Brevet FR2578356A1 — publié le 19860905

PHN 11 297 "Dispositif muni d'une cathode semiconductrice" L'invention concerne un dispositif comportant une enceinte vidée d'air ou remplie d'un gaz protecteur inerte et un dispositif semiconducteur servant à engendrer un courant d'électrons présentant une première électrode munie d'un corps semiconducteur présentant au moins une région située à une surface principale et émettant des électrons à l'état de fonctionnement. De plus, l'invention est relative aux dispositifs semi- conducteurs à appliquer à un tel dispositf. Un dispositif du genre mentionné dans le préambule est connu de la demande de brevet néerlandais mise à la disposition pu- bique le 15 Janvier 1981 NO 79 05470 au nom de la Demanderesse. Cette demande décrit une cathode froide, dont le fonctionnement est basé sur la multiplication par avalanche d'électrons pendant la polarisa- tion dans le sens de blocage d'une jonction p-n. A l'endroit de la surface émissive, la jonction présente une tension de claquage ré- duite et y est séparée de la surface par une couche conductrice de type n d'une épaisseur et d'une concentration de dopage telles qu'à la tension de claquage, la zone de désertion ne s'étend pas à la sur- face, mais en est séparée par une couche superficielle, qui est suf- sisamment mince pour transmettre les électrons engendrés. En vue de réduire le potentiel de sortie des électrons engendrés dans le corps semiconducteur, la surface émissive est en général recouverte d'un matériau réducteur de potentiel de sortie, comme par exemple du césium ou du baryum. D'une façon générale, de telles cathodes sont utilisées dans des tubes à vide pour des buts d'enregistrement ou de reproduc- tion, bien qu'elles puissent également être appliquées aux appareils pour la spectroscopie Auger, la microscopie électronique et la li- thographie électronique. Outre lesdites cathodes de jonction bloquées, plusieurs autres espèces de cathodes semiconductrices sont possibles, par exemple les cathodes à affinité électronique négative et les émetteurs de champ. Après leur réalisation, lesdites cathodes ou lesdits dispositifs semiconducteurs dans lesquels sont intégrées des cathodes sont appliqués par exemple dans des tubes à rayons cathodiques ou 2 PHN 11 297 d'autres enceintes à vide. Bien que ce traitement s'effectue d'une façon extrêmemer soigneuse, il peut se produire une légère oxydation de la surface émissive, par exemple pendant le transport. De plus, après montage d'une telle cathode, la concentration en atomes d'oxy- gène à la surface émissive de cette cathode peut augmenter par suite d'interactions de la couche superficielle avec des gaz résiduels du système à vide. La présence d'atomes d'oxygène à l'état fixé ou bien de façon adsorbée à la surface émissive aboutit à une forte réduction du rendement d'émission. L'invention vise à fournir un dispositif dans lequel une telle réduction de rendement peut être éliminée entièrement ou par- tiellement. Un dispositif conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'il présente une deuxième source d'éléectrons servant à engen- drer des électrons parvenant sur la surface principale du corps semi- conducteur, au moins à l'endroit de la région émissive d'électrons. L'invention est basée sur l'idée que la concentration su- perficielle d'atomes d'oxygène à la surface émissive d'électrons, sous forme fixée ou non, peut être réduite notablement par bombardement de cette surface avec des électrons. Suivant la durée du bombardement, l'énergie et la densité des électrons utilisés pour le bombardement, on a réalisé des améliorations du rendement, atteignant un facteur , avec des émetteurs recouverts de césium et la jonction q-n bloquée. Ledit bombardement peut s'effectuer après montage de la cathode dans l'enceinte vidée d'air afin d'anéantir une éventuelle baisse du rendement produite pendant le transport ou le montage. De plus, une cathode présentant une baisse du rendement pendant l'utili- sation par suite d'absorption d'atomes d'oxygène présents dans les gaz résiduels du système à vide peut être régénérée pour ainsi dire à l'aide d'un tel bombardement. D'une façon générale, le faisceau d'électrons engendré pour ce bombardement peut être dirigé sur la cathode à régénérer à l'aide de moyens de commande de focalisation usuels. De préférence, ces moyens de commande sont réglables de façon à pouvoir concentrer des électrons engendrés par la deuxième source d'électrons dans un faisceau qui atteint essentiellement la région émissive d'électrons. 3 PHN il 297 Comme deuxième source peut être choisie en principe une source d'électrons conventionnelle comme par exemple une cathode ther- mique avec du baryum ou du strontium comme matériau cathodique. Tou- tefois, lors de l'utilisation, des composés du carbone-oxygène (CO, CO2) et des composés d'hydrocarbure peuvent être dégagés, et leurs produits résiduels peuvent adhérer à la surface émissive d'électrons ou des composés peuvent se former avec la couche de césium monomolé- culaire, ce qui se-traduit par une réduction du rendement de la ca- thode semiconductrice. De ce fait, pour obtenir la deuxième source d'électrons, le dispositif conforme à l'invention est de préférence muni d'un dis- positif semiconducteur présentant une deuxième cathode comportant un corps semiconducteur, dont une surface principale présente au moins une région émettant des électrons à l'état de fonctionnement. Une forme de réalisation préférentielle d'un tel dispo- sitif est caractérisée en ce que la surface principale de la première cathode et la deuxième cathode sont situées vis-à-vis l'une de l'au- tre et le corps semiconducteur dans lequel est réalisée la deuxième cathode est muni d'une ouverture permettant de transmettre les élec- trons engendrés par la première cathode. Bien que le rendement d'émission de la deuxième cathode ne doive répondre qu'à des exigences moirs sévères, en ce qui concerne la valeur absolue et le maintien dans le temps, cette deuxième cathode peut être bombardée au besoin également avec des électrons provenant de la première cathode afin de rétablir le rendement d'émission. A cet effet, la première cathode peut être munie au besoin d'une région émissive, destinée à cet effet, qui peut être mise en service de façon séparée ou dont l'émission s'effectue dans d'autres conditions de fonctionnement, par exemple par application d'une tension de claquage plus élevée à la jonction p-n- correspondante dans le cas d'une ca- thode de jonction bloquée. De plus, il est possible de réaliser les deux cathodes dans un seul corps semiconducteur, qui peut être monté de façon usuelle dans un tube à rayons cathodiques. Dans ce cas,on peut mettre à profit un piège d'ions comme décrit dans la demande de brevet néerlandais non préalablement publiée N 84 03537 au nom de la Demanderesse. 4 PHN 11 297 Finalement, pour obtenir une plus grande stabilité, l'é- mission peut être engendrée avec plusieurs petites régions d'émission arrangées suivant une configuration déterminée comme décrite dans la demande de brevet néerlandais non préalablement publiée N 84 03538 au nom de la Demanderesse. La description ci-après, en se référant aux dessins an- nexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien com- prendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente schématiquement, partiellement en coupe transversale, partiellement en perspective, un dispositif con- forme à l'invention. La figure 2 montre schématiquement une vue en plan d'une deuxième cathode à appliquer à un tel dispositif. La figure 3 montre une coupe transversale suivant la ligne III-III de la figure 2. La figure 4 montre schématiquement un autre dispositif conforme à l'invention. La figure 5 montre schématiquement une vue en plan d'un dispositif semiconducteur comportant les première et deuxième catho- des, alors que la figure 6 montre une section transversale suivant la ligne VI-VI de la figure 5 et - les figures 7 et 8 représentent des lignes de potentiel et des courants d'électrons dans le cas d'application d'un dispositif semiconducteur dans un dispositif conforme à l'invention. Les figures ne sont pas représentées à échelle et pour la clarté du dessin, dans les sections transversales notamment les di- mensions s'étendant dans la direction de l'épaisseur sont fortement exagérées. D'une façon générale, des zones semiconductrices de même type de conduction sont représentées de façon hachurées dans la même direction; sur les figures les parties correspondantes sont désignées en général par les meêes chiffres de référence. La figurel montre partiellement en coupe transversale, partiellement en perspective, un dispositif 1 conforme à l'invention; dans cet exemple un tube à rayons cathodiques vidé d'air 2. Pour en- gendrer un courant d'électrons 3, celui-ci est muni d'une première PHN 11 297 cathode 20, qui dans cet exemple, est formée par un corps semicon- ducteur 21, dont une surface principale 22 présente une région 23, qui émet des électrons à l'état de fonctionnement. La cathode 20 est montée sur une paroi terminale 4 du tube à rayons cathodiques 2, pa- roi terminale qui est munie de traversées 5 permettant de connecter, à l'aide de fils 6, la cathode 20 et d'autres éléments se trouvant dans l'espace vidé d'air, comme des grilles d'accélération, des pla- ques de déviation etc. Conformément à l'invention, le dispositif comporte éga- lement une deuxième source d'électrons 7, dans cet exemple également une cathode semiconductrice, servant à engendrer un deuxième courant d'électrons 8 qui frappe la surface principale 22 de la première ca- thode semiconductrice 20 à l'endroit de la région émissive d'électrons 23. Une grille 9, qui est déjà présente par exemple pour accélérer ou focaliser le courant d'électrons 3, peut être polarisée électri- quement de façon à commander et à focaliser le faisceau 8, de sorte que celui-ci frappe essentiellement la région émissive d'électrons 23. La cathode semiconductrice 40 comporte un corps semi- conducteur 41 présentant une ouverture 42 pour transmettre le courant d'électrons 3 et est munie d'une région émissive d'électrons 43 qui, dans cet exemple, est circulaire et entoure à peu près entièrement l'ouverture 42. Dans le présent exemple, les cathodes décrites ci- après en détail, sont du genre à jonction pn bloquée comme décrit dans la susdite demande de brevet néerlandais NO 79 05470. La ré- gion émissive d'électrons 43 se trouve à une surface principale 44 du corps semiconducteur 41, surface qui se situe vis-à-vis de la paroi terminale 4 du tube à rayons cathodiques 2. Dans le présent exemple, cette surface principale 44 est recouverte d'une couche électro-isolante 45, qui laisse découvertes les régions émissives d'électrons 43 et sur laquelle est appliquée une électrode d'accé- laration 46. Vue en projection perpendiculaire à la surface 44, l'ou- verture 42 se trouve vis-à-vis de la région émissive d'électrons 23. Comme le décrit en détail la demande de brevet néerlan- dais NO 84 03537, la région émissive d'électrons 23 de la première ca- thode 20 peut être choisie de façon que l'émission d'électrons s'ef- fectue suivant une configuration circulaire, la cathode, une première grille et une grille écran constituant une lentille électronique po- 6 PHN 11 297 sitive. Un façonnage et des dimensions choisis de façon appropriée de la grille-écran et de la région émissive d'électrons 23 (par exem- ple circulaire) respectivement permettent alors d'atteindre que la région d'émission 23 n'est frappée que par des ions positifs engen- drés dans une petite région comprise entre la cathode 3 et une pre- mière grille, par exemple la grille de commande 9. Ces ions présen- tent une énergie relativement faible, de sorte que le -comportement d'émission n'est guère affecté par l'éventuelle pulvérisation par des ions positifs du matériau cathodique, comme par exemple une cou- che 59 en césium appliquée par évaporation. Dans certaines conditions, la deuxième cathode 40 peut servir de grille-écran; cette dernière peut être métallisée par exemple à la face inférieure (la face oppo- sée à la surface principale 44). De plus, si le courant d'électrons engendré par la cathode 20 entre la cathode 40 et la deuxième paroi (non représentée sur le dessin) constitue un croisement, une grille- écran additionnelle 10 est appliquée à l'endroit de ce croisement. A l'état de fonctionnement normal, le réglage des catho- des 20 est tel que les électrons sont engendrés par la région émissive d'électrons 23, ce qui se traduit par un courant d'électrons 3. D'é- ventuels restes d'oxygène (molécules atomes ou ions) subsistant dans le tube à rayons cathodiques 2 ou dégagés pendant l'utilisation peu- vent adhérer successivement à la surface 22 ou entrer en réaction avec cette dernière. Une légère oxydation peut s'effectuer également avant ou lors du montage de la cathode semiconductrice 20. La pré- sence de molécules, d'atomes ou d'ions d'oxygène non chimiquement fixés peut se traduire par une réduction du rendement. Pour compenser entièrement ou partiellement cette réduc- tion de rendement, la surface 22 peut être bombardée par des élec- trons provenant de la cathode 40 à l'endroit de la région émissive d'électrons 23. La cathode semiconductrice 40 est polarisée de façon à obtenir un rayons d'électrons 8. Les atomes ou molécules d'oxygène présents sur la surface sont écartés à l'aide du bombardement d'élec- trons et le rendement de la cathode semiconductrice 20 est ramené à la valeur initiale (régénération) dans une durée raisonnable (2-2 heures) voire (ab initio) amélioré d'un facteur d'environ 50 suivant l'intensité du bombardement. Le dispositif semiconducteur 40 des figures 2 et 3 compor- 7 PHN 11 297 te un corps semiconducteur 41 en silicium, dont une surface princi- pale 44 présente plusieurs régions d'émission 43 qui,. dans cet exem- ple, sont arrangées suivant une configuration annulaire, ce qui est indiqué sur la figure 2 par les lignes pointillées 47. Les régions d'émission proprement dites 43 se trouvent à l'endroit d'ouvertures 48 ménagées dans une couche isolante 45 en oxyde de silicium par exemple. Le dispositif semiconducteur comporte une jonction pn 49 entre un substrat de type p 50 et une zone de type n 51, 52 consti- tuée par une zone-n profonde 51 et une zone peu profonde 52. A l'en- droit des régions d'émission 43 se trouve la jonction pn entre une zone de type p implantée 53 et la zone peu profonde qui y présente une épaisseur et un dopage tels qu'à la tension de claquage de la jonc- tion pn 49, la zone de désertion de la jonction pn ne s'étend pas jusqu'à la surface, mais en est séparée par une couche superficielle, qui est suffisamment mince pour laisser passer les électrons engen- drés par suite de'claquage. Etant donné la présence de la région de type p à dopage élevé 53, la jonction pn présente une plus faible tension de claquage dans les ouvertures 48, de sorte que l'émission d'électrons ne s'effectue que dans les régions 43 à l'endroit des ouvertures 48. De plus, le dispositif peut être muni d'une électrode 46, permettant de dévier ou de moduler au besoin le faisceau engen- dré 8. Le corps semiconducteur comporte une ouverture 42 dans la con- figuration annulaire 47 afin de transmettre les électrons engendrés par la cathode 20. Pour le contact de la zone de type n 51, un trou de contact 55 est ménagé dans la couche d'oxyde 45 pour la métallisa- tion de contact 56, alors que la face inférieure du substrat 50 peut être connectée par l'intermédiaire d'une zone de type-p de dopage élevé 57 et d'une métallisation de contact 58. Dans les ouvertures 48, une monocouche 59 en césium par exemple est appliquée sur la surface 44 afin de réduire le potentiel de sortie des électrons. Pour une description plus détaillée de la structure, du fonctionnement et du procédé de fabrication du dispositif semicon- ducteur selon les figures 2 et 3, il y a lieu de s'en référer à la- dite demande de brevet néerlandais N 79 05470. Les avantages de la division de la configuration d'émis- 8 PHN 11 297 sion 47 en plusieurs régions 43 sont décrits plus en détail dans la demande de brevet néerlandais non préalablement publiée NO 84 03538. Les électrons destinés au bombardement d'électrons sur la cathode 20 peuvent s'obtenir également à l'aide d'une cathode à incandescence. La figure 4 montre un dispositif 1 présentant un tube à rayons cathodiques 2, qui comporte une cathode semiconductrice 20 et qui est muni en outre des moyens de déviation électromagnétiques usuels 11. Au lieu des moyens de déviation 11,on peut également uti-, liser des plaques de déviation horizontale 12et de plaques de déviation verticale 13, qui sont représentées schématiquement sur le dessin. Le rayon d'électrons 8 pour le bombardement d'électrons est fourni par une deuxième source d'électrons 7, qui est constituée par une catho- de à incandescence 14, montée sur un support 15. Des tensions appro- priées aux cathodes 14, 20 et à la grille de commande 9 permettent de dévier le rayon d'électrons 8 de façon que celui-ci parvienne sur la surface émissive d'électrons de la cathode 20. Toutefois, l'utilisation d'une cathode semiconductrice comme deuxième source d'électrons offre plusieurs avantages. En pre- mier lieu, lors de l'utilisation, il ne se dégage pas de composés de carbone-oxygène ou d'hydrocarbures comme dans le cas d'utilisation de cathodes thermiques. De plus, dans le cas d'utilisation d'une ca- thode semiconductrice comme deuxième source d'1électrons (voir la fi- gure 3), une éventuelle réduction de rendement de la cathode 40 peut être éliminée par un bombardement d'électrons avec le rayon d'électrons - 3 provenant de la cathode 20, rayon d'électrons qui frappe alors les régions émissives d'électrons 43. Au besoin, pour augmenter l'inten- sité du rayon d'électrons 3, une ou plusieurs régions additionnelles sont appliquées dans le corps semiconducteur 21 et entourent par exem- ple la région émissive d'électrons 23 et présentent une tension de claquage plus élevée, de sorte qu'il ne se produit pas d'émission d'électrons dans ces régions dans des conditions d'utilisation nor- males. Les figures 5 et 6 montrent un corps semiconducteur 30 dans lequella première cathode 20 et la deuxième cathode 40 sont réalisées ensemble. La première cathode 20 présente une région émis- sive d'électrons pratiquement annulaire 23 d'une section d'environ 9 PHN 11 297 1 micromètre. Autour de cette région se trouve une cathode addition- nelle 20', dont l'émission s'effectue suivant une configuration pra- tiquement annulaire indiquée par des lignes pointillées 27 et plu- sieurs régions émissives 23'. La configuration annulaire présente un diamètre d'environ 30 micromètres, alors que celle des régions 23' est d'environ 1 micromètre. Pour les cathodes 20, 20' et 40, le corps semiconduc- teur 30 présente unsubstrat de type n 26, dans lequel sont appliquées des régions de type p 19 et 50. Dans la région de type p 19 se trou- vent les cathodes 20 et 20', dont la structure est pratiquement égale à celle de la cathode 40 des figures 2 et 3. C'est ainsi que les ré- gions émissives d'électrons proprement dites 23, 23' se trouvent à l'endroit des ouvertures 28, 28' dans une couche isolante 25, qui couvre une surface principale 22, 44. Dans la région de type p 19 se trouvent des jonctions pn 29, 29' entre la région de type p 19 et des zones de type n consti- tuées par des zones profondes 31, 31' et des zones peu profondes 32, 32'. A l'endroit des régions émissives 23, 23', ces jonctions pn se trouvent entre les zones peu profondes 32, 32' et des régions de type p implantées 33, 33', qui y provoquent localement une tension de cla- quage plus basse. Les dopages des régions 33, 33' sont tels que la jonction pn 29' de la cathode 20' présente une tension de claquage plus élevée que celle de la cathode 20. Ainsi, dans le cas d'utilisa- tion normale, la région émissive d'électrons 23 peut émettre des électrons sans qu'ilen résulte l'émission d'électrons dans la région 23'. Dans le cas d'application d'une tension de blocage plus élevée, la cathode 20' commence également son émission et il se forme un rayon d'électrons plus intense que celui pouvant être utilisé pour le bombardement et, de ce fait, une augmentation du rendement de la ca- thode 40. La deuxième cathode 40 qui, dans cet exemple, entoure entrièrement la première, présente une structure pratiquement identi- que à celle de la cathode semiconductrice 40 des figures 2 et 3. Pour une description plus détaillée, il y a lieu de s'en référer à la des- cription de cette cathode, les pièces correspondantes portant les mêmes chiffres de référence. PHN 11 297 Pour le contact des diverses zones semiconductrices, on a ménagé des trous de contact 35, 55 dans la couche isolante 25 pour les métallisations de contact 36, 36' et 56, qui assurent le contact des zones de type n 31, 31' et 51 et pour les métallisations de con- tact 38 et 58 qui assurent le contact des régions de type p 19 et respectivement. La figure 7 montre des lignes de potentiel 16 et des trajets d'électrons du rayon d'électrons 8, lorsqu'aux cathodes du dispositif des figures 5 et 6 et à une première grille 9 et à une deuxième grille 10 sont appliquées des tensions telles que le rayon d'électrons 8 provenant de la cathode 40 frappe la région émissive d'électronsde la cathode 20, de sorte qu'il en résulte une améliora- tion du rendement. Il en est de meâme pour la cathode 20', qui est également frappée. La figure 7 ne montre qu'une partie du tube à rayons cathodiques 2, partie qui est également limitée jusqu'à la moitié d'une section (notamment à partir de l'axe 17). Les grilles 9 et 10 se trouvent respectivement à environ 80 micromètres et-à environ 200 micromètres, alors qu'elles présentent des tensions de respectivement 0 volt et -600 volts. Les tensions se produisant aux cathodes 20 et 40 sont respectivement de 500 volts et de 0 volt. La figure 8 montre le même dispositif dans lequelest en- gendré un faisceau d'électrons 3' par la cathode20', faisceau qui est dévié par les grilles 9, 10 vers la cathode 40. Les tensions se produisant aux cathodes 20' et 40 sont maintenant de 0 volt et de 500 volts, respectivement, alors que les grilles 9 et 10 présentent des tensions de 0 volt et de -1500 volts respectivement. Evidemment, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits ci-dessus mais de nombreuses variantes pour le spécialiste sont possibles sans sortir du cadre de la présente invention. C'est ainsi que pour le corps semiconducteur il n'est pas nécessairement choisi du silicium, mais on peut également utiliser d'autres matériaux semiconducteurs, comme par exemple du carbure de silicium ou un composé A3-B5, comme de l'arséniure de gallium. Les régions de type p 19, 50 et les régions de type n 31, 31', 51 peuvent être contactées à plusieurs endroits. Il en résulte la possibilité de pouvoir diviser ces régions au besoin en régions partielles, ce qui 11 PHN 11 297 peut être avantageux, étant donné des tensions élevées se produisant aux conducteurs de connexion. De plus, il est possible d'appliquer des cathodes semiconductrices d'un autre principe de fonctionnement, comme des cathodes fonctionnant selon le principe de l'affinité élec- tronique négative (cathodes à affinité électronique négative) ou des émetteurs de champ. De plus, les cathodes ne sont pas toujours néces- sairement appliquées dans une enceinte à vide, mais peuvent être mon- tées par exemple dans une enceinte contenant un gaz protecteur inerte. Par gazprotecteur inerte, il y a lieu d'entendre à ce sujet un gaz n'exerçant pas ou guère d'influence sur le fonctionnement d'augmen- tation de rendement d'un bombardement d'électrons, comme décrit ci-dessus. *12 PHN 11 297 REVENDICATIONS: 1. Dispositif comportant une enceinte vidée d'air ou remplie d'un gaz protecteur inertè et un dispositif semiconducteur servant à engendrer un courant d'électrons avec une première cathode munie d'un corps semiconducteur comportant au moins une région située à une sur- face principale et émettant des électrons à l'état de fonctionnement, caractérisé en ce que le dispositif présente une deuxième source d'é- lectrons servant à engendrer des électrons parvenant sur la surface principale du corps semiconducteur, au moins à l'endroit de la région émissive d'électrons. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif est muni de moyens de commande pouvant concentrer les électrons engendrés par la deuxième source d'électrons en un faisceau qui frappe essentiellement la région émissive d'électrons. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que pour obtenir la deuxième source d'électrons, le dispositif est muni d'un dispositif semiconducteur présentant une deuxième ca- thode comportant un corps semiconducteur, dont une surface principale présente au moins une région émettant des électrons à l'état de fonc- tionnement. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les surfaces principales de la première cathode et la deuxième cathode sont situées vis-à-vis l'une de l'autre et le corps semicon- ducteur dans lequel est réalisée la deuxième cathode est muni d'une ouverture permettant de transmettre les électrons engendrés par la première cathode. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que, vu en projection perpendiculaire aux surfaces principales, l'ou- verture se trouve vis-à-vis de la région émissive d'électrons dans la première cathode. 6. Dispositif selon la revendication 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que l'émission d'électrons s'effectue à la surface principale de la deuxième cathode suivant une configuration annulaire ou un segment d'une configuration annulaire. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'ouverture est pratiquement circulaire et est située de façon 13 PHN 11 297 concentrique par rapport à la configuration annulaire. 8. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7, carac- térisé en ce que le corps semiconducteur de la deuxième cathode est muni d'une cathode métallique du côté opposé à la face principale. 9. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première cathode et la deuxième cathode sont réalisées dans le même corps semiconducteur. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'à la surface principale du corps semiconducteur, à l'endroit de la deuxième cathode, s'effectue l'émission d'électrons suivant une configuration annulaire ou un segment d'une configuration annulaire. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la région émissive d'électrons de la première cathode se situe d'une façon pratiquement concentrique par rapport à la configuration annulaire. 12. Dispositif selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que le corps semiconducteur comporte une cathode additionnelle et le dispositif est muni de moyens de commande permettant de concen- trer les électrons engendrés par la cathode additionnelle en un fais- ceau qui frappe essentiellement la région émissive d'électrons de-la deuxième cathode. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'émission d'électrons de la cathode additionnelle s'effectue suivant une configuration annulaire ou un segment d'une configuration annulaire, qui se situe d'une façon pratiquement concentrique par rapport à la configuration annulaire de la première cathode. 14. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins l'une des régions superficielles o s'effectue l'émission d'électrons est divisée en régions émissives d'électrons séparées présentant des connexions électriques analogues pour les éléments correspondants des régions séparées pour une mise en fonctionnement commune. 15. Dispositif semiconducteur à appliquer à un dispositif selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le dis- positif semiconducteur comporte une cathode présentant un corps semiconducteur o, à l'état de fonctionnement, l'émission d'électrons 14 PHN 11 297 s'effectue suivant une configuration annulaire ou un segment d'une configuration annulaire, configuration annulaire qui entoure une ouverture ménagée dans le corps semiconducteur. 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que, vu en plan, l'ouverture est pratiquement circulaire et se situe de façon concentrique-par rapport à la configuration annulaire. 17. Dispositif semiconducteur à appliquer à un dispositif selon l'une des revendications 9 à 14, caractérisé en ce que dans le corps semiconducteur sont réalisées au-moins deux cathodes semicon- ductrices pouvant être réglées séparément. 18. Dispositif semiconducteur selon la revendication 17, ca- ractérisé en ce qu'à une surface principale du corps semiconducteur, la première cathode présente une région émissive d'électrons qui se situe d'une façon pratiquement concentrique par rapport à une confi- guration annulaire, configuration selon laquelle ou selon une partie de laquelle la deuxième cathode émet des électrons. 19. Dispositif semiconducteur selon la revendication 18, ca- ractérisé en ce que le corps semiconducteur comporte une cathode ad- ditionnelle, dont l'émission d'électrons s'effectue suivant une con- figuration annulaire ou un segment d'une configuration annulaire, qui se situe d'une façon pratiquement concentrique par rapport à la configuration annulaire de la deuxième cathode. 20. Dispositif semiconducteur selon l'une des revendications à 19, caractérisé en ce qu'au moins l'une des régions dans la- quelle s'effectue l'émission d'électrons est divisée en régions émissives d'électrons séparées présentant des connexions électriques analogues pour les éléments correspondants des régions séparées pour une mise enfonctionnement commune.