DE2313604C3

DE2313604C3 - Mechanisch-elektrischer Wandler

Info

Publication number: DE2313604C3
Application number: DE19732313604
Authority: DE
Inventors: Masanobu Kyoto Koide; Shigeru Kyoto Tanimura; Nobuyuki Takatsuki Osaka Yamamura
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1972-03-21
Filing date: 1973-03-19
Publication date: 1979-09-06
Also published as: GB1418519A; JPS4896088A; CA959975A; DE2313604A1; IT981527B; DE2313604B2; FR2180687B1; FR2180687A1; JPS5317031B2

Description

Die Erfindung betrifft einen mechanisch-elektrischen Wandler mit einem halbleitenden Substrat, auf dessen einer Hauptoberfläche eine Zinnoxydschicht angeordnet ist, die mit dem Halbleitersubstrat eine gleichrich- tende Grenzschicht bildet, bei dem auf der Zinnoxydschicht eine Einrichtung zur Druckübertragung auf diese Zinnoxydschicht angeordnet ist

Ein mechanisch-elektrischer Wandler dieser Art ist Gegenstand des älteren deutschen Patents 21 09 418. Dabei kann auf der Zinnoxydschicht auch ein lichtundurchlässiger Schutzfilm angeordnet sein.

Verschiedene Typen von mechanisch-elektrischen Wandlern sind bekannt. Die DE-AS 19 13 113 beinhaltet ein druckempfindliches Halbleiterbauelement, bei dem der Druck auf eine Metallelektrode ausgeübt wird, die auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist und mit diesem eine Schottky-Sperrschicht bildet Die Oberfläche des Halbleiiterkörpers besitzt dabei eine Vielzahl von Mesa-Vorsprüngen, auf der der Druckgeber ruht Die DE-AS 12 39 871 beinhaltet des weiteren ein druckempfindliches Halbleiterbauelement, bei dem direkt auf einen pn-Übergang ein Druck ausgeübt wird, wobei eine an diesen pn-Übergang angrenzende Halbleiterzone gleichzeitig die Kollektorzone eines Transistors darstellt

Durch die DE-PS 8 15 493 ist des weiteren ein mechanisch-elektrischer Wandler mit einem Spitzentransistor bekanntgeworden, bei dem Kugeln zur Druckübertragung Verwendung finden.

Diese mechanisch-e{--fiJctrischen Wandler haben jedoch eine große Schwankung ihrer Druckempfindlichkeit, die darüber hinaus nur gering ist Die Empfindlichkeiten sind in aller Regel nicht linear.

Des weiteren ist durch die DE-OS 20 47 175 ein Halbleiterbauelement mit einer Zinnoxydschicht auf einer Halbleitersubstratfläche bekanntgeworden, bei dem die Zinnoxydschicht auf dem Halbleitersubstrat, das z. B. Silicium sein kann, mittels Pyrolyse in einer Sauerstoffatmosphäre abgeschieden wurde, wobei eine gleichrichtende Sperrschicht mit photoelektrischer Empfindlichkeit zwischen den Schichten entsteht. Die derart gebildete Sperrschicht ist wahrscheinlich eine Schottky-Sperrschicht, die in ihrer gleichrichtenden Charakteristik genau einem pn-Übergang gleicht Ein solches Bauelement kann als Gleichrichter oder als Photoelement Verwendung finden, da eine Zinnoxydschicht transparent und leitend ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mechanisch-elektrischen Wandler der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der gegenüber den bekannten Wandlern eine verbesserte Druckempfindlichkeit-Charakteristik besitzt.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß zwischen der Zinnoxydschicht und dem Substrat im Bereich der Grenzschicht eine Isolierschicht von 1,5 nm bis 8 nm Dicke angeordnet ist. Der hervorstechende Vorteil des erfindungsgemäßen Wandlers besteht darin, daß er gegenüber den Wandlern des Standes der Technik eine ausgezeichnete, verbesserte Druckempfindlichkeit-Charakteristik aufweist und deshalb in hohem Maße für Anwendungen, wie z. B. als akustischer Abnehmer, geeignet ist. Höchst vorteilhaft ist der Sperrstrom des erfindungsgemäßen Wandlers direkt proportional zur auf das Halbleitersubstrat aufgebrachten Kraft.

Bevorzugte Weiterbildungen vorliegender Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht eines mechanisch-elektrischen Wandlers,

Fig.2 eine Apparatur zur Herstellung des Wandlers gemäß Fig. 1,

Fig.3 eine Querschnittsansicht eines mechanischelektrischen Wandlers,

F i g. 4 in grafischer Darstellung einen Vergleich der Charakteristiken eines Wandlers gemäß der Erfindung mit bekannten Wandlern des Standes der Technik,

Fig.5 in grafischer Darstellung einen weiteren Vergleich der Charakteristiken eines Wandlers gemäß der Erfindung mit bekannten Wandlern des Standes der Technik,

Fig.6 eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen der Dicke der SiOrSchicht des Wandlers und des Sperrstromes,

F i g. 7 in grafischer Darstellung die Abhängigkeit der Durchbruchspannung in Sperrichtung von der Dicke der SiOrSchicht,

F i g. 8 ein Schaubild zur Darstellung der mechanischelektrischen Charakteristik des Wandlers gemäß F i g. 1 mit verschiedenen Werten der Dicke der SnO2-Schicht als Parameter,

Fig.9 in grafischer Darstellung eine Beziehung zwischen dem Sperrstrom und der Dicke der SiOr Schicht mit verschiedenen Druckwerten als Parameter,

Fig. 10 in grafischer Darstellung eine Beziehung zwischen dem Sperrstrom, normiert auf den druckfreien Zustand und der Dicke der SiOrSchicht mit verschiedenen Druckwerten als Parameter,

F i g. 11 einen Querschnitt eines Wandlers eines anderen Ausführungsbeispiels gemäß vorliegender Erfindung,

Fig. 12 einen vergrößerten Querschnitt eines Teils, an dem die druckaufbringende Einrichtung in Kontakt mit der Halbleiteranordnung ist,

Fig. 13 in grafischer Darstellung einen Vergleich der mechanisch-elektrischen Charakteristik des Wandlers gemäß F i g. 12 mit denjenigen gemäß Fig. 1,

Fig. 14 eine vergrößerte, perspektivische Ansicht eines Teils eines Wandlers nach einem weiteren Ausführungsbeispiel mit Rillen in Gestalt eines Gitters und

Fig. 15 ein Querschnitt durch einen Wandler eines weiteren Ausführungsbeispiels.

In allen diesen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen die gleichen Teile.

Betrachtet man nun Fig. 1, so ist dort ein schematischer Querschnitt eines meciianisch-elektrischen Wandlers abgebildet. Der gezeigte Wandler umfaßt eine Halbleiteranordnung 100 und eine Einrichtung 10 zur Druckaufbringung auf die Halbleiteranordnung.

Die Anordnung 100 umfaßt ein Silicium-Einkristallsubstrat vom Γ !-Typ mit einen, spezifischen Widerstand von 1 Ohm cm, eine Schicht 2 von Siliciurndioxyd (S1O2), die auf dem Substrat I gebildet ist und eine Schicht 3 von Zinnoxyd (SnO2), die auf die Siliziumdioxyd-Schicht 2 abgelagert ist. Die gezeigte Halbleiteranordnung umfaßt des weiteren eine Metallelektrode 4, die auf der SnO2-Schicht 3 gebildet ist, eine weitere Metallelektrode 5, die auf dem Substrat 1 gebildet ist und Stromanschlüsse, einschließlich eines Amperemeter 7 und eine Spannungsquelle 6 zur Erzeugung Jer Sperrvorspannung, angeschlossen an die beiden Enden der Elektroden 4 und 5.

Eine druckaufbringende Nadel 10 ist derart angeordnet daß die Spitze derselben in Kontakt mit der Oberfläche der Zinnoxydschicht 3 steht. Die Drucknadel 10 ist in bekannter Weise mit einer mechanischen, geeichten Kraft- oder Druckquelle verbunden. Als Drucknadel 10 wurde ein Glasstab mit einem Verrundungsradius der Spitze von ungefähr 100 μπ) verwendet. Alternativ kann ein Sub aus anderem Material wie z. B. Metall oder auch in verschiedener Form verwendet werden.

Die Dicke der Siliciumdioxyd-Schicht ist zwischen 1,5 nm und 8nm gewählt, was nachfolgend genauer beschrieben werden soll. Die SnO2-Schicht der Halbleiteranordnung ist so gewählt, daß sie gut leitend ist und selbst einen Halbleiter vom N-Typ darstellt Die

in Leitfähigkeit dieser SnOrSchicht liegt in der Nähe der Leitfähigkeit eines Metalls, ungefähr bei 10²⁰ Atome/cm³ ausgedrückt als freie Elektronenkonzentration. Die SnO2-Schicht 2 vom N-Typ kann durch eine schnelle chemische Reaktion gewonnen werden, bei der SnO2 ausfällt. Das ist wahrscheinlich durch den Überschuß an Metall oder Mangel an Sauerstoff zu erklären, was aus der Schnelligkeit des Fortschreitens der Reaktion herrührt.

In Fig.2 ist eine bevorzugte Anordnung einer

2<) Apparatur zur Herstellung der Halbleiteranordnung gemäß F i g. 1 gezeigt. Die abgebildete Apparatur umfaßt ein Quarzheizrohr 21, das von einem elektrischen Erhitzer 22 umgeben ist, der die Reaktionszone des Heizrohres kontrolliert zwischen 400°C und 700⁰C

;>■> zu erhitzen im Stande ist Drei Zuführungen 11, 18 und 15 sind mit einer Endwand 25 des Heizrohres 21 verbunden. Die Leitung 11 dient zur Zuführung eines oxydierenden Gases, wie z. B. Sauerstoff, Luft oder einer Mischung von Sauerstoff und Stickstoff in das Heizrohr

in 21 hii ein und ist über einen Absperrhahn 29, ein Koiitrollventil 13 und einen Durchflußmesser 12 mit einer das oxydierende Gas enthaltenden Quelle, wie es durch einen Pfeil a angezeigt ist, verbunden. Die Zuleitung 18 wird zur Zuführung von Wasserdampf /"in

r> die Röhre 21 benutzt und ist über einen Absperrhahn 30 an einen Verdampfer 17 angeschlossen, der Wasser e enthält. Die Zuführung 15 wird zur Zuleitung einer Gasmischung c/von Dimethylzinndichloriddampf cund eines Inertgases a' in das Heizrohr 21 benutzt und ist

4i) über ein Kontrollventil 16 mit einem Verdampfer 14 verbunden, der flüssiges Dimeihylzinndichlorid (CHj)₂(SnCI₂) b enthält. Beide Verdampfer 17 und 14 sind in ein öl k eines Ölbades 19 getaucht, so daß beide Verdampfer kontrolliert zwischen 110⁰C und 150⁰C

r> mittels eines nicht gezeigten Erhitzers erhitzt werden können. Eine Zuführung 11', die mit dem Verdampfer 14 an einem Ende in Verbindung steht und teilweise in das Öl h des Ölbades 19 getaucht ist, ist über einen Absperrhahn 29', ein Kontrollventil 13' und ein

Vi Flußmeter 12' an eine Inertgas-Quelle angeschlossen, wie es ein Pfeil a'in der Figur zeigt. Das andere Ende des Heizrohres 21 ist durch eine Kappe 26 verschlossen, so daß das innerhalb des Heizrohres 21 befindliche Gas gezwungen ist, durch einen Gasaustrittsstutzpp. 27 nvii

v> vorgegebener Ausströmgeschwindigkeit (Pfeil gj auszutreten. Ein Quarzträger 23, auf dem ein Siliciumplättchen 1 gemäß F i g. 1 plaziert ist, ist in der Reaktionszone des Heizrohres 21 mgeordnet.
In Vorbereitung der Herstellung der Halbleiteranord-

M) nung wird ein N-Siliciumplättchen J, das physikalisch oder chemisch so behandelt worden ist, de 3 es eine spiegelglänzende oder, sollte es gewünschterweise der Fall sein, eine rauhe Oberfläche besitzt, mittels einer verdünnten Lösung vor, Flußsä'jre(HF), gewaschen, um

hi einen Siliciumdioxyd-Film zu entfernen, der sich womöglich auf der Hauptoberfläche des Plättchens 1 gebildet haben könnte. Das Plättchen 1 wird dann auf den Träger 2? plaziert und in das Quarzheizrohr 21

eingeführt, so daß es in der Reaktionszone des Heizrohres 21 zu liegen kommt, wie es in F i g. 2 gezeigt ist. Das Siliziumplättchen 1 wird dann mittels der elektrischen Heizung 22 auf 400 bis 600⁰C erhitzt, vorzugsweise auf 520°C.

Wenn das Siliciumplättchen 1 die genannte Temperatur erreicht hat, werden das Ventil 13 und der Absperrhahn 29 und 30 geöffnet, so daß das oxydierende Gas a und der Dampf f durch die Zuleitungen 11 bzw. 18 in das Heizrohr 21 eintreiien können, um dort eine oxydierende Atmosphäre innerhalb drr Reaktionszone zu erzeugen. Während das iiliciumplältchcn 1 der oxydierenden Atmosphäre z. B. 5 Minuten lang unterworfen wird, wird eine Siliciumdioxyd-Schicht 2 von 2 nm Dicke auf der Oberfläche des Plättchens 1 gebildet, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Die Dicke der Siliciumdioxyd-Schicht wird wie gewünscht kontrolliert ausgewählt innerhalb eines Bereiches zwischen 1,5 nm und 8 nm, z. B. als eine Funktion der Zeit, innerhalb der das Plättchen dieser oxydierenden Atmosphäre unterworfen ist. jedoch sollte zur Herstellung einer Siliciumdioxyd-Schicht. die dicker als 5 nm ist, die Temperatur des Heizrohres auf ungefähr 700"C erhöht werden, um so die erforderliche Zeitspanne ;?ur Bildung der Siliciumdioxyd-Schicht von gewünschter Dicke zu reduzieren ohne eine substantielle Änderung der Qualität dieser Schicht. Die Auswahl der Dicke der SiO₂-Schicht wird genauer im folgenden b.scluieben: Wenn die SiOj-Schicht von gewünschter Dicke auf der Oberfläche des Plättchens gebildet ist, werden das Ventil 13' und der Absperrhahn 29' geöffnet, so daß ein inertes Trägergas a'durch die Zuführung W in den Verdampfer 14 geleitet wird, der Dimethylzinndichlorid b enthält. Wie es in F i g. 2 gezeigt ist, wird das Inertgas a'auf eine bestimmte Temperatur vorerhitzt, wenn es durch einen bestimmten Teil der Zuführung 11' strömt, der in das Ölbad 19 eintaucht. Das Ölbad 19 wird mittels eines nicht abgebildeten Erhitzers erhitzt, so daß das öl Λ auf eine Temperatur zwischen 110°C und 150"C vorzugsweise 135°C erhitzt ist. Folglich wird der Verdampfer 14 ebenfalls erhitzt, um einen Dimethylzinndichloriddampf darin zu erzeugen. Der innerhalb des Verdampfers 14 befindliche Dimethylzinndichloriddampf wird danach zusammen mit dem Trägergas a", das durch den Verdampfer strömt in das Heizrohr 21 geleitet, wobei der Druck innerhalb des Heizrohres gewöhnlich durch eine nicht gezeigte Vakuumpumpe reduziert wird, die an dem Gasauslaßstutzen 27 angeschlossen ist. Gleichzeitig mit der Zuführung der Gasmischung d wird Wasserdampf f. wenn nötig, in das Heizrohr eingeleitet. Es wurde gefunden, daß die zusätzliche Zuführung von Wasserdampf in das Heizrohr während der Abscheidung der Zinnoxyd-Schicht die erforderliche Zeit zur Abscheidung desselben von bestimmter Dicke verringert ohne eine grundsätzliche Änderung der Qualität der Schicht zu bewirken. In der Reaktionszone unterliegen O2 und (CH2)2 SnCl₂ des Mischgases d einer Pyrolyse- und Oxydationsreaktion, wodurch eine Schicht von Zinndioxyd fest auf dem Siliciumdioxyd-Film 2 auf der Oberfläche des Siliciumplättchens 1 abgeschieden wird. Die so hergestellte Querschnittsstruktur der SnO2-Si()2-Si-Anordnung ist in F i g. 1 gezeigt

Diese Verfahrensreaktion kann durch folgende Gleichung geschrieben werden:

(CH₃^SnCI₂ + O₂- SnO₂ + 2CH₃CI
Die auf diese Weise entstandene Zinnoxydschicht ist von hoher optischer Durchlässigkeit, seine Transmis sionsrate ist höher als 80—90% für Licht von einei Wellenlänge von 400 ηιμ bis 800 mu_ Die Schicht is· ebenfalls hochleitend. Falls es gewünscht wird, kann di< > Leitfähigkeit jedoch noch weiter erhöht werder (Verminderung des Widerstandes) durch Einführer einer kleinen Menge von Antimontrichlorid (SbCIj) ir die Dimethyl-Zinndichlorid-Lösung b.

Es wurde gefunden, daß ein N-Siliciumhalbleiter eir

ι« geeignetes Material zur Verwendung als Subst!*i ist Jedoch kann ebenso eine Halbleiteranordnung mi Gleichrichtercharakteristik mittels Anwendung eine: P-Siliciumhalbleiters hergestellt werden. Bei Benutzung von P-Material wurde jedoch gefunden, ijaß <ül

ι ί Reaktion des Niederschlages des SnO? vorzugsweise be einer etwas höheren Temperatur durchzuführen ist oder die Hitzebehandlung bei einer obengenannter geeigneten Reaktionstemperatur /.us SnO₂-AblaEerunt durchzuführen ist. Es wurde gefunden, daß Anordnun

.'Ii gen von gleicher Gleichrichtercharakteristik rbensc mittels Gr oder GaAs als Substratmaterial hergestell werden können. Es wurde des weiteren gefunden, dat Si₃Ni oder GeO₂ an Stelle von S1O2 als Isolierschicht zwivben der Zinndioxydschicht und dem Halbleitersub

Ji strat verwendet werden können.

F i g. 3 zeigt einen Querschnitt durch einen mecha nivh-elektrischen Wandler eines bevorzugten Ausfüh rungsbeispiels gemäß vorliegender Erfindung. Dei gezeigte Wandler umfaßt eine Schicht 2' von elektrisch

in isolierendem Material, wie z. B. Siliciumdioxyd vor ausreichender Dicke, so z. B. 0,6 μπ?.. <.irr auf einem Tei der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates 1 gebildei ist, eine weitere Schicht 2 von isolierendem Material wie z. B. Siliciumdioxyd einer Dicke von 1,5 nm — 8 nm

r, gebildet auf einer Fläche des genannten Halbleitersub strates 1 innerhalb einer durch den Film 2' definierten Fläche, und eine Zinnoxyd-Schicht 3, die auf der Schichi 2 und 2' aufgebracht ist und eine gieiviirkhienue Sperrschicht zwischen dem Halbleitersubstrat 1 und dem Zinnoxydfilm bildet. Die derart gebildete Sperrschicht wird durch die Isolierschicht 2' begrenzt, wobei die Sperrschicht nicht freiliegt, wodurch eine ausgezeichnete Charakteristik der Wandler sichergestellt ist. Die folgenden verschiedenen Charakteristiken wur-

■r. den durch die Verwendung eines Silicium-Einkristalls vom N-Typ mit einer Fläche von 2 mm² und einer Dicke von 200 μπι und einer Zinnoxydschicht von 1 mm Durchmesser und einer Dicke von 0,6 μπι erhalten.

Fig.4 zeigt in graphischer Darstellung einen

■>» Vergleich der Charakteristik eines Wandlers e^er SnO₂-SiO₂-Halbleiteranordnungsstniktur, gemäß vorliegender Erfindung mit einem Halbleiterbauelement bestehend aus SnO2-Si-Anordnungsstruktur gemäß der DE-OS 20 47 175. Die Kurve C von Fig.4 stellt die

5ί gleichrichtende Charakteristik des erfmdungsgemäßen Wandlers dar, die Kurven A und B repräsentieren die Gleichrichtercharakteristik der bekannten Bauelemente, beide unter Abwesenheit von Licht und mechanischer Energie auf den Bauelementen. Die Kurve A

bo wurde erhalten durch die Benutzung einer Anordnung, bei der die gebildete Siliciumdioxyd-Schicht zwischen dem Zinnoxydfilm und dem Siliciumsubstrat eliminiert wurde, die Kurve B wurde erhalten mittels einer Anordnung, bei der keine besonderen derartigen

f>% Vorkehrungen getroffen wurden. Wie aus den Kurven des Schaubildes zu entnehmen ist, ist der Sperrstrom oder Dunkelstrom des erfindungsgemäßen Wandlers, verglichen mit den bekannten Bauelementen stark

verkleinert.

Fig.5 ist eine graphische Darstellung eines weiteren Vergleiches des erfindungsgemäßen Wandlers mit denen der genannten, bekannten Bauelemente und /war ein Vergleich in statistischer Weise. In dem Schaubild ist auf der Ordinate die relative Häufigkeit aufgetragen. v/äk'jnd auf der Abszisse die Durchbruchspannung in Sperrichtung aufgetragen ist. Die Kurve C" dieses Schaubildes zeigt eine statistische Verteilung der Durchbruchspannung in Sperrichtung eines Wandlers gemäß vorliegender Erfindung, während die Kurven A' und B' die Verteilung von bekannten Elauelementen /.eigen. Wiederum wurde die Kurve A durch Benutzen einer Anordnung erhalten, bei der die Silkiiimdioxyd-Schicht zwischen der Zinnoxyd-Schicht und dem Siliciumsubstrat entfernt wurde, die Kurve B' wurde erhalten durch Benutzen einer Vorrichtung, bei der einen anwuchsenden Sperrstrom zeigt, im Falle, wenn die Dicke der Siliciumdioxydschicht aus einem besonderen Bereich ausgewählt wird, besonders, wenn ein Verhältnis des Sperrstromes, normiert auf die Drucklosigkeit, in Abhängigkeit von der Dicke der Schicht ausgewählt wird, die bis zu einem spezifischen Wert anwächst.

Betrachtet man nun F i g. 8, so zeigt das Schaubild die Druck-Sperrstromcharakteristik in Abhängigkeit von der Last eines Wandlers gemäß F i g. I mit verschiedenen Werten der Dicke des SnOi-Filmes als Parameter. Genauer ausgedrückt zeigt dieses Schaubild die Druck-Sperrstromcharakteristik des genannten Wandlers, wenn eine Sperrspannung von 5 Volt zwischen die Elektroden 4 und 5 gelegt ist. Es ist offensichtlich aus den Kurven des Schaubildes abzulesen, daß der Wandler sehr zufriedenstellend in seiner Empfindlich-

ntllll. UtI dl UgL LfHIdIIUIUIIg VWI gttHJHIItlCtf WlIIUCfI WdI.

Wie aus dem Schaubild ersichtlich ist, sind die Wandler gemäß der vorliegenden Erfindung sehr gleichmäßig bezüglich mrer Durchbruchspannung in Sperrichtung, wohingegen diese Spannung bei bekannten Bauelementen weit gestreut ist.

F i g. 6 zeigt in graphischer Darstellung die Beziehung des Sperrstromes in Abhängigkeit von der Dicke der Siliciumdioxydschicht, wobei auf den Wandler weder Licht noch mechanische Energie aufgegeben ist. Wie aus dem Schaubild ersichtlich ist, ist der Sperrstrom um so geringer, je dicker die Siliciumdioxydschicht ausgebildet ist; besonders nimmt der Sperrstrom dann rapide ab, wenn die Dicke der Siliciumdioxydschichl von ungefähr 2 nm bis ungefähr 6 nm anwächst. Es wurde gefunden, daß bei einem Anwachsen der Dicke der Siliciumdioxydschicht über ungefähr 50 nm der Sperrstrom demzufolge vollständig auf 0 reduziert wird.

F i g. 7 zeigt in graphischer Darstellung die Abhängigkeit der Durchbruchspannung in Sperrichtung von der Dicke der Siliciumdioxydschicht in dem Falle, daß weder Licht noch mechanische Energie auf dieselbe aufgebracht wird, Wie aus dem Schaubild von F i g. 7 zu entnehmen ist und im Gegensatz zum Schaubild von Fig. 6, wird die Durchbruchspannung in Sperrichtung umso größer, je dicker die Siliciumdioxydschicht ausgebildet ist, und gleicherweise wie die Dicke der Siliciumdioxydschicht von ungefähr 2 nm bis zu b nm anwächst, nimmt die Durchbruchspannung in Sperrichtung ziemlich schnell zu. Vermutlich resultiert die Änderung der Durchbruchspannung in Sperrichtung, die von der Dicke der Siliciumdioxydschicht abhängt, von der Tatsache her, daß die Siliciumdioxydschicht 2 bei zunehmender Dicke in zunehmendem Maße als Isolierschicht wirkt. Auf der anderen Seite neigt eine Siliciumdioxydschicht zunehmender Dicke dazu, die Gleichrichtercharakteristik der Anordnung zu verschlechtern und die Fotoempfindlichkeit des Wandlers zu verringern.

Es sei wiederholt, daß in der vorangegangenen Diskussion der verschiedenen Charakteristiken und Besonderheiten des erfindungsgemäßen Wandlers keinerlei Druck auf dieselbe aufgegeben wurde. Überraschenderweise wurde gefunden, daß ein überschlägig linear proportionales Verhältnis zwischen der durch Druck mittels der Nadel 10 aufgebrachten mechanischen Kraft auf die Grenzsehicht und dem Sperrstrom durch die Halbleiteranordnung existiert, wenn die Spannung der Spannungsquelle 6 einen bestimmten Wert beträgt. Es wurde weiterhin entdeckt, daß der erfindungsgemäße Wandler bei Aufbringen von Druck RCIl 131 UMU CHIC ICIdUV gUlC 1.lilfill lldl UCSIItI.

es ratsam ist, die Drucknadel nahe dem Zentrum der Sperrschicht, die durch das Substrat t und den Zinnoxydfilm 3 gebildet ist, anzusetzen, gibt es einen weiten Bereich der Wahl ihrer Lokalisation.

Fig. 9 zeigt in graphischer Darstellung eine Beziehung des Sperrstromes in Abhängigkeit von der Dicke der SiOrSchicht, die mit einer Sperrspannung von 5 Volt beaufschlagt ist, in dem Fall, wenn der Wandler einem Druck ausgesetzt ist, der verschiedene Werte durchläuft, so z. B. 5, 10, 20, 30 und 50 Gramm, was in Fig. 9 als Parameter dargestellt ist. Auf der Ordinate dieses Schaubildes ist der Sperrstrom in μ-Α aufgetragen, während auf der Abszisse die Dicke der Siliciumdioxydschicht in nm aufgetragen ist. Wie aus dem Schaubild zu entnehmen ist, zeigt der erfindungsgemäße Wandler eine anwachsende Sperrstromcharakteristik, vorausgesetzt daß die Dicke der Siliciumdioxydschicht kleiner als ein spezifischer Wert von ungefähr 8 nm gewählt ist. Es sei bemerkt, daß. je dünner die Dicke des Siliciumdioxydfilmes gewählt ist, um so höher der Sperrstrom wird und daß diese Tendenz mit anwachsendem Druck bemerkenswert ist.

Fig. 10 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Verhältnis des Sperrstromes unter Druck normiert auf Drucklosigkeit und der Dicke der SiO2-Schicht des Wandlers, wenn an diesen eine Sperrspannung von 5 Volt angelegt ist, und zwar mit verschiedenen Druckwerten als Parameter, so z. B. 5,10, 20, 30, 40 und 50 Gramm. Auf der Ordinate des Schaubildes ist das Verhältnis (l/i) des Sperrstromes unter Druck normiert auf den drucklosen Zustand aufgetragen, während auf der Abszisse die Dicke der Siliciumdioxydschicht aufgetragen ist. Wie aus dem Schaubild zu entnehmen ist, zeigt der erfindungsgemäße Wandler eine Druckverhältnischarakteristik, unter der Voraussetzung, daß die Dicke der SiO2-Schicht innerhalb von 1,5 nm bis 8 nm gewählt wird, und im besonderen zwischen 2 nm bis 4 nm. Es sei wiederholt, daß, wie bezüglich der F i g. 6 und 7 hervorgehoben wurde, wenn die Dicke des Siliciumdioxydfilmes von ungefähr 2 nm bis ungefähr 6 nm anwächst, der Sperrstrom sich rapide vermindert und die Durchbruchspannung in Sperrichtung ziemlich rapide höher wird. Berücksichtigt man diese Betrachtung bei den oben genannten Tatsachen, so ist es empfehlenswert, die Dicke des SiO2-Filmes zwischen 1.5 nm und 8 nm zu wählen und im besonderen ist es empfehlenswert die Dicke zwischen 1,5 nm bis 6 nm oder zwischen 2 nm bis 6 nm zu wählen, am besten jedoch ist der Bereich zwischen 2 nm bis 4 nm.

in der vorangegangenen Beschreibung der Herstellung des Wandlers bezüglich Fig. 2, wurde die Siliciumdioxydschicht, die durch natürliche Oxydation gebildet worden war, vollständig durch den Gebrauch einer FluQsäurelösung entfernt, bevor die Siliciumdioxydschicht anschließend wiederum gebildet wurde. Der Grund des Fntfernens der natürlich gebildeten Siliciumdioxydschichi liegt darin, die Herstellung einer kontrollierten Dicke der Siliciumdioxydschicht zu erleichtern.

Genauer gesagt, ist die Dicke der auf natürliche Art und Weise entstandenen Siliciumdioxydschicht auf dem Siliciumplätlchen verschieden oder die Oberfläche ist nicht gleichförmig, was von der Zeitspanne abhängt, die nach dem Schneiden und Polieren des Plättchens verstrichen ist und was des weiteren von Umgebungsbedingungen abhängt, denen das Plättchen ausgesetzt ist, usw. Deshalb macht die Bildung des auf natürliche Art und Weise entstandenen üiüciumdioxydfümes auf dem Plättchen die resultierende Siliciumdioxydschicht uneben, bezüglich Dicke und Qualität, was sich in einem Mangel an Gleichförmigkeit der Sperrspannungscharakteristik, des Sperrstromes und der Durchbruchspannung in Sperrichtung etc. zeigt. Im Gegenteil dazu elimeniert die obengenannte Vorbehandlung bezüglich der Entfernung der unerwünschten Siliciumdioxydschicht derartige Probleme und verbessert die Ausbeuterate bei der Herstellung. Jedoch muß die natürlich entstandene Siliciumdioxydschicht nicht vollständig entfernt werden. Wenn die Schicht als Ergebnis der genannten Vorbehandlung eine gleichmäßige Dicke aufweist, so kann dieser Film als Teil der nachfolgend aufgebrachten Siliciumdioxydschicht dienen, die durch genau kontrollierte Oxydationsbedingungen mittels eines oxydierenden Gases a, der Temperatur und der Oxydationszeit hergestellt wird.

Fig. Il zeigt einen Querschnitt durch einen Wandler eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß vorliegender Erfindung, wobei eine druckausübende Kugel 10' an Stelle der Drucknadel 10 verwendet wird. Wie es in F i g. 1 zu sehen ist, kann der mit der Drucknadel 10 auf die Sperrschicht aufgebrachte Druck variieren gemäß der Richtung des Vektors der mechanischen Kraft, die auf die Drucknadel 10 aufgebracht ist. Gemäß der Ausführung von F i g. 11 jedoch ist die druckaufbringende Kugel 10' im Stande zu rollen und deshalb kann der Druck senkrecht zur Oberfläche der Zinnoxydschicht aufgebracht werden, wo die Kugel in Kontakt mit der Zinnoxydoberfläche steht, selbst wenn die Richtung der mechanischen Kraft, die auf die Druckkugel 10' aufgebracht ist, nicht senkrecht zur Zinnoxydoberfläche sein sollte.

Die in Fig. 8 gezeigte Charakteristik stammt von einem Ausführungsbeispiel, in der die Oberfläche des Substrates der Halbleiteranordnung des Wandlers gemäß Fig.! spiegelpoliert ist. In der Tat ist eine spiegelpolierte Oberfläche des Substrates wünschenswert. Es wurde jedoch gefunden, daß es auch wünschenswert sein kann, die Substratoberfläche des Wandlers rauh oder uneben zu belassen.

In Fig. 12 ist ein erläuternder und vergrößerter Querschnitt der Fläche eines Ausführungsbeispieles abgebildet, auf der die Drucknadel steht, wobei die Substratoberfläche des Wandlers gemäß F i g. I rauh oder uneben gelassen worden ist. Eine ! lauptoberflächc des halbleitenden Substrates 1 ist voller Unebentr ^;ten und die Siliciumdioxydschicht 2 und die Zinnoxydschicht 3 sind auf dieser unebenen Oberfläche abgelagert.

Deshalb kommt die Drucknadel mit erhöhten Teilen der Zinnoxydschicht 3 in Kontakt, wenn diese Drucknadel 10, oder ein anderes Druckglied, mit einem Abrundungsradius an der Spitze von 300 μιη angewandt wird, um auf der Zinnoxydschicht 3 Druck auszuüben. Wenn ein Druck auf die Drucknadel 10 ausgeübt wird, so wird eine mechanische Deformalion in einem Teil der Zinnoxydschicht 3 und des Halbleitersubstrates 1 verursacht, und diese Deformation hat einen Einfluß auf die obengenannte Sperrschicht, was als eine Änderung des .Sperrstromes durch die Sperrschicht mit einem geeigneten Anzeigegerät, wie /.. B. einem Amperemeter 7, angezeigt werden kann, wobei das Amperemeter in Serie mit der Sperrspannungsquelle 6 gemäß F i g. I geschaltet ist.

Es wurde gefunden, daß der Wandler gemäß Fig. 12, in dem die oben genannte Konstruktion angewendet ist. durch seine bemerkenswerte verbesserte druckempfindliche Charakteristik ausgezeichnet war.

Fig. 13 zeigt in graphischer Darstellung eine Änderung des Sperrstromes gegenüber der aufgebrachten Last, bernessen entsprechend dem Wandler von Fig. 12, bei der für die Dicke der SnOt-Schichi 2 nm gewählt wurde. In diesem Schaubild ist die Kurve A eine Kurve der Druckempfindlichkeit eines Ausführungsbeispieles mit einer spiegelpolierten Oberfläche, was sich auf Fig. 1 bezieht, während die Kurve B eine Charakteristik eines Wandlers gemäß Fig. 12 zeigt.

Bei dem Wandler mit der spiegelpolierten Substratoberfläche werden die Siliciumdioxydschicht und die Zinnoxydschicht auf der spiegelpolierten Hauptoberfläche des Hallileitersubstrates niedergeschlagen, sowie normalerweise bei einem gewöhnlichen Halbleiterbauelement wie einem Diffusionstransistor verfahren wird. Im Gegensatz da/u sind keine komplizierten Verfahren notwendig, um eine Unebenheit des Halbleitersubstrates, gemäß dem Wandler von Fig. 12 zu erzeugen.

Während normalerweise das Halbleitersubstrat, das in einem Diffusions-Halbleiterbauelement verwendet wird, eine spiegelpolierte Oberfläche nach dem Läppen besitzt, kann das Halbleitersubstrat gemäE dem Ausführungsbeispiel von Fig. 12 ohne diese Spiegelpolierung hergestellt werden. Nur wenn es erwünscht ist, kann es spiegelpoliert sein und ist dann einem chemischen Atzvorgang zu unterwerfen, um so die Unebenheit der Oberfläche zu erzeugen. Die Oberfläche eines H.-ilhleitfxMibstrntes, das dergestalt hergestellt worden ist, hat viele kleine Einbuchtungen und Erhöhungen mit einer Tiefe oder Höhe von ungefähr 1 Micron und einer Entfernung von einigen Microns voneinander. Eine verchromte Nadel wurde als Drucknadel 10 verwendet und die obengenannte Charakteristik wurde bei einer Vorspannung in Sperrichtung von 5 Volt erhalten.

Der bemerkenswerte Unterschied in der Druckempfindlichkeit, wie er in Fig. 13 gezeigt ist, ist auf die Unterschiede in der Flächenbeschaffenheit des Substrates zurückzuführen, auf der die Zinnoxydschicht aufgebracht ist. Der Grund soll im folgenden erklärt werden.

Es wird angenommen, daß der aufgebrachte Druck zu einer Scherbeanspruchung in der Sperrschichtregion der Halbleiteranordnung führt, wobei diese Scherkräfte die gleichrichtende Sperrschicht beeinflussen. Betrachtet ".,an Fig. 12, so verursacht die Kraft F,die durch die Drucknadel 10 aufgebracht wird, eine Komponente /Ί, die in Richtung der Abschrägung der Zinnoxydschicht 3 gerichtet ist. was zu einer Scherkraft in der Sperrschicht

des abgeschrägten Teiles derselben führt. Diese Scherkräfte si",d bezüglich des Einflusses auf die T-' .nnschicht bedeutender als die senkrechte Komponente der Kraft F. Einer der Gründe mag darin liefen, daß der Schermodul kleiner als der Elastizitätsmodul ist. Die Beziehung zwischen dem Schermodul N und dem Elastizitätsmodul E ist in folgender Gleichung ausgedrückt:

/V

2(1 -f- K)

worin K die Poissonsche Zahl oder den Kontraktionskoeffizient bedeutet, der normalerweise für Metalle und ähnliches bei 0,3 Ihgt. Deshalb ist der Schermodul nur um 0,4 vom Elastizitätsmodul verschieden. Das bedeutet, daß bei einer gegebenen Kraft die Deformation durch Scherung größer ist, als diejenige durch Kompression. Ein anderer Grund liegt in der Tatsache, daß die Halbleiteranordnung, die in dem Wandler verwendet wird, -inen HeteroÜbergang ?:wischen zwei verschiedenen Arten von Materialien enthält, nämlich Halbleitermaterial und Zinnoxyd. Die Zinnoxydschicht 3 ist durch Pyrolyse auf das Halbleitersubstrat I abgelagert. Daher ist die mechanische Adhäsion des Filmes auf dem Substrat nicht so stark wie im Falle eines Überganges zwischen den gleichen Materialien. Ferner sind das Halbleitersubstrat 1 und die Zinnoxydschicht 3 genügend hart und haben einen geringen Schermodul. Wenn die Komponente f\ der Kraft F auf die Zinnoxydschicht 3 entlang der Richtung der Abschrägung aufgebracht wird, tritt deshalb eine Scherung zwischen der Zinnoxydschicht 3 und dem Halbleitersubstrat 1 auf, ohne gleichzeitiger Deformation der Zinnoxydschicht 3 und des Halbleitersubstrates 1, was die gleichrichtende Sperrschicht beeinflußt. Wie es später noch genauer beschrieben wird, ist die Abschrägung oder Neigung der Unebenheiten der Oberfläche des Halbleitersubstrates 1 so gering, daß die Komponente f\ der Kraft F. die entlang der Richtung der Abschrägung der Zinnoxydschicht 3 angreift, wahrscheinlich sehr klein ist. Trotzdem kann eine bemerkenswerte Verbesserung der Druckempfindlichkeit mit solch einer geringen Kraftkomponente f\ erreicht werden. Es sei noch gesagt, daß der letztgenannte Grund noch bedeutender ist. Allgemein gesprochen ist es schwierig, scharfe Unebenheiten innerhalb der Oberfläche des Halbleitersubstrates zu erzeugen. Zum Beispiel beträgt der größte mögliche Böschungswinkel einer Rille bezüglich der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates nur 30° bis 45°, wenn eine normale Methode des selektiven chemischen Ätzens angewendet wird, um Rillen in der Substratoberfläche zu erhalten. Selbst wenn schärfere Unebenheiten durch einige andere Mittel erzeugt werden könnten, ist es schwierig die Zinnoxydschicht durch Pyrolyse auf solchen steilen Wänden der Rillen niederzuschlagen.

Fig. 14 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines fragmentarischen Teils eines weiteren Ausführungsbeispieles vorliegender Erfindung, ähnlich dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12. Betrachtet man F i g. 14, so sind die Rillen 50 in Form eines Gitters auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates 51 aufgebracht und auf den äußersten planen Oberflächen der durch die gitterförmigen Rillen gebildeten Erhebungen ist eine isolierschicht 52 abgelagert, also nicht in den Rillen 50 selbst. Eine Siliciumdioxydschicht 54 und eine Zinnoxydschicht 53 sind danach über die gesamte Hauptoberfläche des Substrates niedergeschlagen einschließlich der Rille 50 und der Isolierschicht 52. Die Rillen 50 können wie oben ausgeführt, leicht durch chemisches Ätzen erha'ten werden. Die Isolierschichten 52 können z. B. aus einer Siliciumnitritschicht bestehen. Wenn eine Siliciumnitritschicht verwendet wirJ, kann diese mittels einer Maske durch selektive Abdeckung mittels Ätzen der Rillen 50 erhalten werden. In dein hier vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Isolierschicht 52 so aufgebracht, um dort keinen HeteroÜbergang zu erzeugen, wo keine Scherkräfte auftreten, sondern wo nur Kompressionskräfte auftreten. Bei der Berücksichtigung dieser Tatsache wird das Verhältnis der Fläche in der Scherkräfte auftreten, zur gesamten Fläche des Hctcroübcrgangcs vergrößert, woraus nochmals oine Verbesserung der Druckempfindlichkeit resultiert. Die Isolierschicht 52 ist dabei erheblich dicker als die Isolierschicht 54, so daß auf den planen Erhebungen kein HeteroÜbergang vorhanden ist.

Betrachtet man nun nochmals Fig. I, so hat jenes dort angezeigte Ausführungsbeispiel eine Elektrode 4, die nur über einem peripheren Teil der Zinnoxydschicht 3 ausgebildet ist. Normalerweise ist die Halbleiteranordnung in ein geeignetes Gehäuse eingebaut, so daß die Sperrschicht der Halbleiteranordnung von Fig. I nicht zufällig einem unerwünschten Lichteinfall ausgesetzt werden kann.

In einigen Anwendungen jedoch kann ein Wandler erwünscht sein, der nicht eingekapselt ist und der deshalb nicht für zufällig auffallendes Licht empfindlich ist, sondern nur für mechanische Kraft. In solchen Fällen ist es auch notwendig, den Einfluß von Licht auf die Druckcharakteristik des Wandlers von außen zu vermeiden.

Fig. 15 ist ein Querschnitt durch einen Wandler eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung für solche Zwecke. In Fig. 15 ist ein lichtundurchlässiger Schutzfilm 9 z. B. aus Nickel auf der Zinnoxydschicht 3 aufgebracht, der in Kontakt mit der Elektrode 4 steht. Wenn das zufällig auffallende, zur Sperrschicht hin gerichtete Licht von dem Schutzfilm 9 abgeschirmt wird, so ist es nicht notwendig, den gesamten Wandler in einem Gehäuse aus lichtundurchlässigem Material unterzubringen. Der Schutzfilm 9 ms Nickel dient gleichzeitig als eine Elektrode. Nickel jedoch hat eine geringe Härte und deshalb unterliegt es einer plastischen Verformung, wenn eine Kraft mittels eines Druckgüedes aufgegeben wird, was in einer unstabilen Druckempfindlichkeitscharakteristik sich auswirkt. Deshalb ist es wünschenswert ein Material von hoher Festigkeit für den Lichtschirm auszuwählen. Als solch ein Material für den dünnen Film 9 für die obensenannten F.rfordernissp kann Mnlvhrfän. Wolfram, Platin und Chrom empfohlen werden. Dieser Film muß dick genug sein, um als Lichtschirm zu dienen, aber es ist wünschenswert, daß er so dünn wie möglich ist, so ist z. B. die wünschenswerte Dicke 0,1 μπι oder ähnlich. Alternativ dazu kann eine Schicht von Metalloxyd wie z. B. Aluminiumoxyd verwendet werden. Der obengenannte dünne Film 9, der als Schirm gegen zufälligen Lichteinfall dient, dient ebenfalls zum Schutz gegen Zerstörung der Zinnoxydschicht oder der Sperrschicht, herrührend durch die Drucknadel.

Es soll hervorgehoben werden, daß in all den obengenannten Ausführungsbeispielen ein Halbleitersubstrat mit einer Hauptoberfläche einer kristaücgraphischen 11 !-Orientierung verwendet wurde. Es wurde die Beziehung zwischen der kristallographischen Orientierung der Hauptoberfläche des Substrates und der

Druckempfindlichkeit und Stabilität der Charakteristik des vorliegenden Wandlers untersucht. Als Ergebnis wurde beobachtet, daß die kristallographische Ebene der Substratoberfläche keinen substantiellen Einfluß auf die Druckemplindlichkeit und die Stabilität der Charakteristik hat, so weit es den Wandler betrifft, der eine Halbleiteranordnung enthält mit einer SiCh und SnO₂-Schicht, die auf einer unebenen Hauptoberfläche abgelagert sind. Es wurde im Gegenteil beobachtet, daß die Druckempfindlichkeit und Stabilität der Charakteristik des Wandlers mit SiO₂ und SnO₂-Schichten, die auf einer spiegelpolierten Hauptoberfläche eines Substrates niedergeschlagen worden waren, von der kristallographischen Ebene dieser Substratoberfläche abhängen. Spezifischer ausgedrückt ist ein Wandler, der eine Anordnung mit einer 100-Ebene enthält, einem Wandler mit einer IH-Ebene in der Druckempfindlichkeit überlegen und der erstgenannte ist viel besser stabilisiert, verglichen mit einem letztgenannten bezüglich der Sperrsirorncharakteristik bei wiederholter Anwendung von Druck auf den Wandler. Demgemäß wird bevorzugt ein Substrat verwendet, das eine Hauptoberfläche mit einer 100-Ebene besitzt und zwar in dem Falle, wenn ein Wandler verwendet wird, der ein Substrat mit einer spiegelpolierten Oberfläche enthält
Des weiteren wurde die Beziehung zwischen dem spezifischen Widerstand des Substrates und der Druckempfindlichkeit und der Stabilität der Charakteristik des Wandlers untersucht. Als Ergebnis wurde gefunden, daß je höher der spezifische Widerstand des Materials gewählt ist, um so geringer die Druckempfindlichkeit wird, aber um so mehr die Sperrstromcharakteristik stabilisiert wird. Ein Ausführungsbeispie!, bei dem ein Substrat mit einem spezifischen Widerstand von 10 Ohm cm verwendet wurde, zeigte eine bemerkenswerte Verbesserung der Stabilität der Sperrstromcharakteristik bei wiederholter Anwendung von Druck auf den Wandler, obwohl die Druckempfindlichkeit sichtlich abnahm. Deshalb ist es empfeh'enswerter, ein Substrat mit größerem spezifischen Widerstand zu verwenden, das eine Oberfläche mit einer !OC-Qrientierung hat, im

2ü Falle, wenn ein Wandler verwendet werden soii, der ein Substrat mit einer spiegelpolierten Hauptoberfläche aufweist.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mechanisch-elektrischer Wandlsr mit einem halbleitenden Substrat, auf dessen einer Hauptober- s fläche eine Zinnoxydschicht angeordnet ist, die mit dem Halbleitersubstrat eine gleichrichtende Grenzschicht bildet, bei dem auf der Zinnoxydschicht eine Einrichtung zur Druckübertragung auf diese Zinnoxydschicht angeordnet ist, dadurch gekenn- zeichnet, daß zwischen der Zinnoxydschicht (3, 53) und dem Substrat (1, 51) im Bereich der Grenzschicht eine Isolierschicht (2, 52) von 13 nm bis 8 nm Dicke angeordnet ist

2. Mechanisch-elektrischer Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (2, 52) aus der Gruppe der Verbindungen S1O2, Si3N« und GeO2 gewählt ist, vorzugsweise S1G2 ist

3. Mechanisch-elektrischer Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Isolierschicht (2, 52) zwischen 2 nm und 6 nm, insbesondere zwischen 2 nm und 4 nm, gewählt ist

4. Mechanisch-elektrischer Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrich- 2> lung zur Druckübertragung eine Nradel (10) oder ein Stab ist

5. Mechanisch-elektrischer Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Druckübertragung eine Kugel (10*) ist «> (Fig. 11).

6. Mechanisch-elektrischer Wandler nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dr.ß die mit der Zinnoxydschicht bedeckte Haup oberfläche des Substrates (I, 51) uneben ist, derart, daß auch die r, gleichrichtende Grenzschicht zwischen dem Substrat (1, 51) Zinnoxydschicht (3, 53) uneben ist (Fig. 12.14).

7. Mechanisch-elektrischer Wandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unebene Oberfläche eine Vielzahl von Rillen (50) aufweist, daß in den Rillen und an deren Abschrägungen eine erste, dünne Isolierschicht (54) und auf den erhöhten Teilen zwischen den Rillen eine zweite Isolierschicht (52) von größerer Dicke als die erste angeordnet ist r> und daß die Zinnoxydschicht (53) die gesamte Oberfläche des Halbleitersubstrates in und zwischen den Rillen bedeckt (F i g. 14).

8. Mechanisch-elektrischer Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der v> Zinnoxydschicht ein Schutzfilm (9) angeordnet ist (Fig. 15).

9. Mechanisch-elektrischer Wandler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzfilm (9) lichtundurchlässig ist. r>

10. Mechanisch-elektrischer Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Zinnoxydschicht bedeckte Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) in der kristallographischen 100-Ebene orientiert ist. m>