DE10011253A1 - Apparatus for electrochemical etching of pores of all types in semiconductors comprises internal longitudinal scales of whole system located in a suitable size - Google Patents

Apparatus for electrochemical etching of pores of all types in semiconductors comprises internal longitudinal scales of whole system located in a suitable size

Info

Publication number
DE10011253A1
DE10011253A1 DE2000111253 DE10011253A DE10011253A1 DE 10011253 A1 DE10011253 A1 DE 10011253A1 DE 2000111253 DE2000111253 DE 2000111253 DE 10011253 A DE10011253 A DE 10011253A DE 10011253 A1 DE10011253 A1 DE 10011253A1
Authority
DE
Grant status
Application
Patent type
Prior art keywords
characterized
pores
apparatus
apparatus according
system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2000111253
Other languages
German (de)
Inventor
Juergen Carstensen
Helmut Foell
Marc Christophersen
Gunther Hasse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CHRISTIAN-ALBRECHTS-UNIVERSITÄT ZU KIEL, 24118 KIE
Original Assignee
Juergen Carstensen
Helmut Foell
Marc Christophersen
Gunther Hasse
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer, carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer, carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3063Electrolytic etching

Abstract

An apparatus for the electrochemical etching of pores of all types in semiconductors comprises internal longitudinal scales of the whole system located in a suitable size. The balance between the directly dispersed and the oxidizing part of the current and the nucleation of the pores are optimized. The system is synchronized and stabilized using a suitably selected control signal in the frequency region of the internal system frequencies. In-situ measurements of the transfer resistance are used for continuous fine control. Preferred Features: The change of the oxide dispersion kinetics is carried out by changing the HF concentration, by changing the viscosity of the electrolytes and by adjusting the pH value or the temperature.

Description

Anwendungsgebiet field of use

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Optimierung und insbesondere Steuerung von elektrochemischen Systemen die zur Ätzung von Poren in Halbleitern, insbesondere Silizium, verwendet werden. The invention relates to an apparatus for the optimization and control of particular electrochemical systems which are used for etching of pores in semiconductors, especially silicon. Die beschriebene Vorrichtung erlaubt die gewünschten Geometrien und Morphologien von Poren gezielt einzustellen und im Verlauf der Ätzung zu steuern. The apparatus described allows the desired geometries and morphologies of pores selectively adjust and control the course of the etch. Die Vor richtung ist gekennzeichnet durch Before the device is characterized by

  • - Einstellung der primären Ätzparameter nach der Lehre der Erfindung. - adjustment of the primary etching parameters according to the teachings of the invention.
  • - Überlagerung eines Steuersignals mit einer Form und Frequenz nach der Lehre der Erfin dung. dung superimposing a control signal with a shape and frequency in accordance with the teachings of the OF INVENTION -.
  • - In-situ Messung von geeigneten Größen und Verwendung der in-situ Messungen zur Mo difikation der primären Ätzparameter und des Steuersignals. - In-situ measurement of appropriate sizes, and use of in-situ measurements for Mo ification of the primary etching parameters and the control signal.
Stand der Technik State of the art

1990 wurde erstmals eine Methode beschrieben, um sogenannt Makroporen, dh Poren mit Durchmessern in µm Bereich und Tiefen von mehreren 100 µm in n-Typ Silizium zu ätzen [1]. 1990, a method was first described for so-called macropores, that is to etch pores with diameters in the range microns and depths of several 100 microns in n-type silicon [1]. Im Laufe der nächsten Jahre wurde diese Technik erweitert auf die Ätzung von Poren mit Durchmessern, die von 1 nm bis zu einigen 10 µm reichen; Over the next several years, this technique has been extended to the etching of pores with diameters ranging from 1 nm up to several 10 microns; wobei sowohl n-Typ als auch p- Typ Silizium zum Einsatz kam. wherein both n-type and p-type silicon was used. Bedingt durch die hohe potentielle technologische Bedeutung sind einige 1000 Veröffentlichungen dazu erschienen; Due to the high potential technological significance of some 1,000 publications have been issued to it; Zusammenfassungen finden sich in [2- 5]. Summaries can be found in [2- 5].

Weiterhin existieren einige Patentanmeldungen, die sich mit der Ätzung von Poren in Si beschäftigen, z. Furthermore, some patent applications that deal with the etching of pores in Si such exist. B. a)-d). Bath).

In den letzten Jahren konnte weiterhin gezeigt werden, daß in vielen andern Halbleitern, insbesondere den technisch wichtigen III-V Verbindungshalbleitern wie GaAs, GaP, InP, InSb, aber auch in SiC, Poren mit elektrochemischen Verfahren geätzt werden können. In recent years, could continue to be shown that can be etched in many other semiconductors, in particular the technically important III-V compound semiconductors such as GaAs, GaP, InP, InSb, but also in SiC, pores with electrochemical method.

In allen Fällen hat sich aber gezeigt, daß die Geometrie und Morphologie der machbaren Poren oft nicht den technischen Anforderungen entspricht. In all cases, however, has shown that the geometry and morphology often is not the feasible pores technical requirements. So ist es z. Thus it is. B. bisher nicht möglich, Makroporen mit Durchmessern deutlich kleiner als 1 µm zu erreichen, oder, im Falle von Pro ben mit durch Masken (z. B. Si 3 N 4 ) geschützten Oberflächenbereichen, Poren in freiliegenden Bereichen ohne Unterätzung der Maske zu erreichen. B. hitherto not possible to achieve macro-pores with diameters significantly less than 1 micron, or, in the case of Pro ben with through masks (eg. As Si 3 N 4) protected surface regions to achieve pores in exposed regions without undercut the mask , Weiterhin hat es sich als sehr schwierig bis unmöglich erwiesen, den Durchmesser der Poren als Funktion der Tiefe in gezielter Weise zu variieren [6]. Furthermore, it has proved very difficult if not impossible, to vary the diameter of the pores as a function of depth in a specific manner [6]. Obwohl inzwischen eine große Zahl an Elektrolytsystemen auf anorganischer und organischer Basis erprobt wurde, ist der Stand der Technik durchgehend wenig befriedi gend. Although now a large number was tested on electrolyte systems on inorganic and organic basis, the prior art is consistently little befriedi quietly. Die Gründe dafür liegen im wesentlichen im Fehlen einer brauchbaren Theorie der Po renätzung und der dadurch bedingten rein empirischen Vorgehensweise. The reasons for this lie substantially in the absence of a useful theory of Po renätzung and the resulting purely empirical approach.

Bild 1 illustriert einige der bisherigen Probleme. Figure 1 illustrates some of the previous problems.

Aufgabe der Erfindung OBJECT OF THE INVENTION

In der technischen Praxis ist meist vorgegeben, welche Porengeometrien bei welcher Morphologie gewünscht werden. In technical practice is usually specified that pore geometries in which morphology desired. Beispiele sind: Examples are:

  • - Poren mit konstantem Durchmesser im µm- und subµm Bereich und hohen Aspektver hältnissen in vorgegebener geometrischer Anordnung zur Erzeugung von photonischen Kristallen; - pores with a constant diameter in the micron and the submicron range and high Aspektver ratios in a predetermined geometric arrangement for producing photonic crystals; vorzugsweise in III-V Halbleitern. preferably in III-V semiconductors.
  • - Poren mit Durchmessern, die als Funktion der Tiefe nach einer vorgegebenen Funktion (z. B. Sinus oder Sägezahn) variieren. - pores with diameters vary, as a function of depth according to a predetermined function (e.g., sinusoidal or sawtooth.).
  • - Poren mit sehr kleinen Durchmessern (um 100 nm) in p-Si Substraten mit nicht zu hoher Dotierung und mit vorgegebener Geometrie. - pores with very small diameters (to 100 nm) in p-Si substrates with not too high doping and having a predetermined geometry.
  • - Poren, die von einem gegeben Punkt der Oberfläche in mehrere, kristallographisch vor gegebene Richtungen laufen mit möglichst konstanten Durchmessern und sehr homoge nem Wachstum in die Tiefe. - pores which run from a given point of the surface in several crystallographic directions given before with constant as possible diameters and very homoge nem growth in depth.

Sehr viel mehr Beispiele könnten angeführt werden, keines dieser technisch bedeutsamen Probleme wurde bisher gelöst. Many more examples could be cited, none of these industrially important problem has been solved.

Lösung der Aufgabe der Erfindung Solution of the object of the invention

Die Erfindung löst viele der bekannten Probleme; The invention solves many of the known problems; sie beruht auf einer neuen Sichtweise (Theorie) der elektrochemischen Ätzung von Halbleitern. it is based on a new way (theory) the electrochemical etching of semiconductors. Sie kombiniert drei Komponenten zur Optimierung elektrochemischer Systeme zur Porenätzung. It combines three components for optimizing electrochemical systems for pore etching. Diese Komponenten sind These components are

  • - Optimierung des Elektrolyten nach einfachen Regeln. - Optimization of the electrolyte according to simple rules.
  • - Steuerung des Ätzvorgangs durch ein den Parametern des Systems überlagertes Steuersi gnal. - control of the etching process by a superimposed to the parameters of the system Steuersi gnal.
  • - In-situ Erfassung von Parametern des Systems, die zur Steuerung des Ablaufes der Ät zung verwendet werden können. - In-situ detection of parameters of the system that can be used to control the sequence of Ät wetting.

Diese drei Komponenten können einzeln oder in Kombination Anwendung finden; These three components can be applied individually or in combination; sie werden im folgenden beschrieben they are described below

Grundlagen der Erfindung Background of the Invention

Die Erfindung beruht auf der Nutzbarmachung einer völlig neuartigen Sichtweise des strom durchflossenen Halbleiter-Elektrolyt Kontaktes, aufbauend auf einer Theorie der Stromos zillationen der Si-Elektrode [7, 8]. The invention is based on the utilization of a completely new viewpoint of the current-carrying semiconductor electrolyte contact, based on a theory of Stromos zillationen the Si electrode [7, 8]. Im Gegensatz zur vorherrschenden Meinung, die den Stromfluß durch die Elektrolytgrenzfläche als zeitlich und räumlich stationär betrachtet, po stuliert die neue Theorie Stromfluß durch kurze Strompulse, die grundsätzlich stochastischer Natur sind. Contrary to prevailing opinion, which considers the current flow through the electrolyte interface as a temporally and spatially stationary, po the new theory been postulated current flow through short power pulses that are fundamentally stochastic in nature. Das Ergebnis einer elektrochemischen Ätzung ist dann eine unmittelbare Folge von nur zwei prinzipiell unabhängigen Vorgängen: The result of an electrochemical etching is then a direct consequence of only two fundamentally independent processes:

  • 1. Abläufe in einem Strompuls. 1. processes in a current pulse.
  • 2. Zeit und Ort der Nukleation eines Strompulses. 2. Time and place of the nucleation of a current pulse.

Das Ergebnis eines Ätzprozesses ist durch die Mittelwertbildung über die insgesamt stattge fundenen Strompulse eindeutig bestimmt. The result of an etching process is uniquely determined by averaging over the total stattge fundenen current pulses. Die wesentlichen für die Erfindung wichtigen Ei genschaften eines Stromimpulses sind: The essential importance to the invention egg characteristics of a current pulse are:

  • 1. Ladungstransfer vom Si in den Elektrolyten verbunden mit einer direkten Auflösung des Siliziums [9]. 1. charge transfer from Si in the electrolyte is connected to a direct dissolution of the silicon [9]. Dieser Vorgang ist stark anisotrop, mit einer durch die Kristallographie des Materials vorgegebenen Richtung; This process is highly anisotropic, with a predetermined through the crystallography of the material direction; in Si ist dies beispielsweise die <100< Richtung. Si in this example, is the <100 <direction. Ent scheidend sind die Bindungsverhältnisse an der Grenzfläche; distinctively Ent are the bonding at the interface; schwache oder geschwächte Bindungen werden leicht angegriffen. weak or weakened bonds are easily attacked. Damit reagiert dieser Teil auch empfindlich auf mechanische Verspannungen des Kristallgitters. Thus, this part is also sensitive to mechanical stresses in the crystal lattice. Falls dieser Prozeß stark dominiert, wer den fraktal verzweigte Poren generiert (die gelegentlich auch als "dendritische Poren" [10], "Durchschlagsporen" [11] oder Mesoporen [3] bezeichnet) werden). If this process is strongly dominated who generates the fractal branched pores (which sometimes also known as "dendritic pores" [10] "Punch spores" [11] or mesopores [3] hereinafter) to be).
  • 2. Ladungstransfer vom Si in den Elektrolyten verbunden mit einer Oxidation des Si. 2. charge transfer from Si in the electrolyte associated with oxidation of Si. Dieser Prozeß ist eher isotrop; This process is more isotropic; er würde für sich genommen keine Poren erzeugen. he would in itself produce any pores. Als Folgepro zeß nach der direkten Auflösung überführt er die fraktale Struktur des Vorprozesse in ei ne glatte Struktur. As Folgepro process for the direct resolution he transferred the fractal structure of the preliminary processes in ei ne smooth structure.
  • 3. Rein chemische Auflösung des Oxids. 3. Pure chemical dissolution of the oxide. Dieser Prozeß dauert sehr viel länger als die Pro zesse 1., 2. und 4. Er bestimmt eine für jedes System charakteristische Zeitkonstante τ, da ein neuer Strompuls nicht vor (oder allenfalls kurz vor) dem Ende der Oxidauflösung ge zündet werden kann. This process takes much longer than the Pro processes 1, 2 and 4. It determines τ a characteristic for each system time constant, since a new current pulse can be ignited not before (or possibly shortly before) ge the end of the oxide dissolution. Dies ist von großer Wichtigkeit für die Lehre der Erfindung. This is of great importance to the teaching of the invention.
  • 4. Bedeckung der freien Si Oberfläche mit Wasserstoff; 4. Covering of the free Si surface with hydrogen; damit verbunden eine Passivierung der Oberfläche. associated therewith, a passivation of the surface. Die Geschwindigkeit dieses Prozesses hängt von der Kristallographie ab; The speed of this process depends on the crystallography; bei Si läuft er auf {111} Oberflächen z. when it runs on Si {111} surfaces z. B. viel schneller ab als auf {100} Oberflächen. B. much faster than on the {100} surfaces.
  • 5. Nukleation eines neuen Strompulses. 5. nucleation of a new current pulse.

Die einzige in diesem Zusammenhang wichtige Eigenschaft der Nukleation ist: The only important in this context property of nucleation is:

  • 1. Die Wahrscheinlichkeit zur Nukleation eines neuen Strompulses wird wesentlich durch den Grad der Wasserstoffpassivierung an der betrachteten Stelle bestimmt; 1. The probability for nucleation of a new current pulse is essentially determined by the degree of hydrogen passivation at the point considered; die Wahr scheinlichkeit nimmt mit zunehmender Passivierung ab. the true probability decreases with increasing passivation. Sie ist damit anisotrop (z. B. in Si auf {100} Oberflächen sehr viel wahrscheinlicher als auf {111} Oberflächen). It is thus anisotropic (z. B. Si {100} surfaces are much more likely than on the {111} surfaces).

Porenbildung kann damit grundsätzlich als eine Korrelation der Nukleationswahrscheinlich keiten von Strompulsen im Raum verstanden werden die durch eine Wechselwirkung von Stromimpulsen in der Zeit entsteht. Pore ​​formation can thus in principle possibilities as a correlation of Nukleationswahrscheinlich be understood by current pulses in space caused by an interaction of current pulses in time. Die Größe und Morphologie der Poren wird durch zwei wesentliche Faktoren bestimmt: The size and morphology of the pores is determined by two main factors:

  • 1. Die Größe der im System vorliegenden Längenskalen. 1. The size of the resistance of the system length scales. Die wichtigste und neue Län genskala wird nach der Lehre der Erfindung durch die oben genannte charakteristische Zeitkonstante des Systems bestimmt; The most important and new County genskala is determined by the above-mentioned characteristic time constant of the system according to the teachings of the invention; sie ist gegeben durch die für das System typische Ätztiefe die in der Zeit τ erreicht werden kann und die zumindest in ausreichender Nähe rung durch bekannte Beziehungen der Elektrochemie errechnet werden kann. it is given by the typical for the system etching depth that can be achieved τ in time and tion at least in sufficient proximity can be calculated by known relationships of electrochemistry. Andere, be reits bekannte Längenskalen sind beispielsweise: Others, already be known length scales include:
    • - Die Ausdehnung der Raumladungszone in dem entsprechenden Halbleiter [1]. - The extent of the space charge region in the corresponding semiconductor [1].
    • - Die Ausdehnung der Helmholtzschicht auf der Elektrolytseite. - The expansion of the Helmholtz layer on the electrolyte side.
    • - Diffusionslängen [2] und typische Größen von Konzentrationsgradienten der Löcher und Elektronen in den Halbleitern - diffusion lengths [2] and typical sizes of concentration gradient of holes and electrons in the semiconductors
    • - Quantendrahteffekte [12] - quantum wire effects [12]
      Glatte unverzweigte Poren werden z. Smooth straight pores z. B. erhalten, wenn die für das System wesentlichen Längenskalen die selbe Größenordnung im Bereich der gewünschten Porendurchmesser haben. As obtained if the essential for the system length scales are of the same order of magnitude in the range of the desired pore diameter.
  • 2. Das Verhältnis der beiden ladungstransferierenden Prozesse. 2. The ratio of the two ladungstransferierenden processes. Bei Dominanz der direkten Auflösung besteht eine Tendenz zu anisotropen, stark verzweigten Poren, bei Dominanz der Oxidation entstehen glatte Poren mit wenig ausgeprägter Vorzugsrichtung. With dominance of the direct resolution tends to be anisotropic, highly branched pores in dominance of oxidation smooth pores are formed with little pronounced preferred direction.

Die Erfindung lehrt, daß diese Größen durch geeignete Wahl der Parameter in gewissen Grenzen einstellbar sind. The invention teaches that these parameters can be set by suitable choice of the parameters within certain limits.

Erste Komponente der Erfindung: Optimierung des Grundsystems First component of the invention: optimization of the basic system

Aus dem bisher gesagten wird deutlich, daß das System, bestehend aus Halbleiter und Elektrolyt sowie den extern wählbaren und variablen Größen Spannung, Strom, Beleuchtung und Temperatur, für die jeweilige Aufgabenstellung optimiert werden kann. From the foregoing it is clear that the system consisting of the semiconductor and the electrolyte as well as the externally selectable and variable sizes, voltage, current, temperature and lighting, can be optimized for the specific task. Dabei sind aber nicht immer alle Parameter frei wählbar; But while all parameters are not always freely chosen; der Typus des zu verwendenden Halbleiters und sei ne Dotierung sind beispielsweise häufig festgelegt. the type to use for the semiconductor and is ne doping for example, are often fixed. Aus den bisherigen Ausführung folgen einfache Grundregeln zur Auswahl von Systemkomponenten die im folgenden aufgelistet werden From the previous version to follow simple rules for the selection of system components that are listed below

1. Optimierung der Längenskalen 1. Optimization of length scales

Zu beachten ist die intrinsische Zeitkonstante τ und die damit verbundene intrinsische Länge l 0 . Note the intrinsic time constant τ and the associated intrinsic length l 0th Sie kann nach den bekannten Regeln der Kinetik der Oxidauflösung leicht abgeschätzt werden. It can be easily estimated by the known rules of the kinetics of oxide dissolution. Für Makroporen ist die Größe der Raumla dungszone besonders wichtig, sie ergibt sich aus den bekannten Beziehungen der Halb leiterphysik. For macro pores the size of Raumla is dung zone particularly important, it results conductor physics from the known relationships of the half. Im Regelfall ist es günstig, die Größe der Helmholtzschicht sehr viel kleiner zu wählen; As a rule, it is advantageous to select the size of the Helmholtz layer is much smaller; dabei ist in erster Linie die Leitfähigkeit des Elektrolyten nach bekannten Formeln der Elektrochemie zu beachten. thereby primarily the conductivity of the electrolyte is to be observed by known formulas of electrochemistry. Die verfügbaren Variablen sind die Dotierung des Halbleiters, die aktive Konzentration an fluorhaltigen Verbindungen (in der Regel Flußsäure, HF), die Temperatur und die Elektrolytleitfähigkeit, die z. The variables are available, the doping of the semiconductor, the active concentration of fluorine-containing compounds (usually hydrofluoric acid, HF), the temperature and the electrolyte conductivity, z. B. durch bekannte Leitsalzsysteme stark manipuliert werden kann. As can be greatly manipulated by known Leitsalzsysteme. Bei der Vielzahl der möglichen Kombi nationen ist es nicht sinnvoll konkrete Beispiele zu geben. Given the large number of possible combi nations, it does not make sense to give concrete examples. Die Systematik des Vorgehens nach der Lehre der Erfindung wird jedoch jedem mit Halbleiterelektrochemie vertrauten Experten sofort verständlich sein. The systematics of the procedure according to the teachings of the invention, however, will be immediately understood each familiar with semiconductor electrochemistry experts.

2. Optimierung des Verhältnisses von direkter Auflösung zu Oxidation 2. Optimization of the ratio of direct resolution to oxidation

Für ein gegebenes System läßt sich nach dem bisher ausgeführten durch Analyse der erhaltenen Porenmor phologie sofort schließen, welche Komponente überwiegt. For a given system can be determined by the previously executed by analysis of the morphology obtained Porenmor close immediately, which outweighs component. Das System wird optimiert, in dem man die schwächere Komponente stärkt oder die dominierende Komponente schwächt oder beides durchführt. The system is optimized, in which one strengthens the weaker component or weakens the dominant component or both performs. Die Erfindung lehrt dazu folgendes: The invention teaches to the following:

Stärkung der Oxidation Strengthening of the oxidation

  • - Zugabe von bekannten Oxidationsmitteln, z. - addition of known oxidizing agents, for example. B. H 2 O 2 , CrO 3 , Essigsäure, KOH- Lösungen, NaOH-Lösungen, Chromsäure, Salpetersäure, K 2 Cr 2 O 7 , Cu(No 3 ) 2 , TMAH (Teramethylammonium hydroxide) As H 2 O 2, CrO 3, acetic acid, KOH solution, NaOH solution, chromic acid, nitric acid, K 2 Cr 2 O 7, Cu (NO 3) 2, TMAH (Teramethylammonium hydroxide)
  • - Erhöhung der Konzentration der Löcher an der Grenzfläche (bei konst. Grenzflächen potential), z. - increasing the concentration of holes at the interface (at constant potential interfaces.), For example. B. durch geänderte Dotierung oder Beleuchtung von der Vorderseite. As amended by doping or lighting from the front.
  • - Erniedrigung des Grenzflächenpotentials. - lowering the interfacial potential.
  • - Verwendung wäßriger (statt organischer) Elektrolyte - use of aqueous (rather than organic) electrolytes
Stärkung der direkten Auflösung Strengthening the direct resolution

  • - Änderung der Passivierungskinetik durch Zugabe bekannter protonierender Chemika lien wie z. - Modification of Passivierungskinetik lien by adding known proto alternating Chemika such. B. Säuren, Alkoholen, protisch wirkenden organischen Molekülen (z. B.: Diethyleneglycol), gasförmiger Wasserstoff, nasc. As acids, alcohols, protic acting organic molecules (eg. B .: Diethyleneglycol), gaseous hydrogen, nasc. Wasserstoff, TMAH (Teramethy lammonium hydroxide), KOH-Lösungen, NaOH-Lösungen Hydrogen, TMAH (Teramethy lammonium hydroxide), KOH solutions, solutions of NaOH
  • - Reduzierung der Löcherkonzentration; - reducing the hole concentration; insbesondere durch Dotierung und Beleuch tung von der Rückseite. in particular by doping processing and lighting from the rear.
  • - Erhöhung des Grenzflächenpotentials. - increase the interfacial potential.
3. Optimierung der Porennukleation 3. Optimization of Porennukleation

Da die Porenätzung im weitesten Sinne ein kinetischer Prozeß ist und sich damit weit weg vom jeweils optimalen lokalen Gleichgewicht bewe gen kann, kommt der Nukleation der Poren oft entscheidende Bedeutung zu. Since the pore etching is a kinetic process in the broadest sense and thus far is bewe from the optimal local equilibrium gen can nucleation of pores often plays a crucial role. Beim der zeitigen Stand der Technik wird Porennukleation entweder durch Störungen der Oberflä che erzwungen (z. B. durch mit bekannten lithographischen Verfahren strukturierte Ätz grübchen [6]) oder durch empirisch ermittelte Rezepturen beeinflußt. During the early prior art Porennukleation is either ([6] z. B. structured with known lithographic methods etch pits) or affected by disorders of Oberflä che enforced by empirically determined formulas. Nach den obigen Ausführungen ist die Nukleation von Strompulsen die entscheidende Größe des Systems; After the above, the nucleation of current pulses is the decisive factor of the system; die erstmalige Nukleation beim Einschalten des Systems unterscheidet sich nicht grund sätzlich von der fortlaufenden Nukleation während des Ätzvorgang selbst. Die Lehre der Erfindung läßt sich damit auch auf die Erstnukleation anwenden; the initial nucleation when the system is no different in principle from the continuous nucleation during the etching process itself, the teaching of the invention can thus also be applied to the Erstnukleation. sie geht über den Stand der Technik hinaus. it goes beyond the prior art. Folgende Regeln werden gegeben The following rules are given

  • - Erhöhung des Ätzstroms und Ätzspannung (elektrische Feldstärke) zu Beginn der Ät zung. - increase in the etching current and etching voltage (electric field strength) at the beginning of the wetting Ät.
  • - Erzeugung lokaler mechanische Spannungen, z. - generating a local mechanical stresses, z. B. durch "verspannende Schichten" wie z. For example, by "bracing layers" such. B. Nitridschichten, durch (lokale) Implantation geeigneter Elemente (z. B. Ge) oder durch andere in der Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik bekannte Verfah ren. B. nitride layers by (local) implantation of appropriate elements (z. B. Ge) or by other ren in microelectronics and microsystem technology known procedural.

Diese Regeln sollen an Beispielen illustriert werden. These rules will be illustrated with examples. Es ist allgemein bekannt, daß in hochdo tiertem n-Si (sog. n + -Si) in allen bisher untersuchten Systemen ausschließlich sog. Mesoporen [3] entstehen. It is generally known that (so-called. N + -Si) in hochdo tiertem n-Si in all investigated so far only known systems. Mesopores [3] produced. Nach der Lehre der Erfindung dominiert damit die direkte Auflösung; According to the teachings of the invention thus dominates the direct resolution; um Ma kroporen zu erhalten muß die oxidative Komponente erhöht werden. kroporen to Ma to get the oxidative component must be increased. Nach den aufgezeigten Regeln ist dies erreichbar, Bild 2 zeigt Beispiele. After the outlined rules this can be achieved, Figure 2 shows examples. Die Wirkungsweise optimierter Nukleation wird in Bild 3 gezeigt. The mode of operation optimized nucleation is shown in Figure 3.

Zweite Komponente der Erfindung: Steuerung des Grundsystems Second component of the invention: control of the basic system

Nach der Lehre der Erfindung kann die stochastische Natur der Grundprozesse zu einer Art Rauschen oder zum Chaos des Gesamtsystems führen, die sich in irregulären Porenmor phologien auswirkt. According to the teaching of the invention, the stochastic nature of the basic processes may lead to a kind of noise or chaos of the overall system which affects phologien in irregular Porenmor. Dabei wird sich die im System dominierende Längenskala durchsetzen. Here, the dominant system in the length scale will prevail. Aus der Theorie und Praxis der kritischen Systeme ist allgemein bekannt, daß "chaotische" Systeme sich durch äußere Anregungen mit der für das System charakteristischen Frequenz in nicht-chaotisches Verhalten steuern lassen. From the theory and practice of critical systems is well known that systems can be "chaotic" be controlled by external stimuli with the characteristic of the system frequency in non-chaotic behavior. Für das Halbleiter-Elektrolytsystem bedeutet das nach der Lehre der Erfindung, daß irreguläre Porenmorphologien sich stark verbessern lassen, wenn dem System ein geeignete Anregung überlagert wird; For the semiconductor electrolyte system, the means according to the teaching of the invention that irregular pore morphologies can be greatly improved if the system, a suitable excitation is superimposed; dies wird als Synchronisation bezeichnet. this is called synchronization. Als Frequenz ist dabei eine Frequenz in der Nähe der Eigenfrequenz f = 1/τ zu wählen. As this frequency is 1 to choose f / τ a frequency near the natural frequency. Dies ermöglicht einen steuernden Eingriff mit dem sich die oben angesprochenen Probleme weitgehend lösen lassen. This allows a controlling intervention with which the above problems can be largely solved. Ein Beispiel zeigt Bild 4. Dabei wurde zu Demonstrati onszwecken ein System gewählt, das zu extrem irregulären Poren neigt (Makroporen auf n- Silizium, die mit flußsäurehaltigem DMF unter Rückseitenbeleuchtung geätzt worden sind). An example is shown in Figure 4. It was onszwecken Demonstrati to a system chosen, the pores tends to be extremely irregular (macropores n- silicon that has been etched with flußsäurehaltigem DMF under back lighting). Periodisch (mit einem Sinus Signal) variiert wurde in diesem Beispiel der Strom. the current was periodically varied (with a sinusoidal signal) in this example.

Es ist offenkundig, daß durch geeignete Steuerimpulse eine Synchronisation des Systems erreicht werden kann. It is obvious that a synchronization of the system can be achieved by appropriate control pulses. Physikalisch gesprochen, wird durch die Steuerimpulse das "Zünden", dh die Nukleation der Stromimpulse, synchronisiert, so daß das System weitaus weniger Möglichkeiten hat, durch Zufallsprozesse Seitenporen zu bilden oder Richtungen zu ändern. Physically speaking, is the control pulses, the "ignition", that is, the nucleation of the current pulses synchronized so that the system has far fewer opportunities to be formed by random processes Page pores or change directions.

Es liegt in der Natur der Erfindung, daß die Systemsteuerung durch ein ganzes Spektrum an Maßnahmen durchgeführt werden kann. It is in the nature of the invention that the system controller can be performed by a whole spectrum of action. Neben der oben gezeigten periodischen Änderung des Stromes kann auch die Spannung oder die Beleuchtungsintensität periodisch variiert wer den; In addition to the above-shown periodic change in the current, the voltage or the illumination intensity can be periodically varied who the; im Prinzip auch die Elektrolytzusammensetzung oder die Temperatur. in principle, the electrolyte composition and temperature.

Ein impliziter Anspruch dieses Teils der Erfindung ist es auch, daß aus der aufgezeigten Frequenzabhängigkeit des Systems folgt, wie Porendurchmesser im Verlauf einer Ätzung beeinflußt werden können. An implicit claim of this part of the invention is also, that follows from previous frequency dependence of the system, such as pore diameter can be influenced in the course of etching.

Dritte Komponente der Erfindung: In-situ Beobachtung des Systems Third component of the invention: In-situ observation of the system

Ein intrinsischer Teil jeder Porenätzung ist die fortlaufende Änderung der Halbleiter- Elektrolyt Grenzfläche und damit der lokalen Parameter. An intrinsic part of each pore etching is the continuous change of the semiconductor electrolyte interface and the local parameters. Bei fest eingestellten äußeren Para metern folgt daraus, daß sich an der Grenzfläche selbst die Parameter kontinuierlich ändern; In fixed outer Para meters from the fact that change at the interface even the parameters continuously follows; dies äußert sich in Änderungen der Porenmorphologie mit fortschreitender Tiefe. This is reflected in changes in the pore morphology with increasing depth. Ein erster Ansatz ist es, einen Parameter konstant zu regeln; A first approach is to control a parameter constant; z. z. B. den Strom durch kontinuierliche An passung der Spannung oder der Beleuchtungsintensität. B. At the current through continuous adjustment of the voltage or the illumination intensity. Weitergehende Ansätze eliminieren Diffusionanteile der Kinetik [13], doch lassen sich auch damit keine konstanten oder gar op timierten Bedingungen an der Grenzfläche erreichen. Further approaches eliminate diffusion kinetics shares of [13], but can also prevent constant or even op-optimized conditions at the interface to achieve. Nach der Lehre der Erfindung wird in- situ eine die Grenzfläche charakterisierende Größe gemessen, als brauchbar hat sich der durch Impedanzmessungen erfaßbare Transferwiderstand der Grenzfläche erwiesen. According to the teaching of the invention, a variable characterizing the interface is measured in-situ, to be useful, the detectable by impedance measurements transfer resistance of the interface has been established. Dazu wird der angelegten Spannung ein kleines Signal variabler Frequenz (oder ein Frequenzgemisch) überlagert; For this purpose a small variable frequency signal (or a frequency mixture) is superimposed on the applied voltage; aus bekannten Methoden der Impedanzmeßtechnik und der Systemtheorie läßt sich der Transferwiderstand der Grenzfläche ermitteln. from known methods of Impedanzmeßtechnik and systems theory, the transfer resistance of the interface can be determined.

Das System wird optimiert, indem zu jedem Zeitpunkt der Transferwiderstand R t mini miert wird. The system is optimized by at any time of the transfer resistance R t mini mized. Hierbei muß berücksichtigt werden, daß nach bekannten Formeln der Transferwi derstand von der Geometrie der Poren nach der Formel Here, it must be considered that, according to known formulas the Transferwi resistor on the geometry of the pore according to the formula

verknüpft ist. is linked. Mit wachsender Zeit erhöht sich die Porentiefe l Pore . With increasing time, the pore depth l pore increases. Für optimales Poren wachstum liefert Bild 5 ein Beispiel: Nach Aufbrechen der H-Passivierung (Bereich I) be ginnt die Umorganisiation zum stabilen Porenwachstum (Bereich II); For optimal growth pore Figure 5 provides an example: After breaking of the H-passivation (region I) be starts the Umorganisiation for stably pore growth (region II); der anschließende linea re Bereich zeigt das Anwachsen der Porenlänge. the subsequent re linea area shows the increase of the pore length. Durch die Regelung soll nun nicht der Po rendurchmesser A Pore verändert werden Diesem Sachverhalt wird Rechnung getragen, indem für potentiostatische Ätzungen die zu jedem Zeitpunkt der Porenätzung meß- bzw. berechen bare Funktion The scheme is now not the pore diameter A Pore be changed This fact is taken into account by the measurable for potentiostatic etching at any time of the pore etching or compute bare function

mit Standardmethoden der Regelungstechnik minimal gehalten wird (I ist der aktuelle Strom). is minimized by standard methods of control engineering (I is the actual current). Der Wert von α kann für unterschiedliche Ätzparameter mit Standardmethoden der System analyse angepaßt werden. The value of α can be adapted for different etching parameters with standard methods of system analysis. Für galvanostatische Experimente lautet die Kontroll-Funktion (U: aktuelle Spannung) For galvanostatic experiments, the control function is (U: current voltage)

Statt des Potenzansatzes können auch andere monotone Funktionen wie exp(αI) in den Nenner der Kontroll-Funktion geschrieben werden, um z. Instead of the power approach other monotonic functions also as exp (.alpha..sub.i) can be written in the denominator of the control function to z. B. ein sehr starkes Auftreten von Seitenporen zu unterdrücken. As to suppress a very high incidence of side pores.

Statt des Transferwiderstandes kann über die in-situ Impedanzanalyse auch der imaginäre Anteil der Kleinsignalantwort zur Kontrolle der Porenätzung genutzt werden. Instead of the transfer resistance and the imaginary part of the small signal response to control the pore etching can be used via the in situ impedance analysis. Diese liefert Informationen über die Kapazität der Elektrolytgrenzschickt und somit nach der bekannten Formel This provides information about the capacity of the electrolyte interface Send, and thus according to the known formula

Informationen über die effektive Oberfläche (Porösität). Information on the effective surface area (porosity). Diese wächst bei stabilem Porenwachstum linear mit der Porenlänge an. This is growing at stable growth pores linearly with the pore length. Bei Abweichung von diesem linearen Verhalten kann dies in Kombination mit der Transferwiderstandsmessung oder unabhängig nach bekannten Verfahren der Regelungstechnik zur Steuerung des Porenwachstums genutzt werden. In deviation from the linear behavior of this may be used in combination with the transfer resistance measurement or independently by known methods of control systems for controlling the pore growth.

Bild 1 picture 1

  • a) Stark verzweigte Poren mit nicht kontrollierbarer Morphologie. a) Strongly branched pores with uncontrollable morphology.
  • b) Starke Unterätzung der maskierenden Nitridschicht (links oben). b) Severe undercutting of the masking nitride layer (top left).
  • c) Verzweigte Poren für photonische Kristalle mit zu unregelmäßiger Morphologie c) Branched pores of photonic crystals to irregular morphology

Bild 2 image 2

  • a) Übliche Mesoporen a) Conventional mesopores
  • b) Makroporen erhalten mit einem HF/TMAH (Teramethylammonium hydroxide) Gemisch b) macropores obtained with an HF / TMAH (Teramethylammonium hydroxide) mixture
  • c) Makroporen erhalten mit Gemisch aus wäßrigen Chromoxid-Salz (CrO 3 ) und HF c) macropores obtained with mixture of aqueous chromium salt (CrO 3) and HF

Bild 3 picture 3

  • a) Erhöhte Nukleation im Spannungsfeld einer Nitridkante a) Elevated nucleation in the tension of a Nitridkante
  • b) Stark erhöhte Porenbildung bei Ausnutzung mechanischer Spannung (hier durch eine Nitrid Schicht erreicht) und optimierter Ätzung b) Greatly increased pore formation when utilizing mechanical stress (here by a nitride layer is reached) and an optimized etching

Bild 4 picture 4

  • a) f = 0 Hz (statisch), keine Synchronisation a) f = 0 Hz (static), no synchronization
  • b) f = 33 MHz, Synchronisation b) f = 33 MHz, synchronization
  • c) Großdarstellung: Poren bei 0 Hz ohne Synchronisation c) Large display: pores at 0 Hz without synchronization
  • d) f = 16 MHz, keine Synchronisation d) f = 16 MHz, no synchronization
  • e) f = 8 MHz, keine Synchronisation e) f = 8 MHz, no synchronization
  • f) Großdarstellung: Poren bei mit Synchronisation durch Steuersignal mit f = 33 mHz und Amplitude = 40% des Grundstroms. f) Large representation: in pores with synchronization by control signal with f = 33 MHz, and amplitude = 40% of the fundamental current.

Bild 5 picture 5

In-situ Messung des Realteils der Impedanz. In-situ measurement of the real part of the impedance. Es sind die drei Bereiche des Aufbrechens der Wasserstoffterminierung, der Nukleation und des stabilen Porenwachstums (linearer Anstieg) klar voneinander trennbar. There are three areas of breaking the hydrogen termination, the nucleation and growth stable pores (linear increase) clearly separable from one another. In dem zweiten Bereich optimiert das System seinen Transferwiderstand. In the second area, the system optimizes its transfer resistance.

Literatur literature

[1] V. Lehmann und H. Föll: Formation Mechanism and Properties of Electrochemically Etched Trenches in n-Type Silicon. [1] V. Lehmann and H. Föll: Formation Mechanism and Properties of Electrochemically etched trenches in n-type silicon. J. Electrochem. J. Electrochem. Soc., 137 (1990) p. Soc., 137 (1990) p. 653 653
[2] RL Smith, SF Chung, SD Collins, J. Electron. [2] RL Smith, SF Chung, SD Collins, J. Electron. Mater., 17, 533 (1988) Mater., 17, 533 (1988)
[3] V. Lehmann, R. Stengl, A. Luigart, Mat. Sci. [3] V. Lehmann, R. Stengl, A. Luigart, Mat. Sci. Eng., B 69-70, 11 (2000) Eng., B 69-70, 11 (2000)
[4] VP Parkhutik, in Porous Silicon, 1 st [4] VP Parkhutik, in Porous Silicon, 1 st

. , ed., ZC Feng und R. Tsu, Editors, p.301, World Scientitic, Singapore (1994) ed., ZC Feng and R. Tsu, Editor, p.301, World Scientitic, Singapore (1994)
[5] J.-N. [5] J.-N. Chazalviel, R. Wehrspohn, F. Ozanam, Mat. Sci. Chazalviel, R. Wehrspohn, F. Ozanam, Mat. Sci. Eng., B 69-70, 1 (2000) Eng., B 69-70, 1 (2000)
[6] V. Lehmann, U. Grüning, Thin Solid Films, 297, 13-17 (1997) [6] V. Lehmann, U. Grüning, Thin Solid Films, 297, 13-17 (1997)
[7] J. Carstensen, R. Prange, GS Popkirov and H. Föll: A Model for current oscillations at the Si-HF-system based on a quantitative analysis of current transients. [7] J. Carstensen, R. Prange, GS Popkirov and H. Föll: A Model for current oscillations at the Si RF system based on a quantitative analysis of current transients. Appl. Appl. Phys. Phys. A 67-4 (1998) S. 459-467. A 67-4 (1998) pp 459-467.
[8] J. Carstensen, R. Prange and H. Föll: A Model for Current-Voltage Oscillations at the Sili con Electrode and Comparison with Experimental Results. [8] J. Carstensen, R. Prange and H. Föll: A Model for Current-Voltage Oscillations at the Sili con Electrode and Comparison with Experimental Results. J. Electrochem. J. Electrochem. Soc., 146 (3), 1134-1140 (1999). Soc., 146 (3), 1134-1140 (1999).
[9] S. Rönnebeck, S. Ottow, J. Carstensen, H. Föll, J. Electrochem. [9] S. Rönnebeck, p Ottow, J. Carstensen, H. Föll, J. Electrochem. Soc. Soc. Lett., 2,126 (1999) Lett., 2,126 (1999)
[10] T. Osaka, K. Ogasawara, S. Nakahara, J. Electrochem. [10] T. Osaka, K. Ogasawara, S. Nakahara, J. Electrochem. Soc., 144, 3226 (1997) Soc., 144, 3226 (1997)
[11] M. Hejjo Al Rifai, M. Christophersen, S. Ottow, J. Carstensen and H. Föll, J. Electro chem. [11] M. Al Hejjo Rifai, M. Christophersen, p Ottow, J. Carstensen and H. Föll, J. Electro chem. Soc., 147, 627 (2000) Soc., 147, 627 (2000)
[12] V. Lehmann, U. Gösele, Adv. Mat., 4, 114 (1992) [12] V. Lehmann, U. Gösele, Adv. Mat., 4, 114 (1992)
[13] V. Lehmann, J. Electrochem. [13] V. Lehmann, J. Electrochem. Soc., 140, 2836 (1993) Soc., 140, 2836 (1993)

Patentanmeldungen patent applications

  • a) H. Föll, J. Grabmaier, V. Lehmann 83 E 1409 DE/83 P 1463/Juli 1983 Patentschrift DE 33 24 232 C2 Verfahren zum Herstellen von αus kristallinem Silizium bestehenden Körpern mit einer die Oberfläche vergrößernden Struktur, sowie deren Anwendung als Substrate für Solar zellen und Katalysatoren. a) H. Foell, J. grave Maier, V. Lehmann 83 E 1409 DE / 83 P 1463 / July 1983 Patent DE 33 24 232 C2 method for producing crystalline silicon αus existing bodies with a surface-enlarging structure and their use as cell substrates for solar and catalysts.
  • b) H. Föll, V. Lehmann 87 P 8040/Juni 1987 EP 0 296 348 B1 Ätzverfahren zum Erzeugen von Lochöffnungen oder Gräben in aus n-dotiertem Silizium bestehenden Schichten oder Substraten. b) H. Foell, V. Lehmann 87 P 8040 / June 1987 EP 0296348 B1 etching process for producing hole apertures or trenches in of n-doped silicon existing layers or substrates.
  • c) H. Föll, V. Lehmann 87 P 8067/Juli 1987 EP 0 301 290 B1 Schwarzer Strahler zum Einsatz als Emitter in eichbare Gassensoren und Verfahren zu seiner Herstellung. c) H. Foell, V. Lehmann 87 P 8067 / July 1987 EP 0301290 B1 black body for use as an emitter in calibratable gas sensors and methods for its preparation.
  • d) H. Föll, V. Lehmann 89 P 1462/Februar 1989 EP 0 400 387 B1 Verfahren zum großflächigen elektrischen Kontaktieren eines Halbleiterkristallkörpers mit Hilfe von Elektrolyten. d) H. Foell, V. Lehmann 89 P 1462 / February 1989 EP 0,400,387 B1 methods for large-area electrical contact with a semiconductor crystal body with the aid of electrolytes.
  • e) U. Grüning, V. Lehmann Offenlegungschrift vom 23.1.97 DE 195 26 734 A1 e) U. Gruening, V. Lehmann Application Publication from 23.01.97 DE 195 26 734 A1

Claims (17)

  1. 1. Vorrichtung zum elektrochemischen Atzen von Poren aller Arten in Halbleitern, dadurch gekennzeichnet , daß 1. An apparatus for electrochemical etching of pores of all types in semiconductor, characterized in that
    • a) Die internen Längenskalen des Gesamtsystems in die für die anstehende Aufgabe geeigneten Größenordnungen gebracht werden, a) bring the internal length scales of the overall system in which suitable for the task orders of magnitude,
    • b) Die Balance zwischen dem direkt auflösenden und dem oxidierenden Teil des Stroms optimiert wird b) optimize the balance between the resolution and directly oxidizing the portion of the stream
    • c) Die Nukleation der Poren optimiert wird c) The nucleation of pores is optimized
    • d) Das System durch ein geeignet gewähltes Steuersignal im Frequenzbereich der internen Systemfrequenzen synchronisiert und stabilisiert wird, und d) The system is synchronized by a suitably chosen control signal in the frequency range of the internal system frequencies and stabilized, and
    • e) In-situ Messungen des Transferwiderstands zur kontinuierlichen Feinsteuerung verwendet werden. e) In-situ measurements of the transfer resistor are used for the continuous fine control.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß nur einer, oder beliebige Kombinationen der genannten Punkt a)-e) verwendet werden. 2. Device according to claim 1, characterized in that only one, or any combinations of the above points a) -e) are used.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß es für die Porenätzung in Silizium verwendet wird. 3. Device according to claim 1, characterized in that it is used for pore etching in silicon.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß es mit den chemisch bedingten und bekannten Modifikationen für andere Halbleiter, insbesondere GaAs, GaAlAs, GaP, GaN, InP, InSb, SiC verwendet wird. 4. Apparatus according to claim 1 characterized in that it is used with the chemically related and known modifications for other semiconductors, in particular GaAs, GaAlAs, GaP, GaN, InP, InSb, SiC.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1a dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Oxidauflösungskinetik durch Änderungen der HF-Konzentration, durch Änderung der Viskosität des Elektrolyten, durch Einstellung des pH-Wertes oder der Temperatur vorgenommen wird. 5. The apparatus of claim 1 a characterized in that the change in the Oxidauflösungskinetik is performed by changes in the HF concentration, by changing the viscosity of the electrolyte, by adjusting the pH or the temperature.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1a dadurch gekennzeichnet, daß die Optimierung der Längenskala durch Änderungen der Raumladungszonentiefe oder der Ausdehnung der Helmholtzschicht vorgenommen wird. 6. The apparatus of claim 1 a characterized in that the optimization of the length scale by changes in the space charge region depth or extent of the Helmholtz layer is made.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1b dadurch gekennzeichnet, daß die Optimierung des Elektrolyten durch Zugabe von oxidierenden oder protonierenden Zusätzen durchgeführt wird. 7. Apparatus according to claim 1b, characterized in that the optimization of the electrolyte is carried out by addition of oxidizing or protonating additives.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1a dadurch gekennzeichnet, daß die Nukleation durch mechanische Spannungen begünstigt wird. 8. The apparatus of claim 1 a characterized in that the nucleation is promoted by mechanical stresses.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß mechanische Spannungen durch lokales Aufbringen geeigneter Schichten (z. B. Si 3 N 4 ), durch (lokale) Implantation geeigneter Elemente (z. B. Ge) oder durch andere in der Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik bekannte Verfahren erzeugt werden. 9. The device according to claim 8 characterized in that mechanical stress by local application of suitable layers (eg. As Si 3 N 4), by (local) implantation of appropriate elements (z. B. Ge), or by others in the microelectronics and Microsystems known methods can be produced.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1d dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Steuersignals durch die Kinetik der Oxidauflösung bestimmt wird. 10. Apparatus according to claim 1d characterized in that the frequency of the control signal is determined by the kinetics of the oxide dissolution.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 1d dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Steuersignals durch die Kinetik der Wasserstoffpassivierung oder durch die Überlagerung anderer interner Kinetiken bestimmt wird. 11. Apparatus according to claim 1d characterized in that the frequency of the control signal is determined by the kinetics of the hydrogen passivation or by the superposition of other internal kinetics.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 1d dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal allen externen Größen überlagert sein kann, insbesondere der Spannung, dem Strom und der Beleuchtungsintensität. 12. Apparatus according to claim 1d characterized in that the control signal may be superimposed on any external variables, in particular the voltage, the current and the illumination intensity.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß mehrere externe Größen gleichzeitig moduliert werden. 13. The apparatus according to claim 10 characterized in that a plurality of external variables are modulated simultaneously.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß die Modulation in jeder geeigneten Form vorgenommen werden kann, z. 14. The apparatus according to claim 10 characterized in that the modulation can be performed in any suitable form, for. B. sinusförmig, rechteck- oder sägezahnförmig sowie durch kurze Impulse und Impulsfolgen. B. sinusoidal, rectangular or saw-tooth, and by short pulses and pulse trains.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 10-12 dadurch gekennzeichnet, daß Poren in einem durch Steuersignale stabilisierten System durch zusätzliche Strommodulationen in ihren Durchmessern gesteuert werden. 15. The device according to claim 1 and 10-12 characterized in that the pores are controlled in a stabilized by control signals system by additional power modulations in their diameters.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 1e dadurch gekennzeichnet, daß in-situ Messungen des Transferwiderstands durch impedanzspektroskopische Verfahren durchgeführt werden und diese Messung benutzt werden um den Transferwiderstand zu minimieren. 16. Apparatus according to claim 1e characterized in that are carried out in-situ measurements of the transfer resistance through impedance-measurement method and is used to minimize the transfer resistance.
  17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, daß dieses Verfahren insbesondere in der Nukleationsphase der Poren Verwendung findet. 17. Apparatus according to claim 14, characterized in that this method is used in particular in the Nukleationsphase of the pores.
DE2000111253 2000-03-08 2000-03-08 Apparatus for electrochemical etching of pores of all types in semiconductors comprises internal longitudinal scales of whole system located in a suitable size Withdrawn DE10011253A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000111253 DE10011253A1 (en) 2000-03-08 2000-03-08 Apparatus for electrochemical etching of pores of all types in semiconductors comprises internal longitudinal scales of whole system located in a suitable size

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000111253 DE10011253A1 (en) 2000-03-08 2000-03-08 Apparatus for electrochemical etching of pores of all types in semiconductors comprises internal longitudinal scales of whole system located in a suitable size

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10011253A1 true true DE10011253A1 (en) 2001-09-13

Family

ID=7633951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2000111253 Withdrawn DE10011253A1 (en) 2000-03-08 2000-03-08 Apparatus for electrochemical etching of pores of all types in semiconductors comprises internal longitudinal scales of whole system located in a suitable size

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10011253A1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10156406A1 (en) * 2001-11-16 2003-06-05 Bosch Gmbh Robert A process for the preparation of deformation sensors with a strain gauge as well as for the manufacture of strain gauges and deformation sensors and strain gauges
DE10162413A1 (en) * 2001-12-19 2003-07-10 Bosch Gmbh Robert Integrated exploding element or igniting element used in a microreactor or in a vehicle air bag comprises a base body, especially a silicon body, and a reaction region
EP1334955A2 (en) * 2002-02-06 2003-08-13 Diehl Munitionssysteme GmbH &amp; Co. KG Nanostructured reactive materials
US6872253B2 (en) 2002-01-07 2005-03-29 Avanex Corporation Method of forming a semiconductor component
DE102005040294A1 (en) * 2005-08-21 2007-02-22 Hahn-Meitner-Institut Berlin Gmbh Capacitive nano-sensor, e.g. for measuring capacitance between capacitor surfaces, has capacitively active sensor material applied to dielectric surfaces and in voids
US7560018B2 (en) 2004-01-21 2009-07-14 Lake Shore Cryotronics, Inc. Semiconductor electrochemical etching processes employing closed loop control
US7692926B2 (en) 2005-09-16 2010-04-06 Progressive Cooling Solutions, Inc. Integrated thermal systems
US8188595B2 (en) 2008-08-13 2012-05-29 Progressive Cooling Solutions, Inc. Two-phase cooling for light-emitting devices

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10156406A1 (en) * 2001-11-16 2003-06-05 Bosch Gmbh Robert A process for the preparation of deformation sensors with a strain gauge as well as for the manufacture of strain gauges and deformation sensors and strain gauges
DE10162413A1 (en) * 2001-12-19 2003-07-10 Bosch Gmbh Robert Integrated exploding element or igniting element used in a microreactor or in a vehicle air bag comprises a base body, especially a silicon body, and a reaction region
DE10162413B4 (en) * 2001-12-19 2006-12-21 Robert Bosch Gmbh Integrated explosive or ignition element and its use
US6872253B2 (en) 2002-01-07 2005-03-29 Avanex Corporation Method of forming a semiconductor component
EP1334955A2 (en) * 2002-02-06 2003-08-13 Diehl Munitionssysteme GmbH &amp; Co. KG Nanostructured reactive materials
EP1334955A3 (en) * 2002-02-06 2012-06-13 Diehl BGT Defence GmbH & Co.KG Nanostructured reactive materials
US7560018B2 (en) 2004-01-21 2009-07-14 Lake Shore Cryotronics, Inc. Semiconductor electrochemical etching processes employing closed loop control
DE102005040294A1 (en) * 2005-08-21 2007-02-22 Hahn-Meitner-Institut Berlin Gmbh Capacitive nano-sensor, e.g. for measuring capacitance between capacitor surfaces, has capacitively active sensor material applied to dielectric surfaces and in voids
US7692926B2 (en) 2005-09-16 2010-04-06 Progressive Cooling Solutions, Inc. Integrated thermal systems
US7705342B2 (en) 2005-09-16 2010-04-27 University Of Cincinnati Porous semiconductor-based evaporator having porous and non-porous regions, the porous regions having through-holes
US7723845B2 (en) 2005-09-16 2010-05-25 University Of Cincinnati System and method of a heat transfer system with an evaporator and a condenser
US7723760B2 (en) 2005-09-16 2010-05-25 University Of Cincinnati Semiconductor-based porous structure enabled by capillary force
US8188595B2 (en) 2008-08-13 2012-05-29 Progressive Cooling Solutions, Inc. Two-phase cooling for light-emitting devices

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6838297B2 (en) Nanostructure, electron emitting device, carbon nanotube device, and method of producing the same
DE10036897C1 (en) Field effect transistor used in a switching arrangement comprises a gate region between a source region and a drain region
Torcheux et al. Electrochemical coupling effects on the corrosion of silicon samples in HF solutions
US20070077429A1 (en) Multicomponent nanorods
DE19736674C1 (en) Micromechanical electrostatic relay
Fan et al. Semiconductor Electrodes LI. Efficient Electroluminescence at Electrode in Aqueous Electrolytes
Hapke-Wurst et al. Size determination of InAs quantum dots using magneto-tunnelling experiments
EP0487302B1 (en) Method for testing electrical properties of silicon single crystal
Schneeweiss et al. Oxide formation on Au (111) an in situ STM study
DE3834189C1 (en) Non-electrochemical production of chemically selective layers in suspended-gate field-effect transistors
Granitzer et al. Self-assembled mesoporous silicon in the crossover between irregular and regular arrangement applicable for Ni filling
Kodzuka et al. 3DAP analysis of (Ga, Mn) As diluted magnetic semiconductor thin film
Allgaier et al. Steps and kinks on {211} iron surfaces and the kinetics of the iron electrode
Chu et al. Dissolution of silicon and junction delineation in silicon by the CrO3-HF-H2O system
Moina et al. Electrodeposition of nano-sized nuclei of magnetic Co–Ni alloys onto n-Si (1 0 0)
DE19829609A1 (en) Micro-system, integrated on an IC chip, production
Parkhutik Silicon anodic oxides grown in the oscillatory anodisation regime–kinetics of growth, composition and electrical properties
Chen et al. Post‐epitaxial polysilicon and Si3 N 4 gettering in silicon
Tan et al. Electrical and structural properties of solid phase crystallized polycrystalline silicon and their correlation to single-electron effects
DE4009837A1 (en) A process for producing a semiconductor device
US6174727B1 (en) Method of detecting microscopic defects existing on a silicon wafer
DE19833237A1 (en) Semiconductor thin film and semiconductor device
DE4232886A1 (en) Cold cathode emitter element
Sato et al. Formation of size-and position-controlled nanometer size Pt dots on GaAs and InP substrates by pulsed electrochemical deposition
Frigeri et al. Electron‐beam‐induced current and photoetching investigations of dislocations and impurity atmospheres in n‐type liquid‐encapsulated Czochralski GaAs

Legal Events

Date Code Title Description
OR8 Request for search as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8105 Search report available
8181 Inventor (new situation)

Inventor name: CARSTENSEN, JÜRGEN, DR., 24143 KIEL, DE

Inventor name: CHRISTOPHERSEN, MARC, 24105 KIEL, DE

Inventor name: FÖLL, HELMUT, DR., 24248 MÖNKEBERG, DE

Inventor name: HASSE, GUNTHER, 24217 SCHÖNBERG, DE

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: CHRISTIAN-ALBRECHTS-UNIVERSITÄT ZU KIEL, 24118 KIE

8141 Disposal/no request for examination