CN114823751A - 减低的颜色串扰及红外图像传感器 - Google Patents

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吴纹浩
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Abstract

本公开的各种实施例涉及一种包括设置在衬底内的第一图像传感器元件及第二图像传感器元件的图像传感器器件。内连结构沿着衬底的前侧表面设置且包括多条导电配线、多个导通孔及第一吸收结构。第一图像传感器元件被配置成从处于第一波长范围内的电磁辐射产生电信号。第二图像传感器元件被配置成从处于第二波长范围内的电磁辐射产生电信号，第二波长范围不同于第一波长范围。第二图像传感器元件在侧向上邻近第一图像传感器元件。此外，第一图像传感器元件上覆在第一吸收结构上且在侧向上在第一吸收结构的相对的侧壁之间间隔开。

Description

减低的颜色串扰及红外图像传感器
技术领域
本揭露涉及一种器件、芯片及方法，且特别是有关于一种影像传感器器件、芯片及形成影像传感器器件的方法。
背景技术
具有图像传感器的集成电路(integrated circuit，IC)被用于各种现代电子装置中。近年来，互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide semiconductor，CMOS)图像传感器(CMOS image sensor，CIS)已开始得到广泛使用，大大地替代了电荷耦合装置(charge-coupled device，CCD)图像传感器。相比于CCD图像传感器，CIS因功耗低、大小小、数据处理快、数据直接输出及制造成本低而日益受到青睐。
发明内容
本揭露实施例提供一种图像传感器器件。图像传感器器件包括：衬底，具有与后侧表面相对的前侧表面；内连结构，沿着所述衬底的所述前侧表面设置，其中所述内连结构包括多条导电配线、多个导通孔及第一吸收结构；第一图像传感器元件，设置在所述衬底内且被配置成从处于第一波长范围内的电磁辐射产生电信号；以及第二图像传感器元件，设置在所述衬底内且被配置成从处于第二波长范围内的电磁辐射产生电信号，所述第二波长范围不同于所述第一波长范围，其中所述第二图像传感器元件在侧向上邻近所述第一图像传感器元件；其中所述第一图像传感器元件上覆在所述第一吸收结构上且在侧向上在所述第一吸收结构的相对的侧壁之间间隔开。
本揭露实施例提供一种集成芯片，所述集成芯片包括：衬底，包括与后侧表面相对的前侧表面；多个像素器件，设置在所述衬底的所述前侧表面上；内连结构，沿着所述衬底的所述前侧表面设置，其中所述内连结构包括多条导电配线及多个导通孔，所述多条导电配线及所述多个导通孔设置在内连介电结构内且电耦合到所述多个像素器件；多个像素传感器，设置在所述衬底内，其中所述多个像素传感器分别包括第一图像传感器元件及第二图像传感器元件，其中所述第一图像传感器元件被配置成从红外(IR)辐射产生电信号且所述第二图像传感器元件被配置成从可见光产生电信号；以及多个吸收结构，设置在所述内连介电结构内且位于所述多个像素传感器下方，其中所述第一图像传感器元件分别在侧向上在对应的吸收结构的相对的侧壁之间间隔开，且其中所述第二图像传感器元件在侧向上与所述多个吸收结构偏置开非零距离。
本揭露实施例提供一种用于形成图像传感器器件的方法，所述方法包括：在衬底内形成第一图像传感器元件，其中所述第一图像传感器元件被配置成从处于第一波长范围内的电磁辐射产生电信号；在所述衬底内在侧向上邻近所述第一图像传感器元件形成第二图像传感器元件，其中所述第二图像传感器元件被配置成从处于第二波长范围内的电磁辐射产生电信号，所述第二波长范围不同于所述第一波长范围；在所述第一图像传感器元件及所述第二图像传感器元件之上形成内连结构，其中所述内连结构包括多条导电配线、多个导通孔及吸收结构，其中所述吸收结构包含被配置成与所述第一波长范围相互作用的导电材料；且其中所述吸收结构直接上覆在所述第一图像传感器元件上，使得所述第一图像传感器元件在侧向上在所述吸收结构的相对的侧壁之间间隔开。
附图说明
结合附图阅读以下详细说明，能最好地理解本公开的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并未按比例绘制。事实上，为使论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。
图1A到图1C说明包括多个像素传感器的图像传感器器件的一些实施例的各种视图，所述多个像素传感器各自包括第一图像传感器元件、第二图像传感器元件及被配置成减小第一图像传感器元件与第二图像传感器元件之间的串扰的吸收结构。
图2A到图2B直到4A到图4B说明图1A到图1C的图像传感器器件的一些替代实施例的俯视图。
图5A到图5C说明包括第一图像传感器元件、第二图像传感器元件及吸收结构的图像传感器器件的一些各种实施例的剖视图，所述吸收结构被配置成减小第一图像传感器元件与第二图像传感器元件之间的串扰。
图6A到图12说明形成包括第一图像传感器元件、第二图像传感器元件及吸收结构的图像传感器器件的方法的一些实施例的各种视图，所述吸收结构被配置成减小第一图像传感器元件与第二图像传感器元件之间的串扰。
图13以流程图格式说明一种方法，所述流程图说明形成包括第一图像传感器元件、第二图像传感器元件及吸收结构的图像传感器器件的一些实施例，所述吸收结构被配置成减小第一图像传感器元件与第二图像传感器元件之间的串扰。
具体实施方式
本公开提供用于实施本公开的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及排列的具体实例以简化本公开。当然，这些仅为实例而非旨在进行限制。举例来说，在以下说明中，在第二特征之上或第二特征上形成第一特征可包括其中第一特征与第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中在第一特征与第二特征之间可形成附加特征从而使得第一特征与第二特征可不直接接触的实施例。另外，本公开可在各种实例中重复使用参考编号和/或字母。此种重复使用是为了简明及清晰起见，且自身并不表示所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。
此外，为易于说明，本文中可使用例如“在…之下(beneath)”、“在…下方(below)”、“下部的(lower)”、“在…上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所说明的一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。除了图中所绘示的取向以外，所述空间相对性用语还旨在囊括器件在使用或操作中的不同取向。设备可具有其他取向(旋转90度或处于其他取向)，且本文所使用的空间相对性描述语可同样相应地加以解释。
此外，为易于说明，本文中可使用“第一”、“第二”、“第三”等来在一个图或一系列图的不同元件之间做出区分。“第一”、“第二”、“第三”等不旨在阐述对应的元件，而仅是一般识别符。举例来说，结合第一图所述的“第一介电层”可能未必对应于结合一些实施例所述的“第一介电层”，而是可对应于其他实施例中的“第二介电层”。
一些互补金属氧化物半导体传感器(CIS)包括设置在半导体衬底中的多个图像传感器元件(例如，光电二极管)。像素器件(例如，晶体管)沿着半导体衬底的前侧表面设置且被配置成处理由所述多个图像传感器元件产生的电信号。包括多条导电配线及多个导通孔的内连结构沿着半导体衬底的前侧表面设置。此外，具有多个滤光片(例如，多个滤色片、多个红外(infrared，IR)滤波片、前述器件的任何组合等)的滤光片阵列沿着半导体衬底的后侧表面设置。
以上CIS的一个挑战是被配置成针对不同波长的在侧向上邻近的图像传感器元件之间存在串扰。举例来说，所述多个图像传感器元件可包括第一图像传感器元件及在侧向上邻近所述第一图像传感器元件的第二图像传感器元件。第一图像传感器元件(例如，第一光电二极管)被配置成从处于第一波长范围(例如，包括红外(IR)辐射的第一波长范围)内的电磁辐射产生电信号，且第二图像传感器元件(例如，第二光电二极管)被配置成从处于第二波长范围(例如，包括可见光的第二波长范围)内的电磁辐射产生电信号，所述第二波长范围不同于所述第一波长范围。在CIS的运作期间，来自第一波长范围的电磁辐射可从内连结构中的导电特征(例如，导电配线和/或导电配线)反射到第二图像传感器元件。此可减小被配置成从第二波长范围产生电信号的图像传感器元件(例如，第二图像传感器元件)的信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)，进而使CIS的性能劣化。
在又一实例中，2x2图像传感器可被排列成由红色像素传感器、蓝色像素传感器、第一绿色像素传感器及第二绿色像素传感器组成的拜耳图案(Bayer pattern)。拜耳图案中的彩色像素传感器中的每一者包括直接在侧向上邻近相应的彩色图像传感器元件的至少一个IR图像传感器元件。举例来说，红色像素传感器包括被配置成从处于第一波长范围内的电磁辐射(例如，IR辐射)产生电信号的第一图像传感器元件，所述第一图像传感器元件直接在侧向上邻近被配置成从处于第二波长范围内的电磁辐射(例如，红色可见光)产生电信号的第二图像传感器元件。2x2图像传感器内的IR图像传感器可通过相应的彩色图像传感器元件在侧向上彼此偏置开。由于所述多个图像传感器元件的此布局，来自第一波长范围的电磁辐射可行进到在侧向上邻近的彩色图像传感器元件，进而会进一步增大所述多个图像传感器元件中的串扰。此可进一步减小被配置成从第二波长范围产生电信号的图像传感器元件(例如，第二图像传感器元件)的SNR，进而进一步使CIS的性能劣化。
在一些实施例中，本申请涉及一种图像传感器器件，所述图像传感器器件具有内连结构及将多个图像传感器元件配置成减小所述多个图像传感器元件之间的串扰的图像传感器元件布局。举例来说，图像传感器器件包括设置在半导体衬底内的多个图像传感器元件。多个像素器件(例如，晶体管)沿着半导体衬底的前侧表面设置且内连结构沿着半导体衬底的前侧表面设置。内连结构包括多条导电配线及多个导通孔，所述多条导电配线及所述多个导通孔被配置成提供设置在半导体衬底上和/或之上的器件(例如，像素器件)之间的电连接。此外，所述多个图像传感器元件包括：第一图像传感器元件，被配置成从处于第一波长范围内的电磁辐射(例如，IR辐射)产生电信号；及第二图像传感器元件，被配置成从处于第二波长范围内的电磁辐射(例如，可见光辐射)产生电信号。内连结构包括直接位于第一图像传感器元件之下的吸收结构。由于吸收结构的大小及导电材料(例如，氮化钛、氮化钽、钨等)，所述吸收结构被配置成防止处于第一波长范围内的电磁辐射(例如，IR辐射)反射到邻近的图像传感器元件(例如，第二图像传感器元件)。此减小相邻的图像传感器元件之间的串扰且增大第二图像传感器元件的SNR，从而增强图像传感器器件的性能。
另外，图像传感器元件可被排列成由红色像素传感器、蓝色像素传感器、第一绿色像素传感器及第二绿色像素传感器组成的一个或多个拜耳图案(例如，2x2布局)。拜耳图案中的彩色像素传感器中的每一者包括直接在侧向上邻近相应的彩色图像传感器元件的至少一个IR图像传感器元件。此外，呈2x2布局的IR图像传感器元件被排列成在侧向上彼此邻近，从而减小彩色图像传感器元件与IR图像传感器元件之间的串扰。因此，所述多个图像传感器元件的布局被配置成进一步减小相邻的图像传感器元件之间的串扰且增大彩色图像传感器元件之间的SNR，从而进一步增强图像传感器器件的性能。
图1A到图1C说明包括多个像素传感器144a到144d的图像传感器器件100的一些实施例的各种视图，所述多个像素传感器144a到144d包括设置在衬底116内的多个图像传感器元件120a到120b。图1A说明图像传感器器件100的一些实施例的沿着图1B的线A-A’获取的剖视图。此外，图1B说明图像传感器器件100的一些实施例的沿着图1A的线A-A’获取的俯视图。此外，图1C说明图像传感器器件100的一些实施例的沿着线B-B’获取的俯视图。
如图1A的剖视图中所说明，图像传感器器件100包括沿着衬底116的前侧表面116f设置的内连结构102。多个像素器件110沿着衬底116的前侧表面116f设置。此外，所述多个图像传感器元件120a到120b包括第一图像传感器元件120a及第二图像传感器元件120b。第一图像传感器元件120a及第二图像传感器元件120b被配置成将电磁辐射(例如，光子)转换成电信号(即，以从电磁辐射产生电子空穴对)。在一些实施例中，电磁辐射是在后侧照射(back-side illuminated，BSI)在图像传感器器件100上(例如，将电磁辐射设置在衬底116的后侧表面116b上)。第一图像传感器元件120a被配置成从处于第一波长范围内的电磁辐射产生电信号，而第二图像传感器元件120b被配置成从处于第二波长范围内的电磁辐射产生电信号，所述第二波长范围不同于所述第一波长范围。在一些实施例中，第一波长范围例如可以是或包括红外(IR)辐射(例如，波长处于近似700纳米(nm)到近似2.5毫米(mm)之间范围中的电磁辐射)、近IR(near IR，NIR)辐射(例如，波长处于近似700nm到近似1.1mm之间范围中的电磁辐射)等。在其他实施例中，第二波长范围例如可以是或包括可见光(例如，波长处于近似400nm与近似700nm之间范围中的电磁辐射)。
第一图像传感器元件120a及第二图像传感器元件120b设置在衬底116内。在一些实施例中，衬底116例如可以是或包含半导体材料(例如，硅、晶体硅、单晶硅、块状硅、外延硅、另一半导体材料等或前述材料的任何组合)和/或具有第一掺杂类型(例如，p型掺杂)。第一图像传感器元件120a及第二图像传感器元件120b可分别包括半导体材料的本征区和/或经掺杂区。第一图像传感器元件120a包括第一光电检测器区118。在一些实施例中，第一光电检测器区118可例如包括被配置成将来自第一波长范围的电磁辐射(例如，光子)转换成电信号和/或便于读出电信号的光电检测器区和/或层，例如电荷存储区、浮动节点、表面钉扎区、接触区、防护环等(未示出)。在又一些其他实施例中，第一光电检测器区118可以是或包含第二半导体材料(例如，锗)，所述第二半导体材料不同于被配置成增大处于第一波长范围内的电磁辐射的量子效率(quantum efficiency，QE)的半导体材料(例如，硅)。另外，第二图像传感器元件120b包括第二光电检测器区122，第二光电检测器区122例如可以是或包含包括与第一掺杂类型相反的第二掺杂类型(例如，n型掺杂)的半导体材料(例如，硅)。在又一些其他实施例中，第一掺杂类型可以是p型且第二掺杂类型可以是n型，或反之亦然。在一些实施例中，第一图像传感器元件120a可被称为第一光电检测器或第一光电二极管，且第二图像传感器元件120b可被称为第二光电检测器或第二光电二极管。
另外，所述多个像素器件110可包括栅极结构112及在侧向上包围栅极结构112的侧壁间隔件结构114。所述多个像素器件110可被配置成便于读出由所述多个图像传感器元件120a到120b产生的电信号。在一些实施例中，像素器件110例如可以是或包括转移晶体管、源极跟随器晶体管、行选择晶体管、复位晶体管、另一适合的像素器件或前述晶体管的任何组合。此外，内连结构102包括内连介电结构104、多条导电配线106、多个导通孔108及多个吸收结构107。内连结构102被配置成将半导体器件(例如，像素器件110)电耦合到彼此或电耦合到其他半导体器件。隔离结构124从衬底116的后侧表面116b延伸到衬底116的前侧表面116f。隔离结构124可包括钝化层126及沟槽层128，其中钝化层126设置在衬底116与沟槽层128之间。在一些实施例中，隔离结构124例如可以被配置成后侧沟槽隔离(back-side trench isolation，BTI)结构、后侧深沟槽隔离(back-side deep trenchisolation，BDTI)结构、另一适合的隔离结构等。
上部钝化层130沿着衬底116的后侧表面116b设置。此外，栅格结构132设置在上部钝化层130之上且可包括介电栅格结构和/或金属栅格结构。上部介电结构134设置在上部钝化层130及栅格结构132之上。所述多个图像传感器元件120a到120b在侧向上在栅格结构132的侧壁之间间隔开。滤光片阵列136上覆在栅格结构132上且包括多个滤光片136a到136b。在一些实施例中，所述多个滤光片136a到136b包括第一滤光片136a及第二滤光片136b。第一滤光片136a上覆在第一图像传感器元件120a上且在一些实施例中被配置成使处于第一波长范围内的波长通过而阻挡与第一波长范围不同的其他波长。此外，第二滤光片136b上覆在第二图像传感器元件120b上且在一些实施例中被配置成使处于第二波长范围内的波长通过而阻挡与第二波长范围不同的其他波长。在其他实施例中，第二滤光片136b包括上覆在带通滤波片140上的滤色片142。另外，多个微透镜138上覆在滤光片阵列136上且被配置成朝向下伏的图像传感器元件120a到120b引导电磁辐射。
吸收结构107位于第一图像传感器元件120a之下。在一些实施例中，吸收结构107可以是所述多条导电配线106的一部分且可被称为第一导电配线。在这些实施例中，吸收结构107可被配置成导电配线106且将半导体器件电耦合在一起。在一些实施例中，吸收结构107的第一宽度w1大于第一图像传感器元件120a的第二宽度w2。在其他实施例中，当从上方观察时，吸收结构107的面积大于第一图像传感器元件120a的面积。此外，吸收结构107包含被配置成与处于第一波长范围内的电磁辐射相互作用(例如，吸收处于第一波长范围内的电磁辐射)的导电材料(例如，氮化钛、氮化钽、钨等)。因此，在图像传感器器件100的运作期间，电磁辐射可从衬底116的后侧表面116b穿过第一图像传感器元件120a而到达内连结构102。由于吸收结构107包含导电材料且具有相对大的面积(例如，大于第一图像传感器元件120a的面积)，因此处于第一波长范围内的电磁辐射可与吸收结构107相互作用(例如，可被吸收结构107吸收)且可阻止朝向第二图像传感器元件120b的反射。此部分地减小第一图像传感器元件120a与第二图像传感器元件120b之间的串扰，且增大第二图像传感器元件120b的信噪比(SNR)。因此，图像传感器器件100的可靠性增大且从图像传感器器件100生成的图像的准确性增大。
此外，如图1B的俯视图中所说明，图像传感器器件100包括所述多个像素传感器144a到144d。在一些实施例中，图像传感器器件100被配置成2x2图像传感器，所述2x2图像传感器被排列成包括第一像素传感器144a、第二像素传感器144b、第三像素传感器144c及第四像素传感器144d的拜耳图案。所述多个像素传感器144a到144d分别包括被配置成从第一波长范围(例如，IR辐射)产生电信号的第一图像传感器元件120a及被配置成从第二波长范围(例如，可见光)产生电信号的第二图像传感器元件120b。在其他实施例中，第一像素传感器144a被配置成第一绿色像素传感器，第二像素传感器144b被配置成蓝色像素传感器，第三像素传感器144c被配置成红色像素传感器，且第四像素传感器144d被配置成第二绿色像素传感器。此外，在一些实施例中，所述多个像素传感器144a到144d的布局被配置成使得每一像素传感器144a到144d的第一图像传感器元件120a直接在侧向上邻近彼此。此部分地减小行进到每一像素传感器144a到144d的第二图像传感器元件120b的来自第一波长范围的电磁辐射，从而减小串扰且进一步增大第二图像传感器元件120b的SNR。因此，图像传感器器件100的可靠性进一步增大。此外，每一像素传感器144a到144d的第二滤光片136b从对应的第一滤光片136a的第一侧壁延伸到对应的第一滤光片136a的第二侧壁，其中第一侧壁与第二侧壁垂直。
另外，如图1C的俯视图中所说明，每一像素传感器144a到144d的第一图像传感器元件120a在侧向上与对应的吸收结构107对齐。在一些实施例中，吸收结构107是在侧向上跨越每一像素传感器144a到144d延伸的单个导电结构。由于吸收结构107的面积大于对应的第一图像传感器元件120a的面积，因此可阻止第一波长范围内的电磁辐射行进到所述多个像素传感器144a到144d的第二图像传感器元件120b。
图2A到图2B说明图1A到图1C的图像传感器器件100的一些替代实施例的俯视图。图2A说明图像传感器器件100的一些实施例的从图1A的剖视图的线A-A’获取的俯视图。图2B说明图像传感器器件100的各种实施例的从图1A的剖视图的线B-B’获取的另一俯视图。
在一些实施例中，每一像素传感器144a到144d包括第一图像传感器元件120a及第二图像传感器元件120b。在实施例中，第二滤光片136b从第一滤光片136a的第一侧壁连续地延伸到第一滤光片136a的第二侧壁，其中第一侧壁与第二侧壁垂直。在一些实施例中，第一像素传感器144a的第一滤光片136a与第二像素传感器144b的第一滤光片136a通过第二像素传感器144b的第二滤光片136b在侧向上分隔开。在其他实施例中，第一像素传感器144a的吸收结构107与第二像素传感器144b的吸收结构107通过第二像素传感器144b的第二图像传感器元件120b在侧向上分隔开。
图3A到图3B说明图1A到图1C的图像传感器器件100的一些替代实施例的俯视图。图3A说明图像传感器器件100的一些实施例的从图1A的剖视图的线A-A’获取的俯视图。图3B说明图像传感器器件100的各种实施例的从图1A的剖视图的线B-B’获取的另一俯视图。
在一些实施例中，每一像素传感器144a到144d包括多个第一图像传感器元件120a及多个第二图像传感器元件120b，其中第一图像传感器元件120a彼此在对角地间隔开。此外，第一滤光片136a上覆在每一第一图像传感器元件120a上且第二滤光片136b上覆在每一第二图像传感器元件120b上。在其他实施例中，第一像素传感器144a的第一滤光片136a分别与第二像素传感器144b的第一滤光片136a通过第二像素传感器144b的第二滤光片136b在侧向上分隔开。另外，在各种实施例中，每一第一图像传感器元件120a在侧向上在对应的吸收结构107的相对的侧壁之间间隔开。
图4A到图4B说明图1A到图1C的图像传感器器件100的一些替代实施例的俯视图。图4A说明图像传感器器件100的一些实施例的从图1A的剖视图的线A-A’获取的俯视图。图4B说明图像传感器器件100的各种实施例的从图1A的剖视图的线B-B’获取的另一俯视图。
在一些实施例中，每一像素传感器144a到144d包括第一图像传感器元件120a及第二图像传感器元件120b。在一些实施例中，第一图像传感器元件120a的面积和/或第一滤光片136a的面积分别等于第二图像传感器元件120b的面积和/或第二滤光片136b的面积。此外，第一像素传感器144a的第一图像传感器元件120a直接在侧向上邻近第二像素传感器144b的第一图像传感器元件120a，从而减小像素传感器144a到144d的第一图像传感器元件120a与第二图像传感器元件120b之间的串扰。此部分地增大每一像素传感器144a到144d的第二图像传感器元件120b的SNR，且减小跨越所述多个像素传感器144a到144d的串扰，从而增强图像传感器器件100的性能。在又一些其他实施例中，每一第一图像传感器元件120a包括直接在侧向上邻近彼此和/或可通过隔离结构(图1A的124)彼此分隔开的至少两个IR图像传感器元件。在这些实施例中，每一第二图像传感器元件120b包括直接在侧向上邻近彼此和/或可通过隔离结构(图1A的124)彼此分隔开的至少两个可见光图像传感器元件。
图5A说明根据图1A的图像传感器器件100的一些替代实施例的图像传感器器件500的一些实施例的剖视图。
图像传感器器件500包括沿着衬底116的前侧表面116f设置的内连结构102。在一些实施例中，衬底116例如可以是或包括块状衬底(例如，块状硅衬底)、绝缘体上硅(silicon-on-insulator，SOI)衬底、晶体硅、经P型掺杂的硅或另一适合的半导体材料。内连结构102包括多条导电配线106、多个导通孔108、内连介电结构及吸收结构107。在一些实施例中，内连介电结构包括多个层间介电(inter-level dielectric，ILD)层506及多个刻蚀停止层504。所述多条导电配线106及所述多个导通孔108设置在内连介电结构内且被配置成将设置在图像传感器器件500内的半导体器件电耦合到彼此和/或电耦合到另一集成电路(IC)(未示出)。在一些实施例中，吸收结构107及所述多条导电配线106可各自包括导电本体502及导电衬垫503。导电衬垫503可沿着每一导电本体502的顶表面设置。在又一些其他实施例中，导电衬垫503可沿着导电本体502(未示出)的底表面及相对侧壁延伸。
在一些实施例中，导电衬垫503可包含导电材料，例如(举例来说)钛、钽、氮化钛、氮化钽、钨、另一材料或前述材料的任何组合。在其他实施例中，导电本体502例如可以是或包含铝、铜、钌、另一材料或前述材料的任何组合。在其他实施例中，所述多个ILD层506例如可以是或包含低介电常数(low-k)介电材料、极低介电常数介电材料、二氧化硅、另一介电材料或前述材料的任何组合。在又一些其他实施例中，所述多个刻蚀停止层504例如可以是或包含氮化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氧化硅、另一介电材料或前述材料的任何组合。
此外，所述多个像素器件110沿着衬底116的前侧表面116f设置且可包括栅极结构112及侧壁间隔件结构114。在一些实施例中，所述多个像素器件110例如可以是或包括转移晶体管、源极跟随器晶体管、行选择晶体管、复位晶体管、另一适合的像素器件或前述晶体管的任何组合。所述多个像素器件110可电耦合到导电配线106及导通孔108。第一图像传感器元件120a设置在衬底116内，且第二图像传感器元件120b设置在衬底116内且在侧向上邻近第一图像传感器元件120a。在一些实施例中，第一图像传感器元件120a被配置成从处于第一波长范围内的电磁辐射产生电信号，而第二图像传感器元件120b被配置成从处于第二波长范围内的电磁辐射产生电信号，所述第二波长范围不同于所述第一波长范围。在一些实施例中，第一波长范围例如可以是或包括红外(IR)辐射(例如，波长处于近似700纳米(nm)到近似2.5毫米(mm)之间范围中的电磁辐射)、近IR(NIR)辐射(例如，波长处于近似700nm到近似1.1mm之间范围中的电磁辐射)等。将了解，包括其他波长值的第一波长范围也处于本公开的范围内。在其他实施例中，第二波长范围包括可见光(例如，波长处于近似400nm与近似700nm之间范围中的电磁辐射)等。将了解，包括其他波长值的第二波长范围也处于本公开的范围内。第一图像传感器元件120a包括第一光电检测器区118，且第二图像传感器元件120b包括第二光电检测器区122。在一些实施例中，第一光电检测器区118及第二光电检测器区122分别包括构成衬底116的半导体材料(例如，硅)的经掺杂区。在又一些其他实施例中，第一光电检测器区118包含一层另一半导体材料(例如，锗)且第二光电检测器区122包含所述半导体材料(例如，硅)，其中所述另一半导体材料被配置成增大对处于第一波长范围内的电磁辐射的吸收。
此外，隔离结构124从衬底116的后侧表面116b延伸到衬底116的前侧表面116f。在一些实施例中，隔离结构124分别连续地在侧向上环绕第一图像传感器元件120a及第二图像传感器元件120b。因此，隔离结构124被配置成将第一图像传感器元件120a与第二图像传感器元件120b彼此电隔离和/或光学隔离，和/或将第一图像传感器元件120a及第二图像传感器元件120b与设置在衬底116上/内的其他器件电隔离和/或光学隔离。隔离结构124可包括钝化层126及沟槽层128。在一些实施例中，钝化层126例如可以是或包含二氧化硅、氮氧化硅、碳氧化硅、另一介电材料或前述材料的任何组合。此外，钝化层126可沿着衬底116的后侧表面116b连续地延伸。钝化层126设置在衬底116与沟槽层128之间。在一些实施例中，沟槽层128例如可以是或包含铝、钨、铜、另一材料或前述材料的任何组合。在其他实施例中，隔离结构124可被配置成朝向第一图像传感器元件120a和/或第二图像传感器元件120b引导电磁辐射。在这些实施例中，电磁辐射可从沟槽层128的侧壁反射到第一图像传感器元件120a或第二图像传感器元件120b。此外，此减轻直接设置在第一图像传感器元件120a上的处于第一波长范围内的电磁辐射行进到第二图像传感器元件120b。因此，隔离结构124可减小邻近的图像传感器元件之间的串扰，从而增强图像传感器器件500的性能。
上部钝化层130上覆在隔离结构124上。在一些实施例中，上部钝化层130可被配置成防止电磁辐射从衬底116的后侧表面116b反射出去的抗反射涂层(anti-reflectioncoating，ARC)层。栅格结构132上覆在上部钝化层130上。栅格结构132例如可包括金属栅格结构和/或介电栅格结构。栅格结构132被配置成将电磁辐射引导到第一图像传感器元件120a和/或第二图像传感器元件120b。在一些实施例中，当栅格结构132包括金属栅格结构(例如，栅格结构132包含铝、铜、钨、另一材料或前述材料的任何组合)时，电磁辐射可从金属栅格结构的侧壁反射到下伏的第一图像传感器元件120a或第二图像传感器元件120b而非行进到邻近的图像传感器元件(未示出)。此部分地进一步减小邻近的图像传感器元件之间的串扰，从而进一步增强图像传感器器件500的性能。上部介电结构134上覆在栅格结构132及上部钝化层130上。在一些实施例中，上部介电结构134例如可包含氧化物(例如二氧化硅)、另一介电材料或前述材料的任何组合。
另外，滤光片阵列136上覆在上部介电结构134上且包括多个滤光片136a到136b。在一些实施例中，所述多个滤光片136a到136b包括第一滤光片136a及第二滤光片136b。第一滤光片136a上覆在第一图像传感器元件120a上，且在一些实施例中被配置成使处于第一波长范围内的波长通过而阻挡与第一波长范围不同的其他波长(例如，阻挡处于第二波长范围内的波长)。在又一些其他实施例中，第一滤光片136a被配置成不阻挡处于波长范围内的电磁辐射的全通滤波片。此外，第二滤光片136b上覆在第二图像传感器元件120b上，且在一些实施例中被配置成使波长处于第二波长范围内的电磁辐射通过而阻挡与第二波长范围不同的其他波长(例如，阻挡处于第一波长范围内的波长)。在其他实施例中，第二滤光片136b包括滤色片142及带通滤波片140。在一些实施例中，滤色片142例如可被配置成红色滤色片、蓝色滤色片、绿色滤色片等。在其他实施例中，带通滤波片140被配置成使处于第二波长范围内的电磁辐射通过而阻挡与第二波长范围不同的其他波长(例如，阻挡处于第一波长范围内的波长)。所述多个微透镜138上覆在滤光片阵列136上且被配置成朝向第一图像传感器元件120a和/或第二图像传感器元件120b引导电磁辐射。
吸收结构107位于第一图像传感器元件120a之下。在一些实施例中，吸收结构107直接位于第一图像传感器元件120a之下。在其他实施例中，当从上方观察时，吸收结构107的面积大于第一图像传感器元件120a的面积(例如，参见图1B、图2B、图3B和/或图4B)。在图像传感器器件500的运作期间，电磁辐射可从衬底116的后侧表面116b穿过第一图像传感器元件120a而到达吸收结构107。由于吸收结构107包括包含导电材料(例如，氮化钛、氮化钽、钨等)的导电衬垫503，因此吸收结构107被配置成与第一波长范围内的电磁辐射相互作用(例如，吸收处于第一波长范围内的电磁辐射)。此阻止处于第一波长范围内的电磁辐射朝向第二图像传感器元件120b反射，从而减小第一图像传感器元件与第二图像传感器元件之间的串扰且增大第二图像传感器元件120b的SNR。因此，增强图像传感器器件500的性能。
图5B说明图5A的图像传感器器件500的一些替代实施例的剖视图，其中吸收结构107与所述多条导电配线106、所述多个导通孔108和/或所述多个像素器件110电隔离。在一些实施例中，刻蚀停止层504跨越吸收结构107的整个底表面直接接触吸收结构107的底表面。在其他实施例中，ILD层506跨越吸收结构107的整个顶表面直接接触吸收结构107的顶表面。吸收结构107的底表面及顶表面界定在吸收结构107的第一外侧壁与第二外侧壁之间，其中第一外侧壁与第二外侧壁相对。在又一些其他实施例中，ILD层506及刻蚀停止层504分别沿着不中断路径从吸收结构107的第一外侧壁到第二外侧壁连续地在侧向上延伸。在这些实施例中，所述多个导通孔108分别在侧向上与吸收结构107的顶表面及底表面偏置开，使得吸收结构107与所述多个导通孔108及所述多条导电配线106完全分隔开。应了解，尽管图5B的剖视图说明单个吸收结构107，但图1B、图2B、图3B和/或图4B的吸收结构107可分别被配置成图5B中所说明和/或所述的吸收结构107。
图5C说明图5B的图像传感器器件500的一些替代实施例的剖视图，其中吸收结构107在垂直方向上设置在衬底116的前侧表面116f与所述多条导电配线106之间。在一些实施例中，吸收结构107包含导电材料(例如，氮化钛、氮化钽、钨等或前述材料的任何组合)且设置在第一ILD层506中。在又一些其他实施例中，第一ILD层506分别直接接触吸收结构107的整个底表面及顶表面。应了解，尽管图5C的剖视图说明单个吸收结构107，但图1B、图2B、图3B和/或图4B的吸收结构107可分别被配置成图5C所说明和/或所述的吸收结构107。
图6A到图12说明根据本公开的形成图像传感器器件的方法的一些实施例的各种视图600a到1200，所述图像传感器器件包括第一图像传感器元件、第二图像传感器元件及被配置成减小第一图像传感器元件与第二图像传感器元件之间的串扰的吸收结构。尽管图6A到图12中所示的各种视图600a到1200是参考方法加以阐述，但将了解，图6A到图12中所示的结构并不仅限于所述方法，而是可独立于所述方法而单独存在。此外，尽管将图6A到图12阐述为一系列动作，但将了解，这些动作并不仅限于此，原因在于可在其他实施例中更改动作的次序，且所公开方法也适用于其他结构。在其他实施例中，可全部或部分地省略所说明和/或所述的一些动作。
如图6A及图6B的各种视图中所说明，提供衬底116且在衬底116内形成多个像素传感器144a到144d。图6A说明形成所述多个像素传感器144a到144d的一些实施例的剖视图600a。另外，图6B说明图6A所示剖视图600a的一些实施例的沿着线C-C’获取的俯视图600b。
每一像素传感器144a到144d包括多个图像传感器元件120a到120b。所述多个图像传感器元件120a到120b包括在侧向上邻近的第一图像传感器元件120a与第二图像传感器元件120b。在一些实施例中，衬底116例如可以是块状衬底(例如，块状硅衬底)、绝缘体上硅(SOI)衬底或一些其他适合的衬底；和/或包括第一掺杂类型(例如p型掺杂)。在一些实施例中，第一图像传感器元件120a形成有第一光电检测器区118，且第二图像传感器元件120b形成有第二光电检测器区122。在一些实施例中，第一光电检测器区118例如可包括被配置成将来自第一波长范围的电磁辐射(例如，光子)转换成电信号和/或便于读出电信号的光电检测器区和/或层，例如电荷存储区、浮动节点、表面钉扎区、接触区、防护环等(未示出)。另外，第二图像传感器元件120b包括第二光电检测器区122，第二光电检测器区122例如可以是或包含包括与第一掺杂类型相反的第二掺杂类型(例如，n型掺杂)的半导体材料(例如，硅)。在又一些其他实施例中，第一掺杂类型可以是p型且第二掺杂类型可以是n型，或反之亦然。在又一些其他实施例中，可通过一种或多种选择性离子植入工艺形成第一图像传感器元件120a和/或第二图像传感器元件120b。
在一些实施例中，第一光电检测器区118例如可以是或包含与半导体材料(例如，硅)不同的第二半导体材料(例如，锗)。在这些实施例中，用于形成第一图像传感器元件120a的工艺可包括：选择性地刻蚀衬底116以在衬底116内形成开口；在开口中沉积第二半导体材料(例如，锗)(例如，通过分子束外延(molecular-beam epitaxy，MBE)、气相外延(vapor phase epitaxy，VPE)、液相外延(liquid-phase epitaxy，LPE)、一些其他适合的外延工艺、化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)、物理气相沉积(physicalvapor deposition，PVD)或一些其他适合的沉积或生长工艺)；对第二半导体材料执行平坦化处理(例如，化学机械抛光(chemical mechanical polishing，CMP))；及执行一种或多种选择性离子植入工艺以在第一光电检测器区118内形成光电检测器区。在一些实施例中，第一图像传感器元件120a被配置成从处于第一波长范围内的电磁辐射(例如，IR辐射)产生电信号，而第二图像传感器元件120b被配置成从处于第二波长范围内的电磁辐射(例如，可见光)产生电信号，所述第二波长范围不同于第一波长范围。
在一些实施例中，将第二图像传感器元件120b形成为使得第二图像传感器元件120从第一图像传感器元件120a的第一侧壁延伸到第一图像传感器元件120a的第二侧壁。在其他实施例中，每一像素传感器144a到144d包括第一图像传感器元件120a及第二图像传感器元件120b。由于第一像素传感器144a的第一图像传感器元件120a被设置成在侧向上邻近第二像素传感器144b的第一图像传感器元件120a，因此可减小第一图像传感器元件120a与第二图像传感器元件120b之间的串扰。此部分地增强图像传感器器件的性能。
如图7的剖视图700中所说明，对衬底116的后侧表面116b执行薄化处理。在一些实施例中，衬底116的厚度从初始厚度Ti减小到厚度Ts。在其他实施例中，薄化处理包括执行CMP工艺、机械研磨工艺、另一薄化工艺或前述工艺的任何组合。
如图8A及图8B的各种视图中所说明，在衬底116的前侧表面116f之上形成多个像素器件110。图8A说明形成所述多个像素器件110的一些实施例的剖视图800a。另外，图8B说明图8A的剖视图800a的一些实施例的沿着线D-D’获取的俯视图800b。
在一些实施例中，每一像素器件110包括栅极结构112及在侧向上包围栅极结构112的侧壁间隔件结构114。在其他实施例中，栅极结构112包括上覆在衬底116上的栅极电极及设置在衬底116与栅极电极之间的栅极介电层。随后，如图8A及图8B中所说明，在衬底116之上形成内连介电结构104，且在内连介电结构104内形成多条导电配线106、多个导通孔108及多个吸收结构107。在一些实施例中，可通过例如CVD、PVD、ALD、另一适合的生长或沉积工艺或前述工艺的任何组合形成内连介电结构104。此外，内连介电结构104可包括多个层间介电(ILD)层和/或多个刻蚀停止层(例如，参见图5A)。
在其他实施例中，所述多条导电配线106及所述多个吸收结构107可各自包括导电本体502及导电衬垫503。在又一些其他实施例中，吸收结构107直接上覆在对应的第一图像传感器元件120a上。在又一些其他实施例中，可通过单镶嵌工艺、双镶嵌工艺或另一适合的形成工艺形成所述多条导电配线106、所述多个导通孔108和/或所述多个吸收结构107。在一些实施例中，导电衬垫503可包含导电材料，例如(举例来说)钛、钽、氮化钛、氮化钽、钨、另一材料或前述材料的任何组合。在其他实施例中，导电本体502例如可以是或包含铝、铜、钌、另一材料或前述材料的任何组合。在又一些其他实施例中，所述多个吸收结构107与所述多条导电配线106同时形成。
此外，如图8B中所说明，吸收结构107被形成为使得每一吸收结构107的面积大于对应的第一图像传感器元件120a的面积。在第一图像传感器元件120a及第二图像传感器元件120b的运作期间，可将电磁辐射设置在衬底116的后侧表面116b上，且所述电磁辐射行进穿过衬底116及第一图像传感器元件120a而到达吸收结构107。由于吸收结构107具有包含导电材料(例如，氮化钛、氮化钽、钨等)的导电衬垫503且具有相对大的面积(例如，大于第一图像传感器元件120a的面积)，因此吸收结构107被配置成与处于第一波长范围内的电磁辐射相互作用(例如，吸收处于第一波长范围内的电磁辐射)。此阻止处于第一波长范围内的电磁辐射朝向第二图像传感器元件120b反射，从而减小第一图像传感器元件120a与第二图像传感器元件120b之间的串扰且增大第二图像传感器元件120b的SNR。在一些实施例中，图2B、图3B和/或图4B可说明图8A的剖视图800a的一些替代实施例的沿着图8A的线D-D’获取的俯视图。
如图9的剖视图900中所说明，在衬底116之上形成导电配线106的一个或多个额外层及导通孔108的一个或多个额外层，从而在衬底116的前侧表面116f之上形成内连结构102。在一些实施例中，可通过单镶嵌工艺、双镶嵌工艺或另一适合的形成工艺形成导电配线106所述一个或多个额外层及导通孔108的所述一个或多个额外层。
图10的剖视图1000中所说明，在衬底116内形成隔离结构124。在一些实施例中，隔离结构124包括钝化层126及沟槽层128，其中钝化层126设置在衬底116与沟槽层128之间。在一些实施例中，用于形成隔离结构124的方法包括：选择性地刻蚀衬底116以在衬底116内形成隔离结构开口；在衬底116之上沉积(例如，通过CVD、PVD、ALD等)钝化层126，从而对隔离结构开口进行衬垫；在钝化层126之上沉积(例如，通过CVD、PVD、ALD等)沟槽层128；及对钝化层126和/或沟槽层128执行平坦化处理，从而形成隔离结构124。
如图11的剖视图1100中所说明，在衬底116的后侧表面116b之上形成上部钝化层130。在一些实施例中，通过例如CVD、PVD、ALD或另一适合的沉积或生长工艺形成上部钝化层130。此外，在上部钝化层130之上形成栅格结构132且在上部钝化层130之上形成上部介电结构134。在其他实施例中，可通过例如CVD、PVD、ALD或另一适合的沉积或生长工艺形成栅格结构132和/或上部介电结构134。
如图12的剖视图1200中所说明，在上部介电结构134之上形成滤光片阵列136且在滤光片阵列136之上形成多个微透镜138。在一些实施例中，滤光片阵列136包括上覆在第一图像传感器元件120a上的第一滤光片136a及上覆在第二图像传感器元件120b上的第二滤光片136b。在其他实施例中，第二滤光片136b包括滤色片142及带通滤波片140。在一些实施例中，可例如通过CVD、PVD、ALD或另一适合的生长或沉积工艺分别形成第一滤光片136a及第二滤光片136b。此外，可通过例如CVD、PVD、ALD或另一适合的生长或沉积工艺形成所述多个微透镜138。
图13说明根据本公开的形成包括第一图像传感器元件、第二图像传感器元件及吸收结构的图像传感器器件的一些实施例的方法1300，所述吸收结构被配置成减小第一图像传感器元件与第二图像传感器元件之间的串扰。尽管将方法1300说明和/或阐述为一系列动作或事件，但应理解，方法1300并不仅限于所说明的次序或动作。因此，在一些实施例中，所述动作可以不同于所说明的次序施行，和/或可同时施行。此外，在一些实施例中，所说明的动作或事件可被细分为多个动作或事件，这些动作或事件可在单独的时间施行或者与其他动作或子动作同时施行。在一些实施例中，可省略一些所说明的动作或事件，且可包括其他未说明的动作或事件。
在动作1302处，在衬底内形成多个像素传感器，其中每一像素传感器包括在侧向上邻近的第一图像传感器元件与第二图像传感器元件。第一图像传感器元件被配置成从处于第一波长范围内的电磁辐射产生电信号，且第二图像传感器元件被配置成从处于第二波长范围内的电磁辐射产生电信号，所述第二波长范围不同于所述第一波长范围。图6A及图6B说明与动作1302的一些实施例对应的各种视图600a及600b。
在动作1304处，在衬底的前侧表面之上形成内连结构，其中内连结构包括多条导电配线、多个导通孔及多个吸收结构。每一吸收结构包含导电材料(例如，氮化钛、氮化钽、钨等)且上覆在对应的第一图像传感器元件上。图8A、图8B及图9说明与动作1304的一些实施例对应的各种视图800a、800b及900。
在动作1306处，在衬底的后侧表面中形成隔离结构。图10说明与动作1306的一些实施例对应的剖视图1000。
在动作1308处，在衬底的后侧表面之上形成栅格结构及上部介电结构。图11说明与动作1308的一些实施例对应的剖视图1100。
在动作1310处，在上部介电结构之上形成滤光片阵列且在滤光片阵列之上形成多个微透镜。图12说明与动作1310的一些实施例对应的剖视图1200。
因此在一些实施例中，本公开涉及一种包括第一图像传感器元件及第二图像传感器元件的图像传感器器件。第一图像传感器元件被配置成从处于第一波长范围内的电磁辐射产生电信号，且第二图像传感器元件被配置成从第二波长范围产生电信号，所述第二波长范围不同于所述第一波长范围。所述内连结构沿着衬底的前侧表面设置且包括位于第一图像传感器元件之下的吸收结构。
在一些实施例中，本申请提供一种图像传感器器件，所述图像传感器器件包括：衬底，具有与后侧表面相对的前侧表面；内连结构，沿着所述衬底的所述前侧表面设置，其中所述内连结构包括多条导电配线、多个导通孔及第一吸收结构；第一图像传感器元件，设置在所述衬底内且被配置成从处于第一波长范围内的电磁辐射产生电信号；以及第二图像传感器元件，设置在所述衬底内且被配置成从处于第二波长范围内的电磁辐射产生电信号，所述第二波长范围不同于所述第一波长范围，其中所述第二图像传感器元件在侧向上邻近所述第一图像传感器元件；其中所述第一图像传感器元件上覆在所述第一吸收结构上且在侧向上在所述第一吸收结构的相对的侧壁之间间隔开。
在相关实施例中，当从上方观察时，所述第一吸收结构的面积大于所述第一图像传感器元件的面积。
在相关实施例中，所述的图像传感器器件还包括：第三图像传感器元件，设置在所述衬底内且被配置成从处于所述第一波长范围内的所述电磁辐射产生电信号，其中所述第三图像传感器元件在侧向上邻近所述第一图像传感器元件；以及第二吸收结构，位于所述第三图像传感器元件之下，其中所述第二吸收结构的侧壁邻接所述第一吸收结构的侧壁。
在相关实施例中，所述第一吸收结构被配置成与处于所述第一波长范围内的所述电磁辐射相互作用，且其中所述第一波长范围包括近红外(NIR)辐射。
在相关实施例中，所述第一吸收结构包含氮化钛、氮化钽和/或钨。
在相关实施例中，所述第一吸收结构的顶表面与所述多条导电配线的第一层的顶表面对齐。
在相关实施例中，所述第一吸收结构及所述多条导电配线分别包括导电衬垫及导电本体。
在相关实施例中，所述第一吸收结构设置在所述多条导电配线与所述衬底的所述前侧表面之间。
在一些实施例中，本申请提供一种集成芯片，所述集成芯片包括：衬底，包括与后侧表面相对的前侧表面；多个像素器件，设置在所述衬底的所述前侧表面上；内连结构，沿着所述衬底的所述前侧表面设置，其中所述内连结构包括多条导电配线及多个导通孔，所述多条导电配线及所述多个导通孔设置在内连介电结构内且电耦合到所述多个像素器件；多个像素传感器，设置在所述衬底内，其中所述多个像素传感器分别包括第一图像传感器元件及第二图像传感器元件，其中所述第一图像传感器元件被配置成从红外(IR)辐射产生电信号且所述第二图像传感器元件被配置成从可见光产生电信号；以及多个吸收结构，设置在所述内连介电结构内且位于所述多个像素传感器下方，其中所述第一图像传感器元件分别在侧向上在对应的吸收结构的相对的侧壁之间间隔开，且其中所述第二图像传感器元件在侧向上与所述多个吸收结构偏置开非零距离。
在相关实施例中，所述多个像素传感器包括第一像素传感器及第二像素传感器，其中所述第一像素传感器的所述第一图像传感器元件在侧向上邻近所述第二像素传感器的所述第一图像传感器元件。
在相关实施例中，所述第二图像传感器元件从所述第一图像传感器元件的第一侧壁连续地延伸到所述第一图像传感器元件的第二侧壁，其中所述第一侧壁与所述第二侧壁垂直。
在相关实施例中，所述多个吸收结构通过所述多个导通孔电耦合到所述多个像素器件。
在相关实施例中，所述多个吸收结构在垂直方向上在所述多个像素传感器与所述多条导电配线之间间隔开。
在相关实施例中，所述内连介电结构跨越所述多个吸收结构中的每一吸收结构的整个底表面直接接触所述底表面且跨越所述多个吸收结构中的每一吸收结构的整个顶表面直接接触所述顶表面。
在相关实施例中，所述的集成芯片还包括：隔离结构，从所述衬底的所述后侧表面设置到位于所述后侧表面下方的点，其中所述隔离结构在侧向上设置在所述多个像素传感器中的每一像素传感器的所述第一图像传感器元件与所述第二图像传感器元件之间；且其中所述吸收结构分别在侧向上在所述隔离结构的对应的相对的侧壁之间延伸。
在相关实施例中，所述隔离结构包括钝化层及沟槽层，其中所述钝化层设置在所述沟槽层与所述衬底之间，且其中所述沟槽层包含导电材料。
在相关实施例中，所述集成芯片还包括：滤光片阵列，设置在所述衬底的所述前侧表面之上，其中所述滤光片阵列包括上覆在所述第一图像传感器元件上的第一滤光片及上覆在所述第二图像传感器元件上的第二滤光片，其中所述第一滤光片被配置成使红外辐射通过且阻挡可见光，且其中所述第二滤光片被配置成使可见光通过且阻挡红外辐射。
在相关实施例中，所述第二滤光片包括上覆在带通滤波片上的滤色片。
在一些实施例中，本申请提供一种用于形成图像传感器器件的方法，所述方法包括：在衬底内形成第一图像传感器元件，其中所述第一图像传感器元件被配置成从处于第一波长范围内的电磁辐射产生电信号；在所述衬底内在侧向上邻近所述第一图像传感器元件形成第二图像传感器元件，其中所述第二图像传感器元件被配置成从处于第二波长范围内的电磁辐射产生电信号，所述第二波长范围不同于所述第一波长范围；在所述第一图像传感器元件及所述第二图像传感器元件之上形成内连结构，其中所述内连结构包括多条导电配线、多个导通孔及吸收结构，其中所述吸收结构包含被配置成与所述第一波长范围相互作用的导电材料；且其中所述吸收结构直接上覆在所述第一图像传感器元件上，使得所述第一图像传感器元件在侧向上在所述吸收结构的相对的侧壁之间间隔开。
在相关实施例中，所述方法还包括：在所述衬底内形成第三图像传感器元件，其中所述第三图像传感器元件被配置成从处于所述第一波长范围内的所述电磁辐射产生电信号，且其中所述第三图像传感器元件邻接所述第一图像传感器元件。
以上概述了若干实施例的特征，以使所属领域中的技术人员可更好地理解本公开的各个方面。所属领域中的技术人员应理解，其可容易地使用本公开作为设计或修改其他工艺及结构的基础来施行与本文中所介绍的实施例相同的目的和/或实现与本文中所介绍的实施例相同的优点。所属领域中的技术人员还应认识到，这些等效构造并不背离本公开的精神及范围，而且他们可在不背离本公开的精神及范围的条件下对其作出各种改变、替代及变更。
[符号的说明]
100、500：图像传感器器件
102：内连结构
104：内连介电结构
106：导电配线
107：吸收结构
108：导通孔
110：像素器件
112：栅极结构
114：侧壁间隔件结构
116：衬底
116b：后侧表面
116f：前侧表面
118：第一光电检测器区
120a：图像传感器元件/第一图像传感器元件/下伏的图像传感器元件
120b：图像传感器元件/第二图像传感器元件/下伏的图像传感器元件
122：第二光电检测器区
124：隔离结构
126：钝化层
128：沟槽层
130：上部钝化层
132：栅格结构
134：上部介电结构
136：滤光片阵列
136a：滤光片/第一滤光片
136b：滤光片/第二滤光片
138：微透镜
140：带通滤波片
142：滤色片
144a：像素传感器/第一像素传感器
144b：像素传感器/第二像素传感器
144c：像素传感器/第三像素传感器
144d：像素传感器/第四像素传感器
502：导电本体
503：导电衬垫
504：刻蚀停止层
506：层间介电(ILD)层/第一ILD层
600a、700、800a、900、1000、1100、1200：视图/剖视图
600b、800b：俯视图/视图
1300：方法
1302、1304、1306、1308、1310：动作
A-A’、B-B’、C-C’、D-D’：线Ti：初始厚度
Ts：厚度
w1：第一宽度
w2：第二宽度。

Claims (10)

1.一种图像传感器器件，包括：
衬底，具有与后侧表面相对的前侧表面；
内连结构，沿着所述衬底的所述前侧表面设置，其中所述内连结构包括多条导电配线、多个导通孔及第一吸收结构；
第一图像传感器元件，设置在所述衬底内且被配置成从处于第一波长范围内的电磁辐射产生电信号；以及
第二图像传感器元件，设置在所述衬底内且被配置成从处于第二波长范围内的电磁辐射产生电信号，所述第二波长范围不同于所述第一波长范围，其中所述第二图像传感器元件在侧向上邻近所述第一图像传感器元件；
其中所述第一图像传感器元件上覆在所述第一吸收结构上且在侧向上在所述第一吸收结构的相对的侧壁之间间隔开。
2.根据权利要求1所述的图像传感器器件，还包括：
第三图像传感器元件，设置在所述衬底内且被配置成从处于所述第一波长范围内的所述电磁辐射产生电信号，其中所述第三图像传感器元件在侧向上邻近所述第一图像传感器元件；以及
第二吸收结构，位于所述第三图像传感器元件之下，其中所述第二吸收结构的侧壁邻接所述第一吸收结构的侧壁。
3.根据权利要求1所述的图像传感器器件，其中所述第一吸收结构被配置成与处于所述第一波长范围内的所述电磁辐射相互作用，且其中所述第一波长范围包括近红外辐射。
4.根据权利要求1所述的图像传感器器件，其中所述第一吸收结构包含氮化钛、氮化钽和/或钨。
5.根据权利要求1所述的图像传感器器件，其中所述第一吸收结构的顶表面与所述多条导电配线的第一层的顶表面对齐。
6.一种集成芯片，包括：
衬底，包括与后侧表面相对的前侧表面；
多个像素器件，设置在所述衬底的所述前侧表面上；
内连结构，沿着所述衬底的所述前侧表面设置，其中所述内连结构包括多条导电配线及多个导通孔，所述多条导电配线及所述多个导通孔设置在内连介电结构内且电耦合到所述多个像素器件；
多个像素传感器，设置在所述衬底内，其中所述多个像素传感器分别包括第一图像传感器元件及第二图像传感器元件，其中所述第一图像传感器元件被配置成从红外辐射产生电信号且所述第二图像传感器元件被配置成从可见光产生电信号；以及
多个吸收结构，设置在所述内连介电结构内且位于所述多个像素传感器下方，其中所述第一图像传感器元件分别在侧向上在所述多个吸收结构中的对应的吸收结构的相对的侧壁之间间隔开，且其中所述第二图像传感器元件在侧向上与所述多个吸收结构偏置开非零距离。
7.根据权利要求6所述的集成芯片，还包括：
隔离结构，从所述衬底的所述后侧表面设置到位于所述后侧表面下方的点，其中所述隔离结构在侧向上设置在所述多个像素传感器中的每一像素传感器的所述第一图像传感器元件与所述第二图像传感器元件之间；且
其中所述吸收结构分别在侧向上在所述隔离结构的对应的相对的侧壁之间延伸。
8.根据权利要求7所述的集成芯片，其中所述隔离结构包括钝化层及沟槽层，其中所述钝化层设置在所述沟槽层与所述衬底之间，且其中所述沟槽层包含导电材料。
9.根据权利要求6所述的集成芯片，还包括：
滤光片阵列，设置在所述衬底的所述前侧表面之上，其中所述滤光片阵列包括上覆在所述第一图像传感器元件上的第一滤光片及上覆在所述第二图像传感器元件上的第二滤光片，其中所述第一滤光片被配置成使红外辐射通过且阻挡可见光，且其中所述第二滤光片被配置成使可见光通过且阻挡红外辐射。
10.一种形成图像传感器器件的方法，包括：
在衬底内形成第一图像传感器元件，其中所述第一图像传感器元件被配置成从处于第一波长范围内的电磁辐射产生电信号；
在所述衬底内在侧向上邻近所述第一图像传感器元件形成第二图像传感器元件，其中所述第二图像传感器元件被配置成从处于第二波长范围内的电磁辐射产生电信号，所述第二波长范围不同于所述第一波长范围；
在所述第一图像传感器元件及所述第二图像传感器元件之上形成内连结构，其中所述内连结构包括多条导电配线、多个导通孔及吸收结构，其中所述吸收结构包含被配置成与所述第一波长范围相互作用的导电材料；且
其中所述吸收结构直接上覆在所述第一图像传感器元件上，使得所述第一图像传感器元件在侧向上在所述吸收结构的相对的侧壁之间间隔开。
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