening, waarin figuur 1 schematisch een bovenaanzicht toont van een inrichting volgens de uitvinding; figuur 2 schematisch een dwarsdoorsnede toont langs de lijn II-II in figuur 1; figuur 3 schematisch een verloop van de elektronenbanen geeft in een richting volgens figuur 1, 2; de figuren 4 en 5 schematisch weergeefinrichtingen tonen met respektievelijk zonder en met de extra elektrode; figuur 6 een aantal kathoden in de inrichting volgens figuur 5 toont; terwijl figuur 7 een variant toont van het bovenaanzicht van figuur 1, terwijl figuur 8 een variant toont van een inrichting volgens de uitvinding en figuur 9 nog weer een andere variant toont.

De figuren zijn schematisch en niet op schaal getekend. Overeenkomstige elementen zijn in de regel met dezelfde verwijzingscijfers aangeduid. In de dwarsdoorsneden zijn halfgeleidergebieden van hetzelfde geleidingstype in dezelfde richting gearceerd.

Figuur 1 toont in bovenaanzicht en figuur 2 in dwarsdoorsnede een inrichting 1 volgens de uitvinding in dit geval een halfgeleiderkathode 2. Deze bevat een halfgeleiderlichaam 3, in dit voorbeeld uit silicium. Dit bevat een aan het hoofdoppervlak 4 vanhet halfgeleiderlichaam een n-type oppervlaktegebied 5 dat met de p-type gebieden 6 en 7 de pn-overgang 8 vormt. Door het aanleggen van een voldoend hoge spanning in de keerrichting over deze pn-overgang 7 worden door lawinevermenigvuldiging elektronen gegenereerd die uit het halfgeleiderlichaam kunnen treden. De halfgeleiderinrichting is verder nog voorzien van niet getoonde aansluitelektroden waarmee het n-type oppervlaktegebied 5 wordt gekontakteerd. Het p-type gebied 7 is in dit voorbeeld aan de onderzijde gekontakteerd door een metaallaag 9. Deze kontaktering vindt bij voorkeur plaats via een hooggedoteerde p-type kontaktzone 10. In dit voorbeeld is de donorconcentratie in het n-type gebied 5 aan het oppervlak bijvoorbeeld 5.10 atomen/cm terwijl de acceptorkoncentratie in het p-type gebied 6 veel lager is, bijvoorbeeld 10 atomen/cm . Om de doorslagspanning van de pn-overgang 8 plaatselijk te verlagen, is de halfgeleiderinrichting voorzien van een hoger gedoteerd p-type gebied 7 dat een pn-overgang vormt met het n-type gebied 5. Dit p-type gebied 7 is gelegen binnen een opening 11 in een eerste isolerende laag 12, waarop, rondom de opening 11 een poortelektrode 12 van polykristallijn silicium (polysilicium) is aangebracht. De elektronenemissie kan desgewenst nog vergroot worden door het halfgeleideroppervlak binnen de opening 11 te bedekken met een de uittreepotentiaal verlagend materiaal, bijvoorbeeld met een laag van een materiaal dat barium of cesium bevat. Voor verdere details van een dergelijke halfgeleiderinrichting, ook wel halfgeleiderkathode genoemd, zij verwezen naar de reeds genoemde Nederlandse octrooiaanvrage 7905470 (PHN 9532).

Door het plaatselijk verlagen van de doorslagspanning van de pn-overgang 8 vindt de elektronenemissie praktisch alleen plaats in het ronde gebied 15 (figuur 1) met een diameter van circa 3 pm.

Volgens de uitvinding bevat de inrichting tevens een extra elektrode 16 van aluminium, die in dit voorbeeld de poortelektrode 14 geheel omringt. De elektroden 14, 16 zijn ter plaatse van de onderdoorgang 17 onderling elektrisch geïsoleerd bijvoorbeeld doordat het polykristallijn silicium lokaal geoxydeerd is. Ook kunnen de beide elektroden met één maskerstap worden aangebracht door deze bijvoorbeeld in metaal uit te voeren en aan te brengen nadat de onderdoorgang is aangebracht (bijvoorbeeld in polykristallijn silicium) en van respectievelijk een elektrisch isolerende tussenlaag en kontaktgaten is voorzien. Externe aansluiting van de elektroden 14, 16 vindt plaats via de aansluitkontakten 18, 19.

Figuur 3 toont schematisch de equipotentiaallijnen 21 en de elektronenbanen 20 in een inrichting volgens figuur 2 wanneer deze wordt gebruikt met een spanning van 20 Volt op de poortelektrode 14 en een spanning van -3,2 Volt op de extra elektrode 16. De spanning van het n-type oppervlaktegebied bedraagt 0 Volt. De opening 8 in de isolerende laag heeft in dit voorbeeld een diameter van 10 pm, het emitterend gebied 15 een diameter van 3 pm. De binnendiameter van de poortelektrode 14 valt praktisch samen met de rand van de opening 8 en de buitendiameter bedraagt 22 pm, terwijl de binnen- en buitendiameter van de extra elektrode 16 respektievelijk 26 pm en 200 pm bedragen.

üit figuur 3 blijkt dat bij een dergelijke kathode, bij de van genoemde spanningen de bijbehorende elektronenbanen 20 praktisch evenwijdig aan elkaar verlopen in een richting loodrecht op het hoofdoppervlak 4 van het halfgeleiderlichaam (respektievelijk het emitterend oppervlak) vanaf een afstand van circa 50 pm boven dit oppervlak. Ook blijkt uit de figuur dat de totale bundel een diameter bezit van circa 75 pm.

Door de extra elektrode 16 van een negatieve spanning te voorzien blijkt het mogelijk de bundel op korte afstand van de kathode (binnen 50 è 100 pm) als het ware te doen konvergeren (positieve lenswerking) naar een bundel 22 bestaande uit praktisch evenwijdige elektronenbanen 20, die in een richting loodrecht op het emitterend oppervlak een praktisch konstante bundeldiameter bezit. De bijbehorende vergroting van een dergelijke lens blijkt ca. een factor 6 te zijn. De voordelen hiervan zullen nader worden toegelicht aan de hand van de figuren 4, 5.

Figuur 4 toont een platte dunne weergeefinrichting 23 zoals beschreven in de ter visie gelegde Nederlandse octrooiaanvrage 8700486 (PHN 12.047) met een door wanden 24 afgesloten vacuümruimte, waarbinnen zich voor het opwekken van een elektronenbundel een halfgeleiderkathode 2' bevindt. Door deze kathode gegenereerde elektronen worden eerste versneld met behulp van roosters 25, 26 en vormen na reflektie aan de elektrode 27 elektronenbundels 22 die zich evenwijdig aan de achterwand 24' en de voorwand 24" van de weergeefinrichting 23 bewegen. Met behulp van de schematisch aangetoonde elektronenoptiek 32 worden de bundels 22 versneld en zonodig gefocusseerd om vervolgens met behulp van niet getoonde afbuigelektroden te worden afgebogen in de richting van een fluorescentiescherm 29 (schematisch aangeduid door middel van pijlen 28). Een nadere omschrijving van de werking van een dergelijke inrichting is beschreven in de genoemde octrooiaanvrage 8700486 (PHN 12.047), waarvan de inhoud bij referentie in deze Aanvrage is opgenomen.

Om bij reflektie aan de spiegelelektrode 27 aan de achterwand evenwijdige bundels 22 te verkrijgen, moeten de elektronen op deze elektrode invallen onder een hoek van 45°, waarbij deze bundels elektronen bevatten die zich bewegen langs banen loodrecht op het emitterend oppervlak.

De poortelektrode 14 geeft de uit het halfgeleiderlichaam tredende elektronen (bij positieve spanning op deze elektrode) weliswaar een extra versnelling loodrecht op het emitterend oppervlak, maar een gedeelte van de geëmitteerde elektronen verlaat de kathode toch onder een zekere hoek. Om alle elektronen een baan praktisch loodrecht op het oppervlak te geven, is dicht bij de kathode het rooster 25 nodig op een doorgaans hoge spanning (circa 40 Volt), terwijl voor de definitieve vormgeving van de bundel het tweede rooster 26 nodig is, eveneens op een hoge spanning.

Ten gevolge van aansluitdraden 31 die onder meer de poortelektrode 14 kontakteren (bijvoorbeeld t.b.v. signalen van stuur-IC's 30) bedraagt de minimale afstand tussen de kathode 2 en het rooster 25 circa30 pm. Het monteren op een zo geringe afstand, die voor lagere spanningen op het rooster gewenst is, geeft echter grote problemen. Afgezien daarvan moeten deze spanningen en daarmee de spanningen op de elektroden 26, 27 bij deze afstand toch al zodanig hoog gekozen worden dat tussen de kathode en de elektroden 25, 26, 27 ten gevolge van ionisatie van restgasdeeltjes positieve ionen gegenereerd worden. Deze positieve ionen worden door het heersend elektrisch veld versneld in de richting van de kathode die door dit ionenbombardement beschadigd wordt. Daarnaast gaat een aantal elektronen verloren doordat zij de opening in het eerste rooster 25 niet passeren.

Na afbuiging over 90° met behulp van de spiegelelektrode 27 worden de elektronenbundels versneld en passeren een tweede elektronoptisch systeem 32 (schematisch aangegeven door streeplijnen).

Een emitterend gebied 15 wordt via de roosters 25, 26 de spiegelelektrode 27 en de elektronenoptiek 32 na afbuiging (pijlen 28} afgebeeld op het fluorescerend scherm 29 en de bijbehorende bundel doet dit oplichten afhankelijk van de instelling van de kathode. De bundel die het scherm 29 treft, is in diameter ongeveer een faktor 30 groter dan de diameter van het emitterend oppervlak 15. In een weergeefsysteem volgens het principe van Nederlandse octrooiaanvrage 8700486 (PHN 12.047) met meerdere kathoden naast elkaar, zoals schematisch weergegeven in figuur 6 (waarin voor de eenvoud alleen de kathoden 2, de spiegelelektrode 27 en de elektronenbundels 22 schematisch zijn weergegeven) betekent derhalve een uitrichtfout van een kathode 2 van 10 pm ten opzichte van zijn nominale positie een verschuiving van circa 300 pm van het daardoor bestuurde beeldelement op het fluorscherm 29; dit leidt mogelijk tot vermenging van beeldelementen.

De weergeefinrichting 23 volgens de uitvinding van figuur 5 bevat een halfgeleiderkathode 2 met een extra elektrode 16. Zoals hierboven aan de hand van de figuren 1 tot en met 3 beschreven bestaat de elektronenbundel 22 nu vanaf circa 50 pm uit elektronen die banen 20 volgen die loodrecht op het emitterend oppervlak en praktisch evenwijdig verlopen. Bovendien is de bundeldiameter ongeveer een faktor 6 groter dan de diameter van het emitterend oppervlak 15.

Omdat de bundels 22 nu praktisch loodrecht op het oppervlak 4 verlopen kan het rooster 25 vervallen en eventueel ook het rooster 26. Bij gebruik van het rooster 26 bevindt dit zich op een afstand van circa 600 pm. Deze afstand geeft montagetechnisch minder problemen terwijl nu ook de spanningen van het rooster 26 en de spiegelelektrode 27 voldoende laag kunnen zijn om ionengeneratie tussen de elektrode 27 en het oppervlak 4 te voorkomen.

Doordat de verbeterde inrichting nu al direkt een evenwijdig bundel loodrecht op het oppervlak genereert met een diameter die circa 6 maal de diameter van het emitterende oppervlak 15 bedraagt is een grotere vrijheid verkregen met betrekking tot de plaatsing van de kathoden 2. Om weer een totale vergroting van 30 te bereiken, bedraagt de vergrotingsfaktor van het overige elektro-optische systeem (rooster 26, spiegelelektrode 27, elektronenoptiek 32) circa 6, hetgeen betekent dat om de verschuiving van beeldelementen op het scherm 29 tot ten hoogste 150 pm te beperken, de plaatsingstolerantie van de kathoden 2 25 pm mag bedragen.

Figuur 7 toont schematisch in bovenaanzicht een variant van de inrichting volgens Figuur 1, 2, waarbij de elektroden 14, 16 in één metallisatielaag zijn gebracht. De extra elektrode 16 is hierbij onderbroken ten behoeve van de aansluiting van de versnellingselektrode 14. Een eventuele asymmetrie in de potentiaal ter plaatse van de halfgeleiderinrichting kan worden ondervangen door de poortelektroden te voorzien van 1 of meer extra uitsteeksels 45, die samen met het aansluitspoor 46 een n-tallige symmetrie bezitten, waarbij bijvoorbeeld n=4. Ook n=2, zoals in het onderhavige voorbeeld voldoet echter ook goed. Soortgelijke overwegingen gelden ten aanzien van eventuele aansluitsporen voor de halfgeleidergebieden.

Figuur 8 toont in dwarsdoorsnede een andere inrichting volgens de uitvinding waarbij de elektronengeneratie met behulp van veldemissie plaatsvindt. Hiertoe bevindt zich een veldemitter 33 binnen de opening 11 in een isolerende laag 12. Langs de rand van de (bijvoorbeeld ronde) opening 11 bevindt zich weer een (ringvormige) poortelektrode 14, die op zijn beurt weer binnen een extra elektrode 16 ligt. De veldemitter 33 die hier aan de onderzijde wordt gekontakteerd via een metallisatielaag 3 kan als een scherpe metalen punt zijn uitgevoerd, bijvoorbeeld in toepassingen in elektronenbuizen met slechts één kathode, maar ook als een halfgeleiderkathode, zoals beschreven in Nederlandse octrooiaanvrage 8400297 (PHN 10.918).

Figuur 9 tenslotte toont een geheel andere inrichting volgens de uitvinding. Een drager 35 van bijvoorbeeld een polyimide, glas of een ander isolerend materiaal is voorzien van een of meer openingen 43, gesitueerd tegenover de openingen 11 in een of meer halfgeleiderkathodes 2. De openingen 43 laten de poortelektroden 14 en extra elektroden geheel vrij. De drager 35 bevat aan zijn onderzijde 36 geleidersporen 37 voor het elektrisch geleidend aansluiten van de elektroden 14, 16 en de halfgeleidergebieden 5, 10, bijvoorbeeld via soldeerballen 38 (door middel van face-down bonding of flip-chip-technieken). De aansluitingen ten behoeve van de elektroden 14, 16, bevinden zich buiten het vlak van tekening buiten de opening 43. Ten behoeve van het kontakteren van het p-type gebied 10 bevat de inrichting een diepe p+-oppervlaktezone 39. Binnen de opening 11 gegenereerde elektronen volgen nu een baan door de opening 43 in de drager 35. Aan de bovenzijde 40 van de drager 35 kan desgewenst een metaalelektrode 41 worden aangebracht, die deel kan uitmaken van de elektronenoptiek.

Uiteraard is de uitvinding niet beperkt tot de hier getoonde voorbeelden maar zijn binnen het kader van de uitvinding voor de vakman diverse variaties mogelijk.

Zo kan de poortelektrode in stukken zijn opgedeeld om desgewenst de elektronenbundel (en daarmee de trefvlekvorm) te variëren. Ook de extra elektrode kan zonodig in twee of meer stukken worden opgedeeld.

Om eventuele verdere verfijning in de elektronenoptiek te verkrijgen, kan rondom de extra elektrode nog een elektrode worden aangebracht, in figuur 1, 2 met streeplijnen 42 aangegeven.

Ook andere emissiemechanismen zijn mogelijk. Zo kan gedacht worden aan NEA-kathoden, maar ook aan de kathoden zoals beschreven in bijvoorbeeld USP 4,516,146 of USP 4,506,284. Daarnaast kunnen in plaats van silicium andere materialen zoals gallium-arseen of andere A3-B5-verbindingen gebruikt worden.

De vorm van de opening 11 hoeft niet per se rond te zijn, maar kan ook elliptisch, cirkelvormig of lijnvormig zijn.

Hoewel in de voorbeelden steeds is uitgegaan van een p-type halfgeleiderlichaam kan ook (met name bij de realisatie van eerdere kathoden in één halfgeleiderlichaam) van een n-type halfgeleider worden uitgegaan, waarbij de kathoden worden gevormd ter plaatse van p-type begraven lagen die via p+-contactdiffusies worden gecontacteerd.

Tenslotte kan de inrichting van figuur 1, 2 ook met geheel andere spanningen bedreven worden. Door de poortelektrode 14 ten opzichte van het n-type gebied 6 een negatieve voorspanning en de extra elektrode 16 een positieve voorspanning te geven, wordt bereikt dat in de inrichting sterk mono-energetische elektronenbundels worden gegenereerd, hetgeen met name gunstig is voor toepassing in elektronenmicroscopie.

Claims (14)

1. Inrichting voor het opwekken van een elektronenbundel die aan een hoofdoppervlak voorzien is van een elektrisch isolerende laag met tenminste één opening waarbinnen de elektronenbundel wordt gegenereerd en met op de elektrisch isolerende laag langs althans het grootste deel van de opening een poortelektrode met het kenmerk dat de irnichting tenminste een extra elektrode bevat die zich, althans in bovenaanzicht gezien praktisch geheel buiten het oppervlak van de poortelektrode uitstrekt.

2. Inrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de inrichting een halfgeleiderkathode bevat voorzien van een halfgeleiderlichaam met aan een hoofdoppervlak een laag elektrisch isolerend materiaal voorzien van tenminste een opening waarbinnen generatie van de elektronenbundel plaatsvindt.

3. Inrichting volgens conclusie 2 met het kenmerk dat het halfgeleiderlichaam tenminste een pn-overgang bevat tussen een aan het hoofdoppervlak grenzend n-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 halfgeleiderlichaam treden en waarbij het oppervlak voorzien is van een elektrisch isolerende laag waarin tenminste een opening is aangebracht en de pn-overgang althans binnen de opening in hoofdzaak evenwijdig aan het hoofdoppervlak loopt en plaatselijk een lagere doorslagspanning dan het overige deel van de pn-ovegang vertoont, waarbij het deel met lagere doorslagspanning van het oppervlak is gescheiden door een n-type geleidende laag met een zodanig dikte en dotering dat bij de doorslagspanning de uitputtingszone van de pn-overgang zich niet tot aanhet oppervlak uitstrekt doch daarvan gescheiden blijft door een oppervlaktelaag die voldoende dun is om de gegenereerde elektronen door te laten.

4. Inrichting volgens conclusie 2 of 3 met het kenmerk dat het halfgeleiderlichaam silicium of een A3-B5-verbinding bevat.

5. Inrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de inrichting binnen de opening in de elektrisch isolerende laag een veldemitter bevat.

6. Inrichting volgens één der vorige conclusies met het kenmerk dat de opening in de elektrisch isolerende laag elliptisch of rond is.

7. Inrichting volgens één der conclusies 1 tot en met 6 met het kenmerk dat de opening in de elektrisch isolerende laag praktisch streepvormig is.

8. Inrichting volgens één der vorige conclusies met het < kenmerk dat een poortelektrode of de extra elektrode opgedeeld is in deelelektroden.

9. Drager voor één of meer inrichtingen volgens één der vorige conclusies met het kenmerk dat de inrcithing met zijn hoofdoppervlak naar een eerste zijde van de elektrisch isolerende drager gekeerd, daarop bevestigd is en de drager ter plaatse van een opening in de elektrisch isolerende laag van een opening is voorzien.

10. Drager volgens conclusie 9 met het kenmerk dat de andere zijde van de drager tenminste rondom de opening van een geleidend materiaal is voorzien.

11. Kathodestraalbuis voorzien van een inrichting of drager volgens één der conclusies 1 tot en met 10.

12. Weergeefinrichting voorzien van een praktisch luchtledig omhulsel met in hoofdzaak praktische evenwijdige voor- en achterwanden, een laag fluorescerend materiaal langs het binnenoppervlak van de voorwand en middelen voor het opwekken van meerdere elektronenbundels die zich praktisch in hoofdzaak in een vlak evenwijdig aan de voor- en achterwand bewegen en in een afbuigeenheid via afbuigmiddelen selektief kunnen worden afgebogen in de richting van de laag fluorescerend materiaal, zodat elke bundel tenminste een deel van de laag fluorescerend materiaal aftast, met het kenmerk, dat de middelen voor het opwekken van de elektronenbundels tenminste een inrichting of drager bevat volgens één der conclusies 1 tot en met 10 met een of meer elektronen genererende gebieden die afzonderlijk kunnen worden aangestuurd en de inrichting voor elke vertikale kolom beeldelementen tenminste één elektronen genererend gebied bevat.

13. Weergeefinrichting volgens conclusie 12 met het kenmerk dat het hoofdoppervlak van de inrichting voor het opwekken van de elektronenbundel zich praktisch evenwijdig uitstrekt aan het vlak waarin de elektronenbundels zich in hoofdzaak bewegen.

14. Weergeefinrichting volgens conclsuie 12 of 13 met het kenmerk dat de elektronenbundel tenminste eenmaal een hoek van 90° maakt.