形成通孔結構、制造圖像傳感器和集成電路器件的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了形成通孔結構、制造圖像傳感器和集成電路器件的方法。提供了制造包括通孔結構的集成電路器件的方法。該方法可以包括：形成穿過襯底的隔離槽以形成由隔離槽圍繞的內部襯底；以及在隔離槽中以及在襯底的表面上形成絕緣層。該方法還可以包括：形成孔，該孔與隔離槽間隔開并穿過絕緣層的形成于襯底的表面上的部分和內部襯底；以及在孔中和在形成于襯底的表面上的絕緣層上形成導電層。該方法可以用于制造圖像傳感器。
【專利說明】形成通孔結構、制造圖像傳感器和集成電路器件的方法
【技術領域】
[0001]本公開總地涉及電子學領域，更具體地，涉及半導體器件。
【背景技術】
[0002]三維封裝技術(包括娃通孔(through silicon via, TSV)技術)可以用于高密度器件。背側照明圖像傳感器可以用于改善圖像傳感器中包括的像素的受光效率和光敏度。包括TSV或背側照明圖像傳感器的兩種器件可以包括穿透襯底的通孔結構(through viastructure)以連接設置在襯底兩側的導電圖案。

【發(fā)明內容】

[0003]ー種形成硅通孔結構的方法可以包括:在半導體層的第一面上形成包括絕緣夾層和在絕緣夾層上的內部布線的絕緣層間結構。該方法還可以包括:通過形成穿過半導體層的隔離槽而形成外部半導體圖案和與外部半導體圖案隔離的內部半導體圖案。隔離槽可以圍繞內部半導體圖案且暴露絕緣夾層。該方法還可以包括形成覆蓋半導體層的第二面和隔離槽的內表面的絕緣圖案，該第二面與半導體層的第一面相反。另外，該方法可以包括形成通孔以及在通孔中形成接觸內部布線的硅通孔接觸件，該通孔可以與隔離槽間隔開并穿過內部半導體圖案。通孔的上部可以被絕緣圖案的覆蓋半導體層的第二面的部分圍繞。
[0004]在各個實施方式中，形成隔離槽可以包括蝕刻絕緣夾層的一部分以使隔離槽的下部設置在絕緣夾層中。
[0005]根據各個實施方式，該方法可以包括在形成硅通孔接觸件之后形成焊盤圖案，該焊盤圖案可以接觸絕緣圖案的覆蓋半導體層的第二面的部分。
[0006]一種制造圖像傳感器的方法可以包括:分別在半導體層的第一和第二區(qū)域中形成用于有源像素的第一光電ニ極管和用于光學黑像素的第二光電ニ極管；以及在半導體層的第一面上形成包括絕緣夾層和在絕緣夾層上的內部布線的絕緣層間結構。該方法還可以包括通過形成穿過半導體層的隔離槽來形成外部半導體圖案和與外部半導體圖案隔離的內部半導體圖案。該隔離槽可以圍繞內部半導體圖案并暴露絕緣夾層。該方法還可以包括形成覆蓋半導體層的第二面和隔離槽的內表面的絕緣圖案，該第二面與半導體層的第一面相反。另外，該方法可以包括:形成硅通孔接觸件，該硅通孔接觸件可以與隔離槽間隔開并穿過內部半導體圖案；在覆蓋半導體層的第二面的絕緣圖案上形成焊盤圖案；以及在覆蓋半導體層的第二面的絕緣圖案上形成濾色器以及在濾色器上形成微透鏡。硅通孔接觸件的上部可以被絕緣圖案的覆蓋半導體層的第二面的部分圍繞，硅通孔接觸件的下部接觸內部布線。
[0007]在各個實施方式中，形成硅通孔接觸件和形成焊盤圖案可以包括:通過蝕刻穿過內部半導體圖案以及絕緣圖案的覆蓋半導體層的第二面的部分而形成與隔離槽間隔開的通孔；在通孔中以及在覆蓋半導體層的第二面的絕緣圖案上形成導電層，使得導電層在通孔中的部分形成硅通孔接觸件；以及通過圖案化導電層而形成焊盤圖案，該導電層可以包括焊盤圖案。該通孔可以暴露內部布線。
[0008]根據各個實施方式，該方法還可以包括通過圖案化導電層而在半導體層的第二區(qū)域中的絕緣圖案上形成光阻擋圖案，該導電層可以包括光阻擋圖案。
[0009]在各個實施方式中，形成導電層可以包括:形成包括第一金屬層和第二金屬層的層疊結構，該第二金屬層可以相對于第一金屬層具有蝕刻選擇性。
[0010]根據各個實施方式，形成硅通孔接觸件可以包括形成包括層疊結構的硅通孔接觸件，形成焊盤圖案可以包括形成包含層疊結構的焊盤圖案，形成光阻擋圖案可以包括形成由第一金屬層組成的光阻擋圖案。
[0011]在各個實施方式中，第一光電ニ極管可以是多個第一光電ニ極管當中的ー個，該方法還可以包括:形成在絕緣圖案上且在多個第一光電ニ極管中的直接相鄰的兩個之間延伸的光學串擾防止圖案，該光學串擾防止圖案可以包括所述導電層。
[0012]根據各個實施方式，半導體層可以包括外圍電路區(qū)和焊盤區(qū)，該外圍電路區(qū)包括在外部半導體圖案中的多個晶體管，該焊盤區(qū)包括內部半導體圖案。該方法還可以包括:在半導體層的在第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的第一部分、半導體層的在外圍電路區(qū)中的第二部分以及半導體層的在焊盤區(qū)中的第三部分中的至少ー個中形成溝槽；以及在溝槽中形成溝槽絕緣層。
[0013]一種制造集成電路器件的方法可以包括:在襯底的第一表面上形成絕緣層間結構。該絕緣層間結構可以包括絕緣夾層和內部布線。該方法還可以包括形成穿過襯底的隔離槽以形成可由隔離槽圍繞的內部襯底；以及在隔離槽中和在襯底的第二表面上形成絕緣層，該第二表面與襯底的第一表面相反。該方法還可以包括形成孔，該孔可以與隔離槽間隔開并穿過絕緣層的形成在襯底的第二表面上的部分以及內部襯底。該孔可以暴露內部布線。此外，該方法可以包括在孔中和形成于襯底的第二表面上的絕緣層上形成導電層。
[0014]在各個實施方式中，形成絕緣層可以包括形成絕緣層的在襯底的第二表面與在形成于襯底的第二表面上的導電層之間延伸的部分。
[0015]根據各個實施方式，形成導電層可以包括在所述孔中形成導電層的直接接觸內部襯底的部分。
[0016]在各個實施方式中，形成絕緣層可以包括在隔離槽的內表面上共形地形成絕緣層。
[0017]根據各個實施方式，形成導電層可以包括在隔離槽中的絕緣層上形成導電層。
[0018]在各個實施方式中，形成絕緣層可以包括通過形成堵塞隔離槽的開ロ的絕緣層而在隔離槽中形成空隙(void)，該開ロ由襯底的第二表面限定。
[0019]根據各個實施方式，形成隔離槽可以包括形成隔離槽的被絕緣夾層圍繞的下部。
[0020]在各個實施方式中，該方法另外地可以包括在形成導電層之后通過圖案化導電層形成焊盤圖案。導電層可以包括焊盤圖案，焊盤圖案可以接觸形成在襯底的第二表面上的絕緣層。
[0021]根據各個實施方式，該方法還可以包括:在襯底的在內部襯底外面的第一區(qū)域中形成用于有源像素的第一光電ニ扱；在形成于襯底的第二表面上的絕緣層上形成焊盤圖案；以及在形成于第一光電ニ極管上的絕緣層上形成第一濾色器以及在第一濾色器上形成
第一微透鏡。[0022]在各個實施方式中，形成絕緣層可以包括形成抗反射層以及在抗反射層上形成上絕緣層。
[0023]根據各個實施方式，形成焊盤圖案可以包括在導電層上形成上導電層。該上導電層可以具有相對于導電層的蝕刻選擇性。
[0024]在各個實施方式中，形成上導電層可以包括形成具有比導電層低的電阻的上導電層。
[0025]根據各個實施方式，該方法可以包括:在襯底的在內部襯底外面的第二區(qū)域中形成用于光學黑像素的第二光電ニ極管；在形成于第二光電ニ極管上的絕緣層上形成第二濾色器以及在第二濾色器上形成第二微透鏡；以及在第二濾色器與形成于第二光電ニ極管上的絕緣層之間形成光阻擋圖案。
[0026]在各個實施方式中，形成光阻擋圖案可以包括圖案化導電層，該導電層可以包括光阻擋圖案。
[0027]根據各個實施方式，形成光阻擋圖案可以包括形成比焊盤圖案薄的光阻擋圖案。
[0028]在各個實施方式中，第一光電ニ極管可以是多個第一光電ニ極管當中的ー個，該方法還可以包括:形成在絕緣層上且在多個第一光電ニ極管中的直接相鄰的第一光電ニ極管之間延伸的光學串擾防止圖案。
[0029]根據各個實施方式，形成光學串擾防止圖案可以包括圖案化導電層，該導電層可以包括光學串擾防止圖案。
[0030]在各個實施方式中，該襯底可以包括外圍電路區(qū)和焊盤區(qū)，該外圍電路區(qū)包括多個晶體管，該焊盤區(qū)包括內部襯底。該方法還可以包括:在襯底的第二區(qū)域中形成用于光學黑像素的第二光電ニ極管；在襯底的在第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的第一部分、襯底的在外圍電路區(qū)中的第二部分、以及襯底的在內部襯底外面的焊盤區(qū)中的第三部分中至少的ー個中形成溝槽；以及在溝槽中形成溝槽絕緣層。
[0031]根據各個實施方式，形成溝槽可以包括形成穿過襯底的溝槽。
[0032]在各個實施方式中，形成溝槽絕緣層可以包括:形成包括所述絕緣層的溝槽絕緣層。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是示出根據ー些實施方式的硅通孔結構的截面圖；
[0034]圖2A至圖2D是示出形成圖1所示的硅通孔結構的方法的截面圖；
[0035]圖3是示出根據ー些實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖；
[0036]圖4A至圖4J是示出制造所示的背側照明圖像傳感器的方法的截面圖；
[0037]圖5A至圖5C是示出制造圖3所示的背側照明圖像傳感器的方法的平面圖；
[0038]圖6是示出根據ー些實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖；
[0039]圖7A和圖7B是示出制造圖6所示的背側照明圖像傳感器的方法的截面圖；
[0040]圖8是示出根據ー些實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖；
[0041]圖9A和圖9B分別是示出制造圖8所示的背側照明圖像傳感器的方法的截面圖和平面圖；
[0042]圖10是示出根據ー些實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖；[0043]圖11是示出根據ー些實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖；
[0044]圖12A至圖12C是示出制造圖11所示的背側照明圖像傳感器的方法的截面圖；
[0045]圖13是示出根據ー些實施方式的硅通孔結構的截面圖；
[0046]圖14是示出形成圖13所示的硅通孔結構的方法的截面圖；
[0047]圖15是示出根據ー些實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖；
[0048]圖16A和圖16B是示出制造圖15所示的背側照明圖像傳感器的方法的截面圖；
[0049]圖17是示出根據ー些實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖；
[0050]圖18是示出根據ー些實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖；
[0051]圖19是示出根據ー些實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖；
[0052]圖20是示出根據ー些實施方式的硅通孔結構的截面圖；
[0053]圖21是示出形成圖20所示的硅通孔結構的方法的截面圖；
[0054]圖22是示出根據ー些實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖；
[0055]圖23是示出制造圖22所示的背側照明圖像傳感器的方法的截面圖；
[0056]圖24是示出根據ー些實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖；
[0057]圖25是示出根據ー些實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖；
[0058]圖26是示出根據ー些實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖；以及
[0059]圖27是示出包括根據ー些實施方式的圖像傳感器的電子系統(tǒng)的方框圖。
【具體實施方式】
[0060]下面參照附圖描述示例實施方式?？梢杂性S多不同的形式和實施方式，而不背離本公開的精神和教導，因此本公開不應被理解為限于這里闡述的示例實施方式。而是，提供這些實施方式使得本公開將透徹和完整，并將本公開的范圍傳達給本領域技術人員。在附圖中，為了清晰，層和區(qū)域的尺寸和相對尺寸可以被夸大。相似的附圖標記始終指代相似的元件。
[0061]這里參照截面圖描述了本發(fā)明構思的示例實施方式，這些截面圖是示例實施方式的理想實施方式和中間結構的示意圖。因此，由例如制造技術和/或公差引起的圖示形狀的偏離是可以預期的。因此，本發(fā)明構思的示例實施方式不應被解釋為限于這里示出的具體形狀，而是將包括由例如制造引起的形狀偏差。
[0062]除非另外地定義，這里使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發(fā)明所屬的領域中的普通技術人員通常理解的相同含義。將進一歩理解的，術語(諸如在通常使用的字典中所定義的那些)應被理解為具有與在相關領域的背景中的含義一致的含義，將不被理解為理想化或過度正式的意義，除非這里清楚地如此定義。
[0063]這里使用的術語僅用于描述特定實施方式，而不意欲限制實施方式。如這里使用的，単數形式“一”和“該”也g在包括復數形式，除非上下文清晰地另外表示。將進ー步理解的，當在本說明書中使用吋，術語“包括”和/或“包含”指定了所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一個或更多其它特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其組合的存在或添加。
[0064]將理解，當一元件被稱為“耦接到”、“連接到”或“響應于”另一元件、或在另一元件〃上〃吋，它可以直接耦接到、連接到或響應于該另一元件或者直接在該另一元件上、或者也可以存在中間元件。相反，當一元件被稱為“直接耦接到”、“直接連接到”或“直接響應干”另一元件或者“直接在”另一元件“上”吋，不存在中間元件。當在這里使用吋，術語“和/或”包括一個或多個所列相關項目的任意和所有組合。
[0065]將理解，雖然這里可以使用術語第一、第二等來描述不同的元件，但是這些元件不應受到這些術語限制。這些術語僅用于將ー個元件與另一元件區(qū)別開。因而，第一元件可以被稱為第二元件，而不偏離本實施方式的教導。
[0066]為了便于描述，這里可以使用空間相對性術語諸如“在…下面”、“以下”、“下”、“之上”、“上”等來描述ー個元件或特征與另ー個(些)元件或特征如附圖所示的關系。將理解，空間相對性術語g在涵蓋除附圖所示的取向之外器件在使用或操作中的不同取向。例如，如果在附圖中的器件被翻轉，則被描述為在其它元件或特征“下”或“下面”的元件可以取向為在該其它元件或特征“上〃。因而，示例性術語“在…下”可以涵蓋之上和之下兩種取向。器件可以另外地取向(旋轉90度或其它取向)，這里使用的空間相對描述語可以被相應地解釋。
[0067]圖1是示出根據ー些實施方式的硅通孔結構的截面圖。
[0068]參照圖1，可以提供包括單晶半導體材料的半導體層。半導體層可以通過拋光單晶半導體襯底直到該單晶半導體襯底具有幾μπι至幾十μ m的厚度而形成。備選地，半導體層可以是通過外延生長エ藝形成的單晶半導體層。半導體層可以具有第一面和與第一面相反的第二面。第一面可以是半導體層的用于形成電路圖案的正面。第二面可以是半導體層的背面。
[0069]包括晶體管、絕緣夾層12a至12d和內部布線14a至14c的絕緣層間結構16可以提供在半導體層的正面上。絕緣夾層12a至12d和內部布線14a至14c可以被層疊為多層結構。隔離槽18可以從半導體層的 背面穿過半導體層形成以暴露絕緣層間結構16。隔離槽18的底表面可以比半導體層的正面低。當從上方觀看吋，隔離槽18可以具有環(huán)形形狀。半導體層可以通過隔離槽18被劃分為內部半導體圖案10b和外部半導體圖案10a。隔離槽18可以圍繞內部半導體圖案10b并可以使外部半導體圖案10a設置在隔離槽18外面。內部半導體圖案10b可以通過隔離槽18與外部半導體圖案10a隔離。
[0070]隔離槽18的側壁可以傾斜使得隔離槽18的寬度可以從半導體層的背面在向下的方向上逐漸變窄。隔離槽18的側壁可以是豎直的。
[0071]絕緣圖案20可以形成在隔離槽18中并同時覆蓋半導體層的背面的整個表面。在一些實施方式中，絕緣圖案20可以完全地填充隔離槽18。絕緣圖案20可以通過使用単一絕緣材料或至少兩種絕緣材料形成。
[0072]形成在隔離槽18中的絕緣圖案20可以用作使硅通孔接觸件24與外部半導體圖案10a電隔離的隔離圖案。此外，覆蓋半導體層的背面的整個表面的絕緣圖案20可以用作使半導體層與焊盤圖案26絕緣的絕緣夾層。
[0073]硅通孔接觸件24可以在形成隔離槽18之后形成在內部半導體圖案10b中，硅通孔接觸件24可以與隔離槽18間隔開。硅通孔接觸件24可以穿過絕緣圖案20的形成在半導體層的背面的表面上的部分并穿過內部半導體圖案10b形成。硅通孔接觸件24的上部可以由絕緣圖案20的覆蓋半導體層的背面的表面的部分圍繞。硅通孔接觸件24的底表面可以接觸絕緣層間結構的內部布線14a、14b和14c。此外，硅通孔接觸件24的底表面可以在隔離槽18的底表面下面，硅通孔接觸件24的下部可以由絕緣夾層12a至12d圍繞。
[0074]硅通孔接觸件24的側壁可以直接接觸內部半導體圖案10b。硅通孔接觸件24可以通過層疊包括不同材料的第一和第二導電層22a和22b形成。第一和第二導電層22a和22b可以包括金屬。絕緣圖案20的形成在半導體層的背面的表面上的部分可以設置在第一導電層22a與半導體層的背面之間。
[0075]硅通孔接觸件24可以形成在穿過內部半導體圖案10b形成的通孔30中。通孔30可以用第一和第二導電層22a和22b完全填充。在一些實施方式中，第一和第二導電層22a和22b可以共形地形成在通孔30的內表面上而不完全填充通孔。
[0076]焊盤圖案26可以從硅通孔接觸件24延伸并可以接觸設置在半導體層的背面的絕緣圖案20的表面。焊盤圖案26和硅通孔接觸件24可以包括相同的導電材料。
[0077]在硅通孔接觸件結構中，絕緣間隔物沒有提供在硅通孔接觸件24的側壁上。因此，硅通孔接觸件24的側壁與硅層直接接觸。因而，能夠減少在形成絕緣間隔物的エ藝期間可能發(fā)生的問題，諸如由于絕緣間隔物的未蝕刻引起接觸孔沒有被完全形成的故障(contact not-open)或高接觸電阻。
[0078]圖2A至圖2D是示出形成圖1所示的硅通孔結構的方法的截面圖。
[0079]參照圖2A，晶體管可以形成在單晶半導體襯底10的正面上。包括絕緣夾層12a至12d和內部布線14a至14c的絕緣層間結構16可以形成在具有晶體管的半導體襯底10上。絕緣層間結構16可以具有平坦的表面。
[0080]參照圖2B，支撐襯底可以接合到絕緣層間結構16的表面。然后，半導體層可以通過研磨半導體襯底10的背面形成。半導體層可以被拋光使得該半導體層可以具有幾ym至幾十μ m的厚度。
[0081]用于形成隔離槽18的第一蝕刻掩模圖案可以形成在半導體層上。然后，隔離槽18可以通過使用第一蝕刻掩模圖案作為蝕刻掩模蝕刻半導體層而形成。外部半導體圖案10a和與外部半導體圖案10a隔離的內部半導體圖案10b可以通過蝕刻エ藝形成。隔離槽18可以具有圍繞將形成硅通孔接觸件的區(qū)域的環(huán)形形狀。
[0082]包括在絕緣層間結構16中的絕緣夾層12a可以在隔離槽18的底部暴露。可以執(zhí)行蝕刻エ藝使得隔離槽18的底表面可以比半導體層的正面低。此外，內部布線14a至14c可以不暴露到隔離槽18的內壁和底表面。隔離槽18可以使外部半導體圖案10a與在隨后的エ藝中形成的硅通孔接觸件電隔離。
[0083]參照圖2C，絕緣圖案20可以形成在隔離槽18中同時覆蓋半導體層的背面的整個表面。絕緣圖案20可以通過使用単一絕緣材料、兩種絕緣材料或更多種絕緣材料形成。絕緣圖案20可以通過使用氧化物(諸如硅氧化物或金屬氧化物)或氮化物(諸如硅氮化物)形成。
[0084]參照圖2D，用于形成通孔的第二蝕刻掩模圖案可以形成在絕緣圖案20上。絕緣圖案20、內部半導體圖案10b和絕緣層間結構16可以使用第二蝕刻掩模圖案被順序地蝕刻以形成通孔30，內部布線14a可以在通孔30的底部暴露。通孔30可以穿過由隔離槽18圍繞的半導體層形成同時與隔離槽18間隔開。
[0085]再次參照圖1，導電層可以形成在通孔30中以及絕緣圖案20的頂表面上。導電層可以包括阻擋金屬和金屬層。在形成導電層吋，硅通孔接觸件24可以形成在通孔30中。[0086]焊盤圖案26設置在絕緣圖案20上并連接到硅通孔接觸件24，焊盤圖案26可以通過圖案化所述導電層形成。焊盤圖案26和硅通孔接觸件24可以包括相同的材料。
[0087]圖3是示出根據一些實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖。
[0088]參照圖3，可以提供具有第一面和與第一面相反的第二面的半導體層100a、100b。第一面可以是半導體層100a、100b的用于形成單元器件的正面。第二面可以是半導體層IOOaUOOb的將被照明的背面。半導體層IOOaUOOb可以是通過外延生長工藝形成的單晶半導體層。半導體層IOOaUOOb可以通過拋光單晶半導體襯底直到單晶半導體襯底具有幾ym至幾十μ m的厚度而形成。
[0089]半導體層IOOaUOOb可以包括像素區(qū)、外圍電路區(qū)和焊盤區(qū)。像素區(qū)可以包括有源像素區(qū)A和光學黑區(qū)域B。
[0090]有源像素區(qū)A可以包括通過相對于入射光進行光電變換而產生圖像信號的單元像素陣列。光學黑區(qū)域B可以包括不能通過入射光產生電荷的光學黑像素。通常，單元像素可以通過入射光以及通過熱來產生電荷。因而，單元像素陣列可以采用從總電荷減去由熱產生的電荷從而精確測量由入射光產生的電荷的自動黑電平補償技術。為此，可以提供光學黑像素。外圍電路區(qū)可以包括邏輯電路，其處理并輸出由單元像素陣列產生的圖像信號。焊盤區(qū)可以包括電連接到內部圖案的焊盤圖案。
[0091]晶體管可以提供在半導體層100a、100b的正面上。轉移晶體管、重置晶體管、開關晶體管和選擇晶體管可以被包括在像素區(qū)中的每個單元像素中。此外，構成外圍電路的晶體管可以提供在外圍電路區(qū)中。
[0092]包括絕緣夾層110和內部布線108的絕緣層間結構111可以提供在半導體層IOOaUOOb的正面上。絕緣夾層110和內部布線108可以層疊為多層結構。由于內部布線108設置在半導體層100a、IOOb的與入射面相反的正面上，所以內部布線108不會對光效率和光敏度施加影響。因而，內部布線108可以與光電二極管106a和106b的位置無關地定位。
[0093]支撐襯底112可以提供在絕緣層間結構111的與和半導體層100a、IOOb接觸的表面相反的表面上。
[0094]光電二極管106a和106b可以提供在半導體層100a、IOOb的像素區(qū)中。第一光電二極管106a可以提供在有源像素區(qū)A中，第二光電二極管106b可以提供在光學黑區(qū)域B中。例如,第一和第二光電二極管106a和106b可以通過將η型離子注入到P型外延層中而形成。
[0095]隔離槽114可以從半導體層100a、IOOb的背面穿過半導體層100a、IOOb形成以暴露絕緣層間結構111。當從上方觀看時，隔離槽114可以具有環(huán)形形狀。隔離槽114可以暴露包括在絕緣層間結構111中的絕緣夾層110而不暴露內部布線108。
[0096]隔離槽114可以使半導體圖案IOOb與外部半導體圖案IOOa分離。半導體層100a、IOOb包括外部半導體圖案IOOa和通過隔離槽114與外部半導體圖案IOOa電隔離的內部半導體圖案100b。隔離槽114可以圍繞內部半導體圖案IOOb并使外部半導體圖案IOOa設置在內部半導體圖案IOOb外面。
[0097]絕緣圖案120可以形成在隔離槽114中同時覆蓋半導體層100a、IOOb的背面的整個表面。絕緣圖案120可以包括抗反射層116和絕緣層118。抗反射層116可以包括具有高透射率的絕緣材料。抗反射層116可以包括金屬氧化物，諸如鉿氧化物。絕緣層118可以包括硅氧化物或硅氮化物。絕緣層118可以是可選的元件，可以被省略。在該情形下，絕緣圖案120可以僅包括抗反射層116。
[0098]絕緣圖案120可以具有在300A至2000A的范圍內的厚度。tMOOA薄的絕緣圖案120會在所述工藝期間被消耗，半導體層IOOaUOOb的一部分不會被絕緣圖案120覆蓋。比2000A厚的絕緣圖案120會使像素區(qū)的一部分從像素區(qū)的剩余部分突出。
[0099]填充在隔離槽114中的絕緣圖案120可以用作使硅通孔接觸件126與外部半導體圖案IOOa電絕緣的隔離圖案120a。
[0100]硅通孔接觸件126可以穿過設置在具有環(huán)形形狀的隔離槽114中的內部半導體圖案IOOb形成，并與隔離槽114間隔開。硅通孔接觸件126可以通過穿過內部半導體圖案IOOb而與絕緣層間結構的內部布線108接觸。
[0101]娃通孔接觸件126可以通過在通孔136中層疊第一和第二金屬層122a和124a形成。第一和第二金屬層122a和124a可以完全填充通孔136。在一些實施方式中，第一和第二金屬層122a和124a可以沿著通孔136的側壁和底表面的輪廓形成而沒有完全填充通孔136。
[0102]第一金屬層122a可以通過層疊歐姆層、第一主金屬層和潤濕層形成。第二金屬層124a可以通過層疊第二主金屬層和阻擋金屬層形成。
[0103]為了電阻特性、粘合特性和抗擴散特性，可以額外地沉積歐姆層、潤濕層和阻擋金屬層。歐姆層、潤濕層和阻擋金屬層可以包括例如鈦、鈦氮化物、鉭或鉭氮化物。
[0104]第一和第二金屬層122a和124a可以包括第一主金屬層和第二主金屬層。第二主金屬層可以包括相對于第一主金屬層具有蝕刻選擇性的金屬材料。第一主金屬層可以包括具有優(yōu)良的臺階覆蓋性的金屬材料。第二主金屬層可以包括具有比第一主金屬層低的電阻以及優(yōu)良的接觸和布線特性的金屬材料。例如，第一主金屬層可以包括鎢，第二主金屬層可以包括鋁。
[0105]焊盤圖案128可以連接到硅通孔接觸件126并可以延伸到絕緣圖案的形成在半導體層100a、100b的背面的上部。焊盤圖案128可以位于焊盤區(qū)中。焊盤圖案128可以包括與硅通孔接觸件126相同的導電材料和層疊結構。也就是，焊盤圖案128可以具有第一和第二金屬層122a和124a的層疊結構。
[0106]光阻擋圖案123可以提供在形成于半導體層100a、100b的背面的絕緣圖案120上。光阻擋圖案123可以與第二光電二極管106b相對地設置以阻擋光入射到第二光電二極管106b中。光阻擋圖案123、包括在硅通孔接觸件126和焊盤圖案128中的金屬性材料的下部可以包括相同的金屬材料。光阻擋圖案123可以包括第一金屬層122a。光阻擋圖案123可以比焊盤圖案128薄。
[0107]可以提供保護層圖案130a以覆蓋硅通孔接觸件126、絕緣圖案120和光阻擋圖案123。保護層圖案130a可以覆蓋焊盤圖案128同時部分地暴露焊盤圖案128。保護層圖案130a可以包括絕緣材料，諸如硅氮化物。
[0108]多個濾色器132可以與像素區(qū)的每個單元像素相對地提供在保護層圖案130a上。微透鏡134可以分別提供在濾色器132上。微透鏡134可以引導入射光使得入射光能夠有效地入射到單元像素的光電二極管中。[0109]圖4A至圖4J是示出制造圖3所示的背側照明圖像傳感器的方法的截面圖。圖5A至圖5C是示出制造圖3所示的背側照明圖像傳感器的方法的平面圖。
[0110]參照圖4A，初始半導體層101可以通過外延生長工藝形成在單晶半導體襯底100上。初始半導體層101可以包括單晶硅。初始半導體層101可以用具有比半導體襯底100低的濃度的P型雜質摻雜。初始半導體層101可以具有幾μ m至幾十μ m的厚度。
[0111]像素區(qū)、外圍電路區(qū)和焊盤區(qū)可以形成在初始半導體層101上。在初始半導體層101中，與半導體襯底100接觸的表面可以用作背面，而相反的表面可以用作正面。在一些實施方式中，用于形成初始半導體層的工藝可以被省略。
[0112]隔離圖案可以形成在初始半導體層101的正面上以在初始半導體層101上形成有源區(qū)和隔離區(qū)。例如，溝槽可以通過STI (淺溝槽隔離)工藝形成在初始半導體層101中，然后絕緣材料可以填充在溝槽中以形成隔離圖案102。隔離圖案102可以使晶體管彼此電絕緣。
[0113]在初始半導體層101上形成絕緣層和柵導電層之后，絕緣層和柵導電層可以被圖案化以形成柵電極。晶體管104可以通過在柵電極兩側形成雜質區(qū)而形成。構成每個單元像素的轉移晶體管、重置晶體管、開關晶體管和選擇晶體管可以被提供在像素區(qū)中。此外，構成外圍電路的晶體管可以形成在外圍電路區(qū)中。
[0114]光電二極管106a和106b可以通過將雜質注入到與像素區(qū)對應的初始半導體層101中而形成。第一光電二極管106a可以形成在有源像素區(qū)A的初始半導體層101中，光電二極管106b可以形成在光學黑區(qū)域B的初始半導體層101中。
[0115]晶體管可以在形成光電二極管106a和106b之后形成，但是晶體管和光電二極管106a和106b的形成順序可以被適當地改變而沒有限制。
[0116]可以形成覆蓋晶體管104的絕緣夾層110?？梢孕纬砂ù┻^絕緣夾層110形成的接觸件和導線的內部布線108。內部布線108可以包括金屬性材料。金屬性材料的示例可以包括銅(Cu)、鉬(Pt)、鎢(W)、鋁(Al)、包括以上元素的合金層等。此外，內部布線108還可以包括用于抑制金屬性材料的擴散的阻擋金屬層。然后，用于形成絕緣夾層110和內部布線108的工藝可以反復地進行以形成被制成多層結構且包括絕緣夾層110和內部布線108的絕緣層間結構111。
[0117]包括在絕緣層間結構111中的導線和接觸件的層和結構的數目可以不受限制，導線和接觸件的層和結構的數目可以根據器件設計而被不同地改變。雖然導線和接觸件被示出為它們不面對光電二極管106a和106b，但是因為導線和接觸件不會對光透射施加影響，所以導線和接觸件可以與光電二極管106a和106b的位置無關地定位。
[0118]將被連接到通過隨后的工藝形成的焊盤圖案的內部布線108可以形成在焊盤區(qū)上。
[0119]參照圖4B，支撐襯底112可以接合到絕緣層間結構111的表面。支撐襯底112可以在隨后的工藝中支撐初始半導體層101和絕緣層間結構111。
[0120]參照圖4C，可以通過研磨去除半導體襯底100的一部分。初始半導體層101可以通過研磨工藝暴露。第一和第二光電二極管106a和106b的表面可以暴露到初始半導體層101的表面。
[0121]半導體襯底100的一部分可以在研磨工藝之后保留。初始半導體層101可以通過研磨工藝而被部分地去除預定厚度。
[0122]參照圖4D，用于形成隔離槽114的第一蝕刻掩模圖案可以形成在初始半導體層101上。在使用第一蝕刻掩模圖案作為蝕刻掩模蝕刻初始半導體層101之后，絕緣層間結構111可以被部分地蝕刻以形成隔離槽114。通過該蝕刻工藝，可以形成包括外部半導體圖案IOOa和內部半導體圖案IOOb的半導體層100a、100b。內部半導體圖案IOOb可以通過隔離槽114與外部半導體圖案IOOa隔離。
[0123]隔離槽114可以形成在焊盤區(qū)中。隔離槽114可以設置為使在隨后的工藝中形成的硅通孔接觸件和外部半導體圖案IOOa彼此電分離和隔離。因而，如圖5A所示，當從上方觀看時，隔離槽114可以具有圍繞形成硅通孔接觸件的區(qū)域的環(huán)形形狀。
[0124]絕緣層間結構111中的絕緣夾層110可以在隔離槽114的底部暴露。絕緣層間結構111中的內部布線108可以不暴露到隔離槽114的內壁和底表面。隔離槽114可以通過過蝕刻工藝形成使得絕緣層間結構111可以通過隔離槽114的底部暴露。因此，隔離槽114的底表面可以比半導體層100a、IOOb的正面低。
[0125]參照圖4E，絕緣圖案120可以完全填滿隔離槽114同時覆蓋半導體層100a、100b的背面。絕緣圖案120可以包括抗反射層116和絕緣層118。例如，抗反射層116可以共形地形成在隔離槽114的內表面和半導體層IOOaUOOb的背面上。絕緣層118可以形成在抗反射層116上使得隔離槽114可以用絕緣層118完全填充。
[0126]抗反射層116可以通過使用具有高透光率的金屬氧化物形成。例如，抗反射層116可以包括鉿氧化物。絕緣層118可以包括例如硅氧化物或硅氮化物。絕緣層118可以形成為具有一層或至少兩個堆疊層。
[0127]絕緣層118可以不形成在抗反射層116上，可以僅抗反射層116填充隔離槽114。
[0128]參照圖4F，用于形成通孔的第二蝕刻掩模圖案可以形成在絕緣圖案120上。絕緣圖案120、內部半導體圖案IOOb和絕緣層間結構111可以通過使用第二蝕刻掩模圖案被順序且部分地蝕刻以形成用于暴露形成在焊盤區(qū)中的內部布線108的通孔136。
[0129]如從圖5B的平面圖可見，通孔136可以穿過由隔離槽114圍繞的內部半導體圖案IOOb形成并與隔離槽114間隔開。
[0130]參照圖4G，第一和第二金屬層122和124可以形成在絕緣圖案120上以及在通孔136中。在通孔136的內部寬度窄的情形下，類似于圖1，第一和第二金屬層122和124可以完全填充通孔136。在通孔136的內部寬度寬的情形下，第一和第二金屬層122和124可以共形地形成在通孔136的側壁和底表面上，從而通孔136可以沒有被第一和第二金屬層122和124完全填充。
[0131]例如，第一金屬層122可以包括具有歐姆層、第一主金屬層和潤濕層的層疊結構。第一金屬層可以用作光學黑像素的光阻擋圖案。第一金屬層的第一主金屬層可以包括具有優(yōu)良的光反射率的金屬材料。第一主金屬層可以包括具有優(yōu)良的臺階覆蓋性的金屬材料。例如，第一主金屬層可以包括鎢。此外，包括在歐姆層和潤濕層中的材料可以包括鈦、鈦氮化物、鉭、鉭氮化物等。以上材料可以單獨使用或者以其組合使用。例如，第一金屬層122可以具有鈦/鈦氮化物/鎢/鈦氮化物層的層疊結構。
[0132]第二金屬層124可以具有第二主金屬層和阻擋金屬層的層疊結構。第二金屬層124可以被制備成通孔接觸件和焊盤圖案。因而，在第二金屬層124中包括的第二主金屬層可以包括具有比第一主金屬層低的電阻的材料。此外，第二主金屬層可以具有相對于第一主金屬層的蝕刻選擇性。例如，第二主金屬層可以包括鋁。此外，第二金屬層124可以包括包含鋁層/鈦氮化物層的層疊結構。
[0133]當已經形成了第一和第二金屬層122和124時，連接到絕緣層間結構111的內部布線108的硅通孔接觸件126可以形成在通孔136中。絕緣間隔物可以不提供在硅通孔接觸件126的側壁處。硅通孔接觸件126的側壁可以直接接觸內部半導體圖案100b。
[0134]參照圖4H，第三掩模圖案可以形成在第二金屬層124上。第二金屬層124可以通過使用第三掩模圖案作為蝕刻掩模來蝕刻以在焊盤區(qū)上形成初始焊盤圖案124a。在蝕刻工藝期間，第一金屬層122可以保留而沒有被蝕刻。因此，第一金屬層122的表面可以在沒有形成初始焊盤圖案124a的區(qū)域暴露。
[0135]參照圖41，第四掩模圖案可以形成在第一金屬層122和初始焊盤圖案124a上。第四掩模圖案可以覆蓋初始焊盤圖案124a的頂表面以及形成在光學黑區(qū)域B上的第一金屬層122。光阻擋圖案123和焊盤圖案128可以分別通過使用第四掩模圖案蝕刻第一金屬層122形成。
[0136]光阻擋圖案123定位在絕緣圖案120上并可以僅包括第一金屬層122。此外，焊盤圖案128可以具有第一和第二金屬層122a和124a的層疊結構。因而，光阻擋圖案123可以比焊盤圖案128薄。
[0137]在蝕刻第一金屬層122的工藝中，形成在第一金屬層122a下面的絕緣層118可以被部分或完全蝕刻。然而，形成在絕緣層118下面的抗反射層116可以保留而沒有被蝕刻。
[0138]娃通孔接觸件126可以具有第一和第二金屬層122a和124a的層疊結構,額外的絕緣間隔物沒有提供在通孔136的側壁處。硅通孔接觸件126可以通過隔離槽114和絕緣圖案120而與外部半導體圖案IOOa電絕緣。
[0139]參照圖4J和圖5C，保護層130可以形成為覆蓋硅通孔接觸件126、焊盤圖案128、絕緣圖案120和光阻擋圖案123。在形成保護層130時，在硅通孔接觸件126中的開口部分可以用保護層130完全填充。保護層130可以具有在500A至2000A的范圍內的厚度。比500A薄的保護層130會不足以保護下層結構。此外，不期望提供比2000A厚的保護層130。保護層130可以包括例如硅氮化物。
[0140]再次參照圖3，濾色器132可以與像素區(qū)的每個單元像素相對地提供在保護層130上。微透鏡134可以分別提供在濾色器132上。
[0141]形成在焊盤圖案128上的保護層130可以被去除，使得焊盤圖案128的頂表面可以被至少部分地暴露，從而形成保護層圖案130a。焊盤圖案128可以用作接收外部信號的電極。
[0142]圖6是示出根據一些實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖。
[0143]參照圖6，半導體層IOOaUOOb可以被提供來制造背側照明圖像傳感器。半導體層IOOaUOOb可以包括像素區(qū)、外圍電路區(qū)和焊盤區(qū)。
[0144]晶體管可以提供在半導體層100a、IOOb的正面上。每個單元像素中包括的晶體管可以提供在像素區(qū)中，構成外圍電路的晶體管可以提供在外圍電路區(qū)中。此外，絕緣夾層和內部布線可以形成在半導體層100a、IOOb的正面上。
[0145]光電二極管106a和106b可以提供在半導體層100a、IOOb的像素區(qū)中。第一光電二極管106a可以設置在有源像素區(qū)A中，第二光電二極管106b可以設置在光學黑區(qū)域B中。
[0146]通孔隔離槽114可以從半導體層100a、100b的焊盤區(qū)的背面穿過半導體層100a、IOOb形成，以暴露絕緣層間結構111的絕緣夾層110。通孔隔離槽114可以與圖3所示的隔離槽相同。也就是，半導體層100a、IOOb可以包括外部半導體圖案IOOa和通過通孔隔離槽114與外部半導體圖案IOOa隔離的內部半導體圖案100b。
[0147]電路塊隔離槽115b可以從半導體層100a、100b的外圍電路區(qū)的背面穿過半導體層100a、IOOb形成，以暴露絕緣層間結構111的絕緣夾層110。半導體層100a、IOOb可以被電路塊隔離槽115b劃分使得每個外圍電路可以劃分為塊單元。因此，可以抑制外圍電路之間的干擾和噪聲。
[0148]此外，像素隔離槽115c可以從半導體層100a、IOOb的像素區(qū)的背面穿過半導體層IOOaUOOb形成，以暴露絕緣層間結構111的絕緣夾層110。像素隔離槽115c可以穿過第一光電二極管106a之間的半導體層IOOaUOOb以及第二光電二極管106b之間的半導體層IOOaUOOb形成。像素隔離槽115c可以配置為隔開每個單元像素中包括的第一和第二光電二極管106a和106b。由于像素隔離槽115c，可以減少像素之間的光學串擾。
[0149]裂紋防止槽115a可以對應于圖像傳感器的邊緣部分形成在通孔隔離槽114外部的焊盤區(qū)中。裂紋防止槽115a可以從半導體層100a、100b的背面穿過半導體層100a、100b形成，以暴露絕緣層間結構111的絕緣夾層110。裂紋防止槽115a可以減少在用于形成封裝的切片工藝中發(fā)生的裂紋。
[0150]絕緣圖案120可以提供為覆蓋半導體層IOOaUOOb的背面的整個表面并填充通孔隔離槽114、電路塊隔離槽115b、像素隔離槽115c和裂紋防止槽115a。絕緣圖案120可以具有抗反射層116和絕緣層118的層疊結構?？狗瓷鋵?16可以包括具有高透射率的絕緣材料?？狗瓷鋵?16可以包括金屬氧化物諸如鉿氧化物。絕緣層118可以包括硅氧化物或硅氮化物。絕緣層118可以是可選的元件，并且可以被省略。
[0151]電路塊隔離槽115b、像素隔離槽115c和裂紋防止槽115a可以具有比通孔隔離槽114窄的寬度。因此，可以僅抗反射層116填充在電路塊隔離槽115b、像素隔離槽115c和裂紋防止槽115a中。相反，具有相對寬的寬度的通孔隔離槽114可以用抗反射層116和絕緣層118填充。
[0152]填充在通孔隔離槽114中的絕緣圖案可以用作使硅通孔接觸件與硅層電絕緣的隔離圖案120a。此外，填充在電路塊隔離槽115b、像素隔離槽115c和裂紋防止槽115a中的絕緣圖案120可以用作像素隔離圖案120d、電路塊隔離圖案120c和裂紋防止圖案120b。
[0153]硅通孔接觸件126與通孔隔離槽114間隔開并穿過形成在環(huán)形隔離槽內部的內部半導體圖案IOOb形成，以與形成在硅通孔接觸件126下面的內部布線108接觸。焊盤圖案128可以連接到硅通孔接觸件126并可以延伸到絕緣圖案120的形成在半導體層100a、IOOb的背面的上部。
[0154]光阻擋圖案123可以提供在形成于半導體層IOOaUOOb的背面的絕緣圖案120上。光阻擋圖案123與第二光電二極管相對地設置以阻擋光入射到第二光電二極管中。此夕卜，保護層圖案130a可以設置為覆蓋硅通孔接觸件126、絕緣圖案120和光阻擋圖案123。多個濾色器132和微透鏡134可以與像素區(qū)的每個單元像素相對地提供在保護層圖案130a上。
[0155]硅通孔接觸件126、焊盤圖案128、光阻擋圖案123、保護層圖案130a、濾色器132和微透鏡134可以具有與圖3中示出的結構相同的結構。
[0156]在一些實施方式中，電路塊隔離槽115b、像素隔離槽115c和裂紋防止槽115a可以提供在半導體層IOOaUOOb上。在一些實施方式中，電路塊隔離槽115b、像素隔離槽115c和裂紋防止槽115a中的至少一個可以提供在半導體層IOOaUOOb處。
[0157]圖7A和圖7B是示出制造圖6所示的背側照明圖像傳感器的方法的截面圖。
[0158]圖4C中示出的結構可以通過執(zhí)行參照圖4A至圖4C描述的工藝形成。
[0159]參照圖7A，第一蝕刻掩模圖案可以形成在初始半導體層上。第一蝕刻掩模圖案是用于形成通孔隔離槽114、電路塊隔離槽115b、像素隔離槽115c和裂紋防止槽115a的掩模。用于暴露絕緣層間結構111中的絕緣夾層110的通孔隔離槽114、電路塊隔離槽115b、像素隔離槽115c和裂紋防止槽115a可以通過使用第一蝕刻掩模圖案蝕刻初始半導體層形成。通孔隔離槽114可以具有與圖4D中示出的隔離槽114相同的形狀。包括外部半導體圖案IOOa和內部半導體圖案IOOb的半導體層100a、IOOb通過蝕刻工藝形成。內部半導體圖案IOOb可以通過通孔隔離槽114與外部半導體圖案IOOa隔離。
[0160]由于絕緣層間結構111中的絕緣夾層110可以在蝕刻工藝期間被稍微蝕刻，所以溝槽114和115a至115c的底表面可以定位得比半導體層100a、IOOb的正面低。
[0161]此外，因為通孔隔離槽114、電路塊隔離槽115b、像素隔離槽115c和裂紋防止槽115a可以通過一個光刻工藝同時形成，所以可以不需要用于形成電路塊隔離槽115b、像素隔離槽115c和裂紋防止槽115a的額外工藝。
[0162]參照圖7B，絕緣圖案120形成為覆蓋半導體層100a、IOOb的背面的整個頂表面，使得通孔隔離槽114、電路塊隔離槽115b、像素隔離槽115c和裂紋防止槽115a可以用絕緣圖案120完全填充。絕緣圖案120可以包括抗反射層116和絕緣夾層118。
[0163]例如，抗反射層116可以沿著通孔隔離槽114、電路塊隔離槽115b、像素隔離槽115c和裂紋防止槽115a的內表面的輪廓形成同時覆蓋半導體層IOOaUOOb的背面的整個表面。電路塊隔離槽115b、像素隔離槽115c和裂紋防止槽115a可以具有比通孔隔離槽114的內部寬度窄的內部寬度。因此，抗反射層116可以完全填充在電路塊隔離槽115b、像素隔離槽115c和裂紋防止槽115a中。然后，絕緣層118可以形成在抗反射層116上。絕緣層118可以形成在半導體層IOOaUOOb上，使得通孔隔離槽114可以用絕緣層118完全填充。在一些實施方式中，絕緣層可以不形成在抗反射層上。
[0164]隨后的工藝類似于參照圖4F至圖4J描述的工藝。具有圖6所示的結構的圖像傳感器可以通過以上工藝形成。
[0165]在本示例實施方式的圖像傳感器中，電路塊隔離槽115b可以形成在半導體層中，因而可以減少單元電路之間的干擾和噪聲。由于像素隔離槽115c可以形成在半導體層中，所以可以減少像素之間的光學串擾。此外，由于裂紋防止槽115a可以形成在半導體層中，所以能夠減少在執(zhí)行切片工藝以封裝圖像傳感器時產生的裂紋。
[0166]圖8是示出根據一些實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖。
[0167]參照圖8，半導體層IOOaUOOb可以提供來制造背側照明圖像傳感器。半導體層IOOaUOOb可以包括像素區(qū)、外圍電路區(qū)和焊盤區(qū)。[0168]晶體管可以提供在半導體層100a、IOOb的正面上。此外，包括絕緣夾層110和內部布線108的絕緣層間結構111可以提供在半導體層100a、IOOb的正面上。光電二極管106a和106b可以提供在半導體層100a、IOOb的像素區(qū)中。第一光電二極管106a可以提供在有源像素區(qū)A中，第二光電二極管106b可以提供在光學黑區(qū)域B中。
[0169]隔離槽114可以從半導體層100a、IOOb的焊盤區(qū)的背面穿過半導體層100a、IOOb形成，以暴露絕緣層間結構111的絕緣夾層110。絕緣圖案可以填充在隔離槽114中同時覆蓋半導體層IOOaUOOb的背面的整個表面。半導體層100a、IOOb可以包括外部半導體圖案IOOa和內部半導體圖案100b。內部半導體圖案IOOb通過隔離槽114與外部半導體圖案IOOa隔離。
[0170]硅通孔接觸件126與隔離槽114間隔開并穿過形成在環(huán)形隔離槽內部的內部半導體圖案IOOb形成，以與內部布線108接觸。焊盤圖案128可以連接到硅通孔接觸件126并可以延伸到絕緣圖案120的形成在半導體層100a、IOOb的背面的上部。
[0171]光阻擋圖案123a可以提供在形成于半導體層IOOaUOOb的背面的絕緣圖案120上。光阻擋圖案123a可以與第二光電二極管106b相對地設置以阻擋光入射到第二光電二極管106b中。光阻擋圖案123a可以包括與在硅通孔接觸件126和焊盤圖案128中包括的金屬性材料的下部形成的金屬性材料相同的金屬性材料。也就是說，光阻擋圖案123a可以包括第一金屬層122a。光阻擋圖案123a可以具有比焊盤圖案128的厚度薄的厚度。
[0172]光學串擾防止圖案123b可以提供在形成于半導體層IOOaUOOb的背面的絕緣圖案120上。光學串擾防止圖案123b可以形成在第一光電二極管106a之間以使第一光電二極管106a彼此區(qū)分開。如圖9B所示，光學串擾防止圖案123b可以具有網格形狀以使第一光電二極管106a彼此分隔開。第一光電二極管106a可以設置在光學串擾防止圖案123b的網格結構內。光學串擾防止圖案123b和光阻擋圖案123a可以包括相同的材料。光學串擾防止圖案123b可以包括第一金屬層122a。光學串擾防止圖案123b可以比焊盤圖案128薄。
[0173]保護層圖案130a可以提供來覆蓋硅通孔接觸件126、絕緣圖案120、光學串擾防止圖案123b和光阻擋圖案123a。多個濾色器132和微透鏡134可以與像素區(qū)的每個單元像素相對地提供在保護層圖案130a上。
[0174]圖9A是示出制造圖8所示的背側照明圖像傳感器的方法的截面圖。圖9B是示出制造圖8所示的背側照明圖像傳感器的方法的平面圖。
[0175]圖4H中示出的結構可以通過執(zhí)行參照圖4A至圖4H描述的工藝形成。
[0176]參照圖4H、圖9A和圖9B，第四蝕刻掩模圖案可以形成在第一金屬層122和初始焊盤圖案124a上。第四蝕刻掩模圖案可以覆蓋初始焊盤圖案122a的頂表面、光學黑區(qū)域以及第一光電二極管之間的區(qū)域。光阻擋圖案123a、焊盤圖案128和光學串擾防止圖案123b可以通過使用第四蝕刻掩模圖案蝕刻第一金屬層122形成。光學串擾防止圖案123b可以具有網格形狀。光學串擾防止圖案123b可以不面對第一光電二極管106a的上部,第一光電二極管106a定位在光學串擾防止圖案123b的網格結構內。
[0177]光阻擋圖案123a和光學串擾防止圖案123b可以通過僅使用第一金屬層122a形成在絕緣圖案120上。焊盤圖案128可以具有第一和第二金屬層122a和124a的層疊結構。光阻擋圖案123a和光學串擾防止圖案123b可以比焊盤圖案128薄。[0178]形成在第一金屬層122a下面的絕緣層118可以在用于第一金屬層122a的蝕刻工藝期間被部分地蝕刻。然而，形成在絕緣層118下面的抗反射層116可以保留而沒有被蝕刻。
[0179]光學串擾防止圖案123b可以在形成光阻擋圖案123a的工藝中同時形成而不用執(zhí)行額外的光刻工藝。
[0180]再次參照圖8，保護層130a可以形成為覆蓋硅通孔接觸件126、焊盤圖案128、絕緣圖案120、光學串擾防止圖案123b和光阻擋圖案123a。濾色器132可以與像素區(qū)的每個單元像素相對地形成在保護層上。然后，微透鏡134可以形成在濾色器132上。形成在焊盤圖案128上的保護層130可以被去除使得焊盤圖案128的頂表面可以被至少部分地暴露，從而形成保護層圖案130a。
[0181]在本示例實施方式的圖像傳感器中，光學串擾防止圖案123b可以提供在絕緣圖案上以使第一光電二極管彼此區(qū)分開。因此，能夠減少像素之間的光學串擾。
[0182]圖10是示出根據一些實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖。參照圖10，背側照明圖像傳感器可以包括在半導體層中的電路塊隔離槽115b、像素隔離槽115c和裂紋防止槽115a。
[0183]圖11是示出根據一些實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖。參照圖11，半導體層IOOaUOOb可以被提供來制造背側照明圖像傳感器。晶體管可以提供在半導體層IOOaUOOb的正面上。此外，絕緣夾層110和內部布線108可以提供在半導體層100a、100b的正面上。
[0184]光電二極管106a和106b可以提供在半導體層100a、IOOb的像素區(qū)中。光電二極管106a和106b可以提供在半導體層100a、IOOb的像素區(qū)中。第一光電二極管106a可以提供在有源像素區(qū)A中，第二光電二極管106b可以提供在光學黑區(qū)域B中。
[0185]通孔隔離槽114可以從半導體層100a、100b的焊盤區(qū)的背面穿過半導體層100a、IOOb形成，以暴露絕緣層間結構111的絕緣夾層110。半導體層IOOaUOOb可以包括外部半導體圖案IOOa和內部半導體圖案100b。內部半導體圖案IOOb通過通孔隔離槽114與外部半導體圖案IOOa隔離。
[0186]抗反射層116可以提供在形成于半導體層IOOaUOOb的背面的上部分上的平坦表面上。也就是說，抗反射層116可以不提供在通孔隔離槽114中?？狗瓷鋵?16可以包括具有高透射率的絕緣材料?？狗瓷鋵?16可以包括金屬氧化物，諸如鉿氧化物。
[0187]此外，絕緣層118可以形成在抗反射層116上同時填充通孔隔離槽114。絕緣層118可以包括硅氧化物或硅氮化物。
[0188]在一些實施方式中，絕緣層118可以與通孔隔離槽114的內部直接接觸，并可以用作隔離層圖案以使硅通孔接觸件126與外部半導體圖案IOOa電隔離。
[0189]硅通孔接觸件126與通孔隔離槽114間隔開并穿過形成在環(huán)形隔離槽內部的內部半導體圖案IOOb形成，以與內部布線108接觸。焊盤圖案128可以連接到硅通孔接觸件126并延伸到絕緣圖案120的形成在半導體層100a、IOOb的背面的上部。
[0190]光阻擋圖案123可以提供在形成于半導體層IOOaUOOb的背面的絕緣圖案120上。光阻擋圖案123可以與第二光電二極管106b相對地設置以阻擋光入射到第二光電二極管106b中。可以提供保護層圖案130a以覆蓋硅通孔接觸件126、絕緣圖案120和光阻擋圖案123a。多個濾色器132和微透鏡134可以與像素區(qū)的每個單元像素相對地提供在保護層圖案130a上。
[0191]圖12A至圖12C是示出制造圖11所示的背側照明圖像傳感器的方法的截面圖。
[0192]圖4C中示出的結構可以通過執(zhí)行參照圖4A至圖4C描述的工藝形成。參照圖12A，抗反射層116可以形成為覆蓋初始半導體層101的背面的整個表面?？狗瓷鋵?16可以包括金屬氧化物，諸如鉿氧化物。
[0193]參照圖12B，第一蝕刻掩模圖案可以形成在初始半導體層101上。第一蝕刻掩模圖案是用于形成通孔隔離槽114的掩模。用于暴露絕緣層間結構111中的絕緣夾層110的通孔隔離槽114可以通過使用第一蝕刻掩模圖案蝕刻抗反射層116和初始半導體層101形成。通過該蝕刻工藝形成包括外部半導體圖案IOOa和內部半導體圖案IOOb的半導體層100a、100b。內部半導體圖案IOOb可以通過通孔隔離槽114與外部半導體圖案IOOa隔離。
[0194]由于絕緣層間結構111中的絕緣夾層110可以在蝕刻工藝期間被稍微蝕刻，所以每個通孔隔離槽114的底表面可以比半導體層100a、IOOb的正面低。
[0195]參照圖12C，上絕緣圖案118可以形成在抗反射層116上使得通孔隔離槽114能夠用絕緣圖案120完全填充。
[0196]也就是說，絕緣層118可以填充通孔隔離槽114同時覆蓋半導體層IOOaUOOb的整個背面。然而，抗反射層116可以不形成在通孔隔離槽114中。
[0197]隨后的工藝類似于參照圖4F至圖4J描述的工藝。具有圖11中示出的結構的圖像傳感器可以通過以上工藝形成。在一些實施方式的背側照明圖像傳感器中，絕緣間隔物可以不提供在通孔接觸件的側壁處。
[0198]圖13是示出根據一些實施方式的硅通孔結構的截面圖。
[0199]參照圖13，包括絕緣夾層12a至12d和內部布線14a至14c的絕緣層間結構16可以提供在半導體層的正面上。隔離槽18可以穿過半導體層形成使得絕緣夾層16能夠從半導體層的背面暴露。半導體層可以包括外部半導體圖案IOa和內部半導體圖案10b。內部半導體圖案IOb可以通過隔離槽18與外部半導體圖案IOa隔離。
[0200]沿著隔離槽18的側壁和底表面的輪廓延伸的絕緣圖案20b可以設置為覆蓋半導體層的背面的整個表面。絕緣圖案20b可以部分地填充隔離槽18而沒有完全填滿隔離槽18。
[0201]通孔30可以穿過內部半導體圖案IOb形成同時與隔離槽18間隔開。包括導電材料的硅通孔接觸件24提供在通孔30中。硅通孔接觸件24可以與絕緣層間結構16的內部布線14a至14c接觸。娃通孔接觸件24的側壁可以與內部半導體圖案IOb直接接觸。娃通孔接觸件24可以包括由不同材料形成的第一和第二金屬層的層疊結構。
[0202]焊盤圖案26可以從硅通孔接觸件24延伸以與定位在半導體層的背面的絕緣圖案20b的表面接觸。焊盤圖案26可以具有硅通孔接觸件24中包括的導電材料。
[0203]導電圖案29可以從硅通孔接觸件24延伸并且可以設置在隔離槽18中的絕緣圖案20b上。導電圖案29可以具有硅通孔接觸件24中包括的導電材料。即使導電圖案29設置在隔離槽18中，硅通孔接觸件24和焊盤圖案26也不會電連接到外部半導體圖案10a。
[0204]圖14是示出形成圖13所示的硅通孔結構的方法的截面圖。
[0205]圖2B中示出的結構可以通過執(zhí)行參照圖2A和圖2B描述的工藝形成。絕緣圖案20b可以沿著半導體層的背面的整個表面、隔離槽18的側壁和隔離槽18的底表面的輪廓形成。絕緣圖案20b可以由單一絕緣材料形成。絕緣圖案20b可以通過層疊至少兩種絕緣圖案形成。絕緣圖案20b可以通過使用氧化物(諸如硅氧化物或金屬氧化物)或氮化物(諸如硅氮化物)形成。
[0206]再次參照圖13，暴露內部布線14a、14b、14c的表面的通孔30可以通過順序地蝕刻絕緣圖案20b、內部半導體圖案IOb和絕緣夾層12a形成。通孔30可以定位在隔離槽18中的內部半導體圖案IOb中并與隔離槽18間隔開。
[0207]導電層23可以形成在通孔30和隔離槽18中以及形成于半導體層上的絕緣圖案20b上。導電層23可以包括第一和第二金屬層23a和23b。因此,娃通孔接觸件24可以形成在通孔30中。此外，用絕緣圖案20b和導電層圖案29填充的隔離圖案可以形成在隔離槽18中。
[0208]定位在絕緣圖案20b上且連接到硅通孔接觸件24的焊盤圖案26可以通過圖案化導電層23形成。因此，焊盤圖案26和硅通孔接觸件24可以包括相同的導電材料。
[0209]在下文，將描述包括圖13中示出的硅通孔結構的背側照明圖像傳感器。圖15是示出根據一些實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖。
[0210]參照圖15，隔離槽114穿過半導體層IOOa形成以劃分內部半導體圖案IOOb和外部半導體圖案100a。
[0211]絕緣圖案120可以沿著隔離槽114的側壁和底表面的輪廓排列，同時覆蓋半導體層IOOaUOOb的背面的整個表面。絕緣圖案120可以不填充隔離槽114。絕緣圖案120可以通過層疊抗反射層116和絕緣層118a形成。絕緣層118a可以是可選的，并且可以被省略。
[0212]通孔136穿過內部半導體圖案IOOa形成同時與隔離槽114間隔開。絕緣層間結構111的內部布線108可以在通孔136的底部暴露。
[0213]硅通孔接觸件126可以提供在通孔136中。也就是說，硅通孔接觸件126可以包括第一和第二金屬層122a和124a。第二金屬層124a可以包括相對于第一金屬層122a具有蝕刻選擇性的金屬材料。第二金屬層124a可以包括具有比第一金屬層122a低的電阻的金屬材料，并且與第一金屬層122a相比，具有優(yōu)異的接觸特性和布線特性。
[0214]焊盤圖案128可以連接到硅通孔接觸件126并可以延伸到絕緣圖案120的形成在半導體層IOOaUOOb的背面上的上部。焊盤圖案128可以包括與硅通孔接觸件126相同的導電材料和層疊結構。
[0215]填充隔離槽114的導電圖案129可以定位在隔離槽114中的絕緣圖案120上。導電圖案129可以具有硅通孔接觸件126中包括的導電材料。如附圖所示，導電圖案129可以包括第一金屬層122a。
[0216]圖16A和圖16B是示出制造圖15所示的背側照明圖像傳感器的方法的截面圖。
[0217]圖4D中示出的結構可以通過執(zhí)行與參照圖4A至圖4D描述的工藝相同的工藝形成。
[0218]參照圖16A，絕緣圖案120可以沿著隔離槽18的側壁和底表面的輪廓延伸以覆蓋半導體層IOOaUOOb的背面的整個表面。絕緣圖案120可以包括抗反射層116和絕緣層118a。因為絕緣圖案120不完全填充隔離槽114，所以開口部分可以形成在隔離槽114中。[0219]用于形成通孔的蝕刻掩模圖案可以形成在絕緣圖案120上。暴露焊盤區(qū)中形成的內部布線108的表面的通孔136可以通過使用蝕刻掩模圖案順序地蝕刻絕緣圖案120、內部半導體圖案IOOb和絕緣層間結構111中的絕緣夾層110形成。
[0220]參照圖16B，第一金屬層122和第二金屬層124可以形成在通孔136中、隔離槽114中、以及形成在半導體層100a、IOOb上的絕緣圖案120的頂表面上。也就是說，金屬層也可以形成在隔離槽114中。然而，因為隔離槽114的內部寬度比通孔136的內部寬度窄，所以可以僅第一金屬層122填充在隔離槽114中。
[0221]圖15中示出的圖像傳感器可以通過執(zhí)行參照圖4H至圖4J描述的隨后的工藝來制造。
[0222]圖17是示出根據另一示例實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖。參照圖17，電路塊隔離槽115b、像素隔離槽115c和裂紋防止槽115a可以進一步提供在圖15所示的背側照明圖像傳感器的半導體層100a、IOOb中。
[0223]絕緣圖案120可以提供在電路塊隔離槽115b、像素隔離槽115c和裂紋防止槽115a 中。
[0224]如圖17所示，電路塊隔離槽115b、像素隔離槽115c和裂紋防止槽115a可以都設置在半導體層100a、IOOb中。然而，在一些實施方式中，可以提供電路塊隔離槽115b、像素隔離槽115c和裂紋防止槽115a中的至少一個。
[0225]圖17中示出的背側照明圖像傳感器可以通過與參照圖16A和16B描述的工藝相同的工藝形成。然而，在執(zhí)行形成通孔隔離槽114的蝕刻工藝時，電路塊隔離槽115b、像素隔離槽115c和裂紋防止槽115a被同時形成。
[0226]圖18是示出根據一些實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖。參照圖18，在背側照明圖像傳感器中，光阻擋圖案123a和光學串擾防止圖案123b可以提供在背側照明圖像傳感器中。光學串擾防止圖案123b可以提供在第一光電二極管106a之間并可以具有網格形狀。光阻擋圖案123a和光學串擾防止圖案123b可以通過圖案化工藝形成。
[0227]圖19是示出根據一些實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖。
[0228]參照圖19，抗反射層116可以提供在半導體層100a、100b的背面的平坦表面上。也就是說，抗反射層116可以不提供在通孔隔離槽114中。
[0229]絕緣層118a可以沿著通孔隔離槽114的內表面的輪廓提供。此外，絕緣層118a可以提供在抗反射層116上。
[0230]圖19中示出的背側照明圖像傳感器可以通過以下工藝制造。
[0231]圖12C中示出的結構可以通過執(zhí)行與參照圖12A至圖12C描述的工藝相同的工藝形成。可以形成用于形成通孔的蝕刻掩模圖案。暴露焊盤區(qū)中形成的內部布線108的表面的通孔136可以通過使用蝕刻掩模圖案順序地蝕刻絕緣圖案120、抗反射層116、內部半導體圖案IOOb和絕緣層間結構111中的絕緣夾層110形成。具有圖19中示出的結構的圖像傳感器可以通過執(zhí)行參照圖16B和圖4H至4J描述的工藝制造。
[0232]圖20是示出根據第三示例實施方式的硅通孔結構的截面圖。
[0233]參照圖20，包括絕緣夾層12a至12d和內部布線14a至14c的絕緣層間結構16可以提供在半導體層的正面上。隔離槽18可以穿過半導體層形成使得絕緣層間結構16可以從半導體層的背面暴露。半導體層可以包括在隔離槽18中的內部半導體圖案10b、以及外部半導體圖案10a。
[0234]絕緣圖案20c可以提供在半導體層的背面的整個頂表面上同時覆蓋隔離槽18的入口部分。絕緣圖案20c的一部分可以堵住隔離槽18的開口以在隔離槽18中形成空隙28，該開口由半導體層的背面的表面限定。絕緣圖案20c可以僅形成在隔離槽18的上側壁處，因此絕緣圖案20c僅擋住隔離槽18的入口部分。因此，絕緣圖案可以不提供在隔離槽18的下側壁和底表面處?？障?8可以是空氣間隙，它可以使硅通孔接觸件24和焊盤圖案26與外部半導體圖案電絕緣。
[0235]通孔30穿過內部半導體圖案IOb形成同時與隔離槽間隔開。
[0236]包括導電材料的硅通孔接觸件24提供在通孔30中。硅通孔接觸件24可以與絕緣層間結構16的內部布線14a至14c接觸。硅通孔接觸件24的側壁可以與內部半導體圖案IOb直接接觸。硅通孔接觸件24可以具有第一和第二金屬層22a和22b的層疊結構。
[0237]焊盤圖案26可以從硅通孔接觸件24延伸并可以形成于定位在半導體層的背面上的絕緣圖案20c的表面上。焊盤圖案26可以具有硅通孔接觸件24中包括的導電材料。
[0238]圖21是示出形成圖20所示的硅通孔結構的方法的截面圖。
[0239]圖2B中示出的結構可以通過執(zhí)行參照圖2A和圖2B描述的工藝形成。參照圖21，絕緣圖案20c可以形成為覆蓋半導體層的背面的整個表面以及隔離槽18的入口部分。如圖21所示，絕緣圖案20c可以擋住隔離槽18的入口部分同時在隔離槽18中形成空氣間隙28。絕緣圖案20c可以包括單一絕緣材料。絕緣圖案20c可以通過層疊至少兩種絕緣圖案形成。絕緣圖案20c可以包括氧化物諸如硅氧化物或金屬氧化物、或者氮化物諸如硅氮化物。
[0240]然后，圖20中示出的通孔接觸件結構可以通過執(zhí)行參照圖2D描述的工藝形成。
[0241]在下文，將說明包括圖20中示出的硅通孔結構的背側照明圖像傳感器。圖22是示出根據一些實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖。參照圖22，隔離槽114穿過半導體層IOOaUOOb形成以劃分內部半導體圖案IOOb和外部半導體圖案100a。
[0242]可以提供具有覆蓋半導體層100a、100b的背面的整個表面和隔離槽114的入口部分的形狀的絕緣圖案120。絕緣圖案120可以提供在隔離槽114的上側壁處以擋住隔離槽114的入口部分并在隔離槽114中形成空氣間隙。絕緣圖案120可以通過層疊抗反射層116和絕緣層118形成。
[0243]例如，如附圖所示，抗反射層116可以沿隔離槽114的側壁和底表面形成。絕緣層118可以僅形成在隔離槽114的入口部分處以擋住隔離槽114的入口部分。
[0244]絕緣層118可以被省略并且可以僅抗反射層116形成在隔離槽114的入口部分中以擋住隔離槽114的入口部分。
[0245]圖23是示出制造圖22所示的背側照明圖像傳感器的方法的截面圖。
[0246]圖4D中示出的結構可以通過執(zhí)行參照圖4A至圖4D描述的工藝形成。參照圖23，可以形成覆蓋隔離槽114的入口部分以及半導體層IOOaUOOb的背面的絕緣圖案120?？諝忾g隙140形成在隔離槽114的在絕緣圖案下面的下部分中。絕緣圖案120可以包括抗反射層116和絕緣層118。
[0247]抗反射層116可以沿隔離槽114的側壁和底表面形成。絕緣層可以僅形成在隔離槽114的入口部分中以擋住隔離槽114的入口部分。另外，絕緣圖案120可以通過僅使用抗反射層116形成。在該情形下，可以僅抗反射層116形成在隔離槽114的入口部分中以擋住隔離槽114的入口部分。
[0248]圖22中示出的圖像傳感器可以通過執(zhí)行參照圖4F至圖4J描述的隨后工藝來制造。
[0249]圖24是示出根據另一示例實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖。參照圖24，電路塊隔離槽115b、像素隔離槽115c和裂紋防止槽115a可以進一步提供在圖22所示的背側照明圖像傳感器的半導體層100a、IOOb中。溝槽115a至115c具有與參照圖6描述的溝槽相同的位置、形狀和功能。
[0250]絕緣圖案120具有覆蓋通孔隔離槽114、電路塊隔離槽115b、像素隔離槽115c和裂紋防止槽115a的入口部分同時覆蓋半導體層IOOaUOOb的背面的整個表面的形狀。也就是說，空氣間隙140形成在通孔隔離槽114、電路塊隔離槽115b、像素隔離槽115c和裂紋防止槽115a中。
[0251]圖24中示出的背側照明圖像傳感器可以通過與參照圖23描述的工藝相同的工藝形成。然而，在執(zhí)行形成通孔隔離槽114的蝕刻工藝時，可以同時形成電路塊隔離槽115b、像素隔離槽115c和裂紋防止槽115a。
[0252]圖像傳感器可以包括在半導體層上的電路塊隔離槽115b以防止單元電路之間的干擾和噪聲。像素隔離槽115c可以提供在半導體層上從而能夠抑制像素之間的光學串擾。裂紋防止槽115a可以提供在半導體層上使得在用于封裝圖像傳感器的切片工藝中發(fā)生的裂紋不會產生。
[0253]圖25是示出根據一些實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖。
[0254]參照圖25，在圖22中示出的背側照明圖像傳感器中，光阻擋圖案123a和光學串擾防止圖案123b提供在絕緣圖案120的頂表面上。光學串擾防止圖案123b可以提供在第一光電二極管106a之間并可以具有網格形狀。光阻擋圖案123a和光學串擾防止圖案123b與參照圖8描述的那些相同。
[0255]圖25中示出的背側照明圖像傳感器可以通過參照圖23描述的工藝形成。然而，在用于形成光阻擋圖案123a的圖案化工藝期間，也可以形成光學串擾防止圖案123b。
[0256]根據示例實施方式的圖像傳感器可以包括光學串擾防止圖案以減少像素之間的光學串擾。
[0257]圖26是示出根據另一示例實施方式的背側照明圖像傳感器的截面圖。
[0258]抗反射層116可以提供在半導體層100a、100b的背面的平坦表面上。也就是說，抗反射層116不遮擋通孔隔離槽114的入口部分的上部。上絕緣層118可以形成在抗反射層116上以覆蓋通孔隔離槽114的入口部分的上部。在該情形下，絕緣層118會不是可選的元件,而是必需的元件。
[0259]圖26中示出的背側照明圖像傳感器可以通過以下工藝制備。
[0260]圖12B中示出的結構可以通過執(zhí)行參照圖4A至圖4C以及圖12A和圖12B描述的工藝形成。絕緣圖案118可以形成在抗反射層上以覆蓋通孔隔離槽114的入口部分。
[0261]然后，圖26中示出的圖像傳感器可以通過執(zhí)行參照圖4F至圖4J描述的隨后工藝來制造。
[0262]圖27是示出包括根據一些實施方式的圖像傳感器的電子系統(tǒng)的方框圖。[0263]參照圖27，電子系統(tǒng)400可以包括處理器410、存儲器器件(memory device)420、存儲裝置(storage device) 430、圖像傳感器440、輸入/輸出器件450和電源460。電子系統(tǒng)400還可以包括能夠與顯卡、聲卡、存儲卡、USB器件或其它電子系統(tǒng)通信的端口。
[0264]處理器410可以執(zhí)行特定的計算或任務。例如，處理器410可以包括微型處理器或中央處理器(CPU)。處理器410可以通過尋址總線、控制總線和數據總線連接到存儲器件420、存儲裝置430和輸入/輸出器件450以執(zhí)行通信。根據一些實施方式，處理器410可以連接到延伸總線諸如外圍組件互連(PCI)總線。
[0265]存儲器器件420可以存儲電子系統(tǒng)400的操作所必需的數據。
[0266]存儲裝置430可以包括固態(tài)驅動器、硬盤驅動器和⑶-ROM。輸入/輸出器件450可以包括輸入器件(諸如鍵盤、鍵板或鼠標)和輸出器件(諸如打印機或顯示器)。電源460可以提供電子系統(tǒng)400的操作所需要的操作電壓。
[0267]圖像傳感器440可以通過總線或其它通信線路而連接到處理器410以執(zhí)行通信。圖像傳感器可以包括根據一些實施方式的一種圖像傳感器。
[0268]根據一些實施方式，圖像傳感器440可以與處理器410 —起集成在一個芯片中，或者圖像傳感器440和處理器410可以被分別集成在不同的芯片中。電子系統(tǒng)400可以被解釋為使用圖像傳感器的各種系統(tǒng)。
[0269]根據一些實施方式的硅通孔結構可應用于各種半導體器件。根據示例實施方式的背側照明圖像傳感器可用于計算機、數碼相機、三維照相機、便攜式電話、PDA、掃描儀、車輛導航器件、視頻電話、監(jiān)控系統(tǒng)、自動聚焦系統(tǒng)、追蹤系統(tǒng)、操作監(jiān)控系統(tǒng)以及圖像穩(wěn)定系統(tǒng)。
[0270]以上公開的主題將被認為是說明性的而不是限制性的，權利要求意欲涵蓋落入實質精神和范圍內的所有這樣的修改、改進和其它實施方式。因而，至法律允許的最大程度，所述范圍將由權利要求書及其等同物的最寬可允許解釋確定，而不應被以上詳細描述限制或限定。
[0271]本申請要求享有于2012年5月30日在韓國知識產權局(KIPO)提交的韓國專利申請N0.10-2012-0057470的優(yōu)先權，其公開通過引用整體結合于此。
【權利要求】
1.ー種形成硅通孔結構的方法，包括: 形成絕緣層間結構，該絕緣層間結構包括在半導體層的第一面上的絕緣夾層和在所述絕緣夾層上的內部布線； 通過形成穿過所述半導體層的隔離槽，形成外部半導體圖案和與所述外部半導體圖案隔離的內部半導體圖案，所述隔離槽圍繞所述內部半導體圖案并暴露所述絕緣夾層； 形成覆蓋所述半導體層的第二面和所述隔離槽的內表面的絕緣圖案，所述第二面與所述半導體層的所述第一面相反； 形成與所述隔離槽間隔開并穿過所述內部半導體圖案的通孔，其中所述通孔的上部被所述絕緣圖案的覆蓋所述半導體層的所述第二面的部分圍繞；以及在所述通孔中形成接觸所述內部布線的硅通孔接觸件。
2.根據權利要求1所述的方法，其中形成所述隔離槽包括蝕刻所述絕緣夾層的一部分以使所述隔離槽的下部設置在所述絕緣夾層中。
3.根據權利要求1所述的方法，還包括在形成所述硅通孔接觸件之后形成焊盤圖案，所述焊盤圖案接觸 所述絕緣圖案的覆蓋所述半導體層的所述第二面的部分。
4.一種制造圖像傳感器的方法，包括: 分別在半導體層的第一區(qū)域和第二區(qū)域中形成用于有源像素的第一光電ニ極管和用于光學黑像素的第二光電ニ極管； 形成絕緣層間結構，該絕緣層間結構包括在所述半導體層的第一面上的絕緣夾層和在所述絕緣夾層上的內部布線； 通過形成穿過所述半導體層的隔離槽，形成外部半導體圖案和與所述外部半導體圖案隔離的內部半導體圖案，所述隔離槽圍繞所述內部半導體圖案并暴露所述絕緣夾層； 形成覆蓋所述半導體層的第二面和所述隔離槽的內表面的絕緣圖案，所述第二面與所述半導體層的所述第一面相反； 形成與所述隔離槽間隔開并穿過所述內部半導體圖案的硅通孔接觸件，其中所述硅通孔接觸件的上部由所述絕緣圖案的覆蓋所述半導體層的所述第二面的部分圍繞，所述硅通孔接觸件的下部接觸所述內部布線； 在覆蓋所述半導體層的所述第二面的所述絕緣圖案上形成焊盤圖案；以及在覆蓋所述半導體層的所述第二面的所述絕緣圖案上形成濾色器以及在所述濾色器上形成微透鏡。
5.根據權利要求4所述的方法，其中所述形成所述硅通孔接觸件和形成所述焊盤圖案包括: 通過蝕刻穿過所述內部半導體圖案以及所述絕緣圖案的覆蓋所述半導體層的所述第ニ面的部分而形成與所述隔離槽間隔開的通孔，所述通孔暴露所述內部布線； 在所述通孔中以及在覆蓋所述半導體層的所述第二面的所述絕緣圖案上形成導電層，使得所述導電層的在所述通孔中的部分形成所述硅通孔接觸件；以及通過圖案化包括所述焊盤圖案的所述導電層來形成所述焊盤圖案。
6.根據權利要求5所述的方法，還包括通過圖案化包括所述光阻擋圖案的所述導電層而在所述半導體層的所述第二區(qū)域中的所述絕緣圖案上形成光阻擋圖案。
7.根據權利要求6所述的方法，其中形成所述導電層包括:形成包括第一金屬層和第ニ金屬層的層疊結構，所述第二金屬層相對于所述第一金屬層具有蝕刻選擇性。
8.根據權利要求7所述的方法，其中形成所述硅通孔接觸件包括形成包括所述層疊結構的所述硅通孔接觸件，形成所述焊盤圖案包括形成包括所述層疊結構的所述焊盤圖案，形成所述光阻擋圖案包括形成由所述第一金屬層組成的所述光阻擋圖案。
9.根據權利要求5所述的方法,其中所述第一光電ニ極管是多個第一光電ニ極管當中的ー個，所述方法還包括:形成在所述絕緣圖案上且在所述多個第一光電ニ極管中的直接相鄰的兩個之間延伸的光學串擾防止圖案，所述光學串擾防止圖案包括所述導電層。
10.根據權利要求4所述的方法，其中所述半導體層包括外圍電路區(qū)和焊盤區(qū)，該外圍電路區(qū)包括在所述外部半導體圖案中的多個晶體管，該焊盤區(qū)包括所述內部半導體圖案，所述方法還包括: 在所述半導體層的在所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間的第一部分、所述半導體層的在所述外圍電路區(qū)中的第二部分以及所述半導體層的在所述焊盤區(qū)中的第三部分中的至少ー個中形成溝槽；以及 在所述溝槽中形成溝槽絕緣層。
11.一種制造集成電路器件的方法，包括: 在襯底的第一表面上形成絕緣 層間結構，所述絕緣層間結構包括絕緣夾層和內部布線； 形成穿過所述襯底的隔離槽以形成由所述隔離槽圍繞的內部襯底； 在所述隔離槽中以及在所述襯底的第二表面上形成絕緣層，所述第二表面與所述襯底的所述第一表面相反； 形成孔，該孔與所述隔離槽間隔開并穿過所述絕緣層的形成在所述襯底的所述第二表面上的部分以及所述內部襯底，所述孔暴露所述內部布線；以及 在所述孔中以及形成在所述襯底的所述第二表面上的所述絕緣層上形成導電層。
12.根據權利要求11所述的方法，其中形成所述絕緣層包括形成所述絕緣層的在所述襯底的所述第二表面與在形成于所述襯底的所述第二表面上的所述導電層之間延伸的部分。
13.根據權利要求11所述的方法，其中形成所述導電層包括在所述孔中形成所述導電層的直接接觸所述內部襯底的部分。
14.根據權利要求11所述的方法，其中形成所述絕緣層包括在所述隔離槽的內表面上共形地形成所述絕緣層。
15.根據權利要求14所述的方法，其中形成所述導電層包括在所述隔離槽中的所述絕緣層上形成所述導電層。
16.根據權利要求11所述的方法，其中形成所述絕緣層包括通過形成堵塞所述隔離槽的開ロ的所述絕緣層而在所述隔離槽中形成空隙，其中所述開ロ由所述襯底的所述第二表面限定。
17.根據權利要求11所述的方法，其中形成所述隔離槽包括形成所述隔離槽的被所述絕緣夾層圍繞的下部。
18.根據權利要求11所述的方法，還包括在形成所述導電層之后通過圖案化所述導電層形成焊盤圖案，所述焊盤圖案接觸形成在所述襯底的所述第二表面上的所述絕緣層。
19.根據權利要求11所述的方法，還包括: 在所述襯底的在所述內部襯底外面的第一區(qū)域中形成用于有源像素的第一光電ニ極管； 在形成于所述襯底的所述第二表面上的所述絕緣層上形成焊盤圖案；以及在形成于所述第一光電ニ極管上的所述絕緣層上形成第一濾色器以及在所述第一濾色器上形成第一微透鏡。
20.根據權利要求19所述的方法，其中形成所述絕緣層包括形成抗反射層以及在所述抗反射層上形成上絕緣層。
21.根據權利要求19所述的方法，其中形成所述焊盤圖案包括在所述導電層上形成上導電層，所述上導電層具有相對于所述導電層的蝕刻選擇性。
22.根據權利要求21所述的方法，其中形成所述上導電層包括形成具有比所述導電層低的電阻的所述上導電層。
23.根據權利要求19所述的方法，還包括: 在所述襯底的在所述內部襯底外面的第二區(qū)域中形成用于光學黑像素的第二光電ニ極管； 在形成于所述第二光電ニ極管上的所述絕緣層上形成第二濾色器以及在所述第二濾色器上形成第二微透鏡；以及 在所述第二濾色器與形成于所述第二光電ニ極管上的所述絕緣層之間形成光阻擋圖案。
24.根據權利要求23所述的方法，其中形成所述光阻擋圖案包括圖案化所述導電層，該導電層包括所述光阻擋圖案。
25.根據權利要求23所述的方法，其中形成所述光阻擋圖案包括形成比所述焊盤圖案薄的所述光阻擋圖案。
26.根據權利要求19所述的方法,其中所述第一光電ニ極管是多個第一光電ニ極管當中的ー個，所述方法還包括:形成在所述絕緣層上且在所述多個第一光電ニ極管中的直接相鄰的第一光電ニ極管之間延伸的光學串擾防止圖案。
27.根據權利要求26所述的方法，形成所述光學串擾防止圖案包括圖案化所述導電層，該導電層包括所述光學串擾防止圖案。
28.根據權利要求19所述的方法，其中所述襯底包括外圍電路區(qū)和焊盤區(qū)，該外圍電路區(qū)包括多個晶體管，該焊盤區(qū)包括所述內部襯底，所述方法還包括: 在所述襯底的第二區(qū)域中形成用于光學黑像素的第二光電ニ極管； 在所述襯底的在所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間的第一部分、所述襯底的在所述外圍電路區(qū)中的第二部分、以及所述襯底的在所述內部襯底外面的所述焊盤區(qū)中的第三部分中的至少ー個中形成溝槽；以及在所述溝槽中形成溝槽絕緣層。
29.根據權利要求28所述的方法，形成所述溝槽包括形成穿過所述襯底的所述溝槽。
30.根據權利要求28所述的方法，其中形成所述溝槽絕緣層包括:形成包括所述絕緣層的所述溝槽絕緣層。
【文檔編號】H01L21/768GK103456683SQ201310210045
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年5月30日 優(yōu)先權日:2012年5月30日
【發(fā)明者】樸炳俊, 申勝勛 申請人:三星電子株式會社