用于背照式图像传感器金属栅格的侧壁及其制造方法

专利名称：用于背照式图像传感器金属栅格的侧壁及其制造方法
技术领域：
本发明主要涉及集成电路领域，具体地说，涉及用于背照式图像传感器金属栅格的侧壁及其制造方法。
背景技术：
集成电路(IC)技术一直被改进。这种改进常常涉及按比例缩小器件几何形状，以实现较低制造成本、较高设备集成密度、较高速度、以及较好性能。连同由减小几何尺寸实现的益处，对IC设备直接作出改进。一个这样的IC器件是图像传感器器件。图像传感器器件包括用于检测光并且记录所检测光的强度(亮度)的像素阵列(或栅格)。像素阵列通过累积电荷来响应光-光越多、电荷越闻。然后，电荷可以用于(例如，通过其他电路) 提供可以用于合适应用(诸如，数码相机)的颜色和亮度。普通类型的像素栅格包括电荷耦合器件(CCD)图像传感器或者互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器器件。图像传感器器件的一种类型是背照式(BSI)图像传感器器件。BSI图像传感器器件被用于感应朝向基板(其支持BSI图像传感器器件的图像传感器电路)的背面投影的光的量。像素栅格位于基板的前侧，并且基板足够薄，使得朝向基板的背部投影的光可以达到像素栅格。与前照式(FSI)图像传感器器件相比，BSI图像传感器器件提供高填充因数和减小的相消干扰。然而，由于器件按比例缩放，对BSI技术的改进被连续地作出，以进一步改进BSI图像传感器器件量子效率。从而，虽然现有BSI图像传感器器件和制造这些B SI图像传感器器件的方法通常对于它们的预期目的来说是足够的，但是当器件继续按比例缩小时，它们不能在所有方面整体上满意。

发明内容
根据本发明的一方面，提供一种图像传感器器件，包括基板，具有前表面和后表面；多个传感器元件，设置在所述基板的所述前表面处，所述多个传感器元件中的每个都可操作，以感应朝向所述基板的所述后表面投射的辐射；辐射防护部件，设置在所述基板的所述后表面之上并且水平地设置在所述多个传感器元件中的各个之间；介电部件，设置在所述基板的所述后表面和所述辐射防护部件之间；以及金属层，沿着所述介电部件的侧壁设置。优选地，所述介电部件是含氧化物部件。优选地，所述金属层包括钛和氮化钛中的一个。优选地，所述金属层沿着所述辐射防护部件的侧壁延伸。优选地，所述辐射防护部件包括多个金属层。优选地，所述多个金属层包括设置在所述基板的所述后表面之上的第一含钛层；设置在所述第一含钛层之上的含铝层；以及设置在所述含铝层之上的第二含钛层。优选地，所述第一含钛层和所述第二含钛层包括氮化钛。优选地,所述含招层包括AlCu。
优选地，该图像传感器器件进一步包括抗反射层，设置在所述第二含钛层之上。根据本发明的另一方面，提供一种器件，包括基板，具有前表面和后表面；多个传感器元件，设置在所述基板的所述前表面处，所述多个传感器元件是可操作的，以感应朝向所述基板的所述后表面投射的辐射；金属栅格，设置在所述基板的所述后表面之上，使得所述多个传感器元件中的各个由所述金属栅格水平地相互隔离；含氧化物部件，设置在所述基板的所述后表面和所述金属栅格之间；以及金属层，设置在所述含氧化物部件的侧壁上。优选地，所述金属层包括钛和氮化钛中的一个。优选地，所述金属层设置在所述金属栅格的侧壁上。优选地，所述金属栅格在其中限定多个开口，所述多个传感器元件中的每个都设置在所述多个开口中的一个内。
优选地，该器件进一步包括多个微透镜，分别设置在所述基板的所述后表面之上和所述多个开口内，其中，所述多个微透镜中的每个都与所述多个传感器元件中的一个对准。根据本发明的再一方面，提供一种方法，包括提供具有前表面和后表面的基板，其中，多个传感器元件设置在所述基板的所述前表面处，所述多个传感器元件中的每个都是可操作的，以感应朝向所述基板的所述后表面投射的辐射；在所述基板的所述后表面之上形成介电部件；在所述介电部件之上形成辐射防护部件；以及沿着所述介电部件的侧壁形成金属层。优选地，沿着所述介电部件的侧壁形成所述金属层包括沿着所述辐射防护部件的侧壁形成所述金属层。优选地，在所述介电部件之上形成所述辐射防护部件包括在所述介电部件之上形成多个金属层；以及图案化所述多个金属层，使得所述多个传感器元件中的每个都水平地设置在金属部件之间。优选地，形成所述多个金属层包括在所述基板的所述后表面之上形成第一含钛层；在所述第一含钛层之上形成含铝层；以及在所述含铝层之上形成第二含钛层。优选地，沿着所述介电部件的侧壁形成所述金属层包括在所述基板的所述后表面之上形成金属层，包括在所述辐射防护部件之上形成金属层；以及图案化所述金属层，使得沿着所述介电部件的侧壁和所述辐射防护部件的侧壁保留所述金属层。优选地，该方法进一步包括在所述基板的所述后表面之上形成多个滤色器，其中，所述多个滤色器中的每个都与所述多个传感器元件中的一个对准；以及在所述基板的所述后表面之上形成多个微透镜，其中，所述多个微透镜中的每个都与所述多个传感器元件中的一个对准。


当读取附图时，从以下详细描述最好地理解本披露。需要强调的是，根据行业中的标准实践，多种特征不按比例绘制并且仅用于说明目的。事实上，为了论述清楚起见，多种特征的尺寸可以任意地增加或减小。图I是根据本披露的多个方面的包括具有金属侧壁的辐射防护部件的集成电路微器件的示意性剖面侧视图。图2是根据本披露的多个方面的用于制造用于集成电路器件的具有金属侧壁的辐射防护部件的方法的流程图。图3-图7是在根据图2的方法的多个制造阶段的集成电路器件的示意性剖面侧视图。
具体实施例方式以下披露提供用于实现本发明的不同特征的多个不同实施例或实例。以下描述组件和布置的特定实例以简化本披露。当然，这些仅是实例并且不用于限制。例如，以下说明书中的第一部件在第二部件之上或上形成可以包括第一和第二部件直接接触形成的实施例，并且还可以包括附加部件可以形成在第一和第二部件之间，使得第一和第二部件可以不直接接触的实施例。另外，本披露可以在多个实例中重复参考符号和/或字符。该重复用于简化和清楚的目的，并且其本身不指示多个实施例和/或所论述的配置之间的关系。 而且，空间相对术语，诸如“之下”、“以下”、“下部”、“以上”、“上部”等，在此可以用于简化说明以描述在图中所示的一个元件或部件与另一个元件或部件的关系。除了图中描述的定向之外，空间相对术语旨在包括使用或操作的器件的不同定向。例如，如果图中的器件被翻转，则被描述为在其他元件或特征“以下”或“之下”的元件然后被定向为在其他元件或特征“之上”。从而，典型术语“以下”可以包括以上和以下的定向。装置可以另外被定向(旋转90度或者在其他定向)，并且从而在此使用的空间相对描述符可以类似地解释。图I是根据本披露的多个方面的集成电路器件100的实施例的部分或整体的示意性剖面侧视图。在所描述的实施例中，集成电路器件100包括背照式(BSI)图像传感器器件。集成电路器件100可以是集成电路(IC)芯片、芯片上系统(SoC)、或其部分，其包括多种无源和有源微型电子组件，诸如，电阻器、电容器、电感器、二极管、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、互补MOS (CMOS)晶体管、双极结型晶体管(BJT)、横向扩散MOS (LDMOS)晶体管、高功率MOS晶体管、鳍型场效应晶体管(FinFEF)、其他合适组件、或其结合。为了清楚起见，图I已经被简化，以更好地理解本披露的发明思想。附加部件可以加入集成电路器件100中，并且以下描述的一些部件可以在集成电路器件100的其他实施例中被代替或被除去。集成电路器件100包括具有前表面104和后表面106的基板102。在所描述的实施例中，基板102是包括硅的半导体基板。可替换地或另外地，基板102包括另一基础半导体，诸如锗和/或金刚石；化合物半导体，包括碳化硅、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟、和 / 或锑化铟；合金半导体,包括SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs、GaInAs、GaInPjP / 或GaInAsP ;或其结合。基板102可以是绝缘体上半导体(SOI)。基板102可以包括掺杂外延层、梯度(gradient)半导体层、和/或叠加在不同类型的另一半导体层之上的半导体层，诸如，在硅锗层上的硅层。基板根据集成电路器件100的设计要求可以是p型或n型基板。在所描述的实施例中，基板102是p型基板。基板102掺杂的p型掺杂物包括硼、镓、铟、其他合适p型掺杂物、或其结合。由于所描述的集成电路器件100包括p型掺杂基板，以下描述的掺杂配置应该与P型掺杂基板一致地读取。集成电路器件100可以可选地包括n型掺杂基板，在这种情况下，以下描述的掺杂配置应该与n型掺杂基板(例如，读取具有相反导电性的掺杂配置)一致地读取。基板102可以掺杂的n型掺杂物包括磷、砷、其他合适n型掺杂物、或其结合。p型基板102可以包括多个p型掺杂区域和/或n型掺杂区域。掺杂可以使用在多个步骤和技术中的工艺(诸如，离子注入或扩散)来实现。基板102可以包括隔离部件(未示出)，诸如，硅的局部氧化(LOCOS)和/或浅沟槽隔离(STI)，以分离(或隔离)形成在基板102上或内的多个区域和/或器件。例如，隔离部件可以使传感器元件114与另一元件隔离。隔离部件包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、其他合适材料、或其结合。隔离部件通过任何合适工艺形成。例如，形成STI包括光刻处理，在基板中蚀刻沟槽(例如，通过使用干蚀刻和/或湿蚀刻)，以及用介电材料填充沟槽(例如，通过使用化学气相沉积处理)。填充后的沟槽可以具有多层结构，诸如，用氮化硅或氧化硅填充的热氧化物衬里层。 如上所述，集成电路器件100包括传感器元件114(还称为像素)。传感器元件114检测朝向基板102的后表面106的辐射(诸如，入射辐射(光)112)的强度(亮度)。在所描述的实施例中，入射辐射112是可见光。可替换地，辐射112可以是红外线(IR)、紫外线(UV)、X射线、微波、其他合适辐射类型、或其结合。在所描述的实施例中，传感器元件114被配置成与特定光波长(诸如，红(R)、绿(G)、或蓝(B)光波长)一致。换句话说，传感器元件114被配置成检测特定光波长的强度(亮度)。在所描述的实施例中，传感器元件114是像素阵列中的像素。在所描述的实施例中，传感器元件114包括光电探测器，诸如，光电二极管，其分别包括分别检测红、绿和蓝光波长的强度(亮度)的感光区域(或光传感区域)114R、114G和114B。感光区域(或光传感区域)1141 、1146和1148是分别使11型和/或？型掺杂物形成在基板102中的掺杂区域，特别是沿着基板102的前表面104。在所描述的实施例中，感光区域114R、114G和114B可以是n型掺杂区域。感光区域114R、114G和114B通过诸如扩散和/或离子注入的方法形成。传感器元件114可以进一步包括一个或多个钉扎层(pinnedlayer)。例如，传感器元件114可以包括在前表面104处设置在基板中的钉扎层、在后表面106处设置在基板中的钉扎层、或两者，使得传感器元件114设置在分别在基板的前表面和后表面处设置的钉扎层之间。钉扎层是掺杂层，其可以根据传感器元件114的设计要求掺杂为n型或p型。传感器元件114进一步包括多个晶体管,诸如,转移晶体管(未示出)、复位晶体管(未示出)、源极跟随晶体管(未示出)、选择晶体管(未示出)、其他合适晶体管、或其结合。感光区域114R、114G和114B和多种晶体管(其可以共同称为像素电路)允许传感器元件114检测特定光波长的强度。附加电路、输入和/或输出可以提供给传感器元件114，以提供用于传感器元件114的操作环境和/或支持与传感器元件114的通信。集成电路器件100进一步包括设置在基板102的前表面104 (包括在传感器元件114之上)之上的多层互连结构(MLI) 120。MLI 120连接至BSI图像传感器器件(诸如，传感器元件114)的多种部件，使得BSI图像传感器器件的多种部件可操作以适当地对照射光(成像辐射)进行响应。MLI 120包括多种导电部件，其可以是垂直互连结构，诸如触点和/或通孔132、和/或水平互连结构，诸如线134。多种导电部件132和134可以包括导电材料，诸如金属。在一个实例中，可以使用包括铝、铝/硅/铜合金、钛、氮化钛、钨、多晶硅、金属硅化物、或其结合的金属，并且多种导电部件132和134可以称为铝互连结构。铝互连结构可以通过包括物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、或其结合的处理形成。形成多种导电部件132和134的其他制造技术可以包括光刻处理和蚀刻，图案化导电材料以形成垂直和水平互连结构。还可以执行其他制造处理以形成MLI 120，诸如，热退火以形成金属硅化物。在多层互连结构中使用的金属硅化物可以包括硅化镍、硅化钴、硅化钨、硅化钽、硅化钛、硅化钼、硅化铒、硅化钯、或其结合。可替换地，多种导电部件132和134可以是铜多层互连结构，其包括铜、铜合金、钛、氮化钛、钽、氮化钽、钨、多晶硅、金属硅化物、或其结合。铜互连结构可以通过包括PVD、CVD、或其结合的处理形成。应该明白，MLI 120不由所描述的导电部件132和134的数量、材料、大小和/或维数限制，从而MLI 120根据集成电路器件100的设计要求可以包括任何数量、材料、大小、和/或维数的导电部件。MLI 120的多种导电部件132和134均设置在多层(或层间)介电(ILD)层130中。ILD层130可以包括二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、TEOS氧化物、磷硅酸玻璃(PSG)、硼磷硅玻璃(BPSG)、氟硅玻璃(FSG)、碳掺杂氧化硅、黑4占石 (Black Diamond )(加利福
尼亚的圣克拉拉的应用材料公司)、干凝胶(Xerogel)、气凝胶体(Aerogel)、氟化非晶碳、聚对二甲苯基、BCB(bis_benzocyclobutenes,双苯并环丁烯)、蚕丝(SILK)(密歇根中部地区的陶氏化学公司)、聚酰亚胺、其他合适材料、或其结合。ILD层130可以具有多层结构。ILD层130可以通过包括旋涂、CVD、溅射、或其他合适处理的技术形成。在一个实例中，MLI120和ILD 130可以在包括镶嵌处理(damascene process)(诸如双镶嵌处理或单镶嵌处理)的集成处理中形成。载体晶片140设置在基板102的前表面104之上。在所描述的实施例中，载体晶片140粘合至MLI 120。载体晶片140包括硅。可替换地，载体晶片140包括另一合适材料，诸如，玻璃。载体晶片140可以提供对形成在基板102的前表面104上的多种部件(诸如，传感器元件114)的保护，并且还可以提供用于处理基板102的后表面106的机械强度和支撑。集成电路器件100进一步包括设置在基板102的后表面106之上的多种部件。例如，抗反射层150设置在基板102的后表面106之上。抗反射层150包括介电材料,诸如氮
化硅或氮氧化硅。辐射防护部件160 (还称为光防护部件160)设置在基板102的后表面之上，并且在所描述的实施例中，设置在抗反射层150之上。辐射防护部件160水平地定位，使得其设置在传感器元件114之间。更特别地，在所描述的实施例中，辐射防护部件160的一部分水平地设置在每个感光区域114RU14G和114B之间。辐射防护部件160通过减小多个感光区域114RU14G和114B之间的串扰来实现良好的颜色分离。福射防护部件160包括金属层162、金属层164、以及金属层166。福射防护部件160可以通过使用物理气相沉积(PVD)处理、化学气相沉积(CVD)沉积处理、或其他合适处理以形成金属层并且图案化金属层以形成包括金属层162、164和166的金属部件来形成。金属层162具有约丨50人到约250A的厚度，金属层164具有约400A至U800A的厚度，并且金属层166具有约150人到250A的厚度。在所描述的实施例中，金属层162具有约200A的厚度，金属层164具有约600A的厚度，并且金属层166具有约200A的厚度。金属层162、164和166包括合适金属材料，诸如，钛、氮化钛、钽、氮化钽、铝、钨、铜、铜合金、其合金、或其结合。在所描述的实施例中，金属层162和166是含钛层,诸如,氮化钛层，并且金属层164是含铝层，诸如，铝铜层。辐射防护部件160根据器件100的设计要求可以包括其他材料层，诸如，半导体层和/或介电层。金属层162、164和166的侧壁有时表现得粗糙，降低了辐射防护部件160的效率和有效性。例如，金属层162、164和166的侧壁粗糙可能导致光子散射增加，从而减弱了辐射防护部件160防止传感器元件114之间的串扰的能力。为了解决该问题，沿着辐射防护部件160的金属层162、164和166的侧壁设置金属层168。金属层168可以称为福射防护部件160的金属隔离物。金属层168具有约50A到约150A的厚度。金属层168包括合适金属材料，诸如，钛、氮化钛、钽、氮化钽、铝、钨、铜、铜合金、其合金、或其结合。在所描述的实施例中，金属层168是含钛层,诸如钛或氮化钛层。金属层168沿着金属层162、164和166提供具有光滑侧壁的辐射防护部件160。金属层168从而可以减少光子散射和/或传感器元件114之间的串扰，其可以提供具有改进的量子效率和改进的颜色分离的集成电路器件100。介电层170设置在辐射防护部件160和基板102的后表面106之间。例如，介电层170设置在抗反射层150和金属层162之间。介电层170具有约200A到约600A的厚 度。在所描述的实施例中，介电层170具有约600A的厚度。而且，在所描述的实施例中，介电层170是含氧化物层。通常，辐射可以传播通过介电层170，其可能有助于增加集成电路器件100中的串扰。为了解决该问题，在所描述的实施例中，金属层168沿着介电层170的侧壁延伸。沿着介电层170的侧壁的金属层168防止辐射传播通过介电层170，减少了传感器元件114之间的串扰，其可以进一步为集成电路器件100提供改进的量子效率和改进的颜色分离。在所描述的实施例中，介电层170是与辐射防护部件160分离并远离其的部件。可替换地，介电层170可以被认为是辐射防护部件160的一部分。抗反射层175可以设置在辐射防护部件160之上，特别是金属层166之上。抗反射层175包括介电材料，诸如，氮化硅或氮氧化硅。抗反射层175具有约250A到约500A的厚度。金属层168还可以沿着抗反射层175的侧壁延伸。在所描述的实施例中，抗反射层175是与辐射防护部件160分离并远离其的部件。可替换地，抗反射层175可以被认为是辐射防护部件160的一部分。集成电路器件100进一步包括设置在基板102的后表面106之上的滤色器190和透镜195。滤色器190设置在由辐射防护部件160形成的开口 180内，并且与传感器元件114的各个感光区域114RU14G和114B对准。在所描述的实施例中，滤色器190设置在抗反射层150之上。滤色器190被设计成使得每个滤色器都通过预定波长的光。例如，与感光区域114R对准的滤色器190可以被配置成滤过到感光区域114R的红色波长的可见光，与感光区域114G对准的滤色器190被配置成滤过到感光区域114G的绿色波长的可见光，或者与感光区域114B对准的滤色器190可以被配置成滤过到感光区域114B的蓝色波长的可见光。滤色器190包括任何合适材料。在一个实例中，滤色器190包括用于过滤出特定频带(例如，理想波长的光)的染料基(或颜料基)的聚合物。可替换地，滤色器190可以包括树脂或具有彩色颜料的其他有机基质材料。设置在基板102的后表面106之上的透镜195还可以设置在由辐射防护部件160形成的开口 180内，并且与传感器元件114的各个感光区域1141 、1146和1148对准。在所描述的实施例中，透镜195设置在滤色器190之上。透镜195与传感器元件114和滤色器190可以为多种位置布置，诸如，透镜195将入射辐射112聚焦在传感器元件114的各个感光区域114RU14G和114B上。透镜195包括合适材料，并且根据用于透镜的材料的折射率和/或透镜和传感器元件114之间的距离可以具有多种形状和大小。可替换地，滤色器190和透镜层195的位置可以颠倒，使得透镜190设置在基板102的后表面106与滤色器190之间。本披露还考虑具有设置在透镜层之间的滤色器层的集成电路器件100。在操作中，集成电路器件100被设计成接收朝向基板102的后表面106传播的辐射112。透镜195将入射辐射112引导至各个滤色器190。然后，光从滤色器190穿过并通过抗反射层150到达基板102和相应传感器元件114，特别是到达各个感光区域114RU14G和114B。传送到滤色器190和传感器元件114的光可以被最大化，这是由于光没有被覆盖在基板102的前表面104上的多种器件部件(例如，栅电极)和/或金属部件(例如，MLI120的导电部件132和134)阻挡。通过的光还通过辐射防护部件160和沿着辐射防护部件160的侧壁设置的金属层168(以及所描述的实施例中的介电层170)被最大化。如上所述，金属层168减少了集成电路器件100中的光子散射和串扰。理想波长的光(例如，红、绿、和蓝光)被更有效地允许传播到传感器元件114的各个感光区域114RU14G和114B。 当曝光时，传感器元件114的感光区域114RU14G和114B产生和累积(收集)电子，其可以被转换为电压信号。图2是根据本披露的多个方面的用于形成用于集成电路器件的具有金属侧壁的辐射防护部件的方法200的流程图。方法200开始于框210，其中，提供具有前表面和后表面的基板。多个传感器元件设置在基板的前表面处，并且多个传感器元件中的每个都可操作，以感应朝向基板的后表面投射的辐射。在框220，辐射防护部件形成在基板的后表面之上。例如，在基板的后表面之上形成并图案化多个金属层，以形成辐射防护部件。金属层被图案化，使得辐射防护部件水平地设置在多个传感器元件中的每个之间。在框230，金属层沿着辐射防护部件的侧壁形成。例如，在基板的后表面之上形成并且蚀刻金属层，使得沿着辐射阻挡部件的侧壁保留金属层。在方法200之前、期间和之后可以提供附加步骤，并且所描述的一些步骤可以在方法200的其他实施例中被代替或被删除。以下论述描述了形成可以根据图2的方法200实现的用于集成电路器件的具有金属侧壁的辐射防护部件的多个实施例。图3-图7是在根据图2的方法200的多个制造阶段期间的集成电路器件300的实施例的多种示意性剖面侧视图。在所描述的实施例中，集成电路器件300包括背照式(BSI)图像传感器器件。集成电路器件300可以是集成电路(IC)芯片、芯片上系统(SoC)、或其部分，包括多种无源和有源微型电子部件，诸如，电阻器、电容器、电感器、二极管、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、互补MOS (CMOS)晶体管、双极结型晶体管(BJT)、横向扩散MOS(LDMOS)晶体管、高功率MOS晶体管、鳍型场效应晶体管(FinFEF)、其他合适部件、或其结合。为了清楚起见，图3-图7已经被简化，以更好地理解本披露的发明思想。附加特征可以加入集成电路器件300中，并且以下描述的一些特征可以在集成电路器件100的其他实施例中被代替或被除去。在图3中，集成电路器件300包括具有前表面304和后表面306的基板302。传感器元件314设置在基板302的前表面304处。每个传感器元件314都包括各自的感光区域314R、314G、314B。基板302、传感器元件324、以及感光区域314R、314G、314B分别类似于以上参考图I描述的基板102、传感器元件114、以及感光区域114R、114G、和114B。在所描述的实施例中，包括设置在介电层330中的导电部件332和334的MLI结构320设置在基板302的前表面304之上，载体晶片340设置在MLI结构320之上，并且抗反射层350设置在基板302的后表面306之上。MLI结构320、导电部件332和334、介电层330、载体晶片340、以及抗反射层350分别类似于以上参考图I描述的MLI结构120、导电部件132和134、介电层130、载体晶片140、以及抗反射层150。在图4和图5中，辐射防护部件形成在基板302的后表面306之上。例如，金属层362,364和366形成在基板302的后表面306之上。金属层362、364和366分别类似于以上参考图I描述的金属层162、164和166。在图4中，金属层362、364和366可以通过物理气相沉积(PVD)处理、化学气相沉积(CVD)处理、其他合适处理器、或其结合被相继沉积。在图5中，金属层362、364和366然后经过光刻图案化处理和蚀刻处理，以形成辐射防护部件360。光刻图案化处理可以包括光刻胶涂布(例如，旋涂)、软烘、掩模对准、曝光、曝光后烘焙、使光刻胶显影、漂洗、烘干(例如，硬烘焙)、其他合适处理、或其结合。可替换地，光刻曝光处理通过其他方法实现或代替，诸如，无掩模光刻、电子束成象、或离子束成象。在还有的另一选择中，光刻图案化处理可以实现纳米印压技术。蚀刻处理包括干蚀刻、湿蚀刻、和 /或其他蚀刻方法。在所描述的实施例中，介电层370在金属层362、364和366之前形成，使得介电层370设置在基板302的后表面306和金属层362、364和366之间；以及抗反射层375在金属层362、364和366之后形成，使得抗反射层375设置在金属层362、364和366之上。介电层370和抗反射层375分别类似于以上参考图I描述的介电层170和抗反射层175。光刻图案化和蚀刻处理在金属层362、364和366内形成开口 380，从而提供水平地设置在传感器元件314之间(特别是在感光区域314R、314G、314B之间)的辐射防护部件360。在所描述的实施例中，光刻和蚀刻处理在介电层370和抗反射层375中延伸开口 380。如上所述，介电层370和/或抗反射层375可以被认为是与辐射防护部件360分离并远离的部件或者是辐射防护部件360的一部分。在图6和图7中，金属层沿着辐射防护部件360的侧壁形成。金属层被形成为足以防止光传输的厚度。在图6中，金属层368A形成在基板302的后表面306之上,包括在福射防护部件360之上。金属层368A类似于以上参考图I描述的金属层168。金属层368可以通过物理气相沉积(PVD)处理、化学气相沉积(CVD)处理、其他合适处理、或其结合被成功地沉积。在图7中，金属层368然后经过蚀刻处理，以沿着辐射防护部件360的侧壁形成金属层368。蚀刻处理可以是干蚀刻处理、湿蚀刻处理、或其结合。在所描述的实施例中，金属层368沿着金属层362、364和366的侧壁、以及沿着介电层370和抗反射层375的侧壁延伸。金属层368从而可以称为用于福射防护部件360、介电层370、和/或抗反射层375的金属隔离物。此后，滤色器390和透镜395可以形成在辐射防护部件360的开口 380内。滤色器390和透镜395分别类似于以上参考图I描述的滤色器190和透镜195。本披露提供了多种不同实施例。例如，图像传感器器件包括基板，具有前表面和后表面；多个传感器元件，设置在基板的前表面处，多个传感器元件中的每个都可操作，以感应朝向基板的后表面投射的辐射；辐射防护部件，设置在基板的后表面之上并且水平地设置在多个传感器元件中的每个之间；介电部件，设置在基板的后表面和辐射防护部件之间；以及金属层，沿着介电部件的侧壁设置。金属层可以沿着辐射防护部件的侧壁设置。金属层可以包括钛和氮化钛中的一个。辐射防护部件包括金属部件。介电部件可以是含氧化物部件。辐射防护部件可以包括多个金属层，诸如，设置在基板的后表面之上的第一含钛层、设置在第一含钛层之上的含铝层、以及设置在含铝层之上的第二含钛层。第一和第二含钛层可以包括氮化钛，并且含铝层可以包括AlCu。抗反射涂布层可以设置在第二含钛层之上。在一个实例中，器件包括基板，具有前表面和后表面；多个传感器兀件，设置在基板的前表面处，多个传感器元件均可操作，以感应朝向基板的后表面投射的辐射；金属栅格，设置在基板的后表面之上，使得多个传感器元件中的每个都由金属栅格水平地相互隔离；含氧化物部件，设置在基板的后表面和金属栅格之间；以及金属层，设置在含氧化物部件的侧壁上。金属层可以设置在金属栅格的侧壁上。金属层可以包括钛和氮化钛中的一个。金属栅格可以包括设置在基板的后表面之上的第一含钛层、设置在第一含钛层之上的含铝层、以及设置在含铝层之上的第二含钛层。金属栅格在其中限定多个开口，多个传感器元件中的每个都设置在多个开口中的一个内。器件可以进一步包括分别设置在基板的后表面之上和多个开口内的多个微透镜，其中，多个微透镜中的每个都与多个传感器元件中的一个 对准。在还有的另一实例中，方法包括提供具有前表面和后表面的基板，其中，多个传感器元件设置在基板的前表面处，多个传感器元件中的每个都可操作，以感应朝向基板的后表面投射的辐射；在基板的后表面之上形成介电部件；在介电部件之上形成辐射防护部件；以及沿着介电部件的侧壁形成金属层。该方法可以进一步包括沿着辐射防护部件的侧壁形成金属层。形成辐射防护部件可以包括在基板的后表面之上形成多个金属层；以及图案化多个金属层，使得多个传感器元件中的每个都水平地设置在金属部件之间。多个金属层可以包括在基板的后表面之上的第一含钛层；在第一含钛层之上的含招层；以及在含铝层之上的第二含钛层。沿着介电部件的侧壁形成金属层包括在基板的后表面之上(包括在辐射防护部件之上)形成金属层；以及图案化金属层，使得沿着介电部件的侧壁和辐射防护部件的侧壁保留金属层。该方法可以进一步包括在基板的后表面之上形成多个滤色器，其中，多个滤色器中的每个都与多个传感器元件中的一个对准；以及在基板的后表面之上形成多个微透镜，其中，多个微透镜中的每个都与多个传感器元件中的一个对准。以上概述了多个实施例的特征，使得本领域技术人员可以更好地理解本披露的多个方面。本领域技术人员应该想到，他们可以容易地使用本披露作为用于设计或修改用于执行在此介绍的实施例的相同目的和/或实现相同优点的其他处理和结构的基础。本领域技术人员还将认识到，这种等价结构不脱离本披露的精神和范围，并且他们可以在不脱离本披露的精神和范围的情况下作出多种改变、替换、和更改。
权利要求
1.一种图像传感器器件，包括 基板，具有如表面和后表面； 多个传感器元件，设置在所述基板的所述前表面处，所述多个传感器元件中的每个都可操作，以感应朝向所述基板的所述后表面投射的辐射； 辐射防护部件，设置在所述基板的所述后表面之上并且水平地设置在所述多个传感器元件中的各个之间； 介电部件，设置在所述基板的所述后表面和所述辐射防护部件之间； 以及 金属层，沿着所述介电部件的侧壁设置。
2.根据权利要求I所述的图像传感器器件，其中，所述介电部件是含氧化物部件，其中，所述金属层包括钛和氮化钛中的一个，其中，所述金属层沿着所述辐射防护部件的侧壁延伸。
3.根据权利要求I所述的图像传感器器件，其中，所述辐射防护部件包括多个金属层，其中，所述多个金属层包括 设置在所述基板的所述后表面之上的第一含钛层； 设置在所述第一含钛层之上的含铝层；以及 设置在所述含铝层之上的第二含钛层， 其中，所述第一含钛层和所述第二含钛层包括氮化钛，所述含铝层包括AlCu。
4.根据权利要求3所述的图像传感器器件，进一步包括抗反射层，设置在所述第二含钛层之上。
5.一种器件，包括 基板，具有如表面和后表面； 多个传感器元件，设置在所述基板的所述前表面处，所述多个传感器元件是可操作的，以感应朝向所述基板的所述后表面投射的辐射； 金属栅格，设置在所述基板的所述后表面之上，使得所述多个传感器元件中的各个由所述金属栅格水平地相互隔离； 含氧化物部件，设置在所述基板的所述后表面和所述金属栅格之间； 以及 金属层，设置在所述含氧化物部件的侧壁上。
6.根据权利要求5所述的器件，其中，所述金属层包括钛和氮化钛中的一个，其中，所述金属层设置在所述金属栅格的侧壁上，其中，所述金属栅格在其中限定多个开口，所述多个传感器元件中的每个都设置在所述多个开口中的一个内，其中，所述器件进一步包括多个微透镜，分别设置在所述基板的所述后表面之上和所述多个开口内，其中，所述多个微透镜中的每个都与所述多个传感器元件中的一个对准。
7.一种方法，包括 提供具有前表面和后表面的基板，其中，多个传感器元件设置在所述基板的所述前表面处，所述多个传感器元件中的每个都是可操作的，以感应朝向所述基板的所述后表面投射的辐射； 在所述基板的所述后表面之上形成介电部件；在所述介电部件之上形成辐射防护部件；以及 沿着所述介电部件的侧壁形成金属层。
8.根据权利要求7所述的方法，沿着所述介电部件的侧壁形成所述金属层包括沿着所述辐射防护部件的侧壁形成所述金属层， 其中，在所述介电部件之上形成所述辐射防护部件包括 在所述介电部件之上形成多个金属层；以及 图案化所述多个金属层，使得所述多个传感器元件中的每个都水平地设置在金属部件之间， 其中，形成所述多个金属层包括 在所述基板的所述后表面之上形成第一含钛层； 在所述第一含钛层之上形成含铝层；以及 在所述含铝层之上形成第二含钛层。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，沿着所述介电部件的侧壁形成所述金属层包括 在所述基板的所述后表面之上形成金属层，包括在所述辐射防护部件之上形成金属层；以及 图案化所述金属层，使得沿着所述介电部件的侧壁和所述辐射防护部件的侧壁保留所述金属层。
10.根据权利要求7所述的方法，进一步包括 在所述基板的所述后表面之上形成多个滤色器，其中，所述多个滤色器中的每个都与所述多个传感器元件中的一个对准；以及 在所述基板的所述后表面之上形成多个微透镜，其中，所述多个微透镜中的每个都与所述多个传感器元件中的一个对准。
全文摘要
本发明提供了一种图像传感器器件和用于制造图像传感器器件的方法。典型图像传感器器件包括基板，具有前表面和后表面；多个传感器元件，设置在基板的前表面处，多个传感器元件中的每个都是可操作的，以感应朝向基板的后表面投射的辐射；辐射防护部件，设置在基板的后表面之上并且水平地设置在多个传感器元件中的每个之间；介电部件，设置在基板的后表面和辐射防护部件之间；以及金属层，沿着介电部件的侧壁设置。
文档编号H01L27/146GK102738185SQ20111021731
公开日2012年10月17日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年4月14日
发明者刘世昌, 徐鸿文, 杜友伦 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司