DE1762403B2 - Elektronenstrahl-Speichereinrichtung - Google Patents

Description

die Schreib-Elektronenstrahlanordming informations- dioden-Auftreffanordnung im Empfänger, derart, daß gesteuert Elektronen in die Halbleiterscheibe richtet, die Information durch eine »Lese«-Abtastung nicht wobei die Energie jedes Elektrons ausreichend hoch gelöscht bzw. zerstört wird. Diese Ladungsspeicheist, um eine Vielzahl von Elektronen-Löcher-La- rung kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dungsträgerpaaren in der Scheibe zu erzeugen, und 5 dadurch realisiert werden, daß ein heterogener Überdaß die Vorspannung in Sperrichtung eine Vielzahl gang mit Defektstellen auf der »Schreibe-Oberfläche von Minoritätsträgern unter den Elektronen-Löcher- der Auftreffanordnung im Empfänger vorgesehen Ladungsträgerpaaren zur Diffusion zu den pn-Über- ist, wobei die Defektstellen Einfangstellen für Löcher gangen befähigt bilden.

Die erfindungsgemäße Elektronenstrahl-Speicher- io Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der

einrichtung weist also eine Anordnung aus meh- Zeichnung näher erläutert; es zeigt

reren, in Sperrichtcng vorgespannten Dioden auf, Fig. 1 eine teilweise schematische Darstellung

welche eine Vielzahl von Elektronen-Löcher-Paaren einer als Kameraröhre verwendeten ersten Ausfiib-

in einem Halbleitersubstrat erzeugt. Die auf diese rungsform der Erfindung,

Weise erzeugten Löcher werden »sekundäre Löcher* 15 Fig. 2 eine teilweise schematische Darstellung genannt, da sie durch Beschüß des Substrats durch einer als Abtastwandler verwendeten zweiten Ausenergetische Primärelektronen entstehen. Es werden führungsform der Erfindung und
so viel Löcher erzeugt, daß für jedes energetische Fig. 3 eine teilweise schematische Darstellung Elektron eine Vielzahl von Löchern in den nächsten, einer als Abtastwandler verwendeten dritten Ausin Sperrichtung vorgespannten Diodenübergang ein- 20 führungsform der Erfindung,
diffundiert und an der Teilentladung des Übergangs Die Elektronenstrahl-Speichereinrichtung gemäß teilnimmt, wodurch eine Signalinformation gespei- Ausführungsform nach F i g. 1 ist eine Kameraröhre chert wird. mit Verstärkung, zu der eine Auftreffanordnung 11,

Der zuvor beschriebene Entlademechanismus wird eine Schreib-Elektronenstrahlanordnung 12 und eine bevorzugt mit »sekundärer Löcherdiflusion« be- 25 Lese-Elektronenstrahlanordnung 13 gehören. Die zeichnet. Dieser Mechanismus ruft beträchtliche Schreibstrahl anordnung 12 erzeugt energetische Elek-Stromverstärkung hervor, welche die Wirkungsweise tronen, mit denen eine Sekundärlöcherdiffusion in der Einrichtung verbessert Zur Vereinfachung der der Auftreifanordnung 11 hervorgerufen wird.
Erläuterung der Ausführungsbeispiele wird die Ent- Die Auftreffanordnung 11 besteht aus einer ebenen ladung nachfolgend als »Schreibe-Operation und die 30 Anordnung von Dioden mit pn-Übergängen in einem erneute Aufladung als »Lese«-Operation bezeichnet. Siliziumkristall, dessen scheibenförmiger massiver Die Empfindlichkeit der Kameraröhre kann unter Teil 14 η-leitend ist. Die p-leitenden Gebiete 15 der Verwendung der erfindungsgemäß zur Verfügung Dioden sind auf der Lese-Oberfläche der Auftreffgestellten Mittel dadurch verbessert werden, daß anordnung ausgebildet und bilden zusammen mit ein von eineiD auf einer Fotokatode entworfenen 35 der die Unterlagen darstellenden Halbleiterscheibe optischen Bild gesteuerter breiter Strahl aus ener- 14 eine Vielzahl bestimmter pn-Übergänge. Die lesegetischen Elektronen von der Fotokatode emittiert strahlseitige Oberfläche der Halbleiterscheibe bzw. und auf der Halbleiterscheibe der Auftreffanordnung Unterlage 14 ist mit einem Isolierüberzug 16 verelektrisch fokussiert wird, um eine Bildinformation sehen, der auch die anderenfalls offenliegenden Ränzu schreiben. Die durch die sekundäre Löcher- 40 der der Übergänge überlappt, um eine Entladung diffusion bewirkte Stromverstärkung verbessert die durch den Lesestrahl oder durch einen zufälligen Empfindlichkeit. Kurzschluß zu verhindern.

Ein Abtastwandler kann dadurch geschaffen wer- Die Auftreffanordnung 11 enthält auf der Schreib-

den, daß der durch die energetischen Elektronen Strahlseite eine im wesentlichen lichtdurchlässige

gebildete Schreibstrahl mit einer von derjenigen des 45 Feldeffektelektrode 18, die von der Unterlage 14

Lese-Elektronenstrahls abweichenden Geschwindig- durch die isolierende SiUziumdioxyd-Schicht 19 ge-

keit abgetastet wird. In typischer Ausführungsform trennt ist. Die Kombination aus der Schicht 19 und

wird der Schreib-Elektronenstrahl durch ein von der Elektrode 18 dient dazu, die Elektronenlöcher-

einer getrennten Kameraröhre einer beliebigen Aus- Rekombination in der Nähe des Eindringens der

führung abgeleitetes Signal moduliert. In abgewan- 50 energetischen Elektronen zu verhindern. Dieser

delter Ausführungsform schafft die Erfindung eine experimentell beobachtete Effekt ist im wesentlichen

Abtastkompression und Wiederholung oder einen der gleiche wie der Effekt, der entsteht, wenn die

Speicher mit beliebigem Zugriff. In einem System. Elektronenlöcherpaare durch einen Lichtstrahl er-

bei dem ein Abtastwandler eine Abtastkompression zeugt werden.

und Wiederholung hervorruft, ist die Abtast- 55 Die Unterlage 14 ist über einen geeigneten niedergeschwindigkeit des Lesestrahls sendeseitig in einer ohmigen Ohmschen Kontakt und den Belastungsvorhergehenden Elektronenstrahlröhre geringer als widerstand 20 mit der positiven Klemme einer Battein einem Fernsehsystem üblich, damit Übertragungs- rie 21 verbunden. Die negative Klemme der Batterie bandbreite eingespart werden kann. Um dabei ein 21 ist wie die Kathode 29 mit der Erde verbunden. Flimmern des empfangsseitigen Bildes zu vermeiden, 60 Die Feldeffektelektrode 18 ist ferner mit einem geerfolgt die Abtastung des Bildschirms nach vorher- eigneten Vorspannungspunkt, z. B. über den Widergehender umgekehrter Abtastwandlung auf eine stand 32 mit der positiven Klemme der Batterie 21 größere Abtastgeschwindigkeit im Bereich herkömm- verbunden.

Iicher Abtastgeschwindigkeiten. Bei dieser Wand- Eine Sekundärelektronen-Sammelelektrode 17 ist lung handelt es sich um Abtastkompression, welche 65 in Form eines Gitters auf der Ablesestrahlseite der die mehrmalige Wiederholung der Wiedergabe der- Auftreffanordnung 11 vorgesehen, um Sekundärseiben Information umfaßt. Dies erfordert die Spei- elektronen zu sammeln, die von der Anordnung 11 cherung eines Ladungsbildes in einer Halbleiter- unter dem Einfluß des Ablesestrahls emittiert wer-

den. Die Elektrode 17 ist positiv zur Unterlage 14 vorgespannt, dadurch, daß sie über die Batterien 34 und 33 mit der positiven Klemme der Batterie 21 verbunden ist.

Die Schreibstrahlanordnung 12 umfaßt eine Linse 25, die ein Lichtbild auf die lichtempfangende Oberfläche des Fotoemitters 26 fokussiert. Die Anordnung 12 enthält ferner Mittel, um den Fotoemitter 26 mit der negativen Klemme einer Hochspannungsquelle 27 zu verbinden, deren positive Klemme mit der positiven Klemme der Batterie 21 verbunden ist. Die Spannung der Quelle 27 beträgt z. B. zwischen 5000 und 25 000VoIt, sie ist in jedem Fall so groß, daß das mittlere Elektron, das nach dem Durchdringen der Elektrode 18 und der Schicht 19 vom Fotoemitter 26 in die Unterlage 14 eintritt, eine Energie aufweist, die so groß ist, daß eine ausreichende Verstärkung entsteht. Die Kombination aus dem Fotoemitter 26 und der Quelle 27 ist somit geeignet, energetische Elektronen unter dem Einfluß des Lichtbildes zu emittieren, das auf den Fotoemitter 26 fällt.

Die Schreibstrahlanordnung 12 enthält ferner die Elektronenfokussieranordnung 24, die über einen geeigneten Spannungsabfallwiderstand 23 mit der positiven Klemme der Batterie 31 verbunden ist, deren negative Klemme mit der positiven Klemme der Batterie 21 verbunden ist. Die Funktion der Elektronenfokussieranordnung 24 besteht darin, die energetischen Elektronen zu bilden, die zur Auftreffanordnung 11 in Form eines Bildes geleitet werden, das dem Lichtbild entspricht, das auf den Fotoemitter 26 fällt.

Die Ablesestrahlanordnung 13 ist im wesentlichen herkömmlich, sie umfaßt ein Elektronenstrahlsystem, das die Katode 29, die durchbohrte Elektrode 29 a, die Beschleunigungsanode 28, die Fokussierelektrode 28 a und die Sammelelektrode 28 b enthält. Die Elektrode 29 α ist durch die Batterie 36 negativ zur Katode 29 vorgespannt Die Beschleunigungsanode 28 ist mit der positiven Klemme der Batterie 34 verbunden. Die Fokussierelektrode 28 a ist mit der positiven Klemme der Batterie 33 verbunden. Die Sammelelektrode 286 ist mit der positiven Klemme der Batterie 35 verbunden, während die negative Klemme der Batterie 35 mit der positiven Klemme der Batterie 33 verbunden ist. Ein spezielles Beispiel für die Vorspannungen zur Erde in Fig. 1 ist das folgende:

Baute3 Spannung (Volt)

14 +5

18 +5

29a -20

28 und 17 +300

28a +67

286 +100

24 +300

26 -5000bis25000

Die Ablese-Elektronenstrahlanordnung ist von dem magnetischen Ablenkjoch 30 umgeben, das von der Abtastsignalquelle 38 gesteuert wird. Der Ablese-Elektronenstrahl kann somit die Oberfläche der Auftreffanordnung 11 wie in anderen Kameraröhren abtasten.

Die Herstellung der Auftreffanordnung 11 wird eingehender nach der Erläuterung der Arbeitsweise der Ausführung der F i g. 1 beschrieben. Nun wird die Arbeitsweise beschrieben.

Im Betrieb hat das Bild der energetischen Elektronen, die durch die Schreibstrahlanordnung 12 zur Auftreffanordnung 11 geliefert werden, die Wirkung, verschiedene pn-Übergänge in der Auftreffanordnung 11 wie folgt zu entladen. Die wiederholte Ab-

xo tastung des Ablesestrahls der Anordnung 13 hält eine Vorspannung in Sperrichtung aller Diodenübergänge aufrecht oder stellt sie periodisch wieder her, indem eine negative Ladung auf die p-Typ-Gebiete 15 aufgebracht wird. Jedes von der Anordnung 12 durch die Feldeffektelektrode 18 und die isolierende Schicht 19 zur Anordnung 11 laufende energetische Elektron erzeugt eine große Anzahl von Elektronenlöcherpaaren in der Siliziumunterlage 14. Die Unterlage 14, die aus n-Typ-Silizium besteht, unterhalt eine Diffusion der Minderheitsträgerlöcher zu den Raumladungsgebieten, die zu den pn-Übergängen an den p-Typ-Gebieten 15 der in Sperrichtung vorgespannten Dioden gehören. Dann bewirken die Löcher nach dem Durchqueren der Übergänge eine teilweise Entladung der Vorspannung in Sperrichtung. Das Entladungsbild entspricht der Form des ursprünglichen Lichtbildes.

In bezug auf die speziellen Eigenschaften der vorliegenden Erfindung sei bemerkt, daß die Anzahl der Löcherelektronenpaare und somit die Anzahl der energetisches Elektron der Anordnung 12 erzeugten Löcher proportional der Energie dieses Elektrons ist. Es wird ein Loch je etwa 2 bis 4 Elektronenvolt Energie des auftreffenden Elektrons erzeugt.

Weiter ist der Wirkungsgrad der Löchersammlung, d. h. der Erfolg der Löcher beim Diffundieren in die Raumladungsgebiete der Dioden ein wesentlicher Bruchteil von eins, so daß Stromverstärkungen von mehreren Hundert erzielt werden können.

+o Außerdem wurde festgestellt, daß diese Arbeitsweise sich von derjenigen von halbleitenden Teilchenzählern insofern unterscheidet, als die erzeugten Sekundärlöcher die Tendenz haben, in die nächsten der zahlreichen diskreten pn-Übergänge in der fortlaufenden Anordnung einzudiffundieren, so daß das gewünschte Informationsbild erhalten bleibt.

Das Ausgangssignal ist die Spannung am Belastungswiderstand 20, wenn Stromimpulse unter dem Einfluß der Wiederaufladung der Übergänge

durch den ablesenden Elektronenstrahl der Anordnung 13 durch den Widerstand fließen. Die negative Vorspannung in Sperrichtung der Dioden wird wiederhergestellt, wenn die vom Bild abhängigen Impulse in den Abtastfolgen über den Kondensator 22 zum Ausgang der Einrichtung gelangen.

Für eine Einrichtung, die im sichtbaren und nahen infraroten Teil des Spektrums empfindlich sein soll, wird die Auftreffanordnung 11 rypischerweise wie folgt hergestellt: Eine Scheibe aus monokristallinem n-Typ-Silizium mit einer Dicke von 0,0125 bis 0,375 mm wird poliert, um die Unterlage 14 zu bilden, dann oxydiert, um eine Siliziumdioxyd-Schicht zu bilden, in der eine Anordnung von Löchern mit einem Durchmesser von 8 Mikrometer und einem Mittelabstand von 20 Mikrometer unter Verwendung herkömmlicher fotolithografischer Maskier- und Ätzverfahren eingeätzt wird. Die so geätzte Siliziumdioxyd-Schicht bildet den isolierenden Oxydüberzug

7 Ό 8

16. In die offenliegenden Gebiete der Unterlage 14 rungsanode 48 α und der Sammelelektrode 48 b bewird Bor eindiffundiert, um die p-Typ-Gebiete 15 zu steht. Sie enthält ferner das magnetische Ablenkbilden, wobei die Oxydschicht 16 als Diffusions- joch 50, das durch die Abtastsignalquelle 51 erregt maske wirkt. Eine etwaige Borglas- oder Fremdstoff- wird. Das vom Bild abhängige Signal, das typischerschicht, die die Tendenz hat, eine Oxydschicht zu 5 weise einer getrennten Fernsehkameraröhre entnombilden, wird mit einem geeigneten Lösungsmittel men wird, geht über den Kopplungskondensator 58 oder Ätzmittel entfernt. Um die Herstellung eines zum Belastungswiderstand 59 und zur durchbohrten guten Ohmschen Kontaktes 39 an der Unterlage 14 Elektrode 49 a. Es ist in der Anordnung 42 eine zu erleichtern, wird Phosphor in die offenliegenden Sekundärelektronen-Sammelelektrode 37 im wesent-Gebiete der Unterlage unter geeigneten Diffusions- io liehen der gleichen Art wie die Elektrode 17 in der bedingungen eindiffundiert. Dann wird eine etwa Anordnung 13 vorgesehen.

entstandene Glas- oder Fremdstoffschicht von der Eine typische Reihe von Vorspannungen in bezug

Oxydschicht 16 mit einem geeigneten Lösungsmittel auf die Erde für die Anordnung 42 der F i g. 2 ist

entfernt. In dem vorher nicht mit Bor dotierten die folgende:
Gebiet macht der Phosphor das Material zu einem 15
starken η+ -Material. An einem derartigen Material

kann leicht ein guter Kontakt 39 durch ein her- Bauteil Spannung (Volt)

kömmliches Verfahren unter Verwendung von im 49 — 2000

Vakuum aufgedampftem Metall (z. B. Gold) ange- 49 a —2020

bracht werden. Es wurde festgestellt, daß die 20 48 und 37 — 1700

Phosphordiffusion die Gesamteigenschaften der Ein- 48 a —1950

richtung verbessert. Die isolierende Siliziumdioxyd- 48 & —1900

Schicht 19 wird dann auf der rückwärtigen Oberfläche der Unterlage 14 bis zu einer Tiefe von

0,6 Mikrometer bei Vorhandensein von Dampf mit 25 Diese Spannungen werden durch geeignete Vor-

950" C oder mit um einige Hundert Grad niedri- Spannungsquellen 53, 54, 55, 56 und 57 geliefert,

geren Temperaturen gebildet. Die entstehende Oxyd- Der Abtastwandler der F i g. 2 kann typischer-

schicht ist ah, feuchte Oxydschicht bekannt, sie hat weise verwendet werden, wenn ein schnell abge-

einen nützlichen Effekt bei der Herabsetzung der tastetes Bild hoher Auflösung als Signal übertragen

Oberflächenrekombination der induzierten Foto- 30 werden soll, dessen Bandbreite geringer ist, als es

elektronen und Löcher an der rückwärtigen Ober- ohne die Verwendung des Abtastwandlers nötig ist.

fläche der Unterlage 14. Dann wird auf der feuchten In einem derartigen Fall wird der ablesende Elek-

Oxydschicht 19 auf der rückwärtigen Oberfläche die tronenstrahl mit einer geringeren Abtastgeschwin-

dünne Goldelektrode 18 bis zu einer Tiefe von digkeit abgelenkt als der Strahl aus energetischen

0.02 Mikrometer im Vakuum aufgebracht. 35 Schreib-Elektronen. Am Empfänger kann der um-

Es sei bemerkt, daß das obige Verfahren auch gekehrte Typ der Abtastwandlung gewünscht sein,

verwendet werden kann, wenn die Unterlage aus In diesem Fall ist der langsam abtastende Strahl

p-Typ-Material und die Auftreffgebiete aus η-Typ- der Strahl aus energetischen Elektronen, während

Material hergestellt werden. In diesem Fall ent- der schnell abtastende Strahl der ablesende Elek-

feraen die ablesenden Elektronenstrahlen Elektronen 40 tronenstrahl ist. Der letztgenannte Abtastwandler

durch Sekundäremission, anstatt sie aufzubringen. wird später an Hand der F i g. 3 beschrieben.

Die Dioden sind somit in Sperrichtung vorgespannt. Die Arbeitsweise der Ausführung der Fig. 2

Nunmehr bewirken die Sekundärelektronen, die kann weiter wie folgt beschrieben werden: Die

durch die energetischen Schreib-Elektronen erzeugt durchbohrte Elektrode 49 α erhält von der Kamerawerden, die Entladung der Übergänge. 45 röhre über den Kondensator 58 das amplituden-

Der vom Signal abhängige energetische Elek- modulierte Videosignal, das ein Bild darstellt. Die tronenstrahl kann auch in Form eines schmalen Beschleunigungsanode 48 hat eine verhältnismäßig Strahls geliefert werden, der abtastet, wie auch in hohe feste Vorspannung von 320VoIt gegenübei Form eines breiten Strahls, der wie bei der Aus- der Elektrode 49 α. Die auf der Auftreffanordnun| führung der Fig. 1 fokussiert wird Eine geeignete 50 11 auftreffenden Elektronen, die durch die durchAnordnung für das Abtasten des energetischen Elek- lässige Elektrode 18 und die dünne isolierende tronenstrahls ist im Ausfuhrungsbeispiel der Fig. 2 Schicht 19 gehen, erzeugen daher eine große AnzaK dargestellt. von Elektronenlöcherpaaren für jedes energetisch«

In Fig. 2 gleichen alle Bauteile, welche dieselben Elektron wie bei der Ausführung der Fig. 1. Wi< Nummern wie die Bauteile der Ausführung der 55 vorher haben die durch jedes energetische Elektroi

Fig. 1 tragen, diesen im wesentlichen. Die Aus- erzeugten Löcher die Tendenz, in die p-Gebietel:

führung enthält eine Auftreffanordnung 11, die der- der nächsten Dioden einzudiffundieren, sie entladei

jenigen der F i g. 1 gleicht, ferner eine Ablese-Elek- teilweise die negative Vorspannung in Sperrichtung

tronenstrahlanordnung 13, die derjenigen der Fig. 1 die vorher durch den ablesenden Elektronenstrah gleicht Sie unterscheidet sich von der Ausführung 60 erzeugt wurde. Abgesehen davon, daß die Bildinfor

der Fig. 1 insofern, als sie die Schreib-Elektronen- mation nunmehr in die Auftreffanordnung 11 nach

Strahlanordnung 42 enthält, die einen schmalen einander oder serienfönnig eingeschrieben ist uni

Elektronenstrahl erzeugt und ablenkt und die be- nicht parallel wie bei der Ausführung der Fig. 1

wirkt, daß die Ausführung der Fig. 2 als Abtast- ist die Arbeitsweise der Ausführung der Fig. 2 ΰ wandler arbeitet. Die Schreib-Elektronenstrahl- 65 jeder anderen Hinsicht im wesentlichen gleich der

anordnung 42 enthält ein Elektronenstrahlsystem, jenigen der F i g. 1.

das aus der Katode 49, der durchbohrten Elektrode Bei manchen Anwendungen ist es erwünscht, dii

49 a. der Beschleunigungsanode 48, der Fokussie- an die Feldeffektelektrode 18 angelegte Spannua

9 10

entweder mit einer großen negativen oder mit einer Bei jeder Abtastung des Ablese-Elektronenstrahls großen positiven Spannung (100 Volt) in bezug auf geht eine Impulsreihe, die ein vollständiges Bild darihren Mittelwert impulsförmig zu machen. Die stellt, durch den Belastungswiderstand 20. Das ent-Impulsquelle kann in Reihe mit dem Widerstand 32 sprechende Spannungssignal geht durch den Kon·- zwischen die Batterie 21 und die Elektrode 18 ge- 5 densator 22 zu geeigneten Verstärkern und einer geschaltet werden. Es wurde festgestellt, daß diese eigneten Bildröhre. Wie oben beschrieben wurde, Arbeitsweise den Effekt eines elektronischen Ver- lädt der Ablese-Elektronenstrahl typischerweise jeschlusses hat. Offensichtlich fordern diese Spannun- den Diodenübergang auf seine ursprüngliche negative gen entweder die Elektronenlöcherrekombination in Vorspannung in Sperrichtung auf. Da keine neue der Nähe der Üxydschicht 19, oder sie sperren die io Abtastung durch den Strahl aus energetischen Diffusion von Löchern zu den Diodenübergängen. Schreibelektronen bevorsteht, ist die Information für Die Geschwindigkeit und die Dauer der Verschluß- nachfolgende Abtastungen des Ablese-Elektronenimpulse hängt von der gewünschten Wirkung ab. Strahls nicht verfügbar, wenn nicht irgendein zusätz-Zum Beispiel kann es erwünscht sein, die einge- licher Speichermechanismus in der Auftreffanordschriebene Information nicht eher zu ändern, bis 15 nung 61 vorgesehen wird,
die langsamere Ableseabtastung beendet ist. Ein derartiger Speichermechanismus für die durch

Wenn es gewünscht wird, von einer langsamen die energetischen Elektronen erzeugten Löcher wird Abtastgeschwindigkeit wieder in eine schnelle Ab- durch Gitterdefekte in der Nähe des heterogenen tastgeschwindigkeit zurückzuwandern, ist es not- Übergangs zwischen der Unterlage 64 und der Gerwendig, die Auftreffanordnung so zu ändern, daß 20 maniumschicht 68 vorgesehen. Diese Defekte, welche die Ablesung das gespeicherte Bild nicht vollständig beim Prozeß der Bildung des heterogenen Übergangs zerstört. So wird bei der Ausführung der F i g. 3 die entstehen, fangen die Löcher in der Nähe des Über-Auftreffanordnung 11 der vorangegangenen Ausfüh- gangs für eine mittlere Zeit von etwa 1 Sekunde ein, rangen durch die abgeänderte Auftreffanordnung 61 bis die Löcher durch ausreichende thermische Erersetzt, die aus der n-Typ-Unterlage 64 und den 25 regung vertrieben werden. In jedem Fall sollen die örtlichen Oberflächen-p-Gebieten 65 besteht, welche Löcher für eine Zeit eingefangen werden, die so den oben beschriebenen gleichen, die jedoch an groß wie die Abtastperiode des Strahls aus energe-Stelle der Feldeffektelektrode 18 und der isolieren- tischen Elektronen ist. Einige der Löcher werden den Schicht 19 einen heterogenen Übergang besitzt, eher als die anderen vertrieben, so daß eine fortlauder durch die epitaxiale Aufbringung einer Schicht 30 fende Diffusion von Löchern zum Raumladungsge-68 aus n-Typ-Germanium auf die Rückseite der biet der nächsten Dioden während des Intervalls von n-Typ-Siliziumunterlage 64 gebildet wird. Die 1 Sekunde vorhanden ist. Diese fortlaufende Diffu-Schreib-Elektronenstrahlanordnung 92 gleicht im sion stellt fortlaufend die Bildinformation dar, insowesentlichen der Anordnung 42 der F i g. 2, abge- fern, als sie am größten an den Punkten ist, wo die sehen von ihrer langsameren Abtastgeschwindigkeit 35 energetischeren Elektronen ursprünglich auftrafen, und der Tatsache, daß ihr Intensitätsmodulations- Somit setzen ohne neuerliche Abtastung durch den signal über das Übertragungsmittel und nicht direkt Schreib-Elektronenstrahl die diffundierenden Löcher von einer Kameraröhre zugeliefert wird. die Entladung der Diodenübergänge in verschiede-

Die Ablese-Elektronenstrahlanordnung 63 gleicht nem Grad und in einem Bild fort, das die ursprüng-

im wesentlichen der Anordnung 13 der F i g. 2, ab- 40 liehe Bildinformation darstellt. Dieses Ladungsbild

gesehen von ihrer relativ schnelleren Abtast- kann durch den Ablese-Elektronenstrahl als eine Im-

geschwindigkeit. pulsreihe über den Belastungswiderstand 20 wieder-

Die Herstellung der Auftreffanordnung 61 gleicht holt abgelesen werden. Jede Reihe ist eine vollstän-

derjenigen der Auftreffanordnung 11 der Fig. 1 dige Darstellung des gleichen vollständigen Bildes,

und 2 in bezug auf die Bildung der pn-Ubergänge 45 Somit wird das Flimmern auf dem Betrachtungs-

zwischen den Gebieten 65 und der Unterlage 64 schirm vermieden.

und dem Schutz dieser Übergänge gegen Ladungs- Das Bild auf dem Betrachtungsschirm ändert sich

ansammlung an der Ablese-Elektronenstrahl-Auf- mit jeder neuen Abtastung des Strahls aus energe-

trefffläche, z. B. durch den isolierenden Überzug 66. tischen Schreibeelektronen.

Die Schicht 68 aus n-Typ-Germanium kann epitaxial 5° Die Arbeitsweise der F i g. 3, die oben beschrieben

auf die Schreibe-Elektronenstrahl-Auftrefffläche der wurde, ist als Abtastkompression und Wiederholung

Unterlage 64 durch das Verfahren aufgebracht wer- gekennzeichnet.

den, das von J. P. Donnelly und A. G. Mi In es Unter Verwendung des Prinzips der Ausführung

in dem Aufsatz »The Epitaxial Growth of Ge on Si der Fig. 3 kann leicht ein Speicher mit beliebigem

by Solution Growth Techniques«, in Journal of the 55 Zugriff gebaut werden. Für die beliebige Ablesung

Electrochemical Society, 113 297 (März 1966), be- ist es lediglich notwendig, daß eine geeignete Quelle

schrieben ist Es sei bemerkt, daß die Verwendung 88 für Adressensignale an Stelle des bei der Aus-

des Wortes heterogener Übergang zur Beschreibung führung der Fig. 3 verwendetenFernsehabtastsignals

der Fläche zwischen der Schicht 68 und der Unter- an das magnetische Ablenkjoch 80 angelegt wird,

lage 64 nicht notwendigerweise entgegengesetzte 60 Die Information kann ferner in den Speicher durch

Leitfähigkeitstypen beinhaltet. Es sind gleiche Leit- Anlegen geeigneter Ablenksignale der Quelle 101

fähigkeitstypen der verschiedenen Materialien vor- an das magnetische Ablenkjoch 100, das den ener-

zuziehen. Doch können auch entgegengesetzte Typen getischen Elektronenstrahl steuert, in beliebiger

benutzt werden, wenn die energetischen Elektronen Weise eingeschrieben werden. Die Speicherzeit von

hierdurch nicht wesentlich gebremst werden. 65 1 Sekunde ist für manche Arten von zeitweiligen In-

Beim Betrieb der Ausführung der Fig. 3 führt der fonnationsspeichern ausreichend. Beispiele hierfür

Ablese-Elektronenstrahl mehrere Abtastungen für sind die Speicher, für die zur Zeit Verzögerungslei-

jede Abtastung des Schreibe-Elektronenstrahls durch. tungen benutzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 leitende Schicht (68) aufweist, wobei der hetero-Patentanspriiche: Sene Übergang Defektstellen enthält

1. Elektronenstrahl-Speichereinrichtung, ins- 5

besondere für die Verwendung auf dem Gebiet

der Fernseh- und Fernseh-Telefon-Technik, mit

einer Auftreffanordnung, die aus einer Halbleiter- Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektronenscheibe mit mehreren, nahe einer ersten Ober- strahl-Speichereinrichtung, insbesondere für die fläche der Scheibe lokalisierten pn-Übergängen io Verwendung auf dem Gebiet der Fernseh- und Fernbesteht, ferner mit einer Lese-Elektronenstrahl- seh-Telefon-Technik, mit einer Auftreffanordnung, anordnung zum wiederholten Abtasten der ersten die aus einer Halbleiterscheibe mit mehreren, nahe Scheibenoberfläche mit einem die pn-Übergänge einer ersten Oberfläche der Scheibe lokalisierten in Sperrrichtung vorspannenden Elektronen- pn-Übergängen besteht, ferner mit einer Lese-Elekstrahl, einer Signalerzeugungseinrichtung, welche 15 tronenstrahlanordming zum wiederholten Abtasten aus der von dem Elektronenstrahl hervor- der ersten Scheibenoberfläche mit einem die pngerufenen Ladung der pn-Übergänge in Sperr- Übergänge in Sperrichtung vorspannenden Elekrichtung ein Ausgangssignal entwickelt, und mit tronenstrahl, einer Signalerzeugungseinrichtung, einer Schreib-Elektronenstrahlanordnung zum welche aus der von dem Elektronenstrahl hervorteilweisen Entladen der in Sperrichtung auf- 20 gerufenen Ladung der pn-Ubergänge in Sperrichtung geladenen pn-Übergänge, dadurch gekenn- ein Ausgangssignal entwickelt, und mit einer Schreibzeichnet, daß die Schreib-Elektronenstrahl- Elektronenstrahlanordnung zum teilweisen Entladen anordnung (12) informationsgesteuert Elektronen der in Sperrichtung aufgeladenen pn-Übergängi;.
in die Halbleiterscheibe (14) richtet, wobei die Bei einem vollständigen Nachrichtenübertragungs-Energie jedes Elektrons ausreichend hoch ist, 25 system mit gemeinsamem Träger des Fernsehum eine Vielzahl von Elektronen-Löcher-La- Telefon-Typs unterscheidet sich die ÜbertragungsduDgsträgerpaaren in der Scheibe zu erzeugen, bandbreite und damit die Abtastgeschwindigkeit und daß die Vorspannung in Sperrichtung eine von den Geschwindigkeiten, die herkömmlicher-Vielzahl von Minoritätsträgern unter den Elek- weise bei einem Fernseh-Rundfunksystem verwendet tronen-Löcher-Ladungsträgerpaaren zur Diffu- 30 werden. Ferner gibt es ästhetische und technische sion zu den pn-Übergängen befähigt. Gründe, die an verschiedenen Punkten in dem

2. Elektronenstrahl-Speichereinrichtung nach Fernseh-Telefon-Übertragungssystem verschiedene Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastgeschwindigkeiten wünschenswert erscheinen Schreibstrahlanordnung (12) eine Fotokatode lassen. So vermindern beispielsweise schnellere Ab-(26), eine ein optisches Bild auf der Fotokatode 35 tastgeschwindigkeiten des Rundfunksystems die entwerfende Linse (25), eine Energiequelle (27) Augenanstrengung und subjektive Beeinträchtigunzur Vorspannung der Potokatode und ein die gen eines Fernseh-Zuschauers, während geringere Elektronen zu einem dem optischen Bild ent- Abtastgeschwindigkeiten den vorhandenen Übertrasprechenden elektronenoptischen Bild fokussie- gungseinrichtungen im Übertragungssystem besser rendes System (24) aufweist. 40 anzupassen sind, da die Bildinformation in der zur

3. Elektronenstrahl-Speichereinrichtung nach Verfügung stehenden Bandbreite des Systems einAnspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß fächer übertragen werden kann. In einem derartigen die Schreibstrahlanordnung (12) aus einer Schreib- System ist es daher wünschenswert, einen Elek-Elektronenstrahlanordnung (42), welche die der tronenstrahl-Abtastwandler zu schaffen.

ersten Scheibenoberfläche gegenüberliegende 45 Ferner ist bekannt, daß eine zeitweise Informa-

zweite Oberfläche mit einem durch ein infor- tionsspeicherung zahlreiche Funktionen in einem

mationsgesteuertes Signal modulierten zweiten öffentlichen Übertragungssystem mit gemeinsamem

Elektronenstrahl abtastet, und einer Beschleuni- Träger haben kann. Bei einem solchen System be-

gungsanode (48) besteht. steht der Bedarf nach einer Abtastkompression und

4. Elektronenstrahl-Speichereinrichtung nach 50 Wiederholung sowie nach einem Speicher mit be-Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die liebigem Zugriff. Die Abtastkompression ist die Verbeiden einander entgegengesetzten Scheibenober- ringerung der Periode jeder Leseabtastung; sie erforflächen zur Erzielung einer Abtastwandlung mit dert typischerweise eine Wiederholung der Inforverschiedenen Geschwindigkeiten abtastbar sind. niation bei der Leseabtastung ohne wesentliche Än-

5. Elektronenstrahl-Speichereinrichtung nach 55 derung der gespeicherten Information, um ein steti-Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die geres Ausgangssignal zu erhalten.
Abtastgeschwindigkeit der ersten Oberfläche der Vor allem könnte die Arbeitsweise von Kamera-Scheibe (14) größer als diejenige der zweiten röhren dann verbessert werden, wenn ein geeigneter Scheibenoberfläche ist und daß nahe der zweiten Verstärkungsmechanismus zur Verfügung stände.
Scheibenoberfläche ein heterogener Übergang 60 Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Ver-(64, 68) gebildet ist, der Löcher für eine Zeit Stärkungsmechanismus für Elektronenstrahl-Speichereinfängt, die so lang wie die Periode der zweiten einrichtungen unter Verwendung einer Anordnung Abtastbewegung ist. von pn-Übergängen oder eines Abtastwandlers für

6. Elektronenstrahl-Speichereinrichtung nach Systeme des Fernseh-Typs oder einer empfindlicheeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn- 65 ren Kameraröhre zur Verfügung zu stellen,
zeichnet, daß die Scheibe (14) eine einen hetero- Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Elekgenen Übergang nahe der der ersten Oberfläche tronenstrahl-Speicheieinrichrung der eingangs angeentgegengesetzten Oberfläche bildende halb- gebenen Art, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß