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)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 微機電系統(tǒng)（MEMS,Micro-Electro-MechanicalSystem)是一種先進的制造技術(shù) 平臺。它是以半導(dǎo)體制造技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。MEMS技術(shù)采用了半導(dǎo)體技術(shù)中的光刻、 腐蝕、薄膜等一系列的現(xiàn)有技術(shù)和材料，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，微機電系統(tǒng)也得到了 迅速發(fā)展。
[0003]MEMS振蕩器由于其集成度高，性能穩(wěn)定，得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。
[0004] 在形成MEMS振蕩器的過程中，會形成如圖1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
[0005] 請參考圖1，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括：基底10、位于基底10上覆蓋部分基底10的第 一材料層21、覆蓋基底10以及第一材料層21側(cè)壁的第二材料層22,位于第二材料層22表 面且與所述第一材料層21表面齊平的第三材料層23。
[0006] 所述第一材料層21和第三材料層23的材料為SiGe，所述第二材料層22的材料為 Ge〇
[0007] 在形成所述MEMS振蕩器的過程中，需要去除所述第一材料層21以及位于所述第 一材料層21兩側(cè)側(cè)壁表面的部分第二材料層22,保留所述第三材料層23以及位于第三材 料層23下方的第二材料層22。
[0008] 請參考圖2,形成覆蓋所述第三材料層23表面的掩膜層31。形成所述掩膜層31 的方法包括：在所述第三材料層23、第二材料層22和第一材料層21表面形成掩膜材料層 之后，在所述掩膜材料層表面形成圖形化光刻膠層32,以所述圖形化光刻膠層32為掩膜刻 蝕所述掩膜材料層，形成掩膜層31，所述掩膜層31暴露出第一材料層21及所述第一材料層 21側(cè)壁表面的第二材料層22的表面。
[0009] 請參考圖3,以所述掩膜層31為掩膜，刻蝕所述第一材料層21 (請參考圖2)和所 述第一材料層21側(cè)壁表面的第二材料層22 (請參考圖2)，形成凹槽33?，F(xiàn)有技術(shù)在刻蝕 過程中，所述第二材料層22的刻蝕速率大于第一材料層21的刻蝕速率，所以容易對第三材 料層23下方的第二材料層22造成過刻蝕，使得部分第三材料層23懸空，導(dǎo)致所述第三材 料層23容易倒塌。在后續(xù)的清洗過程中，對所述第三材料層23下方的第二材料層22還會 造成進一步的腐蝕，使得所述第三材料層23會發(fā)生剝離等問題，影響最終形成的MEMS振蕩 器的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，提高形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的 性能。
[0011]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：提供基底，所述 基底上形成有覆蓋部分基底的第一材料層、覆蓋至少部分基底表面以及第一材料層側(cè)壁表 面的第二材料層、位于所述第二材料層表面的第三材料層，所述第三材料層的表面與第一 材料層的表面齊平；在所述第一材料層、第二材料層和第三材料層表面形成具有第一開口 的掩膜層，所述第一開口暴露出第一材料層表面以及覆蓋第一材料層側(cè)壁的第二材料層的 部分表面；沿所述第一開口刻蝕部分厚度的第一材料層和第二材料層，所述第二材料層的 刻蝕速率大于第一材料層的刻蝕速率；刻蝕所述掩膜層，使第一開口的寬度增加，形成第二 開口，所述第二開口完全暴露出剩余的第一材料層和所述第一材料層側(cè)壁表面的第二材料 層；沿所述第二開口刻蝕剩余的第一材料層和第二材料層至基底表面，形成凹槽，所述凹槽 兩側(cè)的第三材料層和第二材料層的側(cè)壁齊平。
[0012] 可選的，所述第一開口暴露出的第二材料層的表面寬度為第一材料層側(cè)壁表面的 第二材料層的總厚度的2/5~3/5。
[0013] 可選的，所述第一開口暴露出的第二材料層的表面寬度為1800A~2200A。
[0014] 可選的，根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，沿第一開口 刻蝕部分厚度的第一材料層和第二材料層之后，刻蝕后的第一材料層的厚度為刻蝕前的第 一材料層厚度的1/2~7/10。
[0015] 可選的，沿第一開口刻蝕部分厚度的第一材料層和第二材料層之后，刻蝕后的部 分第二材料層的厚度為刻蝕前的第二材料層厚度的3/10~1/2。
[0016] 可選的，所述第一材料層的材料與第二材料層的材料不同。
[0017] 可選的，所述第一材料層的材料為SiGe，第二材料層的材料為Ge。
[0018] 可選的，采用干法刻蝕工藝刻蝕所述第一材料層和第二材料層。
[0019] 可選的，所述干法刻蝕工藝采用HBr和Cl2的混合氣體作為刻蝕氣體，02作為緩沖 氣體，其中HBr的流量為135sccm~165sccm，Cl2的流量為lOOsccm~140sccm，02的流量 為 5sccm~15sccm，壓強為 5mTorr~15mTorr，功率為 450W~550W，溫度為 50°C~80°C， 偏置電壓為225V~250V。
[0020] 可選的，所述掩膜層的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或無定形碳。
[0021] 可選的，形成所述掩膜層的方法包括：在所述第一材料層、第二材料層和第三材料 層表面形成掩膜材料層；在所述掩膜材料層表面形成第一圖形化光刻膠層；以所述第一圖 形化光刻膠層為掩膜，刻蝕所述掩膜材料層，形成具有第一開口的掩膜層；去除所述第一圖 形化光刻膠層。
[0022] 可選的，形成所述第二開口的方法包括：在所述掩膜層表面形成第二圖形化光刻 膠層，所述第二圖形化光刻膠層暴露出第一材料層及所述第一材料層側(cè)壁上的第二材料層 表面的部分掩膜層；以所述第二圖形化光刻膠層為掩膜，刻蝕所述掩膜層，形成第二開口。
[0023] 可選的，在沿第一開口刻蝕部分厚度的第一材料層和第二材料層之前，在所述掩 膜層表面形成第二圖形化光刻膠層。
[0024] 可選的，在沿第一開口刻蝕部分厚度的第一材料層和第二材料層之后，在所述掩 膜層表面形成第二圖形化光刻膠層。
[0025] 可選的，所述第三材料層的材料與第一材料層的材料相同。
[0026] 可選的，所述第三材料層的材料為SiGe。
[0027] 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：
[0028] 本發(fā)明的技術(shù)方案中，在基底表面的第一材料層、第二材料層和第三材料層表面 形成具有第一開口的掩膜層，所述第一開口暴露出第一材料層表面以及覆蓋第一材料層 側(cè)壁的第二材料層的部分表面；然后沿所述第一開口刻蝕部分厚度的第一材料層和第二材 料層，所述第二材料層的刻蝕速率大于第一材料層的刻蝕速率。由于所述掩膜層僅暴露出 第一材料層側(cè)壁表面的部分第二材料層，所述本發(fā)明技術(shù)方案中僅刻蝕了第一材料層側(cè)壁 上的部分第二材料層，使所述第一材料層側(cè)壁上的第二材料層的表面不齊平，被掩膜層覆 蓋的部分第二材料層的高度大于刻蝕后的第一材料層的高度。然后再刻蝕所述掩膜層，使 第一開口的寬度增加，形成第二開口，所述第二開口完全暴露出剩余的第一材料層和所述 第一材料層側(cè)壁表面的第二材料層。由于第一材料層側(cè)壁上的部分第二材料層的高度大 于沿第一開口刻蝕后的第一材料層的高度，所以在沿第二開口刻蝕的過程中，需要刻蝕的 第二材料層的厚度大于需要刻蝕的第一材料層的厚度，所述厚度差異可以彌補刻蝕速率差 異，從而最終可以使得形成的凹槽的側(cè)壁齊平，不會對第三材料層下方的第二材料層造成 過刻蝕，可以避免所述第三材料層發(fā)生坍塌或剝落現(xiàn)象，從而提高最終形成的MEMS振蕩器 的性能。
[0029] 進一步，本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述掩膜層層的第一開口暴露出第一材料層兩側(cè) 的部分第二材料層的表面，使得后續(xù)同時刻蝕所述第一材料層和第二材料層，從而可以避 免單獨刻蝕第一材料層的過程中，刻蝕氣體與第一材料層的材料反應(yīng)氣體會在第二材料層 與第一材料層的界面上形成多碳聚合物以及自然氧化物層，影響后續(xù)對第二材料層的刻 蝕。
【附圖說明】
[0030] 圖1至圖3是本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成過程的結(jié)構(gòu)示