具有抗酸层的半导体器件及其形成方法与流程

本申请为申请号201611150511.7、申请日为2016年12月14日、发明名称为“具有抗酸层的半导体器件及其形成方法”的分案申请。

本发明总的来说涉及半导体领域，更具体地，涉及具有抗酸层的半导体器件及其形成方法。

背景技术：

半导体器件在诸如个人电脑、手机、数码相机和其他电子设备的各种电子应用中使用。通常通过以下步骤来制造半导体器件：在半导体衬底上方相继沉积绝缘或介电层、导电层和半导体材料层；以及使用光刻来图案化各个材料层，以在各个材料层上形成电路组件和元件。通常在单个半导体晶圆上制造许多集成电路，并且通过沿着划线在集成电路之间锯切来分割晶圆上的单独的管芯。例如，通常以多管芯模块或其它类型的封装分别封装单独的管芯。

图像传感器用于将聚焦在图像传感器上的光学图像转换成电信号。图像传感器包括光检测元件阵列，诸如光电二极管，并且光检测元件的配置为产生对应于照射在光检测元件上的光密度的电气信号。电信号被用来在监视器上显示相应的图像或提供关于光学图像的信息。

虽然现有的图像传感器器件结构和用于形成像传感器器件结构方法已被普遍适用于它们的预期目的，它们在各个方面都没有完全令人满意。

技术实现要素：

根据本发明的一个方面，一种互补金属氧化物半导体图像传感器结构，包括：衬底，具有前侧和背侧；互连结构，形成在衬底的所述前侧上方；抗酸层，形成在互连结构上方；接合层，形成在抗酸层上方；以及多个像素区域，形成在衬底的背侧上方或在接合层上方。

根据本发明的另一方面，一种半导体器件结构，包括：互连结构，形成在衬底上方；钝化层，形成在互连结构上方；抗酸层，形成钝化层中；以及接合层，形成在抗酸层和钝化层上，其中抗酸层具有大于140nm的厚度。

根据本发明的再一方面，一种用于形成互补金属氧化物半导体图像传感器结构的方法，包括：提供具有前侧和背侧的衬底；在衬底的前侧上方形成互连结构；在互连结构上方形成抗酸层；在抗酸层上方形成接合层；以及在衬底的背侧上方或在接合层上方形成多个像素区。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳地理解本发明的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增大或减小。

图1a至图1f示出了根据本发明的一些实施例的形成互补金属氧化物半导体(cmos)图像传感器结构的各个阶段的截面表示。

图2a至图2e示出了根据本发明的一些实施例的形成互补金属氧化物半导体(cmos)图像传感器结构的各个阶段的立体表示。

图3a至图3d示出了根据本发明的一些实施例的形成互补金属氧化物半导体(cmos)图像传感器结构的各个阶段的截面表示。

图4a至图4e示出了根据本发明的一些实施例的形成半导体器件结构的各个阶段的截面图示。

具体实施方式

以下公开内容提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本发明。例如，在以下描述中，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以直接接触的方式形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本发明可在各个实例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。

描述了实施例的一些变化例。贯穿各个视图和示例性实施例，相同的参考标号用于指代相同的元件。应该理解，可以在方法之前、期间和之后提供额外的操作，并且对于方法的其它实施例，可以代替或消除所描述的一些操作。

提供了半导体器件结构的实施例及其形成方法。图1a至图1f示出了根据本发明的一些实施例的形成互补金属氧化物半导体(cmos)图像传感器结构300a的各个阶段的截面表示。结构300a是背照式(bsi)图像传感器结构。图2a至图2e示出了根据本发明的一些实施例的形成互补金属氧化物半导体(cmos)图像传感器结构300a的各个阶段的立体表示。

参考图1a，半导体器件结构100a包括衬底102。在一些实施例中，衬底102是晶圆的一部分。衬底102具有前侧102a和背侧102b。

衬底102可以由硅或其他半导体材料制成。可选地或额外地，衬底102可以包括诸如锗的其他元素半导体材料。在一些实施例中，衬底102是由诸如碳化硅、砷化镓、砷化铟或磷化铟的化合物半导体制成的。在一些实施例中，衬底102是由诸如硅锗、碳化硅锗、磷砷化镓或磷铟化镓的合金半导体制成的。在一些实施例中，该衬底102包括外延层。例如，该衬底102具有位于块状半导体上面的外延层。

衬底102还可以包括隔离部件108，诸如浅沟槽隔离(sti)部件或硅的局部氧化(locos)部件。隔离部件可以限定和隔离各个器件元件。

衬底102也可以包括掺杂的区域(未示出)。掺杂的区域可以掺杂p型掺杂剂，诸如硼或bf2，和/或n型掺杂剂，诸如磷(p)或砷(as)。掺杂区域可以在衬底102上、n-阱结构中、p-阱结构中或双-阱结构中直接形成。

包括栅极介电层112和栅电极层114的晶体管形成在衬底102的前侧102a处。间隔件116形成在栅电极层114的相对侧壁上。源极/漏极(s/d)结构118形成在衬底102中。

其他器件元件包括晶体管(例如，金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)、互补金属氧化物半导体(cmos)晶体管、双极结型晶体管(bjt)、高压晶体管、高频晶体管、p沟道和/或n沟道场效应晶体管(pfet和nfet)等)、二极管和/或其他适用的元件，可以形成在衬底102上方。实施诸如沉积、蚀刻、注入、光刻、退火和/或其他适用的工艺的各种工艺以形成器件元件。在一些实施例中，在前段制程(feol)工艺中在衬底102中形成器件元件。

之后，如图1a所示，根据本发明的一些实施例，在衬底102的前侧102a上方形成层间介电(ild)层110。ild层110可为多层。ild层110是由氧化硅(siox)、氮化硅(sixny)、氮氧化硅(sion)或低-k介电材料、另一适用的介质材料制成的。

接触结构120形成在ild层110中和在s/d结构118上方。接触结构120由诸如铜(cu)、铜合金、铝(al)、铝合金、钨(w)、钨合金、钛(ti)、钛合金、钽(ta)、钽合金或其他适用材料制成。

互连结构130形成在ild层110上方。互连结构130包括金属间介电(imd)层132、导电通孔插塞134和导电线136。imd层132可以是单层或多层。导电通孔插塞134和导电线136形成在imd层132中。导电线136通过导电通孔插塞134电连接至另一邻近的导电线136。互连结构130形成在后段制程(beol)工艺中。

imd层132由氧化硅(siox)、氮化硅(sixny)、氮氧化硅(sion)、具有低介电常数(低-k)的介电材料或它们的组合制成。在一些实施例中，imd层132由具有小于约2.5的介电常数的极低-k(elk)介电材料制成。在一些实施例中，elk介电材料包括碳掺杂的氧化硅、非晶氟化碳、聚对二甲苯、双-苯并环丁烯(bcb)、聚四氟乙烯(ptfe)(特氟龙)或碳氧化硅聚合物(sioc)。在一些实施例中，elk介电材料包括诸如氢倍半硅氧烷(hsq)、多孔甲基倍半硅氧烷(msq)、多孔聚芳醚(pae)、多孔silk或多孔氧化硅(sio2)的现有介电材料的多孔版。在一些实施例中，imd层132通过等离子体增强化学汽相沉积(pecvd)工艺或旋涂工艺沉积。

导电通孔插塞134和导电线136独立地由铜(cu)、铜合金、铝(al)、铝合金、钨(w)、钨合金、钛(ti)、钛合金、钽(ta)或钽合金制成。在一些实施例中，导电通孔插塞134和导电线136由电镀方法形成。

如在图1a中示出，导电线136的顶部表面与imd层132的顶部表面齐平。换言之，导电线136和imd层132共平面。在图1a中示出的导电部件的金属布线仅是实例。可选地，可以根据实际应用使用导电部件的金属布线的其他设计。

图2a示出了根据本公开的一些实施例的在衬底102上方的互连结构130的立体图示。互连结构130形成在衬底102的前侧102a上方。

根据本公开的一些实施例，如在图1b中示出，在形成互连结构130之后，抗酸层146形成在导电线136的顶部表面以及imd层132的顶部表面上方。抗酸层146配置为提供好的耐酸性以防止酸溶液扩散至下面的层中。酸溶液可以在随后的工艺中使用。在一些实施例中，酸溶液用于清理表面或去除不期望的污染。

在一些实施例中，衬底102是晶圆的一部分，并且晶圆的顶部表面完全由抗酸层146覆盖。互连结构130的顶部表面完全由抗酸层146覆盖。更具体地，没有钝化层形成在互连结构130的顶部表面和抗酸层146的底部表面之间。抗酸层146包括金属氮化物层142和金属层144。金属氮化物层142与互连结构130的顶部表面直接接触。金属氮化物层142包括与金属层144相同的金属元素。在一些实施例中，金属氮化物层142是氮化钽(tan)，并且金属层144是钽(ta)。在一些实施例中，钽(ta)是β相钽(ta)。β相钽(ta)具有比α相更高的耐腐蚀性。在一些实施例中，金属氮化物层142是氮化钛(tin)，并且金属层144是钛(ti)。

在一些实施例中，金属氮化物层142由物理汽相沉积(pvd)工艺制成。在一些实施例中，pvd工艺通过使用氮(n2)和氩(ar)气体形成。在一些实施例中，氮气具有在从约20sccm至约100sccm的范围内的流量。在一些实施例中，氮气的流量和氩气(ar)的流量的比率在从约0.2至1的范围内。如果氮气的流量小于20sccm或比率小于0.2，扩散阻挡性能较差。如果氮气的流量大于100sccm或比率大于1，金属氮化物层的形成可能变得困难。

在一些实施例中，金属氮化物层142具有在约5nm至约10nm的范围内的第一厚度t1。在一些实施例中，金属氮化物层142具有在约135nm至约240nm的范围内的第二厚度t2。抗酸层146的厚度tt是第一厚度t1和第二厚度t2的总和。在一些实施例中，抗酸层146的厚度tt在约140nm至约250nm的范围内。如果厚度tt小于140nm，抗酸能力或耐酸性能较差，并且因此可以蚀刻下面的层。如果抗酸层146的厚度tt大于250nm，污染的风险因为沉积时间太长可以增加。另外，制造时间和成本增加。

另外，抗酸层146配置为作为扩散阻挡层使用。扩散阻挡层用于防止将在稍后形成的接合层150迁移至下面的层。

应当注意，在一些实施例中，如果在导电结构下方的扩散阻挡层具有小于140nm的厚度，厚度可以足够以形成针对导电材料的迁移的阻挡，但太薄不能阻止下面的层被酸溶液蚀刻。酸溶液可以容易地穿透薄扩散阻挡层。因此，为了具有好的耐酸性能，提供具有大于140nm的厚度tt的包括金属氮化物层142和金属层144的抗酸层146。

图2b示出了根据本公开的一些实施例的在衬底102上方的抗酸层146的立体图示。更具体地，金属层144覆盖衬底102的所有顶部表面。

根据本公开的一些实施例，如在图1c中示出，在形成抗酸层146之后，接合层150形成在抗酸层146上方。接合层150配置为电连接至其他层。

接合层150由导电材料制成。在一些实施例中，接合层150由铝铜(alcu)合金制成，并且铝铜合金包括95％至99.5％的铝和0.5％至5％的铜。在一些其他实施例中，接合层150由铝(al)、钛(ti)、钽(ta)、铜(cu)、钨(w)、它们的合金组成。在一些实施例中，接合层150由诸如化学汽相沉积(cvd)、物理汽相沉积(pvd)、电镀、其它可应用工艺等的沉积工艺形成。在一些实施例中，接合层150具有在约1200nm至约1500nm的范围内的厚度。在一些实施例中，抗酸层146和接合层150的比率在约4至约11的范围内。当比率在上述的范围内时，抗酸性能提高。

应当注意在形成接合层150之后，在半导体器件结构100a上实施质量测试。在一些实施例中，质量测试包括接合能力测试和抗酸测试。在形成接合层150之后，实施接合能力测试以核查接合层是否能够抵抗高力。在接合能力测试之后，将去除接合层150以继续下面的抗酸测试。抗酸层146暴露于酸溶液。抗酸测试用于测试导电通孔插塞134和导电线136是否将被酸溶液蚀刻。在一些实施例中，酸溶液是通过以1:3的体积比率混合浓硝酸(hno3)和盐酸(hcl)的硝基盐酸(也称为王水)。

如果抗酸层146的厚度不足够厚，酸溶液可以通过或穿过抗酸层146并且蚀刻导电通孔插塞134和导电线136的一部分。通过形成具有比140nm更大的厚度tt的抗酸层146，半导体器件结构100a通过抗酸测试。因此，抗酸层146保护下面的层不受蚀刻。此外，进一步地增加半导体器件结构100a的可靠性。

应当注意，正常的质量测试不包括抗酸测试，可以不需要控制抗酸层的厚度。然而，在一些实施例中，需要抗酸测试以确保抗酸层146的质量。因此，为了通过抗酸测试，应当很好的控制本公开的抗酸层146的厚度以等于或大于140nm。如果抗酸层146的厚度小于140nm，可以容易地蚀刻和分层下面的层。

应当注意，在相同的cmp站顺序地实施抗酸层146和接合层150。换句话说，为了方便和效率原位实施沉积工艺而不运输至另一站。

保护层152形成在接合层150上方以在转移半导体结构100a期间暂时地保护接合层150。当形成保护层152时，半导体器件结构100a从腔室去除并且准备用于接合。保护层152由惰性金属材料制成。在一些实施例中，保护层152由钽(ta)、钛(ti)、铁(fe)、铜(cu)或它们的组合制成。

在接合工艺之前，保护层152被钝化层154替代。在一些实施例中，钝化层154由诸如氧化硅、未掺杂的硅酸盐玻璃、氮氧化硅、阻焊(sr)、氮化硅、hmds(六甲基二硅氮烷)的非有机材料制成。在一些其他实施例中，钝化层154由诸如聚酰亚胺(pi)、环氧或含氟(f)聚合物的聚合物材料制成。

之后，根据本公开的一些实施例，如在图1c中示出，在衬底102的背侧102b上实施平坦化工艺以减薄衬底102的背侧102b。在一些实施例中，平坦化工艺是化学机械抛光(cmp)工艺。平坦化工艺配置为减小半导体器件结构100a的高度。

图2c示出了根据本公开的一些实施例的在衬底102的前侧102a上方的保护层152的立体图示。更具体地，保护层152形成在接合层150上方。接合层150的顶部表面被保护层152完全覆盖。

在平坦化工艺后，衬底102具有小于第三厚度t3(在图1c中示出)的第四厚度t4(在图1d中示出)。

之后，根据本公开的一些实施例，如在图1d中示出，准备图像传感器器件结构200a。图像传感器器件结构200a包括衬底202。在衬底202中形成多个像素区域210。在一些实施例中，图像传感器器件结构200a没有，或基本上没有逻辑器件(诸如逻辑晶体管)。

像素区域210可以包括对应于特定的波长的像素210r、210g和210b。例如，像素210r、210g和210b分别对应于红光、绿光和蓝光的波长的范围。因此，像素210r、210g和210b的每个可以检测波长的各自范围的强度(亮度)。术语“像素”指包括用于将电磁辐射转化为电信号的部件(例如，包括光电探测器和各个半导体器件的电路)的单位单元。在一些实施例中，像素210r、210g和210b是光探测器，诸如包括光感区域的光电二极管。光感区域可以是具有形成在器件衬底102中的n型和/或p型掺杂剂的掺杂的区域。光感区域可以通过离子注入工艺、扩散工艺和/或其它合适的工艺形成。

图2d示出了根据本公开的一些实施例的在实施接合工艺前的半导体器件结构100a和图像传感器器件结构200a的立体图示。衬底102的背侧102b在接合工艺前朝向衬底202的顶部表面。

之后，根据一些实施例，如在图1e中示出，半导体器件结构100a和图像传感器器件结构200a接合在一起以形成3dic堆叠结构300a。在一些实施例中，衬底102和衬底202都是由硅制成，并且在压力和热下实施用于衬底102和衬底202的接合的接合工艺。

之后，在一些实施例中，多个开口(未示出)形成在钝化层154中，并且导电凸块结构156形成在开口中。导电凸块结构156电连接至接合层150。

图2e示出了根据本公开的一些实施例的在接合工艺后的半导体器件结构100a和图像传感器器件结构200a的立体图示。3dic堆叠结构300a包括半导体器件结构100a和图像传感器器件结构200a。像素210r、210g和210b形成在衬底102的背侧102b下方。

之后，根据本公开的一些实施例，掺杂的层212形成在如在图1f中示出的暴露的像素210r、210g和210b上方。在一些实施例中，掺杂的层212直接形成在像素210r、210g和210b上。掺杂的层212形成在衬底102的背侧102b上方。掺杂的层212配置为提高图像传感器的图像质量。在一些实施例中，掺杂的层212掺杂有p型掺杂剂，诸如硼或bf2，和/或n型掺杂剂，诸如磷(p)或砷(as)。

之后，抗反射层214形成在掺杂的层212上方。抗反射层214由诸如氮化硅、氮氧化硅或另一适用材料的介电材料制成。

接下来，在抗反射层214上方形成滤色镜层216。入射光可以被滤色镜层216过滤并且过滤的入射光，诸如被转变成红光，可以到达像素210r、210g和210b。在一些实施例中，滤色镜层216由用于过滤掉特定的频带的基于染料(或基于颜料)的聚合物制成。在一些实施例中，滤色镜层216由树脂或具有彩色颜料的其他基于有机物的材料制成。

之后，微透镜层218形成在滤色镜层216上方。每个微透镜与一个对应的滤色镜层216对准，并且因此与一个对应的像素210r、210g和210b对齐。然而，应当注意在各种应用中微透镜可以布置在各种位置中。

因此，得到cmos图像传感器结构300a。抗酸层146形成在衬底102的背侧102b上方。换句话说，抗酸层146形成在像素210r、210g和210b之上。具有大于140nm的厚度的抗酸层146具有良好的耐酸性能。

图3a至图3d示出了根据本发明的一些实施例的形成互补金属氧化物半导体(cmos)图像传感器结构300b的各个阶段的截面表示。结构300b是背照式(bsi)图像传感器结构。

在图3a中示出的半导体器件结构100b与在图1c中示出的半导体器件结构100a类似或相同，除了导电结构156形成在钝化层154中。导电结构156的顶部表面与钝化层154的顶部表面齐平。

之后，根据本公开的一些实施例，如在图3b中示出，准备图像传感器器件结构200b。图像传感器器件结构200b包括形成在衬底202中的像素210r、210g或210b。衬底202包括前侧202a和背侧202b。互连结构204形成在衬底202的前侧202a上方。互连结构204包括金属间介电(imd)层205、导电线206和导电通孔插塞208。导电线206和导电通孔插塞208形成在imd层205中。

之后，根据本公开的一些实施例，如在图3c中示出，半导体器件结构100b和图像传感器器件结构200b通过复合粘接接合在一起以形成3dic堆叠结构300b。

混合粘接涉及至少两种类型的接合，包括金属至金属接合和非金属至非金属接合。如在图3c中示出，混合接合结构305形成在半导体器件结构100b和图像传感器器件结构200b之间。混合接合结构305包括通过金属至金属接合接合的导电凸块结构156和导线206以及通过非金属至非金属接合接合的钝化层154和imd层205。在一些实施例中，可以在诸如填充有包括n2、ar、he或它们的组合的环境的惰性环境中实施混合接合。

如在图3c中示出，接合结构305具有在导电凸块结构156和导电线206之间的金属接合界面305a，但由于回流工艺可以不具有在钝化层154和imd层205之间的清晰的非金属界面。

之后，根据本公开的一些实施例，掺杂的层212形成在如在图3d中示出的暴露的像素210r、210g和210b上方。掺杂的层212形成在衬底202的背侧202b上方。掺杂的层212配置为提高图像传感器的图像质量。

之后，抗反射层214形成在掺杂的层212上方。接下来，在抗反射层214上方形成滤色镜层216。入射光可以被滤色镜层216过滤并且过滤的入射光，诸如被转变成红光，可以到达像素210r、210g和210b。

之后，微透镜层218形成在滤色镜层216上方。微透镜层218与一个对应的滤色镜层216对准，并且因此与一个对应的像素210r、210g和210b对准。

因此，得到cmos图像传感器结构300b。抗酸层146形成在衬底102的前侧102a上方。换句话说，抗酸层146形成在像素210r、210g和210b下方。具有大于140nm的厚度的抗酸层146具有良好的耐酸性能。因此，提高了cmos图像传感器结构300b的可靠性。

图4a至图4e示出了根据本发明的一些实施例的形成半导体器件结构100c的各个阶段的截面图示。半导体器件结构100c与在图1a中示出的半导体器件结构100a类似或相同，除了钝化层160形成在互连结构130上方。用于形成半导体器件结构100c的工艺和材料可以与用于形成半导体器件结构100a的工艺和材料类似或相同并且在此处未重复。

如在图4a中示出，钝化层160形成在互连结构130上方，并且开口162形成在钝化层160中。可以通过图案化工艺形成开口162。

根据本公开的一些实施例，如在图4b中示出，在形成开口162之后，金属氮化物层142和金属层144顺序地形成在开口162中和钝化层160上方。

金属氮化物层142共行地形成在开口162的底部和侧壁上。金属氮化物层142和金属层144统称为抗酸层146。抗酸层146用于在随后的工艺中保护下面的层不受腐蚀。

金属氮化物层142包括与金属层144相同的金属元素。在一些实施例中，金属氮化物层142是氮化钽(tan)，并且金属层144是钽(ta)。在一些实施例中，金属氮化物层142是氮化钛(tin)，并且金属层144是钛(ti)。

根据一些实施例，如在图4c中示出，在形成金属层144之后，接合层150形成在开口162中和金属层144上。在一些实施例中，接合层150由alcu合金制成。

之后，根据一些实施例，如在图4d中示出，图案化金属氮化物层142、金属层144和接合层150。

之后，导电凸块结构156形成在接合层150上。根据本公开的一些实施例，如在图4e中示出，导电凸块结构156电连接至接合层150。

应当注意，在相同的cmp站顺序地提供抗酸层146和接合层150。换句话说，为了方便和效率原位实施沉积工艺而不运输至另一站。

应当注意，为了保护下面的层不受蚀刻和去除，应当将本公开的抗酸层146的厚度很好地控制至等于或大于140nm。如果抗酸层146的厚度小于140nm，可以容易地蚀刻和分层下面的层。

提供用于形成半导体器件结构的实施例及其形成方法。半导体器件结构包括衬底和在衬底上方形成的互连结构。抗酸层形成在互连结构上方。接合层形成在抗酸层上方并且多个像素区域形成在衬底的背侧上方或接合层上方。抗酸层配置为保护下面的层不受可以在随后的工艺中使用的酸溶液的损坏。在一些实施例中，抗酸层形成在钝化层中。在一些实施例中，抗酸层具有大于约140nm的厚度以有效地阻挡酸的蚀刻。因此，提高了半导体器件结构的可靠性。

在一些实施例中，提供互补金属氧化物半导体(cmos)图像传感器结构。cmos图像传感器结构包括具有前侧和背侧的衬底和形成在衬底的前侧上方的互连结构。cmos图像传感器结构还包括形成在互连结构上方的抗酸层和形成在抗酸层上方的接合层。cmos图像传感器结构还包括形成在衬底的背侧上方或在接合层上方的多个像素区域。

在一些实施例中，提供一种半导体器件结构。半导体器件结构包括形成在衬底上方的互连结构和形成在互连结构上方的钝化层。半导体器件结构还包括形成在钝化层中的抗酸层和形成在抗酸层和钝化层上的接合层。抗酸层具有大于约140nm的厚度。

在一些实施例中，提供用于形成互补金属氧化物半导体(cmos)图像传感器结构的方法。该方法包括提供具有前侧和后侧的衬底和形成在衬底的前侧上方的互连结构。该方法包括形成在互连结构上方的抗酸层和形成在抗酸层上方的接合层。该方法还包括形成在衬底的背侧上方或在接合层上方的多个像素。

根据本发明的一个方面，一种互补金属氧化物半导体图像传感器结构，包括：衬底，具有前侧和背侧；互连结构，形成在衬底的所述前侧上方；抗酸层，形成在互连结构上方；接合层，形成在抗酸层上方；以及多个像素区域，形成在衬底的背侧上方或在接合层上方。

根据本发明的实施例，抗酸层包括金属氮化物层和金属层，并且金属氮化物层包括与金属层相同的金属元素。

根据本发明的实施例，抗酸层具有在140nm至250nm的范围内的厚度。

根据本发明的实施例，金属氮化物层是氮化钽(tan)，并且金属层是钽(ta)。

根据本发明的实施例，钽(ta)是β相钽(ta)。

根据本发明的实施例，金属氮化物层是氮化钛(tin)，并且金属层是钛(ti)。

根据本发明的实施例，还包括：钝化层，形成在接合层上方；以及导电凸块结构，形成在钝化层中，其中导电凸块结构电连接至接合层。

根据本发明的实施例，还包括：滤色镜层，位于像素区域上方；以及微透镜层，位于滤镜层上方。

根据本发明的另一方面，一种半导体器件结构，包括：互连结构，形成在衬底上方；钝化层，形成在互连结构上方；抗酸层，形成钝化层中；以及接合层，形成在抗酸层和钝化层上，其中抗酸层具有大于140nm的厚度。

根据本发明的实施例，抗酸层与互连结构直接接触。

根据本发明的实施例，抗酸层具有在从140nm至250nm的范围内的厚度。

根据本发明的实施例，抗酸层包括金属氮化物层和金属层，并且金属氮化物层包括与金属层相同的金属元素。

根据本发明的实施例，金属氮化物层是氮化钽(tan)，并且金属层是钽(ta)。

根据本发明的实施例，钽(ta)是β相钽(ta)。

根据本发明的实施例，还包括：导电凸块结构，形成在接合层上方，其中导电凸块结构电连接至接合层。

根据本发明的再一方面，一种用于形成互补金属氧化物半导体图像传感器结构的方法，包括：提供具有前侧和背侧的衬底；在衬底的前侧上方形成互连结构；在互连结构上方形成抗酸层；在抗酸层上方形成接合层；以及在衬底的背侧上方或在接合层上方形成多个像素区。

根据本发明的实施例，在相同的腔室中实施形成抗酸层和形成接合层。

根据本发明的实施例，形成在互连结构上方的抗酸层包括：在互连结构上方形成金属氮化物层；以及在金属氮化物层上方形成金属层。

根据本发明的实施例，形成在互连结构上方的抗酸层包括：覆盖互连结构的顶部表面。

根据本发明的实施例，在形成在互连结构上方的抗酸层之前，还包括：在互连结构上方形成钝化层，其中钝化层具有多个开口，并且抗酸层形成在开口中。

上述内容概括了几个实施例的特征使得本领域技术人员可更好地理解本发明的各个方面。本领域技术人员应该理解，可以很容易地使用本发明作为基础来设计或更改其他的处理和结构以用于达到与本发明所介绍实施例相同的目的和/或实现相同优点。本领域技术人员还应认识到这种等同结构并不背离本公开的实质和范围，并且应认识到在不背离本公开实质和范围的情况下他们可对本文进行多种改变、替换和修改。