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TWI688085B - 半導體影像感測裝置及其形成方法 - Google Patents

半導體影像感測裝置及其形成方法 Download PDF

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TWI688085B
TWI688085B TW107125500A TW107125500A TWI688085B TW I688085 B TWI688085 B TW I688085B TW 107125500 A TW107125500 A TW 107125500A TW 107125500 A TW107125500 A TW 107125500A TW I688085 B TWI688085 B TW I688085B
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鄭允瑋
黃胤傑
周俊豪
李國政
黃薰瑩
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台灣積體電路製造股份有限公司
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Abstract

本發明實施例有關於影像感測裝置，其具有在前段製程期間形成的接墊結構，接墊結構可在形成背面深溝槽隔離結構和金屬網格結構之前形成。在影像感測裝置的背面形成開口，以露出埋置的接墊結構和形成電性連接。

Description

半導體影像感測裝置及其形成方法
本發明實施例有關於半導體製造技術，特別有關於具有接墊結構的半導體影像感測裝置及其形成方法。
半導體影像感測器用於感測輻射，像是光線。互補式金屬氧化物半導體影像感測器(complementary metal-oxide-semiconductor(CMOS)image sensors，CIS)和電荷耦合裝置(charge-coupled device，CCD)感測器用在各種應用中，像是數位相機和行動電話的相機等應用。這些裝置利用基板中的畫素陣列(其可包含光電二極體、光偵測器、及/或電晶體)來吸收(例如感測)照射到畫素的輻射，並且將感測到的輻射轉換成電性信號。影像感測器的一例子為背照式(back side illuminated，BSI)影像感測裝置，其偵測來自基板背面的光線。
根據本發明一些實施例，提供半導體影像感測裝置的形成方法。此方法包含形成複數個光偵測器於半導體層內，這些光偵測器配置為偵測經由半導體層的第一表面進入半導體層的光線；蝕刻半導體層以形成第一開口於半導體層的第二表面中，其中第二表面與第一表面為相反面；在第一開口內形成接墊結構，接墊結構包括金屬填充物；在半導體層的第二 表面上設置內連線結構；以及蝕刻半導體層以形成第二開口於半導體層中，露出接墊結構的至少一部分。
根據本發明另一些實施例，提供半導體影像感測裝置的形成方法。此方法包含形成複數個光偵測器於半導體層內；蝕刻半導體層以形成第一開口於半導體層的表面中，且第一開口相鄰於這些光偵測器中的至少一個畫素；在第一開口內形成接墊結構，接墊結構包括內襯層和金屬填充物；形成複數個隔離結構於半導體層內；形成金屬網格結構於這些隔離結構上；以及蝕刻半導體層以形成第二開口於半導體層中，露出接墊結構的至少一部份。
根據本發明又另一些實施例，提供半導體影像感測裝置。此半導體影像感測裝置包含半導體層，其具有第一表面和第二表面，第二表面與第一表面為相反面；內連線結構設置在半導體層的第一表面之上；複數個輻射感測區形成在半導體層內，這些輻射感測區配置為感測從第二表面進入半導體層的輻射；複數個背面深溝槽隔離結構形成在半導體層內；以及接墊結構形成在半導體層內，其中接墊結構的深度小於半導體層的厚度。
100‧‧‧影像感測裝置
102、502‧‧‧基板
103、503‧‧‧背側表面
104、504‧‧‧半導體層
105、505‧‧‧前側表面
106A、106B、106C、506A、506B、506C‧‧‧光偵測器
108‧‧‧淺溝槽隔離結構
115、515‧‧‧畫素區
117、517‧‧‧接墊區
201、601‧‧‧承載晶圓
202、602‧‧‧層間介電層
204、604‧‧‧導孔
206、606‧‧‧導線
208、608‧‧‧緩衝層
210、610‧‧‧承載基板
304、704‧‧‧圖案化的半導體層
306、706‧‧‧隔離材料
306A、306B、306C、306D、706A、706B、706C、706D‧‧‧背面深溝槽隔離結構
308、509‧‧‧接墊結構
310‧‧‧介電填充物
404、804‧‧‧複合金屬網格(CMG)結構
405、805‧‧‧第一部分
406、806‧‧‧第二部分
408‧‧‧插塞
500‧‧‧背照式(BSI)影像感測裝置
508‧‧‧周邊開口
510‧‧‧內襯層
512‧‧‧蓋層
514‧‧‧金屬填充物
T‧‧‧厚度
D‧‧‧深度
W‧‧‧寬度
t1‧‧‧厚度
705‧‧‧頂面
707‧‧‧平坦頂面
808‧‧‧接墊開口
900‧‧‧方法
902、904、906、908、910、912‧‧‧操作
為了讓本發明實施例的各個方面能更容易理解，以下配合所附圖式作詳細說明。應該注意，根據工業上的標準範例，各個部件(feature)未必按照比例繪製。實際上，為了讓討論清晰易懂，各個部件的尺寸可能被任意放大或縮小。
第1至4圖是根據一些實施例，示範的影像感測裝置之剖面 示意圖，影像感測裝置具有在背面製造過程期間形成的接墊結構。
第5至8圖是根據一些實施例，示範的影像感測裝置之剖面示意圖，影像感測裝置具有在前段(front-end-of-line，FEOL)製程期間形成的接墊結構。
第9圖是根據一些實施例，形成影像感測裝置的示範方法之流程圖，影像感測裝置具有在前段(FEOL)製程期間形成的接墊結構。
以下內容提供了許多不同實施例或範例，以實現所提供標的之不同部件(featute)。以下描述組件和配置方式的具體範例，以簡化本發明實施例。當然，這些僅僅是範例，而非意圖限制本發明實施例。舉例而言，在以下描述中提及於第二部件上方或其上形成第一部件，其可以包含第一部件和第二部件以直接接觸的方式形成的實施例，並且也可以包含在第一部件和第二部件之間形成額外的部件，使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實施例。此外，本發明實施例可在各個範例中重複參考標號及/或字母。此重複是為了簡化和清楚之目的，其本身並非用於指定所討論的各個實施例及/或配置之間的關係。
再者，為了容易描述圖示中一個元件或部件與另一元件或部件之間的關係，在此可以使用空間相關用語，像是“在...下方”、“在...底下”、“較低”、“較高”、“在...上方”、”之上”、”頂部”、”底部”和類似用語。這些空間相關用語意欲涵 蓋除了圖示所繪製的方向以外，在使用或操作中的裝置之不同方向。設備可以用其他方向定位(旋轉90度或在其他方向)，且在此描述中所使用的空間相關用語可以依此做相應的解讀。
在以下描述中所使用的用語”標稱(nominal)”指的是在產品或製程的設計階段期間所設定之元件或製程操作希望得到的特性或參數，或者元件或製程操作之特性或參數的目標值，其具有在希望得到的數值之上及/或之下的數值範圍，此數值範圍是因為在製造過程中的微小變異或公差(tolerance)所產生。
在以下描述中所使用的用語”大致上(substantially)”表示給定量的數值之±5%偏離的數值。
在以下描述中所使用的用語”約”表示給定量的數值可以根據特定技術節點隨著標的半導體裝置變化。根據特定技術節點，用語”約”可表示給定量的數值在範圍內變化，例如數值的10%到30%(如數值的±10%、±20%或±30%)。
背照式(BSI)影像感測裝置具有矽基板或半導體材料層，光感測畫素或光偵測器形成於其中。背照式(BSI)影像感測裝置包含光偵測器之陣列排列在半導體基板內，半導體基板在內連線結構上。光偵測器延伸至半導體基板內，且配置為接收來自半導體基板的上側(或背面)之輻射。背面深溝槽隔離(Back side deep trench isolation，BDTI)結構排列在半導體基板的上側(或背面)上，且延伸至半導體基板內。背面深溝槽隔離結構側向地排列在感測光的光偵測器之間，以定義個別的網格圖案，並在相鄰的光偵測器之間提供光學隔離。金屬網格結構 或複合金屬網格結構(composite metal grid，CMG)結構形成在背照式(BSI)影像感測裝置的背面上。
彩色濾光材料填充在相鄰的複合金屬網格(CMG)結構之間，以形成彩色濾光片。可以選擇彩色濾光材料，使得具有所希望得到的波長之光線穿透過濾光材料，而具有其他波長的光線則被彩色濾光材料吸收。舉例而言，綠色光濾光材料接收未濾過的自然光，讓綠色光部分(波長介於約495nm與約570nm之間)穿透過濾光片，且吸收剩餘的光線。彩色濾光片對齊個別的光偵測器，以提供濾過的光線至對應的光偵測器。
埋置的彩色濾光片陣列(buried color filter array，BCFA)為彩色濾光材料排列在網格結構中，埋置的彩色濾光片陣列(BCFA)可減少背照式(BSI)影像感測裝置的光學路徑。在製造背照式(BSI)影像感測裝置的埋置彩色濾光片陣列(BCFA)的製程中，橫跨晶圓的裝置均勻性和平坦化均勻性是重要的品質因子，要達成這些均勻性有挑戰性。在埋置彩色濾光片陣列(BCFA)的製程期間，於平坦化之前，形成在背照式(BSI)影像感測裝置的背面上之埋置元件的開口內可以填入介電材料。然而，將介電材料和相鄰結構平坦化可能是有困難的，且可能導致裝置中的缺陷。
開口和埋置元件的例子可以是接墊結構，其排列在半導體基板的周邊開口中，且側向地相鄰於光偵測器。內連線結構排列在半導體基板底下，且接墊結構穿過周邊開口的底面而突出，以電性耦接至內連線結構。接墊結構用於將影像感測裝置電性連接至外部電路，以傳送和接收信號，像是資料或 控制信號。接墊結構可通過打線接合或其他電性互連方式，電性連接至外部電路。周邊開口和埋置接墊結構的形成在光偵測器之後，且在平坦化製程之前。在平坦化製程之前，沉積介電填充層以填充周邊開口。然而，介電填充層和相鄰結構的平坦化可能是有困難的，且可能導致裝置缺陷，特別是對於背照式(BSI)影像感測裝置，裝置缺陷接近晶圓邊緣。
根據本發明的各種實施例，於前段(front-end-of-line，FEOL)製程期間形成接墊結構在影像感測裝置(例如背照式(BSI)影像感測裝置)中。周邊開口形成在光偵測器基板中，且沉積導電材料於周邊開口內。光偵測器基板與承載晶圓接合，且後續形成其他元件結構(像是背面深溝槽隔離結構)和複合金屬網格(CMG)結構。在背照式(BSI)影像感測裝置的背面上形成開口，以露出埋置接墊結構和形成電性連接。在前段(FEOL)製程期間形成接墊結構提供了包含以下在內的很多好處：(i)減少形成接墊所需的遮罩總數；(ii)在平坦化之前，消除介電填充製程的需求；以及(iii)在形成複合金屬網格(CMG)結構之前，提供均勻的平坦晶圓表面，這產生了橫跨晶圓的均勻性。
在描述有關於在前段(FEOL)製程期間(如下所述，參閱第5至9圖)形成接墊結構的實施例之前，於第1至4圖中討論具有在背面製造過程期間形成的接墊結構之示範影像感測裝置。
第1圖是根據本發明的一些實施例，在光偵測器已經形成在半導體層中之後，部分已經製造的影像感測裝置100 之剖面圖。影像感測裝置100為半導體影像感測裝置。部分已經製造的影像感測裝置100包含基板102和半導體層104，部分已經製造的影像感測裝置100也包含畫素區115和接墊區117，光偵測器106A-106C形成於畫素區115中，淺溝槽隔離(shallow trench isolation，STI)結構108形成於接墊區117中。
基板102可以是p型基板，像是舉例而言，摻雜p型摻質的矽材料，p型摻質例如為硼。在一些實施例中，基板102可以是n型基板，像是舉例而言，摻雜n型摻質的矽材料，n型摻質例如為磷或砷。在一些實施例中，基板102可包含鍺、金剛石(diamond)、化合物半導體、合金半導體、絕緣體上的矽(silicon-on-insulator，SOI)結構、任何其他合適材料、及/或前述之組合。基板102可具有初始厚度在從約100μm到約3000μm的範圍內。
半導體層104形成在基板102上，且包含半導體材料，像是舉例而言，矽、鍺、化合物半導體、合金半導體、任何其他合適材料、及/或前述之組合。在一些實施例中，半導體層104可以是磊晶材料，其具有應變以提升效能。半導體層104包含背側表面103和前側表面105。在一些實施例中，半導體層104的厚度大於2μm。在一些實施例中，半導體層104的厚度大於5μm。
輻射感測區，例如光偵測器106A-106C，形成在半導體層104設計成畫素區115的一部分中。光偵測器106A-106C配置為感測輻射(或輻射波)，像是入射光波，每個光偵測器106A-106C包含光電二極體結構。在一些實施例中， 每個光偵測器106A-106C可包含針扎層光電二極體(pinned layer photodiode)、光電閘(photogate)、重置電晶體(reset transistor)、源極隨耦電晶體(source follower transistor)、傳輸電晶體(transfer transistor)、任何其他合適的結構、及/或前述之組合，光偵測器106A-106C也可稱為“輻射偵測元件”或“光感測器”。為了簡化之目的，在第1圖中繪示三個光偵測器106A-106C，然而，可在半導體層104中實行任何數量的光偵測器。在一些實施例中，藉由在半導體層104的前側表面105上進行佈植製程而形成光偵測器106A-106C。佈植製程可包含用p型摻質像是硼摻雜半導體層104。在一些實施例中，佈植製程可包含用n型摻質像是磷或砷摻雜半導體層104。在一些實施例中，光偵測器106A-106C也可由擴散製程形成。
淺溝槽隔離結構108形成在半導體層104設計為接墊區117的一部分中，接墊區117為鄰接光偵測器106A-106C的周邊區，且用於後續的接墊結構的形成。藉由圖案化和蝕刻製程形成溝槽於半導體層104中，且沉積淺溝槽隔離結構108以填充溝槽。淺溝槽隔離結構108可用來作為隔離結構，或者用來作為後續的接墊結構的形成之蝕刻停止層。淺溝槽隔離結構108可由介電材料形成，像是舉例而言，氧化矽、旋塗玻璃、氮化矽、氮氧化矽、摻雜氟的矽酸鹽玻璃(fluorine-doped silicate glass，FSG)、低介電常數介電材料、其他合適的絕緣材料、及/或前述之組合。可藉由淺溝槽隔離(STI)材料的毯覆沉積製程，接著進行化學機械研磨(chemical-mechanical polishing，CMP)和回蝕刻製程而形成淺溝槽隔離結構108，也 可使用其他用於淺溝槽隔離結構108的製造技術。
第2圖是根據本發明的一些實施例，在內連線結構形成之後，部分已製造的影像感測裝置100之剖面圖。將第1圖中部分已製造的影像感測裝置翻轉，並將半導體層104的前側表面105接合至承載晶圓201。在一些實施例中，藉由合適的接合製程，像是舉例而言，熔融接合(fusion bonding)、混成接合(hybrid bonding)、陽極接合(anodic bonding)、直接接合、任何其他合適的接合製程、及/或前述之組合，將承載晶圓201接合至半導體層104。承載晶圓201可包含層間介電層202、導孔204、導線206、緩衝層208和承載基板210。
層間介電層202設置在半導體層104的前側表面105上(例如位於其底下)，提供影像感測裝置100的各種摻雜部件之間的互連，以及電路和輸入/輸出之導電層和導電結構(例如導線)埋置於層間介電層202中。導電層和導電結構可以是多層內連線(multilayer interconnect，MLI)結構的一部分，其包含接點(contacts)、導孔(vias)、及/或金屬線。如第2圖所示，導孔204和導線206埋置於層間介電層202中。在此提供導孔204和導線206作為例子，但也可包含其他導電結構，多層內連線(MLI)結構的位置和配置可依據設計需求改變。導孔204和導線206可由導電材料形成，像是舉例而言，銅、鋁、鎢、摻雜的多晶矽、其他合適的導電材料、及/或前述之組合。多層內連線(MLI)結構也可電性耦接至光偵測器106A-106C，且用來感測和處理接收的光線之其他電路和元件也可以埋置於層間介電層202中，為了簡化在第2圖中未繪示。多層內連線(MLI)結構 包含導電層，在接合製程之後，導電層對齊淺溝槽隔離結構108，並與淺溝槽隔離結構108接觸。
可使用介電材料形成緩衝層208，像是舉例而言，氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其他合適的介電材料、及/或前述之組合。緩衝層208可由合適的沉積方式形成，像是舉例而言，化學氣相沉積(chemical vapor deposition，CVD)、電漿增強化學氣相沉積(plasma-enhanced CVD，PECVD)、原子層沉積(atomic layer deposition，ALD)、物理氣相沉積(physical vapor deposition，PVD)、任何其他合適的製程、及/或前述之組合。可藉由平坦化製程(例如化學機械研磨製程)將緩衝層208平坦化，以形成平滑表面。在一些實施例中，緩衝層208提供基板102與承載基板210之間的電性隔離。
承載基板210對部分已製造的影像感測裝置提供機械支撐，使得在背側表面103上的製程可以進行。在一些實施例中，可使用類似於基板102的材料形成承載基板210，舉例而言，承載基板210包含矽材料。在一些實施例中，承載基板210包含玻璃基板。在一些實施例中，層間介電層202形成於半導體層104上，且承載基板210經由緩衝層208接合至層間介電層202。
第3圖是根據本發明的一些實施例，在背面深溝槽隔離結構和接觸墊已經形成於半導體層中之後，部分已製造的影像感測裝置100之剖面圖。部分已製造的影像感測裝置100包含圖案化的半導體層304、背面深溝槽隔離結構306A-306D、接墊結構308和介電填充物310。
在光偵測器之間形成溝槽之前，將基板102移除，且可將半導體層104薄化。可使用任何合適的方法來移除基板102，像是舉例而言，平坦化製程(例如化學機械研磨)、濕蝕刻方式、乾蝕刻方式、任何其他合適的製程、及/或前述之組合。在半導體層104已經薄化且圖案化後形成圖案化的半導體層304。在一些實施例中，在半導體層104中形成溝槽，而沒有將半導體層104薄化。在一些實施例中，溝槽可以是高深寬比的溝槽，像是舉例而言，溝槽具有的深寬比大於6。用於形成溝槽的蝕刻製程可以是定時(timed)蝕刻製程，此蝕刻製程持續直到達成溝槽的標稱深度(nominal depths)。
藉由毯覆沉積方式沉積隔離材料306於圖案化的半導體層304之露出的表面上，接著進行平坦化製程。隔離材料306填充溝槽並形成背面深溝槽隔離(BDTI)結構306A-306D。每個背面深溝槽隔離(BDTI)結構形成在光偵測器之間，舉例而言，背面深溝槽隔離(BDTI)結構306B形成在光偵測器106A與106B之間。隔離材料306可使用任何合適的介電材料形成，像是舉例而言，氧化矽、氮化矽、任何其他合適的介電材料、及/或前述之組合。在一些實施例中，內襯層(未繪示)形成於隔離材料306與圖案化的半導體層304之間。內襯層可使用高介電常數介電材料形成，像是舉例而言，氧化鉿(HfO2)、五氧化鉭(Ta2O5)、二氧化鋯(ZrO2)、氧化鋁(Al2O3)、其他高介電常數材料、及/或前述之組合。隔離材料306可使用任何合適的沉積方式沉積，像是舉例而言，原子層沉積(ALD)、分子束磊晶(molecular beam epitaxy，MBE)、高密度電漿化學氣相沉 積(high density plasma CVD，HDPCVD)、金屬有機化學氣相沉積(metal organic CVD，MOCVD)、遠程電漿化學氣相沉積(remote plasma CVD，RPCVD)、電漿增強化學氣相沉積(PECVD)、電鍍、其他合適的方式、及/或前述之組合。在隔離材料沉積之後，在沉積的隔離材料306上進行平坦化製程，像是舉例而言，化學機械研磨製程，以形成平坦頂面。在一些實施例中，背面深溝槽隔離結構306A-306D可防止光偵測器之間的互相干擾(例如相鄰的光偵測器106A與106B之間，以及相鄰的光偵測器106B與106C之間)。
在沉積隔離材料306且形成背面深溝槽隔離結構306A-306D之後，形成接墊結構308於接墊區117中，且接墊結構308電性連接至形成在層間介電層202中的多層內連線(MLI)結構。藉由在圖案化的半導體層304中形成周邊開口，露出淺溝槽隔離結構108，在淺溝槽隔離結構108中形成開口，沉積和蝕刻導電材料以形成接墊結構308。
第4圖是根據本發明的一些實施例，在複合金屬網格(CMG)結構和插塞(plug)結構形成於圖案化的半導體層之頂面上之後，部份已製造的影像感測裝置100之剖面圖。如第4圖所示，接墊結構308包含基礎部分，其形成於淺溝槽隔離結構108的頂面之上，並且接墊結構308也包含突出部分，其突出通過淺溝槽隔離結構108的底面，以電性連接至多層內連線(MLI)結構的導線206。接墊結構308可使用導電材料形成，像是舉例而言，銅、鋁、鎢、銀、任何其他合適的導電材料、及/或前述之組合。
形成介電填充物310以覆蓋接墊結構308，且後續填充周邊開口。使用介電填充物310在後續製程步驟期間來保護接墊結構308，且可藉由毯覆沉積來沉積介電填充物310，接著藉由平坦化製程使得介電填充物310的頂面與圖案化的半導體層304的頂面共平面。因為平坦化製程之不同材料的選擇性，平坦化製程和圖案化的半導體層304具有挑戰性，可能會發生碟狀效應(dishing effect)，而造成介電填充物310的內凹頂面。內凹頂面可能會導致背照式(BSI)影像感測裝置中的缺陷，特別是針對背照式(BSI)影像感測裝置，在製造過程期間內凹頂面接近晶圓邊緣。
金屬網格結構，像是複合金屬網格(CMG)結構404，形成在背面深溝槽隔離結構306A-306D之上和隔離材料306上。複合金屬網格(CMG)結構404的每個金屬網格結構形成於光偵測器之間，例如介於光偵測器106A與106B之間，以及介於光偵測器106B與106C之間。在一些實施例中，複合金屬網格(CMG)結構404包含第一部分405和第二部分406。第一部分405可以使用金屬材料形成，像是舉例而言，鈦、鎢、鋁、銅或任何其他合適的材料，其具有能夠反射光線的反射率性質。在一些實施例中，第二部分406包含介電材料，像是舉例而言，氧化矽、旋塗玻璃、氮化矽、氮氧化矽、摻雜氟的矽酸鹽玻璃(FSG)、低介電常數介電材料、其他合適的絕緣材料、及/或前述之組合。複合金屬網格(CMG)結構404不限於上述結構和材料，且可具有兩個以上的部分，並可包含兩種以上的材料。舉例而言，可在第二部分406上形成額外的部分，以達到複合 金屬網格(CMG)結構之標稱高度。複合金屬網格(CMG)結構404可包含具有相對高的反射率性質的材料，使得此材料可沿著大致上朝向相對應的光電二極體之路徑反射光線，而不是讓此材料吸收光線或讓光線穿透過此材料。在一些實施例中，使用任何合適的製程形成複合金屬網格(CMG)結構404，像是舉例而言，濺鍍製程、電鍍製程、蒸鍍製程、其他沉積方式、及/或蝕刻製程、及/或前述之組合。舉例而言，可藉由最初沉積金屬材料，然後選擇性地蝕刻掉金屬材料的一些部分而形成金屬網格。
插塞408形成在介電填充物310中，以電性耦接至接墊結構308。可使用任何合適的導電材料形成插塞408，像是銅、鋁、鈮(niobium)、鎢、其他合適的導電材料、及/或前述之組合。進行圖案化製程以形成開口於介電填充物310中，以及使用毯覆沉積方式沉積插塞材料，接著藉由平坦化製程，使得開口內沉積的插塞材料的頂面與圖案化的半導體層304的頂面共平面。
在上述製程中，於第1至4圖中的接墊結構308在形成背面深溝槽隔離結構306A-306D之後，以及在形成複合金屬網格(CMG)結構404之前形成。此形成順序需要在背面深溝槽隔離結構306A-306D形成之後形成周邊開口，並且在平坦化製程期間使用介電填充物310來填充周邊開口。如前所述，在介電填充物和圖案化的半導體層304上進行平坦化製程對於控制是有挑戰的，且可能會引起裝置缺陷，其會導致裝置品質劣化。在一些實施例中，這些挑戰可藉由在前段(FEOL)製程期間 形成接墊結構予以克服。
第5至8圖說明部分已製造的背照式(BSI)影像感測裝置之製造流程，其具有在前段(FEOL)製程期間形成的接墊結構。在第5至8圖中，於晶圓接合製程之前，且也在背面深溝槽隔離(BDTI)結構和複合金屬網格(CMG)結構的形成之前，在光偵測器基板中形成周邊開口和埋置接墊結構。具有前段(FEOL)形成的接墊結構之背照式(BSI)影像感測裝置消除了在平坦化之前使用介電填充材料來填充周邊開口之需求，因為接墊結構預先形成在周邊開口內，且被矽基板覆蓋。矽基板提供沒有內凹之平坦的晶圓表面，用於後續的複合金屬網格(CMG)結構之形成。
第5圖是根據本發明的一些實施例，在光偵測器和接墊結構形成於半導體層內之後，部分已製造的背照式(BSI)影像感測裝置500之剖面圖。背照式(BSI)影像感測裝置500是半導體影像感測裝置，部分已製造的BSI影像感測裝置500是光偵測器基板，其包含基板502和半導體層504。部分已製造的BSI影像感測裝置500也包含畫素區515和接墊區517，光偵測器506A-506C形成於畫素區515，接墊區517包含周邊開口508和接墊結構509，接墊結構509包含內襯層510、蓋層512和金屬填充物514。
基板502可類似於前述第1圖中的基板102，舉例而言，基板502可以是p型基板或n型基板。在一些實施例中，基板502可包含其他合適的材料或結構。基板502可具有初始厚度，其在從約100μm到約3000μm的範圍內。
半導體層504可類似於前述第1圖中的半導體層104，舉例而言，半導體層504可包含任何合適的半導體材料或化合物半導體材料。在一些實施例中，半導體層504可以是磊晶材料。半導體層504包含背側表面503和前側表面505。在一些實施例中，半導體層504的厚度T大於2μm，如第5圖所示。在一些實施例中，半導體層504的厚度T大於5μm。
光偵測器506A-506C形成在半導體層504設計為畫素區515的部分內，光偵測器506A-506C可類似於前述第1圖中的光偵測器106A-106C，且配置來感測輻射，像是入射光波。每個光偵測器506A-506C包含光電二極體結構，且可包含任何其他合適的結構。為了簡化之目的，在第5圖中繪示三個光偵測器506A-506C；然而，可在半導體層504中實行任何數量的光偵測器。在一些實施例中，使用類似於前述第1圖中用來形成光偵測器106A-106C的方法形成光偵測器506A-506C，舉例而言，可在前側表面505上進行佈植製程，其使用p型或n型摻質。在一些實施例中，光偵測器506A-506C也可藉由擴散製程形成。
接墊結構509形成於半導體層504設計為接墊區517的一部分中，接墊區517為相鄰於光偵測器506A-506C的周邊區，且用於接墊結構的形成。隨著光偵測器基板將與承載基板接合，周邊開口508形成於半導體層504內，且放置的位置對齊承載基板的內連線結構，其細節將參考第6圖詳細說明如下。可使用合適的製程製造周邊開口508，包含圖案化和蝕刻製程。圖案化製程可包含形成光阻層於半導體層504上，將光阻曝光於一圖案，進行曝後烤製程，以及將光阻顯影，以形成 包含光阻的遮罩元件，遮罩元件可在蝕刻製程形成周邊開口508於半導體層504內時，保護半導體層504的一些區域。使用反應性離子蝕刻(reactive ion etch，RIE)及/或其他合適製程，可蝕刻未被光阻覆蓋之露出的半導體層504。此外，用來形成周邊開口508於半導體層504中的其他方法也可適用。舉例而言，根據一些實施例，可使用深反應性離子蝕刻製程，蝕刻製程持續直到周邊開口508的標稱深度已經達到。周邊開口508可具有寬度W，其介於約10μm到約150μm之間，周邊開口508的深度D可在半導體層504的厚度T之約80%到約95%的範圍內(例如80%到95%)。深度D可由許多因子決定，舉例而言，較大的深度D可在後續製造步驟中提供較容易的入口，其穿過背側表面503到周邊開口508，這是因為在周邊開口508與背側表面503之間需要被移除的材料之深度減少。
接墊結構509形成在周邊開口508內，且包含內襯層510、蓋層512和金屬填充物514。根據一些實施例，接墊結構509具有與周邊開口508相同的寬度。在後續製造過程期間，內襯層510可保護半導體層504的露出表面。在一些實施例中，內襯層510可以是阻障層，以防止電遷移及/或金屬擴散至半導體層504內。內襯層510可由介電材料製成，像是舉例而言，氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、或碳化矽。在一些實施例中，內襯層510可使用旋塗玻璃、摻雜氟的矽酸鹽玻璃(FSG)、低介電常數介電材料、其他合適的絕緣材料、及/或前述之組合形成。可由介電內襯材料的毯覆沉積製程，接著藉由化學機械研磨(CMP)及/或回蝕刻製程而形成內襯層510，其他用於內襯層510 的製造技術也可適用。在一些實施例中，內襯層510的厚度t1介於約10nm與約300nm之間(例如介於10nm與300nm之間)。厚度t1可由數個因子決定，舉例而言，內襯層510具有較大厚度t1可提供改善的保護避免金屬擴散，但也降低了接點導電性，這是因為填充在接墊結構509內的導電材料之有效空間較少。
蓋層512形成在周邊開口508的底部中，且在內襯層510上。蓋層512可在後續製程中防止金屬填充物514的金屬氧化。在一些實施例中，蓋層512可使用鋁銅合金(AlCu)形成。在一些實施例中，蓋層512可使用導電材料形成，像是舉例而言，銅、鋁、鎢、其他合適的導電材料、及/或前述之組合。蓋層512可由導電材料之毯覆沉積製程形成，接著藉由回蝕刻製程使得導電材料形成在周邊開口508的底部，其他用於蓋層512的製造技術也可適用。在一些實施例中，蓋層512的厚度介於約0.2μm與約1.5μm之間(例如介於0.2μm與1.5μm之間)。在一些實施例中，蓋層512具有較大厚度可提供改善的保護，避免金屬填充物514的金屬氧化。
金屬填充物514形成在蓋層512上，在一些實施例中，可能不使用蓋層512，且單獨形成金屬填充物514在內襯層510上，以填充周邊開口508。在一些實施例中，金屬填充物514可使用導電材料形成，像是舉例而言，銅、鋁、鋁銅合金、鎢、任何其他合適的導電材料、及/或前述之組合。金屬填充物514可由導電材料之毯覆沉積製程形成，接著藉由化學機械研磨(CMP)及/或回蝕刻製程，使得導電材料形成在周邊開口508內。在平坦化或回蝕刻製程之後，金屬填充物514的頂面與半 導體層504的頂面共平面。其他用於金屬填充物514的製造技術也可適用。蓋層512與金屬填充物514的厚度比例可在約5%到約95%之間的範圍內。
第6圖是根據本發明的一些實施例，在接合了內連線結構之後，部分已製造的背照式(BSI)影像感測裝置500之剖面圖。將第5圖中部分已製造的BSI影像感測裝置翻轉，並將半導體層504的前側表面505接合至承載晶圓601。在一些實施例中，藉由合適的接合方式將承載晶圓601接合至半導體層504，像是舉例而言，熔融接合、混成接合、陽極接合、直接接合、任何其他合適的接合製程、及/或前述之組合。承載晶圓601可包含層間介電層602、導孔604、導線606、緩衝層608、和承載基板610。承載晶圓601及其組件可類似於承載晶圓201及其相對應的組件。舉例而言，承載晶圓601也可包含多層內連線(MLI)結構。在一些實施例中，取決於裝置設計和效能需求，這些結構可以不同。
如前所述參照第5圖，周邊開口508的位置對齊承載晶圓601的內連線結構。在接合製程之後，多層內連線(MLI)結構包含的導線606對齊金屬填充物514，並與金屬填充物514物理性地接觸。因此，金屬填充物514所希望的位置可以使用承載晶圓601中之導線606的位置決定，反之亦然。在接合製程之後，蓋層512和金屬填充物514電性耦接至導線606。
第7圖是根據本發明的一些實施例，在背面深溝槽隔離結構已經形成於半導體層內之後，部分已製造的BSI影像感測裝置500之剖面圖。部分已製造的BSI影像感測裝置500包 含圖案化的半導體層704，以及使用隔離材料706形成的背面深溝槽隔離結構706A-706D。背面深溝槽隔離結構706A-706D可防止光偵測器之間的互相干擾(例如，相鄰的光偵測器506A與506B之間，以及相鄰的光偵測器506B與506C之間)。
在光偵測器之間形成溝槽之前，移除基板502，且可將半導體層504薄化。移除基板502和形成溝槽的方法可與前述參照第3圖的方法類似。在一些實施例中，也可使用移除基板502和形成溝槽的其他合適方法。在半導體層504已經薄化和圖案化之後，形成圖案化的半導體層704，圖案化的半導體層704具有頂面705。在一些實施例中，溝槽形成於圖案化的半導體層704內，而沒有將圖案化的半導體層704薄化。在一些實施例中，溝槽可以是高深寬比的溝槽，像是舉例而言，溝槽具有的深寬比大於6。
隔離材料706藉由毯覆沉積製程而沉積於圖案化的半導體層704之露出的表面上，在沉積之後，將隔離材料706平坦化。隔離材料706填充溝槽且形成背面深溝槽隔離(BDTI)結構706A-706D，每個背面深溝槽隔離(BDTI)結構形成在兩個光偵測器之間。舉例而言，背面深溝槽隔離(BDTI)結構706B形成在光偵測器506A與506B之間，且背面深溝槽隔離、(BDTI)結構706C形成在光偵測器506B與506C之間。隔離材料706和背面深溝槽隔離結構706A-706D可使用類似於上述在第3圖中形成隔離材料306和背面深溝槽隔離結構306A-306D的方法形成。在一些實施例中，內襯層(未繪示)形成於隔離材料706與圖案化的半導體層704之間。在隔離材料沉積之後，在沉積的隔 離材料706上進行平坦化製程，像是舉例而言，化學機械研磨製程，以形成平坦頂面707。
如第7圖所示，在背面深溝槽隔離結構形成之前，接墊結構509形成在圖案化的半導體層704內。周邊開口508和埋置的接墊結構509埋設在圖案化的半導體層704內，且在溝槽蝕刻和後續的平坦化製程期間也被隔離材料706覆蓋。因此，接墊結構509可受到保護免於被蝕刻和平坦化製程損害，而不需要沉積介電填充材料，像是如前述第3圖中的介電填充物310。此外，可避免平坦化製程之不同材料的選擇性所造成的橫跨晶圓之不均勻性，因為在此使用的平坦化製程平坦化一種材料(例如隔離材料706)，而不是如前述參照第3圖之同時平坦化兩種或更多種材料(例如隔離材料306和介電填充物310)。
第8圖是根據本發明的一些實施例，在複合金屬網格(CMG)結構和接墊開口形成於圖案化的半導體層的頂面上之後，部分已製造的BSI影像感測裝置500之剖面圖。當平坦化的隔離材料706提供均勻的平坦頂面用於複合金屬網格(CMG)結構的形成，可以達成橫跨晶圓的均勻性。此外，因為當接墊結構埋置在圖案化的半導體層704內，且被隔離材料706覆蓋時，可以防止在背側表面上的碟狀效應，因此由內凹表面造成的結構缺陷會降至最低。
金屬網格結構，像是複合金屬網格(CMG)結構804，形成在背面深溝槽隔離結構706A-706D之上，且在隔離材料706的頂面707上。複合金屬網格(CMG)結構804形成在隔離材料706的平坦化頂面707上，如第8圖所示，且接墊結構509在 複合金屬網格(CMG)結構形成期間被圖案化的半導體層704和隔離材料706覆蓋。複合金屬網格(CMG)結構804可以與如前述第4圖中的複合金屬網格(CMG)結構404相似，且可使用相同方法形成。舉例而言，複合金屬網格(CMG)結構804可包含使用金屬材料形成的第一部分805，以及使用介電材料形成的第二部分806。複合金屬網格(CMG)結構804不限於上述結構和材料，且可具有兩個以上的部分，並可包含兩種以上的材料。
接墊開口808形成於部分已製造的BSI影像感測裝置500中，以露出接墊結構509的一部分。接墊開口808可使用圖案化和蝕刻製程形成，以移除隔離材料706的一部分和圖案化的半導體層704的一部分，使得接墊結構509的一部分露出。圖案化製程可包含形成光阻層於隔離材料706上，將光阻曝光於一圖案，進行曝後烤製程，以及將光阻顯影，以形成包含光阻的遮罩元件。當蝕刻製程移除隔離材料706的露出部份、內襯層510的下方部分、以及圖案化的半導體層704時，遮罩元件可保護隔離材料706的一些區域。可使用反應性離子蝕刻(RIE)、濕蝕刻製程、任何其他合適的製程、及/或前述之組合蝕刻露出的部分。蝕刻製程的選擇是基於被蝕刻的材料，用於隔離材料706、圖案化的半導體層704和內襯層510的蝕刻製程可以相同或互相不同，取決於使用的材料。在一些實施例中，蝕刻製程可以是反應性離子蝕刻(RIE)製程，其使用以氧為基礎的電漿。在一些實施例中，反應性離子蝕刻(RIE)蝕刻製程可包含其他蝕刻劑氣體，像是舉例而言，氮氣、四氟化碳(CF4)、及/或其他合適氣體。在蝕刻製程之後，遮罩層後續藉 由任何合適的製程移除，像是舉例而言，任何合適的光阻剝除製程、電漿灰化製程、硬遮罩移除製程、及/或任何其他合適的製程。如第8圖所示，在蝕刻製程之後，蓋層512的一部分露出，以提供電性連接至外部電路。在一些實施例中，接墊結構509包含金屬填充物514而沒有蓋層512，此時金屬填充物514的一部分藉由接墊開口808露出。
第9圖是根據本發明的一些實施例，用於形成影像感測裝置的示範方法900之流程圖，影像感測裝置具有在前段(FEOL)製程期間形成的接墊結構。可進行方法900中的其他操作，且可使用不同順序及/或變化進行方法900的操作。
在操作902，根據一些實施例，光偵測器形成於半導體層內且在基板之上。基板可以是p型基板或n型基板，基板可具有初始厚度在從約100μm到約3000μm的範圍內。半導體層可形成於基板上。在一些實施例中，半導體層可以是磊晶材料，其具有應變以提高效能。在一些實施例中，半導體層的厚度大於2μm。光偵測器可形成在半導體層內，且配置為感測輻射，像是入射光波。在一些實施例中，光偵測器能夠感測非可見光。每個光偵測器可包含光電二極體結構。基板、半導體層和光偵測器的例子可以分別是如前述參照第1圖之基板102、半導體層104和光偵測器106A-106C。
在操作904，根據一些實施例，形成接墊結構於半導體層內且位於基板之上。接墊結構形成在半導體層設計為接墊區的一部分中。接墊區為相鄰於光偵測器的周邊區，且用於接墊結構的形成。周邊開口形成於半導體層內，且放置在相應 於承載晶圓的導電結構之位置處。承載晶圓後續可經由晶圓接合而接合至半導體層。周邊開口的深度可以在半導體層的厚度之約80%到約95%的範圍內(例如80%到95%)，接墊結構的例子可以是第5圖中所述之接墊結構509。
接墊結構形成於周邊開口內，且可包含內襯層、蓋層和金屬填充物。內襯層形成於周邊開口內，以在後續製造過程期間保護半導體層的露出表面，或者防止電遷移及/或金屬擴散進入半導體層。在一些實施例中，內襯層的厚度介於約10nm與約300nm之間(例如介於10nm與300nm之間)。內襯層的例子可以是第5圖中所述之內襯層510。
蓋層形成在周邊開口的底部中且在內襯層上，.蓋層可防止金屬填充物材料的金屬氧化。在一些實施例中，蓋層可使用鋁銅合金、銅、鋁、鎢、任何其他合適的導電材料、及/或前述之組合形成。蓋層可具有厚度在約0.2μm與約1.5μm之間(例如介於0.2μm與1.5μm之間)，蓋層的例子可以是第5圖中所述之蓋層512。
金屬填充物形成於周邊開口內且在蓋層上。另外，可不使用蓋層，且金屬填充物可形成於內襯層上並填充周邊開口。在平坦化或回蝕刻製程之後，金屬填充物的頂面與半導體層的頂面共平面。金屬填充物的例子可以是如上述第5圖中的金屬填充物514。
在操作906，根據一些實施例，形成內連線結構。包含內連線結構的承載晶圓可接合至半導體層，半導體層可藉由任何合適的接合方法與承載晶圓接合，像是舉例而言，熔融 接合、混成接合、任何其他合適的接合方法、及/或前述之組合。承載晶圓可包含層間介電層、導孔、導線、緩衝層和承載基板。承載晶圓和其組件的例子可以是第6圖中所述之承載晶圓601和其相對應的組件。層間介電層可形成於半導體層上，提供影像感測裝置的各種部件之間的互連，以及電路和輸入/輸出之導電層和結構可埋置在層間介電層內。導電層和結構的例子可以是如上述參照第6圖之導孔604和導線606。
在操作908，根據一些實施例，形成背面深溝槽隔離結構。在形成溝槽之前，移除基板且可將半導體層薄化，溝槽用於背面深溝槽隔離(BDTI)結構。沉積隔離材料以填充溝槽，並形成背面深溝槽隔離結構。每個背面深溝槽隔離(BDTI)結構可形成在光偵測器之間。在沉積隔離材料之後，在沉積的隔離材料上進行平坦化製程，像是舉例而言，化學機械研磨製程，以形成平坦頂面。在形成背面深溝槽隔離結構之前，接墊結構形成於圖案化的半導體層內。周邊開口和埋置的接墊結構埋設在圖案化的半導體層內，且在溝槽蝕刻和後續的平坦化製程期間也被隔離材料覆蓋。因此，接墊結構可被保護免於受到蝕刻和平坦化製程損害，而不需要沉積介電填充材料。此外，可以避免平坦化製程的不同材料之選擇性所造成的橫跨晶圓之不均勻性，這是因為在此操作中平坦化一種材料。背面深溝槽隔離結構的例子可以是如上所述在第7圖中的背面深溝槽隔離結構706A-706D。
在操作910，根據一些實施例，形成金屬網格結構於隔離材料上。金屬網格結構，像是複合金屬網格(CMG)結 構，其形成於隔離材料上。當接墊結構被半導體材料和隔離材料覆蓋時，可以形成金屬網格結構在隔離材料之平坦化的頂面上。金屬網格結構可包含使用金屬材料形成的第一部分，以及使用介電材料形成的第二部分。金屬網格結構的例子可以是第8圖中所述之複合金屬網格(CMG)結構804。
在操作912，根據一些實施例，形成接墊開口，以露出接墊結構的一部分。接墊開口的形成露出接墊結構的一部分，像是舉例而言，蓋層或金屬填充層。接墊開口可使用圖案化和蝕刻製程形成，以移除部分的隔離材料、部分的圖案化半導體結構、以及部份的內襯層，使得接墊結構的一部分露出。在一些實施例中，在蝕刻製程之後露出覆蓋材料的一部分，以提供電性連接至外部電路。在一些實施例中，接墊結構包含單獨的金屬填充材料，而沒有使用覆蓋結構，此時金屬填充層的一部分藉由接墊開口露出。接墊開口的例子可以是在第8圖中所述之接墊開口808。
根據本發明的各種實施例，於前段(FEOL)製程期間，形成接墊結構在影像感測裝置中(例如背照式(BSI)影像感測裝置)。在形成背面深溝槽隔離結構和金屬網格結構之前，在前段(FEOL)製程中形成周邊開口和接墊結構。在後續製程期間，接墊結構被半導體層保護，因此不需要用介電材料填充周邊開口。在背面深溝槽隔離結構和金屬網格結構形成之後，在影像感測裝置的背面形成開口，以露出埋置的接墊結構和形成電性連接。在前段(FEOL)製程期間形成接墊結構提供了數個好處，像是在平坦化之前免除了介電填充製程的需求。另一好處 是在形成複合金屬網格(CMG)結構之前，形成均勻平坦化的晶圓表面，其轉而可產生橫跨晶圓的均勻性。
在一些實施例中，形成半導體影像感測裝置的方法包含形成複數個光偵測器在半導體層內，這些光偵測器配置為偵測經由半導體層的第一表面進入半導體層的光線。蝕刻半導體層以形成第一開口在半導體層的第二表面中，第二表面與第一表面為相反面。形成接墊結構於第一開口內，且接墊結構包含金屬填充物。內連線結構設置在半導體層的第二表面上。此方法還包含蝕刻半導體層以形成第二開口於半導體層中，露出接墊結構的至少一部分。
在一些實施例中，第一開口的深度在半導體層的厚度之約80%與95%之間。
在一些實施例中，形成接墊結構包括在形成金屬填充物之前，形成蓋層。
在一些實施例中，形成接墊結構包括在形成金屬填充物之前，形成內襯層。
在一些實施例中，上述方法更包括沉積隔離材料，以形成複數個深溝槽隔離結構於半導體層內。
在一些實施例中，這些深溝槽隔離結構中的至少一深溝槽隔離結構形成在這些光偵測器中的相鄰光偵測器之間。
在一些實施例中，蝕刻半導體層以形成第二開口包括圖案化和蝕刻隔離材料。
在一些實施例中，更包括形成金屬網格結構於隔 離材料上，以及在形成金屬網格結構之前，在隔離材料上進行平坦化製程。
在一些實施例中，在設置內連線結構之前，形成第一開口。
在一些實施例中，設置內連線結構包括將承載晶圓接合至半導體層。
在一些實施例中，形成半導體影像感測裝置的方法包含形成複數個光偵測器在半導體層中。此方法也包含蝕刻半導體層，以形成第一開口於半導體層的表面中，且第一開口相鄰於這些光偵測器中的至少一個光偵測器。形成接墊結構於第一開口內，且接墊結構包含內襯層和金屬填充物。此方法還包含形成複數個隔離結構於半導體層內，形成金屬網格結構於這些隔離結構上，蝕刻半導體層以形成第二開口於半導體層中，露出接墊結構的至少一部分。
在一些實施例中，半導體層還包括另一表面與上述表面為相反面，其中這些光偵測器配置為偵測經由半導體層的另一表面進入半導體層的光線。
在一些實施例中，形成至這些隔離結構包括沉積隔離材料於半導體層上，以及平坦化隔離材料。
在一些實施例中，蝕刻半導體層以形成第二開口包括圖案化和蝕刻隔離材料。
在一些實施例中，形成接墊結構還包括在形成金屬填充物之前，沉積覆蓋材料於第一開口內。
在一些實施例中，半導體影像感測裝置包含半導 體層，其具有第一表面和第二表面，第二表面與第一表面為相反面。半導體影像感測裝置也包含內連線結構設置在半導體層的第一表面之上。半導體影像感測裝置包含複數個輻射感測區形成在半導體層內，這些輻射感測區配置為感測從第二表面進入半導體層的輻射。半導體影像感測裝置還包含複數個背面深溝槽隔離(BDTI)結構形成在半導體層內，形成在半導體層中的接墊結構的深度小於半導體層的厚度。
在一些實施例中，接墊結構包括金屬填充物和覆蓋結構。
在一些實施例中，覆蓋結構包括鋁銅合金。
在一些實施例中，更包括複數個複合金屬網格結構形成在半導體層之上。
在一些實施例中，接墊結構的寬度介於10μm與150μm之間。
以上概述了數個實施例的部件，使得在本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以更理解本發明實施例的概念。在本發明所屬技術領域中具有通常知識者應該理解，可以使用本發明實施例作為基礎，來設計或修改其他製程和結構，以實現與在此所介紹的實施例相同的目的及/或達到相同的好處。在本發明所屬技術領域中具有通常知識者也應該理解，這些等效的結構並不背離本發明的精神和範圍，並且在不背離本發明的精神和範圍的情況下，在此可以做出各種改變、取代和其他選擇。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定為準。
500‧‧‧背照式(BSI)影像感測裝置
505‧‧‧前側表面
506A、506B、506C‧‧‧光偵測器
508‧‧‧周邊開口
509‧‧‧接墊結構
510‧‧‧內襯層
512‧‧‧蓋層
514‧‧‧金屬填充物
515‧‧‧畫素區
517‧‧‧接墊區
601‧‧‧承載晶圓
602‧‧‧層間介電層
604‧‧‧導孔
606‧‧‧導線
608‧‧‧緩衝層
610‧‧‧承載基板
704‧‧‧圖案化的半導體層
705‧‧‧頂面
706‧‧‧隔離材料
706A、706B、706C、706D‧‧‧背面深溝槽隔離結構
707‧‧‧平坦頂面
804‧‧‧複合金屬網格(CMG)結構
805‧‧‧第一部分
806‧‧‧第二部分
D‧‧‧深度
808‧‧‧接墊開口

Claims (14)

  1. 一種半導體影像感測裝置的形成方法，包括：形成複數個光偵測器於一半導體層內，其中該複數個光偵測器配置為偵測經由該半導體層的一第一表面進入該半導體層的光線；蝕刻該半導體層，以形成一第一開口於該半導體層的一第二表面中，其中該第二表面與該第一表面為相反面；在該第一開口內形成一接墊結構，該接墊結構包括一金屬填充物；在該半導體層的該第二表面上設置一內連線結構；以及蝕刻該半導體層，以形成一第二開口於該半導體層中，露出該接墊結構的至少一部分。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之半導體影像感測裝置的形成方法，其中該第一開口的一深度在該半導體層的一厚度之約80%與95%之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之半導體影像感測裝置的形成方法，其中形成該接墊結構包括在形成該金屬填充物之前，形成一蓋層。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之半導體影像感測裝置的形成方法，其中形成該接墊結構包括在形成該金屬填充物之前，形成一內襯層。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之半導體影像感測裝置的形成方法，更包括沉積一隔離材料，以形成複數個深溝槽隔離結構於該半導體層內。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之半導體影像感測裝置的形成方法，其中蝕刻該半導體層以形成該第二開口包括圖案化和蝕刻該隔離材料。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之半導體影像感測裝置的形成方法，更包括形成一金屬網格結構於該隔離材料上，以及在形成該金屬網格結構之前，在該隔離材料上進行一平坦化製程。
  8. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之半導體影像感測裝置的形成方法，其中在設置該內連線結構之前，形成該第一開口。
  9. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之半導體影像感測裝置的形成方法，其中設置該內連線結構包括將一承載晶圓接合至該半導體層。
  10. 一種半導體影像感測裝置的形成方法，包括：形成複數個光偵測器於一半導體層內；蝕刻該半導體層，以形成一第一開口於該半導體層的一表面中，且該第一開口相鄰於該複數個光偵測器中的至少一個光偵測器；在該第一開口內形成一接墊結構，該接墊結構包括一內襯層和一金屬填充物；形成複數個隔離結構於該半導體層內；形成一金屬網格結構於該複數個隔離結構上；以及蝕刻該半導體層，以形成一第二開口於該半導體層中，露出該接墊結構的至少一部份。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之半導體影像感測裝置的形成方法，其中該半導體層還包括另一表面與該表面為相反面，其中該複數個光偵測器配置為偵測經由該半導體層的該另一表面進入該半導體層的光線。
  12. 一種半導體影像感測裝置，包括：一半導體層，具有一第一表面和一第二表面，該第二表面與該第一表面為相反面；一內連線結構，設置在該半導體層的該第一表面之上；複數個輻射感測區，形成在該半導體層內，其中該複數個輻射感測區配置為感測從該第二表面進入該半導體層的輻射；複數個背面深溝槽隔離結構，形成在該半導體層內；以及一接墊結構，形成在該半導體層內，其中該接墊結構具有一深度小於該半導體層的一厚度，且該接墊結構包括一內襯層和一金屬填充物，其中該內襯層形成於該金屬填充物之側壁且延伸至覆蓋該金屬填充物的上表面的一部分。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之半導體影像感測裝置，其中該接墊結構包括一覆蓋結構位於該金屬填充物之上，且該內襯層覆蓋且直接接觸該覆蓋結構的上表面的一部分。
  14. 如申請專利範圍第12或13項所述之半導體影像感測裝置，更包括複數個複合金屬網格結構形成在該半導體層之上。
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