DE2130405A1

DE2130405A1 - Hall-Effekt-Wandlerverfahren und -Vorrichtung

Info

Publication number: DE2130405A1
Application number: DE19712130405
Authority: DE
Inventors: Gota Kano; Hajimu Kawamura; Masumi Takeshima
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1970-06-18
Filing date: 1971-06-18
Publication date: 1971-12-23
Also published as: DE2130405B2; FR2095333B1; FR2095333A1; CA964746A; GB1347574A

Description

PATENTANWÄLTE	2130405
Dipi.-chem. Dr. D. ThoiTisen Dipi.-ing. H.Tiedtke Dlpl.-Chem. G. BÜhlmg Dipl.-Ing. R. ΚίΠΙΊΘ	MÜNCHEN 15 KAISER-LUDWIG-Plate β TEL. 0811/53 0211 53 0212 CABLES: THOPATENT TELEX: FOLQT
Dipi.-ing. W.Weinkauff	FRANKFURT (MAIN) 50 PUCHSHOHL 71 TEL. Ο« 11/51«ββ

Antwort erbatsn nach —Please reply to: 8000 Mönchen 15 13· Juni 1971

Matsushita Electronics Corporation Osaka / Japan

HaIl-Effekt-Wandlerverfahren und -Vorrichtung

Die Erfindung bezieht sich 'auf ein Verfahren 2ur umformung "eines mechanischen Signals in ein elektrisches Signal, das auf der Nutzung eines I^rall-£ffektes basiert. Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Vorrichtung, die zur ÖiircHführung dieses Verfahrens dient.

Ls sind verschiedene Verfahren zum Umformen eines mechanischen Signals in ein elektrisches Signal bekannt einschließlich eines Verfahrens, das einen Piezo-Widerstandseffekt verwendet. Dieser Piezo-Uiderstandseffekt v/ird

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BAD ORIGINAL

MOndltsfl· Abreden, Insbesondere durch Telefon, bedürfen schriftlicher Bestätigung Dresdner Bank (München) Kto. 100108 · Deutsch· Bank (Mönchen) Kto. 21/30238 · Verelntbsnk (München) Kto. SI 389 ■ Hypo-Bank (Manchen) Kto.

bei einem halbleitcnden Kristall beobachtet, dem symmetrische Kristallstrukturen fehlen und in dem eine mechanische Beanspruchung eine änderung des Widerstandes des Kristalls hervorruft. Dafür ist die mechanische Verformung im Kristallaufbau verantwortlich, die durch die mechanische Beanspruchung erzeugt wurde.

Dei einem anderen Verfahren wird ein Effekt ausgenutzt, bei dem die Spannungs-Stromkennwerte ir. einem Fperrvorspannungsbereich eines pn-überganges oder einer Schottky-Sperrschicht durch eine daran angelegte mechanische Beanspruchung geändert werden. Dies ist auf Änderungen der Sperr-Schwellenhöhe in dem Übergang zurückzuführen.

Trotz der vielfältigen Anwendungen, die diese bekannten Methoden-gegenwartig finden, tritt ein Problem in einem relativ niedrigen Wirkungsgrad bei der Wandlung des mechanischen i'n das elektrische Signal auf.

Mit der Erfindung wird daher ein neues Verfahren zur Umwandlung eines mechanischen in ein elektrisches Signal geschaffen.

Ferner wird mit der Erfindung eine hochempfindliche Halbleitervorrichtung geschaffen, die dieses neue Verfahren verwendet,

BAD ORIGfNAL

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,,^«tctniC CIMi ' - '*' \ . '

Das erfindungsgemaße Verfahren Lasiert auf einem neuen Lffekt, der von bestimmten lialblelterkriställen gezeigt wird, in denen Lei Anliegen einer mechanischen Beanspruchung in einer bestimmten Richtung zu den tlalbleiterkristallen und beim Hindurchfließen eir.es Stromes eine Spannung in einer Richtung erzeugt wird, die senkrecht zur Etromrichtung ist. Dieser Effekt unterscheidet sich sov.'ohl von dem Piezo-Uicerstandseffekt als auch dem Schottky-Schwellenhöhen-Knderungseffekt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert*

rig. 1 zeigt ein Diagramm von Leitungsbändern in Silizium im zweidimensionalen k-Haum;

Fig. 2 zeigt eine schaubildliche Ansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des erfinäungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 3 zeigt eine schaubildliche Ansicht eines MOS-FET (Metalloxydhalbleiter-Feldeffekttransistor) zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer abgeänderten Form; und

Fig* 4 zeigt eine Schnittansicht eines Tor-FET (Tor

an einem Leitfähigkeitsübergang) zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer

. 109852/1420 BADORfGiNAt

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v/eiteren abgeänderten Form.

Bei Siliziumkristallen ist zu beobachten, daß die Energiebandstruktur der Träger eine Anzahl an· ellipsoidförmigen Leitungsbändern enthält, die jeweils auf der 100, 010 uncl 001-Kristallachse liegen.

In Fig. 1 sind zur Erläuterung Leitungsbänder in einem zweidimensionalen k-Raum veransehaulicht, worin die

»100- und OlC-Achsen den k -und k -Achsen entsprechen; die y

ellipsoidförmigen Leitungsbänder sind mit Λ, Λ¹ , B und B' beziffert. Ls ist ein anderes Paar Achsen 1 und ^ gegeber., die rechtwinklig zueinander sind und jeweils gegenüber den kj.- und k_v-Achsen geneigt sind.

Wird ein elektrisches Feld E in Richtung der 5"Achse aufgebaut, sind dabei die Ströme in den Dichtungen der S - und ^l -Achsen Ir und I^ folgendermaßen gegeben:

(D

γ> — ±·μ + Lin · \*-l ,

AAB E £

wobei It , Iy, , Ie und Ιη jeweils die J- und Ύ\_ -Achsen]componenten repräsentieren, die von den zu dem ellipsoidförmigen Leitungsband A, A¹, B und B¹ gehörenden Trägern getragen v/erden.

Unter der Annahme, daß das elektrische Feld E so schwach ist, daß die Träger unerregt bleiben, wird cas Energie-

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band symmetrisch gehalten, so daß der Strom Ι™ in der Richtung der Ji -Achse gleich Null ist. Dabei gilt I^ yd, Ιγ, <^O

Wird in diesem Zustand eine mechanische Beanspruchung an den Siliziumkristall angelegt, wird dann darin eine mechanische Verformung erzeugt, die ctie Entartung der Träger innerhalb des Leiterbandes beseitigt. Daher sollen die Energieminima der Leitungsbänder in Übereinstimmung mit der Richtung und der Größe der mechanischen Beanspruchung geändert ä v/erden. Koinzidiert die Richtung der mechanischen Beanspruchung mit aer i^-Achse, nehmen die Energieminima der Leitungsbänder D¹ ab, und andererseits nehmen die Energierainima der Leitungsbänder A und A¹ zu, soweit der Winkel e in den Bereich 0° bis 45° (kleiner als 45°)fällt. In diesem Sustand sind aie Träger in den Leitungsbändern B und B' wieder in die Leitungsbänder Λ und A¹ gesetzt, um das thermische

Gleichgewicht zu erhalten. Dadurch'nimmt der Strom I« ' ab und der Strom Iy zu, so daß der Strom Z₇, einen bestimmten Wert annimmt.

Die mechanische Beanspruchung ergibt somit eine elektromotorische Braft in Richtung der Tr-Achse. Dieser besondere Effekt wird im folgenden als Spannungs-IIalleffekt bezeichnet, da dieser Effekt dem bekannten Hall-Effekt analog ist, wei.n die mechanische Beanspruchung durch das magnetische Feld ersetzt i/ird. Obgleich hier von dem elektrischen Feld E angenommen wird, daß es zur Vereinformung ausreichend schwach

·/ U 2 o ^_{0 ORIOiWAtr}

ist, wird dieser Effekt ebenfalls beobachtet, venn das elektrische Feld E derart stark ist, daß es die Träger "heiß" macht. Es ist nun ersichtlich, daß der Epannungs-Halleffekt von dem Mangel der Symmetrie in der Energiebandstruktur herrührt, der von der darauf ausgeübten mechanischen Beanspruchung herbeigeführt wird. Daher ist aie Richtung der mechanischen Beanspruchung nicht nur auf die Richtungen der C - und v^-Achsen beschränkt, sondern ist auch für andere Richtungen möglich. Für die Richtung des elektrischen Feldes E sind andererseits andere Richtungen zulässig als aie Richtungen der 100-, 010- und 110-Achsen und anderer äquivalenter Achsen. Obgleich die vorhergehende Erläuterung auf den zweidimensionalen k-Raum gerichtet wurde, ist sie auch auf einen dreidimensionalen k-Raum anwendbar.

Obwohl der Spannungs-Halleffekt stattfindet durch Anlegen der mechanischen Beanspruchung in beliebiger Richtung bei Vorhandensein eines elektrischen Feldes in einer von den Richtungen der 100-, 010- und 001-Achsen abweichenden Richtung, ist zu bemerken, daß dieser Effekt durch Auswahl der Richtungen der Beanspruchung und des elektrischen Feldes am wirkungsvollsten gemacht wird.. In einem n-Silziumkristall findet der Spannungs-Ealleffekt am wirkungsvollsten statt, wenn die Richtungen der Beanspruchung und des elektrischen Feldes jeweils mit den 100- und 110-Achsen fluchten. In einem η-Germanium findet dieser Effekt am wirkungsvollsten statt, v/enn die Richtungen der Beanspruchung und des elektrischen Feldes jeweils den 110- und 100-Achsen folgen.

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_ 7 —

IjS tritt jedoch eine Schwierigkeit darin auf, die Beanspruchung und das elektrische Feld in den zuvor beschriebenen Richtungen genau anzulegen, unci daher liegen in gewöhnlicher Praxis die beanspruchung und das elektrische Feld jeweils in den Richtungen der 5 - ^un(ä H "Achsen. Dabei ist die resultierende elektromotorische Kraft V durch die folgende theoretische Formel gegeben:

T 4 Pt —Q

ΐ p sin χ 10

T 4 Pt Q V = O.C14 . -ΐ- p . sin χ 10 ,(3)

wobei ρ = der spezifische Viiderstand (ίλ-cm) des Kristalls, d = die Stärke des Substrats in Richtung der ^-Achse. I = ein durch das Substrat in Richtung der J-Achse fließender Strom.

P = die Stärke der in Richtung der \ -Achse angelegten mechanischen Beanspruchung.

Ls ist ersichtlich, daß dieser Effekt von der Bewegung einer bestimmten Anzahl von Trägern von den Leitungs- ■ bändern B unü L^l in die entgegengesetzten Leitungsbänder A unc A¹ herrührt, wobei die Beweglichkeiten der Träger innerhctlb der Leitungsbänder A und A¹ erhöht ist und zusätzlich die Lnergiebandstruktur asymmetrisch zur £ - oder >£-Achse ist, obwohl sie symmetrisch zu den Richtungen der 100- oder 010-Achse ist. Der Effekt dieser Art wird daher in solchen Werkstoffen gezeigt, deren Energiebandstrukturen asymmetrisch zu einer bestimmten Richtung sind. Zusätzlich zu n-leitfahi- gem Si, Ge sind solche Werkstoffe p-leitfähiges Si, Ge, GaAs,

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InSb, IrAs, GaSb, GaP, AJtAs₂, AflSb, BN, BF und n-leitfähiges GaP. · ;-:,,

Durch Nutzung dieses Effektes ist es mögich, ein mechanisches Signal in ein elektrisches Signal umzuwandeln.

Wird die mechanische Beanspruchung P init einem mechanischen Signal geändert, dann ändert sich der Strom I mit dem mechanischen Signal in über einst immune; mit dem Spann ungs-Halleffekt.. Die Änderung des Stromes I wird durch eine geeignete Einrichtung abgetastet, beispielsweise durch ein Elektrodenpaar, das an dem Kristall anliegt.

Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens. Diese Vorrichtung besitzt ein aus n-Silziura bestehendes Substrat 11, das als rechteckiges Parallelepiped mit drei Paaren von einander gegenüberliegenden Seitenoberflächen gebildet ist, von denen ein erstes und ein zweites Paar Oberflächen jeweils senkrecht zu den 5 - und ^-rÄchsen- liegt, wenn θ=22,5°. Das erste Paar Seitanoberflächen befindet sich im Kontakt mit einem Paar Plattenelektroden 12 und 13, die über Leitungen 15 und 16 an eine Gleichspannungsquelle 14 angeschlossen sind. Das dritte Oberflächenpaar ist mit einem anderen Elektrodenpaar 17 und 18 kontaktiert, das über Leitungen 22 bzw. 23 an ein Anschlußpaar 19 bzw. 21 angeschlossen ist.

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Wird beim Betrieb eine mechanische Kraft P an eine Fläche äes ersten Oberflächenpaares in senkrechter Richtung dazu oder in Richtung der 5 "Achse angelegt und fließt ein Strom I zwischen den Elektroden 12 und 13, dann erscheint eine elektromotorische Kraft V zwischen den /Anschlüssen 19 unü 21. In diesem Sustand ist die elcktromotorsiche Kraft V durch die Gleichung (3) gereben.

Ist beispielsweise P = 100£l-cm, d = 0,001cm, d

1 Ampere und P = 10<
motorische Kraft V= l4u V.

2
I = 0,001 Ampere und P = lOOg/cm , dann beträgt die elektro

Selbst wenn die mechanische Kraft P in Richtung der 5-Achse gerichtet ist, wird wegen der Symmetrie der Kristallstruktur in dem Substrat das gleiche Ergebnis erhalten.

Die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung besitzt eine

größere Empfindlichkeit als eine bekannte Vorrichtung, bei- > spielsweise eine elektromagnetische Hallvorrichtung, und kann daher als Wandler zur Umwandlung eines mechanischen Signals in ein elektrisches Signal verwendet werden. Ferner kann die Vorrichtung dieser Art als im wesentlichen analog einer elektromagnetischen Füllvorrichtung angesehen werden, wenn die mechanische Beanspruchung durch das magnetische Feld ersetzt wird. Daher kann die hier beschriebene Vorrich- "* tung anstelle einer elektromagnetischen Hallvorrichtung verwendet werden, wenn es schwierig oder sogar unerwünscht ist,

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ein magnetisches Feld aufzubauen.

Das erfindungsgeinäße Verfahren kann durchgeführt wer-,, den, indem eine Verrichtung verwendet wird, die einen Aufbau besitzt, der einem Feldeffekttransistor im wesentlichen gleich ist und daher ein Substrat und Quellen-Senken- und Torelektroden besitzt, die mit dem Substrat in Berührung stehen. An diese Elektroden v/erden geeignete Spannungen angelegt, um einen Leitungskanal in dem Substrat zu bilden. Die Leitfähigkeit qder die Breite des Kanals wird weitestgehend durch das Potential an der Torelektrode reguliert. Wird eine mechanische Beanspruchung an das Substrat angelegt, tritt dabei der Spannungs-Iialleffekt darin auf, so daß eine bestimmte Anzahl von Trägern an die Oberfläche des Substrats unter eier Torelektrode bewegt und dann gespeichert wird. Die gespeicherten Träger ändern die Stärke des elektrischen Feldes, das durch das Potential an der Torelektrode aufgebaut wurde, und ändern damit die Leitfähigkeit oder die Weite des Kanals. Die Änderung der mechanischen Belastung führt somit zu einer Änderung des durch den Kanal fließenden Stromes, der als elektrisches Signal aufgenommen werden kann.

Fig. 3 zeigt eine nach dem zuvor beschriebenen Prinzip betreibbare Vorrichtung. Diese Vorrichtung ist in einem MOS-FET gebildet, der ein aus einem η-Silizium gebildetes Substrat 31 besitzt. Dieses Substrat 31 ist als rechteckiges Parallel-

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epipeö mit drei Paaren einander gegenüberliegender Oberflächen gebildet. Das erste und das zweite Paar dieser Oberflächen sind jeweils senkrecht zu den £ - und'fy-Achsen, wenn θ = 22,5° ist. Quellen- und Senkenelektroden 32 und 33 stehen in ohmschem kontakt mit dem ersten. Paar einander gegenüberliegender Oberflächen. Eine Torelektrode 34 ist über einen geeigneten Isolator, beispielsweise Siliziumoxyd, auf einer Fläche des zv/eiten Flächenpaares angeordnet.

Wira beim Betrieb eine vorgewählte Spannung an die ™ Quellen- und Senkenelektroden angelegt, wird ein von der Torelektrode gesteuerter Leitungskanal in dem Substrat aufgebaut. Die Weite dieses Kanals wird geändert, indem das elektrische Potential an der Torelektrode geändert wird, lan cen durch das Substrat fließenden Strom zu steuern.

Wird in diesem Zustand bei aufrechterhalten; Kanal eine mechanische Belastung an das Substrat in einer besti/nrnten Richtung angelegt, beispielsweise in Richtung der ^ -Achse, I dann tritt der Spannungs-Lalleffekt tiarin auf, wodurch eine bestimmte Zoizahl von Prägern in der Cberfläche des Substrats unterhalb der Torelektrode 34 gespeichert werden. Die Uirkung dieser Träger wird der Uirkung der Spannung überlagert, uie an der Torelektrode anliegt, und ändert demzufolge die I/eite des Kanals oder die Leitfähigkeit dieses Substrats.

Die mechanische Belastung kann eine mechanische Biegespannung - bei 35 oder 35* gezeigt - oder eine Druck-

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BAD %

- 12 - 2 Ί 30405

oder Zug-Eelastung - bei 36 und 3G' gezeigt - sein.

In Fig. 4 ist noch eine weitere Form der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Diese Vorrichtung ist in einem LeitfuhigLeitsubergangstor-Feldeffekttransistor gebildet, aer eine Schottky-Sperrschicht aufweist. Diese Vorrichtung besitzt ein n-Silizium-Substrat 31 una Quellen- und Senkenbereiche 32-bzw. 33, die in uem substrat 3.1. durch eins geeignete bekannte Technik, beispielsweise das -Dif fusionsverfahren, gebildet sind. Auf der Oberfläche aes Substrats ist zwischen den Quellen- und Senkanbereichen 32 bzw. 33 eine Torelektrode 34 gebildet, die aus einem geeigneten Metall, beispielsweise- Molybdän, durch Sprühen oder irgendeine andere Technik gebildet ist, wodurch zwischen der Torelektrode 34 und dem Substrat 31 eine Schottky Sperrschicht gebildet wird.

. An diesen Elektroden 32 bis 34 v/erden geeignete elektrische Potentiale aufgebaut, um einen Leitungskanal in dem Substrat 31 zu bilden.

Liegt eine mechanische Belastung in einer bestimmten Richtung, beispielsweise in Richtung der \ -Achse, an dem Substrat 31 an, wir'd eine bestimmte Anzahl an Trägern in der Nähe der Oberfläche des Substrats 31 oder der Torelektrode 34 gespeichert, so daß das sich aus dem Potential an der Torelektrode 34 ergebende elektrische Feld mit den elektrischen Ladungen der gespeicherten Träger geändert wird,

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wodurch clic Weite des Kanals geändert wird. Dadurch wird die Leitfähigkeit des Leitungskanals in dem Substrat 31 mit der änderung der an das Substrat 31 angelegten mechanischen Belastung geändert.

Die mechanische Belastung kann eine Biegebelastung

- mit 35 und 35' gezeigt - oder eine Druck- oder Zügbelastung

- bei 36 und 36' gezeigt - sein.

In- den in den Fig. 3 und 4 gezeigten Vorrichtungen sind die Effekte, die durch die an der Torelektrode anliegende Torspannung herbeigeführt werden und der Spannungs-Halleffekt miteinander überlagert, so daß diese Vorrichtung unter elektrischen und mechanischen Steuerungen arbeiten kann. Es kann hinzugefüc/t werden, daß sogar ein kleines mechanisches Signal in ein ausreichend großes elektrisches Signal durch die hier gezeigte Vorrichtung umgewandelt werden; .kann, die einen inneren Aufbau besitzt, der eine angemes" \

Λ sene Verstärkungseigenschaft liefert.

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Claims

Patentansprüche

( 1.1Verfahren zur Umwandlung eines mechanischen Signals in ein elektrisches Signal, dadurch gekennzeichnet, ciaß man an einen Iialbleiterkristall, bei dem die Energieband·' struktur von Trägern im k-Raum asymmetrisch zu einer ersten Richtung ist, eine Spannung in dieser Richtung zur Bewegung der Träger anliegt, daß man an diesem Kristall eine mechanische Belastung, die dem mechanischen Signal entspricht, in einer zweiten Richtung zur änderung der Beweglichkeiten der Träger in Übereinstimmung mit dem mechanischen Signal anlegt und daß man elektrische Ladungen der in einer dritten Richtung bewegten Träger abnimmt. '

2. Verfahren zum Umwandeln eines mechanischen Signals in ein elektrisches Signal, dadurch gekennzeichnet, daß man ir. einem Halbleiterkristall, bei cem die Energiebandstruktur von Trägern im k-Raum asymmetrisch zu einer ersten Richtung ist, in dieser ersten Richtung einen Leitungskanal mit einer Leitfähigkeit bildet, die mit einem zur Richtung des Kanals senkrechten elektrischen Feld geändert wird, daß man an den Kanal eine Spannung in Richtung des Kanals zur Herbeiführung eines durch ihn führenden Stromes anlegt, daß man an den Kristall eine dem mechanischen Signal entsprechende me^ chanische Belastung in einer weiteren Richtung zur Änderung der Beweglichkeiten der Träger in Übereinstimmung mit dem mechanischen Signal anlegt und daß man eine Änderung des

Stromes ermittelt.

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3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Richtung miteinander koinzindieren.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Richtung rechtwinklig zueinander sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die dritte Richtung rechtwinklig zueinander sind.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kristall aus η-Silizium, p-Silizium, η-Germanium, p-Germanium, p-Galliumarsenidjp-Indiumantimonid, p-Indiumarsenid, p-Galliumantimonidjp-Aluminiumarsenit, p-Aluminiumantimonid, p-Bornitrid, p-rBorphosphorid

oder p- oder n-Galliumphosphorid besteht. jfl

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kristall aus η-Silizium besteht und daß die erste Richtung im Winkel von 22,5 ° zur loo-Achse verläuft und daß die zweite Richtung rechtwinklig zur ersten Richtung ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kristall aus η-Germanium besteht und daß die erste Richtung mit der loo-Achse koinzidiert und daß die zweite Richtung rechtwinklig zur ersten Richtung ist.

·9· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Substrat, das aus η-Silizium, p-Silizium, η-Germanium, p-Germanium oder p-Galliumarsenid besteht und als rechteckiges Parallelepiped gebildet ist mit einem Paar einander,gegenüberliegender Seitenoberflächen, die senkrecht zu einer von den Richtungen der loo-, olo- und ool-Achsen abweichenden Richtung sind, durch ein Paar Elektroden (,12, 13), die mit dem Paar einander gegenüberliegender Seitenoberflächen in ohm'schen Kontakt stehen und jeweils mit einem positiven und einem negativen Anschluß einer elektrischen Energiequelle (I¹O verbunden sind, und durch ein anderes Paar Elektroden (17, 18), die mit den anderen einander gegenüberliegenden Seitenoberflächen des Substrats in ohm'schen Kontakt stehen und über Leiter (22, 23) mit einem Paar Ausgangsanschlüssen (19, 21) verbunden sind. ·

Io. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein Substrat aus η-Silizium, p-Silizium, η-Germanium, p-Germanium oder p-Galliümarsenid₉ durch Quellen-und Senkenelektroden (32, 33), die in Abstand voneinander angeordnet sind und jeweils in ohm'schen Kontakt mit dem Substrat (31) stehen und mit einer elektrischen Energiequelle verbunden sind, wobei sie durch eine Leitungsstrecke mit einander verbunden sind, die in einer Richtung verläuft, die von den Richtungen der loo-, olo- und ool-Kristallachsen abweicht, und durch eine Torelektrode (3¹O, die auf dem Substrat (3D.über eine Isolierschicht angeordnet ist

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- 17 und mit einer elektrischen Energiequelle verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht aus einem Oxyd besteht.

12. Vorrichtung nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht eine in einem pn-übergang gebildete Verarmungsschicht ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht eine in einer Schottky-Sperrschicht gebildete Verarmungsschicht ist.

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