本發(fā)明的實(shí)施例總體涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及bsi圖像傳感器及其形成方法。

背景技術(shù)：

由于背照式(bsi)圖像傳感器芯片在捕獲光子方面更高效，因此背照式(bsi)圖像傳感器芯片取代前照式圖像傳感器芯片。在bsi圖像傳感器芯片的形成中，在晶圓的半導(dǎo)體襯底中形成圖像傳感器和邏輯電路，隨后在硅芯片的前側(cè)上形成互連結(jié)構(gòu)。

bsi圖像傳感器芯片中的圖像傳感器響應(yīng)于光子的激勵(lì)而產(chǎn)生電信號(hào)。電信號(hào)(諸如光電流)的幅值依賴于由相應(yīng)的圖像傳感器接收到的入射光的強(qiáng)度。然而，圖像傳感器遭受非光產(chǎn)生的信號(hào)，這些信號(hào)包括漏電流信號(hào)、熱產(chǎn)生的信號(hào)、暗電流等。相應(yīng)地，由圖像傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)需要校準(zhǔn)，以將不期望的信號(hào)從圖像傳感器的輸出信號(hào)中剔除。為了剔除非光產(chǎn)生的信號(hào)，形成黑參考圖像傳感器，并且其用于產(chǎn)生非光產(chǎn)生的信號(hào)。因此，需要阻止黑參考圖像傳感器接收光信號(hào)。

黑參考圖像傳感器由金屬屏蔽件覆蓋，該金屬屏蔽件在其中形成有圖像傳感器的半導(dǎo)體襯底的背側(cè)上形成。此外，還在半導(dǎo)體襯底的背側(cè)上形成背側(cè)金屬焊盤以用于接合或測(cè)試。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種形成圖像傳感器的方法，包括：在襯底中形成多個(gè)感光像素，所述襯底具有第一表面和第二表面，所述第二表面與所述第一表面相對(duì)，所述襯底具有位于所述第一表面上的一個(gè)或多個(gè)有源器件；保護(hù)所述第二表面的第一部分；圖案化所述第二表面的第二部分以在所述襯底中形成凹槽；在所述凹槽的側(cè)壁上形成抗反射層；以及在所述第二表面的所述第二部分上方形成金屬柵格，所述抗反射層介于所述襯底和所述金屬柵格之間。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種形成圖像傳感器的方法，包括：在襯底中形成多個(gè)感光區(qū)域，所述襯底具有第一表面和第二表面，所述第二表面與所述第一表面相對(duì)，所述襯底具有位于所述第一表面上的至少一個(gè)有源器件；在所述第二表面的第一部分上方形成金屬柵格，所述金屬柵格暴露所述襯底的部分；使所述襯底的暴露的所述部分凹進(jìn)以在所述襯底中形成凹槽；在所述凹槽的側(cè)壁和所述金屬柵格的側(cè)壁上形成抗反射層；以及用第一介電層填充所述凹槽，所述第一介電層在所述金屬柵格的最頂面之上延伸。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了一種圖像傳感器，包括：襯底，所述襯底具有第一表面和第二表面，所述第一表面與所述第二表面相對(duì)；至少一個(gè)有源器件，位于所述襯底的所述第一表面上；多個(gè)感光區(qū)域，位于所述襯底中；多個(gè)凹槽，位于所述襯底的所述第二表面中，所述多個(gè)凹槽被設(shè)置在所述多個(gè)感光區(qū)域上方；抗反射層，沿著所述多個(gè)凹槽的側(cè)壁延伸；以及金屬柵格，位于所述多個(gè)凹槽上方。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，從以下詳細(xì)描述可最佳理解本發(fā)明的各個(gè)方面。應(yīng)該指出，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各個(gè)部件未按比例繪制。實(shí)際上，為了清楚的討論，各個(gè)部件的尺寸可以任意地增大或減小。

圖1至圖8是根據(jù)一些實(shí)施例的bsi圖像傳感器的制造期間各個(gè)工藝步驟的截面圖。

圖9a至圖13b是根據(jù)一些實(shí)施例的掃描電子顯微鏡(sem)圖像的示例性立體圖和高吸收結(jié)構(gòu)的截面圖。

圖14示出了根據(jù)一些實(shí)施例的襯底的背面的反射率。

圖15是根據(jù)一些實(shí)施例的示出形成bsi圖像傳感器的方法的流程圖。

圖16至圖19是根據(jù)一些實(shí)施例的bsi圖像傳感器的制造期間的各個(gè)工藝步驟的截面圖。

圖20是根據(jù)一些實(shí)施例的示出形成bsi圖像傳感器的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下公開內(nèi)容提供了許多用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同特征的不同實(shí)施例或?qū)嵗?。下面描述了組件和布置的具體實(shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅僅是實(shí)例，而不旨在限制本發(fā)明。例如，以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸形成的實(shí)施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件，從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實(shí)例。此外，本發(fā)明可在各個(gè)實(shí)施例中重復(fù)參考標(biāo)號(hào)和/或字符。該重復(fù)是為了簡(jiǎn)單和清楚的目的，并且其本身不指示所討論的各個(gè)實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。

而且，為便于描述，在此可以使用諸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空間相對(duì)術(shù)語，以描述如圖所示的一個(gè)元件或部件與另一個(gè)(或另一些)原件或部件的關(guān)系。除了圖中所示的方位外，空間相對(duì)術(shù)語旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。裝置可以以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位上)，而本文使用的空間相對(duì)描述符可以同樣地作出相應(yīng)的解釋。

根據(jù)各個(gè)示例性實(shí)施例，本發(fā)明提供了背照式(bsi)圖像傳感器及其形成方法。各個(gè)實(shí)施例包括bsi傳感器的背側(cè)上的高吸收(ha)結(jié)構(gòu)以減小反射率并且提高入射電磁輻射的吸收。各個(gè)實(shí)施例還優(yōu)化對(duì)bsi圖像傳感器的背側(cè)實(shí)施的工藝步驟以提高產(chǎn)生的bsi圖像傳感器的光學(xué)性能。例如，本發(fā)明描述的各個(gè)實(shí)施例減小了產(chǎn)生的bsi圖像傳感器的光路，這有利地改進(jìn)了產(chǎn)生的bsi圖像傳感器的量子效率并且減少了光學(xué)串?dāng)_。

圖1至圖8是根據(jù)一些實(shí)施例的bsi圖像傳感器100的制造期間各個(gè)工藝步驟的截面圖。圖1示出了根據(jù)一些實(shí)施例的bsi圖像傳感器100的中間結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，bsi圖像傳感器100可以是未切割晶圓中包括與bsi圖像傳感器100類似的附加bsi圖像傳感器的部分。在示出的實(shí)施例中，示出了bsi圖像傳感器100的具有像素陣列區(qū)域103和黑電平校正(blc)區(qū)域105的部分。例如，bsi圖像傳感器100還可以包括其它區(qū)域，諸如接觸焊盤(e-pad)區(qū)域和諸如劃線主要標(biāo)志(spm)區(qū)域的對(duì)準(zhǔn)區(qū)域，因?yàn)樗鼈兊陌瑢?duì)于理解本發(fā)明描述的各個(gè)實(shí)施例不是必要的，因此沒有明確示出。

在一些實(shí)施例中，bsi圖像傳感器100包括襯底107。例如，襯底107可以包括摻雜或未摻雜的塊狀硅或絕緣體上半導(dǎo)體(soi)襯底的有源層。一般地，soi襯底包括在絕緣層上形成的半導(dǎo)體材料(諸如硅)層。例如，絕緣層可以是埋氧(box)層或氧化硅層。在襯底(諸如硅或玻璃襯底)上提供絕緣層?？蛇x地，襯底107可以包括另一元素半導(dǎo)體(諸如鍺)；化合物半導(dǎo)體(包括碳化硅、砷化鎵、磷化鎵、磷化銦、砷化銦、砷化銦和/或銻化銦)；合金半導(dǎo)體(包括sige、gaasp、alinas、algaas、gainas、gainp和/或gainasp)；或它們的組合。也可以使用諸如多層或梯度襯底的其他襯底。在通篇描述中，表面107a稱為襯底107的正面，而表面107b稱為襯底107的背面，該背面與bsi圖像傳感器100的背面一致。

在襯底107的正面107a處形成多個(gè)感光像素109(包括109a和109b)。感光像素109包括相應(yīng)的感光器件(未示出)，例如，可以通過注入合適的雜質(zhì)離子而形成的感光器件。在一些實(shí)施例中，雜質(zhì)離子可以注入在襯底107內(nèi)的外延層(未示出)中。感光器件被配置為將光信號(hào)(例如，光子)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并且可以是pn結(jié)光電二極管、pnp光電晶體管、npn光電晶體管等。例如，感光器件可以包括在p-型半導(dǎo)體層(例如，至少襯底107的至少一部分)內(nèi)形成的n-型注入?yún)^(qū)域。在這種實(shí)施例中，p型襯底可以隔離并且減少感光像素109的鄰近的光敏區(qū)域之間的電串?dāng)_。在實(shí)施例中，感光像素109從襯底107的正面107a朝向襯底107的背面107b延伸并且形成感光像素陣列。在一些實(shí)施例中，自頂向下看(未示出)，感光像素109形成二維矩形陣列。在一些實(shí)施例中，每個(gè)感光像素109還可以包括傳輸門晶體管(未示出)和浮置擴(kuò)散電容器(未示出)。在每個(gè)感光像素109中，對(duì)應(yīng)傳輸門晶體管的第一源極/漏極區(qū)域電連接至相應(yīng)的感光器件，對(duì)應(yīng)傳輸門晶體管的第二源極/漏極區(qū)域電連接至相應(yīng)的浮置擴(kuò)散電容器。

在一些實(shí)施例中，在襯底107中且位于相鄰的感光像素109之間形成隔離區(qū)域111以防止各感光像素109之間的電串?dāng)_。在一些實(shí)施例中，隔離區(qū)域111可以包括淺溝槽隔離(sti)結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，可以通過圖案化襯底107的正面107a以在襯底107中形成溝槽并且用合適的介電材料填充溝槽以形成sti結(jié)構(gòu)來形成sti結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，使用合適的光刻和蝕刻工藝來圖案化襯底107。在其它實(shí)施例中，隔離結(jié)構(gòu)111可以包括使用合適的注入工藝而形成的各個(gè)摻雜區(qū)域。

在一些實(shí)施例中，bsi圖像傳感器100的像素陣列區(qū)域103包括用于由感測(cè)的光生成電信號(hào)的有源感測(cè)像素109a。bsi圖像傳感器100的blc區(qū)域105包括用于生成參考黑電平信號(hào)的參考感光像素109b。在一些實(shí)施例中，感光像素109a和109b可以使用類似的方法形成，并且感光像素109a和109b的結(jié)構(gòu)可以彼此相同。

在一些實(shí)施例中，除了包括光電二極管器件、傳輸門晶體管和浮置擴(kuò)散電容器的感光像素109之外，在襯底107的正面107a上形成一個(gè)或多個(gè)有源和/或無源器件121(為了說明的目的，在圖1中將其描述為單個(gè)晶體管)。一個(gè)或多個(gè)有源和/或無源器件121可以包括各種n-型金屬氧化物半導(dǎo)體(nmos)和/或p-型金屬氧化物半導(dǎo)體(pmos)器件，諸如晶體管、電容器、電阻器、二極管、光電二極管、熔絲等。本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員將意識(shí)到以上提供的實(shí)例僅用于說明的目的而不意味著以任何方式限制本發(fā)明。對(duì)于給定的應(yīng)用，可以適當(dāng)?shù)厥褂闷渌娐贰?/p>

可以在襯底107的正面107a上形成互連結(jié)構(gòu)113。互連結(jié)構(gòu)113可以包括層間介電(ild)層115和/或金屬間介電(imd)層117，金屬間介電(imd)層117包含使用諸如鑲嵌、雙鑲嵌等任何合適的方法而形成的導(dǎo)電部件(例如，包含銅、鋁、鎢、它們的組合等的導(dǎo)線和通孔)。例如，ild115和imd117可以包括設(shè)置在這些導(dǎo)電部件之間且k值低于約4.0或甚至2.0的低k介電材料。在一些實(shí)施例中，例如，ild115和imd117可以由通過任何合適的方法(諸如旋涂、化學(xué)汽相沉積(cvd)、等離子體增強(qiáng)cvd(pecvd)等)而形成的磷硅酸鹽玻璃(psg)、硼磷硅酸鹽玻璃(bpsg)、氟硅酸鹽玻璃(fsg)、sioxcy、旋涂玻璃、旋涂聚合物、硅碳材料、它們的化合物、它們的復(fù)合物或它們的組合等制成。互連結(jié)構(gòu)電連接各個(gè)有源和/或無源器件(例如，感光像素109的感光器件)以在bsi圖像傳感器100內(nèi)形成電路。在一些實(shí)施例中，在互連結(jié)構(gòu)113上方形成鈍化層119。鈍化層119可以由k值大于3.9的非低k介電材料形成。在一些實(shí)施例中，鈍化層119可以包括氧化硅層、氮化硅層等的一層或多層，并且可以使用cvd、pecvd、熱氧化等形成。

圖2和圖3示出了在像素陣列區(qū)域103中且在bsi圖像傳感器100的背面107b上形成高吸收(ha)結(jié)構(gòu)301。如以下更詳細(xì)的描述，ha結(jié)構(gòu)301減小了bsi圖像傳感器100的背面107b的反射。因此，更多光被有源感光像素109a吸收。首先參照?qǐng)D2，翻轉(zhuǎn)bsi圖像傳感器100并且將其接合至載體襯底201，從而使得襯底107的正面107a面向載體襯底201并且暴露襯底107的背面107b以用于進(jìn)一步處理。可以采用各種接合技術(shù)以實(shí)現(xiàn)bsi圖像傳感器100和載體襯底201之間的接合。在一些實(shí)施例中，例如，該接合技術(shù)可以包括直接接合工藝(諸如金屬至金屬接合(例如，銅至銅接合)、電介質(zhì)至電介質(zhì)接合(例如，氧化物至氧化物接合)、金屬至電介質(zhì)接合(例如，氧化物至銅接合))、混合接合、粘合接合、陽極接合、任何它們的組合等。在一些實(shí)施例中，載體襯底201可以為對(duì)襯底107的背面107b實(shí)施的工藝步驟提供機(jī)械支撐。在一些實(shí)施例中，載體襯底201可以由硅或玻璃形成并且可以沒有在其上形成的電路。在這樣的實(shí)施例中，載體襯底201提供了臨時(shí)支撐并且在完成對(duì)襯底107的背面107b實(shí)施的工藝步驟之后，從bsi圖像傳感器100處脫離。在其它實(shí)施例中，載體襯底201可以包括半導(dǎo)體襯底(未示出)、半導(dǎo)體襯底上的一個(gè)或多個(gè)有源器件(未示出)以及該一個(gè)或多個(gè)有源器件上方的互連結(jié)構(gòu)(未示出)。在這種實(shí)施例中，除了提供機(jī)械支撐之外，載體襯底201可以根據(jù)設(shè)計(jì)需求對(duì)bsi圖像傳感器100提供額外的電功能。

在bsi圖像傳感器100和載體襯底201接合之后，可以對(duì)bsi圖像傳感器100的背面107b施加減薄工藝。在實(shí)施例中，減薄工藝用以允許更多的光從襯底107的背面107b穿過至感光像素109的光敏區(qū)域而沒有被襯底107吸收。在外延層中制造感光像素109的實(shí)施例中，可以減薄bsi圖像傳感器100的背面107b直至暴露外延層?？梢酝ㄟ^使用諸如研磨、拋光、工序、工序和/或化學(xué)蝕刻的合適的技術(shù)來實(shí)施減薄工藝。在減薄之后，例如，襯底107可以具有約2.5μm的厚度，但是其他實(shí)施例在減薄之后可以包括具有不同厚度的襯底107。

進(jìn)一步參照?qǐng)D2，在bsi圖像傳感器100的背面107b上形成圖案化掩模203。在一些實(shí)施例中，圖案化掩模203可以由諸如光刻膠或非光刻膠材料(諸如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等或它們的組合)的感光材料形成。在一些圖案化掩模203由感光材料形成的實(shí)施例中，通過將感光材料暴露于光來圖案化圖案化掩模203。隨后，固化并且顯影感光材料以去除感光材料的曝光(或未曝光)的部分。在圖案化掩模203由非感光材料形成的其它實(shí)施例中，可以使用合適的光刻和蝕刻工藝來圖案化非感光材料。

圖案化該圖案化掩模203以在其中形成多個(gè)開口205，從而使得bsi圖像傳感器100的背面107b在像素陣列區(qū)域103中的部分通過開口205暴露，而bsi圖像傳感器100在blc區(qū)域105中的背面107b完全地由圖案化掩模203覆蓋。在一些實(shí)施例中，圖案化掩模203的介于相鄰的開口205之間的未去除部分207具有均勻的寬度w1、均勻的間隔s1以及均勻的間距p1，其中，p1等于w1和s1的總和。在一些實(shí)施例中，自頂向下看，圖案化掩模203的未去除部分207可以形成二維矩形陣列或二維網(wǎng)格。隨后，在使用圖案化掩模203作為蝕刻掩模的同時(shí)使用合適的蝕刻工藝來圖案化bsi圖像傳感器100的背面107b。如以下更詳細(xì)的描述，可以通過調(diào)節(jié)圖案化掩模203的未去除部分207的寬度w1、間隔s1和間距p1來調(diào)節(jié)ha結(jié)構(gòu)301的圖案。在一些實(shí)施例中，寬度w1介于約0.08μm和約0.3μm之間，間隔s1介于約0.72μm和約2.7μm之間，并且間距p1介于約0.8μm和約3μm之間。

參照?qǐng)D3，圖案化bsi圖像傳感器100的背面107b以在bsi圖像傳感器100的背面107b上形成ha結(jié)構(gòu)301。在一些實(shí)施例中，在使用圖案化掩模203作為蝕刻掩模的同時(shí)使用合適的各向異性濕蝕刻工藝來圖案化bsi圖像傳感器100的背面107b。在襯底107由硅形成的一些實(shí)施例中，可以使用氫氧化鉀(koh)、乙二胺鄰苯二酚(epd)、四甲基氫氧化銨(tmah)或類似物來實(shí)施各向異性濕蝕刻。在形成ha結(jié)構(gòu)301之后，去除圖案化掩模203。在圖案化掩模203由光刻膠形成的一些實(shí)施例中，，可以使用灰化工藝和隨后的濕清洗工藝來去除圖案化掩模203。在圖案化掩模203由非光刻膠材料形成的其它實(shí)施例中，可以使用合適的蝕刻工藝來去除圖案化掩模203。

圖案化bsi圖像傳感器100的背面107b以在襯底107中形成多個(gè)溝槽303。在一些實(shí)施例中，溝槽303可以具有介于約0.25μm和約1μm之間的深度。在示出的實(shí)施例中，襯底107的介于相鄰的溝槽303之間的未去除部分305具有曲線圖案或鋸齒狀圖案。在一些實(shí)施例中，自頂向下看，溝槽303可以圍繞ha結(jié)構(gòu)301的未去除部分305形成連續(xù)的溝槽，其中，ha結(jié)構(gòu)301的未去除部分305具有以矩形陣列布置的圓錐形狀。提供圖3中示出的ha結(jié)構(gòu)301的圖案僅用于說明的目的并且不意味著以任何方式限制本發(fā)明。在以下更詳細(xì)的描述中，可以通過改變圖案化掩模203的未去除部分207的寬度w1、間隔s1和間距p1以及通過改變蝕刻工藝的參數(shù)(例如，諸如蝕刻工藝的持續(xù)時(shí)間)來改變ha結(jié)構(gòu)301的圖案。各種ha結(jié)構(gòu)的這種圖案在圖9a至圖13b中示出并且在以下更詳細(xì)地討論。

圖3示出了在示出的截面中每個(gè)有源感光像素109a約有ha結(jié)構(gòu)301的三個(gè)未去除部分305。然而，在其它實(shí)施例中，每個(gè)有源感光像素109a的ha結(jié)構(gòu)301的未去除部分305的數(shù)量可以大于三個(gè)或小于三個(gè)并且可以根據(jù)bsi圖像傳感器100的設(shè)計(jì)需求而改變。此外，在示出的實(shí)施例中，ha結(jié)構(gòu)301的未去除部分305的頂面具有尖角。然而，在其它實(shí)施例中，ha結(jié)構(gòu)301的未去除部分305可以具有圓化或平坦的頂面，以下將參照?qǐng)D9a至圖13b更詳細(xì)的討論。

參照?qǐng)D4，在形成ha結(jié)構(gòu)301之后，在bsi圖像傳感器100的背面107b上形成底部抗反射涂(barc)層401。在一些實(shí)施例中，barc層401包括諸如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化鉿、氧化鉭或它們的組合的合適的介電材料，但是也可以使用其它的材料。在一些實(shí)施例中，可以使用原子層沉積(ald)、cvd、pecvd、物理汽相沉積(pvd)、金屬有機(jī)化學(xué)汽相沉積(mocvd)等形成barc層401。在barc層401包括氧化物層的一些實(shí)施例中，低溫遠(yuǎn)程等離子體輔助氧化(lrpo)工藝可以用于形成barc層401。barc層401用于進(jìn)一步減小入射光從bsi圖像傳感器100的背面107b處的反射。在示出的實(shí)施例中，barc層401包括具有介于約和約之間(諸如約)的厚度的hfo2層以及具有介于約和約之間(諸如約)的厚度的ta2o5層，其中，在hfo2層上方形成ta2o5層。

參照?qǐng)D5，在barc層401上方形成第一介電層501。在一些實(shí)施例中，例如，第一介電層501可以由氧化硅形成，但是可以使用其它介電材料。在一些實(shí)施例中，可以使用ald、cvd、pecvd等或它們的組合形成第一介電層501。在第一介電層501包括氧化物層的一些實(shí)施例中，lrpo可以用于形成第一介電層501。在示出的實(shí)施例中，第一介電層501是等離子體增強(qiáng)氧化物(peox)層。隨后，使用研磨工藝、化學(xué)機(jī)械拋光工藝(cmp)工藝、蝕刻工藝等來平坦化第一介電層501。在平坦化工藝之后，第一介電層501可以具有介于約和約之間(諸如約)的厚度。第一介電層501也可以稱為第一緩沖氧化物層501。

參照?qǐng)D6和圖7，在第一介電層501上方形成金屬屏蔽件701和金屬柵格703，從而使得在bsi圖像傳感器100的blc區(qū)域中形成金屬屏蔽件701而在bsi圖像傳感器100的像素陣列區(qū)域103中形成金屬格柵703。首先參照?qǐng)D6，在第一介電層501上方形成阻擋/粘合層601并且在阻擋/粘合層601上方形成導(dǎo)電層603。在一些實(shí)施例中，阻擋/粘合層601可以包括鈦、氮化鈦、鉭、氮化鉭或它們的多層并且可以使用cvd、pvd、mocvd等形成。導(dǎo)電層603可以包括鋁、銅、鎳、鎢、它們的合金等并且可以使用pdv、鍍等形成。在一些實(shí)施例中，阻擋/粘合層601的厚度可以介于約和約之間，并且導(dǎo)電層603的厚度可以介于約和約之間。在示出的實(shí)施例中，阻擋/粘合層601包括具有約的厚度的氮化鈦并且導(dǎo)電層603包括具有約的厚度的鎢。應(yīng)該注意，整篇描述列舉的尺寸僅僅是實(shí)例，并且可以改變?yōu)椴煌闹怠?/p>

在一些實(shí)施例中，形成阻擋/粘合層601和導(dǎo)電層603，從而使得阻擋/粘合層601和導(dǎo)電層603電連接至襯底107。這種電連接為阻擋/粘合層601和導(dǎo)電層603以及隨后通過圖案化阻擋/粘合層601和導(dǎo)電層603而形成的金屬屏蔽件701和金屬柵格703提供了適當(dāng)?shù)慕拥?。在這種實(shí)施例中，圖案化barc層401和第一介電層501以形成暴露blc區(qū)域105中的襯底107的背面107b的一個(gè)或多個(gè)開口。在一些實(shí)施例中，可以使用合適的光刻和蝕刻工藝來圖案化barc層401和第一介電層501。阻擋/粘合層601和導(dǎo)電層603填充一個(gè)或多個(gè)開口并且電連接至襯底107。

參照?qǐng)D7，圖案化阻擋/粘合層601和導(dǎo)電層603以形成金屬屏蔽件701和金屬柵格703。圖案化工藝在像素陣列區(qū)域103中的阻擋/粘合層601和導(dǎo)電層603中形成多個(gè)開口705，從而使得第一介電層501通過開口705暴露。在一些實(shí)施例中，有源感光像素109a與相應(yīng)的開口705對(duì)準(zhǔn)。阻擋/粘合層601和導(dǎo)電層603的剩余在blc區(qū)域105中的部分用作金屬屏蔽件701。金屬屏蔽件701阻擋光，否則該光將被參考感光像素109b接收。阻擋/粘合層601和導(dǎo)電層603的剩余在像素陣列區(qū)域103中的部分形成金屬柵格703。金屬柵格703防止相鄰的有源感光像素109a之間的光學(xué)串?dāng)_。在一些實(shí)施例中，自頂向下看，金屬柵格703的壁可以包圍每個(gè)有源感光像素109a。此外，金屬柵格703和金屬屏蔽件701可以彼此電連接。

參照?qǐng)D8，第二介電層801在金屬柵格703和金屬屏蔽件701上方形成并且填充開口705。在一些實(shí)施例中，可以使用與以上參照?qǐng)D5所述的第一介電層501類似的材料和方法來形成第二介電層801因此該描述不在此處重復(fù)。在一些實(shí)施例中，第一介電層501和第二介電層801可以由相同的材料形成。在其它實(shí)施例中，第一介電層501和第二介電層801可以由不同的材料形成。隨后，使用研磨工藝、化學(xué)機(jī)械拋光(cmp)工藝、蝕刻工藝等來平坦化第二介電層801。在平坦化工藝之后，第二介電層801可以具有介于約和約之間(諸如約)的厚度。第二介電層801也可以稱為第二緩沖氧化物層801。

進(jìn)一步參照?qǐng)D8，在第二介電層801上方形成濾色片層803。在一些實(shí)施例中，濾色片層803包括第三介電層805，例如，其中形成有多個(gè)濾色片807的氧化硅層。在一些實(shí)施例中，濾色片807與相應(yīng)的有源感光像素109a對(duì)準(zhǔn)。濾色片807可以用于允許特定波長(zhǎng)的光穿過而反射其它波長(zhǎng)的光，從而允許bsi圖像傳感器100確定被有源感光像素109a接收的光的顏色。濾色片807可以變化，諸如用于拜耳圖案中的紅色、綠色和藍(lán)色濾色片。也可以使用諸如青色、黃色和品紅色的其它組合。不同顏色的濾色片807的數(shù)量也可以改變。濾色鏡807可以包括包含彩色顏料的聚合物材料或樹脂，諸如聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚縮水甘油酯-甲基丙烯酸酯(pgma)等。在一些實(shí)施例中，沿著濾色片807的側(cè)壁形成反射引導(dǎo)層(未示出)。反射引導(dǎo)層由能夠反射光的金屬或其它高折射率材料(諸如銅、鋁、氮化鉭、氮化鈦、鎢、氮化硅等或它們的組合)形成。

在濾色片層803上方形成微透鏡809的陣列。在一些實(shí)施例中，微透鏡809與相應(yīng)的濾色片807以及相應(yīng)的有源感光像素109a對(duì)準(zhǔn)。微透鏡809可以由可圖案化并且形成為透鏡的任何材料(諸如高透光率丙烯酸聚合物形成)。在實(shí)施例中，例如，可以通過旋涂技術(shù)且使用液態(tài)材料形成微透鏡層。也可以使用諸如cvd、pvd等的其它方法?？梢允褂煤线m的光刻和蝕刻方法來圖案化用于微透鏡層的平面材料以將平面材料圖案化為對(duì)應(yīng)于有源感光器件的陣列的陣列。之后，可以回流平面材料以形成用于微透鏡809的適當(dāng)?shù)那?。隨后，例如，可以使用uv處理來固化微透鏡809。在一些實(shí)施例中，在形成微透鏡809之后，載體襯底201可以從bsi圖像傳感器100處脫離并且bsi圖像傳感器100可以經(jīng)受諸如封裝的進(jìn)一步處理。

圖9a和圖9b是根據(jù)一些實(shí)施例的分別示出了在襯底901的背面上形成的ha結(jié)構(gòu)900的立體圖和截面圖的掃描電子顯微鏡(sem)圖像?？梢允褂门c以上參照?qǐng)D2和圖3所述的ha結(jié)構(gòu)301類似的方法形成ha結(jié)構(gòu)900因此該描述不在此處重復(fù)。在示出的實(shí)施例中，使用通過tmah且持續(xù)時(shí)間約60s的濕蝕刻來圖案化由硅形成的襯底901以形成多個(gè)溝槽903。在示出的實(shí)施例中，溝槽903具有約的高度。ha結(jié)構(gòu)900的具有圓錐形狀的未去除的部件905以矩形陣列布置，從而使得溝槽903形成圍繞ha結(jié)構(gòu)900的每個(gè)未去除的部件905的連續(xù)的溝槽。與圖2中示出的圖案化掩模203類似的圖案化掩模(未示出)用于幫助圖案化襯底901。在示出的實(shí)施例中，圖案化掩模的未去除部件(與圖案化掩模203的未去除部分207類似)具有約0.1μm的寬度，約0.4μm的間隔，以及約0.5μm的間距。

圖10a和圖10b是根據(jù)一些實(shí)施例的分別示出了在襯底1001的背面上形成的ha結(jié)構(gòu)1000的立體圖和截面圖的掃描電子顯微鏡(sem)圖像?？梢允褂门c以上參照?qǐng)D2和圖3所述的ha結(jié)構(gòu)301類似的方法形成ha結(jié)構(gòu)1000因此該描述不在此處重復(fù)。在示出的實(shí)施例中，使用通過tmah的持續(xù)時(shí)間約60s的濕蝕刻來圖案化由硅形成的襯底1001的背面以形成多個(gè)溝槽1003。在示出的實(shí)施例中，溝槽1003具有約的高度。ha結(jié)構(gòu)1000的具有圓錐形狀的未去除的部件1005以矩形陣列布置，從而使得多個(gè)溝槽1003形成圍繞ha結(jié)構(gòu)1000的每個(gè)未去除的部件1005的連續(xù)的溝槽。與圖2中示出的圖案化掩模203類似的圖案化掩模(未示出)用于幫助圖案化襯底1001。在示出的實(shí)施例中，圖案化掩模的未去除部件(與圖案化掩模203的未去除部分207類似)具有約0.1μm的寬度，約0.55μm的間隔，以及約0.65μm的間距。

圖11a和圖11b是根據(jù)一些實(shí)施例的分別示出了在襯底1101的背面上形成的ha結(jié)構(gòu)1100的立體圖和截面圖的掃描電子顯微鏡(sem)圖像。在示出的實(shí)施例中，ha結(jié)構(gòu)1100的未去除部件1105形成具有矩形柵格形狀的連續(xù)部件并且每個(gè)開口1103由矩形柵格的壁圍繞?？梢允褂门c以上參照?qǐng)D2和圖3所述的ha結(jié)構(gòu)301類似的方法形成ha結(jié)構(gòu)1100因此該描述不在此處重復(fù)。在示出的實(shí)施例中，使用通過tmah的持續(xù)時(shí)間約60s的濕蝕刻來圖案化由硅形成的襯底1101的背面以形成多個(gè)開口1103。與圖2中示出的圖案化掩模203類似的圖案化掩模(未示出)用于幫助圖案化襯底1101。在示出的實(shí)施例中，圖案化掩模的未去除部件(與圖案化掩模203的未去除部分207類似)具有約0.3μm的寬度，約0.15μm的間隔，以及約0.45μm的間距。

圖12a和圖12b是根據(jù)一些實(shí)施例的分別示出了在襯底1201的背面上形成的ha結(jié)構(gòu)1200的立體圖和截面圖的掃描電子顯微鏡(sem)圖像?？梢允褂门c以上參照?qǐng)D2和圖3所述的ha結(jié)構(gòu)301類似的方法形成ha結(jié)構(gòu)1200因此該描述不在此處重復(fù)。在示出的實(shí)施例中，使用通過tmah的持續(xù)時(shí)間約60s的濕蝕刻來圖案化由硅形成的襯底1201的背面以形成多個(gè)溝槽1203。在示出的實(shí)施例中，溝槽1203具有約的高度。ha結(jié)構(gòu)1200的具有圓錐形狀的未去除的部件1205以矩形陣列布置，從而使得多個(gè)溝槽1203形成圍繞ha結(jié)構(gòu)1200的每個(gè)未去除的部件1205的連續(xù)的溝槽。與圖2中示出的圖案化掩模203類似的圖案化掩模(未示出)用于幫助圖案化襯底1201。在示出的實(shí)施例中，圖案化掩模的未去除部件(與圖案化掩模203的未去除部分207類似)具有約0.2μm的寬度，約0.4μm的間隔，以及約0.6μm的間距。

圖13a和圖13b是根據(jù)一些實(shí)施例的分別示出了在襯底1301的背面上形成的ha結(jié)構(gòu)1300的立體圖和截面圖的掃描電子顯微鏡(sem)圖像?？梢允褂门c以上參照?qǐng)D2和圖3所述的ha結(jié)構(gòu)301類似的方法形成ha結(jié)構(gòu)1300因此該描述不在此處重復(fù)。在示出的實(shí)施例中，使用通過tmah的持續(xù)時(shí)間約60s的濕蝕刻來圖案化由硅形成的襯底1301的背面以形成多個(gè)溝槽1303。在示出的實(shí)施例中，溝槽1303具有約的高度。ha結(jié)構(gòu)1300的具有圓柱形狀的未去除的部件1305以矩形陣列布置，從而使得多個(gè)溝槽1303形成圍繞ha結(jié)構(gòu)1300的每個(gè)未去除的部件1305的連續(xù)的溝槽。與圖2中示出的圖案化掩模203類似的圖案化掩模(未示出)用于幫助圖案化襯底1301。在示出的實(shí)施例中，圖案化掩模的未去除部件(與圖案化掩模203的未去除部分207類似)具有約0.36μm的寬度，約0.24μm的間隔，以及約0.6μm的間距。

在一些實(shí)施例中，與襯底的背面的未圖案化的部分相比，通過在襯底的背面上形成ha結(jié)構(gòu)(例如，諸如ha結(jié)構(gòu)301、900、1000、1100、1200和1300)，可以減小襯底的背面的反射率。

圖14繪出了各條曲線，這些曲線示出了反射率對(duì)入射光的波長(zhǎng)的依賴性，其中，入射光相對(duì)于垂直于襯底的背面的法線形成約15度角。曲線1401是未經(jīng)過圖案化的襯底的背面的反射率。曲線1403和1405是具有ha結(jié)構(gòu)的襯底的背面的反射率。如圖14所示，ha結(jié)構(gòu)可以顯著的減小襯底的背面的反射率。在一些實(shí)施例中，襯底的背面的反射率可以通過在襯底的背面上形成ha結(jié)構(gòu)減小約30％或更多。此外，光的反射率不僅在可見區(qū)域中減小，而且在近紅外(nir)區(qū)域中減小，這利于ha圖案在nir器件中的應(yīng)用。

圖15是根據(jù)一些實(shí)施例的示出形成bsi圖像傳感器的方法1500的流程圖。該方法開始于步驟1501，其中，如以上參照?qǐng)D1所述，在襯底的第一側(cè)(諸如圖1中示出的襯底107的正面107a)上形成一個(gè)或多個(gè)感光區(qū)域(諸如圖1中示出的感光像素109)。在步驟1503中，如以上參照?qǐng)D2和圖3所述，在與襯底的第一側(cè)相對(duì)的襯底的第二側(cè)(諸如圖1中示出的襯底107的背面107b)上形成高吸收(ha)結(jié)構(gòu)(諸如圖3中示出的ha結(jié)構(gòu)301)。在步驟1505中，如以上參照?qǐng)D4至圖7所述，在ha結(jié)構(gòu)上方形成金屬柵格(諸如圖7中示出的金屬柵格703)。

圖16至圖19是根據(jù)一些實(shí)施例的bsi圖像傳感器1600的制造期間各個(gè)工藝步驟的截面圖。圖16示出了根據(jù)一些實(shí)施例的bsi圖像傳感器1600的中間結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，bsi圖像傳感器1600的中間結(jié)構(gòu)與以上參照?qǐng)D1所述的bsi圖像傳感器100的中間結(jié)構(gòu)類似，其中，相同的元件由相同的參考標(biāo)號(hào)標(biāo)記，因此該描述此處不再重復(fù)。

參照?qǐng)D17，翻轉(zhuǎn)bsi圖像傳感器1600并且接合至載體襯底201，從而使得襯底107的正面107a面向載體襯底201而暴露襯底107的背面107b以用于進(jìn)一步處理。在一些實(shí)施例中，bsi圖像傳感器1600使用與以上參照?qǐng)D2所述的類似的方法接合至載體襯底201因此該描述此處不再重復(fù)。在bsi圖像傳感器1600和載體襯底201接合之后，可以對(duì)bsi圖像傳感器1600的背面107b施加減薄工藝。在一些實(shí)施例中，bsi圖像傳感器1600的背面107b可以使用與以上參照?qǐng)D2所述的類似的方法來減薄bsi圖像傳感器1600的背面107b因此該描述此處不再重復(fù)。

在減薄之后，在襯底107的背面107b上形成第一介電層1701。在一些實(shí)施例中，可以使用與以上參照?qǐng)D5所述的與第一介電層501類似的材料和方法形成第一介電層1701因此該描述不在此處重復(fù)。在一些實(shí)施例中，第一介電層1701的厚度可以介于約和約之間(諸如約)。在一些實(shí)施例中，第一介電層1701的厚度可以小于第一介電層501的厚度，與bsi圖像傳感器100相比，這可以有利地允許bsi圖像傳感器1600的光學(xué)路徑的減小。第一介電層1701也可以稱為第一緩沖氧化物層1701。因此，可以有利地增大bsi圖像傳感器1600的量子效率并且可以有利地減小bsi圖像傳感器1600的光學(xué)串?dāng)_。

隨后，在第一介電層1701上方形成阻擋/粘合層1703并且在阻擋/緩沖層1703上方形成導(dǎo)電層1705。在一些實(shí)施例中，阻擋/粘合層1703和導(dǎo)電層1705可以分別使用與以上參照?qǐng)D6所述的阻擋/粘合層601和導(dǎo)電層603相同的材料和方法來形成因此該描述不在此處重復(fù)。在一些實(shí)施例中，阻擋/粘合層1703的厚度可以介于約和約之間，并且導(dǎo)電層1705的厚度可以介于約和約之間。在一些示出的實(shí)施例中，阻擋/緩沖層1703包括具有約的厚度的氮化鈦而導(dǎo)電層1705包括具有約的厚度的鎢。應(yīng)該注意，整篇描述列舉的尺寸僅僅是實(shí)例，并且可以改變?yōu)椴煌闹?。如以下更詳?xì)的描述，圖案化阻擋/緩沖層1703和導(dǎo)電層1705以形成金屬屏蔽件1801和金屬柵格1803(見圖18)。

在一些實(shí)施例中，在導(dǎo)電層1705上方形成第二介電層1707。在一些實(shí)施中，第二介電層1707可以使用與以上參照?qǐng)D5所述的第一介電層501類似的材料和方法來形成因此該描述不在此處重復(fù)。在一些實(shí)施例中，第一介電層1701和第二介電層1707可以由相同的材料形成。在其它實(shí)施例中，第一介電層1701和第二介電層1707可以由不同的材料形成。隨后，使用研磨工藝、cmp工藝、蝕刻工藝等來平坦化第二介電層1707。在平坦化工藝之后，第二介電層1707可以具有介于約和約之間的厚度。第二介電層1707也可以稱為第二緩沖氧化物層1707。

進(jìn)一步參照?qǐng)D17，在第二介電層1707上方形成圖案化掩模1709。在一些實(shí)施例中，圖案化掩模1709可以使用與以上參照?qǐng)D2所述的圖案化掩模203類似的材料和方法來形成因此該描述不在此處重復(fù)。在一些實(shí)施例中，圖案化掩模1709包括暴露第二介電層1707在像素陣列區(qū)域103的部分的多個(gè)開口1711，而blc區(qū)域中的第二介電層1707由圖案化掩模1709完全地覆蓋。在一些實(shí)施例中，圖案化掩模1709的未去除部分1713具有均勻的寬度w2、均勻的間隔s2以及均勻的間距p2，其中，p2等于w2和s2的總和。在一些實(shí)施例中，自頂向下看，圖案化掩模1709的未去除部分1713可以形成二維矩形陣列。如以下更詳細(xì)的描述，在圖案化第一介電層1701、阻擋/粘合層1703、導(dǎo)電層1705和第二介電層1707時(shí)，圖案化掩模1709用作蝕刻掩模。在一些實(shí)施例中，寬度w2介于約0.08μm和約0.3μm之間，間隔s2介于約0.72μm和約2.7μm之間，并且間距p2介于約0.8μm和約3μm之間。

參照?qǐng)D18，圖案化第一介電層1701、阻擋/粘合層1703、導(dǎo)電層1705和第二介電層1707以形成多個(gè)開口1805。開口1805延伸穿過第一介電層1701、阻擋/粘合層1703、導(dǎo)電層1705和第二介電層1707，并且暴露襯底107的背面107b在像素陣列區(qū)域103的部分。在一些實(shí)施例中，在使用圖案化掩模1709作為蝕刻掩模的同時(shí)，可以使用一種或多種合適的蝕刻工藝圖案化第一介電層1701、阻擋/粘合層1703、導(dǎo)電層1705和第二介電層1707。在圖案化之后，去除圖案化掩模1709。在一些實(shí)施例中，可以使用與以上參照?qǐng)D3所述的圖案化掩模203類似的方法來去除圖案化掩模1709因此該描述不在此處重復(fù)。

進(jìn)一步參照?qǐng)D18，圖案化工藝形成了金屬屏蔽件1801和金屬柵格1803。在示出的實(shí)施例中，金屬柵格1803的壁可以具有分別與圖案化掩模1709的未去除部分1713的寬度w2、間隔s2和間距p2類似的寬度、間隔、間距。如以下更詳細(xì)的描述，將金屬柵格1803與第一介電層1701和第二介電層1707的相應(yīng)的未去除部分作為掩模以幫助圖案化襯底107的背面107b以形成ha結(jié)構(gòu)1901(見圖19)。在一些實(shí)施例中，在金屬柵格1803和金屬屏蔽件1801上方形成第三介電層1807以保護(hù)金屬柵格1803在形成ha結(jié)構(gòu)1901時(shí)免受圖案化工藝的損壞。在一些實(shí)施例中，可以使用與以上參照?qǐng)D5所述的第一介電層501類似的材料和方法形成第三介電層1807因此該描述不在此處重復(fù)。在一些實(shí)施例中，第一介電層1701、第二介電層1707和第三介電層1807可以由相同的材料形成。在其它實(shí)施例中，第一介電層1701、第二介電層1707和第三介電層1807可以由不同的材料形成。

在一些實(shí)施例中，在第三介電層1807上方形成圖案化掩模1809。在示出的實(shí)施例中，圖案化掩模1809保護(hù)bsi圖像傳感器1600的在blc區(qū)域105中的金屬屏蔽件1801，而暴露bsi圖像傳感器1600的像素陣列區(qū)域103中的金屬柵格1803。在一些實(shí)施例中，可以使用與以上參照2所述的圖案化掩模203類似的材料和方法來形成圖案化掩模1809因此該描述不在此處重復(fù)。如以下更詳細(xì)的描述，將金屬柵格1803和圖案化掩模1809用作組合掩模以幫助圖案化襯底107的背面107b。

參照?qǐng)D19，圖案化像素陣列區(qū)域103中的襯底107的背面107b以形成ha結(jié)構(gòu)1901。在一些實(shí)施例中，在使用金屬柵格1803和圖案化掩模層1809作為組合的蝕刻掩模的同時(shí)，使用合適的蝕刻工藝來圖案化襯底107的背面107b。在一些實(shí)施例中，可以使用與以上參照?qǐng)D3所述的ha結(jié)構(gòu)301類似的蝕刻工藝來形成ha結(jié)構(gòu)1901因此該描述不在此刻重復(fù)。在示出的實(shí)施例中，ha結(jié)構(gòu)1901包括多個(gè)溝槽1903和介于相鄰的溝槽1903之間的多個(gè)未去除部件1905。在一些實(shí)施例中，ha結(jié)構(gòu)1901可以具有以上參照?qǐng)D9a至圖13b所述的圖案因此該描述不在此處重復(fù)。在一些實(shí)施例中，形成ha結(jié)構(gòu)1901的圖案化工藝也可以去除第三介電層1807的在像素陣列區(qū)域103中的第一部分，而第三介電層1807的在blc區(qū)域105中的第二部分保留未被去除。隨后，使用與以上參照?qǐng)D2所述的圖案化掩模203類似的方法來形成圖案掩模1809因此該描述不在此處重復(fù)。

進(jìn)一步參照19，在形成ha結(jié)構(gòu)1901之后，在溝槽1903的側(cè)壁上以及金屬柵格1803和金屬屏蔽件1801上方形成barc層1907。在一些實(shí)施例中，可以使用與以上參照?qǐng)D4所述的barc層401類似的材料和方法來形成barc層1907因此該描述不在此處重復(fù)。在示出的實(shí)施例中，去除像素陣列區(qū)域103中的第三介電層1807并且至少部分barc層1907接觸溝槽1903的側(cè)壁和金屬柵格1803的側(cè)壁。

在一些實(shí)施例中，在barc層1907上方形成第四介電層1909。在一些實(shí)施例中，可以使用與以上參照?qǐng)D5所述的第一介電層501類似的材料和方法來形成第四介電層1909因此該描述不在此處重復(fù)。在一些實(shí)施例中，第一介電層1701、第二介電層1707、第三介電層1807和第四介電層1909可以由相同的材料形成。在其它實(shí)施例中，第一介電層1701、第二介電層1707、第三介電層1807和第四介電層1909由不同的材料形成。隨后，使用研磨工藝、cmp工藝、蝕刻工藝等來平坦化第四介電層1909。在平坦化工藝之后，第四介電層1909可以具有介于約和約之間(諸如約)的厚度。第四介電層1909也可以稱為第四緩沖氧化物層1909。

進(jìn)一步參照?qǐng)D19，在第四介電層1909上方形成濾色片層1911。在一些實(shí)施例中，濾色片層1911包括其中形成有多個(gè)濾色片1915的第五介電層1913。在一些實(shí)施例中，可以分別使用與以上參照?qǐng)D8所述的第三介電層805和濾色片807類似的材料和方法來形成第五介電層1913和濾色片1915因此該描述不在此處重復(fù)。隨后，在濾色片層1911上方形成微透鏡1917，從而使得微透鏡1917與相應(yīng)的濾色片1915和相應(yīng)的有源感光像素109a對(duì)準(zhǔn)。在一些實(shí)施例中，可以使用與以上參照?qǐng)D8所述的微透鏡809類似的方法和材料來形成微透鏡1917因此該描述不在此處重復(fù)。在一些實(shí)施例中，在形成微透鏡1917之后，載體襯底201可以從bsi像素傳感器1600處脫離并且例如，bsi圖像傳感器1600可以進(jìn)一步經(jīng)受諸如封裝的工藝。

圖20是根據(jù)一些實(shí)施例的示出形成bsi圖像傳感器方法2000的流程圖。方法2000開始于步驟2001，其中，如以上參照?qǐng)D16所述，在襯底的第一側(cè)(諸如圖16中示出的襯底107的正面107a)上形成一個(gè)或多個(gè)感光區(qū)域(諸如圖16中示出的感光像素109)。在步驟2003中，如以上參照?qǐng)D17和圖18所述，在襯底的第二側(cè)(諸如圖16中示出的襯底107的背面107b)上形成金屬柵格(諸如圖18中示出的金屬柵格1803)，該襯底的第二側(cè)與襯底的第一側(cè)相對(duì)。在步驟2005中，在形成金屬柵格之后，如以上參照?qǐng)D19所述，在襯底的第二側(cè)上形成高吸收(ha)結(jié)構(gòu)(諸如在圖19中示出的ha結(jié)構(gòu)1901)。

本發(fā)明描述的各個(gè)實(shí)施例可以提供若干優(yōu)勢(shì)。諸如此處描述的實(shí)施例允許用于形成具有在背側(cè)上的高吸收(ha)結(jié)構(gòu)的bsi圖像傳感器。通過在bsi圖像傳感器的背側(cè)上形成ha結(jié)構(gòu)，可以改進(jìn)背側(cè)的光反射率。因此，可以有利地改進(jìn)bsi圖像傳感器在可見區(qū)域和近紅外區(qū)域中的性能。此外，此處示出的各個(gè)實(shí)施例減小了bsi圖像傳感器的光路，這有利地改進(jìn)了bsi圖像傳感器的量子效率并且減小了光學(xué)串?dāng)_。

根據(jù)實(shí)施例，該方法包括在襯底中形成多個(gè)感光像素，該襯底具有第一表面和第二表面，第二表面與第一表面相對(duì)，該襯底具有位于第一表面上的一個(gè)或多個(gè)有源器件。保護(hù)第二表面的第一部分。圖案化第二表面的第二部分以在襯底中形成凹槽。在凹槽的側(cè)壁上形成抗反射層。在第二表面的第二部分上方形成金屬柵格，抗反射層介于襯底和金屬柵格之間。

在一些實(shí)施例中，該方法還包括：在所述第二表面的所述第一部分上方形成金屬屏蔽件，所述抗反射層介于所述襯底和所述金屬屏蔽件之間。

在一些實(shí)施例中，形成所述金屬柵格包括：在所述第二表面的所述第二部分上方形成金屬層；以及圖案化所述金屬層以在所述金屬層中形成開口，所述開口與相應(yīng)的所述感光像素對(duì)準(zhǔn)。

在一些實(shí)施例中，該方法還包括：在圖案化所述第二表面的所述第二部分之后，用介電材料填充所述開口。

在一些實(shí)施例中，該方法還包括：在形成所述金屬層之前，用介電材料填充所述凹槽，所述抗反射層介于所述凹槽的所述側(cè)壁和所述介電材料之間。

在一些實(shí)施例中，圖案化所述第二表面的所述第二部分包括：在所述第二表面的所述第二部分上形成圖案化掩模，所述圖案化掩模暴露所述襯底的部分；以及蝕刻所述襯底的暴露的所述部分以在所述襯底中形成所述凹槽。

在一些實(shí)施例中，所述襯底的介于相鄰的所述凹槽之間的部分具有均勻的寬度和均勻的間隔。

在一些實(shí)施例中，所述凹槽的所述側(cè)壁是傾斜的。根據(jù)另一實(shí)施例，該方法包括在襯底中形成多個(gè)感光區(qū)域，該襯底具有第一表面和第二表面，第二表面與第一表面相對(duì)，該襯底具有位于第一表面上的至少一個(gè)源器件。在第二表面的第一部分上方形成金屬柵格，該金屬柵格暴露襯底的部分。使襯底的暴露的部分凹進(jìn)以在襯底中形成凹槽。在凹槽的側(cè)壁和金屬柵格的側(cè)壁上形成抗反射層。用第一介電層填充凹槽，第一介電層延伸超過金屬柵格的最頂面。

在一些實(shí)施例中，該方法還包括：在所述第二表面的第二部分上形成金屬屏蔽件，所述第一介電層在所述金屬屏蔽件的最頂面之上延伸。

在一些實(shí)施例中，該方法還包括：在所述金屬屏蔽件的側(cè)壁上形成所述抗反射層。

在一些實(shí)施例中，形成所述金屬柵格包括：在所述第二表面的所述第一部分上方沉積第二介電層；在所述第二介電層上方沉積金屬層；在所述金屬層上方沉積第三介電層；以及圖案化所述第二介電層、所述第三介電層和所述金屬層。

在一些實(shí)施例中，使所述襯底的暴露的所述部分凹進(jìn)包括對(duì)所述襯底實(shí)施各向異性濕蝕刻。

在一些實(shí)施例中，所述襯底的介于相鄰的所述凹槽之間的部分以矩形陣列布置。

在一些實(shí)施例中，該方法還包括：在使所述襯底的暴露的所述部分凹進(jìn)之前，在所述金屬柵格上方形成第二介電層，所述第二介電層沿著所述金屬柵格的所述側(cè)壁延伸。根據(jù)又一實(shí)施例，器件包括襯底(該襯底具有第一表面和第二表面，第一表面與第二表面相對(duì))、位于襯底的第一表面上的至少一個(gè)有源器件以及襯底中的多個(gè)感光區(qū)域。該器件還包括襯底的第二表面中的多個(gè)凹槽(多個(gè)凹槽被設(shè)置在多個(gè)感光區(qū)域上方)、沿著多個(gè)凹槽的側(cè)壁延伸的抗反射層以及位于多個(gè)凹槽上方的金屬柵格。

在一些實(shí)施例中，該器件還包括：金屬屏蔽件，鄰近于所述金屬柵格，所述金屬屏蔽件與所述金屬柵格基本齊平。

在一些實(shí)施例中，所述抗反射層沿著所述金屬屏蔽件的側(cè)壁和所述金屬柵格的側(cè)壁延伸。

在一些實(shí)施例中，自頂向下看，所述襯底的介于相鄰的所述凹槽之間的部分以矩形陣列布置。

在一些實(shí)施例中，自頂向下看，所述襯底的介于相鄰的所述凹槽之間的部分形成了矩形柵格。

上面概述了若干實(shí)施例的特征，使得本領(lǐng)域人員可以更好地理解本發(fā)明的方面。本領(lǐng)域人員應(yīng)該理解，他們可以容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)或修改用于實(shí)施與本人所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)勢(shì)的其他工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識(shí)到，這種等同構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本文中他們可以做出多種變化、替換以及改變。