半导体结构的形成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种半导体结构的形成方法。
【背景技术】
[0002] 微机电系统（MEMS,Micro-Electro-MechanicalSystem)是一种先进的制造技术 平台。它是以半导体制造技术为基础发展起来的。MEMS技术采用了半导体技术中的光刻、 腐蚀、薄膜等一系列的现有技术和材料，随着半导体技术的不断发展，微机电系统也得到了 迅速发展。
[0003]MEMS振荡器由于其集成度高，性能稳定，得到了广泛的发展和应用。
[0004] 在形成MEMS振荡器的过程中，会形成如图1所述的半导体结构。
[0005] 请参考图1，所述半导体结构包括：基底10、位于基底10上覆盖部分基底10的第 一材料层21、覆盖基底10以及第一材料层21侧壁的第二材料层22,位于第二材料层22表 面且与所述第一材料层21表面齐平的第三材料层23。
[0006] 所述第一材料层21和第三材料层23的材料为SiGe，所述第二材料层22的材料为 Ge〇
[0007] 在形成所述MEMS振荡器的过程中，需要去除所述第一材料层21以及位于所述第 一材料层21两侧侧壁表面的部分第二材料层22,保留所述第三材料层23以及位于第三材 料层23下方的第二材料层22。
[0008] 请参考图2,形成覆盖所述第三材料层23表面的掩膜层31。形成所述掩膜层31 的方法包括：在所述第三材料层23、第二材料层22和第一材料层21表面形成掩膜材料层 之后，在所述掩膜材料层表面形成图形化光刻胶层32,以所述图形化光刻胶层32为掩膜刻 蚀所述掩膜材料层，形成掩膜层31，所述掩膜层31暴露出第一材料层21及所述第一材料层 21侧壁表面的第二材料层22的表面。
[0009] 请参考图3,以所述掩膜层31为掩膜，刻蚀所述第一材料层21 (请参考图2)和所 述第一材料层21侧壁表面的第二材料层22 (请参考图2)，形成凹槽33。现有技术在刻蚀 过程中，所述第二材料层22的刻蚀速率大于第一材料层21的刻蚀速率，所以容易对第三材 料层23下方的第二材料层22造成过刻蚀，使得部分第三材料层23悬空，导致所述第三材 料层23容易倒塌。在后续的清洗过程中，对所述第三材料层23下方的第二材料层22还会 造成进一步的腐蚀，使得所述第三材料层23会发生剥离等问题，影响最终形成的MEMS振荡 器的性能。
【发明内容】
[0010] 本发明解决的问题是提供一种半导体结构的形成方法，提高形成的半导体结构的 性能。
[0011]为解决上述问题，本发明提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底，所述 基底上形成有覆盖部分基底的第一材料层、覆盖至少部分基底表面以及第一材料层侧壁表 面的第二材料层、位于所述第二材料层表面的第三材料层，所述第三材料层的表面与第一 材料层的表面齐平；在所述第一材料层、第二材料层和第三材料层表面形成具有第一开口 的掩膜层，所述第一开口暴露出第一材料层表面以及覆盖第一材料层侧壁的第二材料层的 部分表面；沿所述第一开口刻蚀部分厚度的第一材料层和第二材料层，所述第二材料层的 刻蚀速率大于第一材料层的刻蚀速率；刻蚀所述掩膜层，使第一开口的宽度增加，形成第二 开口，所述第二开口完全暴露出剩余的第一材料层和所述第一材料层侧壁表面的第二材料 层；沿所述第二开口刻蚀剩余的第一材料层和第二材料层至基底表面，形成凹槽，所述凹槽 两侧的第三材料层和第二材料层的侧壁齐平。
[0012] 可选的，所述第一开口暴露出的第二材料层的表面宽度为第一材料层侧壁表面的 第二材料层的总厚度的2/5~3/5。
[0013] 可选的，所述第一开口暴露出的第二材料层的表面宽度为1800A~2200A。
[0014] 可选的，根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，沿第一开口 刻蚀部分厚度的第一材料层和第二材料层之后，刻蚀后的第一材料层的厚度为刻蚀前的第 一材料层厚度的1/2~7/10。
[0015] 可选的，沿第一开口刻蚀部分厚度的第一材料层和第二材料层之后，刻蚀后的部 分第二材料层的厚度为刻蚀前的第二材料层厚度的3/10~1/2。
[0016] 可选的，所述第一材料层的材料与第二材料层的材料不同。
[0017] 可选的，所述第一材料层的材料为SiGe，第二材料层的材料为Ge。
[0018] 可选的，采用干法刻蚀工艺刻蚀所述第一材料层和第二材料层。
[0019] 可选的，所述干法刻蚀工艺采用HBr和Cl2的混合气体作为刻蚀气体，02作为缓冲 气体，其中HBr的流量为135sccm~165sccm，Cl2的流量为lOOsccm~140sccm，02的流量 为 5sccm~15sccm，压强为 5mTorr~15mTorr，功率为 450W~550W，温度为 50°C~80°C， 偏置电压为225V~250V。
[0020] 可选的，所述掩膜层的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或无定形碳。
[0021] 可选的，形成所述掩膜层的方法包括：在所述第一材料层、第二材料层和第三材料 层表面形成掩膜材料层；在所述掩膜材料层表面形成第一图形化光刻胶层；以所述第一图 形化光刻胶层为掩膜，刻蚀所述掩膜材料层，形成具有第一开口的掩膜层；去除所述第一图 形化光刻胶层。
[0022] 可选的，形成所述第二开口的方法包括：在所述掩膜层表面形成第二图形化光刻 胶层，所述第二图形化光刻胶层暴露出第一材料层及所述第一材料层侧壁上的第二材料层 表面的部分掩膜层；以所述第二图形化光刻胶层为掩膜，刻蚀所述掩膜层，形成第二开口。
[0023] 可选的，在沿第一开口刻蚀部分厚度的第一材料层和第二材料层之前，在所述掩 膜层表面形成第二图形化光刻胶层。
[0024] 可选的，在沿第一开口刻蚀部分厚度的第一材料层和第二材料层之后，在所述掩 膜层表面形成第二图形化光刻胶层。
[0025] 可选的，所述第三材料层的材料与第一材料层的材料相同。
[0026] 可选的，所述第三材料层的材料为SiGe。
[0027] 与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
[0028] 本发明的技术方案中，在基底表面的第一材料层、第二材料层和第三材料层表面 形成具有第一开口的掩膜层，所述第一开口暴露出第一材料层表面以及覆盖第一材料层 侧壁的第二材料层的部分表面；然后沿所述第一开口刻蚀部分厚度的第一材料层和第二材 料层，所述第二材料层的刻蚀速率大于第一材料层的刻蚀速率。由于所述掩膜层仅暴露出 第一材料层侧壁表面的部分第二材料层，所述本发明技术方案中仅刻蚀了第一材料层侧壁 上的部分第二材料层，使所述第一材料层侧壁上的第二材料层的表面不齐平，被掩膜层覆 盖的部分第二材料层的高度大于刻蚀后的第一材料层的高度。然后再刻蚀所述掩膜层，使 第一开口的宽度增加，形成第二开口，所述第二开口完全暴露出剩余的第一材料层和所述 第一材料层侧壁表面的第二材料层。由于第一材料层侧壁上的部分第二材料层的高度大 于沿第一开口刻蚀后的第一材料层的高度，所以在沿第二开口刻蚀的过程中，需要刻蚀的 第二材料层的厚度大于需要刻蚀的第一材料层的厚度，所述厚度差异可以弥补刻蚀速率差 异，从而最终可以使得形成的凹槽的侧壁齐平，不会对第三材料层下方的第二材料层造成 过刻蚀，可以避免所述第三材料层发生坍塌或剥落现象，从而提高最终形成的MEMS振荡器 的性能。
[0029] 进一步，本发明的技术方案中，所述掩膜层层的第一开口暴露出第一材料层两侧 的部分第二材料层的表面，使得后续同时刻蚀所述第一材料层和第二材料层，从而可以避 免单独刻蚀第一材料层的过程中，刻蚀气体与第一材料层的材料反应气体会在第二材料层 与第一材料层的界面上形成多碳聚合物以及自然氧化物层，影响后续对第二材料层的刻 蚀。
【附图说明】
[0030] 图1至图3是本发明的现有技术的半导体结构的形成过程的结构示