图像传感器的制作方法

图像传感器
1.本技术要求于2020年11月10日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0149213号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开通过引用全部包含于此。
技术领域
2.公开涉及图像传感器。


背景技术：

3.用于捕获图像并将图像转换为电信号的图像传感器芯片不但可以用于针对普通消费者的电子装置(诸如，数码相机、移动电话相机、便携式摄录像机(camcorder)等)中，而且可以用于安装在车辆、安全装置、机器人等中的相机中。因为可能需要图像传感器芯片被小型化并具有高分辨率，所以已经进行了研究以满足对图像传感器芯片的小型化和高分辨率的需求。


技术实现要素：

4.本公开中的示例实施例提供了小型化的图像传感器。
5.根据示例实施例，提供了一种图像传感器，所述图像传感器可以包括：半导体基底，具有第一侧和与第一侧背对的第二侧；多个光电区域，沿彼此垂直的第一方向和第二方向布置在半导体基底中；以及分隔结构，设置在半导体基底中以分隔所述多个光电区域，其中，分隔结构包括下分隔结构和上分隔结构，下分隔结构设置在半导体基底的第一侧处，上分隔结构设置在半导体基底的第二侧处，其中，下分隔结构的下端与下分隔结构的上端之间的长度比上分隔结构的下端与上分隔结构的上端之间的长度大，其中，上分隔结构的上端与半导体基底的第二侧共面，其中，在分隔结构的至少一部分中，下分隔结构的两个横向表面之间的第一竖直中心轴不与上分隔结构的两个横向表面之间的第二竖直中心轴竖直地对准，其中，上分隔结构的下端与下分隔结构的上端之间的高度差比下分隔结构的宽度大。
6.根据示例实施例，提供了一种图像传感器，所述图像传感器可以包括：半导体基底，具有第一侧和与第一侧背对的第二侧；多个光电区域，在半导体基底的第一区域中沿彼此垂直的第一方向和第二方向布置在半导体基底中；以及第一分隔结构，在半导体基底的第一区域中设置在所述多个光电区域之间。第一分隔结构包括下分隔结构和设置在下分隔结构上方的上分隔结构，并且第一分隔结构包括位于所述多个光电区域之间且在第一方向上延伸的线性部分，其中，在第一分隔结构的线性部分的在第一方向上的剖面结构中，下分隔结构的上表面和上分隔结构的下表面中的至少一个具有波状形状。
7.根据示例实施例，提供了一种图像传感器，所述图像传感器可以包括：第一芯片结构，包括下基底、下布线结构和下绝缘层，下布线结构设置在下基底上方，下绝缘层设置在下基底上方并覆盖下布线结构；以及第二芯片结构，设置在第一芯片结构上方。第二芯片结构可以包括：半导体基底，具有与第一芯片结构相对的第一侧和与第一侧背对的第二侧；多
个光电区域，沿彼此垂直的第一方向和第二方向布置在半导体基底的第一区域中；第一参考区域和第二参考区域，设置在半导体基底的第二区域中，并且彼此间隔开；背侧绝缘层，设置在半导体基底的第二侧上方；滤色器，设置在背侧绝缘层上方，并且与所述多个光电区域叠置；微透镜，设置在滤色器上方；阻光图案，设置在背侧绝缘层上方，并且与第一参考区域和第二参考区域叠置；第一分隔结构，设置在半导体基底的第一区域中，并且围绕所述多个光电区域中的每个；第二分隔结构，设置在半导体基底的第二区域中，并且围绕第一参考区域和第二参考区域中的每个；以及上布线结构和上绝缘层，设置在半导体基底的第一侧与第一芯片结构之间，其中，第一分隔结构和第二分隔结构中的每个包括下分隔结构和设置在下分隔结构上方的上分隔结构，第一分隔结构包括位于所述多个光电区域之间且在第一方向上延伸的线性部分，其中，在第一分隔结构的线性部分的在第一方向上的剖面结构中，下分隔结构的上表面和上分隔结构的下表面中的至少一个沿第一方向重复地布置，并且包括具有不同倾斜角的第一倾斜表面和第二倾斜表面。
附图说明
8.通过下面结合附图进行的详细描述，将更清楚地理解以上和其他方面、特征和优点。
9.图1是示意性地示出根据实施例的图像传感器的分解透视图。
10.图2a是示意性地示出根据实施例的图像传感器的剖视图。
11.图2b是示出图2a的一部分的局部放大剖视图。
12.图3是示出图1的组件的一部分的放大部分的局部放大剖视图。
13.图4至图11c是各自示出根据实施例的图像传感器的修改示例的局部放大剖视图。
14.图12a至图12c是示意性地示出根据实施例的图像传感器的剖视图。
15.图13可以是示意性地示出根据实施例的形成图像传感器的方法的流程图。
具体实施方式
16.在下文中，将参照附图描述公开的示例实施例。
17.将理解的是，当元件或层被称为“在”另一元件或层“之上”、“上方”、“上”、“下方”、“下面”、“之下”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时，该元件或层可以直接在所述另一元件或层之上、上方、上、下方、下面、之下、直接连接到或直接结合到所述另一元件或层，或者可以存在居间元件或居间层。相反，当元件或层被称为“直接在”另一元件或层“之上”、“上方”、“上”、“下方”、“下面”、“之下”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件或层时，不存在居间元件或居间层。同样的标号始终表示同样的元件。
18.如在此使用的，诸如
“……
中的至少一个(种/者)”的表述在位于一列元件之后时，修饰整列元件而不修饰该列中的个别元件。例如，表述“a、b和c中的至少一个(种/者)”应被理解为包括仅a、仅b、仅c、a和b两者、a和c两者、b和c两者或者a、b和c中的全部。
19.将参照图1描述根据实施例的图像传感器。图1是示意性地示出根据实施例的图像传感器的分解透视图。
20.参照图1，根据实施例的图像传感器1可以包括下芯片10和在下芯片10上的上芯片50。下芯片10可以被称为第一芯片结构，上芯片50可以被称为第二芯片结构。
21.在示例实施例中，图像传感器1可以包括第一区域(图1的ca)、第二区域(图1的ea)和第三区域(图1的pa)。
22.在示例实施例中，第三区域pa可以设置在包括第一区域ca和第二区域ea的中心区域的至少一侧上。例如，第三区域pa可以设置在包括第一区域ca和第二区域ea的中心区域的两侧上，或者可以设置为围绕中心区域。第二区域ea可以设置在第一区域ca的至少一侧上。例如，第二区域ea可以设置在第一区域ca的任一侧上，可以设置在第一区域ca的两侧上，或者可以设置为围绕第一区域ca。
23.在示例实施例中，第一区域ca可以包括有源像素传感器阵列区域，第二区域ea可以包括光学黑区域ob和芯片连接区域cb，第三区域pa可以包括其中设置有输入/输出垫(pad，或称为“焊盘”或“焊垫”)的垫区域。第一区域ca可以是光入射到的区域，第二区域ea的光学黑区域ob可以是光未入射到的区域，第二区域ea的芯片连接区域cb可以是将下芯片10的下布线结构电连接到上芯片50的上布线结构的区域。在实施例中，光学黑区域ob和芯片连接区域cb可以布置成各种形状。
24.在下文中，将参照图2a、图2b和图3描述图像传感器1的第一区域ca的剖面结构的示例，将参照图12a描述图像传感器1的第二区域ea的光学黑区域ob的剖面结构的示例，将参照图12b描述图像传感器1的第二区域ea的芯片连接区域cb的剖面结构的示例，将参照图12c描述图像传感器1的第三区域pa的剖面结构的示例。
25.首先，将参照图2a、图2b和图3描述图像传感器1的第一区域ca的剖面结构的示例。图2a可以是示意性地示出图1的沿着线i-i'截取的剖视图，图2b可以是示意性地示出图2a的“部分'a'”的局部放大图，图3可以是沿着图1的线ii-ii'截取的局部放大剖视图。
26.参照图1、图2a、图2b和图3，下芯片10可以是逻辑半导体芯片，上芯片50可以是包括多个像素区域px的图像传感器芯片。
27.在示例实施例中，下芯片10可以包括下基底15、下隔离层20s、下器件26g和26a、下布线结构32以及下绝缘层40，下基底15具有彼此背对的第一侧15s1和第二侧15s2，下隔离层20s设置在下基底15的第一侧15s1上方并限定下有源区域20a，下器件26g和26a及下布线结构32设置在下基底15的第一侧15s1上方，下绝缘层40设置在下基底15的第一侧15s1上方并覆盖下器件26g和26a及下布线结构32。
28.在示例实施例中，下基底15可以是半导体基底，例如单晶硅基底。
29.在示例实施例中，下基底15的第一侧15s1可以被限定为下有源区域20a的上表面。
30.在示例实施例中，下器件26a和26g可以包括包含下栅极26g和下源极/漏极区域26a的电路晶体管，下源极/漏极区域26a紧邻下栅极26g形成并在下有源区域20a中。
31.上芯片50的多个像素区域px可以包括第一光电区域150a。例如，第一光电区域150a可以产生并累积与入射管(incident tube)对应的电荷。例如，第一光电区域150a可以包括光电二极管、光电晶体管、光电门(photo gate)、钉扎光电二极管(pinned photo diode，ppd)以及它们的组合。第一光电区域150a可以被称为光电转换区域、光电转换元件或光电转换器件。
32.上芯片50可以包括半导体基底105、上隔离层108s、上器件112、上布线结构121和上绝缘层125，半导体基底105具有彼此背对的第一侧105s1和第二侧105s2，上隔离层108s设置在半导体基底105的第一侧105s1上方并限定上有源区域108a，上器件112和上布线结
构121设置在半导体基底105的第一侧105s1上方，上绝缘层125设置在半导体基底105的第一侧105s1上方并覆盖上器件112和上布线结构121。
33.第一光电区域150a可以形成在半导体基底105中，并且可以彼此间隔开。
34.半导体基底105的第一侧105s1和下基底15的第一侧15s1可以彼此相对，且上绝缘层125和下绝缘层40在半导体基底105的第一侧105s1与下基底15的第一侧15s1之间。
35.上器件112可以包括传送(tansfer)栅极tg和浮置(floating)扩散区域fd。传送栅极tg可以具有竖直晶体管栅极的形状，所述竖直晶体管栅极包括从半导体基底105的第一侧105s1延伸到半导体基底105中的部分。浮置扩散区域fd可以形成在上有源区域108a中并紧邻传送栅极tg。
36.上器件112还可以包括包含第二栅极116a和第二杂质区域116b的晶体管116，第二杂质区域116b形成在上有源区域108a中并紧邻第二栅极116a。晶体管116可以是源极跟随晶体管(source follower transistor)、复位晶体管或选择晶体管中的至少一种。
37.上布线结构121可以包括位于不同的高度水平处的多层布线以及将多层布线电连接到上器件112的过孔。
38.上绝缘层125可以设置在半导体基底105的第一侧105s1上方，并且可以覆盖上器件112和上布线结构121。
39.上绝缘层125可以形成为包括不同类型的绝缘层的多层。例如，上绝缘层125可以形成为至少包括氧化硅层、低k介电层和氮化硅层中的两个或更多个的多层结构。
40.在示例实施例中，第一光电区域150a可以是图像传感器1的光电二极管。例如，第一光电区域150a可以是pn光电二极管。
41.在示例实施例中，上芯片50还可以包括穿过半导体基底105的第一分隔沟槽127以及在第一分隔沟槽127中的第一分隔结构148。
42.在示例实施例中，第一分隔结构148可以设置在第一光电区域150a之间。第一分隔结构148可以设置为围绕第一光电区域150a中的每个。
43.在示例实施例中，上芯片50还可以包括设置在半导体基底105的第二侧105s2上方的背侧绝缘层153、设置在背侧绝缘层153上方的滤色器172、设置在滤色器172之间的滤色器分隔图案169以及设置在滤色器172上方的微透镜175。
44.背侧绝缘层153可以包括顺序地堆叠的多个层153a、153b和153c。例如，背侧绝缘层153可以包括氧化铝层、氧化铪层、氧化硅层和氮化硅层中的至少两个。
45.图2b示出了第一分隔沟槽127和第一分隔结构148。
46.参照图2b，第一分隔沟槽127可以包括下分隔沟槽130和上分隔沟槽139，下分隔沟槽130在从上隔离层108s的上表面108sb朝向半导体基底105的第二侧105s2的方向上延伸，上分隔沟槽139在从半导体基底105的第二侧105s2朝向半导体基底105的第一侧105s1的方向上延伸。
47.第一分隔结构148可以包括设置在下分隔沟槽130中的下分隔结构136和设置在上分隔沟槽139中的上分隔结构146。
48.在示例实施例中，下分隔结构136可以与上隔离层108s接触。
49.在示例实施例中，下分隔结构136可以包括下材料图案134和下材料层132。下材料层132的至少一部分可以置于下材料图案134与半导体基底105之间。下材料层132还可以包
括自置于下材料图案134与半导体基底105之间的部分起在下材料图案134与上分隔结构146之间延伸的部分。
50.在示例实施例中，下材料图案134可以包括多晶硅材料，下材料层132可以包括绝缘材料。在示例实施例中，下材料层132可以包括可通过对半导体基底105进行热氧化而形成的氧化硅层。在另一示例中，下材料层132可以包括可通过沉积工艺而形成为共形地覆盖下分隔沟槽130的内壁的氧化硅层、氮氧化硅层、氮化硅层或高k介电层。
51.在示例实施例中，上分隔结构146可以包括上材料图案144和上材料层142。上材料层142的至少一部分可以置于上材料图案144与半导体基底105之间。上材料层142还可以包括自置于上材料图案144和半导体基底105之间的部分起在上材料图案144与下分隔结构136之间延伸的部分。
52.在示例实施例中，上材料图案144可以包括多晶硅材料，上材料层142可以包括绝缘材料。在示例实施例中，上材料层142可以包括可通过对半导体基底105进行热氧化而形成的氧化硅层。在另一示例中，上材料层142可以包括可通过沉积工艺而形成为共形地覆盖上分隔沟槽139的内壁的氧化硅层、氮氧化硅层、氮化硅层或高k介电层。
53.在示例实施例中，下分隔结构136可以具有彼此背对的第一横向(lateral，或“侧向”)表面136s1和第二横向表面136s2，上分隔结构146可以具有彼此背对的第一横向表面146s1和第二横向表面146s2。
54.在示例实施例中，在第一分隔结构148的至少一部分中，穿过下分隔结构136的第一横向表面136s1与第二横向表面136s2之间的中心的第一竖直中心轴c1z可以不与穿过上分隔结构146的第一横向表面146s1与第二横向表面146s2之间的中心的第二竖直中心轴c2z竖直地对准。
55.在示例实施例中，上分隔结构146可以包括与下分隔结构136叠置且接触的部分以及不与下分隔结构136叠置且不与下分隔结构136接触的部分。
56.在示例实施例中，上分隔结构146还可以包括下延伸部分146e，下延伸部分146e在竖直方向上不与下分隔结构136叠置并且在面对半导体基底105的第一侧105s1的方向上延伸。下延伸部分146e可以包括与下分隔结构136的第二横向表面136s2间隔开的部分。该间隔开的部分可以包括上分隔结构146的下端146l。下分隔结构136的第二横向表面136s2可以与上分隔结构146叠置。例如，下分隔结构136的第二横向表面136s2可以在竖直方向上与上分隔结构146叠置，下分隔结构136的第二横向表面136s2的一部分可以在水平方向上与上分隔结构146叠置。
57.在实施例中，在图2b中，附图标记136u可以被称为(或指示)下分隔结构136的上表面或上分隔结构146的与下分隔结构136的上表面接触的下表面。可选地，附图标记136u可以被称为(或指示)下分隔结构136的上端。在下文中，将通过参照下分隔结构136的上端来描述附图标记136u。
58.在示例实施例中，与半导体基底105的第一侧105s1相邻的下分隔结构136的第一宽度w1a可以比与上分隔结构146相邻的下分隔结构136的第二宽度w1b大。与半导体基底105的第二侧105s2相邻的上分隔结构146的第三宽度w2a可以比与下分隔结构136相邻的上分隔结构146的第四宽度w2b大。
59.在示例实施例中，第三宽度w2a和第四宽度w2b中的每个可以比第一宽度w1a大。第
三宽度w2a和第四宽度w2b中的每个可以比第二宽度w1b大。
60.在示例实施例中，第三宽度w2a与第四宽度w2b之间的差可以比第一宽度w1a与第二宽度w1b之间的差大。
61.在示例实施例中，下分隔结构136的第一横向表面136s1和第二横向表面136s2中的每个可以具有基本上竖直方向的倾斜角。在另一示例中，当基于图2b的剖面结构观看时，下分隔结构136的第一横向表面136s1和第二横向表面136s2中的每个可以具有正倾斜角。例如，下分隔结构136的宽度可以在从半导体基底105的第一侧105s1朝向半导体基底105的第二侧105s2的方向上逐渐减小。
62.在示例实施例中，当基于图2b的剖面结构观看时，上分隔结构146的第一横向表面146s1和第二横向表面146s2中的每个可以具有负倾斜角。例如，上分隔结构146的宽度可以在从半导体基底105的第二侧105s2朝向半导体基底105的第一侧105s1的方向上逐渐减小。
63.在示例实施例中，上分隔结构146的第一横向表面146s1和第二横向表面146s2中的每个可以具有第一倾斜角，下分隔结构136的第一横向表面136s1和第二横向表面136s2中的每个可以具有比第一倾斜角更陡峭的第二倾斜角。
64.在示例实施例中，下分隔结构136的上端136u和上分隔结构146的下端146l可以位于不同的高度水平上。下分隔结构136的上端136u可以位于比上分隔结构146的下端146l高的水平上。
65.在示例实施例中，上分隔结构146的下延伸部分146e的下端可以是上分隔结构146的下端146l。
66.在示例实施例中，上分隔结构146的下延伸部分146e的下端146l与下分隔结构136的上端136u之间的高度差可以比与半导体基底105的第一侧105s1相邻的下分隔结构136的第一宽度w1a大。
67.在示例实施例中，上分隔结构146的下延伸部分146e的下端146l与下分隔结构136的上端136u之间的高度差可以比与半导体基底105的第二侧105s2相邻的上分隔结构146的第三宽度w2a大。
68.在示例实施例中，上分隔结构146的下延伸部分146e的下端146l可以位于比水平中心轴ch高的水平上，水平中心轴ch穿过半导体基底105的第一侧105s1与半导体基底105的第二侧105s2之间的中心。下分隔结构136的上端136u可以位于比水平中心轴ch高的水平上。例如，下分隔结构136的下端与下分隔结构136的上端136u之间的长度可以比上分隔结构146的下端146l与上分隔结构146的上端之间的长度大。上分隔结构146的上端可以与半导体基底105的第二侧105s2共面。上分隔结构146的下端146l与下分隔结构136的上端136u之间的高度差可以比下分隔结构136的宽度大。
69.在示例实施例中，上分隔结构146的下延伸部分146e的下端146l与半导体基底105的第二侧105s2之间的距离可以比上分隔结构146的下延伸部分146e的下端146l与水平中心轴ch之间的距离大。
70.接下来，参照图3，将关于多个像素区域px之间的下分隔结构136与上分隔结构146之间的界面做出描述。
71.与图1、图2a和图2b一起参照图3，第一光电区域150a可以设置在多个像素区域px中。因此，第一光电区域150a可以沿彼此垂直的第一方向d1和第二方向d2布置。在这种情况
下，第一方向d1和第二方向d2可以与半导体基底105的第一侧105s1平行。
72.第一分隔结构148可以包括位于第一光电区域150a之间且在第一方向d1上延伸的线性部分。在这种情况下，第一分隔结构148的在第一方向d1上延伸的线性部分可以被理解为由图1的线ii-ii'指示的部分。
73.图3示出了第一分隔结构148的线性部分的在第一方向d1上的剖面结构的一部分。例如，在第一分隔结构148的线性部分的在第一方向d1上的剖面结构中，图3示出了下分隔结构136的上表面与上分隔结构146的下表面之间的界面136t作为中心部分。界面136t可以被称为下分隔结构136的上表面或上分隔结构146的下表面。
74.在第一分隔结构148的线性部分的在第一方向d1上的剖面结构中，下分隔结构136的上表面136t可以包括多个具有凹形形状的第一部分p1。多个第一部分p1中的至少一个可以形成在具有不同倾斜角的第一倾斜表面s1和第二倾斜表面s2彼此交会的位置处。
75.在第一分隔结构148的线性部分的在第一方向d1上的剖面结构中，下分隔结构136的上表面和上分隔结构146的下表面中的至少一个可以包括多个第一部分p1，第一部分p1可以在面对半导体基底105的第一侧105s1的方向上弯曲(bent)或突出。
76.在第一分隔结构148的线性部分的在第一方向d1上的剖面结构中，下分隔结构136的上表面和上分隔结构146的下表面中的至少一个可以包括第一倾斜表面s1和第二倾斜表面s2，第一倾斜表面s1和第二倾斜表面s2可以沿第一方向d1重复地布置并且具有不同的倾斜角。
77.在线性部分的在第一方向d1上的剖面结构中，下分隔结构136的上表面136t可以在多个第一部分p1之中的彼此相邻的一对第一部分p1之间包括具有凸形形状的第二部分p2，并且多个第一部分p1可以处于沿第二方向d2彼此相邻的第一光电区域150a之间。下分隔结构136的上表面和上分隔结构146的下表面中的至少一个可以具有波状(wavy)形状。
78.接下来，将参照图4至图11c描述第一分隔结构148的各种修改示例。在下文中，图4至图11c中的每幅示出了与图2b的局部放大剖视图对应的局部放大剖视图，并且示出了图2b的第一分隔结构148的各种修改示例。在下面的叙述中，在图4至图11c的修改示例中的第一分隔结构的组件之中，没有单独的描述的组件或者仅有简要的描述的组件可以通过图2b的第一分隔结构148的组件的描述来理解。因此，在下面的叙述中，在参照图4至图11c中的每幅描述第一分隔结构的修改示例时，第一分隔结构的可通过图2b容易地理解的描述可以被省略，并且描述将集中在第一分隔结构的变形部分或替换部分上。此外，在下文中，在参照图4至图11c描述第一分隔结构的修改示例时，如图3中的第一分隔结构148的线性部分的在第一方向d1上的剖面结构的描述将被省略。例如，参照图4至图11c描述的各种修改的第一分隔结构可以具有如图3中的相同或相似的剖面结构。
79.在修改示例中，参照图4，修改示例中的第一分隔结构148a可以包括在下分隔沟槽130a中的下分隔结构136a和在上分隔沟槽139a中的上分隔结构146a。下分隔结构136a可以具有上端136ua，上端136ua与图2b中描述的下分隔结构136的上端136u相比具有较低的水平，并且上分隔结构146a可以具有下延伸部分146ea的下端146la，下延伸部分146ea的下端146la与图2b中描述的上分隔结构146的下延伸部分146e的下端146l相比具有较低的水平。例如，下分隔结构136a的上端136ua可以位于比水平中心轴ch高的水平上，上分隔结构146a的下延伸部分146ea的下端146la可以位于比水平中心轴ch低的水平上。
80.在修改示例中，参照图5，修改示例中的第一分隔结构148b可以包括在下分隔沟槽130b中的下分隔结构136b和在上分隔沟槽139b中的上分隔结构146b。下分隔结构136b可以具有上端136ub，上端136ub与图2b中描述的下分隔结构136的上端136u相比具有较低水平，并且上分隔结构146b可以具有下延伸部分146eb的下端146lb，下延伸部分146eb的下端146lb与图2b中描述的上分隔结构146的下延伸部分146e的下端146l相比具有较低的水平。例如，下分隔结构136b的上端136ub可以位于比水平中心轴ch低的水平上，上分隔结构146b的下延伸部分146eb的下端146lb可以位于比下分隔结构136b的上端136ub和水平中心轴ch低的水平上。
81.在修改示例中，参照图6a，基于图2b的第一分隔结构148，可以用具有减小厚度的上材料层142a来替换上分隔结构146的上材料层(图2b的142)。因此，上分隔结构146的上材料层142a的厚度可以比下分隔结构136的下材料层132的厚度小。
82.在修改示例中，参照图6b，基于图2b的第一分隔结构148，可以用具有减小厚度的下材料层132a来替换下分隔结构136的下材料层(图2b的132)。因此，下分隔结构136的下材料层132a的厚度可以比上分隔结构146的上材料层142的厚度小。
83.在修改示例中，参照图6c，基于图2b的第一分隔结构148，可以用具有单种类型的材料层的上分隔结构146'来替换包括不同类型的材料层的上分隔结构(图2b的146)。例如，上分隔结构146'可以是填充上分隔沟槽139的氧化硅。
84.在修改示例中，参照图6d，基于图2b的第一分隔结构148，可以用与下分隔结构136接触的下延伸部分146ec来替换上分隔结构146的下延伸部分(图2b的146e)。下延伸部分146ec的下端146lc可以是与下分隔结构136接触的部分。
85.在修改示例中，参照图7a，修改示例中的第一分隔结构248可以包括下分隔结构236和在下分隔结构236上的上分隔结构246。
86.下分隔结构236可以包括下材料图案234和下材料层232，下材料图案234与图2b中描述的下材料图案(图2b的134)基本上相同，下材料层232置于下材料图案234与半导体基底105之间。上分隔结构246可以包括上材料图案244和上材料层242，上材料图案244与图2b中描述的上材料图案(图2b的144)基本上相同，上材料层242置于上材料图案244与半导体基底105之间并置于上材料图案244与下分隔结构236之间。上材料层242可以与上材料图案244和下材料图案234接触。
87.在修改示例中，参照图7b，修改示例中的第一分隔结构248a可以包括下分隔结构236a和在下分隔结构236a上的上分隔结构246a。
88.下分隔结构236a可以包括下材料图案234和在下材料图案234与半导体基底105之间的下材料层232。上分隔结构246a可以包括上材料图案244和上材料层242，上材料层242置于上材料图案244与半导体基底105之间并置于上材料图案244与下材料图案234之间。
89.上分隔结构246a可以具有彼此背对的第一横向表面246s1和第二横向表面246s2。在上分隔结构246a中，第一横向表面246s1的至少一部分可以与下分隔结构236a叠置，第二横向表面246s2可以不与下分隔结构236a叠置。
90.在上分隔结构246a中，第二横向表面246s2可以包括具有第一倾斜角的第一部分246s2a、具有第二倾斜角的第二部分246s2b以及在第一部分246s2a与第二部分246s2b之间的第三部分246s2c。
91.上分隔结构246a还可以包括下延伸部分246ea，下延伸部分246ea在向下的方向上延伸并在竖直方向上不与下分隔结构236a叠置。下延伸部分246ea可以包括与下分隔结构236a的与上分隔结构246a叠置的第二横向表面136s2间隔开的部分。该间隔开的部分可以包括上分隔结构246a的下端246la。
92.在上分隔结构246a的第二横向表面246s2中，第一部分246s2a可以具有负倾斜角，第二部分246s2b可以具有正倾斜角，并且第三部分246s2c可以是从正倾斜角改变为负倾斜角的部分并可以弯曲以具有弯曲的形状。第三部分246s2c可以被称为弯曲部分。在上分隔结构246a的第二横向表面246s2上，第三部分246s2c可以具有在朝向上分隔结构246a的第二竖直中心轴c2z的方向上凹陷的形状。
93.在上分隔结构246a的第二横向表面246s2上，第二部分246s2b可以是下延伸部分246ea的外表面的至少一部分。
94.在上分隔结构246a的第二横向表面246s2上，第二部分246s2b可以在水平方向上与下分隔结构236a叠置。
95.在上分隔结构246a的第二横向表面246s2上，第二部分246s2b可以位于比下分隔结构236a的上端236ua低的水平上。
96.在上分隔结构246a的第二横向表面246s2上，第三部分246s2c可以位于比下分隔结构236a的上端236ua低的水平上。
97.下分隔结构236a可以具有从上端236ua凹陷的上表面236ub。在这种情况下，下分隔结构236a的凹陷的上表面236ub可以与上分隔结构246a接触，下分隔结构236a的上端236ua的在竖直方向上的表面可以不与上分隔结构246a接触。上分隔结构246a的下端246la与下分隔结构236a的上端236ua之间的高度差可以比下分隔结构236a的宽度大。
98.下分隔结构236a的与上分隔结构246a接触的凹陷的上表面236ub可以位于比上分隔结构246a的下延伸部分246ea的下端246la高的水平上。在这种情况下，下延伸部分246ea可以被称为外下延伸部分。
99.在修改示例中，参照图7c，基于图7b的第一分隔结构248a，可以用位于比下延伸部分246ea的下端246la低的水平上的凹陷的上表面236uc来替换下分隔结构236a的凹陷的上表面(图7b的236ub)。
100.在修改示例中，参照图7c，基于图7b的第一分隔结构248a，上分隔结构246a还可以包括中间下延伸部分246eb，所述中间下延伸部分246eb与凹陷的上表面236uc接触。中间下延伸部分246eb的下端可以位于比下延伸部分246ea的下端246lb1低的水平上。中间下延伸部分246eb的下端可以在图7c中被称为(或被指示为)236uc。
101.在修改示例中，参照图8a，基于图2b的第一分隔结构148，可以用如图8a中的上分隔结构346来替换上分隔结构146。例如，上分隔结构346可以设置在上分隔沟槽339中。
102.上分隔结构346可以具有彼此背对的第一横向表面346s1和第二横向表面346s2。第一横向表面346s1和第二横向表面346s2可以具有负倾斜角。在上分隔结构346中，与半导体基底105的第二侧105s2相邻的上分隔结构346的第三宽度w2aa可以比与下分隔结构136相邻的上分隔结构346的第四宽度w2ba大。第三宽度w2aa可以分别大于第一宽度w1a和第二宽度w1b。
103.上分隔结构346的穿过第一横向表面346s1与第二横向表面346s2之间的中心的第
二竖直中心轴c2z可以与下分隔结构136的第一竖直中心轴c1z基本上竖直地对准。
104.上分隔结构346可以包括上材料层342和上材料图案344，上材料层342和上材料图案344分别与图2b中描述的上材料层142和上材料图案144对应。
105.下分隔结构136的上表面136u可以在向上的方向上具有凸形形状，上分隔结构346的下表面346l可以与下分隔结构136的上表面136u整体接触。
106.在修改示例中，参照图8b，可以用上材料层342a来替换图8a中描述的上分隔结构346的上材料层(图8a的342)，上材料层342a穿过下分隔结构136的下材料层132并与下材料图案134接触。
107.在修改示例中，参照图8c，可以用下分隔结构336来替换图8b中的下分隔结构136，下分隔结构336具有分别从与两个横向表面346s1和346s2相邻的区域突出的上端336ua以及在上端336ua之间凹陷的上表面336ub。可以用上分隔结构346a来替换图8b中的上分隔结构346，上分隔结构346a与在下分隔结构336的上端336ua之间凹陷的上表面336ub接触并在向下的方向上具有凸形形状。在这种情况下，所述凸形形状可以是弯曲的形状，但发明构思不限于此。例如，上分隔结构346a可以在向下的方向上具有尖状(pointed)形状。
108.在修改示例中，参照图9a，基于图2b的第一分隔结构148，可以用具有更大宽度的上分隔结构446来替换上分隔结构146。例如，上分隔结构446可以设置在上分隔沟槽439中，并且可以具有彼此背对的第一横向表面446s1和第二横向表面446s2。在上分隔结构446中，第一横向表面446s1和第二横向表面446s2可以在竖直方向上不与下分隔结构136叠置。
109.在上分隔结构446中，与半导体基底105的第二侧105s2相邻的上分隔结构446的第三宽度w2ab可以比上分隔结构446的第四宽度w2bb大。第四宽度w2bb可以分别大于第一宽度w1a和第二宽度w1b。
110.上分隔结构446可以包括第一下延伸部分446ea和第二下延伸部分446eb，第一下延伸部分446ea和第二下延伸部分446eb在面对半导体基底105的第一侧105s1的方向上延伸并在竖直方向上不与下分隔结构136叠置。
111.下分隔结构136的一部分可以置于第一下延伸部分446ea与第二下延伸部分446eb之间。
112.第一下延伸部分446ea和第二下延伸部分446eb中的至少一个可以包括与下分隔结构136的横向表面间隔开的部分。该间隔开的部分可以包括第一下延伸部分446ea的下端446l。
113.第一下延伸部分446ea的下端446l和第二下延伸部分446eb的下端446l可以位于比下分隔结构136的上端136u低的水平上。上分隔结构446的下端446l与下分隔结构136的上端136u之间的高度差可以比下分隔结构136的宽度大。
114.上分隔结构446可以包括上材料层442和上材料图案444，上材料层442和上材料图案444分别与图2b中描述的上材料层142和上材料图案144对应。
115.在修改示例中，参照图9b，可以用上材料层442a来替换图9a中描述的上分隔结构446的上材料层(图9a的442)，上材料层442a穿过或延伸穿过下分隔结构136的下材料层132并且与下材料图案134接触。
116.在修改示例中，参照图9c，可以用下分隔结构436来替换图9b中的下分隔结构136，下分隔结构436具有分别从与两个横向表面446s1和446s2相邻的区域突出的上端436ua以
及在上端436ua之间凹陷的上表面436ub。可以用具有中间下延伸部分446ec的上分隔结构446a来替换图9b中的上分隔结构446，中间下延伸部分446ec与在下分隔结构436的上端336ua之间凹陷的上表面336ub接触并在向下的方向上具有凸形形状。在这种情况下，所述凸形形状可以是弯曲的形状，但本发明构思不限于此。例如，上分隔结构446a的中间下延伸部分446ec可以在向下的方向上具有尖状形状。因此，上分隔结构446a可以具有中间下延伸部分446ec以及第一下延伸部分446ea和第二下延伸部分446eb。在这种情况下，第一下延伸部分446ea和第二下延伸部分446eb也可以被称为横向下延伸部分。
117.在示例实施例中，中间下延伸部分446ec的下端可以位于比第一下延伸部分446ea的下端和第二下延伸部分446eb的下端低的水平上。
118.在修改示例中，参照图9d，可以用上分隔结构446b来替换图9a中的上分隔结构446，上分隔结构446b具有可以不与下分隔结构136的第一竖直中心轴c1z竖直地对准的第二竖直中心轴c2z。可以分别用第一下延伸部分446ea'和第二下延伸部分446eb'来替换图9a中的第一下延伸部分446ea和第二下延伸部分446eb，第一下延伸部分446ea'和第二下延伸部分446eb'具有位于不同的高度水平上的下端。第一下延伸部分446ea'的下端446la可以位于比第二下延伸部分446eb'的下端446lb高的水平上。第二下延伸部分446eb'的宽度可以比第一下延伸部分446ea'的宽度大。
119.在实施例中，图9b和图9c的上分隔结构可以以与上分隔结构446b相似的方式进行修改。
120.在修改示例中，参照图10a，基于图2b的第一分隔结构148，可以用上分隔结构546来替换上分隔结构146，上分隔结构546设置在上分隔沟槽539中并具有基本上竖直的横向表面546s1和546s2。上分隔结构546可以包括上材料层542和上材料图案544，上材料层542和上材料图案544分别与图2b中描述的上材料层142和上材料图案144对应。上分隔结构546可以与下分隔结构136具有基本上相同的宽度。上分隔结构546的第二竖直中心轴c2z可以在竖直方向上不与下分隔结构136的第一竖直中心轴c1z对准。上分隔结构546可以具有与图2b中的下延伸部分(图2b的146e)对应的下延伸部分546e。下延伸部分546e的下端546l可以位于比下分隔结构136的上端136u低的水平上。
121.在修改示例中，参照图10b，可以用如图10b中的与下分隔结构236b具有基本上相同的宽度的上分隔结构546a来替换图7b中描述的第一分隔结构248a中的上分隔结构(图7b的246a)。上分隔结构546a可以具有与图10a中描述的下延伸部分546e基本上相同的下延伸部分546e。上分隔结构546a的下延伸部分546e也可以转变为图7b中的下延伸部分246ea。包括在下分隔结构236b中的下材料层232b和下材料图案234b可以分别与图7b中描述的下材料层232和下材料图案234对应。
122.在修改示例中，参照图10c，修改示例中的第一分隔结构548b可以包括下分隔结构536b和在下分隔结构536b上的上分隔结构546b。上分隔结构546b可以是图10a中的上分隔结构546的修改示例。
123.下分隔结构536b可以包括下材料图案534和下材料层532，下材料图案534与图2b中描述的下材料图案(图2b的134)具有基本上相同的材料，下材料层532置于下材料图案534与半导体基底105之间。下材料层532可以与图2b中描述的下材料层(图2b的132)具有基本上相同的材料。
v'截取的区域。在下述中，在参照图12a至图12c描述图像传感器1的第二区域ea和第三区域pa的剖面结构时，可通过参照图1至图3的描述被容易地理解的组件的描述可以被省略。
135.首先，参照图12a，上芯片50的光学黑区域ob可以包括第二分隔结构1148，第二分隔结构1148与图2a中示出的第一分隔结构148具有基本上相同的剖面结构。例如，第二分隔结构1148可以包括下分隔结构1136和上分隔结构1146，下分隔结构1136和上分隔结构1146分别与第一分隔结构148的下分隔结构136和上分隔结构146对应。第二分隔结构1148可以以与图4至图11c中描述的第一分隔结构148的各种修改示例相同的方式进行修改。例如，当第一分隔结构148被修改为如图7b中的第一分隔结构248a时，第二分隔结构1148可以被修改为与如图7b中的第一分隔结构248a相同的结构。
136.在图像传感器1的第二区域ea的光学黑区域ob中，上芯片50可以包括半导体基底105，并且还可以包括被第二分隔结构1148围绕的第一参考区域150b和第二参考区域150c。
137.在示例实施例中，第一参考区域150b可以是包括作为第一光电区域150a的光电二极管的光电二极管的区域。例如，第一参考区域150b可以与第一光电区域150a相同。
138.在示例实施例中，第二参考区域150c可以与第一光电区域150a不同。例如，第二参考区域150c可以是不包括第一光电区域150a的对比区域或不包括第一光电区域150a的光电二极管的对比区域。
139.在图像传感器1的第二区域ea的光学黑区域ob中，上芯片50还可以包括顺序地堆叠在半导体基底105的第二侧105s2上的背侧绝缘层153、阻光导电层156、第一阻光滤色器层170和上覆盖层176。
140.阻光导电层156和在阻光导电层156上的第一阻光滤色器层170可以形成阻光图案。阻光导电层156和第一阻光滤色器层170可以是阻挡光的层，阻光导电层156和第一阻光滤色器层170可以有效地阻挡光进入第一参考区域150b和第二参考区域150c。
141.在示例实施例中，阻光导电层156可以包括金属材料。例如，阻光导电层156可以包括顺序地堆叠的金属氮化物层(例如，tin、wn等)和金属层(例如，w等)。
142.在示例实施例中，第一阻光滤色器层170可以包括蓝色滤色器层。
143.在一个实施例中，光学黑区域ob可以用于去除由暗电流导致的噪声信号。例如，在光被阻光导电层156和第一阻光滤色器层170阻挡的状态下，包括光电二极管的第一参考区域150b可以针对经由光电二极管的噪声去除而用作参考像素。此外，在光被阻光导电层156和第一阻光滤色器层170阻挡的状态下，不包括光电二极管的第二参考区域150c可以是针对经由其他组件而不是光电二极管的噪声去除而用于检查过程噪声的区域。
144.接下来，与图12a一起参照图12b和图12c，第一通孔(via hole)155a和第二通孔155b可以被包括，第一通孔155a穿过在第二区域ea的芯片连接区域cb中的上芯片50的至少一部分并延伸到下芯片10中，第二通孔155b穿过在第三区域pa中的上芯片50的至少一部分并延伸到下芯片10中。
145.第一通孔155a可以穿过上芯片50的背侧绝缘层153和半导体基底105并可以在向下的方向上延伸以暴露上布线结构121的一部分和下布线结构32的一部分，并且第二通孔155b可以穿过上芯片50的背侧绝缘层153和半导体基底105并可以在向下的方向上延伸以暴露下布线结构32的一部分。
146.图像传感器1可以包括在第一通孔155a中的第一连接导电层157和在第二通孔
155b中的第二连接导电层158a。
147.第一连接导电层157可以在与上布线结构121和下布线结构32接触的同时将上布线结构121和下布线结构32电连接。第二连接导电层158a可以在与下布线结构32接触的同时将下布线结构32电连接。
148.第一连接导电层157和第二连接导电层158a可以与阻光导电层156由相同的材料形成。
149.图像传感器1还可以包括间隙填充绝缘层159和缓冲绝缘层162，间隙填充绝缘层159分别在第一连接导电层157和第二连接导电层158a上填充第一通孔155a和第二通孔155b并且具有凹形上表面，缓冲绝缘层162覆盖间隙填充绝缘层159并且具有位于比背侧绝缘层153的上表面高的水平上的上表面。缓冲绝缘层162可以包括固化的光致抗蚀剂材料。
150.图像传感器1还可以包括第二阻光滤色器层173，第二阻光滤色器层173在第二区域ea中在芯片连接区域cb上覆盖缓冲绝缘层162。第二区域ea的芯片连接区域cb上的第二阻光滤色器层173可以具有从第二区域ea的光学黑区域ob上的第一阻光滤色器层170延伸的形状。第一阻光滤色器层170和第二阻光滤色器层173可以由相同的材料制成，并且可以是例如蓝色滤色器层。
151.图像传感器1还可以在第三区域pa中包括导电垫160。导电垫160可以包括从第二连接导电层158a延伸的垫导电层158b和在垫导电层158b上的导电垫图案164。在示例实施例中，导电垫160可以用作图像传感器1的输入/输出垫。
152.在示例实施例中，导电垫160的至少一部分可以被掩埋在半导体基底105中。例如，导电垫160可以具有位于比半导体基底105的第二侧105s2高的水平上的上表面以及位于比半导体基底105的第二侧105s2低的水平上的下表面。
153.在示例实施例中，绝缘层可以设置在导电垫160与半导体基底105之间。设置在导电垫160与半导体基底105之间的绝缘层可以包括背侧绝缘层153的至少一部分。
154.第二区域ea的光学黑区域ob上的上覆盖层176可以延伸到第二区域ea的芯片连接区域cb以及第三区域pa上。上覆盖层176可以覆盖第二区域ea的芯片连接区域cb，并且可以在暴露第三区域pa上的导电垫160的同时覆盖第三区域pa的剩余部分。
155.接下来，将参照图13描述形成图像传感器1的方法的示例。图13可以是示意性地示出形成图像传感器1的方法的流程图。
156.与图1、图2a和图2b一起参照图13，可以形成半导体芯片(s10)。该半导体芯片可以是如图1、图2a和图12a至图12c中示出的下芯片10。可以在半导体基底中形成下分隔结构(s20)。在这种情况下，该半导体基底可以是图2a中的半导体基底105，该下分隔结构可以是图2a中的下分隔结构136。例如，下分隔结构136的形成可以包括：在半导体基底105的第一侧105s1上形成上隔离层108s，形成穿过上隔离层108s且延伸到半导体基底105中的下分隔沟槽130，形成覆盖下分隔沟槽130的内壁的下材料层132，形成在下材料层132上填充下分隔沟槽130的下材料图案134，并且形成填充上隔离层108s的被穿过的部分的绝缘层。可以在半导体基底的第一侧上形成包括电路和布线结构的前结构(s30)。该前结构可以包括图2a中的上器件112、上布线结构121和上绝缘层125。上器件112可以是电路结构。可以将半导体芯片和前结构接合(s40)。例如，可以将如图2a中的半导体芯片(例如，下绝缘层40)和下芯片10的上绝缘层125彼此接合。可以减小半导体基底的厚度以形成半导体基底的第二侧
(s50)。半导体基底的第二侧可以是图2a中的半导体基底105的第二侧105s2。
157.可以形成在从半导体基底的第二侧朝向半导体基底的第一侧的方向上延伸的上分隔结构以形成包括下分隔结构和上分隔结构的分隔结构(s60)。该分隔结构可以是图2a中的第一分隔结构148和图12a中的第二分隔结构1148。
158.可以形成背侧结构(s70)。s70中的背侧结构可以包括背侧绝缘层153、滤色器分隔图案169、滤色器172、微透镜175、阻光导电层156、第一阻光滤色器层170、第一连接导电层157、第二连接导电层158a、导电垫160和上覆盖层176。
159.根据实施例，可以提供包括设置在半导体基底的光电区域之间的分隔结构的图像传感器。分隔结构可以包括下分隔结构和在下分隔结构上的上分隔结构。分隔结构可以构造为被划分成两个(2个)分隔结构(例如，下分隔结构和上分隔结构)而不是一个(1个)分隔结构，以进一步缩小图像传感器的尺寸。
160.本发明构思的各种优点和效果不限于以上描述，并且可以在对以上公开中的特定实施例进行描述的过程中被更容易地理解。
161.尽管以上已经示出和描述了示例实施例，但对本领域技术人员将清楚的是，在不脱离如由所附权利要求限定发明构思的范围的情况下，可以做出修改和变型。