DE1439204C - Method for operating a semiconductor arrangement for amplifying, generating vibrations and / or transmitting electrical signals and semiconductor arrangement for carrying out the method - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Halbleiteranordnung zur Verstärkung, Schwingungserzeugung und/oder Übertragung von elektrischen Signalen mit einem einkristallinen Halbleiterkörper eines Leitungstyps und je einerThe present invention relates to a method for operating a semiconductor device for amplification, Vibration generation and / or transmission of electrical signals with a monocrystalline Semiconductor body of one conductivity type and one each

6s ohmschen Elektrode nahe jeder Endfläche des Halbleiterkörpers. 6s ohmic electrode near each end face of the semiconductor body.

Aus der Zeitschrift »Journal of Appl. Physics«, Bd. 33, 1962, Nr. 12, S. 3440 bis 3443, ist ein piezo-From the journal »Journal of Appl. Physics ", Vol. 33, 1962, No. 12, pp. 3440 to 3443, is a piezo

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elektrischer optischer Masermodulator bekanntgeworden, bei dem ein plattenförmiges, transparentes, piezoelektrisches Medium mit total reflektierenden Oberflächen für die Ausbildung eines interferierenden optischen Wellenfeldes eines optischen Maser-Strahls verwendet wird. Die Modulation des optischen Masersignals erfolgt durch den piezoelektrischen Effekt, wobei die optischen Eigenschaften des Mediums durch die piezoelektrischen Deformationen der Interferenzplatte des Modulators modifiziert werden. electrical optical maser modulator has become known, in which a plate-shaped, transparent, piezoelectric Medium with totally reflective surfaces for the formation of an interfering optical wave field of an optical maser beam is used. The modulation of the optical Masers signal occurs through the piezoelectric effect, whereby the optical properties of the Medium can be modified by the piezoelectric deformations of the interference plate of the modulator.

Aus der Zeitschrift »Physical Review Letters«, Bd. 7, 1961, Nr. 6, S. 237 bis 239, ist ein Ultraschallverstärker bekanntgeworden, bei dem die Ultraschallverstärkung in fotoleitendem Cadmiumsulfid durch ein angelegtes elektrisches Feld in Richtung der Wellenausbreitung unter Einwirkung von Licht erfolgt.From the journal "Physical Review Letters", Vol. 7, 1961, No. 6, pp. 237 to 239, there is an ultrasonic amplifier became known, in which the ultrasonic amplification in photoconductive cadmium sulfide by an applied electric field takes place in the direction of wave propagation under the action of light.

Aus der Zeitschrift »Physical Review«, Bd. 127, 1962, Nr. 5, S. 1559 bis 1563, geht die Erzeugung von Maseraktivität durch elektronische Band-Band-Übergänge als bekannt hervor. Es werden direkte, indirekte und Exzitonenübergänge betrachtet und die optischen Verhältnisse der Absorption und der induzierten Emission konkurrierend mit dem Ein¹ setzen einer Maserstrahlung diskutiert.From the journal "Physical Review", Vol. 127, 1962, No. 5, pp. 1559 to 1563, the generation of burl activity by electronic band-to-band transitions emerges as known. There are direct, indirect and Exzitonenübergänge considered and the optical conditions of the absorption and emission of the induced concurrently with the A ¹ set a maser radiation discussed.

Aus der USA.-Patentschrift 2 553 491 ist ein akustischer Wandler zur Umwandlung mechanischer in elektrische Signale mit einem kompakten Halbleiterkörper bekanntgeworden, der zwei ohmsche Elektroden aufweist, an die eine elektrische Gleichspannung angelegt ist. Ferner sind am Halbleiterkörper zwei Spitzenkontakte zur Injektion von Ladungsträgern und zur Abnahme des elektrischen Signals vorgesehen. Der akustische Wandler beruht auf der Modulation der elektrischen Ladungsträger im kompakten Halbleitermaterial unter der Voraussetzung eines Injektionsstromes von Ladungsträgern in gekreuzten elektrischen und magnetischen Feldern.US Pat. No. 2,553,491 discloses an acoustic transducer for converting mechanical into electrical signals with a compact semiconductor body has become known, the two ohmic electrodes has to which an electrical DC voltage is applied. Furthermore, there are two on the semiconductor body Tip contacts are provided for injecting charge carriers and picking up the electrical signal. The acoustic transducer is based on the modulation of the electrical charge carriers in the compact Semiconductor material assuming an injection current of charge carriers in crossed electric and magnetic fields.

Schließlich geht aus der Zeitschrift »I.R.E. Internat. Convention Record«, Bd. 9, 1961, Teil 6, S. 304 bis 309, ein Ultraschallwandler als bekannt hervor, bei dem mechanische Schwingungen in elektrische und umgekehrt umgewandelt werden und bei welchem in einer Verarmungszone eines pn-Übergangs im Volumen eines kompakten Halbleiterkörpers unter Anlegung einer Spannung eine piezoelektrische Kopplung innerhalb des pn-Übergangs ausgenützt wird. Dieser pn-übergang ist ein Volumenpn-Ubergang, der senkrecht zu den Oberflächen des Halbleiterkörpers steht und ein generatives Gebiet für Ultraschallwellen darstellt. In einer Modifikation dieses Mechanismus wird ein Metall-Halbleiter-Übergang an Stelle des pn-Ubergangs an einer Stirnfläche des kompakten Halbleitermaterials als ein resonanter Ultraschallwellenwandler verwendet.Finally, from the magazine »I.R.E. Boarding school Convention Record ", Vol. 9, 1961, Part 6, p. 304 to 309, an ultrasonic transducer known as emerges, in which mechanical vibrations are converted into electrical ones and vice versa, and in which in a depletion zone of a pn junction in the volume of a compact semiconductor body under application of a voltage a piezoelectric Coupling within the pn junction is used. This pn junction is a volume pn junction, which is perpendicular to the surfaces of the semiconductor body and a generative area represents for ultrasonic waves. In a modification of this mechanism there is a metal-semiconductor junction instead of the pn junction on one end face of the compact semiconductor material as a resonant ultrasonic wave transducer is used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Verfahren zum Betrieb einer Halbleiteranordnung zur Verstärkung, Schwingungserzeugung und/oder Übertragung von elektrischen Signalen anzugeben. The invention is based on the object of a novel method for operating a semiconductor arrangement for amplification, vibration generation and / or transmission of electrical signals.

Ausgehend von einem Verfahren zum Betrieb einer Halbleiteranordnung zur Verstärkung, Schwingungserzeugung und/oder Übertragung von elektrischen Signalen mit einem einkristallinen Halbleiterkörper eines Leitungstyps und je einer ohmschen Elektrode nahe jeder Endfläche des Halbleiterkörpers ist gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, daß wenigstens auf einem Teil längs der Oberfläche des einkristallinen Halbleiterkörpers zwischen den ohmschen Elektroden konstante Oberflächenladungen aufgebracht werden, die in dem angrenzenden Teil des Halbleiterkörpers eine Raumladungsschicht mit gegenüber der des Halbleiterkörpers geänderter Oberflächenleitfähigkeit hervorrufen, daß wenigstens elektrische und/oder magnetische Wechselfelder auf die Raumladungsschicht zur Einwirkung gebracht werden, so daß die Raumladungen zu Schwingungen veranlaßt werden, daß mechanische periodisch wiederkehrende Deformationen wenigstens auf die Raumladungsschicht zur Einwirkung gebracht werden und daß an den ohmschen Elektroden zusätzlich zu den angelegten elektrischen Gleichspannungen elektrische Wechselspannungen abgenommen werden.Based on a method for operating a semiconductor arrangement for amplification, vibration generation and / or transmission of electrical signals with a monocrystalline semiconductor body of a conductivity type and one ohmic electrode near each end face of the semiconductor body is shown in FIG of the present invention provided that at least a portion along the surface of the single crystal Semiconductor body applied between the ohmic electrodes constant surface charges be that in the adjacent part of the semiconductor body with a space charge layer opposite that of the semiconductor body changed surface conductivity cause that at least electrical and / or alternating magnetic fields are brought to act on the space charge layer, so that the space charges are caused to oscillate, mechanical, periodically recurring Deformations are brought to act at least on the space charge layer and that on the ohmic electrodes in addition to the applied electrical DC voltages electrical AC voltages are removed.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in einem einkristallinen, mit ohmschen Elektroden versehenen Halbleiterkörper durch die Oberflächenladungen eine längs seiner Oberfläche zwischen den ohmschen Elektroden verlaufende Raumladungsschicht mit einer gegenüber dem Halbleiterkörper geänderten Oberflächenleitfähigkeit hervorgerufen. In diesem von der Oberfläche des Halbleiters elektrisch bestimmten halbleitenden Medium kommen bei angelegter elektrischer Längsspannung elektrische Schwingungen in der Raumladungsschicht mit von außen aufgeprägten mechanischen Schwingungen zur Wechselwirkung, so daß die übertragenen und verstärkten elektrischen Signale von den aufgeprägten mechanischen Schwingungen beeinflußt werden und diese entsprechend am Ausgang der Halbleiteranordnung in hohem Grad sensitiv anzeigen. Der Frequenzbereich entspricht in elektrischer Hinsicht dem Mikrowellenbereich und in akustischer Hinsicht dem Ultraschallbereich.In the method according to the invention, a monocrystalline, provided with ohmic electrodes Semiconductor body through the surface charges along its surface between the ohmic electrodes running space charge layer with a different compared to the semiconductor body Surface conductivity caused. In this from the surface of the semiconductor electrically certain semiconducting medium come with applied electrical longitudinal voltage electrical Vibrations in the space charge layer with externally applied mechanical vibrations Interaction, so that the transmitted and amplified electrical signals are impressed by the mechanical vibrations are influenced and these accordingly at the output of the semiconductor device show in a highly sensitive manner. The frequency range corresponds to that in electrical terms Microwave range and, from an acoustic point of view, the ultrasound range.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Halbleiteranordnung hat außerdem den Vorteil einer zusätzlichen Steuerbarkeit und parametrischen Beeinflussung durch magnetische Wechselfelder.The method according to the invention for operating a semiconductor arrangement also has the advantage an additional controllability and parametric influence through alternating magnetic fields.

Im Gegensatz zu allen bisher bekannnten elektroakustischen Übertragern handelt es sich beim erfindungsgemäßen Verfahren um die Ausnutzung längs einer Halbleiteroberfläche erzeugter Raumladungsgebiete zur Verstärkung in Längsrichtung der Raumladungsgebiete sich fortpflanzender elektrischer Signale, welche mit von außen aufgeprägten mechanischen Schwingungen gekoppelt sind. Die elektrischen Relaxationszeiten in diesen Raumladungsgebieten sind wesentlich größer als die Volumenrelaxationszeiten im kompakten Halbleitermaterial in herkömmlichen Bauelementen und korrespondieren in der Größenordnung mit Schallfeldern des Ultraschalls.In contrast to all previously known electroacoustic transmitters, this is the case according to the invention Process for utilizing space charge regions generated along a semiconductor surface to amplify propagating electrical signals in the longitudinal direction of the space charge areas, which are coupled with external mechanical vibrations. The electric Relaxation times in these space charge regions are significantly longer than the volume relaxation times in the compact semiconductor material in conventional components and correspond in the Order of magnitude with the sound fields of ultrasound.

Bei der Erfindung wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß durch stärkere mechanische Deformationen von Halbleiterkristallen eine anisotrope Beeinflussung des Widerstandes hervorgerufen wird.The invention is based on the knowledge that stronger mechanical deformations semiconductor crystals cause an anisotropic influence on the resistance.

In Erweiterung dieser stationären Vorgänge werden zeitabhängige, periodische Vorgänge betrachtet, die sich aus der gegenseitigen Beeinflussung elektrischer und mechanischer Schwingungen in Halbleiterkristallen ergeben.As an extension of these stationary processes, time-dependent, periodic processes are considered, resulting from the mutual influence of electrical and mechanical vibrations in semiconductor crystals result.

Hinsichtlich der elektrischen Schwingungen handelt es sich um zeitlich und räumlich periodische Transpörtvörgänge der beweglichen Ladungsträger in Halbleitern, insbesondere in deren raumladungsbehafteten Gebieten, die z. B. durch äußere elektrische und/oder magnetische Felder angeregt werden. Die mechanischen Schwingungen führen zu räumlichenWith regard to the electrical oscillations, they are periodic in time and space Transport processes of the movable charge carriers in semiconductors, especially in those with space charge Areas z. B. be excited by external electric and / or magnetic fields. the mechanical vibrations lead to spatial

und zeitlichen Veränderungen der Struktur der Energiebänder des Halbleiters. Diese sind den einzelnen Achsenrichtungen zugeordnet und stehen auf Grund der Gitterstruktur durch atomare Zwischenkräfte der Gitterbausteine miteinander in Wechselwirkung. Da die beweglichen Elektronen und Defektelektronen des Halbleiters temperaturabhängig nach der Fermistatistik auf die Energiebandstruktur verteilt werden, ergibt sich aus der Modifikation der Energiebandstruktur durch mechanische Kräfte eine Kopplung mit den Transportvorgängen der beweglichen Ladungsträger und somit eine Rückwirkung auf die Raumladungsverteilung in den betrachteten und zur Wirkung kommenden Kristallgebieten des Halbleiters. and changes over time in the structure of the energy bands of the semiconductor. These are the individual Axis directions assigned and are due to the lattice structure by atomic intermediate forces of the Lattice blocks interacting with each other. As the moving electrons and holes of the semiconductor are distributed to the energy band structure depending on the temperature according to the Fermist statistics, A coupling results from the modification of the energy band structure by mechanical forces with the transport processes of the movable load carriers and thus a retroactive effect on the Space charge distribution in the crystal regions of the semiconductor that are considered and which come into effect.

Der Erfindung liegt hinsichtlich der Kopplung zwischen elektrischen Schwingungen und mechanischen, periodisch wiederkehrenden Deformationen des Kristallgitters folgende Erkenntnis zugrunde. Ein Dichtegradient des Kristallgitters erzeugt ein lokales elektrisches Feld, das dem elektrischen Feld der elektrischen Schwingung überlagert wird und dieses je nach den Phasenverhältnissen eventuell verstärkt oder verkleinert. Andererseits ändert sich die effektive Masse der beweglichen Ladungsträger mit einer Variation der Dichte des Kristallgitters. Auf diese Weise wird über die Veränderung der effektiven Masse einerseits und die Erzeugung eines elektrischen Feldes durch eine Dichtevariation des Gitters andererseits eine wechselseitige Kopplung zwischen der elektrischen Schwingung und der mechanischen Schwingung erzeugt. Ferner ist der experimentell bestätigte Sachverhalt in Betracht zu ziehen, daß durch eine Verminderung der Valenzelektronen durch Grundgitteranregung oder durch eine andere Defektelektronen erzeugende Anregung der gegenseitige Abstand der Gitterbausteine verkleinert wird, was eine lokale Kontraktion des Kristallgitters zur Folge hat.With regard to the coupling between electrical vibrations and mechanical, periodically recurring deformations of the crystal lattice based on the following knowledge. A density gradient of the crystal lattice creates a local electric field, which is the electric field of the electric Vibration is superimposed and this may be increased or decreased depending on the phase relationships. On the other hand, the effective mass of the mobile charge carriers changes with a variation the density of the crystal lattice. This way the change in effective mass is one hand and the generation of an electric field by varying the density of the grating, on the other hand, is a mutual coupling between the electrical oscillation and the mechanical oscillation is generated. Furthermore, the experimentally confirmed fact must be taken into account that by a reduction of the valence electrons by excitation of the basic lattice or by another defect electron generating Excitation the mutual distance of the lattice blocks is reduced, what a local contraction of the crystal lattice.

Auf Grund des dargestellten physikalischen Sachverhaltes kommt eine gegenseitige Beeinflussung der periodischen Bewegung der mit veränderlicher Dichte beweglichen Ladungsträger des Halbleiters und den insbesondere in den Vorzugsrichtungen des Kristallgitters aufgeprägten mechanischen Schwingungen zustande. Das durch zusätzliche mechanische Deformationen modifizierbare Phononenfeld wird durch aufgezwungene mechanische Schwingungen in bezug auf seine spektrale Verteilung selektiv angeregt, wobei die zur Wirkung kommenden Frequenzen der elektrischen Schwingungen mit den Frequenzen der mechanischen Schwingungen korrespondieren.Due to the physical facts presented, there is a mutual influence of the periodic movement of the charge carriers of the semiconductor, which are movable with variable density, and the in particular in the preferred directions of the crystal lattice applied mechanical vibrations. The phonon field, which can be modified by additional mechanical deformations, is imposed by mechanical vibrations selectively excited with respect to its spectral distribution, whereby the frequencies of the electrical oscillations coming into effect with the frequencies of the mechanical ones Vibrations correspond.

Verstärkungseffekte kommen bei dieser Wechselwirkung dadurch zustande, daß die verschiedenartigen Schwingungsarten, nämlich die elektrischen und die mechanischen, in bestimmten Raumbereichen des Kristallgitters, deren räumliche Ausdehnung groß ist gegen die Wellenlängen, durch nahezu festbleibende Phasenrelationen so aufeinander wirken, daß jeweils die Amplitude, beispielsweise der elektrischen Schwingungen, immer im gleichen Rhythmus angestoßen und somit auf Kosten der mechanischen Schwingungsenergie vergrößert wird. Ein spezifischer Wesenszug dieser Vorgänge beruht auf der gegenseitigen Kopplung der in den Kristallorientierungen verschieden zur Auswirkung kommenden Deformationen, auf Grund der Tatsache, daß jeder Kristallrichtung ein spezielles Energieband zugeordnet werden kann. Infolge dieses physikalischen Sachverhales erfolgt eine Beeinflussung des Kristalls durch wechselseitig voneinander abhängige mechanische Schwingungen in den einzelnen Kristallrichtungen. Diese anisotropen Effekte ergeben durch den Zusammenhang der Gitter-Kräfte innerhalb des Kristalls eine gemeinsame anisotrope Beeinflussung der elektrischen Schwingungen. Die Ausnutzung der Anisotropieeffekte im Zusammenhang mit Deformationen bei mechanischen Schwingungen ermöglicht eine denReinforcement effects come about in this interaction because the various Types of vibration, namely electrical and mechanical, in certain areas of the Crystal lattice, the spatial extent of which is large compared to the wavelengths, due to almost fixed Phase relations act on one another in such a way that in each case the amplitude, for example the electrical Vibrations, always triggered in the same rhythm and thus at the expense of the mechanical Vibration energy is increased. A specific trait of these processes is based on the mutual Coupling of the deformations that have different effects in the crystal orientations, due to the fact that each crystal direction is assigned a special energy band can. As a result of this physical fact, the crystal is influenced by reciprocally mutually dependent mechanical vibrations in the individual crystal directions. This Anisotropic effects result from the connection of the lattice forces within the crystal common anisotropic influence on electrical vibrations. The exploitation of the anisotropy effects in connection with deformations in the case of mechanical vibrations enables the

ίο geometrischen Verhältnissen angepaßte Beeinflussung geeignet gewählter Moden elektrischer Schwingungen. ίο influence adapted to geometric conditions suitably chosen modes of electrical oscillations.

Bei dem Verfahren zum Betrieb einer Halbleiteranordnung gemäß der Erfindung lassen sich auch umgekehrt mechanische Schwingungen durch elektrische beeinflussen, so daß im Prinzip sehr schwache mechanische Deformationen durch die damit verknüpften elektrischen Wirkungen registriert bzw. gemessen werden können.In the method for operating a semiconductor arrangement according to the invention, conversely, mechanical vibrations are influenced by electrical ones, so that in principle very weak mechanical deformations registered or measured by the associated electrical effects can be.

ao Der Erfindung liegt die weitere Erkenntnis zugrunde, daß die genannten elektrischen und mechanischen Wechselwirkungen insbesondere in Raumladungsbereichen eines halbleitenden Kristalls stattfinden. Die Existenz dieser Raumladungsbereiche soll nicht allein auf Konzentrationsverteilungen der Ladungsträger im nahezu thermodynamischen Gleichgewicht beruhen, wie sie beispielsweise in konventionellen pn-Ubergängen oder Raumladungszonen an Kristalloberflächen vorkommen, sondern es soll sich die erzeugte Raumladung durch eine unter Umständen starke Abweichung der Konzentrationen der beweglichen Ladungsträger vom thermodynamischen Gleichgewicht ausbilden. Auf diese Weise wird es möglich, die zeitlich und räumlich periodischen Vorgänge der Trägerbewegungen bei einem vom thermodynamischen Gleichgewicht stark abweichenden Zustand vorzunehmen. Dies ist dann wesentlich, wenn die Erzeugung der Raumladungszone in bezug auf deren geometrische Verteilung nicht in herkömmlicher Weise durch eine feste vorgegebene Struktur des Halbleiters erzeugt wird, sondern durch die Konzentrationsabweichungen der beweglichen Ladungsträger von ihren thermodynamischen Gleichgewichtswerten. Für die Verwendung von sehr hohen Frequenzen ist die Anwesenheit von Raumladungszonen deshalb notwendig, weil hierdurch die Relaxationszeiten der elektronischen Vorgänge um viele Größenordnungen kleiner sind als in quasineutralen Raumladungsbereichen. ao The invention is based on the further knowledge that the electrical and mechanical Interactions take place in particular in space charge areas of a semiconducting crystal. The existence of these space charge areas should not be solely due to the concentration distributions of the charge carriers are based in almost thermodynamic equilibrium, as for example in conventional pn transitions or space charge zones occur on crystal surfaces, but rather the generated space charge by a possibly strong deviation of the concentrations of the mobile Form charge carriers from thermodynamic equilibrium. In this way it becomes possible the temporally and spatially periodic processes of the carrier movements in one of the thermodynamic Balance strongly deviating state to make. This is essential when generating the space charge zone with regard to its geometric distribution not in a conventional manner Way is generated by a fixed predetermined structure of the semiconductor, but by the concentration deviations of the mobile charge carriers from their thermodynamic equilibrium values. For the use of very high frequencies it is the presence of space charge zones is necessary because this reduces the relaxation times of the electronic processes are many orders of magnitude smaller than in quasi-neutral space charge areas.

Der Anwendungsbereich des Verfahrens zum Betrieb einer Halbleiteranordnung gemäß der Erfindung ist infolge der zur Wirkung kommenden physikalischen Vorgänge insbesondere für Frequenzen geeignet, die außerhalb des Frequenzbereiches der menschlichen Sprache liegen, insbesondere werden hiervon periodische Vorgänge im Mikrowellenbereich berührt.The scope of the method for operating a semiconductor device according to the invention Due to the physical processes that take effect, it is particularly suitable for frequencies that lie outside the frequency range of human speech, in particular become this affects periodic processes in the microwave range.

Bei der beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Halbleiteranordnung wird als elektrisches Halbleitermaterial ein Einkristall verwendet, um in einem hinreichend großen räumlichen Gebiet einheitliche Kristallorientierungen zu besitzen.In the case of the semiconductor arrangement used in the method according to the invention, an electrical Semiconductor material used a single crystal to be uniform in a sufficiently large spatial area To have crystal orientations.

Um die raumladungsgesteuerten Vorgänge innerhalb des Halbleiterkristalls gegenüber den Vorgängen in dem quasineutralen Raumbereich von gleicher Größenordnung werden zu lassen, ist vorgesehen, das Volumen der von der Raumladungsschicht eingenommenen randnahen Zone mindestens annäherndAbout the space-charge-controlled processes within the semiconductor crystal compared to the processes to be of the same order of magnitude in the quasi-neutral space, it is intended that Volume of the zone near the edge occupied by the space charge layer at least approximately

von der gleichen Größenordnung wie das Volumen des nicht dem Raumladungsgebiet angehörenden Kristallgebietes zu machen.of the same order of magnitude as the volume of the crystal region that does not belong to the space charge region close.

Periodische Wechselvorgänge in raumladungsbehafteten Halbleitergebieten vollziehen sich nach Maßgabe einer Relaxationszeit, die je nach der frei wählbaren Konzentration der zusätzlichen Ladungsträger um viele Größenordnungen kleiner sein kann als die Relaxionszeit in quasineutralen Raumbereichen. Aus diesem Grunde ist vorgesehen, daß die zur Wirkung gelangenden Effekte sich in raumladungsbehafteten Gebieten des Halbleiters abspielen, die außerdem durch äußere elektrische Einflüsse wesentlich leichter und schneller beeinflußbar sind als Vorgänge im quasineutralen Halbleiterkörper.Periodic alternation processes in semiconductor areas with space charge follow Provision of a relaxation time, which depends on the freely selectable concentration of the additional charge carriers can be many orders of magnitude smaller than the relaxation time in quasi-neutral spatial areas. For this reason it is provided that the effects which take effect are affected by space charge Play areas of the semiconductor, which are also significantly due to external electrical influences are easier and faster to influence than processes in the quasi-neutral semiconductor body.

Da die durch die Raumladungsschicht hervorgerufene Leitfähigkeit sich im Mittel wesentlich von der Leitfähigkeit des nicht zur Raumladungsschicht gehörenden Kristalls unterscheidet, ist in elektrischer Hinsicht durch die geometrische Erstreckung ein bevorzugter Strompfad beziehungsweise Kanal der Wellenfortpflanzung ausgezeichnet, dessen Leitfähigkeit durch influenzierende Einflüsse an der Oberfläche sehr empfindlich beeinflußbar ist. Außerdem stellt eine Oberflächeninversionsschicht, die an das Halbleiterinnere angrenzt, eine starke Inhomogenität der Konzentrationsverteilung der beweglichen Ladungsträger dar, die hinsichtlich der mechanischen Schwingungen bewirkt, daß mit der mechanischen Deformation in jeder Periode zugleich ein elektrisches Feld erzeugt wird, das wiederum die Raumladungsverteilung modifiziert. Das oberflächennahe Kristallgebiet ist deshalb für die Wechselwirkung zwischen mechanischen und elektrischen Vorgänge wesentlich stärker und mit größerer Empfindlichkeit geeignet als das homogene Halbleiterinnere.Since the conductivity caused by the space charge layer differs significantly on average from the The conductivity of the crystal that does not belong to the space charge layer differs in terms of electrical conductivity A preferred current path or channel of wave propagation due to the geometric extension excellent, its conductivity due to influencing influences on the surface is very sensitive to influence. It also provides a surface inversion layer that attaches to the semiconductor interior adjacent, a strong inhomogeneity of the concentration distribution of the mobile charge carriers represents that in terms of mechanical vibrations causes that with mechanical deformation an electric field is generated in each period at the same time, which in turn determines the space charge distribution modified. The near-surface crystal area is therefore for the interaction between mechanical and electrical processes are much stronger and more sensitive than that homogeneous semiconductor interior.

Die Raumladungsschichten können sich sowohl beim parallelepipedischen als auch beim scheibenförmigen, z. B. rotationssymmetrischen, Halbleiterkristall an einer oder an beiden Deckflächen befinden.The space charge layers can be in the parallelepipedic as well as in the disk-shaped, z. B. rotationally symmetrical, semiconductor crystal are located on one or both top surfaces.

Als die Raumladungsschicht hervorrufendes Mittel kann ein Adsorbens vorgesehen sein, wofür entweder eine Gasatmosphäre oder eine an der Halbleiteroberfläche definiert gewachsene Oxydschicht oder eine polarisierbare Folie Verwendung finden.An adsorbent can be provided as the means producing the space charge layer, for which either a gas atmosphere or an oxide layer grown in a defined manner on the semiconductor surface or a find polarizable film use.

Als die Raumladungsschicht hervorrufendes Mittel kann aber auch eine Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlicher Ladungsträger vorgesehen sein, wobei die zusätzlichen Ladungsträger als Trägerpaare erzeugt oder durch Injektion in den Halbleiterkristall eingebracht oder durch Lawinenbildung hervorgerufen werden.A device for generating additional Charge carriers can be provided, the additional charge carriers being generated as carrier pairs or introduced into the semiconductor crystal by injection or caused by avalanche formation will.

Die die Raumladungsschicht erzeugenden Mittel können frei wählbare geometrische Anordnungen und Formgebungen, insbesondere periodisch sich wiederholende Unterteilungen aufweisen.The means producing the space charge layer can have freely selectable geometrical arrangements and shapes, in particular have periodically repeating subdivisions.

Hierdurch wird die Möglichkeit gegeben, die sich im Halbleiter fortpflanzenden periodischen Vorgänge durch räumliche Veränderung der Raumladungsstruktur zu beeinflussen und durch den geometrischen Verlauf der Raumladungen eine räumliche und zeitliche Steuerung der Kopplungsmechanismen herzustellen, wobei insbesondere unterschiedliche Wirkungen dadurch zustande kommen, wenn die periodische Struktur der Raumladungen longitudinal oder transversal zu einer bevorzugten Achsenrichtung verläuft. This enables the periodic processes that propagate in the semiconductor to be monitored to influence the spatial charge structure through spatial change and through the geometric Establish a spatial and temporal control of the coupling mechanisms in the course of the space charges, with different effects in particular come about when the periodic structure of the space charges is longitudinal or runs transversely to a preferred axial direction.

Damit die Elektronen und Löcher in der Raumladungsschicht hochfrequente Trägerbewegungen ausführen können, ist vorgesehen, daß die Raumladungsschicht durch ein äußeres, induzierendes, elektrisches und/oder magnetisches Wechselfeld veranlaßt wird, insbesondere im Mikrowellengebiet liegende Schwingungen auszuführen.So that the electrons and holes in the space charge layer carry out high-frequency carrier movements can, it is provided that the space charge layer by an external, inducing, electrical and / or magnetic alternating field is caused, in particular lying in the microwave region Perform vibrations.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Kristallgitter mindestens innerhalb der Raumladungszonen durch wenigstens ein an denAccording to a development of the invention it is provided that the crystal lattice at least within of the space charge zones through at least one to the

ίο Halbleiterkristall angrenzendes vibrierendes Medium veranlaßt wird, mechanische, im Ultraschallgebiet liegende Deformationen auszuführen, die mit den elektrischen Schwingungen im Mikrowellengebiet im Sinne einer Kopplung korrespondieren. Hierdurch wird bewirkt, daß das Kristallgitter in frei wählbarer Weise derart zu periodischen Deformationen und Schwingungen veranlaßt wird, daß diese selektiv mit den elektrischen Schwingungen im Sinn einer Kopplung korrespondieren, wodurch die elektromagnetisehen Schwingungsvorgänge angeregt und beeinflußt werden.ίο Vibrating medium adjacent to semiconductor crystal is caused to perform mechanical deformations lying in the ultrasound area, which with the correspond to electrical oscillations in the microwave range in the sense of a coupling. Through this causes the crystal lattice to undergo periodic deformations and in a freely selectable manner Vibrations are caused that these selectively with the electrical vibrations in the sense of a coupling correspond, which stimulates and influences the electromagnetic oscillation processes will.

Der Energieaustausch findet hierbei wechselseitig zwischen den elektrischen und den mechanischen Vorgängen statt.The energy exchange takes place alternately between the electrical and the mechanical Operations take place.

Unter Berücksichtigung der Anisotropieeffekte ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß bei Verwendung von wenigstens zwei an den Halbleiterkristall angrenzenden, vibrierenden Medien unabhängige mechanische Schwingungen mit einstellbarer Phasenrelation auf mindestens zwei verschiedene Achsenrichtungen des Kristalles einwirken.Taking into account the anisotropy effects, a further development of the invention provides that when using at least two vibrating media adjoining the semiconductor crystal independent mechanical vibrations with adjustable phase relation to at least two different ones Axial directions of the crystal act.

Auf diese Weise werden die zwischen den einzelnen Achsenrichtungen bestehenden Relationen der durch die Deformationen bedingten Verschiebungen der Energiebänder ausgenutzt, wodurch unter anderem auch eine Steuerung unabhängiger mechanischer Schwingungen ermöglicht wird.In this way, the existing relations between the individual axis directions of the Due to the deformations caused shifts of the energy bands exploited, which among other things control of independent mechanical vibrations is also made possible.

Als vibrierendes Medium kann ein fester Körper mit einem starken piezoelektrischen Effekt vorgesehen sein.A solid body with a strong piezoelectric effect can be used as the vibrating medium being.

Zwischen dem Halbleitereinkristall und dem den piezoelektrischen Effekt aufweisenden Körper kann, wenn dieser ein Isolator ist, eine Schicht mit metallischer Leitfähigkeit eingeschlossen sein, die gleichzeitig als Kontakt für einen anschließenden Stromkreis Verwendung findet. Auf diese Weise werden die im Halbleiter stattfindenden Verstärkungen der elektrischen bzw. mechanischen Schwingungen auf hochfrequente Wechselströme des äußeren Kreises übertragbar. Für diese spezielle Ausführungsform hat man zugleich eine äußere Elektrode eingespart.Between the semiconductor single crystal and the body exhibiting the piezoelectric effect, if this is an insulator, a layer with metallic conductivity must be included, which at the same time is used as a contact for a subsequent circuit. In this way, the im Semiconductors taking place reinforcements of the electrical or mechanical vibrations on high frequency Alternating currents of the outer circle can be transmitted. For this special embodiment one has at the same time saved an outer electrode.

Unter Berücksichtigung der Anisotropieeffekte bezüglich des elektrischen Widerstandes in hinreichend dünnen, nach den Hauptachsen des Kristalls geschnittenen Plättchen soll der Kristall durch eine nahezu stationäre Deformation in einen definierten Spannungszustand gebracht werden, der bezüglich des Widerstandes einen frei wählbaren, vorgegebenen Zustand repräsentiert. Unter Zugrundelegung dieses Zusammenhanges können die elektrischen und mechanischen Oszillationen durch den stationären Zustand modifiziert werden. Insbesondere genügt eine geringe Aussteuerungsenergie des Grundzustandes zur Modifikation der mechanischen und elektrischen Oszillationen; dies gilt insbesondere dann, wenn der Halbleiterkristall hinreichend dünn und in bevorzugten Achsenrichtungen geschnitten ist.
Die Halterung des Halbleiterkristalls, wie dieTaking into account the anisotropy effects with regard to the electrical resistance in sufficiently thin platelets cut along the main axes of the crystal, the crystal should be brought into a defined stress state through an almost stationary deformation, which represents a freely selectable, predetermined state with regard to the resistance. On the basis of this relationship, the electrical and mechanical oscillations can be modified by the steady state. In particular, a low level of control energy in the basic state is sufficient to modify the mechanical and electrical oscillations; this applies in particular when the semiconductor crystal is sufficiently thin and cut in preferred axial directions.
The holder of the semiconductor crystal, like that

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Übertragung der mechanischen Schwingungen und/ oder der quasi stationären Deformationen erfolgt zweckmäßigerweise durch Klemmen, Schneiden oder Spitzen, wobei diese Mittel beispielsweise mit dem piezoelektrischen Körper direkt verbunden sind oder durch diesen gegeben sind.The mechanical vibrations and / or the quasi-stationary deformations are transmitted expediently by clamping, cutting or sharpening, these means, for example, with the piezoelectric bodies are directly connected or are given by this.

Diese mechanischen Mittel sind insbesondere unter Berücksichtigung der kristallographischen Orientierungsrichtung so anzubringen, daß sie jeweils auf die spezielle Bandstruktur einer Orientierungsrichtung gesondert wirken können, wobei der Zusammenhang bezüglich der Verschiebung der Bandkanten der zu den einzelnen Achsenrichtungen gehörigen Valenz- und Leitungsbänder Verwendung finden soll.These mechanical means are in particular taking into account the crystallographic direction of orientation to be attached in such a way that they each correspond to the special band structure of an orientation direction can act separately, the relationship with regard to the displacement of the strip edges to Valence and conduction bands belonging to the individual axis directions are to be used.

Die Mittel, die zur Übertragung der mechanischen Schwingungen und/oder der quasi stationären Deformationen verwendet sind, sind insbesondere nach den kristallographischen Achsen des Kristalls orientiert und besitzen räumlich periodische Zuordnung zueinander, wodurch in dem Halbleiterkristall frei wählbare geometrische Figuren mit gegeneinander kontrastierenden Eigenschaften entstehen.The means used to transmit the mechanical vibrations and / or the quasi-stationary deformations are used, are oriented in particular according to the crystallographic axes of the crystal and have spatially periodic association with one another, whereby freely selectable in the semiconductor crystal geometric figures with contrasting properties are created.

Die mechanischen Halterungsmittel, die zu bestimmten vorgegebenen stationären Deformationen des Kristalls Veranlassung geben, ermöglichen insbesondere eine teilweise oder ganze Aufhebung der Entartung der Energieflächen im Räume des Wellenvektors. The mechanical support means that lead to certain predetermined stationary deformations give rise to the crystal, in particular enable a partial or complete abolition of the degeneracy of the energy surfaces in the space of the wave vector.

Zwischen sich wiederholenden Halbleiteranordnungen ist je eine elektrisch isolierende, mechanische Schwingung mittels piezoelektrischen Effektes übertragende, polarisierbare und polarisierende Folie angebracht, um mechanische Vorgänge von einem auf den anderen Kristall durch Polarisationseffekte übertragbar zu machen.Between repeating semiconductor arrangements there is an electrically insulating, mechanical one Vibration by means of a piezoelectric effect transmitting, polarizable and polarizing film attached, to transfer mechanical processes from one crystal to the other through polarization effects close.

Die der Erfindung zugrunde liegenden physikalischen Erkenntnisse, die an Hand eines Verfahrens zum Betrieb einer Halbleiteranordnung zur Verstärkung, Schwingungserzeugung und/oder Übertragung von elektrischen Signalen dargelegt worden sind, können ebenso in umgekehrter Weise ausgenutzt werden, und zwar dadurch, daß der Halbleitereinkristall zur Registrierung und Verstärkung sehr schwacher mechanischer Deformationen verwendet wird. Diese auf den Halbleitereinkristall übertragenen Deformationen dienen zur Steuerung der elektrischen Oszillationen, wodurch diese bzw. deren Modifikationen zur Registrierung der mechanischen Deformationen herangezogen werden.The physical knowledge on which the invention is based, which is based on a method for operating a semiconductor arrangement for amplification, vibration generation and / or transmission of electrical signals can also be used in the opposite way, namely by the fact that the semiconductor single crystal for registration and amplification is very weak mechanical deformation is used. These deformations transferred to the semiconductor single crystal serve to control the electrical oscillations, whereby these or their modifications to Registration of mechanical deformations can be used.

Hierbei werden die auf den Kristall gebrachten Deformationen zur Steuerung der vorgesehenen elektrischen und mechanischen Schwingungen und deren Wechselwirkung verwendet, wobei die Deformationen durch die Schwingungsvorgänge registriert und in üblicher Weise durch einen Oszillograph sichtbar gemacht werden. Dies unterscheidet sich von der herkömmlichen Weise dadurch, daß dort Deformationen in Halbleiterkristallen durch ihre Widerstandsänderungen gemessen werden.Here, the deformations applied to the crystal are used to control the intended electrical and mechanical vibrations and their interaction are used, the deformations registered by the oscillation processes and made visible in the usual way by an oscilloscope will. This differs from the conventional way in that there are deformations in semiconductor crystals can be measured by their changes in resistance.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens beruht gegenüber dem bisher Bekannten insbesondere auf der hochempfindlichen Wahrnehmung von extrem schwachen Deformationen und mechanischen Vibrationen. Auf diese Weise wird es durch deren Steuerung innerer elektronischer Schwingungen des Kristalls möglich, beispielsweise Stoßwellen im Innern des Erdkörpers elektronisch sichtbar zu machen und bezüglich ihrer Herkunft zu analysieren, indem durch eine Kopplung von in bestimmten geometrischen Entfernungen voneinander in den Erdkörper eingelassenen Registrierinstrumenten gleicher Art mittels einer elektrischen Interferenzmethode mit Phasenregelung die an den jeweiligen Meßorten stattfindenden Vibrationen festgestellt und koordiniert werden.The advantage of the method according to the invention is based in particular over the previously known on the highly sensitive perception of extremely weak deformations and mechanical vibrations. In this way it becomes through their control of internal electronic vibrations of the crystal possible, for example, to make shock waves inside the earth's body electronically visible and to analyze as to their origin by coupling in certain geometric Distances from one another, recording instruments of the same type embedded in the earth's body by means of an electrical interference method with phase control, those at the respective measuring locations occurring vibrations are detected and coordinated.

Somit ist es beispielsweise möglich, durch Analyse der Oberwellen und Subwellen auf Grund der nichtIt is thus possible, for example, by analyzing the harmonics and sub-waves on the basis of the not

ίο linearen Zusammenhänge der elektrischen und mechanischen Schwingungen Deformation des Erdkörpers, die durch atomare Explosion hervorgerufen worden sind, von natürlichen Deformationen zu unterscheiden. ίο linear relationships between electrical and mechanical Vibrations deformation of the earth's body caused by atomic explosion have been distinguished from natural deformations.

Eine andere Anwendungsart der Umwandlung von mechanischen Deformationen in Oszillationen besteht in der Prüfung von festen Körpern während ihrer mechanischen Beanspruchung, wo es auf sehr geringe geometrische Änderungen innerhalb der Stoff-Another application of converting mechanical deformations into oscillations is in the testing of solid bodies during their mechanical stress, where it is very low geometric changes within the material

ao struktur ankommt.ao structure matters.

Hierbei kann der zu prüfende Körper durch einen Ultraschallstrahl nach einer kombinierten Interferenz- und Echomethode durchstrahlt werden und die mechanischen Schwingungen beziehungsweise deren Modifikation infolge der Strukturveränderungen des Prüfkörpers durch eine Beeinflussung der elektrischen Schwingungen gemessen und sichbar gemacht werden. Dieses Verfahren kann zur dauernden Registrierung hoch beanspruchter Maschinenteile während ihres Betriebes Verwendung finden.The body to be tested can be tested by an ultrasonic beam after a combined interference and echo method and the mechanical vibrations or their Modification as a result of the structural changes of the test body by influencing the electrical Vibrations can be measured and made visible. This procedure can lead to permanent registration highly stressed machine parts are used during their operation.

Die Erfindung wird an Hand von einigen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen in den Fig. 1 bis 12 näher erläutert.The invention is illustrated in FIGS Fig. 1 to 12 explained in more detail.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist ein einfacher Fall eines Bauelementes zur Steuerung von Trägerbewegungen in Raumladungsgebieten bei Schwingungen im Ultraschallgebiet behandelt.In the embodiment of FIG. 1 is a simple case of a component for controlling Treated carrier movements in space charge areas with vibrations in the ultrasonic area.

Der Halbleiterkristall 1 hat die Raumladungszonen 2 und 3, die einerseits durch ein polarisierbares Dielektrikum 4 und andererseits durch eine elektrische Oberflächenladung eines durch die Kreise 5 symbolisierten Adsorbens erzeugt sind. Die Zone 6 ist ein quasi neutrales Gebiet in etwa der gleichen Größenordnung wie das Raumladungsgebiet. An den Stirnseiten des Halbleiters 1 sind die für die Stromversorgung erforderlichen Elektroden 7 und 8 angebracht. The semiconductor crystal 1 has the space charge zones 2 and 3, on the one hand by a polarizable Dielectric 4 and, on the other hand, by an electrical surface charge of a through the circles 5 symbolized adsorbent are generated. Zone 6 is a quasi-neutral area roughly the same Order of magnitude like the space charge area. On the end faces of the semiconductor 1 are those for the power supply required electrodes 7 and 8 attached.

Ferner ist an der Stirnseite des Halbleiterkristalls 1 ein Schallgenerator 9, beispielsweise ein Schwingquarz, angebracht. Zur piezoelektrischen Anregung ist an dem Schallgenerator an seiner Stirnfläche eine weitere Elektrode 10 vorgesehen. An der dem Schallgenerator gegenüberliegenden Stirnseite des Halbleiterkristalls befindet sich ein Schall reflektierendes Dielektrikum 11. Das Schall reflektierende Dielektrikum 11 hat den Zweck, im Halbleiter teilweise Ultraschallwellen zu reflektieren, so daß sich in diesem auch stehende Wellen bilden können. Im Halbleiterkörper finden infolge der Raumladungen außerdem Wechselwirkungen zwischen longitudinalen und transversalen Bewegungsvorgängen der Elektronen und Löcher statt.Furthermore, a sound generator 9, for example an oscillating crystal, is on the end face of the semiconductor crystal 1. appropriate. For piezoelectric excitation there is a on the front face of the sound generator further electrode 10 is provided. On the end face of the semiconductor crystal opposite the sound generator there is a sound reflecting dielectric 11. The sound reflecting dielectric 11 has the purpose of partially reflecting ultrasonic waves in the semiconductor, so that in this can also form standing waves. Also take place in the semiconductor body as a result of the space charges Interactions between longitudinal and transversal motion processes of the electrons and holes instead.

Durch das polarisierbare Dielektrikum 4 sowie die elektrische Oberflächenladung 5 werden in dem Halbleiter die Raumladungsgebiete 2 und 3 erzeugt. Diese bilden einen Strompfad für Oberflächenströme, die zwischen den Elektroden 7 und 8 fließen können. Eine an den Elektroden 7 und 8 angelegte Gleich-The polarizable dielectric 4 and the surface electrical charge 5 are in the Semiconductor generates the space charge regions 2 and 3. These form a current path for surface currents, which can flow between the electrodes 7 and 8. An equilibrium applied to electrodes 7 and 8

Π 12Π 12

spannung sorgt für relativ hohe elektrische Felder. ein pn-übergang angebracht, beispielsweise an denvoltage creates relatively high electrical fields. a pn junction attached, for example to the

Dieser Gleichspannung wird eine Signalspannung noch freien Seitenflächen des Halbleiterkörpers 1.This direct voltage becomes a signal voltage of the side surfaces of the semiconductor body 1 that are still free.

überlagert. Die Signalspannung kann auch über das Diese Elektroden bzw. pn-Übergänge haben densuperimposed. The signal voltage can also have these electrodes or pn junctions

Dielektrikum 4 aufgeprägt werden, das in diesem Zweck, durch angelegte Spannungen den Aufbau derDielectric 4 are impressed, which in this purpose, through applied voltages, the structure of the

Falle noch mit einer äußeren an der Oberfläche von 4 5 Raumladungsverteilung in dem Halbleiterkörper zuStill fall with an outer space charge distribution on the surface of 4 5 in the semiconductor body

befestigten Elektrode zu versehen ist. Dies gilt auch steuern, wobei insbesondere auch Trägerinjektionenattached electrode is to be provided. This also applies to control, with carrier injections in particular

für die folgenden Beispiele: Verwendung finden.for the following examples: find use.

Die hierbei in den Raumladungszonen auftreten- Der Raumladungsaufbau wird hierdurch dreidi-The space charge build-up is thereby three-dimensional

den Transportbewegungen der Elektronen und Lö- mensional modifiziert, wie dies durch die Kurvenzügethe transport movements of the electrons and lion-dimensionally modified, as is the case with the curves

eher des Halbleiterkristalls erfahren eine Kopplung io 17 und 18 symbolisiert ist.rather the semiconductor crystal experience a coupling io 17 and 18 is symbolized.

mit den Ultraschallwellen, die von dem Schallgenera- In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 werdenwith the ultrasonic waves generated by the sound generator. In the exemplary embodiment according to FIG. 5 become

tor 9 auf den Halbleiter gebracht werden. Das elektri- in dem Schallgenerator 9 erzeugte Ultraschallwellengate 9 are brought to the semiconductor. The ultrasonic waves generated electrically in the sound generator 9

sehe Signal und die Schallfrequenz sind durch ent- auf den Halbleitereinkristall 1 abgestrahlt. DieSee the signal and the sound frequency are radiated through onto the semiconductor single crystal 1. the

sprechende Frequenz und Phaseneinstellung in eine Schallwellen werden bei ihrer Fortpflanzung durchSpeaking frequency and phase adjustment in a sound waves are carried out in their propagation

solche Beziehung zu bringen, daß eine möglichst 15 den Halbleiter 1 durch eine Wechselwirkung mit dento bring such a relationship that a possible 15 the semiconductor 1 through an interaction with the

starke Kopplung zwischen der Elektronen- und elektronischen Raumladungsvorgängen verstärkt, vonstrong coupling between the electron and electronic space charge processes reinforced by

Löcherbewegung und den mechanischen Schwingun- dem Schallempfänger 19 aufgenommen und durchHole movement and the mechanical vibration and the sound receiver 19 recorded and through

gen des Kristalls erfolgt. den piezoelektrischen Effekt in Spannungsschwan-gene of the crystal takes place. the piezoelectric effect in voltage fluctuations

Bei der Einstellung zur Kopplung zwischen elektri- kungen, die an den Elektroden 8 und 20 abgenom-In the setting for the coupling between electrons that are removed from electrodes 8 and 20

schen und mechanischen Schwingungen spielt insbe- 20 men werden können, umgeformt,mechanical and mechanical vibrations, in particular, can be transformed,

sondere auch die Größe der zwischen den Elektro- Die polarisierbaren Dielektrika 4 und 12 mit denSpecial also the size of the between the electrical The polarizable dielectrics 4 and 12 with the

den 7 und 8 angelegten Gleichspannung eine Rolle. angebrachten Elektroden 14 und 15 überdecken nicht7 and 8 applied DC voltage play a role. attached electrodes 14 and 15 do not cover

Diese ist entsprechend den geometrischen Abmessun- nur den Halbleiterkörper, sondern erstrecken sichAccording to the geometrical dimensions, this is only the semiconductor body, but extends

gen des Kristalls so zu wählen, daß die elektrische auch auf den piezoelektrischen Schallempfänger.gene of the crystal to choose so that the electrical also on the piezoelectric sound receiver.

Feldstärke zumindest in Raumbereichen des Kristalls 25 Hierdurch wird eine Kopplung zwischen den Raum-Field strength at least in spatial areas of the crystal 25 This creates a coupling between the spatial

so hoch wird, daß die Beweglichkeiten der Elektro- ladungsvorgängen im Halbleiterraum und den piezo-becomes so high that the mobility of the electrical charge processes in the semiconductor space and the piezoelectric

nen und Löcher vom elektrischen Feld abhängig sind. elektrischen Polarisationsschwingungen in dem Schall-and holes are dependent on the electric field. electrical polarization oscillations in the sound

Bei den Kopplungsvorgängen zwischen elektrischen empfänger 19 hergestellt.In the coupling processes between the electrical receiver 19 made.

und mechanischen Schwingungen spielen insbeson- Für die Kopplungsregulierung sind insbesondereand mechanical vibrations are particularly important

dere die vorhandenen Raumladungen eine wesent- 30 die an 14 und 15 angelegten äußeren Spannungenthe existing space charges a substantial 30 the external voltages applied to 14 and 15

liehe Rolle, da diese infolge ihrer Fähigkeit zu Eigen- vorgesehen. ^ lent role, as this is due to their ability to self-intended. ^

schwingungen bei diesen Transportvorgängen oszil- Das in F i g. 6 dargestellte AusfüTiniriglb*eispIeTzeigtoscillations during these transport processes oscil- The in F i g. 6 shown design

lieren und die Kopplungseigenschaften sowie die Ver- einen im Querschnitt T-förmig ausgebildeten piezo-and the coupling properties as well as the joints, which are T-shaped in cross-section,

stärkung einzelner Frequenzen oder eines Frequenz- elektrischen Körper 19. An seinen Aussparungen be-reinforcement of individual frequencies or a frequency electrical body 19. In its recesses

spektrums bzw. die Gestalt dieses Spektrums beein- 35 finden sich zwei Halbleiterkörper 1 und Γ mit denspectrum or the shape of this spectrum affect 35 two semiconductor bodies 1 and Γ with the

flüssen. Durch die Mitwirkung der Raumladungen entsprechenden Elektroden 7, T; 14, 14' und denrivers. Due to the cooperation of the space charges corresponding electrodes 7, T; 14, 14 'and the

entsteht in besimmten Frequenzbereichen ein Mikro- Raumladung entsprechend den Kurvenzügen 17, 17'a micro space charge arises in certain frequency ranges according to the curves 17, 17 '

wellenoszillator. erzeugenden Dielektrika 12 und 12'.wave oscillator. generating dielectrics 12 and 12 '.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 stimmt im Die Anordnung gemäß vorliegendem Ausführungswesentlichen mit dem gemäß F i g. 1 überein. 40 beispiel hat den Zweck, die in dem HalbleiterkörperThe embodiment according to FIG. 2 agrees in the essentials of the arrangement according to the present embodiment with the according to FIG. 1 match. 40 example has the purpose of being in the semiconductor body

Die Raumladungszone 2 ist im vorliegenden Aus- entstehenden Ultraschallschwingungen auf den Ausführungsbeispiel durch ein weiteres polarisierbares gang des Schallgenerators zurückzukoppeln, wodurch Dielektrikum 12 erzeugt. Dieses Dielektrikum kann ein Verstärkungseffekt der elektromechanischen in gleicher Weise wie das Dielektrikum 4 polarisiert Wechselwirkungen hervorgerufen wird,
sein, es kann aber auch andererseits entgegengesetzt 45 Statt eines T-förmigen piezoelektrischen Körpers polarisiert sein. Durch letzteres entstehen im Halb- 19 kann auch ein rahmen- oder kammförmiger Verleiterkörper Raumladungszonen von verschiedener wendung finden, wobei der elektronische Halbleiter Polarität. im Inneren des Rahmens oder in den Kammausspa-In the present embodiment, the space charge zone 2 is to be fed back to the exemplary embodiment through a further polarizable passage of the sound generator, whereby the dielectric 12 is generated. This dielectric can have a reinforcing effect of the electromechanical interactions in the same way as the dielectric 4 polarized,
but it can also be oppositely polarized instead of a T-shaped piezoelectric body. Due to the latter, a frame-shaped or comb-shaped condenser body can also find space charge zones of different turns, with the electronic semiconductor polarity. inside the frame or in the

Der Halbleitereinkristall 1 ist durch eine leitende rangen fest mit dem piezoelektrischen Material verBodenplatte 13 abgeschlossen, die den Kontakt 8 50 bunden ist. Über das polarisierbare Medium in den trägt. In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 sind Kammaussparungen können zu verstärkende Frezusätzliche Elektroden 14 und 15 vorgesehen. Die quenzen aufgeprägt werden.The semiconductor single crystal 1 is firmly bonded to the piezoelectric material by a conductive base plate 13 completed, which the contact 8 50 is bound. About the polarizable medium in the wearing. In the embodiment according to FIG. 3 are comb recesses can be additional to reinforce Electrodes 14 and 15 are provided. The sequences are imprinted.

Elektrode 15 ist mit dem Dielektrikum 4 nichtleitend Um den Energietransport diagonal durch denElectrode 15 is non-conductive with dielectric 4 in order to transport energy diagonally through the

verbunden, während die Elektrode 14 mit dem durch Halbleiterkörper 1 hindurchführen zu können, ist,connected, while the electrode 14 is able to be guided through the semiconductor body 1,

die Kreise 5 symbolisierten Adsorbens in einen regu- 55 wie in dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 7 darge-the circles 5 symbolize adsorbent in a regular 55 as in the exemplary embodiment according to FIG. 7 shown

lierbarem Abstand steht. stellt, die Elektrodenanordnung 7 und 8 entsprechendmanageable distance. represents the electrode arrangement 7 and 8 accordingly

Durch an die Elektroden 14 und 15 angelegte bzw. diagonal vorgesehen.By applied to electrodes 14 and 15 or provided diagonally.

abgenommene Spannungen (Gleich- und/oder Wech- In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 8 sind am selspannungen) werden elektrische Felder in dem Kristalleingang ein vibrierendes Medium 9 und am Halbleiter hervorgerufen, die die transversalen und 60 Ausgang ein piezoelektrischer Kristall 19 vorgesehen, longitudinalen Effekte in den Raumladungszonen Die zu verstärkenden Schwingungen in dem Halbmodifizieren und hierdurch auf die Wechselwirkung leiterkörper werden auf dem Weg von 9 nach 19 mit den Ultraschallwellen Einfluß haben. durch einen mechanischen Deformator 21 modifi-Taken voltages (equal and / or alternating) In the exemplary embodiment according to FIG. 8 are on self-voltages), electric fields in the crystal entrance are a vibrating medium 9 and am Semiconductors that provided the transverse and 60 output a piezoelectric crystal 19, longitudinal effects in the space charge zones The vibrations to be amplified in the semi-modifying and as a result of this, on the interaction, conductor bodies are on the way from 9 to 19 have influence with the ultrasonic waves. modified by a mechanical deformer 21

Eine ähnliche Anordnung zusätzlicher Elektroden ziert. Der Deformator 21 möge beispielsweise ausA similar arrangement of additional electrodes adorns. The deformator 21 may, for example, from

ist auch bei den anderen Ausführungsbeispielen mög- 65 zwei Zangenhälften bestehen, die auf den KristallIt is also possible in the other exemplary embodiments to have two halves of the tongs, which are placed on the crystal

lieh. eine starke Deformation bringen und damit die Ener-borrowed. bring a strong deformation and thus the energy

In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 ist zu- giebänder in ihrer dreidimensionalen KonfigurationIn the embodiment according to FIG. 4 is closing belts in their three-dimensional configuration

sätzlich eine oder zwei weitere Elektroden 16 bzw. zwangläufig verschieben.additionally move one or two further electrodes 16 or inevitably.

In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 9 ist zusätzlich am Halbleiterkristall 1 ein pn-übergang 22 einlegiert. Hierdurch wird die Raumladung gesteuert, die den diagonalen Stromtransport von 7 nach 8 im Zusammenhang mit den Ultraschallwellen verstärkt. In the embodiment according to FIG. 9 there is also a pn junction 22 on the semiconductor crystal 1 alloyed. This controls the space charge, which controls the diagonal current transport from 7 to 8 im Reinforced connection with the ultrasonic waves.

Für den Halbleitereinkristall 1 kann eine zusätzliche mechanische Beanspruchung vorgesehen werden, diese kann, wie in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 dargestellt, aus dreidimensional angeordneten Druckbolzen 25, 26, 27 bestehen.Additional mechanical stress can be provided for the semiconductor single crystal 1, this can, as shown in the embodiment of FIG. 10, from three-dimensionally arranged Pressure bolts 25, 26, 27 are made.

Die mechanische Wirkung der aufgeprägten Deformation ist nach den Kristallachsen orientiert. Statt einer Druckbeanspruchung ist beispielsweise auch eine Biegebeanspruchung möglich, bei entsprechender Ausbildung des Halbleitereinkristalls 1. Durch die mechanischen Kräfte werden in dem Halbleiterkörper die Energiebandstrukturen in den einzelnen Gebieten des Halbleiterkörpers modifiziert. Bei der Biegebeanspruchung ist es nicht unbedingt erforderlieh, daß der Halbleiterkörper Streifenform besitzt, es ist ebenso möglich, wie in Fig. 11 dargestellt, den Halbleiterkörper 1 als dünne kreisförmige Scheibe auszubilden.The mechanical effect of the imposed deformation is based on the crystal axes. Instead of a compressive stress, for example, a bending stress is also possible, with a corresponding Formation of the semiconductor single crystal 1. The mechanical forces in the semiconductor body modified the energy band structures in the individual areas of the semiconductor body. In the Bending stress, it is not absolutely necessary that the semiconductor body has a strip shape, it It is also possible, as shown in FIG. 11, to have the semiconductor body 1 as a thin circular disk to train.

Die Scheibe hat an der Peripherie eine feste Einspannung 28. In dem Deformationsgebiet der Scheibe ist zentralsymmetrisch ein System von mindestens zwei Elektroden 7 und 8 angebracht. Ein ebenfalls zentralsymmetrisches, stützendes, elastisches, piezoelektrisches Medium 29 mit einer Elektrode 30 überträgt die Schallwellen eines Ultraschallgenerators 9 auf die deformierte Halbleiterplatte. Außerdem^ ist der Halbleiterkörper einem Magnetfeld H ausgesetzt. Hierdurch wird in dem deformierten Halbleiterkörper ein Magnetoplasma erzeugt. Das in Fig. 11 sehematisch dargestellte Ausführungsbeispiel gestattet ebenso wie die anderen Beispiele dem physikalischen Sinn entsprechende Abwandlungen, insbesondere in der Anbringung von Elektroden. Auch an der Unterseite der Platte kann mindestens eine weitere Elektrode angebracht sein.The disk has a fixed restraint 28 at the periphery. A system of at least two electrodes 7 and 8 is attached centrally symmetrically in the deformation area of the disk. A likewise centrally symmetrical, supporting, elastic, piezoelectric medium 29 with an electrode 30 transmits the sound waves of an ultrasonic generator 9 to the deformed semiconductor plate. In addition, the semiconductor body is exposed to a magnetic field H. As a result, a magnetoplasm is generated in the deformed semiconductor body. The exemplary embodiment shown diagrammatically in FIG. 11, like the other examples, permits modifications corresponding to the physical sense, in particular in the attachment of electrodes. At least one further electrode can also be attached to the underside of the plate.

Die steuerbare Wechselwirkung zwischen den in der Deformationszone stattfindenden mechanischen Vibrationen mit den Trägerbewegungen, die durch den Halleffekt mit den mechanischen Schwingungen modifiziert werden, kann als Verstärkungsmechanismus ausgenutzt werden.The controllable interaction between the mechanical ones taking place in the deformation zone Vibrations with the carrier movements caused by the Hall effect with the mechanical oscillations modified, can be used as a reinforcement mechanism.

Die Halbleiteranordnung läßt sich mit Vorteil auch in einem Mikrowellenfestkörpermaser verwenden, wie dies beispielsweise in F i g. 12 schematisch dargestellt ist.The semiconductor arrangement can also be used with advantage in a microwave solid-state laser, as shown, for example, in FIG. 12 is shown schematically.

Der symmetrische, beispielsweise eiförmige, Halbleiterkörper 1 befindet sich dabei herkömmlicherweise in dem Mikrowellenresonator 32. Die gezeichnete untere Öffnung symbolisiert den Eingang des Systemes für die in herkömmlicher Weise eingespeiste Feldenergie und die obere öffnung entsprechend dem Ausgang des Resonators für die emittierte verstärkte Strahlung.The symmetrical, for example egg-shaped, semiconductor body 1 is conventionally located here in the microwave resonator 32. The lower opening shown symbolizes the entrance of the system for the field energy fed in in a conventional manner and the upper opening corresponding to the Output of the resonator for the emitted amplified radiation.

Der Halbleiterkörper 1 kann durch Druckbolzen 31, die beispielsweise nach den Achsenrichtungen orientiert sind, inneren Spannungen ausgesetzt werden. Diese bewirken eine in gewissen Grenzen frei wählbare Verschiebung und Modifikation des Energieschemas (z. B. Aufhebung der Entartung), was insbesondere hinsichtlich derjenigen Energiezustände von Bedeutung ist, die bei der induzierten Emission zur Wirkung gelangen. Einer dieser Stifte 31 kann entweder als Ultraschallgenerator ausgebildet oder an einen Ultraschallgenerator angeschlossen sein. Diese Ultraschallschwingungen können entweder mit den Frequenzen der induzierten Emission oder mit einer Pumpfrequenz korrespondieren.The semiconductor body 1 can by pressure bolts 31, which for example according to the axial directions are oriented, are exposed to internal tensions. These cause you to be free within certain limits selectable shift and modification of the energy scheme (e.g. abolition of degeneracy), what in particular is of importance with regard to those energy states that are involved in the induced emission come into effect. One of these pins 31 can either be designed as an ultrasonic generator or an an ultrasonic generator must be connected. These ultrasonic vibrations can either with the Frequencies of the induced emission or correspond to a pump frequency.

Schließlich sind an dem Halbleiterkörper 1 weitere, Oberflächenladungen erzeugende Medien 4 flächenförmig anbringbar. Diese können polarisierend auf den Halbleiterkörper wirken. Sie können auch Ladungsträger durch Induktion bzw. Influenz mit Hilfe zusätzlicher äußerer elektrischer Felder, insbesondere im Impulsbetrieb, in das modifizierbare Energiebandschema einspeisen. Hierdurch kann das verwendete atomare Festkörpersystem in einen steuerbaren emissiven Nichtgleichgewichtszustand gebracht werden.Finally, further media 4 generating surface charges are flat on the semiconductor body 1 attachable. These can have a polarizing effect on the semiconductor body. You can also Charge carriers through induction or influence with the help of additional external electric fields, in particular in pulse mode, feed into the modifiable energy band scheme. This can do that used atomic solid-state system brought into a controllable emissive non-equilibrium state will.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (16)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zum Betrieb einer Halbleiteranordnung zur Verstärkung, Schwingungserzeugung und/oder Übertragung von elektrischen Signalen mit einem einkristallinen Halbleiterkörper eines Leitungstyps und je einer ohmschen Elektrode nahe jeder Endfläche des Halbleiterkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens auf einem Teil längs der Oberfläche des einkristallinen Halbleiterkörpers zwischen den ohmschen Elektroden konstante Oberflächenladungen aufgebracht werden, die in dem angrenzenden Teil des Halbleiterkörpers eine Raumladungsschicht mit gegenüber der des Halbleiterkörpers geänderter Oberflächenleitfähigkeit hervorrufen, daß wenigstens elektrische und/oder magnetische Wechselfelder auf die Raumladungsschicht zur Einwirkung gebracht werden, so daß die Raumladungen zu Schwingungen veranlaßt werden, daß mechanische periodisch wiederkehrende Deformationen wenigstens auf die Raumladungsschicht zur Einwirkung gebracht werden und daß an den ohmschen Elektroden zusätzlich zu den angelegten elektrischen Gleichspannungen elektrische Wechselspannungen abgenommen werden.1. Method for operating a semiconductor device for amplification, vibration generation and / or transmission of electrical signals with a monocrystalline semiconductor body Conduction type and one ohmic electrode near each end face of the semiconductor body, characterized in that at least on a part along the surface of the monocrystalline semiconductor body between the ohmic Electrodes constant surface charges are applied in the adjacent Part of the semiconductor body has a space charge layer opposite that of the semiconductor body changed surface conductivity cause at least electrical and / or magnetic Alternating fields are brought into action on the space charge layer, so that the space charges vibrations are caused by mechanical periodically recurring deformations at least be brought into action on the space charge layer and that on the Ohmic electrodes in addition to the applied electrical direct voltages electrical AC voltages are removed. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Raumladungsschicht durch ein äußeres induzierendes elektrisches und/oder magnetisches Wechselfeld zu Schwingungen, welche im Mikrowellengebiet liegen, angeregt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the space charge layer by an external, inducing electrical and / or magnetic alternating field to vibrations, which lie in the microwave range is excited. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kristallgitter, mindestens innerhalb der Raumladungszonen, durch wenigstens ein an den Halbleitereinkristall angrenzendes, vibrierendes Medium veranlaßt wird, mechanische im Ultraschallgebiet liegende Deformationen auszuführen, die mit den elektrischen Schwingungen im Mikrowellengebiet im Sinne einer steuerbaren Kopplung korrespondieren.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the crystal lattice, at least within the space charge zones, by at least one adjacent to the semiconductor single crystal, vibrating medium is caused, mechanical deformations in the ultrasonic area execute that with the electrical oscillations in the microwave range in the sense correspond to a controllable coupling. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis4. The method according to any one of claims 1 to 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kristallgitter durch wenigstens zwei an den Halbleitereinkristall angrenzenden, vibrierenden Medien, die auf mindestens zwei verschiedene kristallographische Achsen wirken, zu unabhängigen mechanischen Schwingungen mit einstellbaren Phasenrelationen angeregt wird.3, characterized in that the crystal lattice by at least two to the semiconductor single crystal adjacent, vibrating media that refer to at least two different crystallographic Axes act to create independent mechanical oscillations with adjustable phase relations is stimulated. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis5. The method according to any one of claims 1 to 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kristallgitter bei hinreichend dünnem Halbleitereinkristall durch zusätzliche äußere mechanische Kräfte, zumindest in der Raumladungszone, stationären oder nahezu stationären zusätzlichen Deformationen unterworfen wird.4, characterized in that the crystal lattice with sufficiently thin semiconductor single crystal due to additional external mechanical forces, at least in the space charge zone, stationary or is subjected to almost stationary additional deformations. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis6. The method according to any one of claims 1 to 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der von der Raumladungsschicht eingenommenen oberflächennahen Zone des Halbleiterkörper annähernd in der gleichen Größenordnung wie das Volumen des nicht der Raumladungsschicht angehörenden Teils des Halbleiterkörpers eingestellt wird.5, characterized in that the volume occupied by the space charge layer near the surface zone of the semiconductor body approximately in the same order of magnitude as that Volume of the part of the semiconductor body not belonging to the space charge layer is set will. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis7. The method according to any one of claims 1 to 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitfähigkeit der Raumladungsschicht wesentlich größer ge-6, characterized in that the conductivity of the space charge layer is much greater wählt wird als die Leitfähigkeit des nicht zur Raumladungsschicht gehörenden Teils des Halbleiterkörpers. is chosen as the conductivity of that part of the semiconductor body that does not belong to the space charge layer. 8. Halbleiteranordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen parallelepipedischen Halbleitereinkristall (1) mit einer Raumladungsschicht (2, 3) an einer oder beiden Deckflächen.8. Semiconductor arrangement for performing the method according to claims 1 to 7, characterized by a parallelepipedic semiconductor single crystal (1) with a space charge layer (2, 3) on one or both top surfaces. 9. Halbleiteranordnung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen scheibenförmigen Halbleitereinkristall, bei dem sich die Raumladungsschicht an einer oder an beiden Deckflächen befindet.9. Semiconductor arrangement according to claim 8, characterized by a disk-shaped Semiconductor single crystal in which the space charge layer is located on one or both top surfaces is located. 10. Halbleiteranordnung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch ein eine Raumladungsschicht hervorrufendes Adsorbens an der Oberfläche des Halbleiterkörpers.10. Semiconductor arrangement according to claim 8 or 9, characterized by a space charge layer causing adsorbent on the surface of the semiconductor body. 11. Halbleiteranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein fester Körper (9, 29) aus einem Material, das einen starken piezoelektrischen Effekt besitzt, zur Erzeugung der mechanischen Deformation des Halbleiterkörpers (1) vorgesehen ist.11. Semiconductor arrangement according to claim 10, characterized in that a solid body (9, 29) made of a material that has a strong piezoelectric effect to generate the mechanical Deformation of the semiconductor body (1) is provided. 12. Halbleiteranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem den piezoelektrischen Effekt aufweisenden Körper, wenn dieser ein Isolator ist, und dem Halbleitereinkristall eine Schicht mit metallischer Leitfähigkeit eingeschlossen ist, die gleichzeitig als Kontakt für einen anzuschließenden Stromkreis dient.12. A semiconductor device according to claim 10, characterized in that between the piezoelectric effect having body, if this is an insulator, and the semiconductor single crystal a layer with metallic conductivity is included, which also acts as a contact for a circuit to be connected. 13. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung des Halbleitereinkristalls sowie die Übertragung der mechanischen Schwingungen und/oder quasi stationären Deformationen durch Klemmen, Schneiden oder Spitzen erfolgt.13. Semiconductor arrangement according to one of claims 8 to 12, characterized in that the holding of the semiconductor single crystal and the transmission of mechanical vibrations and / or quasi-stationary deformations by clamping, cutting or pointed. 14. Halbleiteranordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmen, Schneiden oder Spitzen zur Übertragung der mechanischen Schwingungen und/oder quasi stationären Deformationen nach den kristallographischen Achsen des Kristalls orientiert sind.14. Semiconductor arrangement according to claim 13, characterized in that the terminals, Cutting edges or points for the transmission of mechanical vibrations and / or quasi-stationary Deformations are oriented according to the crystallographic axes of the crystal. 15. Zusammenschaltung von Halbleiteranordnungen nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Halbleiteranordnungen je eine elektrisch isolierende, mechanische Schwingung mittels piezoelektrischen Effektes übertragende Folie angebracht ist.15. Interconnection of semiconductor arrangements according to at least one of claims 8 to 14, characterized in that an electrically insulating, mechanical vibration by means of a piezoelectric effect-transmitting film attached is. 16. Verwendung der Halbleiteranordnung nach Anspruch 8 oder 9, zur Analyse sowie zur Registrierung und/oder Verstärkung geringer mechanischer Deformationen.16. Use of the semiconductor arrangement according to claim 8 or 9, for the analysis as well as for the registration and / or amplification of low mechanical Deformations.