半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微機電系統(tǒng)(Micro-ElectroMechanical System,簡稱MEMS)是一種獲取信息、處理信息和執(zhí)行操作的集成器件。微機電系統(tǒng)中的傳感器能夠接收壓力、位置、速度、加速度、磁場、溫度或濕度等外部信息，并將所獲得的外部信息轉(zhuǎn)換成電信號，以便于在微機電系統(tǒng)中進行處理。常見的微機電系統(tǒng)包括溫度傳感器、壓力傳感器和濕度傳感器等。
[0003]為了能夠獲取外部環(huán)境中的信息，在微機電系統(tǒng)中，通常需要形成于外部環(huán)境連通的腔體，使外部的氣體或液體能夠進入所述腔體中，并進一步獲得進入腔體中的氣體或液體的壓力、溫度、濕度等信息。
[0004]請參考圖1，圖1是一種應(yīng)用于濕度計的具有空腔的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，包括:單晶硅襯底100 ;位于所述單晶硅襯底100表面的氧化硅層101，所述氧化硅層101內(nèi)具有兩個貫穿所述氧化硅層101的開口 102;位于所述開口 102底部以及相鄰開口102之間的氧化硅層101底部的單晶硅襯底100內(nèi)的空腔103。
[0005]其中，所述氧化硅層101為濕敏材料，隨著進入腔體的空氣中的濕度變化，所述氧化硅層101的介電常數(shù)會相應(yīng)變化，通過獲取所述氧化硅層101的介電常數(shù)，能夠得到空氣中的濕度。
[0006]然而，現(xiàn)有技術(shù)所形成的空腔形貌不良，導(dǎo)致微機電系統(tǒng)獲取的外部信息不準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明解決的問題是怎樣使所形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)形貌改善、性能提高，并使形成所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的時間減少、工藝簡化。
[0008]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括:提供襯底，所述襯底具有器件區(qū)；在所述襯底的器件區(qū)表面形成犧牲層；在所述犧牲層表面形成器件層，所述器件層內(nèi)具有若干暴露出所述犧牲層的開口 ；在形成所述器件層和開口之后，去除所述犧牲層；在去除所述犧牲層之后，對所述襯底的器件區(qū)表面進行刻蝕，在所述襯底內(nèi)形成空腔。
[0009]可選的，去除所述犧牲層的工藝為各向同性的刻蝕工藝。
[0010]可選的，所述犧牲層的材料與所述器件層材料、以及襯底表面的材料不同。
[0011]可選的，所述犧牲層的材料為無定形硅；去除所述犧牲層的工藝為濕法刻蝕工藝，所述濕法刻蝕工藝的刻蝕液為四甲基氫氧化銨溶液。
[0012]可選的，形成所述空腔的工藝為各向異性的濕法刻蝕工藝。
[0013]可選的，所述襯底為半導(dǎo)體基底，所述半導(dǎo)體基底表面的晶向為〈100〉晶向。
[0014]可選的，所述半導(dǎo)體基底為單晶硅基底，所述各向異性的濕法刻蝕工藝的刻蝕液為四甲基氫氧化銨溶液。
[0015]可選的，所述襯底包括基底、以及位于所述基底表面的半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層表面的晶向為〈100〉晶向。
[0016]可選的，所述半導(dǎo)體層的材料為硅、鍺、碳化硅或硅鍺；所述半導(dǎo)體層的形成工藝為選擇性外延沉積工藝。
[0017]可選的，所述半導(dǎo)體層的材料為單晶硅；所述各向異性的濕法刻蝕工藝的刻蝕液為四甲基氫氧化銨溶液。
[0018]可選的，所形成的空腔側(cè)壁相對于襯底200表面傾斜，且所述空腔底部大于空腔頂部。
[0019]可選的，所述空腔的側(cè)壁相對于襯底200表面的傾斜角度為45°?55°。
[0020]可選的，所述四甲基氫氧化銨溶液的質(zhì)量百分比濃度為15%?25%，所述四甲基氫氧化銨溶液的溫度為75°C?85°C。
[0021]可選的，所述空腔的深度為6 μ m。
[0022]可選的，所述犧牲層的厚度為50nm?lOOnm。
[0023]可選的，所述器件層的材料為氧化硅。
[0024]可選的，所述器件層的形成工藝包括:在襯底和犧牲層表面形成器件膜；在所述器件膜表面形成掩膜層，所述掩膜層暴露出部分器件膜表面；以所述掩膜層為掩膜，采用各向異性的干法刻蝕工藝刻蝕所述器件膜，直至暴露出犧牲層表面為止，形成所述器件層和開口。
[0025]可選的，所述器件膜的形成工藝為等離子體增強化學(xué)氣相沉積工藝。
[0026]可選的，所述開口的數(shù)量大于或等于2個。
[0027]可選的，在形成所述犧牲層工藝、形成所述器件層工藝、形成所述開口工藝、去除所述犧牲層的工藝和形成所述空腔的工藝中，工藝溫度小于450°C。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0029]本發(fā)明的方法中，襯底具有需要形成空腔的器件區(qū)，在襯底表面形成器件層之前，在襯底的器件區(qū)表面形成犧牲層；之后在所述犧牲層和襯底表面形成器件層，所述器件層內(nèi)具有暴露出所述犧牲層的開口，在刻蝕所述開口底部的襯底以形成空腔之前，先去除所述犧牲層，從而能夠完全暴露出器件層底部的襯底器件區(qū)表面，使得后續(xù)在襯底內(nèi)形成空腔的工藝能夠?qū)σr底的器件區(qū)表面進行刻蝕，由于進行刻蝕的面積較大，使得刻蝕形成空腔的時間縮短。而且，由于能夠器件層底部的襯底器件區(qū)表面進行刻蝕以形成空腔，因此所形成的空腔深度無需過大，使刻蝕時間縮短，而且所述空腔側(cè)壁頂部相對于器件層開口側(cè)壁產(chǎn)生的底切距離縮短。因此，所形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形貌改善，使性能得到改善，而且工藝時間縮短。
[0030]進一步，去除所述犧牲層的工藝為各向同性的刻蝕工藝，所述各向同性的刻蝕工藝能夠深入相鄰開口之間的器件層底部對所述犧牲層進行刻蝕，并且能夠在刻蝕去除犧牲層之后，使暴露出的襯底器件區(qū)表面平坦，進而保證了后續(xù)形成的空腔形貌良好。
[0031]進一步，所述犧牲層的材料為無定形硅；去除所述犧牲層的工藝為濕法刻蝕工藝，所述濕法刻蝕工藝的刻蝕液為四甲基氫氧化銨溶液。由于所述無定形硅內(nèi)部的晶向雜亂，因此所述濕法刻蝕工藝刻蝕所述犧牲層時各向同性，所述刻蝕液能夠深入相鄰開口之間的器件層底部對所述犧牲層進行刻蝕，能夠在去除犧牲層之后，使得暴露出的襯底器件區(qū)表面平坦。而且，當(dāng)所述襯底表面為單晶硅材料時,且襯底表面的晶向為〈100〉時，在去除所述犧牲層之后，能夠繼續(xù)采用四甲基氫氧化銨溶液為刻蝕液刻蝕形成空腔，由于去除犧牲層和形成空腔的刻蝕液相同，因此能夠使工藝簡化，節(jié)省工藝時間和成本。
[0032]進一步，形成所述空腔的工藝為各向異性的濕法刻蝕工藝，所述各向異性的濕法刻蝕工藝對于不同晶向的刻蝕速率不同，因此能夠使所形成的空腔側(cè)壁和底部表面具有固定晶向，使得所形成的空腔側(cè)壁和底部表面光滑，有利于使所形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能改業(yè)口 ο
【附圖說明】
[0033]圖1是一種應(yīng)用于濕度計的具有空腔的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2和圖3是本發(fā)明實施例提供的一種所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖4是本發(fā)明的實施例提供的另一種形成方法所形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)不意圖；
[0036]圖5至圖9是本發(fā)明實施例的另一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0037]如【背景技術(shù)】所述，現(xiàn)有技術(shù)所形成的空腔形貌不良，導(dǎo)致微機電系統(tǒng)獲取的外