DE3538175C2 - Halbleiteranordnung zum Erzeugen eines Elektronenstromes und ihre Verwendung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Halbleiteranordnung zum Erzeugen eines Elektronenstromes entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und Verwendungen einer entsprechenden Halbleiteranordnung.

Die Verwendungen der Halbleiteranordnungen beziehen sich auf eine Wiedergabe- und auf eine Aufnahmeanordnung mit einer derartigen Halbleiteranordnung.

Derartige Anordnungen sind aus der niederländischen Offenlegungsschrift 7905470 bekannt.

Darin ist u. a. eine flache Wiedergabeanordnung mit einem Leuchtschirm beschrieben, der durch Elektronen erregt wird, die von einer Halbleiteranordnung mit Emissionsgebieten herrühren, die in einer XY-Matrix gegliedert sind und bei der, abhängig von der Ansteuerung, von jeweils anderen Gruppen von Emissionsgebieten wechselnde Muster von Elektronenemission und dadurch unterschiedliche Leuchtmuster erzeugt werden.

In dem betreffenden Beispiel werden Halbleiterkathoden verwendet, deren Wirkung auf Lawinenmultiplikation von Elektronen bei einer Vorspannung in Sperrichtung eines pn-Überganges beruht. Der pn-Übergang hat an der Stelle der emittierenden Oberfläche eine verringerte Durchbruchspannung und ist dort durch eine n-leitende Schicht einer derartigen Dicke und einer derartigen Dotierung von der Oberfläche getrennt, daß bei der Durch­ bruchspannung die Verarmungszone sich nicht bis an die Oberfläche erstreckt, sondern durch eine Oberflächenschicht getrennt bleibt, die dünn genug ist, um die erzeugten Elektronen hindurchzulassen.

In der genannten Patentanmeldung wird ebenfalls eine Verwendungsmöglichkeit dargestellt, bei der eine derartige Halbleiterkathode in einer Elektronenröhre verwendet wird, wobei die emittierende Oberfläche nahezu ringförmig ist. Bei Verwendung einer derartigen Halbleiterkathode in üblichen Elektronenstrahlröhren wird meistens nicht, wie in dem dort dargestellten Beispiel, von einer virtuellen Quelle ausgegangen, sondern es kommen die von der Halbleiter­ kathode emittierten Elektronen in einem sog. "cross-over" zusammen. Die Elektronen bewegen sich dabei hauptsächlich längs der Oberfläche des erzeugten Strahles, was - wie in der genannten Patentanmeldung beschrieben - elektronenoptisch vorteilhaft sein kann.

Dabei liegt im allgemeinen der gewünschte Elektronenstrom fest, abhängig von dem Typ der Elektronenstrahlröhre, in der die Halbleiterkathode verwendet wird. Elektronenströme größer als 100 µA können beispielsweise mit Hilfe von Halbleiterkathoden mit einer ringförmigen emittierenden Oberfläche mit einem Durchmesser von etwa 20 µm erzeugt werden.

Die Elektronenstromdichte kann dabei derart niedrig werden, daß dadurch in der Praxis Stabilitätsprobleme auftreten. Etwaige Restgase aus dem Vakuumsystem (beispielsweise H₂O, CO₂, O₂) werden an der elektronen­ emittierenden Oberfläche adsorbiert und können dort mit einer monoatomaren Schicht Cäsium, die meistens auf dieser Oberfläche angebracht ist, um das Austrittspotential der in dem Halbleiterkörper erzeugten Elektronen zu verringern, und mit der Oberfläche des Halbleiterkristalls wechselwirken. Unter dem Einfluß aus dem Halbleiterkörper heraustretender Elektronen können dabei entstandene Verbindungen aufgebrochen werden und es tritt eine Abfuhr adsorbierter Atome auf (Desorption). Ebenfalls erfolgt eine Abfuhr adsorbierter Atome durch Diffusion aus dem Emissionsgebiet unter dem Einfluß elektrischer Felder (beispielsweise unter dem Einfluß der Felder, die von dem Einstellstrom erzeugt werden). Damit diese Mechanismen einen ausreichenden Einfluß haben, ist es jedoch oft notwendig, die Elektronenstromdichte durch Einstellung des Einstellstromes auf einen höheren Wert zu erhöhen, als in der Praxis möglich oder erwünscht ist.

Ähnliche Halbleiteranordnungen, bei denen Gruppen von Gebieten der emittierenden Bereiche z. B. zwei für entsprechende Elemente der Gebiete gemeinsam elektrische Anschlüsse aufweisen, sind aus den Dokumenten DE-AS 23 40 690 und JP 57-38528 (A) bekannt.

Die vorliegende Erfindung hat nun zur Aufgabe, eine Anordnung der eingangs genannten Art mit einer erhöhten Stabilität zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sowie besonders geeignete Verwendungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Stabilität einer Halbleiterkathode mit Hilfe der erfindungsgemäßen Maßnahme dadurch erhöht wird, daß eine Gruppe kleiner Emissionsgebiete homogen über die Oberfläche, die das ursprüngliche Emissionsmuster definiert, verteilt werden kann, wobei die Gesamtoberfläche der Emissionsgebiete wesentlich kleiner ist als die des ursprünglichen Musters. Dies gilt im Prinzip bereits für äußerst kleine Emissionsmuster mit einer Oberfläche von etwa 1 µm² und auch für ringförmige Muster mit einem Durchmesser von etwa 10 µm bei einer Ringbreite von etwa 0,5 µm.

Die dabei vorgesehenen gemeinsamen elektrischen Anschlüsse sind für alle einer Gruppe zugeordneten Gebiete nahezu gleich, beispielsweise durch Verwendung gemeinsamer Metallisierungen für entsprechende Halbleiterzonen hochdotierter vergrabener Halbleiterzonen, die alle einer Gruppe zugeordneten Halbleiterzonen desselben Leitungstyps miteinander verbinden. Wenn der Typ von Halbleiterkathode verwendet wird, wie diese in der niederländischen Patentanmeldung 7905470 beschrieben ist, wobei beispielsweise die Gruppe elektronenemittierender Gebiete ringförmig oder über ein ringförmiges Gebiet homogen verteilt ist, sind dann alle p-leitenden Gebiete der pn-Übergänge über die Metallisierung auf der Unterseite des Halbleiterkörpers elektrisch leitend verbunden, während die n-leitenden Gebiete über tiefe n-Duffusionen der eigentlichen emittierenden Oberflächen miteinander verbunden sind. Die dort gezeigte Beschleunigungselektrode kann jedoch wieder in mehrere Teile aufgeteilt sein, die auf verschiedene Potentiale gebracht werden können. Diese Elektrode kann jedoch auch völlig oder teilweise fortgelassen werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung ist die Gruppe von emittierenden Gebieten entsprechend einem annähernd ringförmigen Muster gegliedert. Eine derartige Ausführungsform ist, wie oben erwähnt, aus elektronenoptischen Erwägungen äußerst geeignet.

Auch andere Anordnungen der emittierenden Gebiete sind möglich, beispielsweise linienförmige für Wiedergabeanordnungen oder zur Aktivierung von Lasermaterial, wie in den niederländischen Patentanmeldungen 8300631 und 8400632 beschrieben ist.

Durch die genannte Maßnahme wird eine hohe örtliche Stromdichte erhalten, die im Grunde zu der gewünschten Stabilität der Kathode führt. Dennoch ist es namentlich bei den genannten Kathoden mit gesperrtem pn-Übergang erwünscht, daß auch die wirksame Stromdichte möglichst hoch ist. Dies bedeutet u. a., daß der sogenannte Füllfaktor (der Quotient aus der Summe der Oberflächen der emittierenden Gebiete zur Gesamtoberfläche) möglichst hoch sein muß.

Bei diesem Kathodentyp treten bei Erhöhung des Füllfaktors jedoch Stromzuführungsprobleme auf, und zwar wegen des Reihenwiderstandes in dem an die Hauptoberfläche grenzenden, n-leitenden Gebiet. Dies führt seinerseits bei hohen Strömen durch Potentialunterschiede zu einer ungleichen Einstellung der pn-Übergänge in den jeweiligen elektronenemittierenden Gebieten. Außerdem führt durch den Widerstand in dem n-leitenden Gebiet die Kathode in der Praxis einen relativ niedrigen Diodenstrom (etwa 10-20% des maximal zulässigen Stromes, wie er durch den Aufbau der Kathode, namentlich durch den Reihenwiderstand des p-leitenden Gebietes bestimmt ist.

Außerdem können etwaige hohe Stromdichten in den n-leitenden Oberflächengebieten zu hohen elektrischen Feldern führen, die eine Wanderung von Cäsium-Atomen und dadurch Instabilität und Inhomogenität der Emission verursachen können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 das Segment 18 in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 4 eine andere Ausführungsform eines derartigen Segmentes,

Fig. 5, 6 und 7 eine Draufsicht anderer Halbleiter­ anordnungen nach der Erfindung,

Fig. 8 einen Schnitt gemäß der Linie VI-VI in Fig. 7,

Fig. 9 eine Draufsicht einer Halbleiteranordnung nach der Erfindung mit einem hohen Füllfaktor,

Fig. 10 einen Schnitt gemäß der Linie X-X in Fig. 9,

Fig. 11 eine Wiedergabeanordnung, hergestellt mit einer Halbleiteranordnung nach der Erfindung,

Fig. 12 eine Aufnahmeanordnung, die eine erfindungsgemäße Halbleiteranordnung aufweist,

Fig. 13 eine Draufsicht einer weiteren Halb­ leiteranordnung nach der Erfindung.

Die Figuren sind nicht maßgerecht, wobei deutlichkeitshalber in den Schnitten insbesondere die Abmessungen in der Dickenrichtung stark übertrieben sind. Halbleiter­ zonen desselben Leitungstyps sind im allgemeinen in derselben Richtung schraffiert; in den Figuren sind entsprechende Teile meistens mit denselben Bezugszeichen angegeben.

Die Halbleiteranordnung 1 aus den Fig. 1 und 2 weist einen Halbleiterkörper 2 auf, beispielsweise aus Silizium mit einer Anzahl Emissionsgebiete 4 an einer Hauptoberfläche 3, wobei diese Gebiete in diesem Beispiel entsprechend einem ringförmigen Muster in Fig. 1 durch strichpunktierten Linien 5 gegliedert sind. Die eigentlichen Emissionsgebiete 4 befinden sich an der Stelle der Öffnungen 7 in einer Isolierschicht 22 aus beispielsweise Siliziumoxid.

Die Halbleiteranordnung weist einen pn-Übergang 6 zwischen einem p-leitenden Substrat 8 und einer n-leitenden Zone 9, 11 aus einer tiefen n-Zone 9 und einer dünnen Zone 11 auf. An der Stelle der Emissionsgebiete 4 befindet sich der pn-Übergang zwischen einem implantierten p-leitenden Gebiet 10 und der dünnen Zone, die dort eine derartige Dicke und Dotierung hat, daß bei der Durchbruchspannung des pn-Überganges 6 die Verarmungszone des pn- Überganges sich nicht bis an die Oberfläche erstreckt, sondern durch eine Oberflächenschicht davon getrennt bleibt, die dünnn genug ist, um die infolge des Durchbruches erzeugten Elektronen hindurchzulassen. Durch das hochdotierte p-leitende Gebiet 10 hat der pn-Übergang innerhalb der Öffnungen 7 eine niedrigere Durchbruchspannung, so daß die Elektronenemission nahezu nur in den Gebieten 4 an der Stelle der Öffnungen 7 erfolgt. Weiterhin ist die Anordnung noch mit einer Elektrode 12 versehen. Die Elektrode 12 braucht jedoch nicht immer vorhanden zu sein. Zum Kontaktieren der n-leitenden Zone 9 ist ein Kontaktloch 14 in der Oxidschicht 22 vorgesehen und zwar zwecks einer Kontaktmetallisierung 13, während auf der Unterseite das Substrat 8 über eine hochdotierte p-leitende Zone 15 und eine Kontaktmetallisierung 16 angeschlossen werden kann. Innerhalb der Öffnungen 7 ist auf der Oberfläche 3 eine Monoschicht aus Cäsium vorgesehen, um das Austrittspotential der Elektronen zu verringern.

Für eine nähere Beschreibung der Struktur, der Wirkungsweise und der Art der Herstellung der Halbleiteranordnung nach den Fig. 1 und 2 sei auf die genannte niederländische Patentanmeldung 7905470 verwiesen. In einem darin dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein ringförmiges Emissionsmuster mit Hilfe einer ringförmigen Öffnung in dem auf der Oberflächen liegenden Oxid erhalten, in dem der Durchbruch des pn-Überganges gegenüber anderen Stellen verringert ist. Ein derartiges ringförmiges Muster ist in Fig. 1 durch strichpunktierte Linien 5 angegeben. Der dadurch definierte ringförmige Streifen hat eine Streifenbreite von etwa 3 µm, während der Ring einen Durchmesser von etwa 200 µm aufweist.

Nach der Erfindung weist die Anordnung kein geschlossenes, ringförmiges emittierendes Gebiet auf, sondern eine Anzahl (etwa 25) einzelner Emissionsgebiete 4, die in einem Ring mit einem Durchmesser von 200 µm gegliedert sind. Die einzelnen Emissionsgebiete 4 sind vorzugsweise kreisförmig mit einem Durchmesser von etwa 2 µm. Die gesamte emittierende Oberfläche ist damit von etwa 1800 µm² auf etwa 80 µm² verringert.

Bei einem gleichbleibenden Gesamtemissionsstrom ist nun die Emissionsstromdichte viel größer. Eine derartige erhöhte Emissionsstromdichte trägt zu einer schnelleren Desorption an der Cäsiumschicht 17 adsorbierter Ionen, Atome und Moleküle (H₂O, CO₂, O₂) bei. Gleichzeitig ist durch die geringeren Abmessungen der Emissionsgebiete 4 die Stromdichte durch die n-leitenden Gebiete 9, 11 größer. Die damit einhergehenden höheren elektrischen Felder beschleunigen eine etwaige Diffusion adsorbierter Ionen aus dem Emissionsgebiet 4. Die Stabilität der Elektronenemission wird damit daher wesentlich erhöht.

Fig. 3 zeigt in Draufsicht das Segment 18 aus Fig. 1, wobei nur die Emissionsgebiete 4 und das durch die strichpunktierte Linien 5 angegebene Gebiete dargestellt werden.

Fig. 4 zeigt ein ähnliches Segment 18, wobei für die Emissionsgebiete 4 ein Durchmesser von etwa 1 µm gewählt ist. Bei ein und demselben Emissionsstrom nimmt die Anzahl Emissionsgebiete umgekehrt proportional zu dem Durchmesser der Emissionsgebiete zu. Bei einem gleichbleibenden Muster 5 mit einem Durchmesser von etwa 200 µm enthält die Anordnung mit derartigen kleinen Emissionsgebieten etwa 50 Emissionsgebiete 4.

Im allgemeinen ist der Gewinn an örtlicher Stromdichte größer, wenn der Durchmesser der Emissionsgebiete 4 kleiner ist; dieser Durchmesser liegt vorzugsweise zwischen 10 nm und 10 µm.

Die Emissionsmuster 4 können dabei auch einheitlich über einen ringförmigen Bereich verteilt sein, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist; bei dem hier gezeigten Segment liegt die Breite des Gebietes 5 z. B. bei etwa 5 µm und der Durchmesser der Emissionsgebiete 4 bei etwa 1 µm.

Andererseits kann die Stabilität einer Halbleiterkathode dadurch erhöht werden, daß auf ähnliche Weise, wie obenstehend für ein ringförmiges Muster beschrieben, die gesamte emittierende Oberfläche dadurch verringert wird, daß eine Anzahl kleinerer Emissionsgebiete einheitlich über diese gesamte Oberfläche verteilt wird.

Fig. 6 zeigt, wie beispielsweise ein Gebiet 5 mit einem ursprünglichen Durchmesser von etwa 1,5 µm in 3 Emissionsgebiete 4 mit einem Durchmesser von etwa 0,5 µm aufgeteilt werden kann. Eine derartige Aufteilung eignet sich insbesondere für Muster, bei denen der Durchmesser des Gebietes 5 kleiner als etwa 10 µm ist. Für größere Durchmesser (10-100 µm) kann oft auf vorteilhafte Weise eine Anordnung ähnlich wie die aus Fig. 5 gewählt werden. Eine Anordnung nach der Erfindung, bei der diese Maßnahme auf ein quadratisches Emissionsgebiet, begrenzt durch die strichpuntierte Linie 5, angewandt wird, ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt. Die Bezugszeichen haben dabei dieselbe Bedeutung wie in den Fig. 1 und 2, wobei bemerkt sei, daß die Elektrode 12 nur auf schematische Weise angegeben ist, wobei nochmals darauf hinzuweisen ist, daß diese nicht unbedingt immer vorhanden zu sein braucht.

Die Emissionsgebiete 4 können statt kreisförmig auch längs linienförmiger Muster gegliedert sein, beispielsweise für Wiedergabeanwendungen oder für Anwendungen, wie diese in den niederländischen Patentanmeldungen 8300631 und 8400632 beschrieben sind.

Die Halbleiteranordnung 1 aus den Fig. 9 und 10 weist einen Halbleiterkörper 2 auf, beispielsweise aus Silizium, wobei auf einer Hauptoberfläche 3 eine Anzahl Emissionsgebiete vorgesehen sind, die in diesem Beispiel streifenförmig sind und innerhalb eines kreisförmigen Musters, das in Fig. 9 durch die strichpunktierte Linie 5 angegeben ist, liegen. Die Emissionsgebiete befinden sich an der Stelle der Öffnungen 7 in einer Schicht 13 aus leitendem Material, wie beispielsweise Tantal.

Die Halbleiteranordnung weist einen pn-Übergang 6 zwischen einem p-leitenden Substrat 8 und einer n-leitenden Zone 9, 11 auf, die aus einer tiefen n-leitenden Zone 9 und einer dünnen Zone 11 besteht. An der Stelle der Emissionsgebiete befindet sich der pn-Übergang zwischen einem implantierten p-leitenden Gebiet 10 und der dünnen Zone, die dort eine derartige Dicke und Dotierung hat, daß bei der Durchbruchspannung des pn-Überganges 6 die Verarmungszone des pn-Überganges sich nicht bis an die Oberfläche erstreckt, sondern durch eine Oberflächenschicht getrennt bleibt, die dünn genug ist, um die durch den Durchbruch erzeugten Elektronen hindurchzulassen. Durch das hochdotierte p-leitende Gebiet 10 hat der pn-Übergang innerhalb der Öffnung 7 eine geringere Durchbruchspannung, so daß die Elektronenemission nahezu nur in den Gebieten an der Stelle der Öffnungen 7 erfolgt.

Innerhalb der Öffnungen 7 ist auf der Oberfläche 3 eine Monoschicht aus austrittspotentialverringerndem Material 17, wie beispielsweise Cäsium, vorgesehen.

In dieser Ausführungsform wird die n-leitende Zone 9, 11 mittels der leitenden Schicht 13 über ein Kontaktloch 14 in einer isolierenden Schicht 22. kontaktiert, die die Oberfläche 3 außerhalb der n-leitenden Zone 9, 11 bedeckt. Dadurch, daß die Stromzufuhr nun hauptsächlich über die Schicht 13 erfolgt, kann die wirksame Stromdichte wesentlich erhöht werden. Auch bleiben die Potentialunterschiede in der Schicht 13 klein, so daß keine Nebenerscheinungen infolge von hohen Feldstärken, wie beispielsweise Wanderung von Cäsium-Atomen, auftreten.

Auf der Unterseite kann das Substrat 8 über eine hochdotierte p-leitende Zone 15 und eine Kontaktmetallisierung 16 angeschlossen werden.

Die streifenförmigen Öffnungen 7 in Fig. 9 haben eine Breite von z. B. etwa 1 µm und liegen in einem gegenseitigen Abstand von etwa 1 µm. Bei der Konfiguration nach Fig. 9 kann dabei ein Füllfaktor von etwa 50% erreicht werden.

Für die leitende Schicht 13 wird vorzugsweise ein Material gewählt, das nicht oder kaum in das Silizium diffundiert, wie beispielsweise Tantal.

Die Anordnung nach den Fig. 9 und 10 kann auf einfache Weise beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß zunächst durch Ionenimplantation die n-leitenden Zonen 9, 10 vorgesehen werden. Danach wird dann das Metallmuster 13 vorgesehen, beispielsweise mit einer "lift-off"-Technik. Mit dem auf diese Weise erhaltenen Metallmuster als Maske werden dann an der Stelle der Öffnungen 7 durch Ionenimplantation die p-leitenden Zonen 10 vorgesehen, wodurch an dieser Stelle die Durchbruchspannung des pn-Überganges 6 verringert wird.

Die Öffnungen 7 können statt streifenförmig auch zylinderförmig gewählt werden, wobei dann die emittierenden Gebiete nahezu homogen über die Gesamtoberfläche verteilt werden. Eine weitere Verringerung der Breite der Öffnungen 7 und damit der elektronenemittierenden Gebiete erhöht die Kathodenstabilität.

Fig. 11 zeigt auf schematische Weise eine Ansicht einer flachen Wiedergabeanordnung, die außer dem Halbleiterkörper 2 einen Leuchtschirm 23 aufweist, der durch den von dem Halbleiterkörper herrührenden Elektronenstrom 19 angeregt wird. Der Abstand zwischen dem Halbleiterkörper und dem Leuchtschirm beträgt beispielsweise 5 mm, während der Raum, in dem sie sich befinden, evakuiert ist. Zwischen dem Halbleiterkörper 2 und dem Schirm 3 wird eine Spannung in der Größenordnung von 5 bis 10 kV über die Spannungsquelle 24 angelegt.

Die Emissionsgebiete 4 sind auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers entsprechend linienförmige Muster 5 gegliedert, die mit Hilfe nötigenfalls auch in dem Halbleiterkörper 2 integrierter, nicht dargestellter Hilfselektronik erregt werden.

Dabei werden jeweils eine oder mehrere Gruppen, die entsprechend linienförmigen Mustern emittieren, auf entsprechende Weise angesteuert, so daß in dem betreffenden Beispiel abhängig von der Ansteuerung am Schirm 22 Ziffern dargestellt werden.

In Fig. 12 ist auf schematische Weise eine Elek­ tronenstrahlröhre dargestellt, beispielsweise eine Aufnahmeröhre mit einer hermetisch abgeschlossenen Vakuumröhre 20, die trichterförmig endet, wobei die Endwand auf der Innenseite mit einem Leuchtschirm 21 bedeckt ist. Die Röhre weist weiterhin Fokussierungselektroden 25, 26 und Ablenkelektroden 27, 28 auf. Der Elektronenstrahl 19 wird in einer oder mehreren Kathoden, wie obenstehend beschrieben, erzeugt, wobei sich die Kathoden in einem Halbleiterkörper 2 befinden, der auf einer Halterung 29 angeordnet ist. Elektrische Anschlüsse der Halbleiteranordnung werden über Durchführung 30 hinausgeführt.

Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die dargestellten Beispiele, sondern im Rahmen der Erfindung sind für den Fachmann mehrere Ausführungsformen möglich.

So können in den Emissionsgebieten entsprechend völlig anderer Prinzipien Elektronen erzeugt werden als durch Lawinenmultiplikation. Dabei läßt sich an das Prinzip einer NEA-Kathode oder an die Prinzipien denken, auf denen die Kathoden beruhen, wie diese in GB 2 109 159 beschrieben sind.

Außerdem brauchen die Emissionsgebiete nicht immer kreisrund oder quadratisch gewählt zu werden, sondern können mehrere andere Formen aufweisen, beispielsweise rechtwinklig oder ellipsenförmig, was namentlich in der Anordnung nach Fig. 1 und 2 aus elektronenoptischem Gesichtspunkt günstig ist.

Abhängig von den Möglichkeiten der Halbleitertechnologie wird man die Durchmesser der Emissionsgebiete kleiner wählen als die in dem Beispiel nach Fig. 6 genannten 0,5 µm. Einerseits kann das Gebiet 5 dann in mehrere Emissionsgebiete 4 aufgeteilt werden, während andererseits bei gleichbleibender Anzahl ein kleinerer Durchmesser für das Gebiet 5 gewählt werden kann.

Auf dieselbe Art und Weise, wie das kreisrunde Muster nach Fig. 6 in bestimmten Fällen mit Vorteil durch ein kreisförmiges Muster ersetzt werden kann, können die streifenförmigen Muster nach Fig. 7 durch rechtwinklige Muster ersetzt werden, wie dies in Fig. 13 dargestellt ist.

Auch können in der Anordnung nach Fig. 8 die emittierenden Gebiete 4 durch eine einheitliche n-Schicht 11 erhalten werden, die sich an eine Kontaktdiffusion 9 anschließt, wobei örtlich beispielsweise durch eine Borimplantation innerhalb der Öffnungen 7 eine verringerte Durchbruchspannung erhalten worden ist.

Claims (7)

1. Halbleiteranordnung zum Erzeugen eines Elektronenstromes mittels einer Elektronenquelle, die eine Anzahl zwischen einer ersten elektrischen Verbindung und einer zweiten elektrischen Verbindung parallelgeschalteter emittierender Gebiete (4) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die emittierenden Gebiete (4) durch eine an eine Hauptoberfläche (3) eines Halbleitergebietes (9) grenzende und einen pn-Übergang (6) mit einem p-leitenden Halbleitergebiet (10) bildende, n-leitende Halbleiterzone (9, 11) gebildet wird,
daß der pn- Übergang (6) örtlich im Bereich der emittierenden Gebiete (4) eine verringerte Durchbruchspannung aufweist,
daß die emittierenden Gebiete (4) durch den restlichen Teil des n-leitenden Gebietes (9) miteinander verbunden sind, wobei dieses Gebiet (9) durch die erste elektrische Verbindung kontaktiert ist, und
daß das p-leitende Gebiet (10) durch die zweite elektrische Verbindung kontaktiert ist.

2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptoberfläche (3) mit einer elektrisch isolierenden Schicht (22) versehen ist, die an den Stellen des emittierenden Gebietes (4) Öffnungen (7) aufweist, und daß auf der genannten isolierenden Schicht (22) um die genannten Öffnungen (7) herum eine gemeinsame Steuerelektrode (12) vorgesehen ist.

3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptoberfläche (3) mit einer elektrisch leitenden Schicht (13) versehen ist, die an den Stellen der emittierenden Gebiete Öffnungen (7) aufweist und daß die elektrisch leitende Schicht (13) mit dem restlichen Teil des n-leitenden Halbleitergebietes (9) in direktem Kontakt steht und folglich die erste elektrische Verbindung bildet.

4. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die emittierenden Gebiete (4) gemäß einem annähernd ringförmigen Muster verteilt sind.

5. Verwendung einer Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 in einer Kamera mit Mitteln zur Steuerung eines Elektronenstrahls, der ein Ladungsbild abtastet, wobei der Elektronenstrahl (19) von der Halbleiteranordnung (1) erzeugt wird.

6. Verwendung einer Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 in einer Wiedergabeanordnung mit Mitteln zur Steuerung eines ein Bild erzeugenden Elektronenstrahls, wobei der Elektronenstrahl (19) mittels der Halbleiteranordnung (1) erzeugt wird.

7. Verwendung einer Halbleiteranordnung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergabeanordnung einen Leuchtschirm (23) aufweist, der sich im Vakuum in einem Abstand von einigen Millimetern von der Halbleiteranordnung (1) befindet, und der Schirm (23) durch den von der Halbleiteranordnung (1) herrührenden Elektronenstrahl (19) aktiviert wird.