JPS5887731A - 画像記録または表示用陰極線管を具える装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は排気容器内にターゲットと、半導体本体を有す
る半導体陰極とを有している陰極線管を具え、前記半導
体本体の主面上には少なくとも１個の孔を有する電気的
な第１絶縁層を設けてあり、半導体本体は少な（とも１
つのｐ−ｎ接合を具えており、該ｐ−ｎ接合を横切って
逆方向に電圧を印加することにより、半導体本体の前記
第１絶縁層の孔の個所には該半導体本体からアバラレエ
増倍により電子を発生させることができ、かつ前記第１
絶縁層の少なくとも前記孔の縁部個所には少なくとも加
速電極が設けられている画像記録またはＰ水用装置に関
するものである。

斯種の装置は１９８１年１月１５日に公開された本願人
の出願に係るオランダ国特許願第７９０５４７０号から
既知である。

さらに本発明は排気容器内にターゲットと、半導体本体
を有する半導体陰極とを有している陰極線管を具え、前
記半導体本体の主面には少なくとも２つの接続部を具え
ているｐ形表面領域を有し、前記接続部の少なくとも一
方はｐ形表面領域における電子の拡散再結会長に一々等
しい距離だけ主面から離れている注入接続部とした画像
記録または表示用装置に関するものである。

斯種の装置は１９７６年８月１６日に公告された本願人
の出願に係るオランダ国特許第１５０６０９号から既知
である。

さらに本発明は斯種の装置に使用する半導体装置にも関
するものである。

画像記録用の装置における陰極線管は撮像管であり、タ
ーゲットは例えば光導電層のような感光層である。画像
表示用の装置では陰極線管を表示管とすることができ、
またターゲットはけい光材料製の層または線状或いはス
ポット状のパターンで構成する。斯種の装置は電子顕微
鏡的用途または電子平版印刷用の用途に設計することも
できる。

前記オランダ国特許願第７９０５４７０号には所謂「冷
陰極」を有している陰極線管が示されており、この場合
の陰極動作は、電荷キャリヤのアバランシェ増倍が起る
ような方法でｐ−ｎ接合を逆方向に動作させる半導体本
体から電子を放出させることに基ずいている。また、電
子の仕事関数をしのぐべき大きさの運動エネルギーを有
する電子を得ることができ、これらの電子は半導体本体
の主面から放出され、電子流となる。なお、この場合に
は半導体主面に設ける絶縁層にあけたく渦状、環状１円
形、矩形）の孔を覆わないように前記絶縁層上に所謂加
速電極を設けることによって電子の放出を促進させてい
る。さらにこの電子放出を促進させるために所要に応じ
半導体表面に、例えばセシウムのような電子の仕事関数
低減材料を設けるようにする。

排気容器中には常に残留気体が残存しているため、これ
らの残留気体からは電子流によって負および正イオンが
遊離される。負イオンはターゲットの方向に加速され、
静電偏向の場合にこれらの負イオンはターゲットの小領
域に入射してそれを損傷したり、或いはそのターゲット
の動作を妨げたりする。このような不所望な影響をなく
すために、イオントラップが用いられる。負イオンに対
するイオントラップについては、例えば米国特許第２．
９１３，６１２号明細書から既知である。

正イオンの一部は管内に作用している加速および集束電
界の影響下で陰極方向に移動する。特定の手段を講じな
いと、その正イオンの一部は半導体−Ｆに入射し、それ
はあたかもイオン−エツチングを行なうようにして上記
半導体を損傷する。

このような損傷は電子の仕事関数低減材料層がある場合
でも、それを漸次エツチング除去することになる。斯か
る材料の一部または総体的な消失によっても陰極の電子
放出特性は変化する。上記層がない（または上記エツチ
ング機構により全゛体的に除去される）場合には、半導
体本体の主面が一様に侵されるようになる。前記オラン
ダ国特許願第７９０５４７０号に記載されているような
、電荷キャリヤのアバランシェ増倍に基ずく半導体陰極
では、電子放出ｐ−ｎ接合が半導体主面に平行に延在し
ており、しかもそのｐ−ｎ接合は薄いｎ形表面領域によ
って上記主面から離間されている。この場合には前記漸
次のエツチングにより前記表面領域が全体的に消失する
ため、陰極が最♀機能しなくなることがある。本願人の
出願に係る１９７９年７月３１日に公開されたオランダ
国特許願第７８００９８７号に記載されているような同
様な冷陰極では、ｐ−ｎ接合を半導体本体の主面にて露
出させている。この場合には電子管内に存在する正イオ
ンによる前述したような損傷作用のために、例えばｐ−
ｎ接合が半導体主面にて露出している個所が変形したり
する。これにより不安定な電子放出特性を？するように
なる。

ｐ−ｎ接合を順方向に作動させる半導体陰極、所謂負電
子親和性陰極（ＮＥＡ−陰極）を有する第２タイプの陰
極線管でも同じようにイオンエツチングが起こるので電
子放出特性は影響を受ける。

この場合にも先ず電子の仕事関数−低減材料層が徐々に
エツチング除去される。ついで陰極のｐ形表面領域は、
陰極が最♀機能しなくなるまでに侵される。

上述したような過程は迅速に生じるため、斯種の半導体
陰極をもって製造した陰極線管の寿命はそれにより著し
く短縮されることを確めた。

本発明の目的は正イオンが陰極の電子放出部に殆ど、あ
るいは全く当たらないように正イオンが移動するように
して、前述したような欠点をすべて、または殆どなくす
ように適切に構成配置した冒頭にて述べた種類の装置を
提供することにある。

本発明は特に、上記目的に要求される静電界は半導体陰
極を単に拡張することによって簡単に得ることができる
と言う認識に基いて成したものである。

さらに本発明は断種半導体陰極の使用による陰極線管の
軸線に対する陰極の傾斜配置が陰極線管の製造効率に殆
ど、或いは全く影響を及ぼさないと言う認識に基いて成
したものである。

さらに本発明は断種の陰極を慣例の静電偏向手段と一緒
に用いると、陰極線管の構造が極めて簡単になると言う
認識にも基いている。

本発明による最初に述べたタイプの装置（ｐ　−ｎ接合
を逆方向に動作させる半導体陰極を具えている装置）は
、第１絶縁層の孔を覆わない第２の電気的絶縁１で半導
体本体を少なくとも部分的に覆い、かつ該第２絶縁層上
に少なくとも２つの偏向電極を設けてダイポール静電界
を発生させるようにしたことを特徴とする。

なお、ここに言う「ダイポール」とは数学的な厳密な意
味でのダイポールではなく、これに関連するダイポール
電界とは２つの異なる電圧を印加しである２の電極間に
発生する電界のことを意味するものとすが。

このことからして、半導体陰極付近に電界を発生させて
、正イオンが半導体本体の電子放出面に全く、或いは殆
ど達しないようにすることができる。一般に、例えば電
子は高電圧部分にて十分なエネルギーを得た後に管内に
残存している残留ガスと相互作用するので、前記正イオ
ンは真空管内の半導体陰極から成る程度離れた所にて発
生する。

これらの正イオンが偏向電極により発生された電界に達
すると、これらイオンの運動エネルギーは半導体本体の
表面にて放出される電子の運動エネルギーよりも高くな
る。このような、正イオンと放出電子との間の運動エネ
ルギーに差があるために、正イオンは陰極にて発生した
電不の通路とは全く異なる通路に沿って移動するように
なる。これがため、陰極の作用面は正イオンの不所望な
影響を殆ど受けなくなる。

所ｉｌ「負電子親和性」陰極を具えている本発明による
第２のタイプの装置は、ｐ形表面領域の少なくとも一部
分を覆わない電気的な絶縁層で半導体本体の主面を少な
くとも部分的に覆い、かつ前記絶縁層上に少なくとも２
つの偏向電極を設けてダイポール静電界を発生させるよ
うにしたことを特徴とする。

断種の装置の場合にも前記第１タイプの装置について述
べたと同様な利点がある。

本発明による好適例によれば、半導体本体の主面に対す
る法線と陰極線管の軸線とが互いに鋭角度で交差するよ
うにする。

陰極を陽極に対して傾斜させて配置しても電子ビームの
発生には殆ど影響がない。偏向電極によって発生される
電界の電位線は直ちに陽極〈表示スクリーン、ターゲッ
ト）に平行に延在するようになることを確めた。この結
果、放出電子ビームを陰極線管の軸線方向に簡単に向け
ることができる。ついで斯かる電子ビームを電子光学手
段による一般に既知の方法にて制御することができる。

さらに本発明の他の好適例によれば、主面が陰極線管の
軸線方向にほぼ垂直の半導体陰極を陰極線管の軸線に対
して偏心させるように配置すると共に、陰極線管に設け
られる電子光学偏向手段によって陰極が発生する電子を
偏向させ、かつ該電子が陰極線管の軸線に沿って移動す
るように前記電子を偏向させるようにする。

このようにすれば、陰極を陰極線管の端壁に簡単に、接
続することができる。

半導体陰極としては種々のタイプのものを使用すること
ができ、例えばｐ−ｎ接合のアバランシェ−ブレークダ
ウン（電子なだれ降服）に基く上述したような陰極を使
用することができる。この第１タイプの半導体陰極の好
適例によれば、少なくとも第１絶縁層の孔内におけるｐ
−ｎ接合が半導体本体の主面にほぼ平行に延在しており
、かつ前記孔内におけるｐ−ｎ接合が他の残りのｐ−ｎ
接合部分よりも局部的に低い降服電圧を呈し、この低い
降服電圧を呈するｐ−ｎ接合の部分はｎ形半導体領域に
よって半導体主面から離間されており、前記ｎ形半導体
領域の厚さおよびドーピング濃度は、降服電圧にてｐ−
ｎ接合の空乏領域域が主面にまで広がらず、表面層によ
って前記主面から離間され、前記表面層の厚さはこの表
面層に発生電子を通過させるのに十分な薄さとなるよう
にする。

アバランシェ−ブレークダウンに基き、Ｌ、　ｈｔも本
発明による陰極線管に好適な第２タイプの半導体陰極の
好適例によれば、少なくとも動作状態においてｐ−ｎ接
合に関連する空乏層の少なくとも一部分が第１の電気的
絶縁層の孔内の半導体表面にて露出するようにする。

さらに、例えば前述したような負電子親和性陰極のよう
な他の半導体陰極を使用することもできる。

図面につき本発明を説明する。

なお各図は実寸表示したものではなく、特に断面図にお
ける厚さ方向の寸法は説明の便宜上極めて拡大して示し
である。また、同一導電型の半導体領域には同一方向の
ハツチを付して示してあり、各図における対応する部分
には同一符号を付して示しである。

第１図は撮像装置に使用する本発明による陰極線管を線
図的に示したものであり、陰−極線管、本例の場合撮像
管１は気密封止した真空管２と、光導電性ターゲット３
と、スクリーングリッド４とを具えている。動作中ター
ゲット３は半導体陰極２０により発生される電子ビーム
１０によって走査される。この電子ビームを変更させる
ために撮像管１はコイル系５も具えている。

撮像すべき被写体はレンズ６によってターゲット３上に
投影される。真空管２の端壁７は放射に対して透明であ
る。電気的結線を行なうために真空管２の端壁８にはリ
ードスルー９を設ける。本例では半導体陰極２０を端壁
８に対して傾けて組立てる。この組立ては横状のベース
プレート上にて組立てることにより行なうことができる
。

この例では陰極２０の主面２１に対する法線１１と陰極
線管１０軸線１２との間の角度αを４５°とする。この
角度αは、使用電圧および半導体陰極の電極形状に応じ
て種々の角度値に選定することができる。

半導体陰極２０の構成については後に詳述するが、この
陰極は２個の偏向電極３２．３３を具えている。これら
の偏向電極は、例えば珪素酸化物のような電気的絶縁層
によって半導体陰極の残りの部分とは分離させる。上記
偏向電極３２．３３にそれぞれ異なる電位を印加すると
、これにより発生する電界は陰極主面２１から半導体本
体を離れる電子の進路を偏向するようになる。本例にて
、電極３２の電位を電極３１の電位に対してｉＴと４れ
ば、陰極主面２１からの発生電子ビーム１０は偏向電極
３２の方向に偏向されるようになる。

角度αおよび偏向電極３２．３３の電位を適当に選定す
れば、これらの電極により発生される電界の等電位線が
陰極から近い所で真空管１の端５９７に平行に延在する
ことを確めた。従って、？Ｖ導体陰極２０を陰極線管の
軸線１２に対して正しく位置付けることによって、電子
ビームがコイル系５の影響を受ける前にこの電子ビーム
１０を前記軸線に沿って６立てすることができる。撮像
管１はダイヤフラムとして作用するグリッド１８も具え
ている。

第２図は表示管として仕える陰極線管１を線図手に示し
たものであり、この場合の気密封止した真空管２はファ
ンネル状部分を有しており、その端壁７の内側にはけい
光スクリーン１７を被着する。陰極線管１は集束電極１
３．１４および偏向プレート１５．１６を具えている。

電子ビーム１０は管の端ＩＪ！８に直接またはホルダー
を介して取付けた半導体陰極２０によって発生させる。

陰極２０への電気的な接続はリードスルー９を介して行
なう。

本例では半導体陰極２０を管２の端壁８に偏心的に取付
ける。発生電子ビーム１０は偏向電極３２および３３に
印加する電圧により発生される電界によって陰極線管の
軸線方向に変更される。

ついでこの電子ビームは陰極線管の軸線にそってほぼ進
むように、磁界により後方へと変更される。

電子ビーム１０は集束電極１３．１４によって集束され
た後、偏向プレート１５．１６によってさらに制御され
る。この場合の陰極線管もグリッド１８（ダイヤクラム
）を具えている。

電子ビームを後方に偏向させる磁界は第２図に破線円１
９にて線図的に示す特にコイルによって発生させること
ができる。このような磁界発生コイルは管２の内側か、
外側に随意取付けることができる。管２の内側に設ける
場合には、これらのコイルに対する結線を端壁８のリー
ドスルー９を介して行なうようにする。

第３図および４図は本発明による陰極線管にＩＩ＋いる
半導体陰極を示したものであり、本例で【まこの陰極を
シリコンの半導体本体３５をもって構成する。この半導
体本体はｎ形表面領［２２を具えており、この領［２２
は半導体本体の主面２１（こ形成され、また斯かるｎ形
表面領域２２はｐ影領域２３と共にｐ−ｎ接合２４を形
成する。このｐ−ｎ接合２４間に逆方向に十分高い電圧
を印加すると、アバランシェ増倍により電子が発生し、
これらの電子を半導体本体から放出されることができる
。なおこの電子放出を図中に矢印１０によって示しであ
る。

半導体装置は他にｎ形表面領域２２に接触させる接続電
極（図示せず）も具えている。本例におけるｐ影領域２
３はその下側を金属化層２６と接触させる。なお、この
接触は高度にドープしたｐ形接点領域２５を介して行な
うのが好適である。

第３図に示す例ではｈ形表面領ＩｔＬ２２のドナーＩＩ
ｒ！Ｌを、例えば５×１０８原子／ｃＴｌｌとし、また
ｐ影領域２３のアクセプタ濃度を、例えば１Ｑ＋５原子
／ｄのような非常に低い値とする。ｐ−ｎ接合２４のブ
レークダウン電圧を局部的に低くすφために、半導体装
置にはｎ影領域２２と共にｐ−ｎ接合を形成する高ドー
プｐ形領ＩＪ！３０も形成する。このｐ影領域３０は第
１絶縁層２７にあけたＩＬ２８内に位置させ、絶縁層２
７の上には多結晶シリコン製の加速電極２９を孔２８の
まわりに設ける。所要に応じ、孔２８内の半導体表面２
１を例えばバリウムまたはセシウムから成る材料層３４
のような仕事関数低減物質で覆うことにより電子放出を
増大させることができる。なお、断種半導体陰極および
その製造方法の詳細については本願人の出願に係る１９
８１年１月１５日に公開されたオランダ国特許願第７９
０５４７０号を参照することができる。

半導体本体３５は第２絶縁層３１も具えており、芋の上
には例えばアルミニウム製の２個の偏向電極３２．３３
を設ける。これらの偏向電極と加速電極２９によって作
動状態にて半導体表面近傍に電界を発生させる。第５図
は孔２８をあけである第１絶縁層２７を半導体・本体３
５に設けた？Ｖ導体装置における前述したような電界に
関連する電（ｉ７線３６を線図的に示したものである。

加速電極２９は孔２８の縁部における絶縁層２７の上に
あり、また２個の偏向電極３２．３３は図示のように第
２絶縁層３１によって加速電極２９とは離間させる。本
例に示す電界線３６は、加速電極２９に５ボルトの電圧
を設定し、かつ偏向電極３２および３３にそれぞれＯボ
ルトおよび２０ボルトの電圧を設定した場合である。

半導体主面２１から出る電子は電界の影響下に矢印１０
にて示す通路を辿る。前述したように、この場合の電子
通路は電極３２および３３の電圧の影響下にて偏向され
る。発生し、かつ加速された電子が残留ガスおよび他の
電極に衝突して真空管２内に発生し得る多数の正イオン
は管内にて作用している電界によって陰極方向に加速さ
れる。

上記正イオンは例えば第５，１図に破線にて示す通路３
７．３８に沿って陰極付近の電界中に達する。

正イオンは陰極線管の加速電界部分を横切ること　′が
しばしばあることからして、これらイオンの運動エネル
ギーは一般に極めて大きい。この結果、これらのイオン
は第５図に電位線３６によって示す陰極の電界中に達す
る際には一般に高い運動エネルギーを有している。これ
らのイオンは関連する電気力の影響を受けるが、それら
の運動エネルギーが高いために、第５図に破線３７．３
８にて示すように、上記イオンの通路は殆ど曲がらなく
なる。従って、電子放射半導体主面に達する正イオンは
殆どなく、たとえあったとしてもごく僅かである。これ
がため陰極は正イオンによるエツチング、または他の損
傷作用のために退化したりすることは殆どなくなる。

図示の例では半導体本体が１個の孔を有する僅か１個の
半導体陰極を具えているだけであるが、その数は用途に
応じて増やすことができ、例えばカラーテレビジョンの
用途では、共通偏向電極および共通加速電極を具えてい
る個々制御・し得る各陰極の領域に３つ以上の孔２８を
設けることができる。

％６図はｐ−ｎ接合のアバランシエーブレークダろンに
基ずく半導体陰極２０の他の例を示す断面図である。本
例では半導体本体３５をｎ形駐板２２をもって構成し、
この基板中にｐ形領１４２３を設ける。これがため、主
面２１に隣接するｐ−ｎ接合２４が形成され、その関連
する空乏ｆｌＮｉｆＬは半導体表面にて露出される。こ
の半導体表面２１は例えば珪素酸化物のような第１絶縁
層２７も具えている。この層２７に少なくとも１個の孔
２８をあけ、この孔内にて前記ｐ−ｎ接合２４の少なく
とも一部が半導体本体の主面２１に隣接するようにする
。さらに、ｐ−ｎ接合２４に直接隣接している孔２８の
縁部の第１絶縁層２７の上に、本例ではアルミニウムと
する加速電極２９を設ける。

半導体装置は他に、所要に応じ高ドープ接点領域を介し
てｎ形基板２２およびｐ形表面領［２３に接続する接続
電極も具えているが、これらは図示してない。この例の
場合にも所要に応じ、孔２８内の半導体表面２１を仕事
関数低減材料層３４で覆うことができる。なお、断種半
導体陰極およびその製造方法の詳細については、１９７
９年７月３１日に公開された本願人の出願に係るオラン
ダ国特許願第７８００９８７号を参照することができる
。　第３．４．６図の偏向電極３２．３３は例えばリフ
ト−オフ法によって設けることができる。半導体陰極を
前記オランダ国特許願第７９０５４７０号および第７８
００９８７号に記載されるようにして製造した侵にはこ
の半導体陰極全面に、例えばホトラッカーを被覆し、つ
い・で電極を形成すべき個所のホトラッカーを除去する
。ついで斯くして得られたアセンブリにアルミニウム層
を被覆した後に、アルミニウムが堆積されているホトラ
ッカ一層を除去して、アルミニウムが偏向電極３２．３
３および必要な接続トラックの個所にのみ残存するよう
にする。

他の方法では半導体本体を、熱的に、しかも気相から堆
積し得る絶縁層で覆うようにする。この絶縁層は珪素酸
化物および／または珪素窒化物で構成することができ、
その上にホトリゾグラフィック法によりパターン化され
る金属を堆積し、その後絶縁層を既知のエツチング法に
より除去して、孔２８を形成すべき個所に金属を被覆す
る。

この場合の陰極も第２絶縁層３１を具えており、その上
に偏向電極３２および３３を設ける。この場合にも偏向
電極３２．３３および加速電極２つに適当な電圧を印加
して、その電圧に関連する電界が第３図の陰極に対して
第５図につき前述したように真空管２内の正イオンに影
響を及ぼすようにする。

第７図はｐ−ｎ接合が順方向に作動する負電子親和性（
ａＨｉｎｉｔｙ）タイプの陰極（ＮＥＡ−陰極）の断面
図である。本例の半導体陰極２０は、例えば濃度が１０
１７ドナー原子／ｄで、厚さが０．５ミリメートルの磁
化ガリウム製のｎ形半導体本体４１をもって構成する。

この本体の主面２１には厚さが約１０μｍで、表面濃度
が１０１９アクヒプタ原子／ｄ以上のｐ導電形部分４２
があり、このｐ影領域には電子の仕事関数低減材料層３
４を被覆すると共に２つの電気的な接続部を設ける。こ
れら接続部の一方は、ｐ形表面領域４２とｎ形本体４１
との間のｐ−ｎ接合４０によって形成される注入接続部
であり、他の接続部４３は絶縁層３１にあけた接点窓４
４を介してρ影領域４２に接触させる。断種陰極の作動
および製造方法については本願人の出願に係るオランダ
国特許第１５０６０９号に詳述されている。

偏向電極３２および３３は電気的な絶縁層３１の上にあ
り、この場合にも第４および５図につき前述したと同様
な方法で、半導体陰極２０の方向に加速される正イオン
が電子放出面に全く、或いは殆ど衝突しないような形状
の電界を発生させることができる。

本発明は上述した例のみに限定されるものではなく、幾
多の変更を加え得ること勿論である。例えば第４図の例
にて既に指摘したように、第７図の装置の場合にも、カ
ラーテレビジョン用に別々に制御し得る電子放出を生ぜ
しめる絶縁層にあける孔２８の数を３つに増やすことも
できる。

さらに、陰極を第１図に示すように傾斜させて取付ける
代りに、後方端壁８が傾斜しているものを用いることも
できる。また、半導体陰極イのものは前述した各オラン
ダ国特許出願に記載されているような稜々の方法にて製
造することができる。

偏向電極の形状も種々変更することができ、これにより
偏向誤差をなくすようにすることができる。所要に応じ
、偏向電極の一方（または双方）のパターンをスプリッ
トパターンとすることもでき、この際各スプリット部を
電気的に接続して、ダイポール磁界を発生させるように
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による陰極線管を有する撮像菅の一例を
示す線図； 第２図は本発明による陰極線管を有する表示管の一例を
示す線図； 第３図は本発明による陰極線管に使用する＝ｔ’導体陰
極の一部を示す平面図； 第４図は第３図のＩＶ−ｒＶ線上での断面図；第５図は
作動時に加速電極と偏向電極の電圧により発生する電界
の電位線の変化態様を示す線図；第６図は半導体陰極の
他の例を示す断面図；第７図は本発明陰極線管に使用す
る半導体陰極のさらに他の例を示す断面図である。 １・・・撮像管（陰極線管）２・・・真空管３・・・光
導電性ターゲット４・・・スクリーングリッド５・・・
偏向コイル系　　　　６・・・レンズ７・・・真空管の
端壁 鼾・°リードスルー接続端壁 ９・・・リードスルー　　　１０・・・電子ビーム１１
・・・陰極主面に対する法線 １２・・・陰極線管の軸線　　１３．１４・・・集束電
極１５、１６・・・偏向プレート　１７・・・けい光ス
クリーン１８・・・グリッド（ダイヤフラム） １９・・・磁界発生コイル　　２０・・・半導体陰極２
１・・・半導体陰極主面　　２２・・・ｎ形表面領域２
３・・・ｐ影領域　　　　　２４・・・ｐ−ｎ接合２５
・・・ｐ形接点領域　　　２６・・・金属化層２７・・
・第１絶縁層　　　　２８・・・孔２９・・・加速電極
　　　　　３０・・・高ドープｐ形領域３１・・・第２
絶縁層　　　　３２．３３・・・偏向電極３４・・・仕
事関数低減物質　３５・・・半導体本体３６・・・電位
線　　　　　　３７．３８・・・正イオンの通路４０・
・・ｐ−ｎ接合　　　　４１・・・ｎ形半導体本体４２
・・・ｐ影領域　　　　　４３・・・接続接点４４・・
・接点窓 特許出願人　　　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイ
ランベンフ７ブリケン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、排気容器内にターゲットと、半導体本体を有する半
   導体陰極とを有している陰極線管を具え、前記半導体本
   体の主面上には少なくとも１個の孔を有する電気的な第
   １絶縁層を設けてあり、半導体本体は少なくとも１つの
   ｐ−ｎ接合を具えており、該ｐ−ｎ接合を横切って逆方
   向に電圧を印加することにより、半導体本体の前記第１
   絶縁層の孔の個所には該半導体本体から７バラシ工増倍
   により電子を発生させることができ、かつ前記第１絶縁
   層の少なくとも前記孔の縁部個所には少なくとも加速電
   極が設けられている画像記録または表示用装置において
   、第１絶縁層の孔を覆わない第２の電気的絶縁層で半導
   体本体を少なくとも部分的に覆い、かつ該第２絶縁層上
   に少なくとも２つの偏向電極を設けてダイポール静電界
   を発生させるようにしたことを特徴とする画像記録また
   は表示用装置。 ２、排気容器内にターゲットと、半導体本体を有する半
   導体陰極とを有している陰極線管を具え、前記半導体本
   体の主面には少なくとも２つの接続部を具えているｐ形
   表面領域を有し、前記接続部の少なくとも一方はｐ形表
   面領域における電子の拡散再結会長に高々等しい距離だ
   け主面から離れている注入接続部とした画像記録また°
   は表示用装置において、ｐ形表面領域の少なくとも一部
   分を覆わな（、ｓ電気的な絶縁層で半導体本体の主面を
   少なくとも部分的に覆い、かつ前記絶縁層上に少なくと
   も２つの偏向電極を設けてダイポール静電界を発生させ
   るようにしたことを特徴とする画像記録または表示用装
   置。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項に記載の装置に
   おいて、半導体本体の主面に対する法線と陰極線管の軸
   線とが互いに鋭角度で交差するように構成したことを特
   徴とする画像記録または表示用装置。 ４、特許請求の範囲第１項または２項に記載の装置にお
   いて、主面が陰極線管の軸線方向にほぼ垂直の半導体陰
   極を陰極線管の軸線に対して偏心させるように配置する
   と共に、陰極線管に設けられる電子光学偏向手段によっ
   て陰極が発生する電子を偏向させ、かつ該電子が陰極線
   管の軸線に沿って移動するように前記電子を偏向させる
   ようにしたことを特徴とする画像記録または表示用装置
   。 ５、特許請求の範囲第３項または第１項に従属する第４
   項の何れか１つに記載の装置において、少なくとも第１
   絶縁層の孔内におけるｐ−ｎ接合が半導体本体の主面に
   ほぼ平行に延在しており、かつ前記孔内におけるｐ−ｎ
   接合が他の残りのｐ−ｎ接合部分よりも局部的に低い降
   服電圧を呈し、この低い降服電圧を早するｐ−ｎ接合部
   分はｎ形半導体領域によって半導体主面から離間されて
   おり、前記ｎ形半導体領域の厚さおよびドーピング濃度
   は、降服電圧にてｐ−ｎ接合の空乏領域が主面にまで広
   がらず、表面層によって前記主面から離間され、前記表
   面層の厚さはこの表面層に発生電子を通過させるのに十
   分な薄さとしたことを特徴とする画像記録または表示用
   装置。 石、特許請求の範囲第３項または第１項に従属する第４
   項の何れか１つに記載の装置において、少なくとも動作
   状態においてｐ−ｎ接合に関連する空乏層の少なくとも
   一部分が第１の電気的絶縁層の孔内の半導体表面にて露
   出するようにしたことを特徴とする画像記録または表示
   用装置。 ７、特許請求の範囲第１項または第３〜６項の何れか１
   つに記載の画像記録または表示用装置において、該装置
   が数個の独立して調整し得るｐ−ｎ接合を具えており、
   こ、れらのｐ−ｎ接合にて電子を発生させることができ
   、かつ前記装置には前記ｐ−ｎ接合に関連゛する孔に共
   通の加速電極および偏向電極を設けるようにしたことを
   特徴とする画像記録または表示用装置。 ８、特許請求の範囲第１〜７項の何れか１つに記載の陰
   極線管において、半導体本体の少なくとも第１絶縁層の
   孔内の主面を電子の仕事関数低減材料で覆うようにした
   ことを特徴とする陰極線管。 ９、半導体本体を有し、該本体の主面上に１個の孔を有
   している第１の電気的な絶縁層を設けてあり、半導体本
   体は少なくとも１つのｐ−ｎ接合を具えており、該ｐ−
   ｎ接合を横切って逆方向に電圧を印加することにより、
   半導体本体の前記第１絶縁層の孔の個所に該半導体本体
   からアバ、ンンシエ増倍により電子を発生させることが
   でき、かつ前記第１絶縁層の少なくとも前記孔の縁部個
   所には少なくとも加速電極が設けられている腎肝請求の
   範囲第１項または第３〜８項の何れか１つに記載の陰極
   線管に使用する半導体装置において、第１絶縁層の孔を
   覆わない第２の電気的絶縁層で半導体本体を少なくとも
   部分的に覆い、かつ該第２絶縁層上に少なくとも２つの
   偏向電極を設けたことを特徴とする半導体装置。 １０、特許請求の範囲第９項記載の半導体装置において
   、少なくとも第１絶縁層の孔内におけるｐ−ｎ接合が半
   導体本体の主面にほぼ平行に延在しており、かつ前記孔
   内におけるｐ−ｎ接合が他の残りのｐ−ｎ接合部分より
   も局部的に低い降服電圧を呈し、この低い降服電圧を早
   するｐ−ｎ接合の部分はｎ形半導体領域によって半導体
   主面から離間されており、前記ｎ形半導体領域の厚さお
   よびドーピング濃度は、降服電圧にてｐ−ｎ接合の空乏
   領域が主面にまで広がらず、表面層によって前記主面か
   ら離間され、前記表面層の厚さはこの表面層に発生電子
   を通過させるのに十分な薄さとしたことを特徴とする半
   導体装置。 １１、特許請求の範囲第９項に記載の半導体装置におい
   て、少なくとも動作状態においてｐ−ｎ接合に関連する
   空乏層の少なくとも一部分が第１の電気的絶縁層の孔内
   の半導体表面にて露出するようにしたことを特徴とする
   半導体装置。 １２、半導体本体の主面には少なくとも２つの接続部を
   具えているｐ形表面領域を有し、前記接続部の少なくと
   も一方はｐ形表面領域における電子の拡散再結会長に少
   なくとも等しい距離だけ主面から離れている注入接続部
   とした特許請求の範囲第３項または第２項に従属する第
   ４項の何れか１つに記載の陰極線管用の半導体装置にお
   いて、ｐ形表面領域の少なくとも一部分を覆わない電気
   的な絶縁層で半導体本体の主面を少なくとも部分的に覆
   い、かつ前記絶縁層上に少なくとも２つの偏向電極を設
   けてダイポール静電界を発生させるようにしだとを特徴
   とする半導体装置。 １３、特許請求の範囲第９〜１２項の何株か１つに記載
   の半導体装置において、半導体本体の少なくとも第１絶
   縁層の孔内の主面を電子の仕事関数低減材料で覆うよう
   にしたことを特徴とする半導体装置。 １４、特許請求の範囲第８項または第１３項の何れかに
   記載の半導体装置において、電子の仕事関数低減材料を
   セシウムとバリウムとから成る群から選定した１つの材
   料をもって構成するようにしたことを特徴とする半導体
   装置。