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Die Erfindung betrifft eine integrierte Halbleiterschaltung, bei der ein Körper aus piezoelektrischem : :
Material als Träger verwendet wird.The invention relates to a semiconductor integrated circuit in which a body of piezoelectric: is used as the carrier material.
Die Miniaturisierung, dient der Gewichts- und
Volumenverringerung sowie der Raumersparnis beim Aufbau von Geräten und zur Erhöhung der Zuverlässigkeit
elektrischer Geräte und Anlagen. Die neuen Bauelemente haben aber einen beschränkten Anwendungsbereich,
da bisher geometrisch kleine, in ihrer Größe den anderen Bauelementen entsprechende
Induktivitäten fehlen. Man verwendet daher heute verschiedene Anordnungen als Induktivitätsersatz, wie z. B. sogenannte aktive Filter und Dünnschichtinduktivitäten.
Diese Ersatzlösungen haben aber den Nachteil, in ihrer Herstellung schwierig und in ihrer Qualität großenteils mangelhaft zu sein.
So können Oszillatoren und Resonanzverstärker in integrierter Form nur schwierig und mit nicht ausreichender
Qualität hergestellt werden.The miniaturization serves the weight and
Volume reduction and space savings when setting up devices and increasing reliability
electrical devices and systems. However, the new components have a limited area of application,
since so far geometrically small, corresponding in size to the other components
Inductors are missing. One therefore uses today different arrangements as an inductance replacement, such as. B. so-called active filters and thin-film inductors.
However, these substitute solutions have the disadvantage that they are difficult to manufacture and largely poor in quality.
Oscillators and resonance amplifiers can only be integrated with difficulty and with insufficient results
Quality are produced.
Es ist weiterhin bekannt, daß man einen Piezo- so
kristall (ζ. B. einen Schwingquarz, Turmalin oder eine polykristalline Bariumtitanit-Platte mit Schwermetallzusatz)
mit einem aktiven elektronischen Bauelement verbinden und hiermit Oszillatoren bzw.
Resonanzverstärker herstellen kann. Dabei nützt man den reziproken piezoelektrischen Effekt aus, der zum
Inhalt hat, daß ein Körper mit piezoelektrischen Eigenschaften in einem elektrischen Feld elastisch
deformiert wird. Der Kristall gerät dadurch in Eigenschwingung, wobei die Frequenz von den Abmessungen
des Kristalls bestimmt wird. Diese Frequenz ist praktisch temperaturunabhängig und stellt ein genaues
Frequenznormal dar.It is also known that one uses a piezo so
crystal (e.g. an oscillating quartz, tourmaline or a polycrystalline barium titanite plate with heavy metal addition)
connect to an active electronic component and thereby use oscillators or
Can produce resonance amplifiers. The reciprocal piezoelectric effect is used to this end
The content is that a body with piezoelectric properties is elastic in an electric field
is deformed. The crystal starts to vibrate naturally, whereby the frequency depends on the dimensions
of the crystal is determined. This frequency is practically independent of temperature and provides an accurate one
Frequency normal.
Nun können die Vorteile der Miniaturisierung nur dann voll zur Geltung kommen, wenn mehrere Bauelemente
zu einem Block integriert werden. Beispiele hierfür sind die integrierten Dünnfilm- und Halbleiterschaltkreise.
Um die Vorteile der Schaltungsintegrierung auch auf Piezokristalle auszudehnen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß auf dem
piezoelektrischen Körper ein oder mehrere Schaltelemente enthaltende Halbleiterkörper angeordnet
und sowohl elektrisch als auch mechanisch mit ihm verbunden sind, daß zum elektrischen Anschluß des
piezoelektrischen Körpers an die einzelnen Schaltelemente eine metallisierte Oberfläche des piezoelektrischen
Körpers vorgesehen ist und daß der andere Kontakt von den Halbleiterkörpern gebildet
wird.Now the advantages of miniaturization can only come into their own when there are several components
can be integrated into a block. Examples of this are the integrated thin-film and semiconductor circuits.
In order to extend the advantages of the circuit integration to piezo crystals, it is proposed according to the invention that on the
piezoelectric body arranged one or more switching elements containing semiconductor body
and are both electrically and mechanically connected to it, that for the electrical connection of the
piezoelectric body to the individual switching elements a metallized surface of the piezoelectric
Body is provided and that the other contact is formed by the semiconductor bodies
will.
Es ist bekannt, daß als Trägerkörper für elekirische
Bauelemente ein Körper mit piezoelektrischen Eigenschaften verwendet werden kann. Dabei soll
ein Teil des Trägerkörpers auf zwei parallel zueinander liegenden Seiten mit Kondensatorplatten versehen
werden, während auf andere Teile der Träger-Oberfläche weitere Schichten aufgebracht werden
können.It is known that as a carrier body for electrical
Components a body with piezoelectric properties can be used. It should
a part of the carrier body is provided with capacitor plates on two sides lying parallel to one another
while further layers are applied to other parts of the carrier surface
can.
Dagegen ist die erfindungsgemäße Integration von Piezokristallen mit weiteren elektrischen Bauelementen
bislang nicht bekanntgeworden. Abgesehen von der Platzeinsparung hat die Erfindung den Vorteil,
daß der piezoelektrische Körper als Träger für die in den aufgebrachten Halbleiterkörpern befindlichen
aktiven und passiven Schaltelemente dient und daß die integrierte Schaltung in einem oder in mehreren
voneinander elektrisch getrennten Halbleiterkörpern untergebracht werden kann.In contrast, the inventive integration of piezo crystals with further electrical components
not yet known. Apart from saving space, the invention has the advantage
that the piezoelectric body serves as a carrier for the semiconductor bodies located in the applied semiconductor bodies
active and passive switching elements is used and that the integrated circuit in one or more
can be accommodated electrically separated semiconductor bodies.
Da nach der vorliegenden Erfindung der oder die Halbleiterkörper auf der Oberfläche des Piezokristall
den einen Kondensatorkontakt des Piezokörpers darstellen, kann durch die Größe dieser
Halbleiterkörper der Kapazitätswert weitgehend bestimmt werden. Ferner ist es bei der vorliegenden
Halbleiterschaltung im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen möglich, mehrere veränderliche Kapazitäten
auf dem Piezokristall unterzubringen, da jeder einzelne Halbleiterkörper zusammen mit dem
Piezokristall und dem Metallkontakt eine veränderliche Kapazität darstellt. Somit können bei der erfindungsgemäßen
Ausbildung der integrierten Schaltung in vorteilhafter Weise durch die Wahl der Größe
und der Dicke der Halbleiterkörper die erforderlichen Kapazitäten hergestellt und abgestimmt werden.
Since, according to the present invention, the semiconductor body or bodies on the surface of the piezo crystal
which represent a capacitor contact of the piezo body, can through the size of this
Semiconductor body the capacitance value can be largely determined. It is also the case with the present
Semiconductor circuit possible in contrast to the known arrangements, several variable capacitances
to accommodate on the piezo crystal, since each individual semiconductor body together with the
Piezo crystal and the metal contact represents a variable capacitance. Thus, in the invention
Formation of the integrated circuit in an advantageous manner through the choice of size
and the thickness of the semiconductor body, the required capacities are produced and matched.
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment.
Die Figur zeigt einen piezoelektrischen Körper 1 mit aufgebrachten Halbleiterkörpern 2, in denen sich
aktive oder passive Schaltelemente 3 in integrierter Form befinden. Der Piezokristall ist an der Seitenfläche
4 und an der gegenüberliegenden Seitenfläche 5 mit elektrischen Kontakten 6 und 7 versehen, von
denen er mit Hilfe von Leitungen 8 und 9 mit den entsprechenden Schaltelementen der integrierten
Schaltung verbunden ist. Die Halbleiterkörper 2 bilden selbst einen elektrischen Kontakt mit dem Piezokristall,
und der andere Kontakt befindet sich an den Seitenflächen 4 oder 5 des Piezokristall oder auf der
dem Halbleiterkörper gegenüberliegenden Fläche 10, die dann ebenfalls metallisiert sein muß.The figure shows a piezoelectric body 1 with applied semiconductor bodies 2, in which
active or passive switching elements 3 are in integrated form. The piezo crystal is on the side surface
4 and provided on the opposite side surface 5 with electrical contacts 6 and 7, of
which he with the help of lines 8 and 9 with the corresponding switching elements of the integrated
Circuit is connected. The semiconductor bodies 2 themselves form an electrical contact with the piezo crystal,
and the other contact is located on the side surfaces 4 or 5 of the piezo crystal or on the
the surface 10 opposite the semiconductor body, which must then also be metallized.