半导体结构及其形成方法

1.本技术涉及mems技术领域，具体涉及一种半导体结构及其形成方法。


背景技术：

2.超声压电换能器可以在驱动电压的作用下发生振动，该振动可以通过介质(如水，或人体等)传输。作为逆向应用，作用在超声压电换能器上的声波也可以产生电信号，通过读取和识别该电信号可以对作用在超声换能器上的声波进行复现。基于上述原理，超声压电换能器可以进行电学与声学信号的双向转化，广泛应用于包括麦克风、扬声器、手势识别、超声波成像、指纹识别等领域。
3.基于微加工技术获得的压电超声换能器常被称为pmut(压电式微加工超声换能器)。如图1所示，为现有技术中的背腔式pmut的结构示意图。pmut在结构上一般包括支撑层11，所述支撑层内具有背腔10，依次堆叠于所述支撑层上的第一电极12、压电层13以及第二电极14，压电层13位于所述第一电极12和第二电极14之间。由于背腔10存在，支撑层11上方的各层工作于弯张模式，在超声作用下，压电层13发生振动产生电信号，通过所述第一电极12、第二电极14输出电信号。
4.为了实现器件的功能，如超声波成像，pmut器件需要具有较大的带宽。为了实现较大的带宽，一种有效的方案为将若干组具有不同中心频率的pmut器件串联在一起形成宽带阵列。考虑到器件的中心频率与振动薄板的直径相关，即与背腔的直径相关，一般背腔直径较大的器件具有较低的工作频率。因此，一般通过串联具有不同直径背腔的pmut单元来实现宽带阵列，如图2所示，为一个pmut器件的宽带阵列的等效示意图。具有不同背腔直径即不同中心频率的pmut单元21～24，通过互连结构20串联，使得该pmut的工作带宽可以覆盖pmut21至pmut24的工作带宽。
5.现有技术中要形成宽带阵列，需要形成多种直径的背腔，工艺步骤复杂，如何降低工艺难度是目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.鉴于此，本技术提供一种半导体结构及其形成方法，以降低工艺难度。
7.本技术提供的一种半导体结构形成方法，包括：提供衬底，所述衬底包括支撑层、位于所述支撑层一侧表面的停止层以及位于所述停止层表面的器件层；在所述支撑层另一侧表面上形成图形化掩膜层，所述图形化掩膜层内形成有若干不同尺寸的背腔开口；沿各个所述背腔开口进行第一刻蚀，以刻蚀所述支撑层至各背腔开口对应位置处先后均暴露出所述停止层后停止，在所述支撑层内形成若干尺寸不同的背腔。
8.可选的，所述第一刻蚀包括：在其中一背腔开口位置处刻蚀至停止层后，继续利用刻蚀过程的缺口效应，进行横向刻蚀，直至其他位置处背腔均刻蚀完成。
9.可选的，至少一个背腔在靠近所述停止层的底部位置处具有沿停止层表面延伸的缺口，所述缺口由刻蚀过程的缺口效应刻蚀造成的。
10.可选的，所述图形化掩膜层内还形成有通孔开口，所述通孔开口尺寸大于所述背腔开口尺寸。
11.可选的，所述第一刻蚀还包括：沿所述通孔开口刻蚀所述支撑层至所述停止层；沿所述通孔开口进行第二刻蚀，刻蚀所述停止层至所述器件层；继续进行第一刻蚀，同时刻蚀所述支撑层和所述器件层，形成贯穿所述支撑层的背腔以及贯穿所述衬底的通孔。
12.可选的，还包括：所述第二刻蚀对所述停止层的刻蚀选择性大于对所述支撑层的刻蚀选择性。
13.可选的，所述第一刻蚀和第二刻蚀均采用深反应离子刻蚀工艺。
14.可选的，还包括：在第一刻蚀过程中，进行终点检测，判断是否刻蚀至所述停止层。
15.可选的，所述终点检测的方法包括：采用平行光垂直照射刻蚀图形底部，获取反射光斑；根据光斑图形，判断是否刻蚀到达所述停止层。
16.可选的，还包括：在所述器件层的表面形成若干传感单元；所述背腔开口位置与所述压电传感单元位置相对。
17.可选的，所述器件层上还形成有连接所述传感单元的电极层，所述通孔贯穿所述衬底暴露出所述电极层；所述形成方法还包括：在所述通孔内填充导电材料，形成导电柱，所述导电柱与所述电极层电连接。
18.可选的，所述传感单元包括超声压电传感单元。
19.本发明的实施例还提供一种半导体结构，包括：衬底，所述衬底包括支撑层、位于所述支撑层一侧表面的停止层以及位于所述停止层表面的器件层；贯穿所述支撑层至所述停止层的若干尺寸不同的背腔，至少一个背腔在靠近所述停止层的底部位置处具有沿停止层表面延伸的缺口，所述缺口由刻蚀的缺口效应刻蚀造成。
20.可选的，若干尺寸不同的背腔的顶部开口的尺寸不同。
21.可选的，还包括贯穿所述衬底的通孔，所述通孔沿衬底表面方向的横截面尺寸为所述背腔顶部开口尺寸的两倍以上。
22.可选的，还包括位于所述器件层表面的若干传感单元，所述若干传感单元与各背腔位置一一对应。
23.可选的，所述器件层上还形成有连接所述传感单元的电极层；所述通孔贯穿所述衬底暴露出所述电极层；所述通孔内填充有导电柱，所述导电柱与所述电极层电连接。
24.可选的，所述传感单元包括超声压电传感单元。
25.本技术的半导体结构的形成方法，利用刻蚀工艺，例如深反应离子刻蚀工艺的非理想效应，具体包括滞后(lag)效应和缺口(notch)效应，刻蚀支撑层，在同步刻蚀过程中，同时实现不同直径背腔和通孔的刻蚀，工艺步骤简单，易于实现。
26.进一步，在刻蚀过程中，利用光学检测方式检测刻蚀终点，不收刻蚀图形面积以及机台限制，易于实现，检测准确性高。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附
图。
28.图1为现有技术的超声换能器的结构示意图；
29.图2为现有技术的超声换能器的宽带阵列的结构示意图；
30.图3至图9为本技术一实施例的半导体结构的形成过程的结构示意图。
具体实施方式
31.如背景技术中所述，现有技术中的超声压电换能器如果需要支持宽范围的工作带宽，需要形成多种不同直径的背腔，而目前，多种不同直径的背腔通常需要通过分别刻蚀形成，或者配合键合与减薄等工艺步骤，具有工艺过程复杂，对设备要求高等问题。
32.发明人进一步发现，由于超声换能器器件的控制电极分布在器件的上表面，即与超声发射方向一致，这种构造需要通过引线键合等方式将控制电极键合至集成电路芯片，这不利于器件与后端电路的集成，特别是对于器件体积和寄生参数敏感的应用。改善这一问题的方法是将超声压电换能器与集成电路芯片垂直连接，通过垂直互连结构将电极引出至支撑结构的背面，与集成电路芯片垂直连接。但是该垂直互连结构一般需要单独加工，增加了工艺步骤和复杂度。
33.针对上述问题，发明人提出一种新的半导体结构及其形成方法。
34.下面结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而非全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。
35.请参考图3至图9，为本发明一实施例的半导体结构的形成过程的结构示意图。
36.请参考图3，提供衬底100，所述衬底100包括支撑层101、位于所述支撑层101一侧表面的停止层102以及位于所述停止层102表面的器件层103；在所述支撑层101另一侧表面上形成图形化掩膜层120，所述图形化掩膜层120内形成有若干不同尺寸的背腔开口。
37.所述支撑层101材料可以包括硅(si)，例如晶体si，多晶硅或非晶si。在一些实施例中，所述支撑层101可以包括其他半导体材料，例如锗(ge)，硅锗(sige)，碳化硅(sic)，砷化镓(gaas)，砷化铟(inas)或磷化铟(inp)等。所述支撑层101内用于形成背腔，可以根据待形成的背腔深度要求，选择特定厚度的支撑层101。在一些实施例中，所述支撑层101的厚度范围为0.1mm～0.5mm，例如可以为0.3mm。
38.所述停止层102与所述支撑层101为不同的材料，使得两者在刻蚀过程中，具有不同的刻蚀选择性，在刻蚀所述支撑层101的过程中，可以以所述停止层102作为刻蚀停止层。所述停止层102的材料可以为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅等各种半导体工艺中常用的材料。
39.所述器件层103的材料也可以包括半导体材料，例如晶体si，多晶硅、非晶si、锗(ge)，硅锗(sige)，碳化硅(sic)，砷化镓(gaas)，砷化铟(inas)或磷化铟(inp)等。
40.该实施例中，所述衬底100为soi衬底，所述支撑层101为soi衬底的体硅层，所述停止层102为soi衬底的埋氧层，所述器件层103为soi层顶层的薄硅层。
41.为了在后续刻蚀所述支撑层101的过程中，所述停止层102能够起到足够的刻蚀停止效果，所述停止层102的厚度不能过小。在一些实施例中，所述支撑层101的厚度在200nm以上。在其他实施例中，本领域技术人员可以根据后续待使用的刻蚀工艺参数、所述支撑层
101与停止层102之间的刻蚀选择比，合理设置所述支撑层101的厚度。
42.所述图形化掩膜层120的材料包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、无定形性碳等掩膜材料中的至少一种，可以为单层或多层结构。所述图形化掩膜层120内形成有若干不同尺寸的背腔开口。该实施例的图3中，以三个不同尺寸的背腔开口121c、121b和121a作为示例。所述背腔开口的尺寸可以定义为背腔开口在沿衬底100表面方向上的横截面的面积。该实施例中，所述背腔开口121c、121b和121a的横截面为圆形，所述尺寸也可以定义为背腔开口的直径，具体的，所述背腔开口121c、121b和121a的尺寸依次增大。所述背腔开口的位置和尺寸用于限定后续在所述支撑层101内形成的背腔的位置和尺寸。在其他实施例中，所述背腔开口121a～121c的横截面还可以为椭圆形、圆角矩形、多边形等其他形状。
43.在其他实施例中，可以根据实际需要设置背腔开口的数量、尺寸和位置。
44.该实施例中，所述图形化掩膜层120内还形成有通孔开口122，所述通孔开口122的尺寸大于所有背腔开口的尺寸。所述通孔开口122的横截面为圆形，直径大于各个背腔开口直径。较佳的，所述通孔开口122尺寸为最大尺寸的背腔开口尺寸的2倍以上。
45.该实施例中，还包括在所述器件层103的表面形成若干传感单元106；所述背腔开口121a～121c位置与所述传感单元的位置相对，后续沿各个背腔开口121a～121c刻蚀所述支撑层101形成的背腔，位于对应的传感单元106的下方。该实施例中，所述传感单元106为压电换能传感单元。在其他实施例中，所述传感单元106还可以为其他类型的需要通过形变进行传感的传感单元，例如磁力或电场力换能传感单元等。
46.在一些实施例中，各个传感单元106的尺寸可以与对应的背腔开口的尺寸相关，背腔开口尺寸越大，传感单元106的尺寸也越大。在其他实施例中，各个传感单元106的尺寸形状均相同。
47.该实施例中，所述传感单元106与所述衬底100之间还形成有隔离层104，以及形成于所述隔离层104表面的电极层105，所述传感单元106包括压电材料层，形成于所述传感单元106表面。可以通过合理设计电极层105的具体布局，将至少部分传感单元106相互串联，例如按行、按列串联。在其他实施例中，各个传感单元106之间也可以相互独立，每个传感单元106之间的电极层105之间也相互独立。
48.图3中，所述传感单元106仅为简单示意，本领域技术人员可以根据传感单元106的具体结构以及设计需要，形成合理结构的传感单元106。
49.可以在所述图形化掩膜层120形成之后，再形成所述传感单元106；也可以先形成所述传感单元106，再形成所述图形化掩膜层120。
50.请参考图4，沿各个所述背腔开口进行第一刻蚀，刻蚀所述支撑层101。
51.以所述图形化掩膜层120作为刻蚀掩膜，进行所述第一刻蚀。较佳的，所述第一刻蚀采用干法刻蚀工艺，较佳的，可以选择深反应离子刻蚀(drie)工艺，具有高深宽比刻蚀能力，对所述支撑层101同时进行物理刻蚀和化学刻蚀。所述第一刻蚀过程包括刻蚀和钝化两个子循环过程。刻蚀过程中，向反应室中通入刻蚀气体，例如sf6，对支撑层101进行物理和化学刻蚀，形成刻蚀图形；钝化过程中，向反应室中通入反应气体，例如c4f8，通过化学反应形成聚合物薄膜，以保护刻蚀图形的侧壁，减少横向刻蚀，从而实现高深宽比刻蚀，使得刻蚀图形的侧壁保持相对垂直。
52.进一步的，与通常的半导体工艺中的刻蚀过程要尽量避免一些会造成刻蚀非均匀
性以及影响刻蚀方向性的不良效应不同，本技术的第一刻蚀需要利用刻蚀过程中的刻蚀滞后(lag)效应，以及刻蚀缺口(notching)效应，以最终形成不同尺寸的背腔，因此，在第一刻蚀过程采用的工艺参数上需要有特殊的考虑。
53.在一些实施例中，所述第一刻蚀的刻蚀过程中，线圈功率范围为600w～800w，以保证能够有效产生刻蚀等离子体；平板功率为15w～30w，保证刻蚀缺口效应导致的侧向刻蚀在一个可控的速度进行；压强30mtorr～50mtorr，刻蚀气体，例如sf6的流量为100sccm～200sccm，以使得纵向刻蚀速度可控；温度为18℃～40℃，一般温度越高刻蚀速度越快，需要保证刻蚀速度可控，掩模选择比无明显变化；刻蚀过程单次执行时间为5s～12s，该步时间过短可能导致等离子体启辉异常，该步过长则会增加背腔侧壁粗糙度。刻蚀过程中，可以选择f2,cl2,br2，i2单质或者含f,cl,br，i至少一种元素的化合物气体，例如cf4、chf3，或者cl2、br2等均可以作为硅的刻蚀剂。
54.所述第一刻蚀的钝化过程中，线圈功率范围为600w-800w，以确保能够有效产生反应等离子体；平板功率为0，避免产生轰击效应；压强范围为10mtorr-33mtorr，反应气体的流量为50sccm-100sccm，确保在背腔刻蚀过程中侧壁形成的钝化层的沉积效果均匀，沉积速度可控；温度范围为18～40℃，提高温度有助于提高沉积的均匀性，但需要保证沉积的钝化层不会高温分解；单次执行时间范围为5～10s，该步时间过短可能导致等离子体启辉异常，该步过长则会增加背腔侧壁和底面粗糙度。
55.在本发明的一个实施例中，所述第一刻蚀的刻蚀过程中，线圈功率范围为600w，平板功率为20w，压强37mtorr，刻蚀气体sf6的流量为100～200sccm，温度为25℃，单次时间12s；钝化过程中，线圈功率范围为600w，平板功率为0，压强19mtorr，反应气体c4f8的流量为85sccm，温度为25℃，单次时间7s。
56.在其他实施例中，可以根据具体机台的设备，基于上述参数设置的考虑因素，以及目标，合理调整工艺参数。
57.干法刻蚀工艺，特别是高深宽比的刻蚀工艺会存在刻蚀滞后(lag)效应，这是由于随着刻蚀槽或孔的深度增加，参与刻蚀的等离子体在传输过程中，接触到刻蚀表面越来越困难，刻蚀过程产生的副产物也越来越难出来，尺寸越小的刻蚀图形内，刻蚀气体与副产物气体的交换速率越慢，这就导致在同样刻蚀时间和条件下，掩膜图形开口尺寸越大，刻蚀速率越大。该实施例，通孔开口122、背腔开口121a、121b以及121c的开口尺寸依次减小，对应位置处对于支撑层101的刻蚀速率也依次减小，因此，沿尺寸最大的通孔开口122刻蚀支撑层101会首先到达所述停止层102。
58.在第一刻蚀过程中，还可以进行周期性的进行终点检测，以及时检测到是否有图形被刻蚀至所述停止层。在该实施例中，采用光学检测方法，结合光学干涉和图像识别技术，进行终点检测。具体的，采用平行光垂直照射刻蚀图形底部，获取反射光斑；根据光斑图形，判断是否刻蚀到达所述停止层102。由于刻蚀终点为具有特定厚度的停止层102，该实施例中，为氧化硅层，该层材料在平行光照射下会发生光的干涉现象，从而产生特定波长的反射光；对于欠刻蚀状态，背腔中的氧化硅层和其上残留的支撑层101的硅结构在光的照射下会产生环形干涉图样，欠刻蚀的晨读不同，环形数量也不同；对于过刻蚀状态，干涉图样的亮度和尺寸会发生显著的变化，通过这种非原位，在片的检测方式，通过识别反射光斑的干涉图样对背腔刻蚀工艺的阶段进行判断，实现对刻蚀终点的无损检测。且光学检测方式的
检测准确性，不受刻蚀尺寸面积的限制。
59.请参考图5a，为不同刻蚀状态下，获得的干涉图形的示意图。在欠刻蚀状态下，反射光斑成像多重圆环图样，在完全暴露停止层的临界状态，反射光斑成单圆环图样，而在过刻是状态，则无外圈圆环图样，亮度也明显增大。图5a中，仅为一种示意，实际的圆环的圈数和实际的背腔尺寸，刻蚀程度均有关系，刻蚀越接近停止层，反射光斑亮度越高，圆环数越少。停止层102的材料不同，不同情况下的反射光斑的干涉图形也不同。
60.请参考图5b，为本发明一实施例的干涉图形的显微镜拍摄照片。
61.第一行为显微镜拍摄的照片，第二行为对应照片的黑白图像，从左至右分别为，欠刻蚀状态，临界刻蚀状态和过刻蚀状态，分别对应于多重圆环、单圆环和无圆环的图样。
62.在其他实施例中，还可以通过检测副产物等手段进行刻蚀终点的检测，但是在刻蚀面积比例小的情况下，由于副产物的浓度较少，检测效果会受到影响，在一定程度上受到机台和刻蚀面积比例的限制。
63.请参考图6，沿所述通孔开口122刻蚀所述支撑层101至所述停止层102后，沿所述通孔开口122进行第二刻蚀，刻蚀所述停止层102至所述器件层103。
64.当在第一刻蚀过程中，通过终点检测，判断通孔开口122处刻蚀图形已刻蚀至停止层102后，切换刻蚀参数，进行第二刻蚀。所述第二刻蚀对所述停止层102的刻蚀选择性大于对所述支撑层101的刻蚀选择性，使得在第二刻蚀过程中，对停止层102的刻蚀速率大于对所述支撑层101的刻蚀速率。由于通孔开口122的尺寸大于背腔开口的尺寸，当通孔处刻蚀至停止层102时，背腔的刻蚀图形还未到达刻蚀终点。
65.所述第二刻蚀也采用干法刻蚀工艺，例如采用深反应离子刻蚀(drie)工艺，反应气体为含氟(f)基的气体，流量在30-50sccm，压强为10-30mtorr，保证刻蚀速度可控；功率为100-800w，需要保证有效产生等离子体；反应气体还可以包括其他含氟(f)基的气体，例如cf4、hf等。
66.在一个实施例中，反应气体为chf3，流量为30sccm，工艺压强为1.3pa，功率为90w。
67.在其他实施例中，可以根据所述停止层102的具体材料，设置合适的刻蚀参数。
68.在刻蚀所述停止层102的过程中，还同步会对背腔底部的支撑层101进行刻蚀，所述第二刻蚀在通孔开口122处图形被刻蚀至所述器件层103后停止。可以通过上述光学检测方法，检测刻蚀终点位置。
69.请参考图7，继续进行第一刻蚀，同时刻蚀所述支撑层101和所述器件层103。
70.在所述通孔图形处的停止层102被刻蚀贯穿后，继续进行第一刻蚀，沿所述背腔开口和通孔开口122继续进行刻蚀，包括沿背腔开口121a～121c继续刻蚀支撑层101，以及沿通孔开口122刻蚀所述器件层103。
71.在刻蚀过程中，所述背腔开口121a处的背腔底部会首先到达所述停止层102，此时，继续进行第一刻蚀；在其他位置处的背腔深度继续增加的同时，在背腔开口121a对应的背腔201a底部由于刻蚀缺口(notching)效应，产生横向刻蚀；随后背腔开口121b处的背腔122b底部也达到停止层102，在缺口效应作用下，产生横向刻蚀；直至尺寸最小的背腔122c刻蚀至停止层102表面。由于缺口效应导致的横向刻蚀，会使得背腔在靠近所述停止层的底部位置处具有沿停止层102表面延伸的缺口。背腔开口尺寸越大，形成的背腔底部的横向刻蚀程度越大，最终形成的背腔的底部横向尺寸更大。
72.发生缺口(notch)效应的原因是刻蚀等离子体在停止层102的绝缘表面会积累形成一个局部正电场。这个局部正电场将入射离子向两端偏转，造成对界面处支撑层101侧壁的横向刻蚀。由于停止层102的绝缘性质，离子电荷的积累是不可避免的，缺口现象也无法避免。可以通过提高刻蚀过程和钝化过程，平板功率的切换频率，降低钝化过程中平板偏置电压被关断的持续时长，以减少停止层102附近积累的电荷的逸散，使得缺口效应更为显著。
73.由于图形化掩膜层120内具有不同尺寸的背腔开口，沿各个不同尺寸的背腔开口刻蚀所述支撑层101至先后均暴露出所述停止层102后停止，可以在所述支撑层101内形成若干尺寸不同的背腔。由于刻蚀程度不同，背腔靠近停止层102的底部的直径可能小于对应的背腔开口121c的尺寸，例如背腔201c，也可能等于背腔开口121b的尺寸，例如背腔201b；还可能大于背腔开口的尺寸，例如背腔201a。
74.同时，在刻蚀背腔的过程中，还继续刻蚀所述器件层103，直至形成贯穿所述衬底100的通孔202，所述第一刻蚀停止。该实施例中，由于所述通孔123内用于形成连接所述电极层105的导电柱，所述通孔202还贯穿所述绝缘层104，暴露出所述底部电极层105。
75.通过上述方法，可以形成具有不同背腔尺寸的传感单元阵列。所述传感单元为压电传感单元时，所述背腔尺寸不同，会导致超声换能得工作频率不同。通过形成不同尺寸的背腔，可以形成宽频带阵列超声换能器。
76.请参考图8，在所述通孔202内填充导电材料，形成导电柱203。
77.在去除所述掩膜层120之后，填充所述导电材料。
78.所述导电材料可以包括铜、钨、铝、多晶硅、tin、tan等导电材料。在一些实施例中，还可以在所述导电柱203和所述通孔侧壁之间形成有防扩散阻挡层，例如tin层、tan层等。所述传感单元106底部的电极层105与所述导电柱203电连接。
79.为了避免在形成所述导电柱203的过程中，在背腔内填充导电材料，可以首先在各个背腔内填充保护层，然后再形成所述导电柱203之后，去除所述保护层。
80.请参考图9，本发明另一实施例的半导体结构的示意图。
81.该实施例中，通过上述方法在衬底的支撑层101内形成背腔740(仅以一个背腔作为示意)的同时，形成贯穿衬底的第一通孔和第二通孔，并在所述第一通孔内形成第一导电柱731、在第二通孔内形成第二导电柱732。
82.该实施例中，所述器件层103上形成有传感单元106，以及连接所述传感单元106的底电极层712，以及连接所述传感单元106的顶电极层711，分别电连接所述传感单元106的上下两侧表面。且顶电极层711和底电极层712之间，还形成有绝缘层713，以形成电学隔离。
83.所述第一导电柱731电连接所述底电极层712，所述第二导电柱732电连接所述顶电极层711，通过所述第一导电柱731和第二导电柱732将所述底电极层712和顶电极层711分别电性引出至支撑层101的另一侧表面。
84.上述半导体结构堆叠键合于一基板720上，所述基板720可以为pcb电路板、asic芯片等。所述基板720上的接触点721与所述第一导电柱731和第二导电柱721之间通过焊接或金属键合等方式形成电连接。
85.上述实施例中，通过利用刻蚀工艺，例如深反应离子刻蚀工艺的非理想效应，具体包括滞后(lag)效应和缺口(notch)效应，刻蚀支撑层，在同步刻蚀过程中，同时实现不同直
径背腔和通孔的刻蚀，工艺步骤简单，易于实现。
86.本技术的实施例还提供一种采用上述方法形成的半导体结构。
87.请参考图8，为本发明一实施例的半导体结构的结构示意图。
88.所述半导体结构包括：衬底100，所述衬底100包括支撑层101、位于所述支撑层101一侧表面的停止层102以及位于所述停止层102表面的器件层103；贯穿所述支撑层101至所述停止层102的若干尺寸不同的背腔，至少一个背腔在靠近所述停止层的底部位置处具有沿停止层表面延伸的缺口，所述缺口由刻蚀的缺口效应刻蚀造成。
89.该实施例中，所述衬底100内形成有尺寸不同得背腔201c、201b以及201a。其中背腔201a在靠近停止层102的底部处具有横向延申的缺口。各个背腔的顶部开口的尺寸均不同。
90.该实施例中，所述半导体结构还包括贯穿所述衬底的通孔，所述通孔沿衬底表面方向的横截面尺寸为所述背腔顶部开口尺寸的两倍以上。所述通孔内填充有导电柱203。
91.该实施例中，所述半导体结构还包括位于所述器件层表面的若干传感单元106，所述传感单元106与各背腔位置相对。具体的，所述器件层103表面形成有隔离层104，所述传感层106位于所述隔离层104上，所述传感层106底部还形成有电极层105，所述电极层105可以实现若干传感单元之间的串联或并联等连接。
92.所述导电柱203贯穿所述衬底100以及隔离层104，与所述电极层105电连接。
93.在一些实施例中，所述传感单元106包括超声压电传感单元。
94.以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。