DE1275219B

DE1275219B - Elektromechanisches Filter und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1275219B
Application number: DEW41805A
Authority: DE
Inventors: Harvey Nathanson; Robert A Wickstrom
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1965-06-18
Filing date: 1966-06-16
Publication date: 1968-08-14
Also published as: US3413573A; BE682735A; GB1125897A; FR1483669A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H03h

Deutsche Kl.: 21g-34

Nummer: 1275 219

Aktenzeichen: P 12 75 219.1-35 (W 41805)

Anmeldetag: 16. Juni 1966

Auslegetag: 14. August 1968

Die Erfindung betrifft ein elektromechanisches Filter, das bei mikroelektronischen und integrierten Schaltungen angewandt werden kann und eine hohe Frequenzselektion besitzt.

Resonanzverstärker in Mikrobauweise, insbesondere solche in integrierten Schaltungen, Dünnschichtschaltungen und hybriden integrierten Schaltungen benötigten bisher einen gesonderten LC-Kreis oder einen piezoelektrischen Resonator, der Platzbedarf und Kosten erhöht und die Zuverlässigkeit des Gerätes verringert.

Es sind verschiedene Vorrichtungen zur Herstellung eines vollständig integrierten Resonanzverstärkers bekanntgeworden, so Dünnschichtinduktivitäten, die auf oder in der integrierten Schaltung ausgebildet sind, sowie aktive Rückkopplungsschaltungen mit Hilfe von Phasenschiebern, beispielsweise T-Gliedern oder verteilten i?C-Gliedern oder Verzögerungsgliedern in der Rückkopplungsleitung des Verstärkers oder durch die Verwendung verschiedener negativer Widerstandsanordnungen, die einen induktiven Widerstand besitzen, z. B. einen Unipolartransistor. Keine dieser Vorrichtungen hat bisher völlig befriedigt, selbst wenn das Problem auf die Schaffung eines einfachen Bandfilters mit fester Frequenz und hoher Güte beschränkt wird, und zwar hauptsächlich wegen der Instabilitätstendenz aller dieser Vorrichtungen.

Es ist auch schon bekannt, ein elektromechanisches Filter in integrierter Bauweise derart auszubilden, daß ein mechanischer Schwinger unter elektrostatischer Erregung frei über einer Unterlage schwingt. Der Schwinger soll beispielsweise aus einer Membran oder einem Stab aus Molybdän oder Aluminiumoxyd bestehen, wobei die elektrostatische Anregung über eine Vakuum-Tunneleffektanordnung oder mittels eines Elektronenstrahls erfolgen soll. Auf welchem Wege die angeregten mechanischen Schwingungen abgenommen und wieder in elektrische Schwingungen verwandelt werden sollen, ist aus dem Vorschlag nicht ersichtlich, da dieser nur die Sichtbarmachung der erzeugten Schwingungen in einem Elektronenmikroskop beschreibt. Ein induktives Abnahmeglied, wie es sonst bei elektromechanischen Filtern verwendet wird, ist jedenfalls bei den hier in Rede stehenden geringen Dimensionen nicht anwendbar. Auch die Fragen der Herstellung und Abstimmung der betreffenden mechanischen Schwinger sind in der erwähnten Literaturstelle nicht weiter ausgeführt.

Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber die Schaffung eines elektrostatisch angeregten elektromechanischen Filters, das ohne radikale Abkehr von der Elektromechanisches Filter und Verfahren zu
seiner Herstellung

Anmelder:

Westinghouse Electric Corporation,

East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. G. Weinhausen, Patentanwalt,

8000 München, Widenmayerstr. 46

Als Erfinder benannt:

Harvey Nathanson,

Robert A. Wickstrom, Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 18. Juni 1965 (465 090)

bekannten Herstellungstechnik integrierter Halbleiterschaltungen in verhältnismäßig einfacher Weise aufgebaut werden kann und ein Abnahmeglied aufweist, das die Schwingungen des mechanischen Schwingers unmittelbar in elektrische Werte umsetzt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein elektromechanisches Filter mit einem mechanischen zungenförmigen Schwinger, der unter elektrostatischer Erregung frei über einer Unterlage schwingt, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Rückumwandlung der mechanischen Schwingungen in elektrische Schwingungen die Unterlage eine auf dem Prinzip des Unipolartransistors beruhende Halbleiteranordnung aufweist, die mit dem leitenden Schwingerteil derart gekoppelt ist, daß der für den Stromdurchgang maßgebende Querschnitt des Stromkanals des Transistors durch die Schwingungen des leitenden Schwingerteils elektrostatisch gesteuert wird.

So ergibt sich ein für die Massenherstellung von Halbleitervorrichtungen geeignetes Filter, das leicht auf die gewünschten Frequenzen abgestimmt werden kann. Der Unipolartransistor wirkt als abgestimmter Verstärker, dessen Resonanzglied der elektrostatisch angeregte Schwinger ist.

809 590/359

Das erfindungsgemäße Filter kann verschiedene Anwendungen finden, z. B. bei Resonanzverstärkern, Oszillatoren, Siebschaltungen, Modulatoren und Frequenznormalen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind ein oder mehrere weitere Schwinger gleicher Art mit dem Transistor gekoppelt. Auf diese Weise lassen sich Bandfilter mit verschiedenen Durchlaßkurven ausbilden. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, daß die zusätzlichen Schwinger mechanisch unabhängig vom ersten Schwinger schwingen können, eine von diesem abweichende Resonanzfrequenz haben und ebenfalls elektrostatisch erregt sind. Die Überlagerung der Resonanzkurven geschieht hier rein elektrisch im Unipolartransistor. Die Schwinger können aber auch gleiche Eigenresonanz haben und mechanisch miteinander gekoppelt sein, so daß ihre Resonanzkurven sich gegenseitig beeinflussen.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung besteht die Unterlage aus einem Isolator, auf dessen Oberfläche der Transistor (beispielsweise in Dünnschichttechnik) angeordnet ist. Für den Einbau in integrierte Halbleitervorrichtungen ist es aber vorteilhafter, wenn die Unterlage aus einem Halbleiter besteht und der Stromkanal des Transistors im Halbleiter ausgebildet ist. Um unerwünschte Rückkopplung zu vermeiden, ist hierbei vorzugsweise der Transistor vom Schwinger elektrisch isoliert.

Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Halbleiteranordnung besteht darin, daß der Stromkanal des Transistors sich in einem Halbleiterbereich vom einen Leitfähigkeitstyp befindet und zwischen zwei im Abstand befindlichen Halbleiterbereichen von entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp liegt, mit denen Quellen- und Senkenelektroden des Transistors im ohmschen Kontakt stehen, wobei der Halbleiter von einer Isolierschicht bedeckt ist, die nur die Quellen- und Senkenelektroden frei läßt, während der Schwinger auf der Isolierschicht befestigt und elektrisch vom Halbleiter isoliert ist. Auf diese Weise läßt sich der Unipolartransistor nach bekannten Verfahren gleichzeitig mit den übrigen Elementen einer integrierten Halbleitervorrichtung ausbilden. Im Gegensatz zu den bekannten vom Oberflächenpotential gesteuerten Unipolartransistoren ist hierbei keine Oberflächenelektrode erforderlich, da das elektrische Feld von dem leitenden Schwingerteil durch die Isolierschicht hindurch unmittelbar auf den Stromkanal des Transistors einwirkt. In diesem Zusammenhang sei jedoch bemerkt, daß trotz Gegenwart einer solchen Oberflächenelektrode eine elektrostatische Modulation des Stromkanals gemäß der vorliegenden Erfindung erzielt wird, da der wirksame Kanalquerschnitt durch die Änderungen der zwischen dem Schwingerteil und der Oberflächenelektrode gebildeten Kapazität beeinflußt wird.

Zur elektrostatischen Erregung der mechanischen Schwingungen dient vorzugsweise eine Anregungselektrode, die unter dem leitenden Schwingerteil auf der Isolierschicht angeordnet ist. Die Erregung kann aber auch ohne eine solche Anregungselektrode erzielt werden, wenn der leitende Teil des Schwingers näher an der einen der Quell- und Senkenelektroden des Transistors als an der anderen angeordnet ist. Wenn in diesem Fall am Schwinger eine Gleichspannung einer Polarität liegt und eine zweite Gleichspannung entgegengesetzter Polarität an der dem Schwinger nächsten Elektrode liegt, so wird unter dem dadurch ausgebildeten elektrischen Feld der Schwinger in Richtung auf die Unterlage abgelenkt und eine spontane mechanische Schwingung eingeleitet.

Bei Verwendung der an sich bekannten Anregungselektrode wird eine elektrische Wechselspannung zwischen dieser und dem Schwinger erzeugt. Die Wechselspannung kann je nach den gewünschten Betriebsbedingungen auch einer Gleichspannung oder einer niederfrequenten Wechselspannung überlagert sein. Stimmt die Frequenz des zwischen dem Schwinger und der Anregungselektrode erzeugten elektrischen Wechselfeldes mit der Resonanzfrequenz des Schwingers überein, so ergibt sich eine erhebliche Schwingamplitude, die zu einer kräftigen Ausgangsspannung des elektrostatisch mit dem Schwinger gekoppelten Unipolartransistors führt. Bei einer anderen als der Resonanzfrequenz hat das elektrische Wechselfeld dagegen keinen merklichen Einfluß auf die Bewegungen des Schwingers. Somit kann das elektromechanische Filter als abgestimmter Verstärker dienen. Es ist aber auch ein Betrieb als Oszillator möglich, wenn eine gleichphasige Rückkopplungsleitung vom Ausgang des Transistors zu der Anregungselektrode geführt wird. Zur Erzeugung gedämpfter Eigenschwingungen genügt es dagegen, Gleichstromimpulse auf den Schwinger zu geben.

Der Schwinger kann als kleines Metallstäbchen ausgebildet sein, dessen eines Ende an die Unterlage angelötet wird. Vorzugsweise wird aber auch der Schwinger in der für die Herstellung von Halbleiteranordnungen typischen Aufdampf- und Ätztechnik hergestellt. Hierzu geht man zweckmäßig so vor, daß auf der Unterlage eine erste Abdeckung angebracht wird, die ein Fenster dort aufweist, wo der Schwinger an der Unterlage befestigt werden soll, und deren Dicke gleich dem gewünschten Abstand zwischen der Unterlage und dem freien Teil des Schwingers ist, daß auf die erste Abdeckung eine zweite Abdeckung aufgebracht wird, die ein zweites Fenster besitzt, das das erste Fenster frei läßt und außerdem eine Aussparung für den Schwinger darstellt, daß metallisches Material in den Fenstern niedergeschlagen wird und daß die beiden Abdeckungen entfernt werden. Das zurückbleibende metallische Material hat dann die gewünschte Form und die Eigenschaften eines zungenförmigen Schwingers.

Nach einer Abänderung dieses Herstellungsverfahrens wird vor dem Aufbringen der zweiten Abdeckung eine dünne Metallschicht auf die erste Abdeckung in dem ersten Fenster aufgebracht, so daß nach dem Aufbringen der zweiten Abdeckung das metallische Material in dem zweiten Fenster und auf der dünnen Metallschicht in dem ersten Fenster niedergeschlagen wird. Anschließend wird die dünne Metallschicht dort entfernt, wo sie nicht von dem metallischen Material bedeckt ist.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben. Hierin ist

Fig. 1 ein Schrägbild einer Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 und 3 Schnitte längs der Linien II-II und ΠΙ-ΙΙΙ in F i g. 1 mit zusätzlichen Schaltelementen,

F i g. 4 das Blockschaltbild einer Prüfvorrichtung für die Erfindung,

Fig. 5 und 6 graphische Darstellungen zur weiteteren Erläuterung der Erfindung,

Kontaktelektrode vorhanden ist, jedoch ist in dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel keine solche Elektrode vorhanden, weil die Polarisation und die Signalspannungen des Schwingers 12 von 5 selbst ein elektrisches Feld erzeugen, das den Leitungskanal in ausreichendem Maße beeinflußt. F i g. 2 und 3 zeigen einige elektrische Feldlinien zwischen dem als Schwinger dienenden Stab 12 und der Elektrode 16 bzw. zwischen dem Stab 12 und dem Kanal

F i g. 7 A bis 7 G Schritte zur Erläuterung verschiedener Herstellungsstufen des erfindungsgemäßen
Schwingers und

F i g. 8 bis 14 schematische Darstellungen verschiedener Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung.

Das in F i g. 1 bis 3 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält eine Unterlage 10 sowie
einen Schwinger 12 mit einem auf der Unterlage 10
eingespannten Teil 13 und einem über der Unterlage
frei beweglichen Teil 14. Mindestens der Teil 14 ist io 21 des Transistors 18. Die Schwingungen des Stabes ganz oder teilweise elektrisch leitend. Zur Schwin- 12 erzeugen Schwankungen der Feldstärke im Kanal gungsanregung dient ein elektrisches Wechselfeld, Der Transistor 18 wird von einer Spannungsquelle das von einer Spannungsquelle 15 mittels einer An- 30 über einen Widerstand 31 gespeist. Die Ausgangsregungselektrode 16 auf der Unterlage 10 erzeugt spannung kann z. B. am Widerstand 31 über einen wird. Der Schwinger 12 ist vorzugsweise mittels einer 15 Blockkondensator 32 abgenommen und einer nach-Gleichspannungsquelle 17 polarisiert. Die Polarität folgenden Verstärkerstufe oder unmittelbar einer der Spannungsquelle 17 kann positiv oder negativ Endstufe zugeführt werden. Der Schwinger 12, die sein. Zur Abnahme der erzeugten Schwingungen Elektrode 16 und die ohmschen Kontakte 33 sind mit dient ein vom Oberflächenpotential gesteuerter Tran- den nötigen elektrischen Anschlüssen 35 versehen, sistor 18, der unter dem frei schwingenden Teil 14 20 Oft wird man die Ausgangsspannung des Transistors des Schwingers 12 auf der Unterlage angebracht ist. 18 auf einen bipolaren Transistor in der gleichen Der Schwinger 12 und das Abnahmeglied sind selbst- integrierten Schaltung geben, um eine größere Ververständlich mittels entsprechender Ausbildung der Stärkung zu erzielen.

Unterlage voneinander elektrisch isoliert. Der Tran- Im dargestellten Beispiel ist der Schwinger 12 einsistor 18 ist eine auf dem Prinzip des Unipolartran- 25 seitig gespannt und besteht aus einem Stab mit erhebsistors (Feldeffekttransistors) beruhende Halbleiter- licher Starrheit. Derartige zungenförmige Schwinger anordnung, deren Stromkanal durch eine Isolier- haben ausgeprägte Resonanzfrequenzen, die auf elekschicht abgedeckt ist. trostatischem Wege angeregt werden können. Hierzu ist Die Unterlage 10 besteht im vorliegenden Beispiel die Anregungselektrode 16 auf dem größten Teil der aus einem Halbleiter 19 (z. B. Silizium), auf dem sich 30 Länge des Schwingers 12 unter demselben angeordnet, eine Schicht 20 aus Isoliermaterial (z. B. Silizium- Die Elektrode 16 könnte auch weggelassen und das dioxyd) befindet. Letztere dient hier nicht nur in Signal unmittelbar dem Schwinger 12 zugeführt werüblicher Weise zur Stabilisierung der Halbleiterober- den, jedoch erscheint dieser Weg nicht so günstig, fläche, sondern auch zur elektrischen Isolation. Der weil dann das Eingangssignal stets am Ausgangstran-Schwinger 12 und die Elektrode 16 sind vom Halb- 35 sistor erscheint, unabhängig von der Frequenz, jeleiter 19 durch die Oxydschicht 20 getrennt, die doch mit einer Resonanzspitze. Ist dagegen der relativ dick ist (z.B. etwa 2000 bis 10000 Angström). Schwinger 12 wechselstrommäßig geerdet und wird Der dargestellte Bauteil kann also Teil einer inte- die Wechselspannung der Elektrode 16 zugeführt, so grierten Schaltung sein, die an anderen Stellen wei- tritt am Ausgang des Transistors 18 nur die Resotere Resonanzglieder oder sonstige Bauelemente in 40 nanzfrequenz auf.

bekannter Weise enthält. Falls die Unterlage aus Unter den verschiedenen Abänderungsmöglich-Silizium besteht, wird selbstverständlich Vorzugs- keiten des in F i g. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsweise der Transistor 18 ebenfalls im Silizium aus- beispiels der Erfindung seien folgende genannt:
gebildet. Die Unterlage braucht selbstverständlich nicht aus Im vorliegenden Beispiel besitzt der Transistor 18 45 einem halbleitendene Material zu bestehen. Besteht zwei halbleitende Bereiche 22 und 23, die den ent- sie aus einem Isolator (z. B. einem keramischen gegengesetzten Leitfähigkeitstyp wie die unmittelbar Körper), so dient dieser als Unterlage für einen angrenzende Unterlage haben. Wenn die Unterlage 19 Dünnschichtkreis, wobei das Abnahmeglied ein vom p-Typ ist, sind also die Bereiche 22 und 23 vom Dünnschichttransistor oder ein gesondert hern-Typ und stellen Quelle und Senke des Unipolar- 50 gestellter, vom Oberflächenpotential gesteuerter Trantransistors dar. Die Bereiche 22 und 23 sind je mit sistor sein kann, der keine elektrostatische Abschireinem ohmschen Kontakt 33 versehen. Das effektive mung aufweist.

Leitvermögen des Kanals 21, d. h. des zwischen Der Schwinger 12 kann in an sich bekannter Weise Quelle und Senke befindlichen Teils der Unterlage, auch als Relais dienen, wenn er bei Resonanz eine kann durch Feldstärkeänderungen an der Oberfläche 55 solche Amplitude annimmt, daß er einen Kontakt 24 oberhalb des Kanals beeinflußt werden. Da der auf der Oxydschicht 20 berührt und so einen Schal-Schwinger 12 im vorliegenden Beispiel negativ pola- ter darstellt, der einen Stromkreis schließt,
risiert ist, arbeitet der Transistor im Verarmungs- Beispielsweise wurde ein niederfrequenter Resogebiet. Der Schwinger könnte aber auch positiv pola- nanzverstärker für etwa 2000 Hz mit hoher Güte gerisiert sein, um einen Betrieb im Anreicherungsgebiet 60 maß F i g. 1 aufgebaut, wobei jedoch das Signal unzu ermöglichen. mittelbar dem Stab 12 zugeführt wurde. Das Aus-Bei den bekannten Unipolartransistoren mit Steue- gangsmaterial der Unterlage war aus Silizium vom rung durch das Oberflächenpotential wird die Modu- P-Typ, worauf durch bekannte Oxydabdeck- und lation des Kanalwiderstandes durch eine unmittelbar Diffusionsverfahren Quell- und Senkbereiche 22 und auf dem Oxyd angebrachte Kontaktelektrode erzielt. 65 23 ausgebildet wurden, so daß sich ein oberflächen-Zwar läßt sich, wie bereits erwähnt, eine elektro- gesteuerter Transistor vom Inversionsschichttyp mit statische Modulation des Kanalwiderstandes gemäß einer Kanallänge, d.h. einem Abstand zwischen der Erfindung auch dann erzielen, wenn eine solche Quell- und Senkbereich von 6,0 Mikron, ergab.

Nach den Diffusionsvorgängen, während derer die Oberfläche der Quell- und Senkbereiche wieder oxydiert wurde, wurden Kontaktierungsfenster für die beiden Bereiche ausgearbeitet, und eine AIuminiumschicht von etwa 2000 Angström Dicke auf die ganze Oberfläche aufgedampft, woraufhin eine Silberschicht mit einer Dicke von etwa 2000 Angström aufgedampft wurde. Das Aluminium soll einen guten ohmschen Kontakt 2x1 den Diffusionsbereichen herstellen. Das Silber soll die Anbringung Schwingers erleichtern.

Ausgangssignal festgestellt werden, außer bei der Resonanzfrequenz.

Es steht also fest, daß erfindungsgemäß Resonanzkreise gebildet werden können, die in der Größe mit 5 den bekannten integrierten Schaltungen vergleichbar sind. Offenbar können Frequenzen bis herab zu einigen hundert Hertz erreicht werden, ohne erträgliche Abmessungen zu überschreiten.

Bei Verwendung von Werkstoffen mit geringen des 10 inneren Verlusten, wie Phosphorbronze und Nickel, für den Resonanzschwinger können hohe Kreisgüten

Nach dem Aufdampfen wurde die Silber-Alu- bis zu 1000 und mehr erreicht werden. Da der einminium-Schicht selektiv weggeätzt derart, daß Kon- zige frequenzabhängige Teil der Anordnung der takte an den Quell- und Senkbereichen und eine Schwinger ist, können Temperatureinflüsse auf die Montagefläche auf dem Oxyd, wo der Schwinger be- 15 Resonanzfrequenz nur durch die Wärmeausdehnung festigt werden sollte, übrigblieben. Die Montage- dieses Teils erfolgen. Unter optimalen Bedingungen fläche hatte eineil Durchmesser von etwa 0,05 mm. kann eine Temperaturabhängigkeit der Frequenz von Dann wurde eine Deckschicht mit einer Dicke, die etwa 10~⁵ Hz je Grad Celsius erwartet werden, dem gewünschten Abstand des fertigen, in Ruhelage Unter Verwendung erfindungsgemäßer Anordnun-

befindlichen Schwingers von der Oberfläche der 20 gen ist voraussichtlich ein linearer Betrieb bei Fre-Unterlage entsprach, aufgebracht, woraufhin eine quenzen zwischen etwa 100 und 10⁶Hz möglich, zweite Abdeckschicht aufgebracht wurde, die eine Gegebenenfalls kann mit Oberschwingungen des Öffnung an der Stelle des Schwingers hatte. Die erste Schwingers 12 gearbeitet werden, wenn die anregende dieser Schichten war aus einem Photolack in einer Elektrode 16 entsprechend ausgebildet wird. Bei-Dicke von etwa 0,0125 mm, und die zweite Schicht 25 spielsweise gilt für die Resonanzfrequenzen transverwar aus dem gleichen Material mit einer Dicke von saler Schwingungen eines Stabes mit kreisförmigem etwa 0,007 mm. Diese Schichten dienen dazu, den Stab
während des Anlötens in der richtigen Lage parallel
zur Oxydoberfläche zu halten. Der Schwingstab war
ein angelassener Wolframdraht mit kreisförmigem 30
Querschnitt und einem Durchmesser von 0,025 mm,
der zum leichteren Anlöten mit einer Goldschicht
von etwa 2 Mikron Dicke überzogen war. Der
Schwingstab wurde auf eine Länge von 3 mm zugeschnitten und in die schlitzförmige Öffnung ein- 35
gelegt. Eine Lötperle aus einer Indium-Blei-Zinn-Legierung mit einem Schmelzpunkt von etwa 160° C
von 0,5 mm Durchmesser und 0,025 mm Dicke
wurde zwischen die Silberschicht und das Drahtende eingefügt. Das Ganze wurde etwa 20 Sekunden 40
lang auf 185° C erhitzt, um das Ende des Stabes an
die Silberschicht anzulöten. Dann wurden die Abdeckschichten entfernt und die Vorrichtung geprüft.

Die Prüfanordnung ist in F i g. 4 gezeigt. Der Last- 45 widerstand 31 wurde so gewählt, daß sein Werti?_£ an den Kanalwiderstand des Transistors von 220 Ohm angepaßt war. Die von der Vorspannungsquelle 17 abgegebene Polarisationsspannung für den

Querschnitt, der an einem Ende eingespannt ist, folgende Formel:

Hz,

f_R = m-0,27985 [j/-^ ■ —

wobei

r = "Stabradius in Meter,
L = Stablänge in Meter,

m = Beiwert für die betreffende Oberschwingung nach folgender Tabelle:

Oberschwingung

2
3
4

1,000

6,267

17,548

34,387

E = Elastizitätsmodul des Stabes in Newton · mr², ρ '= Dichte des Stabes in kg · m~³.

Im obigen Beispiel würde z. B. ein Signal mit einer

Schwingstab12 betrug +55 Volt. "(Es wurde zwar 50 Frequenz von etwa 12,79 kHz (6,27 · 2,04 kHz) den die entgegengesetzte Polarität wie bei F i g. 2 benutzt, Stab in seiner zweiten Oberschwingung anregen, aber dies kehrt nur die elektrische Feldrichtung um.) Im allgemeinen sind die zulässigen Oberschwin-

Ein Wechselspannungsgenerator 15 veränderbarer gungen begrenzt durch die Lage der Anregungs-Frequenz wurde mit dem Stab 12 verbunden. Er elektrode 16 und des Abnahmegliedes 18 relativ zum lieferte ein Signal von 0,8 Volt Wechselspannung in 55 Schwinger 12. Eine bestimmte Oberschwingung, die einem Frequenzbereich zwischen 1 und 3 kHz. Die zu einer bestimmten Resonanzfrequenz führt, kann Spannungsquelle 30 für den Transistor gab +10 Volt also durch passende Anordnung dieser Teile herausab. Der Ausgang des Transistors 18 wurde über gehoben werden. Hierzu dürfen weder die Aneinen Zweiwegedemodulator 36 mit einem Oszillo- regungselektrode noch das Abnahmeglied in einem skop 37 verbunden. Es ergab sich eine Spitze der 60 Knoten der betreffenden Oberschwingung des Resonanzkurve bei 2,04 kHz. Schwingers angeordnet sein.

Die berechnete Resonanzfrequenz des Stabes für F i g. 5 zeigt die Gestalt eines kreisförmigen Stabes

die gegebenen Abmessungen in der Grundschwin- für verschiedene Oberschwingungen und die Stellen, gung wurde zu 2,08 kHz gefunden. Die Versuchs- an denen Knoten in der zweiten, dritten und vierten ergebnisse waren also in guter Übereinstimmung mit 65 Oberschwingung auftreten. In der zweiten Oberdem berechneten Wert. Die Resonanzkurve hatte schwingung tritt z.B. der einzige Knoten in einem eine Halbwertsbreite von etwa 12 Hz, was einer Abstand von 0,2261 L vom freien Ende auf. Die An-Kreisgüte Q von etwa 170 entspricht. Es konnte kein regungselektrode 16 und das Abnahmeglied 18 kön-

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nen beiderseits dieser Stelle angebracht werden, um ziumdioxyd, auf die eine Abdeckung 54 mit einem besonders kräftig wirken zu können. Die dritte Ober- Fenster 55 an der gewünschten Befestigungsstelle des Schwingung und die höheren Oberschwingungen er- Schwingers aufgebracht wurde. Die Abdeckung 54 öffnen weitere Möglichkeiten. Da in der dritten Ober- besteht vorzugsweise aus einem handelsüblichen Schwingung zwei Knoten vorhanden sind, stehen für 5 negativen Photolack, d. h. einem solchen, der nach die Anregungselektrode 16 und das Abnahmeglied Belichtung unlöslich wird. Dann hat das beim Ent-18 drei bevorzugte Stellen zur Auswahl, wodurch wickeln gebildete Fenster einen etwas zunehmenden gegebenenfalls zwei Anregungsglieder (gleichphasig Durchmesser in Richtung zur Oberseite der Schicht, oder gegenphasig) oder auch zwei Anregungselek- Infolgedessen ist die vertikale Aufdampfung einer troden vorgesehen werden können. Die Knotenlagen io zusammenhängenden Metallschicht möglich. Die für andere Oberschwingungen können entsprechend Dicke der Abdeckung 54 ist entsprechend dem gebestimmt werden. wünschten Abstand des fertigen Schwingers von der

Der Schwinger 12 reagiert nicht nur auf Signale, Oberfläche der Oxydschicht 52 gewählt,
die an der Anregungselektrode auftreten, sondern Fig. 7B zeigt die Anordnung, nachdem auf die auch auf Signale an der Senke des Abnahmegliedes. 15 ganze Oberfläche eine zusammenhängende Metall-Daher ergibt sich eine innere Rückkopplung, die ver- schicht 56 aufgebracht wurde, die innerhalb des nachlässigbar ist, solange das Ausgangssignal klein Fensters 55 gut an der Oxydschicht 50 haftet und gegen das Eingangssignal ist. Es ist aber auch mög- ferner eine Oberfläche hat, die zur Anbringung weilich, eine solche Rückkopplung ganz zu vermeiden, teren Materials darauf geeignet ist. Die Metallschicht was bei Anordnungen mit Spannungsverstärkung vor- 20 kann z. B. so ausgebildet werden, daß zuerst eine teilhaft ist. Hierzu werden gemäß F i g. 6 die Knoten- Chromschicht mit einer Dicke von etwa 750 Angstellen des schwingenden Stabes 12 in der zweiten ström und dann eine etwa 1500 Angström dicke oder einer höheren Oberschwingung herangezogen. Goldschicht aufgedampft wird.
Der Senkenbereich23 ist mit seiner Mitte überein- Fig. 7C zeigt die Anordnung nach Ausbildung stimmend mit dem Knoten N, so daß seine resultie- 25 einer zweiten Abdeckschicht 58 auf der Metallrende elektrostatische Kraftwirkung auf den Stab 12 schicht. Diese Abdeckung besitzt ein Fenster 59 dort, verschwindet. Die Anregungselektrode 16 ist entfernt wo der Schwinger an der Oxydschicht befestigt wervom Knoten, ebenso der Transistorkanal 19, da der den soll, und auch dort, wo der Schwinger frei über letztere im wesentlichen auf die Zone unmittelbar das Oxyd hinwegreichen soll. Die Abdeckschicht 58 zwischen dem Quellbereich 22 und dem Senken- 30 kann ebenfalls aus einem Photolack bestehen,
bereich 23 beschränkt ist, wenn deren Abstand klein Fig. 7D zeigt die Anordnung, nachdem zusätzgegen die Länge des Senkenbereichs 23 ist. liches Metall 60 bis zur gewünschten Dicke des fer-

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen können tigen Schwingers in dem Fenster 59 abgelagert wurde,

eine Spannungsverstärkung zeigen, wenn der Tran- Dies kann durch galvanische Abscheidung eines

sistor im Abschnürungsbereich des Leitungskanals 35 Metalls, wie Gold, durchgeführt werden,

betrieben wird. Es können leicht oberflächen- Fig. 7E zeigt die Anordnung, nachdem die zweite

gesteuerte Transistoren hergestellt werden, deren Abdeckschicht 58 mittels eines bekannten Lösungs-

Abschnürspannung bei nur etwa 1 bis 2 Volt liegt. mittels entfernt wurde.

Es sind erfindungsgemäße Anordnungen gebaut Fig. 7F zeigt die Anordnung, nachdem die unworden, die eine Spannungsverstärkung von 6 db 40 geschützte erste Metallschicht 56 durch Ätzen entaufweisen, fernt wurde. Dieser Ätzvorgang wird nicht wesent-

Bei der beschriebenen Resonanzanordnung ist für lieh über die Entfernung der ersten Metallschicht

die Eingangswechselspannung im wesentlichen nur fortgesetzt, so daß die Dicke des galvanisch abge-

die kapazitive Impedanz der Anregungselektrode schiedenenen Metalls 60 nicht wesentlich beeinflußt

maßgebend. So ergibt sich eine hohe Eingangsimpe- 45 wird.

danz. Bei niedrigen und mittleren Frequenzen ist der Fig. 7G zeigt die fertige Anordnung, nachdem

Schwinger vom Transistorausgang vollständig elek- der erste Photolack 54 mittels eines entsprechenden

trisch getrennt, weshalb die Kreisgüte durch den Lösungsmittels entfernt wurde. Der Schwinger 60 ist

Außenwiderstand nicht verschlechtert werden kann. nun mit dem einen Ende an der Oxydschicht 52 be-

Wie oben beschrieben wurde, wird zur Herstellung 5o festigt und ragt mit dem anderen Ende frei über

des Schwingers vorzugsweise auf die Unterlage zu- dieselbe hinweg, so daß er zu Schwingungen an-

erst eine Abdeckung aufgebracht, in der sich nur eine geregt werden kann.

Öffnung an der Anbringungsstelle des Schwingers Nachstehend wird die Herstellung eines Schwin-

befindet. Dann wird eine zweite Abdeckung auf- gers gemäß Fig. 7A bis 7G im einzelnen geschil-

gebracht, die ein Fenster in Form und Lage des 55 dert. Die betreffenden Verfahrensschritte werden

Schwingers aufweist. In diesen Öffnungen wird der durchgeführt, nachdem alle Diffusionsvorgänge und

Schwinger angebracht und an der Unterlage befestigt, elektrischen Kontaktierungsvorgänge in bekannter

woraufhin die Abdeckungen in bekannter Weise ent- Weise bei der betreffenden integrierten Halbleiter-

fernt werden. anordnung abgeschlossen sind. Das oxydierte Plätt-

Um das Einsetzen und Befestigen besonderer win- 60 chen wird zur Vorbereitung des Aufbringens der

ziger Stäbchen zu vermeiden, wird vorzugsweise der Chromschicht entfettet, indem es 10 Minuten lang

Schwinger aus Metall hergestellt, das durch Auf- in kochendes Trichloräthylen getaucht, dann 5 Mi-

dampfen oder Galvanisieren oder beides in situ ge- nuten in doppelt destilliertem Methylalkohol gekocht

bildet wird. Eine solche Dünnschichttechnik wird und anschließend unter der Infrarotlampe getrocknet

nachstehend an Hand der Fig. 7A bis 7G im ein- 65 wird,

zelnen erläutert. Die dicke Photolackschicht 54 mit entsprechenden

Fig. 7A zeigt eine Unterlage50 aus Silizium mit Fenstern 55 wird gebildet, indem das Scheibchen auf

einer Deckschicht 52 aus Isoliermaterial, wie SiIi- eine Schleuder gesetzt und mit einem frischen unver-

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dünnten Photolack unter Verwendung einer Tropf- Lösungsmittel für den Photolack eingetaucht und pipette bedeckt wird. Das Scheibchen wird dann erst bei 100 ±5° C 15 Minuten lang dort belassen. Dalangsam (etwa 1000 U/m) für 15 Sekunden, dann mit durch wird die untergreifende Photolackschicht bemittlerer Drehzahl für 10 Sekunden und mit hoher seitigt und der Schwinger freigelegt. Das Scheibchen Drehzahl (etwa 3500 U/m) für 5 Sekunden geschleu- 5 wird dann erst in kochendem und dann in 25° C wardert. Die anfängliche langsame Drehzahl bestimmt im mem entionisiertem Wasser bespült und im Luftwesentlichen die Dicke der fertigen Schicht, während strom getrocknet. Die fertigen Schwinger werden auf der letzte Schleudergang mit hoher Drehzahl den Parallelismus mit der Oxydoberfläche geprüft, äußeren Rand des Photolacks beseitigt, der sich Auf diese Weise hergestellte Anordnungen wurden

sonst beim Schleudern mit geringer Drehzahl bildet. io geprüft. Es ergaben sich Resonanzfrequenzen von Nach dem Schleudern wird das Scheibchen bei etwa 3000 Hz mit Resonanzgüten über 100 bei einer 90° C in Luft 30 Minuten lang ausgeheizt. So ergibt größeren Anzahl derartiger Anordnungen. Ferner sich eine Lackschicht von etwa 5 Mikron Dicke. wurden Anordnungen mit mehreren Schwingern Wenn die Schicht verdickt werden soll, wird nur (7 Stück) in dieser Weise hergestellt. Die ausgebil-15 Minuten lang ausgeheizt und das obige Verfahren 15 deten Schwinger hatten eine Länge von 1 mm, eine wiederholt, wodurch sich eine Schicht von insgesamt Breite von 0,025 mm und eine Dicke von 0,012 mm, 10 Mikron Dicke ergibt. Am Schluß wird 30 Minuten wobei ihr Abstand von der Oxydoberfläche gleichmäßig lang in Luft bei 90° C ausgeheizt. 0,012 mm betrug. Das beschriebene Herstellungsver-

Die Photolackschicht wird durch eine optische fahren ist auch nützlich zur Erzeugung leitender Maske hindurch unter einer Xenonlampe 30 Sekun- 20 Brücken zwischen zwei Teilen einer integrierten den lang belichtet und mit einem Entwickler be- Schaltung od. dgl., zum Beispiel für Kreuzungsstellen, sprüht. Die gebildeten Fenster werden dann bei Es sind zahlreiche Anwendungen erfindungsgemäß

400facher Vergrößerung mit Dunkelfeldbeleuchtung abgestimmter Transistoren denkbar, die nicht auf auf geprüft, um zu gewährleisten, daß der gesamte eine einzige Frequenz abgestimmte Verstärker be-Photolack aus den Fenstern entfernt wurde, so daß _a5 schränkt sind. Einige dieser Anwendungsmöglichsich eine gute Adhäsion des Chroms am Oxyd er- keiten werden nachstehend an Hand der Fig. 8 bis gibt. Schließlich wird 15 Minuten lang bei 15O⁰C 14 besprochen.

nachgeheizt. F i g. 8 zeigt einen vom Oberflächenpotential ge-

Nun wird das Scheibchen in ein Hochvakuum ge- steuerten Transistor 18 mit Quell- und Senkbereichen bracht. Es wird eine 750 Angström dicke Chrom- 30 22 und 23, bei dem zwei Schwinger 12 und 112 über schicht und anschließend eine 1500 Angström dicke (j_em Kanal 19 angeordnet sind. Wenn die beiden Goldschicht aufgedampft, ohne daß dazwischen der Schwinger verschiedene Abmessungen und damit Rezipient geöffnet wird. Die Metalle werden langsam verschiedene Resonanzfrequenzen haben und ein aufgedampft, wobei eine Quarzmikrowaage zur Mes- Signal auf die Anregungselektrode 16 gegeben wird, sung der Schichtdicken verwendet wird. Zum Ver- 35 _So zeigt sich an der Senke des Transistors ein dampfen werden Wolframschiffchen verwendet. Nach Wechselstromsignal, wenn das angelegte Signal eine dem Aufdampfen werden die gebildeten Schichten Frequenz hat, die mit der Resonanzfrequenz eines auf Risse und andere Fehler geprüft. der beiden Schwinger übereinstimmt. Selbstverständ-

Ein positiv arbeitender Photolack wird an- Hch können mehr als zwei Schwinger passender Abschließend auf die Oberfläche des Scheibchens bis zu 40 messungen so angeordnet sein. Ferner können meheiner Dicke von etwa 2 Mikron aufgespritzt. Das rere abgestimmte Transistoren auf einer einzigen Scheibchen wird sofort auf einem Glasträger in hori- Unterlage ausgebildet sein.

zontaler Lage in einen Vorheizofen gebracht, wo es Fig. 9 zeigt eine ähnliche Anordnung, jedoch sind

30 Minuten lang in Luft auf 90⁰C erhitzt wird. Der iü_er zwei Schwinger 12 und 112 mit den gleichen positive Photolack wird durch eine optische Maske 45 Schwingeigenschaften und der gleichen Resonanzhindurch belichtet, wobei 10 Sekunden lang mit einer frequenz mittels eines Kopplungsgliedes 40 schwach Xenonlampe und anschließend 10 Minuten lang mit gekoppelt. Nur der Schwinger 12 befindet sich uneiner Quecksilber-Dampflampe belichtet wird. Das mittelbar über der Anregungselektrode 16. Bei Ererzeugte Bild wird dann getaucht, sprühentwickelt regung des Schwingers 12 bewirkt die mechanische und gewässert. Nach Prüfung im Dunkelfeld mit 50 Kopplung, daß der Schwinger 112 ebenfalls zu 400facher Vergrößerung wird die Lackschicht schwingen beginnt. Die Schwingfrequenz ist aber 15 Minuten lang bei 150° C in Luft nachgeheizt. nicht ganz identisch, so daß sich ein Bandfilter mit

Ein Kontakt wird an der dünnen Goldschicht 56 mehr oder weniger tischförmiger Resonanzkurve erbefestigt und das Scheibchen in ein Galvanisierbad. gibt. Die Breite der Abflachung hängt von der Anfür Gold mit einem pH von etwa 7 untergetaucht. 55 zahl der gekoppelten Schwinger ab. Eine 12 Mikron dicke Goldschicht wird elektro- Fig. 10 zeigt eine Anordnung, bei welcher der

lytisch in denjenigen Bereichen des Scheibchens ab- Schwinger 12 näher an der Senke 23 des Transistors geschieden, die nicht von der Maske 58 bedeckt sind. als an der Quelle 22 angeordnet ist. Die am Schwin-Anschließend folgt wieder eine Prüfung auf Glätte, ger liegende Polarisationsspannung hat entgegen-Kornfreiheit usw. bei 400facher Vergrößerung. 60 gesetzte Polarität wie die Speisespannung für die

Nach dem Galvanisieren wird die Maske 58 durch Senke der Transistoren. Ohne Anlegung eines Aufsprühen von Aceton entfernt. Die dünne Gold- Wechselstromsignals bewirken die vorhandenen schicht 56 wird in einer 50%>igen Königswasserlösung Gleichspannungen eine elektrostatische Anziehung bei 25° C weggeätzt. Die dünne Chromschicht wird zwischen dem Schwinger und der Senke, so daß der unter Verwendung einer gesättigten Lösung von 65 Schwinger zur Senke abgelenkt wird, wodurch die Calium-Ferricyanid entfernt, die mit NaOH auf ein Leitfähigkeit des Kanals 19 abnimmt. Nähert sich pH von 8 bis 10 gebracht wurde und auf 60° C er- der Schwinger der Senke, so wird das Potential derhitzt wurde. Das Scheibchen wird dann in ein selben stärker positiv, wodurch diese Bewegung

weiter verstärkt wird. Unter geeigneten Bedingungen werden dadurch spontane Schwingungen des Resonanzgliedes angeregt, so daß sich ein Oszillator ergibt.

F i g. 11 zeigt eine Modulationsschaltung gemäß der Erfindung, bei der ein Signal mit einer ersten Frequenz von einer Wechselspannungsquelle 115 auf den Schwinger 12 eines erfindungsgemäßen Resonanztransistors 18 gegeben wird. Das Signal hat nicht die Resonanzfrequenz des Stabes. Eine Trägerschwingung mit der Resonanzfrequenz wird von einer Spannungsquelle 15 auf die Anregungselektrode 16 gegeben, wodurch eine Amplitudenmodulation des Trägers durch das erstgenannte Signal hervorgerufen wird. Die Ausgangsspannung der Senke 23 wird verstärkt und in einem Hochpaß 42 gesiebt. Es wurden erfolgreiche Experimente durchgeführt, wobei das Signal 80 Hz, die Trägerfrequenz 2000Hz und der Hochpaß am Ausgang einen Widerstand von 100 000 Ohm und einen Kondensator von 20OpF hatte.

Fig. 12A zeigt einen erfindungsgemäß aufgebauten Impulsoszillator, bei dem der Stromkreis des Resonanzgliedes derart kurzzeitig geöffnet wird, daß sich am Ausgang ein Wechselstromimpuls abnehmender Amplitude ergibt. Die Gleichspannungsquelle 17 ist kräftig genug, um eine teilweise Ablenkung des Schwingers zu einer Gleichgewichtslage zu bewirken. Bei öffnung eines Schalters 44 (z. B. des Impulskontaktes eines Fernsprechers), der die Vorspannung für ein kürzeres Intervall als die Dauer des entstehenden Schwingungserzeugers unterbricht, fällt die Spannung wegen des Widerstandes 46 sofort auf Null ab. Der Schwingstab schnellt zurück in seine zur Oberfläche der Unterlage parallele Lage und schwingt mechanisch mit seiner Resonanzfrequenz. Diese Resonanz ist am Ausgang nicht erkennbar, weil am Schwinger 12 keine Spannung liegt. Wird der Stromkreis wieder geschlossen, so schwingt der Stab immer noch, und nun erscheint eine Ausgangsspannung, bis der Stab ins Gleichgewicht zurückkehrt. Das entsprechende Intervall hängt von der Resonanzgüte Q des Stabes ab und kann in der Größenordnung von einer Zehntelsekunde liegen.

Fig. 12B erläutert die beschriebene Betriebsweise. Wenn mehrere solche Impulsoszillatoren mit verschiedenen Frequenzen vorhanden sind, können nach Wahl verschiedene Frequenzen ausgesandt werden. Beispielsweise können zur Drucktastenwahl einer Fernsprechnummer sieben solche Impulsgeneratoren vorgesehen sein. Die gegenwärtig zur Frequenzwahl verwendeten Frequenzen von 697, 770, 851, 941, 1209, 1336 und 1477 Hz können alle mit den erfindungsgemäßen Resonanztransistoren leicht erzeugt werden.

F i g. 13 zeigt einen Resonanztransistor 18 in Verwendung in einem Frequenznormal 60 für eine Zeitgebervorrichtung. Wegen der sehr kleinen Abmessungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann diese z. B. in einer elektronischen Armbanduhr verwendet werden.

Der Oszillator erzeugt ein Signal fester Frequenz unter Verwendung einer gleichphasigen Rückkopplung von der Senke 23 auf die Anregungselektrode 16. Die Spannungsquelle 30 ist mit der Senke über einen kapazitiven Widerstand 62 verbunden. Die Rückkopplung enthält ein Entkopplungsglied 64 und einen Verstärker, z. B. einen bipolaren Transistor 63.

Die Ausgangsspannung wird dann auf aufeinanderfolgende Stufen 65, 70 und 75 gegeben, um eine passende Schwingungsform, eine feste Anzahl von Impulsen je Sekunde (Frequenzteilung) und eine Kraftverstärkung zu erzielen, damit eine Anzeigevorrichtung 80 betätigt werden kann, die als Uhrzeiger, Ziffernanzeiger oder Summer ausgebildet sein kann. Die Stufen 65, 70, 75 und 80 sind in bekannter Weise aufgebaut.

Statt der in F i g. 13 gezeigten äußeren Rückkopplung kann auch die in Fig. 10 verwendete innere Rückkopplung zur Ausbildung des Oszillators herangezogen werden.

Fig. 14 zeigt die Verwendung eines erfindungsgemäßen Resonanztransistors als Reaktanzkreis. Eine feste Gleichspannung liegt zwischen dem Schwinger und der Anregungselektrode 16. Der Ausgangswiderstand 31 und die Gleichspannungsquelle 30 können zur Festlegung des gleichstrommäßigen Arbeitspunktes verwendet oder weggelassen werden. In jedem Fall ist die Wechselstromimpedanz Z dieser Anordnung bei allen Frequenzen außerhalb der Resonanzfrequenz konstant und ungefähr gleich der Kanalimpedanz. Bei der Resonanzfrequenz wird durch die Wechselwirkung zwischen dem Schwinger und der Senke 23 diese Impedanz geändert, so daß sich eine frequenzabhängige Reaktanz ergibt, die für Abstimmzwecke geeignet ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektromechanisches Filter mit einem mechanischen zungenförmigen Schwinger, der unter elektrostatischer Erregung frei über einer Unterlage schwingt, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Rückumwandlung der mechanischen Schwingungen in elektrische Schwingungen die Unterlage (10) eine auf dem Prinzip des Unipolartransistors beruhende Halbleiteranordnung (18) aufweist, die mit dem leitenden Schwingerteil (14) derart gekoppelt ist, daß der für den Stromdurchgang maßgebende Querschnitt des Stromkanals (21) des Transistors durch die Schwingungen des leitenden Schwingerteils elektrostatisch gesteuert wird.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere weitere Schwinger (112) gleicher Art mit dem Transistor gekoppelt sind.

3. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Schwinger (112) mechanisch unabhängig vom ersten Schwinger (12) schwingen können, eine von diesem abweichende Resonanzfrequenz haben und ebenfalls elektrostatisch erregt sind (F i g. 8).

4. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinger (12, 112) gleiche Eigenresonanz haben und mechanisch miteinander gekoppelt sind (Fig. 9).

5. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (10) aus einem Isolator besteht, auf dessen Oberfläche der Transistor (18) angeordnet ist.

6. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage aus einem Halbleiter (19) besteht und daß der Stromkanal (21) des Transistors (18) im Halbleiter ausgebildet ist.

7. Filter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (18) vom Schwinger (12) elektrisch isoliert ist.

8. Filter nach Anspruch?, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkanal (21) des Transistors sich in einem Halbleiterbereich (19) vom einen Leitfähigkeitstyp befindet und zwischen zwei im Abstand befindlichen Halbleiterbereichen (22, 23) vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp liegt, mit denen Quellen- und Senkenelektroden (33) des Transistors im ohmschen Kontakt stehen, daß der Halbleiter (19) von einer Isolierschicht (20) bedeckt ist, die nur die Quellen- und Senkenelektroden (33) frei läßt, und daß der Schwinger (12) auf der Isolierschicht befestigt und elektrisch vom Halbleiter isoliert ist.

9. Filter nach Anspruch?, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anregungselektrode (16) unter dem leitenden Schwingerteil (14) auf der Isolierschicht (20) angeordnet ist. ao

10. Filter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Teil (14) des Schwingers näher an der einen der Quell- und Senkenelektrode (33) als an der anderen angeordnet ist.

11. Filter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß am Schwinger (12) eine Gleichspannung einer Polarität liegt und eine zweite Gleichspannung entgegengesetzter Polarität an der dem Schwinger nächsten Elektrode liegt, so daß unter dem dadurch ausgebildeten elektrischen Feld der Schwinger in Richtung auf die Unterlage (10) abgelenkt und eine spontane mechanische Schwingung eingeleitet wird.

12. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine gleichphasige Rückkopplungsleitung (63, 64) vom Ausgang des Transistors (18) zu der Anregungselektrode (16) führt.

13. Verfahren zur Herstellung eines Filters nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Unterlage (50, 52) eine erste Abdeckung (54) angebracht wird, die ein Fenster (55) dort aufweist, wo der Schwinger an der Unterlage befestigt werden soll, und deren Dicke gleich dem gewünschten Abstand zwischen der Unterlage und dem freien Teil des Schwingers ist, daß auf die erste Abdeckung eine zweite Abdeckung (58) aufgebracht wird, die ein zweites Fenster (59) besitzt, das das erste Fenster frei läßt und außerdem eine Aussparung für den Schwinger darstellt, daß metallisches Material (60) in den Fenstern niedergeschlagen wird und daß die beiden Abdeckungen entfernt werden.

14. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen der zweiten Abdeckung (58) eine dünne Metallschicht (56) auf die erste Abdeckung (54) in das erste Fenster (55) aufgebracht wird, so daß nach dem Aufbringen der zweiten Abdekkung (58) das metallische Material (60) in dem zweiten Fenster (59) und auf der dünnen Metallschicht (56) in dem ersten Fenster niedergeschlagen wird, und daß die dünne Metallschicht anschließend dort entfernt wird, wo sie nicht von dem metallischen Material (60) bedeckt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 518 331;
britische Patentschrift Nr. 788 159;
Franz L. Alt, »Advances in Computers«, Vol. 2, S. 188 bis 190, New York und London, 1961.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen