TWI870988B - 影像感測器積體晶片及形成其的方法 - Google Patents

Abstract

在一些實施例中，本公開涉及一種影像感測器積體晶片及 形成其的方法。影像感測器積體晶片包括沿著多個畫素區內的基底的第一側佈置的多個閘極結構。佈置在多個閘極結構中相鄰者之間的基底的第一側上的蝕刻阻擋結構。佈置在多個閘極結構中相鄰者之間的蝕刻阻擋結構上的接觸蝕刻停止層(CESL)。設置在基底的一個或多個側壁之間的隔離結構，並且從基底的第二側延伸至基底的第一側。蝕刻阻擋結構垂直地位於隔離結構和CESL之間。

Description

影像感測器積體晶片及形成其的方法

本發明的實施例是有關於一種影像感測器積體晶片及形成其的方法。

積體電路(IC)和影像感測器廣泛用於現代電子裝置，例如照相機和手機。近年來，互補金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器開始廣泛使用，很大程度上取代了電荷耦合裝置(CCD)影像感測器。與CCD影像感測器相比，CMOS影像感測器因低功率消耗、尺寸小、資料處理快、資料直接輸出、低製造成本而越來越受到青睞。

本發明實施例的一種影像感測器積體晶片，包括：多個閘極結構，沿著多個畫素區內的基底的第一側佈置；蝕刻阻擋結構，佈置在所述多個閘極結構中相鄰者之間的所述基底的所述第一側上；接觸蝕刻停止層(CESL)，佈置在所述多個閘極結構中相鄰者之間的所述蝕刻阻擋結構上；以及隔離結構，設置在所述基底的一個或多個側壁之間，並且從所述基底的第二側延伸至所述基底的所述第一側，其中所述蝕刻阻擋結構垂直地位於所述隔離結構和 所述CESL之間。

本發明實施例的一種影像感測器積體晶片，包括：隔離結構，設置在基底內且至少橫向地環繞畫素區，其中所述隔離結構從所述基底的第一側延伸到所述基底的第二側；蝕刻阻擋結構，佈置在所述基底的所述第一側上，其中所述隔離結構接觸所述蝕刻阻擋結構；接觸蝕刻停止層(CESL)，佈置在所述蝕刻阻擋結構上；層間介電質(ILD)層，佈置在所述CESL上；以及一個或多個導電內連線，設置在所述ILD層內且延伸至所述CESL。

本發明實施例的一種形成影像感測器積體晶片的方法，包括：沿著基底的前側形成蝕刻阻擋層；圖案化所述蝕刻阻擋層，形成在所述基底的所述前側上形成蝕刻阻擋結構；在所述蝕刻阻擋結構上形成接觸蝕刻停止層(CESL)；在形成在所述CESL上的層間介電質(ILD)結構內形成一個或多個內連線；蝕刻所述基底的背側，以形成延伸至所述蝕刻阻擋結構的溝槽；以及以一個或多個介電材料填充所述溝槽。

100、200:積體晶片/IC

102、1106:基底

102a:第一側

102b:第二側

104:畫素區

106:影像感測元件

106a、106b:摻雜區

108:閘極結構

108d:閘極介電質

108e:閘極電極

109、304:突出部

110:間隙壁

111、1110:內連線結構

112、1112:內連線

114、1114:層間介電質結構/ILD結構

116、116a、116b:蝕刻阻擋結構

117:非零距離

118:接觸蝕刻停止層/CESL

120:背側隔離結構

120c:導電核心

120d:介電襯墊

120f、120f₁、120f₂:全隔離結構段

120p:部分隔離結構段

202、1902、1904:厚度

204、308、310、404、416:寬度

206:第一介電質

208:介電平坦化層

210:彩色濾光片

212:微透鏡

214、420、426、500、602、704、716、718、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900:圖

216、218:方向

220、422、424、604、702:剖面線

300、400、600、700、800、900、1000:影像感測器IC

302:第二介電質

306:凹陷區

402、414:高度

406:電荷載子

408:凹洞

410:浮置擴散區

412:摻雜隔離區

502:角

706、708:區域

710:介電罩幕

712、714:深度

1100:多維積體晶片結構

1102:第一積體晶片層

1104:第二積體晶片層

1106a:前側

1108:邏輯裝置

1202:閘極層

1204:凹槽

1302、1602、2204、2304:蝕刻液

1304、1502、2004、2104、2206、2306:罩幕

1402:蝕刻阻擋層

2002、2102:植入製程

2202:溝槽

2302:額外的溝槽

2402:介電材料

2502:線

3000:方法

3002、3004、3006、3008、3010、3012、3014、3016、3018、3020、3022、3024:步驟

藉由結合附圖閱讀以下詳細說明，會最佳地理解本揭露的態樣。應注意，根據行業中的標準慣例，各種特徵並非按比例繪製。事實上，為使論述清晰起見，可任意增大或減小各種特徵的尺寸。

圖1示出了積體晶片的一些實施例的剖視圖，積體晶片包括蝕刻阻擋結構被配置為在背側隔離結構的形成期間減輕由於過度 蝕刻而導致的損壞。

圖2A-2B示出了包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測器積體晶片(IC)的一些附加實施例。

圖3示出了包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測器積體晶片(IC)的一些附加實施例的剖視圖。

圖4A-4C示出了包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測器IC的一些附加實施例。

圖5示出了包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測器積體晶片(IC)的一些附加實施例的俯視圖。

圖6A-6B示出了包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測器IC的一些附加實施例。

圖7A-7D示出了包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測器IC的一些附加實施例。

圖8示出了包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測器積體晶片(IC)的一些附加實施例的剖視圖。

圖9示出了包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測器積體晶片(IC)的一些附加實施例的剖視圖。

圖10示出了包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測器積體晶片(IC)的一些附加實施例的剖視圖。

圖11示出了包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測器IC的多維積體晶片結構的一些實施例。

圖12-29示出了形成包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測 器IC的方法的一些實施例的剖視圖。

圖30示出了形成包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測器IC的方法的一些實施例的流程圖。

以下揭露內容提供用於實施所提供標的物的不同特徵的諸多不同實施例或實例。以下闡述組件及佈置的具體實例以簡化本揭露。當然，該些僅為實例且不旨在進行限制。舉例而言，以下說明中將第一特徵形成於第二特徵的上方或第二特徵上可包括其中第一特徵與第二特徵被形成為直接接觸的實施例，且亦可包括其中第一特徵與第二特徵之間可形成有附加特徵進而使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸的實施例。另外，本揭露可能在各種實例中重複使用參考編號及/或字母。此種重複使用是出於簡潔及清晰的目的，而不是自身表示所論述的各種實施例及/或配置之間的關係。

此外，為易於說明，本文中可能使用例如「位於...下方(beneath)」、「位於...下方(below)」、「下部的(lower)」、「位於...上方(above)」、「上部的(upper)」及類似用語等空間相對性用語來闡述圖中所示的一個裝置或特徵與另一(其他)裝置或特徵的關係。所述空間相對性用語旨在除圖中所繪示的定向外亦囊括裝置在使用或操作中的不同定向。設備可具有其他定向(旋轉90度或處於其他定向)，且本文中所使用的空間相對性描述語可同樣相應地進行解釋。

CMOS影像感測器(cis，順式)通常包括按陣列佈置的多個畫素區。多個畫素區分別包括佈置在半導體基板內的影像感測元件。影像感測元件是由一個或多個隔離結構橫向地包圍，這些隔離結構被配置為將相鄰畫素區彼此電性隔離。多個微透鏡是設置在多個畫素區上方。多個微透鏡分別被配置為將入射輻射(例如，入射光線)聚焦到下面的影像感測元件上。當接收到入射光輻射時，影像感測器元件被配置為將入射光輻射轉換為電性訊號。來自影像感測元件的電性訊號可以由訊號處理單元處理以確定由順式捕獲的影像。

隨著積體晶片內的尺寸或構件減少(即縮放)，積體晶片內的尺寸或畫素區也減少，從而使相鄰畫素區之間的電性隔離變得更加困難。在相鄰畫素區之間使用背側隔離結構(例如，背側深溝槽隔離(BDTI)結構)由於可以提供更好地使用電性隔離，因此比植入隔離更優選。背側隔離結構通常通過在基底的背側蝕刻溝槽，然後用一個或多個介電材料填充溝槽來形成。在一些示例中，可以蝕刻基底直到溝槽到達沿著基底的前側佈置的淺溝槽隔離(STI)結構。

然而，STI結構通常具有比背側隔離結構大的寬度，並且可能會影響相鄰影像感測元件的主動區。因為沿基底的前側形成STI結構可能會損壞基底，所以STI結構的形成可能會在結果上對影像感應元件產生負面影響的缺陷(例如，導致相鄰畫素區之間的洩漏路徑、增加暗電流、白色畫素、減少全井容量(FWC)等)。 此外，由於通常用在STI結構的材料，蝕刻到STI結構中以形成背面隔離結構可能導致STI結構的過度蝕刻，這可以進一步降低畫素區的性能。由於蝕刻負載，過度蝕刻可能在沿不同方向(例如，垂直方向)延伸的背側隔離結構段之間的交叉路處更加明顯。

在一些實施例中，本揭露涉及影像感測器積體晶片(IC)包括蝕刻阻擋結構，其被配置為在形成背側隔離結構期間減輕由於過度蝕刻而導致的損壞。影像感測器IC包括沿著多個畫素區內的基底的第一側佈置的多個閘極結構。佈置在多個閘極結構中相鄰者之間的基底的第一側上的蝕刻阻擋結構，佈置在多個閘極結構中相鄰者之間的蝕刻阻擋結構上的接觸蝕刻停止層(CESL)。設置在基底的一個或多個側壁之間的背側隔離結構，並且從基底的第二側延伸至基底的第一側。背側隔離結構終止於蝕刻阻擋結構。通過將背側隔離結構終止於蝕刻阻擋結構，蝕刻阻擋結構能夠在背側隔離結構形成過程中減輕過度蝕刻的影響。此外，由於蝕刻阻擋結構佈置在基底的第一側上，因此可以在沒有蝕刻基底的情況下形成蝕刻阻擋結構，從而防止對基底的損壞(例如，缺陷)，這可能對影像感測器IC產生負面地影響(例如，可以導致增加暗電流、白畫素和/或減少FWC等)。

圖1示出了影像感測器積體晶片(IC)100的一些實施例的剖視圖，積體晶片包括蝕刻阻擋結構被配置為在背側隔離結構的形成期間減輕由於過度蝕刻而導致的損壞。

影像感測器IC 100包括具有第一側102a(例如前側)以 及與第一側102a相對的和第二側102b(例如背側)的基底102。影像感測元件106分別設置在基底102的多個畫素區104內。影像感測元件106被配置為將入射輻射轉換為電性訊號。多個閘極結構108沿著多個畫素區104內的基底102的第一側102a佈置。在一些實施例中，一個或多個側壁間隙壁110可以沿著多個閘極結構108的相應者的相對側上設置。內連線結構111佈置在基底102的第一側102a上。在一些實施例中，內連線結構111包括設置在層間介電質(ILD)結構114內且耦合至多個閘極結構108的多個導電內連線112。

蝕刻阻擋結構116佈置在多個畫素區104之間的第一畫素區和第二畫素區的基底102的第一側102a上。蝕刻阻擋結構116具有橫向地位在多個閘極結構108的相鄰者之間的最外面的側壁，如剖視圖中所示。在一些實施例中，蝕刻阻擋結構116的最外面的側壁可以是與多個閘極結構108的相鄰者的橫向地間隔非零距離117。在一些實施例中，基底102的實質上平坦表面可以從多個閘極結構108的一者的正下方連續延伸到蝕刻阻擋結構116面對基底102的底部的正下方。

接觸蝕刻停止層(CESL)118設置蝕刻阻擋結構116和多個閘極結構108上。CESL 118橫向地延伸超過蝕刻阻擋結構116的最外面的側壁。在一些實施例中，CESL 118沿著蝕刻阻擋結構116的上表面和沿著的最外面的側壁延伸。在這樣的實施例中，CESL 118橫向地位於蝕刻阻擋結構116和圍繞多個閘極結構108 的相鄰者的一個或多個側壁間隙壁110之間。

背側隔離結構120延伸穿過多個畫素區104的相鄰者之間的基底102。在一些實施例中，背側隔離結構120可以包括佈置在溝槽內的一個或多個介電材料，所述溝槽是由基底102中的一個或多個側壁形成。背側隔離結構120從基底102的第二側102b延伸到蝕刻阻擋結構116。背側隔離結構120垂直鄰接(abuts)蝕刻阻擋結構116，使得蝕刻阻擋結構116將背側隔離結構120與CESL 118垂直分開。由於背側隔離結構120垂直鄰接蝕刻阻擋結構116，因此蝕刻阻擋結構116被配置為阻止用於形成背側隔離結構120的蝕刻製程。通過使用蝕刻阻擋結構116來阻止用於形成背側隔離結構120的蝕刻製程，可以防止對基底102、CESL 118和/或ILD結構114的損壞，從而改善與影像感測元件106內的影像感測器IC 100相關的可靠度和效能(例如，減少暗電流和/或白色畫素，增加全井容量(FWC)等)。

圖2A示出了包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測器積體晶片(IC)200的一些附加實施例。

影像感測器IC 200包括多個影像感測元件106各自設置在基底102的多個畫素區104內。在各種實施例中，基底102可以是任何類型的半導體主體(例如，矽、矽鍺、SOI等)以及任何其他類型的半導體和/或外延層，與其相關者。在各種實施例中，多個影像感測元件106可以包括光電二極體、光電電晶體等。在一些實施例中，多個影像感測元件106可以包括具有第一摻雜類 型的第一摻雜區106a(例如，包括p型摻質劑)和具有第二摻雜類型(例如，包括n型摻質劑)的第二摻雜區106b的光電二極體。

多個閘極結構108沿著基底102的第一側102a佈置。在一些實施例中，多個閘極結構108可以對應於轉移電晶體、源極跟隨器電晶體、行選擇電晶體和/或重置電晶體中的一個或多個。在一些實施例中，多個閘極結構108可以包括垂直轉移閘極。在這樣的實施例，多個閘極結構108可以分別包括從面對基底102的閘極結構的表面向外延伸至基底102內的突出部109。在一些實施例中，一個或多個側壁間隙壁110可以沿著相應上或多個閘極結構108的相對側設置。

在一些實施例，多個閘極結構108耦合到設置在層間介電質(ILD)結構114內的多個導電內連線112，所述層間介電質(ILD)結構114佈置在基底102的第一側102a上。在一些實施例中，多個導電內連線112包含設置在ILD結構114的多個堆疊的層間介電質(ILD)層內的導電接觸窗、內連線導線和/或內連線通孔。在一些實施例中，多個導電內連線112可以包括鎢、銅、鋁等。在各種實施例中，多個堆疊的ILD層，可以包括二氧化矽、摻雜二氧化矽(例如碳摻雜二氧化矽)、氧氮化矽、硼矽玻璃(硼矽玻璃)、磷酸矽酸鹽玻璃(磷矽玻璃)、硼磷矽酸鹽玻璃(硼磷矽玻璃)、氟化矽酸鹽玻璃(氟矽酸鹽玻璃)等中的一種或多種。

蝕刻阻擋結構116沿著基底102的第一側102a佈置。在一些實施例中，蝕刻阻擋結構116可以通過第一介電質206與基 底102分開。在一些實施例中，蝕刻阻擋結構116可以包括氮化物類的層，例如氮化矽、氧氮化矽等。在其他實施例中，蝕刻阻擋結構116可以包括碳化物類的層(例如，矽碳化物、矽碳氧化物)、氮化鈦類的層、鋁類的層等。在一些實施例中，蝕刻阻擋結構116可包含和/或是與一個或多個側壁間隙壁110相同的材料。在一些實施例中，蝕刻阻擋結構116可以具有在約5奈米(nm)與約100奈米之間、約20奈米與約100奈米之間、約30奈米與約60奈米之間或其他類似的值的範圍內的厚度202。

接觸蝕刻停止層(CESL)118是蝕刻阻擋結構116和多個閘極結構108設置上。在一些實施例中，CESL 118將多個閘極結構108與ILD結構114內的多個堆疊的ILD層中最接近的一者分開。CESL 118橫向地延伸超過蝕刻阻擋結構116的最外面的側壁。在一些實施例中，CESL 118可以包括矽碳化物、氮化矽、氮化鈦、氮化鉭等。

背側隔離結構120佈置在多個畫素區104的相鄰者之間的基底102內。在一些實施例中，背側隔離結構120可以包括佈置在由基底102中的一個或多個側壁形成的溝槽內的一個或多個介電材料。背側隔離結構120從基底102的第二側102b延伸到蝕刻阻擋結構116。蝕刻阻擋結構116橫向地延伸超過背側隔離結構120中的一個或多個側壁。在一些實施例中，蝕刻阻擋結構116的寬度204可以具有大於背側隔離結構120的寬度。在一些實施例中，寬度204可以在約50奈米和約20,000奈米之間、約100奈米 和約15,000奈米之間、或其他類似的值之間的範圍內。在一些實施例中，蝕刻阻擋結構116的寬度204可以比背側隔離結構120的寬度更大，其範圍在至少約30奈米到約10,000奈米之間。

多個彩色濾光片210設置在與基底102的第一側102a相對的基底102的第二側102b上。多個微透鏡212佈置在多個彩色濾光片210上。多個微透鏡212分別有背對基底102的曲形表面。曲形表面被配置為將入射輻射聚焦到下面的影像感測器元件106上。

圖2B示出了包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測器積體晶片(IC)的一些附加實施例的俯視圖214。圖2A是沿著俯視圖214的剖面線220截取的。

如俯視圖214所示，多個畫素區104以具有行和列的陣列佈置在基底102內。行沿第一方向216延伸，列沿垂直於第一方向216的第二方向218延伸。在一些實施例中，多個畫素區104可以佈置在間距處，該間距在約200奈米與約2,000奈米之間、約250奈米與約500奈米之間、約400奈米或其他類似值之間的範圍內。背側隔離結構120以閉合迴路中各自環繞多個畫素區104中的相應畫素區，從而將多個畫素區104的相鄰的彼此分開。

如在俯視圖214中觀察到的，背側隔離結構120包括在第一方向216和第二方向218中延伸的格佈局。蝕刻阻擋結構116佈置在沿第一方向216和第二方向218延伸的背側隔離結構120的路段之間的十字路口(例如，交叉路口)下方。舉例來說，蝕刻 阻擋結構116被佈置在第一方向216中延伸的第一線段和在第二方向218中延伸的第二線段的交點下方的基底的第一側上。由於蝕刻負載，用於在基底102內形成背側隔離結構120的蝕刻製程在十字路口處將具有比其他區更高的蝕刻速率。較高的蝕刻速率將對基底和/或ILD結構造成增加的過度蝕刻和電位損壞。通過將蝕刻阻擋結構116定位在十字路口下方，蝕刻阻擋結構116能夠減輕蝕刻負載引起的過度蝕刻(例如，因此改善影像感測器IC的效能和/或可靠度)，而不影響用於製造的設計和/或製造製程所公開的影像感測器IC。

圖3示出了包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測器IC 300的一些附加實施例的剖視圖。

影像感測器IC 300包括設置在多個閘極結構108的相鄰者之間的基底102第一側102a(例如前側)上的蝕刻阻擋結構116。多個閘極結構108分別包括閘極介電質108d(例如，包括、氧化物、氮化物等)和閘極電極108e(例如，包括多晶矽、金屬和/或其類似物)。閘極介電質108d將閘極電極108e與基底102分開。

蝕刻阻擋結構116與基底102之間通過第一介電質206隔開。第一介電質206可以延伸到多個閘極結構108的相鄰者的最外面的側壁。在一些實施例中，第一介電質206還沿著蝕刻阻擋結構116中的一個或多個側壁延伸。在一些實施例中，第二介電質302佈置在第一介電質206、蝕刻阻擋結構116和多個閘極結構108的上方。接觸蝕刻停止層(CESL)118佈置在第二介電質 302上。在一些實施例中，CESL 118可以通過第二介電質302橫向地與蝕刻阻擋結構116中的一個或多個側壁隔開。

在一些實施例中，蝕刻阻擋結構116包括在蝕刻阻擋結構116的寬度上變化的高度。在一些實施例中，如剖視圖中所見，蝕刻阻擋結構116可以包括一個或多個突出部304，所述一個或多個突出部304佈置在蝕刻阻擋結構116的相對側上。一個或多個突出部304從蝕刻阻擋結構116的上表面向外延伸，其耦合到蝕刻阻擋結構116的最外面的側壁。在一些實施例中，蝕刻阻擋結構116在蝕刻阻擋結構116的橫向的中心處，具有比橫向的中心和蝕刻阻擋結構116的最外側側壁之間更小的厚度。

背側隔離結構120垂直延伸穿過基底102和第一介電質206到接觸蝕刻阻擋結構116。背側隔離結構120的一側可以包括沿著基底102和第一介電質206之間的接面的凹陷區(divot)306。在第一介電質206內，背側隔離結構120具有從凹陷區(divot)306橫向地向外突出的球狀段。球狀段有一個曲形，最外面的側壁被第一介電質206包圍。在一些實施例中，背側隔離結構120在基底102的側壁之間有第一寬度308，在第一介電質206的側壁之間有第二寬度310。第一寬度308與第二寬度310不同。在一些實施例中，第一寬度308可能比第二寬度310大。

圖4A示出了示出了包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測器IC的一些附加實施例的剖視圖。

影像感測器IC 400包括具有多個畫素區104的基底102， 所述多個畫素區104各自具有多個閘極結構108的一者。如剖視圖中所示，蝕刻阻擋結構116設置在多個閘極結構108的相鄰者之間的基底102上。背側隔離結構120沿著多個畫素區104的相對側延伸穿過基底102。背側隔離結構120可以包含一個或多個全隔離結構段120f和一個或多個部分隔離結構段120p。一個或多個全隔離結構段120f具有第一高度402和第一寬度404。一個或多個部分隔離結構段120p具有第二高度414和第二寬度416。第一高度402比第二高度414大。

在一些實施例中，第一高度402在約1微米(μm)與約20微米之間、約2微米與約15微米之間、約3微米或其他類似的值的範圍內。在一些實施例中，第一高度402可以大於或等於基底102中的厚度。在一些實施例中，第一寬度404在約10奈米和約10000奈米之間、約20微米和約9990微米之間的範圍內，或其他類似的值。在一些實施例中，第二高度414處於約1微米至約15微米之間、約2微米至約14微米之間的範圍內，或其他類似的值。在一些實施例中，第二寬度416在約10奈米和約10000奈米之間、約20微米和約9990微米之間的範圍內，或其他類似的值。

在一些實施例中，浮置擴散區410佈置在一個或多個部分隔離結構段120p下方的基底102內。在這樣的實施例中，浮置擴散區410可在多個畫素區104的相鄰者之間共享，從而增加可用於多個影像感測元件106的區且提高多個影像感測元件106的 完整井容量。浮置擴散區410是基底102的摻雜區。在一些實施例中，多個閘極結構108可以包括被配置為轉移閘極，以選擇性地電荷載子406從多個影像感測元件106到浮置擴散區410的移動。在一些實施例中，摻雜隔離區412(例如摻雜井區)可以佈置在一個或多個部分隔離結構段120p與浮置擴散區410之間的基底102內。

蝕刻阻擋結構116設置在與一個或多個部分隔離結構段120p橫向之外的一個或多個全隔離結構段120f垂直下方。內連線結構111通過CESL 118與蝕刻阻擋結構116和多個閘極結構108分開。在一些實施例中，CESL 118可以包括在蝕刻阻擋結構116的相對側佈置的一個或多個凹洞(pits)408。一個或多個凹洞408由CESL 118的相對側壁形成。內連線結構111包括佈置在ILD結構114內的多個導電內連線112。在一些實施例，多個導電內連線112中包括一個或多個導電接觸窗，其延伸穿過CESL 118至蝕刻阻擋結構116的頂部下方，所述蝕刻阻擋結構116的頂部背離基底102。

圖4B示出了圖4A的影像感測器IC 400的一些實施例的俯視圖420。圖4A是沿著俯視圖420的剖面線422截取的。如俯視圖420所示，蝕刻阻擋結構116設置在背側隔離結構120的垂直延伸段和水平延伸段之間的交叉路口處。圖4C示出了沿著圖4B的剖面線424截取的影像感測器IC的一些實施例的剖視圖426。如剖視圖426所示，在蝕刻阻擋結構116的上方，背側隔離結構 120包括一個或多個全隔離結構段120f。在蝕刻阻擋結構116之外，背側隔離結構120包含一個或多個部分隔離結構段120p。

圖5示出了包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測器積體晶片(IC)的一些附加實施例的俯視圖500。

如俯視圖500所示，背側隔離結構120以閉合迴路中環繞多個畫素區104的相應者，從而將多個畫素區104的相鄰者彼此分開。如在俯視圖500中所見，背側隔離結構120包括沿第一方向216和垂直於第一方向216的第二方向218延伸的格佈局。

蝕刻阻擋結構116佈置在背側隔離結構120在第一方向216和第二方向218中延伸的路段之間的十字路口下方。從俯視圖500觀察，蝕刻阻擋結構116具有十字形狀。蝕刻阻擋結構116的十字形狀具有最外面的側壁，其被沿著蝕刻阻擋結構116外部的空間測量為大約等於90°的角502分開。通過使蝕刻阻擋結構116具有十字形狀，蝕刻阻擋結構116能夠更好地進行控制在背側隔離結構120的垂直路段之間的十字路口的過度蝕刻。

圖6A示出了包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測器IC 600的一些附加實施例。

影像感測器IC 600包括具有多個畫素區104的基底102，所述多個畫素區104各自具有多個閘極結構108的一者。蝕刻阻擋結構116設置在是多個閘極結構108之間的基底102上。背側隔離結構120沿著多個畫素區104的相對側延伸穿過基底102。背側隔離結構120包括在多個畫素區104相對側上的一個或多個全 隔離結構段120f。在一些實施例中，一個或多個全隔離結構段120f可以延伸穿過摻雜隔離區412，以改進多個畫素區104的相鄰者之間的電性隔離。

圖6B示出了圖6A的影像感測器IC 600的一些附加實施例的俯視圖602。圖6A是沿著俯視圖602的剖面線604截取的。如俯視圖602所示，背側隔離結構120以閉合迴路連續延伸圍繞多個畫素區104。蝕刻阻擋結構116也在背側隔離結構120上方以閉合迴路連續延伸圍繞多個畫素區104。因為蝕刻阻擋結構116在背側隔離結構120上方以閉合迴路連續延伸圍繞多個畫素區104，所以背側隔離結構120能夠包括在以閉合迴路圍繞多個畫素區104中完全延伸穿過基底102的全隔離結構段120f。在一些實施例(未示出)中，多個畫素區104的每一者可以包括通過全隔離結構段120f與相鄰浮置擴散區分開的單獨的浮置擴散區。

圖7A-7D示出了包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測器IC的一些附加實施例。

圖7A示出了影像感測器IC 700的一些附加實施例的俯視圖。影像感測器IC 700包括以閉合迴路連續延伸圍繞多個畫素區104的背側隔離結構120。蝕刻阻擋結構116覆蓋位於沿第一方向216和第二方向218延伸的背側隔離結構120的路段之間的交叉路口。蝕刻阻擋結構116包括十字形狀。

圖7B示出了沿圖7A的俯視圖的剖面線702截取的剖視圖704。如剖視圖704所示，背側隔離結構120延伸穿過基底102， 從基底102的第一側102a延伸到基底102的相對的第二側102b。在一些實施例中，介電罩幕710可以沿著基底102的第二側102b佈置在背側隔離結構120的段之間。

背側隔離結構120包含一個或多個全隔離結構段，全隔離結構段包括終止於蝕刻阻擋結構116的部分和不終止於蝕刻阻擋結構116的部分。在一些實施例中，背側隔離結構120可以在終止於蝕刻阻擋結構116的部分和不終止於蝕刻阻擋結構116的部分之間交替，如剖視圖704中所示。終止於蝕刻阻擋結構116的部分經過基底102的第一側102a延伸到第一深度712，並具有面對蝕刻阻擋結構116的第一平坦下表面(如區域706所示)。不終止於蝕刻阻擋結構116的部分經過基底102的第一側102a延伸到第二深度714(如區域708所示)。在一些實施例中，第二深度714比第一深度712大。

圖7C示出了圖7B的區域706的剖視圖716。如剖視圖716所示，背側隔離結構120從基底102內的第一段延伸至基底102和蝕刻阻擋結構116之間的第一介電質206內的第二段。在一些實施例中，背側隔離結構120包括導電核心120c和圍繞導電核心120c的介電襯墊120d。第二段包括球莖(bulbus)形狀，所述球莖形狀具有面對蝕刻阻擋結構116的實質上平坦下表面。在一些實施例中，實質上平坦下表面可以具有比背側隔離結構120中的一個或多個上覆部分更大的寬度。球莖形狀具有沿橫向地平分線的不對稱曲率，這使得球莖形狀沿球莖形狀的下半部具有最大 寬度。第一段具有第一寬度，第二段具有第二寬度。第一寬度和第二寬度是不同的。在一些實施例中，第二寬度可能比第一寬度大。

圖7D示出了圖7B的區域708的剖視圖718。如剖視圖718所示，背側隔離結構120從基底102內的第一段延伸至第一介電質206內的第二段，並延伸至CESL 118內且突出穿過CESL 118的第三段。第二段包括球莖形狀，其具有接近球莖段的垂直中心的最大寬度。在一些實施例中，第三段具有朝向背側隔離結構120的底部向內傾斜的錐形側。在一些實施例中，錐形側耦合至實質上平坦下表面，該實質上平坦下表面具有比背側隔離結構120中的一個或多個上覆部分更小的寬度。第一段具有第一寬度，第二段具有第二寬度，第三段具有第三寬度。第一寬度、第二寬度和第三寬度彼此不同。一些實施例中，第二寬度比第一寬度大，第一寬度比第三寬度大。

圖8出了包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測器IC 800的一些附加實施例的剖視圖。

影像感測器IC 800包括在多個閘極結構108的相鄰者的最外側的側壁之間連續延伸的蝕刻阻擋結構116。一個或多個側壁間隙壁110沿著多個閘極結構108的相對側佈置。一個或多個側壁間隙壁110落在(rest on)蝕刻阻擋結構116的背離基底102的上表面上。背側隔離結構120延伸穿過基底102以接觸蝕刻阻擋結構116面對基底102的下表面。通過使蝕刻阻擋結構116在多個閘極結構108的相鄰者的最外側的側壁之間連續延伸，可以減 輕由於未對準而導致的過度蝕刻錯誤，從而改善多個畫素區104的相鄰者之間的電性隔離。

圖9示出了包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測器IC 900的一些附加實施例的剖視圖。

影像感測器IC 900包括在多個閘極結構108的相鄰者的最外側的側壁之間連續延伸的蝕刻阻擋結構116。一個或多個側壁間隙壁110沿著多個閘極結構108的相對側佈置。一個或多個側壁間隙壁110落在蝕刻阻擋結構116的背離基底102的上表面上。

背側隔離結構120設置在基底102內。背側隔離結構120包括沿著多個畫素區104的一者的第一側佈置的一個或多個部分隔離結構段120p，和沿著多個畫素區104的一者的第二側佈置兩個全隔離結構段120f₁-120f₂。兩個全隔離結構段120f₁-120f₂包括通過基底102與第二全隔離結構段120f₂橫向地分開的第一全隔離結構段120f₁。第一全隔離結構段120f₁和第二全隔離結構段120f₂都是從基底102的第二側102b延伸到蝕刻阻擋結構116。蝕刻阻擋結構116橫向且連續延伸通過第一全隔離結構段120f₁和第二全隔離結構段120f2的相對側。通過具有兩個全隔離結構段120f₁-120f₂設置在多個畫素區104的相鄰者之間，多個畫素區104的相鄰者的電性隔離可以得到改善。

圖10示出了包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測器IC 1000的一些附加實施例。

影像感測器IC 1000包括橫向地位於基底102上的多個 閘極結構108的相鄰者的最外側的側壁之間的的第一蝕刻阻擋結構116a和第二蝕刻阻擋結構116b。第一蝕刻阻擋結構116a是橫向地與第二蝕刻阻擋結構116b間隔非零距離。在一些實施例中，CESL 118橫向地設置在第一蝕刻阻擋結構116a和第二蝕刻阻擋結構116b之間。

背側隔離結構120設置在基底102內。背側隔離結構120包括沿著多個畫素區104的一者的第一側佈置的一個或多個部分隔離結構段120p，和沿著多個畫素區104的一者的第二側佈置兩個全隔離結構段120f₁-120f₂。兩個全隔離結構段120f₁-120f₂包括通過基底102與第二全隔離結構段120f₂橫向地分開的第一全隔離結構段120f₁。第一全隔離結構段120f₁從基底的第二側102b延伸到第一蝕刻阻擋結構116a，第二全隔離結構段120f₂從基底的第二側102b延伸到第二蝕刻阻擋結構116b。

圖11示出了包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測器IC的多維積體晶片結構1100的一些實施例。

多維積體晶片結構1100包括彼此疊置的第一積體晶片層(tier)1102(例如，第一晶粒)和第二積體晶片層1104(例如，第二晶粒)。在一些實施例中，第一積體晶片層1102可以以面對面(face-to-face)接合組態的形式與第二積體晶片層1104鍵合，而在其他實施例(未示出)中，第一積體晶片層1102可以以面對背(face-to-back)或背對背(back-to-back)接合組態的形式與第二積體晶片層1104鍵合。在一些附加實施例(未示出)中，積體 晶片結構可以包括一個或多個附加層。

第一積體晶片層1102包括包含多個畫素區104的基底102，多個畫素區104各自包括多個影像感測元件106的一者和多個閘極結構108的一者。多個畫素區104彼此被背側隔離結構120分開，背側隔離結構120終止於沿著基底102的前側設置的蝕刻阻擋結構116。第一積體晶片層1102還包括設置在基底102上的內連線結構111。內連線結構111包括佈置在ILD結構114內的多個導電內連線112。

第二積體晶片層1104包括設置在第二基底1106的前側1106a上和/或內的多個邏輯裝置1108。在各種實施例中，多個邏輯裝置1108，可以包括平面FET、鰭型FET、環繞閘極FET(例如，奈米片)等。在一些實施例中，一個或多個邏輯裝置1108可以被配置為進行操作，例如影像處理、類比資料處理(例如，降噪、資料取樣等)等。第二內連線結構1110在第二基底1106的前側1106a上。第二內連線結構1110包括設置在第二層間介電質(ILD)結構1114內的第二多個內連線1112。第二內連線1112電性耦合至多個邏輯裝置1108。內連線結構111沿著接合接面包括一個或多個導電接面和一個或多個介電接面與第二內連線結構1110接合。

圖12-29示出了形成包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測器IC的方法的一些實施例的剖視圖1200-2900。儘管圖12-29中所示的剖視圖1200-2900被描述為形成包括蝕刻阻擋結構的影像感測器積體晶片參考方法，但是應當理解，圖12-29中所示的結 構不限於形成方法，而是可以獨立於該方法。

如圖12的剖視圖1200所示，沿著基底102的第一側102a形成一個或多個閘極層1202。一個或多個閘極層1202可以包括閘極介電層和形成在閘極介電層上的閘極電極層。在各種實施例中，閘極介電層可以由沉積製程和/或熱製程形成。在一些實施例中，閘極電極可以通過沉積技術(例如，物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)、電漿增強CVD(PE-CVD)、原子層沉積(ALD)等)形成。在一些實施例中，可以在形成一個或多個閘極層之前蝕刻基底102，以形成延伸到基底102中的一個或多個凹槽1204。在這樣的實施例中，一個或多個閘極層1202延伸至一個或多個凹槽1204中。

如圖13的剖視圖1300中所示，圖案化一個或多個閘極層(例如圖12的一個或多個閘極層1202)以形成多個閘極結構108。在各種實施例中，多個閘極結構108可以對應於轉移電晶體、源極跟隨器電晶體、行選擇電晶體和/或重置電晶體。在一些實施例中，多個閘極結構108可以包括垂直轉移閘極，垂直轉移閘極包括從垂直轉移閘極的下表面向外延伸到基底102內的突出部109。在一些實施例中，可以根據一個或多個圖案化製程來圖案化一個或多個閘極層。一個或多個圖案化製程可以通過使用微影製程來進行，在一個或多個閘極層上形成第一罩幕1304(例如，感光性材料、硬罩幕、或其類似物)並隨後根據第一罩幕1304將一個或多個閘極層暴露於一個或多個蝕刻液1302。

如圖14中的剖視圖1400所示，在基底102的第一側102a上和多個閘極結構108上形成蝕刻阻擋層1402。蝕刻阻擋層1402共形地覆蓋多個閘極結構108的側壁和上表面。蝕刻阻擋層1402可以通過沉積技術(例如，PVD、CVD、PE-CVD、ALD等)形成。在各種實施例中，蝕刻阻擋層1402可以包括氮化物類的介電質(例如，氮化矽、氧氮化矽、或其類似物)、碳化物類的層(例如矽碳化物、矽碳氧化物)、氮化鈦類的層、鋁類的層、或其類似物。

如圖15中的剖視圖1500所示，在蝕刻阻擋層1402上形成第二罩幕1502。第二罩幕1502可以橫向地形成在多個閘極結構108之間。在一些實施例中，可以使用微影製程在蝕刻阻擋層1402的上方形成第二罩幕1502(例如，感光性材料、硬罩幕、或其類似物)。

如圖16的剖視圖1600中所示，圖案化蝕刻阻擋層(例如圖14的蝕刻阻擋層1402)以在多個閘極結構108之間橫向地形成蝕刻阻擋結構116。在一些實施例中，可以通過根據第二罩幕1502將蝕刻阻擋層暴露於一個或多個蝕刻液1602來圖案化蝕刻阻擋層。在一些實施例中，可以沿著多個閘極結構108的相對側形成一個或多個側壁間隙壁110。在一些實施例中，一個或多個側壁間隙壁110可以通過對蝕刻阻擋層進行蝕刻來形成。在另一實施例中，一個或多個側壁間隙壁110可以由單獨的沉積和蝕刻製程形成。在這樣的實施例中，一個或多個側壁間隙壁110可以通過將間隙壁層(例如，氮化物、氧化物等)沉積到基底102的第一 側102a上並且選擇性地蝕刻間隙壁層以形成一個或多個側壁間隙壁110。

如圖17中的剖視圖1700所示，在多個閘極結構108和蝕刻阻擋結構116上形成接觸蝕刻停止層(CESL)118。在一些實施例中，CESL 118可以橫向地且直接形成在蝕刻阻擋結構116的最外側側壁與多個閘極結構108中最相鄰的一者的最外側側壁之間。CESL 118可以通過沉積技術(例如，PVD、CVD、PE-CVD、ALD等)形成。在各種實施例中，CESL 118可以包括氮化物(例如氮化矽、氧氮化矽等)、碳化物(例如矽碳化物、矽碳氧化物)等。在一些實施例中，CESL 118可以共形地形成，使得一個或多個凹洞408橫向地形成在蝕刻阻擋結構116和多個閘極結構108的相鄰者之間。

如圖18中的剖視圖1800所示，沿著基底102的第一側102a形成內連線結構111。內連線結構111可以通過在層間介電質(ILD)結構114內形成多個導電內連線112來形成。ILD結構114包括多個堆疊的ILD層，而多個導電內連線112包括導電導線和通孔的交替的層。在一些實施例中，多個導電內連線112中的一個或多個可以使用金屬鑲嵌法製程(例如，單金屬鑲嵌法製程或雙金屬鑲嵌製程)形成。可以通過在基底102的第一側102a上方形成ILD層，蝕刻ILD層以形成通孔的洞和/或溝槽，並且用導電材料填充通孔的洞和/或溝槽來進行金屬鑲嵌法製程。在一些實施例中，ILD層可以通過物理氣相沉積技術(例如，PVD、CVD、 PE-CVD、ALD等)沉積，並且導電材料可以使用沉積製程和/或電鍍製程(例如，電鍍、無電電鍍等)形成。在各種實施例中，導電材料可以包括鎢、銅、鋁、銅等。

如圖19中的剖視圖1900所示，基底102可以減薄。減薄基底102會將基底102的厚度從第一厚度1902減少到小於第一厚度1902的第二厚度1904。減薄基底102允許更容易地將輻射到穿過到(例如，隨後形成的)影像感測元件。在各種實施例中，基底102可以通過蝕刻和/或機械研磨基底102的第二側102b來減薄。在一些實施例中，內連線結構111可以在減薄之前接合至支撐基底(例如，矽基底)以在減薄製程期間給出基底102機械支撐。

如圖20的剖視圖2000所示，影像感測元件106形成在基底102內的多個畫素區104內。在一些實施例中，影像感測元件106可以包括通過將一個或多個摻質劑種類植入到基底102的第二側102b中而形成的光電二極體。舉例來說，可以通過選擇性地進行第一植入製程2002以形成具有第一摻雜類型(例如，n型)的第一區，並且隨後進行第二植入製程以形成鄰接第一區並具有與第一摻雜型不同的第二摻雜類型(例如，p型)的第二區，來形成影像感測元件106。在一些實施例中，第一植入製程2002可以按照由微影製程形成的第三罩幕2004來進行。

如圖21中的剖視圖2100所示，在基底102內形成浮置擴散區410。在一些實施例中，浮置擴散區410可以使用圖20的 第一植入製程或第二植入製程的一者形成。在其他實施例中，浮置擴散區410可以根據由微影製程形成的第四罩幕2104且根據第三植入製程2102形成。

如圖22的剖視圖2200所示，沿著多個畫素區104的一個或多個側在基底102內形成一個或多個溝槽2202。一個或多個溝槽2202從基底102的第二側102b(例如背側)垂直延伸至佈置在沿基底102的第一側102a的蝕刻阻擋結構116。在一些實施例中，可以通過第一蝕刻製程選擇性地蝕刻基底102的第二側102b以形成一個或多個溝槽2202。在一些實施例中，可以根據第五罩幕2206將基底102的第二側102b暴露於一個或多個蝕刻液2204來選擇性地蝕刻基底102的第二側102b。在一些實施例中，第五罩幕2206可以包括光阻、硬罩幕等。在一些實施例中，一個或多個蝕刻液2204可以包括乾蝕刻液。在一些實施例中，乾蝕刻液可具有蝕刻化學品包括氧(O₂)、氮(N₂)、氫(H₂)、氬(Ar)和/或氟種類(例如，CF₄、CHF₃、C₄F₈等)中的一種或多種。

因為蝕刻阻擋結構116設置在基底102的第一側102a上，所以可以控制第一蝕刻製程的過度蝕刻，同時減輕對多個畫素區104的損壞(例如，相對於可能由在基底102內形成STI結構引起的損壞)。此外，與其他蝕刻阻擋選項(例如，STI結構)相比，蝕刻阻擋結構116的形成可以以較低成本形成，並且使用蝕刻阻擋結構116來控制第一蝕刻製程，允許在不改變用於形成影像感測器IC的製程和/或設計規則的情況下形成隔離結構。

如圖23的剖視圖2300所示，在一些實施例中，可以通過利用第二蝕刻製程中選擇性地蝕刻基底102的第二側102b，以形成一個或多個額外的溝槽2302。在一些實施例中，根據第六罩幕2306，可以通過將基底102的第二側102b暴露於一個或多個蝕刻液2304來選擇性地蝕刻基底102的第二側102b。一個或多個額外的溝槽2302可以延伸到基底102中至比一個或多個溝槽2202更小的深度。

如圖24中的剖視圖2400所示，一個或多個溝槽2202及/或一個或多個額外的溝槽2302內形成有一個或多個介電材料2402。在一些實施例中，一個或多個介電材料2402可以形成為基底102的襯墊內部表面，從而形成一個或多個溝槽2202和/或一個或多個額外的溝槽2302，並且還可以覆蓋基底102的第二側102b。在一些實施例中，一個或多個介電材料2402可以由氣相沉積製程(例如，化學氣相沉積(CVD)製程、電漿增強CVD製程、或其類似物)的方式形成。在其他實施例中，一個或多個介電材料2402也可以由原子層沉積(ALD)製程中的方式形成。ALD製程可以改善一個或多個溝槽2202和/或一個或多個額外的溝槽2302的填充，否則由於相對大的深度和小寬度(例如，在畫素區104的寬度的約10%與約20%之間的寬度)的溝槽可能難以填充。

如圖25的剖視圖2500所示，在形成一或多個介電材料(例如圖24的介電材料2402)之後，可沿著線2502進行平坦化製程(例如化學機械平坦化(化學機械研磨)製程)以從第二側 102b到基底102移除一或多個介電材料，且在基底102內形成背側隔離結構120。在一些實施例中，背側隔離結構120可以包括佈置在多個畫素區104相對側的一個或多個全隔離結構段120f和一個或多個部分隔離結構段120p。在其他實施例中(未示出)，背側隔離結構120可以包括一個或多個全隔離結構段120f，其以閉合且不間斷的迴路連續環繞多個畫素區104。

如圖26的剖視圖2600所示，基底102通過設置在第二基底1106上的第二內連線結構1110的方式接合到第二基底1106。在一些實施例中，第二基底1106可以接合至基底102，使得內連線結構111和第二內連線結構1110位於基底102和第二基底1106之間。在一些實施例中，第二基底1106可以通過混合接合製程的方式接合至基底102，形成包括介電接面和金屬界面的混合接合接面。在一些實施例中，在基底102接合至第二基底1106之後，可以移除支撐基底(例如，通過蝕刻製程和/或研磨製程和/或化學機械研磨製程的方式)。

如圖27的剖視圖2700所示，在基底102的第二側102b上形成介電平坦化層208。在各種實施例中，介電平坦化層208可以包括氧化物、氮化物、碳化物等。在一些實施例中，介電平坦化層208可以通過(例如，PVD、CVD、PE-CVD、ALD等)的沉積技術形成。

如圖28的剖視圖2800所示，在基底102的第二側102b上形成多個彩色濾光片210。在一些實施例中，多個彩色濾光片210 通過將光線過濾材料通過(例如，通孔CVD、PVD、ALD、濺鍍、旋塗製程等)沉積到基底102上來形成。光線過濾材料是允許傳輸具有特定波長範圍的輻射(例如，光線)的材料，同時允許傳輸在指定範圍之外的阻擋光線或波長。隨後，在一些實施例中，可以對多個彩色濾光片210進行平坦化製程(例如，化學機械研磨)以將多個彩色濾光片210的上表面平坦化。

如圖29中的剖視圖2900所示，在多個彩色濾光片210的上方形成多個微透鏡212。在一些實施例，多個微透鏡212中，可以在多個彩色濾光片210上通過(例如，通孔CVD、PVD、ALD、濺鍍、旋塗製程等)沉積微透鏡材料以形成。具有曲形上表面的微透鏡模板(未示出)在微透鏡材料的上方被圖案化。在一些實施例中，微透鏡模板可以包括使用分佈曝光光量曝光的光阻材料(例如，對於負片光阻，在曲率的底部處曝光更多的光線，在曲率的頂部曝光更少的光線)、顯影並烘烤至形成圓形。然後根據微透鏡模板選擇性地蝕刻微透鏡材料形成多個微透鏡212。

圖30示出了形成包括所公開的蝕刻阻擋結構的影像感測器IC的方法3000的一些實施例的流程圖。

雖然方法3000在本文中被示出和描述為一系列的步驟或事件，但是應當理解的是，這樣的步驟或事件的示出的排序不應被解釋為限制性的。除了本文所示和/或描述的那些之外，舉例來說，一些步驟可以以不同順序出現和/或與其他步驟或事件同時出現。另外，並非所有所示的步驟都需要以本文描述的一個或多個方面 或實施例來實施。此外，本文描述的一個或多個步驟可以在一個或多個單獨的步驟和/或階段中進行。

在步驟3002，沿著基板的第一側形成多個閘極結構。圖12-13示出了對應於步驟3002的一些實施例的剖視圖1200-1300。

在步驟3004處，在基底的第一側和多個閘極結構上形成蝕刻阻擋層。圖14示出了對應於步驟3004的一些實施例的剖視圖1400。

在步驟3006處，圖案化蝕刻阻擋層以在多個閘極結構的相鄰者之間形成蝕刻阻擋結構。圖15-16示出了對應於步驟3006的剖視圖1500-1600的一些實施例。

在步驟3008處，在蝕刻阻擋結構、基底和多個閘極結構上形成接觸蝕刻停止層(CESL)。圖17示出了對應於步驟3008的一些實施例的剖視圖1700。

在步驟3010，在CESL上的層間介電質(ILD)結構內形成多個導電內連線。圖18示出了對應於步驟3010的一些實施例的剖視圖1800。

在步驟3012，在基板內形成影像感測元件。圖20示出了對應於步驟3012的一些實施例的剖視圖2000。

在步驟3014處，在基底內形成浮置擴散區。圖21示出了對應於步驟3014的一些實施例的剖視圖2100。

在步驟3016處，蝕刻基底的第二側，以形成延伸至蝕刻阻擋結構的一個或多個溝槽。圖22示出了對應於步驟3016的一 些實施例的剖視圖2200。

在步驟3018處，在一些實施例中，蝕刻基底中的第二側，以形成一個或多個額外的溝槽。圖23示出了對應於步驟3018的一些實施例的剖視圖2300。

在步驟3020中，一個或多個溝槽和/或一個或多個額外的溝槽內形成一個或多個介電材料。圖24-25示出了對應於步驟3020的一些實施例的剖視圖2400-2500。

在步驟3022處，在格結構和/或介電材料的側壁之間形成彩色濾光片。圖28示出了對應於步驟3022的一些實施例的剖視圖2800。

在步驟3024，在彩色濾光片上形成微透鏡。圖29示出了對應於步驟3024的一些實施例的剖視圖2900。

因此，在一些實施例中，本揭露涉及具有蝕刻阻擋結構的影像感測器積體晶片，蝕刻阻擋結構被配置為減輕背側隔離結構(例如，背側深溝槽隔離(BDTI)結構)形成期間由於過度蝕刻而導致的損壞。

在一些實施例中，在一些實施例中，一種影像感測器積體晶片，包括：多個閘極結構，沿著多個畫素區內的基底的第一側佈置；蝕刻阻擋結構，佈置在所述多個閘極結構中相鄰者之間的所述基底的所述第一側上；接觸蝕刻停止層(CESL)，佈置在所述多個閘極結構中相鄰者之間的所述蝕刻阻擋結構上；以及隔離結構，設置在所述基底的一個或多個側壁之間，並且從所述基底的第二側 延伸至所述基底的所述第一側，其中所述蝕刻阻擋結構垂直地位於所述隔離結構和所述CESL之間。在一些實施例中，其中所述隔離結構接觸所述蝕刻阻擋結構。在一些實施例中，其中所述蝕刻阻擋結構包括在所述多個閘極結構中相鄰者之間的最外面的側壁。在一些實施例中，其中所述蝕刻阻擋結構在所述蝕刻阻擋結構的橫向的中心處，具有比所述橫向的中心和所述蝕刻阻擋結構的最外側側壁之間更小的厚度。在一些實施例中，其中所述蝕刻阻擋結構通過介電質與所述基底隔開，所述隔離結構的部分是被所述介電質的橫向地包圍。在一些實施例中，其中所述隔離結構的一側包括沿著所述基底和所述介電質之間的接面的凹陷區。在一些實施例中，其中所述隔離結構在所述基底的一個或多個側壁之間具有第一寬度，並且在所述介電質的一個或多個側壁之間具有與所述第一寬度的不同的第二寬度。在一些實施例中，更包括：第二蝕刻阻擋結構，佈置在所述多個閘極結構的相鄰者之間，其中所述蝕刻阻擋結構通過所述CESL與所述第二蝕刻阻擋結構隔開；以及第二隔離結構，設置在所述基底的一個或多個額外的側壁之間，且從所述基底的所述第二側延伸到所述基底的所述第一側，其中所述第二蝕刻阻擋結構垂直地位在所述第二隔離結構和所述CESL之間。在一些實施例中，更包括：第二隔離結構，設置在所述基底的一個或多個額外的側壁之間，且從所述基底的所述第二側延伸到所述基底的所述第一側，其中所述蝕刻阻擋結構垂直地位在所述第二隔離結構和所述CESL之間。在一些實施例中，其中在所述隔 離結構的俯視圖中觀察，所述蝕刻阻擋結構佈置在沿著不同方向延伸的所述隔離結構的路段的交叉路口下方。

一種影像感測器積體晶片，包括：隔離結構，設置在基底內且至少橫向地環繞畫素區，其中所述隔離結構從所述基底的第一側延伸到所述基底的第二側；蝕刻阻擋結構，佈置在所述基底的所述第一側上，其中所述隔離結構接觸所述蝕刻阻擋結構；接觸蝕刻停止層(CESL)，佈置在所述蝕刻阻擋結構上；層間介電質(ILD)層，佈置在所述CESL上；以及一個或多個導電內連線，設置在所述ILD層內且延伸至所述CESL。在一些實施例中，其中在所述隔離結構的俯視圖中觀察時，所述隔離結構包括沿第一方向延伸的第一線段，和沿垂直於所述第一方向的第二方向延伸的第二線段；以及其中所述蝕刻阻擋結構佈置在所述第一線段和所述第二線段交點下方的所述基底的所述第一側上。在一些實施例中，更包括：光電二極體，佈置在所述畫素區中的所述基底內，其中所述隔離結構圍繞所述光電二極體；浮置擴散區，沿所述基底的所述第一側佈置；以及閘極結構，沿所述基底的所述第一側佈置，其中所述閘極結構被配置為控制電荷載子從所述光電二極體到所述浮置擴散區的移動。在一些實施例中，更包括：一個或多個側壁間隙壁，沿所述閘極結構的相對側佈置，其中所述一個或多個側壁間隙壁通過所述CESL與所述蝕刻阻擋結構橫向地隔開。在一些實施例中，更包括：一個或多個側壁間隙壁，沿所述閘極結構的相對側佈置，其中所述一個或多個側壁間隙壁落在所述蝕刻阻擋結構的背離所述 基底的上表面上。

一種形成影像感測器積體晶片的方法，包括：沿著基底的前側形成蝕刻阻擋層；圖案化所述蝕刻阻擋層，形成在所述基底的所述前側上形成蝕刻阻擋結構；在所述蝕刻阻擋結構上形成接觸蝕刻停止層(CESL)；在形成在所述CESL上的層間介電質(ILD)結構內形成一個或多個內連線；蝕刻所述基底的背側，以形成延伸至所述蝕刻阻擋結構的溝槽；以及以一個或多個介電材料填充所述溝槽。在一些實施例中，其中所述蝕刻阻擋結構橫向地設置在所述基底的第一畫素區和第二畫素區之間。在一些實施例中，更包括：形成一個或多個導電接觸窗，延伸穿過所述CESL至所述蝕刻阻擋結構的背離所述基底的頂部下方。在一些實施例中，更包括：沿著所述基底的所述前側形成多個閘極結構，其中所述蝕刻阻擋結構直接佈置在所述多個閘極結構的側壁之間。在一些實施例中，更包括：沿著所述蝕刻阻擋結構的側壁且沿著所述蝕刻阻擋結構背離所述基底的頂表面形成所述CESL。

以上概述了若干實施例的特徵，以使熟習此項技術者可更佳地理解本揭露的各態樣。熟習此項技術者應理解，他們可容易地使用本揭露作為設計或修改其他製程及結構的基礎來施行與本文中所介紹的實施例相同的目的及/或達成與本文中所介紹的實施例相同的優點。熟習此項技術者亦應認識到，該些等效構造並不背離本揭露的精神及範圍，而且他們可在不背離本揭露的精神及範圍的條件下在本文中作出各種改變、代替及變更。

200:積體晶片/IC

102:基底

102a:第一側

102b:第二側

104:畫素區

106:影像感測元件

106a、106b:摻雜區

108:閘極結構

109:突出部

110:間隙壁

114:層間介電質結構/ILD結構

116:蝕刻阻擋結構

118:接觸蝕刻停止層/CESL

120:背側隔離結構

204:寬度

206:第一介電質

208:介電平坦化層

210:彩色濾光片

212:微透鏡

Claims (10)

1. 一種影像感測器積體晶片，包括：多個閘極結構，沿著多個畫素區內的基底的第一側佈置；蝕刻阻擋結構，佈置在所述多個閘極結構中相鄰者之間的所述基底的所述第一側上；接觸蝕刻停止層(CESL)，佈置在所述多個閘極結構中相鄰者之間的所述蝕刻阻擋結構上；以及隔離結構，設置在所述基底的一個或多個側壁之間，並且從所述基底的第二側延伸至所述基底的所述第一側，其中所述隔離結構接觸所述基底的所述第一側，且所述蝕刻阻擋結構垂直地位於所述隔離結構和所述CESL之間。
2. 如請求項1所述影像感測器積體晶片，其中所述隔離結構接觸所述蝕刻阻擋結構。
3. 如請求項1的所述影像感測器積體晶片，其中所述蝕刻阻擋結構在所述蝕刻阻擋結構的橫向的中心處，具有比所述橫向的中心和所述蝕刻阻擋結構的最外側側壁之間更小的厚度。
4. 如請求項1的所述影像感測器積體晶片，其中所述蝕刻阻擋結構通過介電質與所述基底隔開，所述隔離結構的部分是被所述介電質的橫向地包圍。
5. 如請求項1的所述影像感測器積體晶片，更包括：第二蝕刻阻擋結構，佈置在所述多個閘極結構的相鄰者之間，其中所述蝕刻阻擋結構通過所述CESL與所述第二蝕刻阻擋結構隔開；以及 第二隔離結構，設置在所述基底的一個或多個額外的側壁之間，且從所述基底的所述第二側延伸到所述基底的所述第一側，其中所述第二蝕刻阻擋結構垂直地位在所述第二隔離結構和所述CESL之間。
6. 一種影像感測器積體晶片，包括：隔離結構，設置在基底內且至少橫向地環繞畫素區，其中所述隔離結構從所述基底的第一側延伸到所述基底的第二側，且所述隔離結構接觸所述基底的所述第一側；蝕刻阻擋結構，佈置在所述基底的所述第一側上，其中所述隔離結構接觸所述蝕刻阻擋結構；接觸蝕刻停止層(CESL)，佈置在所述蝕刻阻擋結構上；層間介電質(ILD)層，佈置在所述CESL上；以及一個或多個導電內連線，設置在所述ILD層內且延伸至所述CESL。
7. 如請求項6所述影像感測器積體晶片，其中在所述隔離結構的俯視圖中觀察時，所述隔離結構包括沿第一方向延伸的第一線段，和沿垂直於所述第一方向的第二方向延伸的第二線段；以及其中所述蝕刻阻擋結構佈置在所述第一線段和所述第二線段交點下方的所述基底的所述第一側上。
8. 如請求項6所述影像感測器積體晶片，更包括：光電二極體，佈置在所述畫素區中的所述基底內，其中所述隔離結構圍繞所述光電二極體；浮置擴散區，沿所述基底的所述第一側佈置；以及 閘極結構，沿所述基底的所述第一側佈置，其中所述閘極結構被配置為控制電荷載子從所述光電二極體到所述浮置擴散區的移動。
9. 一種形成影像感測器積體晶片的方法，包括：沿著基底的前側形成蝕刻阻擋層；圖案化所述蝕刻阻擋層，形成在所述基底的所述前側上形成蝕刻阻擋結構；在所述蝕刻阻擋結構上形成接觸蝕刻停止層(CESL)；在形成在所述CESL上的層間介電質(ILD)結構內形成一個或多個內連線；蝕刻所述基底的背側，以形成延伸至所述蝕刻阻擋結構的溝槽；以及以一個或多個介電材料填充所述溝槽。
10. 如請求項9所述方法，更包括：沿著所述基底的所述前側形成多個閘極結構，其中所述蝕刻阻擋結構直接佈置在所述多個閘極結構的側壁之間。

Images