EP1084285A1 - Perforated silicon membrane provided by an electrochemical etching method - Google Patents

Perforated silicon membrane provided by an electrochemical etching method

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EP1084285A1
EP1084285A1 EP99929077A EP99929077A EP1084285A1 EP 1084285 A1 EP1084285 A1 EP 1084285A1 EP 99929077 A EP99929077 A EP 99929077A EP 99929077 A EP99929077 A EP 99929077A EP 1084285 A1 EP1084285 A1 EP 1084285A1
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Abstract

A silicon substrate comprises a first (6) and a second (7) area. Continuos pores (4) are provided in the first area. In the second area, pores are provided that do not traverse the substrate. The work piece is produced by electrochemical etching of the pores, preferably using HF electrolytes with back side illumination, by covering the entire surface of the substrate with a SiN4 masking layer (5) that is structured in a photolithographic manner on the backside of the substrate and by etching the bottoms of the pores in the second area, preferably with KOH.

Description

Beschreibung description
PERFORIERTES SILIZIUM-MEMBRAN HERGESTELLT MITTELS EINES ELEKTROCHEMISCHEN ATVERFAHRENSPERFORATED SILICON MEMBRANE MANUFACTURED BY AN ELECTROCHEMICAL PROCESS
Für verschiedene technische Anwendungen werden perforierte Werkstucke, insbesondere als preiswerte optische oder mechanische Filter mit Porendurchmessern im Mikrometer oder Submi- krometer-Bereich benotigt. Solche Anwendungen sind unter anderem isoporose Membranen, ruckspulbare Filter, Laminisato- ren, Katalysatortrager, Reagenzientrager, Elektroden für Batterien und Brennstoffzellen, Dusenplatten, Rohrengitter oder Filter für elektromagnetische Wellen wie zum Beispiel Licht oder Mikrowellen.Perforated workpieces are required for various technical applications, particularly as inexpensive optical or mechanical filters with pore diameters in the micrometer or submicron range. Such applications include isoporous membranes, rewindable filters, laminators, catalyst carriers, reagent carriers, electrodes for batteries and fuel cells, nozzle plates, pipe grids or filters for electromagnetic waves such as light or microwaves.
Aus DE-PS 42 02 454 ist ein Verfahren zur Herstellung eines perforierten Werkstuckes bekannt, mit dem Porendurchmesser m diesem Bereich herstellbar sind. Bei diesem Verfahren wird in einer ersten Oberflache eine Substratscheibe aus n-dotiertem einkristallmem Silizium durch elektrochemisches Atzen Locher senkrecht zur ersten Oberflachen gebildet, so daß eine strukturierte Schicht entsteht. Das elektrochemische Atzen erfolgt m einem fluoridhaltigen Elektrolyten, m dem das Substrat als Anode verschaltet ist. Bei Erreichen einer Tiefe der Locher, die im wesentlichen der Dicke des fertigen Werkstücks entspricht, werden die Prozeßparameter so geändert, daß der Querschnitt der Locher wachst und die strukturierte Schicht als Plattchen, aus dem das Werkstuck gebildet wird, abgelost wird.From DE-PS 42 02 454 a method for producing a perforated workpiece is known with which pore diameters can be produced in this area. In this method, a substrate wafer made of n-doped single-crystal silicon is formed in a first surface by electrochemical etching holes perpendicular to the first surface, so that a structured layer is formed. The electrochemical etching takes place in a fluoride-containing electrolyte, in which the substrate is connected as an anode. When the depth of the hole is reached, which essentially corresponds to the thickness of the finished workpiece, the process parameters are changed so that the cross section of the hole grows and the structured layer is removed as a plate, from which the workpiece is formed.
Da zur Herstellung erforderlich ist, daß benachbarte Locher zusammenwachsen, entspricht die Form des hergestellten perforierten Werkstucks der Form der Substratscheibe. Das perforierte Werkstuck ist dabei durchgehend bis zum Rand mit Poren durchsetzt. Dadurch wird die mechanische Festigkeit des per- forierten Werkstucks begrenzt. 2 Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein perforiertes Werkstuck sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, das eine erhöhte mechanische Festigkeit aufweist.Since it is necessary for the production that adjacent holes grow together, the shape of the perforated workpiece produced corresponds to the shape of the substrate disk. The perforated workpiece is continuously pore-filled. This limits the mechanical strength of the perforated workpiece. 2 The invention is based on the problem of specifying a perforated workpiece and a method for its production which have increased mechanical strength.
Dieses Problem wird erfmdungsgemaß gelost durch ein perforiertes Werkstück gemäß 7Λnspruch 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäß Anspruch 4. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den übrigen Ansprüchen hervor.According to the invention, this problem is solved by a perforated workpiece according to claim 1 and a method for its production according to claim 4. Further developments of the invention emerge from the remaining claims.
Das Werkstuck weist ein Substrat aus Silizium auf, m dem ein erster Bereich und ein zweiter Bereich vorgesehen sind. In dem ersten Bereich durchqueren Poren das Substrat von einer ersten Hauptflache zu einer zweiten Hauptflache. In dem ersten Bereich ist das Werkstuck perforiert. In einem zweiten Bereich sind Poren vorgesehen, die ausgehend von der ersten Hauptflache sich m das Substrat hinein erstrecken, das Substrat jedoch nicht durchqueren. Dadurch ist unterhalb der Poren m dem zweiten Bereich massives Substratmaterial vorhanden, das die Stabilität des perforierten Werkstucks er- höht. Dadurch ist das perforierte Werkstuck mit geringerer Gefahr der Zerstörung montierbar.The workpiece has a substrate made of silicon, in which a first region and a second region are provided. In the first region, pores traverse the substrate from a first main surface to a second main surface. The workpiece is perforated in the first area. In a second area, pores are provided which, starting from the first main surface, extend into the substrate, but do not cross the substrate. As a result, there is massive substrate material below the pores in the second region, which increases the stability of the perforated workpiece. As a result, the perforated workpiece can be assembled with less risk of destruction.
Die Dicke des Substrats m Richtung der Tiefe der Poren ist vorzugsweise m dem zweiten Bereich großer als m dem ersten Bereich.The thickness of the substrate in the direction of the depth of the pores is preferably greater in the second region than in the first region.
Durch Vorsehen mehrerer erster Bereiche lassen sich insbesondere für die Anwendung als Katalysator oder Reagenzientrager verschiedene Filterbereiche definieren.By providing several first areas, different filter areas can be defined, in particular for use as a catalyst or reagent carrier.
Für die Montage des perforierten Werkstucks ist es vorteilhaft, den zweiten Bereich ringförmig vorzusehen und den ersten Bereich innerhalb des zweiten Bereichs anzuordnen. In diesem Fall wirkt der massive Rand im zweiten Bereich als Rahmen für das perforiert Werkstuck. 3 Vorzugsweise wird das perforierte Werkstuck unter Verwendung elektrochemischen Ätzens hergestellt. Dazu werden m einer ersten Hauptflache eines Substrats aus Silizium durch elektrochemisches Atzen Poren erzeugt, deren Tiefe geringer als die Dicke des Substrats ist. Die erste Hauptflache und die Oberflache der Poren sowie eine zweite Hauptflache, die der ersten Hauptflache gegenüberliegt wird mit einer Maskenschicht versehen. Die Maskenschicht wird im Bereich der zweiten Hauptflache so strukturiert, daß die zweite Hauptflache m dem ersten Bereich freigelegt wird. Unter Verwendung einer strukturierten Maskenschicht als Atzmaske wird das Substrat anschließend im Bereich der freigelegten zweiten Hauptflache mindestens bis zum Boden der Poren geatzt. /Anschließend wird die Maskenschicht entfernt, so daß die im ersten Bereich an- geordneten Poren das Substrat von der ersten Hauptflache zur zweiten Hauptflache durchqueren.For the assembly of the perforated workpiece, it is advantageous to provide the second area in a ring shape and to arrange the first area within the second area. In this case, the solid edge in the second area acts as a frame for the perforated workpiece. 3 The perforated workpiece is preferably produced using electrochemical etching. For this purpose, pores are created in a first main area of a substrate made of silicon by electrochemical etching, the depth of which is less than the thickness of the substrate. The first main surface and the surface of the pores as well as a second main surface, which lies opposite the first main surface, are provided with a mask layer. The mask layer is structured in the area of the second main area in such a way that the second main area is exposed in the first area. Using a structured mask layer as an etching mask, the substrate is then etched in the region of the exposed second main area at least as far as the bottom of the pores. / The mask layer is then removed so that the pores arranged in the first region cross the substrate from the first main surface to the second main surface.
Die Maskenschicht wird vorzugsweise aus S13N4 oder S1O2 ge¬ bildet.The mask layer is preferably formed of S13N4 or S1O2 ge ¬.
Das Atzen des Substrats zur Bildung der durchgehenden Poren im ersten Bereich erfolgt vorzugsweise mit KOH. Dadurch ergibt sich für den zweiten Bereich im Bereich der zweiten Hauptflache ein Randbereich mit einer Oberflache mit einer <lll>-Orιentιerung.The substrate is preferably etched with KOH to form the continuous pores in the first region. This results in an edge area with a surface with a <lll> orientation for the second area in the area of the second main area.
Die elektrochemische Atzung erfolgt vorzugsweise m einem fluoπdhaltigen, sauren Elektrolyten, wobei das Substrat als Anode einer Elektrolysierzelle verschaltet ist. Da das Substrat als Anode geschaltet ist, bewegen sich Mmoritatsla- dungstrager m dem Silizium zu der mit dem Elektrolyten m Kontakt stehenden ersten Hauptflache. Dort bildet sich eine Raumladungszone aus. Da die Feldstarke im Bereich von Vertiefungen m einer Oberflache stets großer ist als außerhalb da- von, bewegen sich die Mmoritatsladungstrager bevorzugt zu solchen Vertiefungen, die mit statistischer Verteilung m jeder Oberflache vorhanden sind. Dadurch kommt es zu einer 4 Strukturierung der ersten Hauptflache. Je tiefer eine anfänglich kleine Unebenheit durch die Atzung wird, desto mehr Mi- noritatsladungstrager bewegen sich wegen der vergrößerten Feldstarke dorthin und desto starker wird der Atzangriff an dieser Stelle. Die Locher wachsen im Substrat m der kristal- lographischen <100>-Rιchtung.The electrochemical etching is preferably carried out in a fluorine-containing, acidic electrolyte, the substrate being connected as the anode of an electrolysis cell. Since the substrate is connected as an anode, the charge carriers of morphology move in the silicon to the first main surface in contact with the electrolyte. A space charge zone forms there. Since the field strength in the area of depressions in a surface is always greater than outside of it, the charge carriers move preferably to those depressions which are present with a statistical distribution in each surface. This leads to a 4 Structuring the first main area. The deeper an initially small unevenness becomes as a result of the etching, the more minor charge carriers move there because of the increased field strength and the stronger the etching attack at this point. The holes grow in the substrate in the <100> crystallographic direction.
Vorzugsweise wird ein Elektrolyt mit einer Konzentration zwischen 2 Gewichtsprozent HF und 10 Gewichtsprozent HF verwen- det. Bei der elektrochemischen Atzung wird dann eine Spannung zwischen 1,5 Volt und 3 Volt angelegt. Dadurch ergeben sich Poren 20 μm. Bei einer Substrate Dotierung von 5 Ω cm betragt der Durchmesser der Locher vorzugsweise 2 μm.An electrolyte with a concentration between 2 percent by weight HF and 10 percent by weight HF is preferably used. In the case of electrochemical etching, a voltage between 1.5 volts and 3 volts is then applied. This results in pores of 20 μm. With a substrate doping of 5 Ω cm, the diameter of the holes is preferably 2 μm.
Zur Einstellung der Stromdichte im Substrat ist es vorteilhaft, die zweite Hauptflache des Substrats beim elektrochemischen Atzung zu beleuchten.To adjust the current density in the substrate, it is advantageous to illuminate the second main surface of the substrate during electrochemical etching.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausfuhrungsbei- spiels, das m den Figuren dargestellt ist, naher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment which is illustrated in the figures.
Figur 1 zeigt einen Schnitt durch ein Substrat, das von einer ersten Hauptflache ausgehende Poren aufweist.FIG. 1 shows a section through a substrate which has pores extending from a first main surface.
Figur 2 zeigt den Schnitt durch das Substrat nach Strukturierung einer Maskenschicht zur Definition von ersten Bereichen und zweiten Bereichen.FIG. 2 shows the section through the substrate after structuring a mask layer to define first areas and second areas.
Figur 3 zeigt den Schnitt durch das Substrat nach Atzung des Substrates bis zum Boden der Poren.Figure 3 shows the section through the substrate after etching the substrate to the bottom of the pores.
Figur 4 zeigt den Schnitt durch das Substrat nach Entfernen der Maskenschicht.Figure 4 shows the section through the substrate after removal of the mask layer.
Figur 5 zeigt eine Aufsicht auf das m Figur 4 dargestellteFigure 5 shows a plan view of the m shown in Figure 4
Werkstuck. Der m Figur 4 dargestellte Schnitt ist m Figur 5 mit IV-IV bezeichnet. Ein Substrat 1 aus n-dotiertem, einkristallmem Silizium mit einem spezifischen Widerstand von 5 Ohm cm ist an einer er¬ sten Hauptflache 2 mit einer Oberflachentopologie versehen. Die Oberflachentopologie umfaßt m regelmäßigen Abstanden angeordnete Vertiefungen, die unter Verwendung photolithogra- phischer Prozeßschritte durch eine alkalische Atzung herge¬ stellt werden. Alternativ kann die Oberflachentopologie durch lichtinduzierte, elektrochemische Atzung gebildet werden.Workpiece. The section shown in FIG. 4 is designated IV-IV in FIG. A substrate 1 of n-doped, einkristallmem silicon having a resistivity of 5 ohm is provided on one he ¬ sten main face 2 with an upper flat topology cm. The upper flat topology comprises m regular intervals arranged depressions photolithogra- phischer using process steps by an alkaline etching Herge ¬ represents. Alternatively, the surface topology can be formed by light-induced electrochemical etching.
Die erste Hauptflache 2 des Substrats 1 wird mit einem flu- oridhaltigen, sauren Elektrolyten m Kontakt gebracht. Der Elektrolyt weist eine Flußsaurekonzentration von 2 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 5 Gewichtsprozent auf. Dem Elek- trolyten kann ein Oxidationsmittel, zum Beispiel Wasserstoffsuperoxid, zugesetzt werden, um die Entwicklung von Wasser- stoffblaschen auf der ersten Hauptflache 2 des Substrats 1 zu unterdrucken .The first main surface 2 of the substrate 1 is brought into contact with an acidic electrolyte containing fluoride. The electrolyte has a hydrofluoric acid concentration of 2 to 10 percent by weight, preferably 5 percent by weight. An oxidizing agent, for example hydrogen superoxide, can be added to the electrolyte in order to suppress the development of hydrogen bubbles on the first main surface 2 of the substrate 1.
Das Substrat 1 wird als Anode verschaltet. Zwischen dasThe substrate 1 is connected as an anode. Between that
Substrat 1 und den Elektrolyten wird eine Spannung von 1,5 bis 5 Volt, vorzugsweise 3 Volt, angelegt. Das Substrat 1 wird von einer zweiten Hauptflache 3, die der ersten Hauptflache 2 gegenüberliegt, her mit Licht beleuchtet, so daß eine Stromdichte von 10 mA pro cm2 eingestellt wird. Ausgehend von den Vertiefungen werden bei der elektrochemischen Atzung Poren 4 erzeugt, die senkrecht zur ersten Hauptflache 2 verlaufen (siehe Figur 1) . Nach einer Atzzeit von 4,5 Stunden erreichen die Poren 4 eine Tiefe von 300 μm gemessen von der ersten Hauptflache 2 m Richtung der Porentiefe und einen Durchmesser von 2 μm. Der Abstand benachbarter Poren 4 betragt 4 μm.A voltage of 1.5 to 5 volts, preferably 3 volts, is applied to substrate 1 and the electrolytes. The substrate 1 is illuminated from a second main surface 3, which lies opposite the first main surface 2, so that a current density of 10 mA per cm 2 is set. Starting from the depressions, pores 4 are generated during the electrochemical etching, which run perpendicular to the first main surface 2 (see FIG. 1). After an etching time of 4.5 hours, the pores 4 reach a depth of 300 μm measured from the first main surface 2 m in the direction of the pore depth and a diameter of 2 μm. The distance between adjacent pores 4 is 4 μm.
Durch CVD-Abscheidung wird eine Maskenschicht 5 aus Silizium- nitrid m einer Dicke von 100 nm gebildet. Die Maskenschicht 5 bedeckt sowohl die erste Hauptflache 2 als auch die zweite Hauptflache 3 als auch die Oberflache der Poren 4. it Hilfe einer photolithographisch erzeugten Maske (nicht dargestellt) und einer Plasmaatzung mit CF4, O2 wird die Mas- kenschicht 5 im Bereich der zweiten Hauptflache 3 struktu- riert (siehe Figur 2). Dadurch werden erste Bereiche 6 und zweite Bereiche 7 definiert. In den ersten Bereichen 6 wird die zweite Hauptflache 3 freigelegt. In den zweiten Bereichen 7 ist die zweite Hauptflache 3 von der Maskenschicht 5 weiterhin bedeckt. Die erste Hauptflache 2 und die Oberflache der Poren 4 ist ebenfalls von der Maskenschicht 5 vollständig bedeckt .A mask layer 5 made of silicon nitride with a thickness of 100 nm is formed by CVD deposition. The mask layer 5 covers both the first main surface 2 and the second main surface 3 and also the surface of the pores 4. With the aid of a photolithographically generated mask (not shown) and a plasma etching with CF4, O2, the mask layer 5 is structured in the region of the second main surface 3 (see FIG. 2). This defines first areas 6 and second areas 7. The second main surface 3 is exposed in the first regions 6. In the second regions 7, the second main surface 3 is still covered by the mask layer 5. The first main surface 2 and the surface of the pores 4 are also completely covered by the mask layer 5.
Durch eine Atzung mit KOH mit einer Konzentration von 50 Gewichtsprozent wird anschließend das Substrat 1 mindestens bis zum Boden der Poren 4 geatzt. Die Atzung des Substrats 1 erfolgt bis m eine Tiefe gemessen von der zweiten Hauptflache 3 von 350 μm bei einer Substratdicke von 625 μm. Dadurch wird m den ersten Bereichen 6 im Bereich des Bodens der Poren 4 die Oberflache der Maskenschicht 5 freigelegt (siehe Figur 3) . Bei der Atzung mit KOH erfolgt der Atzangriff entlang kπstallographischen Vorzugsrichtungen, so daß sich am Rand der zweiten Bereiche 7 Randbereiche 71 bilden, die eine Oberflache mit <lll>-0πentιerung aufweisen.The substrate 1 is then etched at least to the bottom of the pores 4 by etching with KOH at a concentration of 50 percent by weight. The etching of the substrate 1 takes place to a depth measured from the second main surface 3 of 350 μm with a substrate thickness of 625 μm. As a result, the surface of the mask layer 5 is exposed in the first regions 6 in the region of the bottom of the pores 4 (see FIG. 3). In the case of etching with KOH, the etching takes place along preferred installation directions, so that 7 edge regions 71 are formed at the edge of the second regions, which have a surface with <lll> -0πentιerung.
Durch Entfernen der Maskenschicht 5 mit 50 Gewichtsprozent HF entsteht ein perforiertes Werkstuck, das m den ersten Bereichen 6 durchgehende Poren 4 aufweist (siehe Figur 4) . Dem ersten Bereich 6 benachbart sind die zweiten Bereiche 7, m denen die Poren das Substrat 1 nicht durchqueren. Die zweiten Bereiche 7 geben dem perforierten Werkstuck Stabilität.By removing the mask layer 5 with 50 percent by weight HF, a perforated workpiece is produced which has pores 4 which are continuous in the first regions 6 (see FIG. 4). Adjacent to the first region 6 are the second regions 7, through which the pores do not cross the substrate 1. The second areas 7 give the perforated workpiece stability.
In unterschiedlichen Bereichen des perforierten Werkstucks weisen die ersten Bereiche 6 unterschiedliche Formen auf (siehe Aufsicht m Figur 5) . Die ersten Bereiche 6 können großflächig, zum Beispiel rechteckig oder quadratisch, mit einer Vielzahl von Poren, länglich mit einer Reihe Poren oder quadratisch mit nur einer Pore gestaltet sein. Der erste Be- 7 reich 6 ist dabei bedingt durch die Ätzung mit KOH zur Freilegung der Böden der Poren 4 im ersten Bereich 6 von dem Randbereich 71 eines der zweiten Bereiche 7 umgeben. Die geometrische Form der zweiten Bereiche 7 wird entsprechend den Anforderungen an die Stabilität gewählt. Sie entspricht insbesondere Stegen, einem Gitter, einzelnen Fenstern, einem Ritzrahmen oder Identifizierungsmerkmalen.In different areas of the perforated workpiece, the first areas 6 have different shapes (see supervision in FIG. 5). The first regions 6 can have a large area, for example rectangular or square, with a large number of pores, elongated with a row of pores or square with only one pore. The first loading 7 region 6 is surrounded by the etching with KOH to expose the bottoms of the pores 4 in the first region 6 by the edge region 71 of one of the second regions 7. The geometric shape of the second regions 7 is chosen in accordance with the requirements for stability. In particular, it corresponds to webs, a grid, individual windows, an incised frame or identification features.
Die Maskenschicht 5 kann alternativ durch thermische Oxidati- on aus Siθ2 gebildet werden. The mask layer 5 can alternatively be formed by thermal oxidation of SiO 2.

Claims

8 Patentansprüche 8 claims
1. Perforiertes Werkstuck,1. perforated workpiece,
- bei dem ein Substrat (1) aus Silizium, das einen ersten Bereich (6) und einen zweiten Bereich (7) aufweist, vorgesehen ist,in which a substrate (1) made of silicon, which has a first region (6) and a second region (7), is provided,
- bei dem m dem ersten Bereich (6) Poren (4) vorgesehen sind, die das Substrat (1) von einer ersten Hauptflache (2) zu einer zweiten Hauptflache (3) durchqueren,in which the first region (6) has pores (4) which cross the substrate (1) from a first main surface (2) to a second main surface (3),
- bei dem m dem zweiten Bereich (7) Poren vorgesehen sind, die sich ausgehend von der ersten Hauptflache (2) m das Substrat (1) hinein erstrecken, das Substrat (1) ηedoch nicht durchqueren.- In which the second region (7) has pores which, starting from the first main surface (2) m, extend into the substrate (1), but do not cross the substrate (1).
2. Werkstuck nach Anspruch 1, bei dem der zweite Bereich (7) im Bereich der zweiten Hauptflache (3) einen Randbereich (71) mit einer Oberflache mit <lll>-Orιentιerung aufweist.2. Workpiece according to claim 1, in which the second region (7) in the region of the second main surface (3) has an edge region (71) with a surface with <lll> -Orιentιerung.
3. Werkstuck nach Anspruch 1 oder 2,3. workpiece according to claim 1 or 2,
- bei dem die Tiefe der Poren (4) im ersten Bereich (6) und im zweiten Bereich (7) im wesentlichen gleich ist,- in which the depth of the pores (4) in the first region (6) and in the second region (7) is essentially the same,
- bei dem das Substrat (1) m dem zweiten Bereich (7) m Richtung der Porentiefe dicker ist als m dem ersten Be- reich (6) .- in which the substrate (1) is thicker in the second region (7) m in the direction of the pore depth than in the first region (6).
4. Verfahren zur Herstellung eines perforierten Werkstucks,4. Process for producing a perforated workpiece,
- bei dem m einer ersten Hauptflache (2) eines Substrats [ 1 ] aus Silizium durch elektrochemisches Atzen Poren (4) erzeugt werden, deren Tiefe geringer als die Dicke des Substrats (1) ist, - bei dem die erste Hauptfläche (2), die Oberfläche der Poren- in which m a first main surface (2) of a substrate [1] made of silicon is produced by electrochemical etching pores (4), the depth of which is less than the thickness of the substrate (1), - In which the first main surface (2), the surface of the pores
(4) und eine der ersten Hauptfläche (2) gegenüberliegende zweite Hauptfläche (3) mit einer Maskenschicht (5) versehen wird,(4) and a second main surface (3) opposite the first main surface (2) is provided with a mask layer (5),
- bei dem die Maskenschicht (5) im Bereich der zweiten Hauptfläche (3) so strukturiert wird, daß die zweite Hauptfläche (3) in einem ersten Bereich (6) freigelegt wird,- in which the mask layer (5) is structured in the region of the second main surface (3) in such a way that the second main surface (3) is exposed in a first region (6),
- bei dem unter Verwendung der strukturierten Maskenschicht als Ätzmaske das Substrat (1) mindestens bis zum Boden der Poren (4) geätzt wird,in which the substrate (1) is etched at least to the bottom of the pores (4) using the structured mask layer as an etching mask,
- bei dem die Maskenschicht (5) entfernt wird, so daß die im ersten Bereich (6) angeordneten Poren (4) das Substrat (1) von der ersten Hauptfläche (2) zur zweiten Hauptfläche (3) durchqueren.- In which the mask layer (5) is removed so that the pores (4) arranged in the first region (6) cross the substrate (1) from the first main surface (2) to the second main surface (3).
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Maskenschicht (5) aus Si3N4 gebildet wird.5. The method according to claim 4, wherein the mask layer (5) is formed from Si3N4.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem das Ätzen des Substrats (1) mit KOH erfolgt.6. The method according to claim 4 or 5, wherein the etching of the substrate (1) is carried out with KOH.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem die elektrochemische Ätzung in einem fluoridhaltigen, sauren Elektrolyten erfolgt, wobei das Substrat als Anode ei- ner Elektrolysierzelle verschaltet ist.7. The method as claimed in one of claims 4 to 6, in which the electrochemical etching takes place in a fluoride-containing, acidic electrolyte, the substrate being connected as the anode of an electrolysis cell.
8. Verfahren nach Anspruch 7,8. The method according to claim 7,
- bei dem ein fluroidhaltiger, saurer Elektrolyt verwendet wird mit einer Konzentration zwischen 2 Gewichtsprozent- In which a fluroid-containing, acidic electrolyte is used with a concentration between 2 percent by weight
Flußsäure und 10 Gewichtsprozent Flußsäure, 10 - bei dem beim elektrochemischen Ätzen eine Spannung zwischen 1,5 Volt und 3 Volt angelegt wird.Hydrofluoric acid and 10 weight percent hydrofluoric acid, 10 - in which a voltage between 1.5 volts and 3 volts is applied during electrochemical etching.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, bei dem die zweite Hauptfläche (3) des Substrats (1) beim elektrochemischen Ätzen zur Einstellung der Stromdichte im Substrat (1) beleuchtet wird. 9. The method according to any one of claims 4 to 8, wherein the second main surface (3) of the substrate (1) is illuminated during electrochemical etching to adjust the current density in the substrate (1).
EP99929077A 1998-05-08 1999-05-03 Perforated silicon membrane provided by an electrochemical etching method Expired - Lifetime EP1084285B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19820756A DE19820756C1 (en) 1998-05-08 1998-05-08 Perforated workpiece especially an optical or mechanical filter with micron or sub-micron size pores
DE19820756 1998-05-08
PCT/DE1999/001292 WO1999058746A1 (en) 1998-05-08 1999-05-03 Perforated silicon membrane provided by an electrochemical etching method

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