述牺牲膜表面形成图形化的光刻胶层;以所述图形化的光刻胶层为掩膜,刻蚀所述牺牲膜,直至暴露出衬底200表面为止,形成牺牲层202。所述牺牲膜的形成工艺为化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺。
[0058]请参考图6,在衬底200和牺牲层202表面形成器件膜203 ;在所述器件膜203表面形成掩膜层204,所述掩膜层204暴露出部分器件膜203表面。
[0059]所述器件膜203用于形成器件层,部分所述器件层悬空于后续形成的空腔上方。在本实施例中,所形成的半导体结构用于构成湿度传感器,所述器件层的材料为湿敏材料,后续通过检测所述悬空于空腔上方部分器件层以获得外部环境的湿度。
[0060]在本实施例中,所述器件膜203的材料为氧化硅,所述器件膜203的形成工艺为等离子体增强化学气相沉积工艺,采用所述等离子体增强化学气相沉积工艺形成的氧化硅材料密度较高、硬度较大,因此,即使后续需要使部分器件层悬空与所述空腔上方,所形成的器件层也不易发生断裂或弯曲;而且,采用所述等离子体增强化学气相沉积工艺形成的氧化硅材料密度均匀致密,有利于保证所述器件层的电学性能稳定,则所形成的传感器获取的信息准确。所述器件膜203能够通过一次或多次沉积工艺形成,在本实施例中,所述器件膜203通过两次等离子体增强化学气相沉积工艺形成。
[0061]所述等离子体增强化学气相沉积工艺:压强为1托?10托,温度为360摄氏度?420摄氏度,射频功率为400瓦?2000瓦,气体包括氧气和正硅酸乙酯,其中,氧气的流量为500标准晕升/分钟?4000标准晕升/分钟,正娃酸乙酯的流量为500标准晕升/分钟?5000标准晕升/分钟,此外,气体还包括氦气,氦气的流量为1000标准晕升/分钟?5000标准毫升/分钟。
[0062]所述掩膜层204用于作为在器件膜203内形成开口的掩膜,所述掩膜层204暴露出后续形成开口的对应位置。所述掩膜层204的材料与所述器件层不同,所述器件层的材料为氮化娃、氮氧化娃或无定形碳,本实施例中为氮化娃;所述掩膜层204的形成工艺包括:在所述器件膜203表面沉积掩膜薄膜;在所述掩膜薄膜表面形成图形化的光刻胶层;以所述图形化的光刻胶层为掩膜,刻蚀所述掩膜薄膜,直至暴露出器件膜203表面为止,形成掩膜层204。所述掩膜薄膜的形成工艺为物理气相沉积工艺、化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺。
[0063]请参考图7,以所述掩膜层204为掩膜,采用各向异性的干法刻蚀工艺刻蚀所述器件膜203 (参考图6),直至暴露出牺牲层202表面为止,在所述牺牲层202表面形成器件层203a,所述器件层203a内具有若干暴露出所述牺牲层202的开口 205。
[0064]所述开口 205暴露出所述牺牲层202,后续通过对所述开口 205底部的牺牲层202和衬底200进行刻蚀,能够去除所述牺牲层202,并在衬底200的器件区201内形成空腔;相邻开口 205之间的部分器件层203a会悬空于后续形成的空腔上方,所述部分器件层203a能够用于获取外部环境的信息;在本实施例中,所形成的半导体结构用于构成湿度传感器,所述器件层203a的材料为氧化硅,因此所述部分器件层203a用于获取外部环境中的湿度信息。
[0065]所述开口 205的数量大于或等于2个,在本实施例中,所述开口 205的数量为2个,所述开口 205的形成工艺为各向异性的干法刻蚀工艺,且由于所述牺牲层202与器件膜203之间具有刻蚀选择性,所述各向异性的干法刻蚀工艺停止于所述牺牲层202表面。
[0066]所述各向异性的干法刻蚀工艺包括:刻蚀气体包括C2F6、CHF3、CH3F、CF4中的一种或多种,功率大于500W,偏置电压大于100V。
[0067]请参考图8,在形成所述器件层203a和开口 205之后,去除所述牺牲层202 (如图7所示)。
[0068]在本实施例中,在去除所述牺牲层202之前,去除所述掩膜层204(如图7所示),去除所述掩膜层的工艺为干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺。在一实施例中,所述掩膜层204的材料与所述牺牲层202的材料相同,能够在去除所述牺牲层202的同时,去除所述掩膜层204。在另一实施例中,还能够在去除所述牺牲层202之后去除所述掩膜层204,或者,在后续形成空腔之后,去除所述掩膜层204。
[0069]去除所述牺牲层202的工艺为各向同性的刻蚀工艺,所述各向同性的刻蚀工艺在垂直于衬底200表面以及平行于衬底200表面的方向上均具有较大的刻蚀速率,因此能够深入相邻开口 205之间的器件层203a底部对牺牲层203进行刻蚀。在去除所述牺牲层203之后,能够完全暴露出衬底200的器件区201表面,能够使后续在衬底200内形成空腔的刻蚀工艺对衬底200的器件区201表面进行刻蚀,使得空腔的形成时间缩短,而且使器件层203a底部的空腔侧壁产生的底切深度缩小。
[0070]在本实施例中,所述牺牲层202的材料为无定形硅,去除所述牺牲层202的工艺为湿法刻蚀工艺,所述湿法刻蚀工艺的刻蚀液为四甲基氢氧化铵溶液。其中,所述四甲基氢氧化铵溶液的质量百分比浓度为15%?25%,所述四甲基氢氧化铵溶液的温度为75V?85。。。
[0071]由于所述牺牲层202的材料为无定形娃,所述无定形娃材料内无固定晶向,以所述四甲基氢氧化铵为刻蚀液,对所述牺牲层202进行刻蚀使,所述湿法刻蚀工艺为各向同性的刻蚀工艺,能够完全去除器件层203a底部的牺牲层202,并且,能够使暴露出的衬底200表面平坦。而且,由于所述衬底200为单晶硅衬底,而以所述四甲基氢氧化铵为刻蚀液,对衬底200进行刻蚀时,所述刻蚀工艺为各向异性的刻蚀工艺,能够使所形成的空腔侧壁和底部表面具有固定晶向,使所形成的空腔侧壁和底部表面光滑。而所述去除牺牲层202的刻蚀工艺和后续在衬底200内形成空腔所采用的刻蚀液相同,即所采用的湿法刻蚀工艺相同,能够使形成半导体结构的工艺简化。
[0072]请参考图9,在去除所述牺牲层202 (如图7所示)之后,对所述衬底200的器件区201表面进行刻蚀,在所述衬底200内形成空腔206。
[0073]在本实施例中,形成所述空腔206的工艺为各向异性的湿法刻蚀工艺,所述各向异性的湿法刻蚀工艺对于可不同晶向的刻蚀速率不同,从而能够使所形成的空腔206的侧壁和底部表面均具有固定晶向,使所述空腔206的侧壁和底部表面光滑,从而保证了所形成的半导体结构作为传感器时,获取的外部环境信息更为准确。
[0074]而且,由于在形成所述空腔206之前,去除了器件层203a底部的牺牲层202,完全暴露出了衬底200的器件区201表面,使得所述各向异性的湿法刻蚀工艺的刻蚀液能够进入器件层203a底部,并且与所述衬底200的器件区201表面相接触,由于刻蚀液与衬底200表面的接触面积大,因此能够使形成空腔206的时间缩短,且形成于相邻开口 205底部的空腔206连通,使相邻开口 205之间的器件层203a悬空于空腔206上方。
[0075]在本实施例中,所述衬底200为半导体基底,所述半导体基底为单晶硅基底,所述单晶硅基底的表面晶向为〈100〉,所述各向异性的湿法刻蚀工艺的刻蚀液为四甲基氢氧化铵溶液。
[0076]所述各向异性