DE102023103364A1 - Isolationsstruktur zur erhöhung der leistungsfähigkeit eines bildsensors - Google Patents

Isolationsstruktur zur erhöhung der leistungsfähigkeit eines bildsensors Download PDF

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Yen-Ting Chiang
Yen-Yu Chen
Alex Chang
Tzu-Hsuan Hsu
Feng-Chi Hung
Shyh-Fann Ting
Jen-Cheng Liu
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Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
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Abstract

Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung richten sich auf einen Bildsensor, der mehrere Photodetektoren aufweist, die in einem Substrat angeordnet sind. Das Substrat weist eine vordere Fläche auf, die zu einer hinteren Fläche entgegengesetzt ist. Eine äußere Isolationsstruktur ist in dem Substrat angeordnet und umgibt die mehreren Photodetektoren seitlich. Die äußere Isolationsstruktur weist eine erste Höhe auf. Eine innere Isolationsstruktur ist zwischen Seitenwänden der äußeren Isolationsstruktur beabstandet. Die innere Isolationsstruktur ist zwischen benachbarten Photodetektoren der mehreren Photodetektoren angeordnet. Die äußere Isolationsstruktur und die innere Isolationsstruktur erstrecken sich jeweils von der hinteren Fläche zu der vorderen Fläche hin. Die innere Isolationsstruktur weist eine zweite Höhe auf, die geringer als die erste Höhe ist.

Description

  • OUERVERWEIS AUF EINE VERWANDTE ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 63/325,254 , eingereicht am 30. März 2022, die durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Viele heutige elektronische Vorrichtungen (z.B. Digitalkameras, optische Bildaufnahmevorrichtungen usw.) weisen Bildsensoren auf. Bildsensoren wandeln optische Bilder in digitale Daten um, die als Digitalbilder dargestellt werden können. Ein Bildsensor weist eine Anordnung von Pixelsensoren auf, die Einheiten für die Umwandlung eines optischen Bilds in digitale Daten sind. Einige Arten von Pixelsensoren weisen Bildsensoren, die auf einer ladungsgekoppelten Vorrichtung (charge-coupled device, CCD-Vorrichtung) beruhen, und Bildsensoren, die auf einem Komplementär-Metalloxid-Halbleiter (complementary metal-oxide semiconductor, CMOS) beruhen, auf. Verglichen mit CCD-Pixelsensoren werden CMOS-Pixelsensoren aufgrund des geringen Stromverbrauchs, der geringen Größe, der raschen Datenverarbeitung, einer direkten Ausgabe von Daten und geringen Herstellungskosten bevorzugt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden am besten anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen verstanden. Es ist zu beachten, dass gemäß der branchenüblichen Praxis verschiedene Merkmale nicht maßstabsgetreu dargestellt sind. Tatsächlich können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale zugunsten einer klaren Erläuterung willkürlich vergrößert oder verkleinert sein.
    • 1 zeigt eine Schnittansicht einiger Ausführungsformen eines Bildsensors, der eine Isolationsstruktur mit einer äußeren Isolationsstruktur und einer inneren Isolationsstruktur, die über unterschiedliche Höhen verfügen, aufweist.
    • 2A bis 2E zeigen verschiedene Draufsichten auf einige Ausführungsformen des Bildsensors von 1 entlang der Linie A-A`.
    • 3A zeigt eine Schnittansicht einiger anderer Ausführungsformen des Bildsensors von 1.
    • 3B zeigt eine Schnittansicht einiger anderer Ausführungsformen des Bildsensors von 1, wobei eine untere Fläche der äußeren Isolationsstruktur mit einer vorderen Fläche eines Substrats ausgerichtet ist.
    • 3C zeigt eine Schnittansicht einiger anderer Ausführungsformen des Bildsensors von 1, wobei sich eine untere Fläche der äußeren Isolationsstruktur vertikal über einer vorderen Fläche eines Substrats befindet.
    • 3D zeigt eine Schnittansicht einiger anderer Ausführungsformen des Bildsensors von 1, wobei sich eine untere Fläche der äußeren Isolationsstruktur vertikal über einer vorderen Fläche eines Substrats befindet,
    • 3E zeigt eine Schnittansicht einiger anderer Ausführungsformen des Bildsensors von 1, wobei ein Wannenbereich entlang von Seitenwänden der äußeren und der inneren Isolationsstruktur angeordnet ist.
    • 3F zeigt eine Schnittansicht einiger anderer Ausführungsformen des Bildsensors von 1, wobei die innere Isolationsstruktur mit einem schwebenden Diffusionsknoten in Kontakt steht.
    • 3G zeigt eine Schnittansicht einiger anderer Ausführungsformen des Bildsensors von 1, wobei ein einzelnes Lichtfilter über der inneren Isolationsstruktur liegt und eine einzelne Mikrolinse über der inneren Isolationsstruktur liegt.
    • 4 zeigt eine Schnittansicht einiger Ausführungsformen eines integrierten Chips, der eine Bildsensorstruktur aufweist, die über einer unteren Halbleiterstruktur liegt.
    • 5 bis 18 zeigen Schnittansichten einiger Ausführungsformen eines Verfahrens zum Bilden eines Bildsensors, der eine Isolationsstruktur mit einer äußeren Isolationsstruktur und einer inneren Isolationsstruktur, die über unterschiedliche Höhen verfügen, aufweist.
    • 19 zeigt ein Ablaufdiagramm nach einigen Ausführungsformen eines Verfahrens zum Bilden eines Bildsensors, der eine Isolationsstruktur mit einer äußeren Isolationsstruktur und einer inneren Isolationsstruktur, die über unterschiedliche Höhen verfügen, aufweist.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die vorliegende Offenbarung bietet viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele zur Umsetzung verschiedener Merkmale dieser Offenbarung. Nachstehend sind spezifische Beispiele für Komponenten und Anordnungen beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Diese sind natürlich lediglich Beispiele und sollen keine Beschränkung darstellen. Zum Beispiel kann die Bildung eines ersten Elements über oder auf einem zweiten Element in der folgenden Beschreibung Ausführungsformen umfassen, bei denen das erste und das zweite Element in einem direkten Kontakt gebildet werden, und auch Ausführungsformen umfassen, bei denen zwischen dem ersten und dem zweiten Element zusätzliche Elemente gebildet werden können, so dass das erste und das zweite Element möglicherweise nicht in einem direkten Kontakt stehen. Zudem können in der vorliegenden Offenbarung Bezugszeichen und/oder -buchstaben bei den verschiedenen Beispielen wiederholt werden. Diese Wiederholung dient der Einfachheit und Klarheit und schreibt an sich keine Beziehung zwischen den verschiedenen besprochenen Ausführungsformen und/oder Aufbauten vor.
  • Ferner können räumlich bezogene Ausdrücke wie etwa „darunter“, „unterhalb“, „unter“, „darüber“, „über“ und dergleichen hier zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet werden, um die in den Figuren dargestellte Beziehung eines Elements oder Merkmals zu (einem) anderen Element(en) oder Merkmal(en) zu beschreiben. Die räumlich bezogenen Ausdrücke sollen zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Ausrichtung verschiedene Ausrichtungen der Vorrichtung in Verwendung oder im Betrieb umfassen. Die Vorrichtung kann anders ausgerichtet sein (um 90 Grad gedreht sein oder sich in anderen Ausrichtungen befinden), und die hier verwendeten räumlich bezogenen Ausdrücke können ebenfalls entsprechend interpretiert werden.
  • Einige Komplementär-Metalloxid-Halbleiter-Bildsensoren (CISs) weisen eine Anordnung von Pixelsensoren auf. Ein Pixelsensor zeichnet einfallende Strahlung (z.B. sichtbares Licht) unter Verwendung eines Photodetektors auf und erleichtert das digitale Auslesen der Aufzeichnung mit mehreren Pixelvorrichtungen (z.B. einem Transfertransistor, einem Rücksetztransistor usw.), die auf einer Vorderseite eines Substrats angeordnet sind. Die Pixelsensoren weisen eine Anordnung von Photodetektoren auf (z.B. ein 2x2-, ein 2x4- oder ein 4x4-Photodetektor-Pixelsensor). Bei derartigen Pixelsensoren ist die Anordnung der Photodetektoren um einen schwebenden Diffusionsknoten herum angeordnet. Um geringere Herstellungskosten zu erzielen und die Vorrichtungsdichte zu erhöhen, können die Vorrichtungsgeometrien verkleinert werden. Durch die Vorrichtungsskalierung wird eine Größe jedes Photodetektors verringert und befinden sich die Photodetektoren dichter aneinander (z.B. aufgrund einer Verringerung eines Pitch des Pixelsensors). Es kann eine elektrische und eine optische Isolation zwischen benachbarten Photodetektoren umgesetzt werden, um das Blooming zu verringern und die Quanteneffizienz (QE) in dem CIS zu erhöhen. In/auf einer hinteren Fläche des Substrats wird eine tiefe Grabenisolationsstruktur (deep trench isolation structure, DTI-Struktur) angeordnet. Im Allgemeinen weist die DTI-Struktur einen äußeren Bereich, der sich seitlich um einen Außenumfang der Photodetektoren schlingt, und einen inneren Bereich, der zwischen benachbarten Photodetektoren angeordnet ist, auf. Die DTI-Struktur ist dazu eingerichtet, die Isolation zwischen den Photodetektoren und benachbarten Pixelsensoren zu erhöhen, wodurch eine gesamte Leistungsfähigkeit des CIS erhöht wird und das Verkleinern von Vorrichtungselementen erleichtert wird.
  • Herausforderungen bei dem obigen CIS umfassen das Quersprechen zwischen benachbarten Photodetektoren und/oder Pixelsensoren und die schlechte elektrische Isolation zwischen benachbarten Pixelsensoren. Beispielsweise können der äußere Bereich und der innere Bereich der DTI-Struktur eine gleiche Höhe aufweisen, die im Allgemeinen geringer als eine Höhe des Substrats ist. Dies kann die Herstellungskosten verringern, da der innere und der äußere Bereich gleichzeitig gebildet werden können, doch kann die geringere Höhe sowohl des inneren als auch des äußeren Bereichs der DTI-Struktur die optische und die elektrische Isolation des CIS verringern. Zum Beispiel erstreckt sich aufgrund der geringeren Höhe des äußeren Bereichs der DTI-Struktur ein Abschnitt des Substrats von einer unteren Fläche des äußeren Bereichs der DTI-Struktur zu der vorderen Fläche des Substrats. Einfallendes Licht, das in Bezug auf die hintere Fläche des Substrats in einem Winkel angeordnet ist, kann diesen Abschnitt des Substrats zu einem benachbarten Pixelsensor überqueren, wodurch das Quersprechen zwischen benachbarten Photodetektoren und/oder Pixelsensoren erhöht wird. Ferner wird die elektrische Isolation zwischen Pixelvorrichtungen der benachbarten Pixelsensoren verringert. In dem Bestreben, die Isolation zu erhöhen, kann die Höhe sowohl des äußeren Bereichs als auch des inneren Bereichs der DTI-Struktur erhöht werden. Doch dies kann dazu führen, dass ein Ätzprozess, der benutzt wird, um eine Öffnung für den inneren Bereich der DTI-Struktur zu bilden, dotierte Bereiche der Pixelsensoren beschädigt (z.B. den schwebenden Diffusionsknoten beschädigen kann) und/oder die Pixelvorrichtungen beschädigt. Ferner kann das Erhöhen einer Höhe des inneren Bereichs der DTI-Struktur eine Fläche für die dotierten Bereiche der Pixelvorrichtungen und/oder den schwebenden Diffusionsknoten verringern, wodurch eine elektrische Leistungsfähigkeit des CIS verringert wird.
  • Bei einigen Ausführungsformen richtet sich die vorliegende Anmeldung auf einen Pixelsensor, der eine Isolationsstruktur aufweist, die eine innere Isolationsstruktur und eine äußere Isolationsstruktur mit unterschiedlichen Höhen aufweist. Beispielsweise kann ein Pixelsensor mehrere Photodetektoren, die in einem Substrat angeordnet sind, und mehrere Pixelvorrichtungen (z.B. Transfertransistoren), die entlang einer vorderen Fläche des Substrats angeordnet sind, aufweisen. Ein schwebender Diffusionsknoten ist in dem Substrat in einer Mitte der mehreren Photodetektoren angeordnet. Eine Interconnect-Struktur ist auf der vorderen Fläche des Substrats angeordnet und stellt eine elektrische Kopplung für die mehreren Photodetektoren und die mehreren Pixelvorrichtungen bereit. Eine Isolationsstruktur ist in einer hinteren Fläche des Substrats angeordnet und weist eine innere Isolationsstruktur und eine äußere Isolationsstruktur auf. Die äußere Isolationsstruktur schlingt sich seitlich um die mehreren Photodetektoren und die Pixelvorrichtungen und grenzt dadurch einen äußeren Bereich des Pixelsensors ab. Die innere Isolationsstruktur ist gitterförmig und zwischen benachbarten Photodetektoren der mehreren Photodetektoren angeordnet. Ein erste Höhe der äußeren Isolationsstruktur ist größer als eine zweite Höhe der inneren Isolationsstruktur. Dies erleichtert zum Teil, dass die äußere Isolationsstruktur die optische und die elektrische Isolation zwischen den Photodetektoren und den Pixelvorrichtungen des Pixelsensors und anderen Photodetektoren und Halbleitervorrichtungen, die in/auf dem Substrat angeordnet sind, erhöht. Ferner erleichtert die geringere zweite Höhe der inneren Isolationsstruktur das Erhöhen der optischen und der elektrischen Isolation, während eine Beschädigung von dotierten Bereichen des Pixelsensors (z.B. dem schwebenden Diffusionsknoten) und/oder den mehreren Pixelvorrichtungen reduziert wird. Daher erhöhen die innere Isolationsstruktur und die äußere Isolationsstruktur, die die unterschiedlichen Höhen aufweisen, eine gesamte Leistungsfähigkeit des Pixelsensors.
  • 1 zeigt eine Schnittansicht 100 einiger Ausführungsformen eines Bildsensors, der eine Isolationsstruktur mit einer äußeren Isolationsstruktur und einer inneren Isolationsstruktur, die über unterschiedliche Höhen verfügen, aufweist.
  • Der Bildsensor weist mehrere Photodetektoren 122, die in einem Substrat 104 angeordnet sind, und eine Interconnect-Struktur 102, die entlang einer vorderen Fläche 104f des Substrats 104 angeordnet ist, auf. Bei einigen Ausführungsformen weist das Substrat 104 eine beliebigen Halbleiterkörper (z.B. Massivsilizium) auf und/oder weist einen ersten Dotierungstyp (z.B. den p-Typ) auf. Die Interconnect-Struktur 102 weist eine dielektrische Interconnect-Struktur 106, mehrere leitfähige Drähte 108 und mehrere leitfähige Durchkontaktierungen 110 auf. Entlang der vorderen Fläche 104f des Substrats 104 sind mehrere Pixelvorrichtungen 112 angeordnet, und die Pixelvorrichtungen 112 sind durch die mehreren leitfähigen Drähte und Durchkontaktierungen 108, 110 elektrisch miteinander und/oder anderen Halbleitervorrichtungen (nicht gezeigt) gekoppelt. Die mehreren Pixelvorrichtungen 112 können eine Gateelektrode 116 und eine Gatedielektrikumsschicht 114, die zwischen der Gateelektrode 116 und der vorderen Fläche 104f des Substrats 104 angeordnet ist, aufweisen.
  • Über das Substrat 104 hinweg sind mehrere Pixelsensoren 103 angeordnet. Die Photodetektoren 122 sind über die mehreren Pixelsensoren 103 hinweg angeordnet und können jeweils einen zweiten Dotierungstyp (z.B. den n-Typ), der zu dem ersten Dotierungstyp (z.B. dem p-Typ) entgegengesetzt ist, aufweisen. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist der erste Dotierungstyp der p-Typ und der zweite Dotierungstyp der n-Typ oder umgekehrt. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist ein schwebender Diffusionsknoten 126 entlang der vorderen Fläche 104f in dem Substrat 104 angeordnet und weist den zweiten Dotierungstyp (z.B. den n-Typ) auf. Der schwebende Diffusionsknoten 126 kann in einer Mitte eines entsprechenden Pixelsensors oder in einer Mitte einer Gruppe von benachbarten Photodetektoren (z.B. in einer Mitte einer 2×2-Anordnung von Photodetektoren) angeordnet sein. Die Photodetektoren 122 sind dazu eingerichtet, einfallendes Licht (z.B. Photonen) zu absorbieren und jeweilige elektrische Signale, die dem einfallenden Licht entsprechen, zu erzeugen. Bei derartigen Ausführungsformen können die Photodetektoren 122 aus dem einfallenden Licht Elektronen-Loch-Paare erzeugen. Bei verschiedenen Ausführungsformen können die Pixelvorrichtungen 112 dazu eingerichtet sein, ein Auslesen der erzeugten elektrischen Signale von den mehreren Photodetektoren 122 vorzunehmen. Beispielsweise können die Pixelvorrichtungen 112 einen oder mehrere Transfertransistoren aufweisen, die dazu eingerichtet sind, in dem Substrat 104 selektiv einen leitfähigen Kanal zwischen dem schwebenden Diffusionsknoten 126 und benachbarten Photodetektoren 122 zu erzeugen, um die (z.B. über das Absorbieren von einfallender Strahlung) angesammelte Ladung in den Photodetektoren 122 zu dem schwebenden Diffusionsknoten 126 zu übertragen.
  • Eine Isolationsstruktur 130 weist eine äußere Isolationsstruktur 132 und eine innere Isolationsstruktur 134 auf, die sich beide in eine hintere Fläche 104b des Substrats 104 erstrecken. Bei einigen Ausführungsformen wird die äußere Isolationsstruktur 132 als tiefe Grabenisolationsstruktur und die innere Isolationsstruktur 134 als tiefe Grabengitterstruktur bezeichnet. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist auf der hinteren Fläche 104b des Substrat ein tiefer Wannenbereich 128 angeordnet und weist den zweiten Dotierungstyp (z.B. den n-Typ) mit einer niedrigeren Dotierungskonzentration als jener der Photodetektoren 122 auf. Bei einigen Ausführungsformen ist der tiefe Wannenbereich 128 dazu eingerichtet, einfallendes Licht (z.B. Photonen) an einer Stelle oberhalb jedes Photodetektors 122 zu absorbieren und aus dem einfallenden Licht Elektronen-Loch-Paare zu erzeugen, die zum Beispiel zu einem entsprechenden Photodetektor 122 übertragen werden können, wodurch eine QE jedes Photodetektors 122 erhöht wird. Aufgrund der äußeren Isolationsstruktur 132, die die Photodetektoren 122 seitlich umschließt, und der inneren Isolationsstruktur 134, die zwischen benachbarten Photodetektoren angeordnet ist, werden Segmente des tiefen Wannenbereichs 128 über jedem Photodetektor 122 voneinander isoliert, wodurch die optische und/oder die elektrische Isolation für jeden Photodetektor 122 weiter erhöht wird (z.B. das Quersprechen in dem Bildsensor weiter verringert wird). Bei weiteren Ausführungsformen liegt eine Dotierungskonzentration der Photodetektoren 122 in einem Bereich von etwa 1013 bis 1014 Atomen/cm3 oder bei einem anderen geeigneten Wert. Bei einigen Ausführungsformen liegt eine Dotierungskonzentration des tiefen Wannenbereichs 128 in einem Bereich von etwa 1012 bis 1014 Atomen/cm3 oder bei einem anderen geeigneten Wert.
  • Ferner ist ein flacher Wannenbereich 124 entlang von Seitenwänden der äußeren Isolationsstruktur 132 angeordnet und dazu eingerichtet, die elektrische Isolation zwischen benachbarten Photodetektoren und zwischen den mehreren Pixelvorrichtungen 122, die auf dem Substrat 104 angeordnet sind, zu erhöhen. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist der flache Wannenbereich 124 in einer Draufsicht ringförmig und schlingt sich fortlaufend um die mehreren Photodetektoren 122 eines ersten Pixelsensors 103a. Der flache Wannenbereich 124 weist den ersten Dotierungstyp (z.B. den p-Typ) auf und befindet sich neben den mehreren Photodetektoren 122.
  • Entlang der hinteren Fläche 104b des Substrats 104 ist eine obere dielektrische Schicht 140 angeordnet. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die obere dielektrische Schicht 140 als Passivierungsschicht ausgeführt und/oder wird als solche bezeichnet. Über der oberen dielektrischen Schicht 140 liegt eine leitfähige Gitterstruktur 142, und über der leitfähigen Gitterstruktur 142 liegt eine dielektrische Gitterstruktur 144. Die leitfähige Gitterstruktur 142 und die dielektrische Gitterstruktur 144 weisen Seitenwände auf, die mehrere Öffnungen definieren, welche direkt über einem entsprechenden Photodetektor der mehreren Photodetektoren 122 liegen. Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die leitfähige Gitterstruktur 142 eine oder mehrere Metallschichten auf, die dazu eingerichtet ist/sind, das Quersprechen zwischen benachbarten Photodetektoren der mehreren Photodetektoren 122 zu verringern, wodurch die optische Isolation des Bildsensors erhöht wird. Zudem ist die dielektrische Gitterstruktur 144 dazu eingerichtet, Licht durch eine totale innere Reflexion zu den Photodetektoren 122 zu richten, so dass das Quersprechen weiter verringert wird und eine Quanteneffizienz der Photodetektoren 122 erhöht wird. In den mehreren Öffnungen, die durch die Seitenwände der leitfähigen Gitterstruktur 142 und der dielektrischen Gitterstruktur 144 definiert werden, sind mehrere Lichtfilter 146 angeordnet. Die Lichtfilter 146 sind dazu eingerichtet, bestimmte Wellenlängen des einfallenden Lichts zu übertragen, während andere Wellenlängen des einfallenden Lichts blockiert werden. Ferner liegen mehrere Mikrolinsen 148 über den Lichtfiltern 146 und sind dazu eingerichtet, das einfallende Licht zu den Photodetektoren 122 hin zu fokussieren.
  • Die äußere Isolationsstruktur 132 und die innere Isolationsstruktur 134 weisen jeweils eine Grabenfüllschicht 136 und eine Verkleidungsschicht 138 auf. Bei einigen Ausführungsformen trennt die Verkleidungsschicht 138 die Grabenfüllschicht 136 von dem Substrat 104. Bei weiteren Ausführungsformen weist die Grabenfüllschicht 136 ein erstes Material und die Verkleidungsschicht 138 ein zweites Material auf, das sich von dem ersten Material unterscheidet. Das erste Material kann zum Beispiel ein Oxid wie etwa Siliziumdioxid sein oder enthalten, und das zweite Material kann zum Beispiel ein dielektrisches Material mit einem hohen k-Wert sein oder enthalten. Ferner ist auf einer unteren Fläche der äußeren Isolationsstruktur 132 eine Isolationsätzstoppschicht 120 angeordnet und auf der vorderen Fläche 104f des Substrats 104 eine Kontaktätzstoppschicht (contact etch stop layer, CESL) angeordnet. Bei verschiedenen Ausführungsformen steht die Isolationsätzstoppschicht 120 direkt mit der unteren Fläche und den gegenüberliegenden Seitenwänden der äußeren Isolationsstruktur 132 in Kontakt. Die CESL 118 ist entlang der Gateelektrode 116 jeder Pixelvorrichtung 112 angeordnet und zwischen der dielektrischen Interconnect-Struktur 106 und der vorderen Fläche 104f des Substrats 104 angeordnet. Bei noch weiteren Ausführungsformen erstreckt sich die Isolationsätzstoppschicht 120 fortlaufend entlang einer gesamten unteren Fläche der äußeren Isolationsstruktur 132, wobei die Isolationsätzstoppschicht 120 von oben her gesehen ein ähnliches Layout und/oder eine ähnliche Form wie die äußere Isolationsstruktur 132 aufweist (d.h., die Isolationsätzstoppschicht 120 weist eine Ringform auf).
  • Die äußere Isolationsstruktur 132 umschließt die mehreren Photodetektoren 122 des ersten Pixelsensors 103a seitlich und weist eine erste Höhe h1 auf. Bei verschiedenen Ausführungsformen grenzt die äußere Isolationsstruktur 132 einen äußeren Umfang des ersten Pixelsensors 103a ab. Die innere Isolationsstruktur 134 ist zwischen benachbarten Photodetektoren der mehreren Photodetektoren 122 angeordnet und weist eine zweite Höhe h2 auf. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die erste Höhe h1 größer als die zweite Höhe h2. Aufgrund des Umstands, dass die erste Höhe h1 größer als die zweite Höhe h2 ist, erhöht die äußere Isolationsstruktur 132 die optische und die elektrische Isolation zwischen den Photodetektoren 122 und den Pixelvorrichtungen 112 des ersten Pixelsensors 103a und anderen Photodetektoren und/oder Pixelvorrichtungen, die in/auf dem Substrat 104 angeordnet sind. Ferner fördert die geringere zweite Höhe h2 der inneren Isolationsstruktur 134 die Isolation zwischen den Photodetektoren 122 des ersten Pixelsensors 103a, während sie eine Beschädigung an dotierten Bereichen des ersten Pixelsensors 103a (z-B. dem schwebenden Diffusionsknoten 126) und/oder den mehreren Pixelvorrichtungen 112 reduziert. Entsprechend erhöht der Bildsensor, der die innere Isolationsstruktur 134 und die äußere Isolationsstruktur 132 mit den unterschiedlichen Höhen aufweist, die optische und die elektrische Isolation des Bildsensors, während eine Beschädigung an dotierten Bereichen und/oder Strukturen des Bildsensors während der Herstellung reduziert werden, wodurch eine gesamte Leistungsfähigkeit des Bildsensors erhöht wird.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die Isolationsstruktur 130 als tiefe Grabenisolationsstruktur (DTI-Struktur) oder hintere DTI-Struktur bezeichnet werden. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die äußere Isolationsstruktur 132 als vollständig tiefe DTI-Struktur bezeichnet werden und die innere Isolationsstruktur 134 als teilweise tiefe DTI-Struktur bezeichnet werden. Bei noch weiteren Ausführungsformen umgibt die äußere Isolationsstruktur 132 die Photodetektoren 122 des ersten Pixelsensors 103a und trennt die innere Isolationsstruktur 134 die Photodetektoren 122 voneinander, wobei eine Tiefe der inneren Isolationsstruktur 134 geringer als eine Tiefe der äußeren Isolationsstruktur 132 ist.
  • 2A zeigt eine Draufsicht 200a auf einige Ausführungsformen des Bildsensors von 1 entlang der Linie A-A' in 1. Zur Vereinfachung der Darstellung weisen die äußere Isolationsstruktur 132 und die innere Isolationsstruktur 134 in 2A unterschiedliche Füllmuster auf, doch wird man verstehen, dass die äußere Isolationsstruktur 132 und die innere Isolationsstruktur 134 bei einigen Ausführungsformen (das) gleiche Material(ien) und/oder (die) gleiche Schicht(en), wie in 1 und 2B dargestellt und/oder beschrieben wurde(n), aufweisen können.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen ist der erste Pixelsensor 103a als ein 2×2-Phtodetektor-Pixelsensor ausgeführt. Bei einigen Ausführungsformen umschließt die äußere Isolationsstruktur 132 die innere Isolationsstruktur 134 seitlich fortlaufend, so dass die innere Isolationsstruktur 134 innerhalb eines inneren Umfangs 132ip der äußeren Isolationsstruktur 132 beabstandet ist. Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die äußere Isolationsstruktur 132 von oben her gesehen eine erste Form (z.B. eine Ringform) auf und die innere Isolationsstruktur 134 von oben her gesehen eine zweite Form, die sich von der ersten Form unterscheidet, (z.B. eine Kreuzform) auf. Die innere Isolationsstruktur 134 weist eine Gitterstruktur auf und erstreckt sich fortlaufend zwischen benachbarten Photodetektoren der mehreren Photodetektoren 122 des ersten Pixelsensors 103a. Die äußere Isolationsstruktur 132 umschlingt die mehreren Photodetektoren 122 des ersten Pixelsensors 103a fortlaufend und grenzt einen Vorrichtungsbereich des ersten Pixelsensors 103a ab. Bei weiteren Ausführungsformen liegt ein Mittelbereich der inneren Isolationsstruktur 134 direkt über dem schwebenden Diffusionsknoten 126.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen wird aufgrund des Umstands, dass die äußere Isolationsstruktur 132 die verhältnismäßig große erste Höhe (h1 in 1) aufweist und den ersten Pixelsensor 103a seitlich umschließt, die elektrische und die optische Isolation zwischen Vorrichtungen (z.B. den Photodetektoren 122 und/oder Pixelvorrichtungen (112 in 1)) des ersten Pixelsensors 103a und anderen Vorrichtungen (nicht gezeigt), die in/auf dem Substrat 104 angeordnet sind, erhöht. Ferner wird bei einigen Ausführungsformen aufgrund des Umstands, dass die innere Isolationsstruktur 134 die verhältnismäßig geringe zweite Höhe (z.B. h2 in 1, die geringer als die erste Höhe h1 in 1 ist) aufweist und die Gitterstruktur aufweist, die elektrische und die optische Isolation zwischen den Photodetektoren 122 des ersten Pixelsensors 103a erhöht, während eine Beschädigung an dotierten Bereichen des ersten Pixelsensors 103a während der Herstellung der Isolationsstruktur 130 reduziert wird. Entsprechend erhöhen die unterschiedlichen Layouts und Höhen der äußeren Isolationsstruktur 132 und der inneren Isolationsstruktur 134 eine gesamte Leistungsfähigkeit des Bildsensors.
  • 2B zeigt eine Draufsicht 200b auf einige alternative Ausführungsformen der Draufsicht 200a von 2A, wobei die äußere Isolationsstruktur 132 und die innere Isolationsstruktur 134 jeweils die Grabenfüllschicht 136 und die Verkleidungsschicht 138 aufweisen. Bei verschiedenen Ausführungsformen weisen die Grabenfüllschicht 136 und die Verkleidungsschicht 138 der äußeren Isolationsstruktur 132 von oben her gesehen eine Ringform auf und weisen sie die erste Höhe (h1 in 1) auf. Ferner weisen bei einigen Ausführungsformen die Grabenfüllschicht 136 und die Verkleidungsschicht 138 der inneren Isolationsstruktur 134 von oben her gesehen eine Kreuzform auf und weisen sie die zweite Höhe (h2 in 1) auf.
  • 2C zeigt eine Draufsicht 200c auf einige alternative Ausführungsformen der Draufsicht 200a von 2A, wobei die mehreren Pixelsensoren 103 in einer Anordnung angeordnet sind und jeweils als wie in 2A dargestellter und/oder beschriebener 2×2-Photodetektor-Pixelsensor ausgeführt sind.
  • 2D zeigt eine Draufsicht 200d auf einige alternative Ausführungsformen der Draufsicht 200a von 2A, wobei der erste Pixelsensor 103a als ein 2×4-Photodetektor-Pixelsensor ausgeführt ist. Zur Vereinfachung der Darstellung weisen die äußere Isolationsstruktur 132 und die innere Isolationsstruktur 134 in 2D unterschiedliche Füllmuster auf, doch wird man verstehen, dass die äußere Isolationsstruktur 132 und die innere Isolationsstruktur 134 bei einigen Ausführungsformen (das) gleiche Material(ien) und/oder (die) gleiche Schicht(en), wie in 1 und 2B dargestellt und/oder beschrieben wurde(n) aufweisen können.
  • 2E zeigt ein Draufsicht 200e auf einige alternative Ausführungsformen der Draufsicht 200a von 2A, wobei der ersten Pixelsensor 103a als ein 4×4-Photodetektor-Pixelsensor ausgeführt ist. Zur Vereinfachung der Darstellung weisen die äußere Isolationsstruktur 132 und die innere Isolationsstruktur 134 in 2E unterschiedliche Füllmuster auf, doch wird man verstehen, dass die äußere Isolationsstruktur 132 und die innere Isolationsstruktur 134 bei einigen Ausführungsformen (das) gleiche Material(ien) und/oder (die) gleiche Schicht(en), wie in 1 und 2B dargestellt und/oder beschrieben wurde(n), aufweisen können.
  • 3A zeigt eine Schnittansicht 300a einiger Ausführungsformen eines Bildsensors, der eine Isolationsstruktur mit einer äußeren Isolationsstruktur und einer inneren Isolationsstruktur, die über unterschiedliche Höhen verfügen, aufweist.
  • Die Isolationsstruktur 130 erstreckt sich in eine hintere Fläche 104b des Substrats 104 und weist die äußere Isolationsstruktur 132 und die innere Isolationsstruktur 134 auf. Die äußere Isolationsstruktur 132 umschließt die Photodetektoren 122 des ersten Pixelsensors 103a seitlich und grenzt einen Außenumfang des ersten Pixelsensors 103a ab. Das Substrat 104 kann zum Beispiel monokristallines Silizium, epitaktisches Silizium, Germanium, Siliziumgermanium, ein III-V-Material (z.B. Galliumnitrid, Galliumarsenid usw.), ein Siliziumauf-Isolator-Substrat (silicon-on-isolator substrate, SOI-Substrat), ein anderes Halbleitermaterial oder dergleichen sein oder enthalten. Bei einigen Ausführungsformen weist das Substrat einen ersten Dotierungstyp (z.B. den p-Typ) auf. Die Interconnect-Struktur 102 ist auf der vorderen Fläche 104f des Substrats 104 angeordnet und weist eine dielektrische Interconnect-Struktur 106, mehrere leitfähige Drähte 108 und mehrere leitfähige Durchkontaktierungen 110 auf. Die dielektrische Interconnect-Struktur 106 kann eine oder mehrere dielektrische Schichten aufweisen, die jeweils zum Beispiel Siliziumdioxid, ein dielektrisches Material mit einem niedrigen k-Wert, ein dielektrisches Material mit einem extrem niedrigen k-Wert oder eine beliebige Kombination davon sein oder enthalten können. Ein dielektrisches Material mit einem niedrigen k-Wert, wie hier verwendet, ist ein dielektrisches Material mit einer Dielektrizitätskonstanten von weniger als 3,9. Die leitfähigen Drähte und Durchkontaktierungen 108, 110 können zum Beispiel jeweils Aluminium, Kupfer, Ruthenium, Wolfram, ein anderes leitfähiges Material oder jede beliebige Kombination davon sein oder enthalten.
  • In/auf der vorderen Fläche 104f sind mehrere Pixelvorrichtungen 112 angeordnet. Bei einigen Ausführungsformen sind die Pixelvorrichtungen 112 als vertikale Transfertransistoren ausgeführt und weisen jeweils eine Gateelektrode 116, die sich in die vordere Fläche 104f erstreckt, und eine Gatedielektrikumsschicht 114, die zwischen der Gateelektrode 116 und dem Substrat 104 angeordnet ist, auf. Die Gateelektrode 116 kann zum Beispiel Polysilizium, ein Metallmaterial wie etwa Aluminium, Titan, Tantal, Wolfram, ein anderes Metallmaterial oder eine beliebige Kombination davon sein oder enthalten. Die Gatedielektrikumsschicht 114 kann zum Beispiel Siliziumdioxid, ein dielektrisches Material mit einem hohen k-Wert wie etwa Tantaloxid, Hafniumoxid, Aluminiumoxid, ein anderes dielektrisches Material oder dergleichen sein oder enthalten. Ein dielektrisches Material mit einem hohen k-Wert, wie hier verwendet, ist ein dielektrisches Material mit einer Dielektrizitätskonstanten von mehr als 3,9.
  • Auf einer unteren Fläche der äußeren Isolationsstruktur 132 ist eine Isolationsätzstoppschicht 120 angeordnet. Zwischen der vorderen Fläche 104f des Substrats und der dielektrischen Interconnect-Struktur 106 ist eine Kontaktätzstoppschicht (CESL) 118 angeordnet. Die Isolationsätzstoppschicht 120 kann zum Beispiel Siliziumnitrid, Siliziumcarbid, Siliziumoxinitrid, Siliziumoxicarbid oder dergleichen sein oder enthalten. Ferner kann die CESL 118 zum Beispiel Siliziumcarbid, Siliziumoxicarbid oder dergleichen sein oder enthalten. Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die Isolationsätzstoppschicht 120 ein erstes dielektrisches Material (z.B. Siliziumnitrid) auf und weist die CESL 118 ein zweites dielektrisches Material (z.B. Siliziumcarbid) auf, das sich von dem ersten dielektrischen Material unterscheidet. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die Isolationsätzstoppschicht 120 U-förmig und steht direkt mit gegenüberliegenden Seitenwänden der äußeren Isolationsstruktur 132 in Kontakt und umschließt die untere Fläche der äußeren Isolationsstruktur 132. Bei noch weiteren Ausführungsformen ist eine Dicke der Isolationsätzstoppschicht 120 größer als eine Dicke der CESL 118.
  • Die Photodetektoren 122 sind in dem Substrat 104 angeordnet und weisen einen zweiten Dotierungstyp (z.B. den n-Typ), der zu dem ersten Dotierungstyp entgegengesetzt ist, auf. Bei einigen Ausführungsformen liegt eine Dotierungskonzentration der Photodetektoren 122 in einem Bereich von etwa (keine Angabe im Text). Ein schwebender Diffusionsknoten 126 ist entlang der vorderen Fläche 104f des Substrats zwischen benachbarten Pixelvorrichtungen 112 angeordnet und liegt direkt unter einem Segment der inneren Isolationsstruktur 134. Bei einigen Ausführungsformen ist eine Dotierungskonzentration des schwebenden Diffusionsknotens 126 größer als die Dotierungskonzentration der Photodetektoren 122. Ein flacher Wannenbereich 124 ist in dem Substrat 104 entlang von Seitenwänden der äußeren Isolationsstruktur 132 angeordnet. Der flache Wannenbereich 124 weist den ersten Dotierungstyp (z.B. den p-Typ) auf. Ein tiefer Wannenbereich 128 ist auf der hinteren Fläche 104b des Substrats 104 angeordnet und entlang gegenüberliegender Seitenwände der inneren Isolationsstruktur 134 und gegenüberliegender Seitenwände der äußeren Isolationsstruktur 132 angeordnet. Bei verschiedenen Ausführungsformen weist der tiefe Wannenbereich 128 den gleichen Dotierungstyp wie die mehreren Photodetektoren 122 auf (d.h., weist er den zweiten Dotierungstyp (z.B. den n-Typ) auf), wodurch eine QE jedes Photodetektors 122 erhöht wird.
  • Die äußere Isolationsstruktur 132 und die innere Isolationsstruktur 134 weisen jeweils eine Grabenfüllschicht 136 und eine Verkleidungsschicht 138 auf. Die Grabenfüllschicht 136 kann zum Beispiel ein Oxid wie etwa Siliziumdioxid, ein anderes dielektrisches Material oder dergleichen sein oder enthalten. Ferner kann die Verkleidungsschicht 138 zum Beispiel ein dielektrisches Material mit einem hohen k-Wert, Hafniumoxid, Titanoxid, Aluminiumoxid, Zirconiumoxid, ein anderes geeignetes dielektrisches Material oder dergleichen sein oder enthalten. Ein Pitch Ps des ersten Pixelsensors 103a ist zwischen einer Mitte von Segmenten der äußeren Isolationsstruktur 132 definiert. Bei einigen Ausführungsformen liegt der Pitch Ps in einem Bereich von etwa 0,2 Mikrometer (µm) bis etwa 2 µm, in einem Bereich von etwa 0,2 µm bis 1 µm, in einem Bereich von etwa 1 µm bis etwa 2 µm oder bei einem anderen geeigneten Wert. Bei verschiedenen Ausführungsformen liegt eine Höhe 104h des Substrats 104 in einem Bereich von etwa 2 µm bis etwa 6 µm, in einem Bereich von etwa 2 µm bis 4 µm, in einem Bereich von etwa 4 µm bis 6 µm oder bei irgendeinem anderen geeigneten Wert. Bei einigen Ausführungsformen liegt eine Höhe 124h des flachen Wannenbereichs 124 in einem Bereich von etwa 2 µm bis etwa 2,5 µm oder bei irgendeinem anderen geeigneten Wert. Bei noch weiteren Ausführungsformen liegt eine Breite des flachen Wannenbereichs 124 entlang der Seitenwände der äußeren Isolationsstruktur 132 in einem Bereich von etwa 0,5 µm bis etwa 1,5 µm oder bei irgendeinem anderen geeigneten Wert.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen liegt eine erste Höhe h1 der äußeren Isolationsstruktur 132 in einem Bereich von etwa 3 µm bis etwa 6,5 µm, in einem Bereich von etwa 3 µm bis etwa 5 µm, in einem Bereich von etwa 3 µm bis etwa 6 µm, in einem Bereich von etwa 4,5 µm bis etwa 6,5 µm oder bei irgendeinem anderen geeigneten Wert. Bei noch weiteren Ausführungsformen liegt eine zweite Höhe h2 der inneren Isolationsstruktur 134 in einem Bereich von etwa 1,5 µm bis etwa 5 µm, in einem Bereich von etwa 1,5 µm bis etwa 3 µm, in einem Bereich von etwa 3 µm bis etwa 5 µm oder bei irgendwelchen anderen geeigneten Werten. Bei einigen Ausführungsformen ist die erste Höhe h1 größer als die Höhe 104h des Substrats 104 oder dieser gleich und größer als die zweite Höhe h2, wodurch erleichtert wird, dass die äußere Isolationsstruktur 132 die optische und die elektrische Isolation des Bildsensors erhöht. Bei weiteren Ausführungsformen ist die zweite Höhe h2 geringer als die Höhe 104h des Substrats 104, wodurch erleichtert wird, dass die innere Isolationsstruktur 134 die optische und die elektrische Isolation des Bildsensors erhöht, während eine Beschädigung an dotierten Bereichen (z.B. dem schwebenden Diffusionsknoten 126) und/oder den Pixelvorrichtungen 112 des Bildsensors reduziert wird. Bei noch weiteren Ausführungsformen ist die erste Höhe h1 größer als der Pitch Ps und/oder ist die zweite Höhe h2 größer als der Pitch Ps.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die äußere Isolationsstruktur 132 aufgrund des Umstands, dass die erste Höhe h1 größer als die zweite Höhe h2 ist, die optische und die elektrische Isolation zwischen den Photodetektoren 122 und den Pixelvorrichtungen 112 des ersten Pixelsensors 103a und anderen Vorrichtungen/Strukturen (z.B. anderen Photodetektoren und/oder anderen Pixelvorrichtungen von benachbarten Pixelsensoren 103), die in/auf dem Substrat 104 angeordnet sind, erhöhen. Zudem fördert die geringere zweite Höhe h2 der inneren Isolationsstruktur 134 die elektrische und die optische Isolation zwischen benachbarten Photodetektoren 122 und/oder Pixelvorrichtungen 112, während eine Beschädigung an dotierten Bereichen des ersten Pixelsensors 103a und/oder den mehreren Pixelvorrichtungen 112 reduziert wird. Beispielsweise wird während der Herstellung des ersten Pixelsensors 103a ein Ätzprozess in die hintere Fläche 104b des Substrats 104 vorgenommen (z.B. bildet der Ätzprozess eine Öffnung für die innere Isolationsstruktur 134 und/oder definiert die zweite Höhe h2 der inneren Isolationsstruktur 134). Bei verschiedenen Ausführungsformen wird der Ätzprozess mit einer geeigneten Leistung und Dauer durchgeführt, damit die zweite Höhe h2 verhältnismäßig klein (z.B. geringer als die erste Höhe h1 und/oder geringer als die Höhe 104h des Substrats 104) ist, und damit der Ätzprozess nicht tief in den schwebenden Diffusionsknoten 126 und/oder die Pixelvorrichtungen 112 überätzt. Dies erleichtert zum Beispiel das Erhöhen der optischen und der elektrischen Isolation in dem Bildsensor, während eine Beschädigung an Strukturen und/oder Vorrichtungen des Bildsensors reduziert wird. Entsprechend wird eine gesamte Leistungsfähigkeit des Bildsensors erhöht.
  • Bei einigen Ausführungsformen ist die äußere Isolationsstruktur 132 aufgrund des Umstands, dass die erste Höhe h1 verhältnismäßig groß (z.B. gleich oder größer als etwa 3 µm) ist, ausreichend tief, um ein Quersprechen zwischen benachbarten Pixelsensoren 103 zu reduzieren und die elektrische Isolation zwischen benachbarten Pixelsensoren 103 zu erhöhen. Bei weiteren Ausführungsformen erhöht die äußere Isolationsstruktur 32 aufgrund des Umstands, dass die erste Höhe h1 geringer als etwa 6,5 µm ist, die optische und die elektrische Isolation des Bildsensors, während eine Beschädigung an der Interconnect-Struktur 102 und/oder den Pixelvorrichtungen 112 während der Herstellung des Bildsensors reduziert wird. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die innere Isolationsstruktur 134 aufgrund des Umstands, dass die zweite Höhe h2 größer als etwa 1,5 µm ist, ausreichend tief, um ein Quersprechen zwischen benachbarten Pixelvorrichtungen 112 zu reduzieren und die elektrische Isolation zwischen den Pixelvorrichtungen 112 zu erhöhen. Bei weiteren Ausführungsformen wird aufgrund des Umstands, dass die zweite Höhe verhältnismäßig klein (z-B. gleich oder geringer als etwa 5 µm) ist, die optische und die elektrische Isolation des Bildsensors erhöht, während eine Beschädigung an dotierten Bereichen des ersten Pixelsensors 103a und/oder den mehreren Pixelvorrichtungen 112 während der Herstellung des Bildsensors reduziert wird.
  • 3B zeigt eine Schnittansicht 300b einiger alternativer Ausführungsformen des Bildsensors von 3A, wobei eine untere Fläche der äußeren Isolationsstruktur 132 mit der vorderen Fläche 104f des Substrats 104 ausgerichtet ist. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die erste Höhe h1 der äußeren Isolationsstruktur 132 der Höhe 104h des Substrats 104 gleich. Bei einigen Ausführungsformen weist die Isolationsätzstoppschicht 120 eine einzelne flache obere Fläche auf, die in einem direkten Kontakt mit der vorderen Fläche 104f des Substrats und der unteren Fläche der äußeren Isolationsstruktur 132 steht.
  • 3C zeigt eine Schnittansicht 3000 einiger alternativer Ausführungsformen des Bildsensors von 3A, wobei sich eine untere Fläche der äußeren Isolationsstruktur 132 vertikal über der vorderen Fläche 104f des Substrats 104 befindet. Bei einigen Ausführungsformen weist die Isolationsätzstoppschicht 120 einen Vorsprung auf, der sich in die vordere Fläche 104f erstreckt, wo sich die Isolationsätzstoppschicht 120 fortlaufend vertikal von der unteren Fläche der äußeren Isolationsstruktur 132 bis unter die vordere Fläche 104f des Substrats 104 erstreckt. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die erste Höhe h1 der äußeren Isolationsstruktur 132 geringer als die Höhe 104h des Substrats 104.
  • 3D zeigt eine Schnittansicht 300d einiger alternativer Ausführungsformen des Bildsensors von 3A wobei sich eine untere Fläche der äußeren Isolationsstruktur 132 vertikal über der vorderen Fläche 104f des Substrats 104 befindet. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die Isolationsätzstoppschicht 120 in dem Substrat 104 angeordnet und steht direkt mit der unteren Fläche der äußeren Isolationsstruktur 132 in Kontakt. Ferner ist zwischen der Isolationsätzstoppschicht 120 und der CESL 118 eine dielektrische Isolationsschicht 302 angeordnet. Bei verschiedenen Ausführungsformen enthält die dielektrische Isolationsschicht 302 ein dielektrisches Material (z.B. ein Oxid wie etwa Siliziumdioxid), das sich von jenem der Isolationsätzstoppschicht 120 unterscheidet. Bei einigen Ausführungsformen enthält die dielektrische Isolationsschicht 302 ein Oxid wie etwa Siliziumdioxid und enthält die Isolationsätzstoppschicht 120 Siliziumnitrid, Siliziumcarbid, Siliziumoxinitrid, ein anderes dielektrisches Material oder dergleichen. Bei noch weiteren Ausführungsformen ist eine Dicke der Isolationsätzstoppschicht 120 größer als eine Dicke der dielektrischen Isolationsschicht 302. Bei noch weiteren Ausführungsformen weisen die Isolationsätzstoppschicht 120 und die dielektrische Isolationsschicht 302 von oben her gesehen ein gleiches Layout und/oder eine gleiche Form wie die äußere Isolationsstruktur 132 auf. Zum Beispiel weist jede aus der Isolationsätzstoppschicht 120, der dielektrischen Isolationsschicht 302 und/oder der äußeren Isolationsstruktur 132 von oben her gesehen jeweils eine Ringform auf. Bei noch weiteren Ausführungsformen ist eine untere Fläche der dielektrischen Isolationsschicht 302 vertikal mit der vorderen Fläche 104f des Substrats 104 ausgerichtet.
  • 3E zeigt eine Schnittansicht 3000 einiger alternativer Ausführungsformen des Bildsensors von 3A wobei das Substrat 104 ferner einen Wannenbereich 304 mit dem ersten Dotierungstyp (z.B. dem p-Typ) aufweist. Bei einigen Ausführungsformen umschließt der Wannenbereich 304 jeden Photodetektor 122, umgibt den schwebenden Diffusionsknoten 126 und erstreckt sich entlang der Seitenwände der Isolationsstruktur 130. Bei verschiedenen Ausführungsformen liegt eine Dotierungskonzentration des Wannenbereichs 304 in einem Bereich von etwa 1012 bis 1014 Atomen/cm3 oder beträgt einen anderen geeigneten Wert.
  • 3F zeigt eine Schnittansicht 300f einiger alternativer Ausführungsformen des Bildsensors von 3A, wobei die innere Isolationsstruktur 134 mit dem schwebenden Diffusionsknoten 126 in Kontakt steht.
  • 3G zeigt eine Schnittansicht 300g einiger alternativer Ausführungsformen, wobei ein einzelnes Lichtfilter 146 über den Photodetektoren 122 des ersten Pixelsensors 103a liegt und eine einzelne Mikrolinse 148 über den Photodetektoren 122 des ersten Pixelsensors 103a liegt.
  • Obwohl der Wannenbereich 304 von 3E unter Verwendung von Ausführungsformen der Isolationsstruktur 130 in 3A dargestellt ist, versteht sich, dass der Wannenbereich 304 mit Ausführungsformen der Isolationsstruktur 130 in jeder beliebigen von 1 und 3B bis 3D verwendet werden kann. Somit kann sich der Wannenbereich 304 in jeder beliebigen von 1 und 3B bis 3D direkt unter dem tiefen Wannenbereich 128 befinden. Obwohl das einzelne Lichtfilter 146 und die einzelne Mikrolinse 148 unter Verwendung von Ausführungsformen der Isolationsstruktur 130 in 3A dargestellt sind, können das einzelne Lichtfilter 146 und die einzelne Mikrolinse 148 mit Ausführungsformen der Isolationsstruktur 130 in jeder beliebigen von 1 und 3B bis 3F verwendet werden. Somit können sich das einzelne Lichtfilter 146 und die einzelne Mikrolinse 148 von 3G in jeder beliebigen von 1 und 3B bis 3F direkt über der inneren Isolationsstruktur 134 befinden.
  • 4 zeigt eine Schnittansicht 400 einiger Ausführungsformen eines integrierten Chips, der eine Bildsensorstruktur 402 aufweist, die über einer unteren Halbleiterstruktur 401 liegt. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Bildsensorstruktur 402 als der Bildsensor einer beliebigen von 1 und 3A bis 3G ausgeführt sein.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die untere Halbleiterstruktur 401 eine untere Interconnect-Struktur 406 auf, die über einem unteren Substrat 404 liegt. Das untere Substrat 404 kann zum Beispiel monokristallines Silizium, epitaktisches Silizium, Germanium, Siliziumgermanium, ein III-V-Material (z.B. Galliumnitrid, Galliumarsenid usw.), ein Siliziumauf-Isolator-Substrat (SOI-Substrat), ein anderes Halbleitermaterial oder dergleichen sein oder enthalten. Ferner sind in und/oder auf dem unteren Substrat 404 mehrere Halbleitervorrichtungen 408 angeordnet. Bei einigen Ausführungsformen umfassen die mehreren Halbleitervorrichtungen 408 (einen) Transistor(en), (einen) Kondensator(en), irgendeine andere geeignete Halbleitervorrichtung oder jede beliebige Kombination davon. Zum Beispiel können die Halbleitervorrichtungen 408 als Transistoren, die das Auslesen der elektrischen Signale, die durch die Photodetektoren 122 erzeugt werden, erleichtern, ausgeführt sein und/oder solche aufweisen. Bei noch weiteren Ausführungsformen kann die untere Halbleiterstruktur 401 als eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder dergleichen ausgeführt sein. Ferner können die Halbleitervorrichtungen 408 zum Beispiel als Logikvorrichtungen ausgeführt sein.
  • Bei weiteren Ausführungsformen weist die untere Interconnect-Struktur 406 eine untere dielektrische Struktur 410, mehrere untere leitfähige Durchkontaktierungen 414 und mehrere untere leitfähige Drähte 412 auf. Die unteren leitfähigen Drähte und Durchkontaktierungen 412, 414 sind in der unteren dielektrischen Struktur 410 angeordnet und dazu eingerichtet, die Halbleitervorrichtungen 408 mittels der Interconnect-Struktur 102 mit den Pixelvorrichtungen 102 zu koppeln. Bei noch weiteren Ausführungsformen treffen die Interconnect-Struktur 102 und die untere Interconnect-Struktur 406 einander an einer Bondgrenzfläche und sind elektrisch miteinander gekoppelt.
  • 5 bis 18 zeigen Schnittansichten 500 bis 1800 einiger Ausführungsformen eines Verfahrens zum Bilden eines Bildsensors, der eine Isolationsstruktur mit einer äußeren Isolationsstruktur und einer inneren Isolationsstruktur, die über unterschiedliche Höhen verfügen, aufweist. Obwohl die Schnittansichten 500 bis 1800, die in 5 bis 18 gezeigt sind, unter Bezugnahme auf das Verfahren beschrieben werden, wird sich verstehen, dass die Strukturen, die in 5 bis 18 gezeigt sind, nicht auf das Verfahren beschränkt sind, sondern von dem Verfahren gesondert für sich stehen können. Obwohl 5 bis 18 als eine Reihe von Tätigkeiten beschrieben sind, wird sich überdies verstehen, dass diese Tätigkeiten insofern nicht beschränkt sind, als die Reihenfolge der Tätigkeiten bei anderen Ausführungsformen abgeändert werden kann, und dass die offenbarten Verfahren auch auf andere Strukturen anwendbar sind. Bei anderen Ausführungsformen können einige Tätigkeiten, die dargestellt und/oder beschrieben sind, gänzlich oder teilweise weggelassen werden.
  • Wie in der Schnittansicht 500 von 5 gezeigt ist, wird/werden ein oder mehrere Ionenimplantationsprozesse vorgenommen, um in einem Substrat 104 einen tiefen Wannenberiech 128, einen flachen Wannenbereich 124 und mehrere Photodetektoren 122 zu bilden. Bei einigen Ausführungsformen kann das Substrat 104 zum Beispiel ein Massivsiliziumsubstrat, monokristallines Silizium, epitaktisches Silizium, Siliziumgermanium (SiGe) oder ein anderes geeignetes Halbleitermaterial sein oder enthalten und/oder weist einen ersten Dotierungstyp (z.B. den p-Typ) auf. Das Substrat 104 weist eine vordere Fläche 104f auf, die zu einer hinteren Fläche 104b entgegengesetzt ist. Ferner weist das Substrat 104 einen ersten Dotierungstyp (z.B. den p-Typ) auf. Bei verschiedenen Ausführungsformen umfasst ein Ionenimplantationsprozess das selektive Bilden einer Maskierungsschicht (nicht gezeigt) über der vorderen Fläche 104f des Substrats 104; das Vornehmen eines selektiven Ionenimplantationsprozesses gemäß der Maskierungsschicht, wodurch ein oder mehrere Dotierstoffe in das Substrat 104 implantiert werden; und das Vornehmen eines Beseitigungsprozesses, um die Maskierungsschicht (nicht gezeigt) zu beseitigen. Bei einigen Ausführungsformen kann ein erster Ionenimplantationsprozess vorgenommen werden, um die mehreren Photodetektoren 122 so zu bilden, dass die Photodetektoren 122 einen zweiten Dotierungstyp (z.B. den n-Typ) aufweisen, der zu dem ersten Dotierungstyp entgegengesetzt ist; ein zweiter Ionenimplantationsprozess vorgenommen werden, um den flachen Wannenbereich 124 so zu bilden, dass der flache Wannenbereich 124 den ersten Dotierungstyp aufweist; und ein dritter Ionenimplantationsprozess vorgenommen werden, um den tiefen Wannenbereich 128 so zu bilden, dass der tiefe Wannenberiech 128 den zweiten Dotierungstyp (z.B. den n-Typ) aufweist. Bei verschiedenen Ausführungsformen weisen die Photodetektoren 122 eine höhere Dotierungskonzentration als der tiefe Wannenbereich 128 auf. Bei weiteren Ausführungsformen wird der eine/werden die mehreren Ionenimplantationsprozess(e) vorgenommen, um in dem Substrat ferner einen Wannenbereich (304 in 3E) zwischen der vorderen Fläche 104f und dem tiefen Wannenbereich 128 zu bilden. Bei noch weiteren Ausführungsformen kann der dritte Ionenimplantationsprozess ohne Bildung einer Maskierungsschicht über dem Substrat 104 vorgenommen werden.
  • Wie in der Schnittansicht 600 von 6 gezeigt ist, wird an der vorderen Fläche 104f des Substrats 104 ein Strukturierungsprozess vorgenommen, um eine äußere Isolationsöffnung 602 zu bilden, die sich in die vordere Fläche 104f erstreckt. Bei einigen Ausführungsformen umfasst der Strukturierungsprozess das Bilden einer Maskierungsschicht (nicht gezeigt) über der vorderen Fläche 104 des Substrats 104; das Ätzen des Substrats 104 (z.B. durch einen Trockenätzprozess und/oder einen Nassätzprozess) gemäß der Maskierungsschicht; und das Beseitigen der Maskierungsschicht. Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die äußere Isolationsöffnung 602 eine Höhe 604 auf, die geringer als eine Höhe des Substrats 104 ist. Bei noch weiteren Ausführungsformen wird die äußere Isolationsöffnung 602 so gebildet, dass die äußere Isolationsöffnung 602 von oben her gesehen ringförmig ist und die mehreren Photodetektoren fortlaufend seitlich umschlingt.
  • Wie in der Schnittansicht 700 von 7 gezeigt ist, ist eine dielektrische Schicht 702 über der vorderen Fläche 104f des Substrats 104 angeordnet und füllt die äußere Isolationsöffnung (602 in 6). Bei einigen Ausführungsformen enthält die dielektrische Schicht 702 ein Oxid (z.B. Siliziumdioxid), irgendein anderes dielektrisches Material oder dergleichen. Ferner kann die dielektrische Schicht 702 zum Beispiel durch einen physikalischen Abscheideprozess aus der Dampfphase (physical vapor deposition process, PVD-Prozess), einen chemischen Abscheideprozess aus der Dampfphase (chemical vapor deposition process, CVD-Prozess), einen Atomlagenabscheideprozesse (atomic layer deposition process, ALD-Prozess), einen anderen geeigneten Zucht- oder Abscheideprozess oder eine beliebige Kombination davon abgeschieden werden.
  • Wie in der Schnittansicht 800a von 8A gezeigt ist, wird an der dielektrischen Schicht 702 ein Beseitigungsprozess vorgenommen und auf der dielektrischen Schicht 702 und der vorderen Fläche 104f des Substrats eine Isolationsätzstoppschicht 120 gebildet. Bei einigen Ausführungsformen umfasst der Beseitigungsprozess das Vornehmen eines Strukturierungsprozesses (der z.B. einen Trockenätzprozess und/oder einen Nassätzprozess umfasst), eines Planarisierungsprozesses (z.B. eines chemisch-mechanischen Planarisierungsprozesses (eines CMP-Prozesses)), irgendeines anderen geeigneten Beseitigungsprozesses oder einer beliebigen Kombination davon. Nach dem Beseitigungsprozess weist die dielektrische Schicht 702 eine erste Höhe h1 auf, die zum Beispiel in einem Bereich von etwa 3 µm bis 6,5 µm, in einem Bereich von etwa 3 µm bis etwa 5 µm, in einem Bereich von etwa 4,5 µm bis etwa 6,5 µm oder bei irgendeinem anderen geeigneten Wert liegt. Bei weiteren Ausführungsformen umfasst ein Prozess zum Bilden der Isolationsätzstoppschicht das Abscheiden der Isolationsätzstoppschicht 120 (z.B. durch CVD, PVD, ALD usw.) auf der dielektrischen Schicht 702 und das Vornehmen eines Strukturierungsprozesses an der Isolationsätzstoppschicht 120. Bei einigen Ausführungsformen weist die Isolationsätzstoppschicht 120 von oben her gesehen eine Ringform auf.
  • Die Schnittansicht 800b von 8B zeigt eine alternative Ausführungsform der Schnittansicht 800a von 8A, wobei der Beseitigungsprozess so vorgenommen wird, dass eine obere Fläche der dielektrischen Schicht 702 mit der vorderen Fläche 104a des Substrats 104 ausgerichtet wird. Bei derartigen Ausführungsformen umfasst der Beseitigungsprozess das Vornehmen eines Planarisierungsprozesses (z.B. eines CMP-Prozesses) in die dielektrische Schicht 702, bis die vordere Fläche 104f des Substrats 104 erreicht ist. Ferner wird die Isolationsätzstoppschicht 120 so gebildet, dass die Isolationsätzstoppschicht 120 eine einzelne flache untere Fläche aufweist, die direkt mit der oberen Fläche der dielektrischen Schicht 702 und der vorderen Fläche 104f des Substrats 104 in Kontakt steht.
  • Die Schnittansicht 800c von 8C zeigt eine alternative Ausführungsform der Schnittansicht 800a von 8A, wobei der Beseitigungsprozess so vorgenommen wird, dass eine obere Fläche der dielektrischen Schicht 702 unter der vorderen Fläche 104f des Substrats 104 angeordnet wird. Bei derartigen Ausführungsformen umfasst der Beseitigungsprozess das derartige Vornehmen eines Planarisierungsprozesses und/oder eines Strukturierungsprozesses in die dielektrische Schicht 702, dass die dielektrische Schicht 702 unter die vordere Fläche 104f des Substrats 104 versenkt wird. Bei noch weiteren Ausführungsformen umfasst der Beseitigungsprozess das Vornehmen eines Rückätzprozesses an der dielektrischen Schicht 702. Ferner wird die Isolationsätzstoppschicht 120 so gebildet, dass die Isolationsätzstoppschicht 120 einen Vorsprung aufweist, der sich in die vordere Fläche 104f des Substrats 104 erstreckt.
  • Die Schnittansicht 800d von 8D zeigt eine alternative Ausführungsform der Schnittansicht 800a von 8A, wobei der Beseitigungsprozess so vorgenommen wird, dass eine obere Fläche der dielektrischen Schicht 702 unter der vorderen Fläche 104 des Substrats 104 angeordnet wird, und auf der Isolationsätzstoppschicht 702 eine dielektrische Isolationsschicht 302 gebildet wird. Bei derartigen Ausführungsformen umfasst der Beseitigungsprozess das derartige Vornehmen eines Planarisierungsprozesses und/oder eines Strukturierungsprozesses in die dielektrische Schicht 702, dass die dielektrische Schicht 702 unter die vordere Fläche 104f des Substrats 104 versenkt wird. Bei noch weiteren Ausführungsformen umfasst der Beseitigungsprozess das Vornehmen eines Rückätzprozesses an der dielektrischen Schicht 702. Ferner wird die Isolationsätzstoppschicht 120 so gebildet, dass eine obere Fläche der Isolationsätzstoppschicht 120 unter der vorderen Fläche 104f des Substrats 104 angeordnet wird. Ferner kann die dielektrische Isolationsschicht 302 durch einen CVD-Prozess, einen PVD-Prozess, einen ALD-Prozess oder dergleichen über der Isolationsätzstoppschicht 120 gebildet werden. Bei noch weiteren Ausführungsformen kann ein Planarisierungsprozess (z.B. ein CMP-Prozess) so in die dielektrische Isolationsschicht 302 vorgenommen werden, dass eine obere Fläche der dielektrischen Isolationsschicht 302 mit der vorderen Fläche 104f des Substrats 104 koplanar ist.
  • Wie in der Schnittansicht 900 von 9 gezeigt ist, werden auf der vorderen Fläche 104f des Substrats 104 mehrere Pixelvorrichtungen 112 gebildet. Bei einigen Ausführungsformen weist jede der Pixelvorrichtungen 12 eine Gateelektrode 116 und eine zwischen der Gateelektrode 116 und dem Substrat 104 angeordnete Gatedielektrikumsschicht 114 auf. Bei verschiedenen Ausführungsformen umfasst ein Prozess zum Bilden der Pixelvorrichtungen 112 das Strukturieren des Substrats 104, um Gräben, die sich in die vordere Fläche 104f des Substrats erstrecken, zu definieren; das Abscheiden eines Gatedielektrikumsmaterials (z.B. durch CVD, PVD, ALD usw.) über dem Substrat 104 und das Verkleiden der Gräben; das Abscheiden eines Gateelektrodenmaterials (z.B. durch CVD, PVD, ALD, Galvanisieren, stromloses Abscheiden usw.) über dem Gatedielektrikumsmaterial; und das Strukturieren des Gateelektrodenmaterials und des Gatedielektrikumsmaterials. Bei noch weiteren Ausführungsformen können die mehreren Pixelvorrichtungen 112 durch einen oder mehrere Planarisierungsprozess(e), einen oder mehrere Ionenimplantationsprozess(e), einen oder mehrere Strukturierungsprozess(e) und/oder irgendeinen anderen/einige andere geeignete(n) Prozess(e) gebildet werden.
  • Wie in der Schnittansicht 1000 von 10 gezeigt ist, wird über der vorderen Fläche 104f des Substrats 104 eine Kontaktätzstoppschicht (CESL) 118 gebildet. Bei verschiedenen Ausführungsformen wird die CESL 118 durch einen CVD-Prozess, einen ALD-Prozess, einen PVD-Prozess, irgendeinen anderen geeigneten Zucht- oder Abscheideprozess oder dergleichen gebildet.
  • Wie in der Schnittansicht 1100 von 11 gezeigt ist, wird entlang der vorderen Fläche 104f des Substrats 104 eine Interconnect-Struktur 102 gebildet. Die Interconnect-Struktur 102 weist eine dielektrische Interconnect-Struktur 106, mehrere leitfähige Drähte 108 und mehrere leitfähige Durchkontaktierungen 110 auf. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die dielektrische Interconnect-Struktur 106 durch einen oder mehrere Abscheideprozess(e) wie etwa einen physikalischen Abscheideprozess aus der Dampfphase (einen PVD-Prozess) einen chemischen Abscheideprozess aus der Dampfphase (einen CVD-Prozess), einen Atomlagenabscheideprozess (einen ALD-Prozess), einen anderen geeigneten Zucht- oder Abscheideprozess oder eine beliebige Kombination davon gebildet werden. Bei weiteren Ausführungsformen können die mehreren leitfähigen Drähte 108 und/oder die mehreren leitfähigen Durchkontaktierungen 110 durch einen oder mehrere Abscheideprozess(e), einen oder mehrere Strukturierungsprozess(e), einen oder mehrere Planarisierungsprozess(e), einen oder mehrere Ionenimplantationsprozess(e) oder irgendeinen anderen/einige andere geeignete(n) Prozess(e) gebildet werden.
  • Wie in der Schnittansicht 1200 von 12 gezeigt ist, wird die Struktur von 11 gedreht und an dem Substrat 104 ein Verdünnungsprozess vorgenommen. Bei verschiedenen Ausführungsformen verringert der Verdünnungsprozess eine Höhe des Substrats 104 von einer anfänglichen Substrathöhe 104i auf eine Höhe 104h. Bei einigen Ausführungsformen liegt die Höhe 104h des Substrats 104 in einem Bereich von etwa 2 µm bis etwa 6 µm, in einem Bereich von etwa 2 µm bis 4 µm, in einem Bereich von etwa 4 µm bis 6 µm oder bei irgendeinem anderen geeigneten Wert. Bei weiteren Ausführungsformen umfasst der Verdünnungsprozess das Vornehmen eines CMP-Prozesses, eines mechanischen Schleifprozesses, eines anderen geeigneten Verdünnungsprozesses oder einer beliebigen Kombination davon. Bei verschiedenen Ausführungsformen beseitigt der Verdünnungsprozess wenigstens einen Teil des tiefen Wannenbereichs 128 und/oder wird er abgeschlossen, bis eine obere Fläche der dielektrischen Schicht 702 erreicht wird.
  • Wie in der Schnittansicht 1300 von 13 gezeigt ist, wird an der hinteren Fläche 104b des Substrats 104 ein Strukturierungsprozess vorgenommen, um eine innere Isolationsöffnung 1302 zu bilden, die sich in die hintere Fläche 104b erstreckt. Bei einigen Ausführungsformen umfasst der Strukturierungsprozess das Bilden einer Maskierungsschicht (nicht gezeigt) über der hinteren Fläche 104b des Substrats 104; das Ätzen des Substrats (z.B. durch einen Trockenätzprozess und/oder einen Nassätzprozess) gemäß der Maskierungsschicht; und das Beseitigen der Maskierungsschicht. Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die innere Isolationsöffnung 1302 eine zweite Höhe h2 auf, die geringer als die erste Höhe h1 ist. Bei einigen Ausführungsformen liegt die zweite Höhe h2 in einem Bereich von etwa 1,5 µm bis etwa 5,5 µm oder bei irgendwelchen anderen geeigneten Werten. Bei noch weiteren Ausführungsformen wird die innere Isolationsöffnung 1302 so gebildet, dass die innere Isolationsöffnung 1302 von oben her gesehen kreuzförmig ist und zwischen benachbarten Photodetektoren der mehreren Photodetektoren 122 beabstandet ist. Bei verschiedenen Ausführungsformen wird die innere Isolationsöffnung 1302 wenigstens teilweise durch Seitenwände der dielektrischen Schicht 702 (nicht gezeigt) definiert.
  • Wie in der Schnittansicht 1400 von 14 gezeigt ist, wird ein Beseitigungsprozess vorgenommen, um die dielektrische Schicht (702 in 13) von der äußeren Isolationsöffnung 602 zu beseitigen. Bei verschiedenen Ausführungsformen umfasst der Beseitigungsprozess ein Trockenätzen, ein Nassätzen oder irgendeinen anderen geeigneten Prozess. Ferner wird der Beseitigungsprozess so vorgenommen, dass sich die äußere Isolationsöffnung 602 in einer fließenden Verbindung mit der inneren Isolationsöffnung 1302 befindet. Bei noch weiteren Ausführungsformen hält der Beseitigungsprozess an der Isolationsätzstoppschicht 120 an, wobei die Isolationsätzstoppschicht 120 dazu ausgeführt ist, ein Überätzen in die CESL 118 und/oder die Interconnect-Struktur 102 zu verhindern. Ferner erleichtert die Isolationsätzstoppschicht 120, dass die äußere Isolationsöffnung 602 die erste Höhe h1 behält.
  • Wie in der Schnittansicht 1500 von 15 gezeigt ist, wird über dem Substrat 104 eine Verkleidungsschicht 138 abgeschieden, die die äußere Isolationsöffnung 602 und die innere Isolationsöffnung 1302 verkleidet, und wird über der Verkleidungsschicht 138 eine Grabenfüllschicht 136 abgeschieden. Bei einigen Ausführungsformen werden die Verkleidungsschicht 138 und die Grabenfüllschicht 136 jeweils durch einen CVD-Prozess, einen PVD-Prozess, einen ALD-Prozess und/oder irgendeinen anderen geeigneten Abscheide- oder Zuchtprozess abgeschieden.
  • Wie in der Schnittansicht 1600 von 16 gezeigt ist, wird an der Grabenfüllschicht 136 und der Verkleidungsschicht 138 ein Planarisierungsprozess vorgenommen, wodurch eine Isolationsstruktur 130, die eine äußere Isolationsstruktur 132 und eine innere Isolationsstruktur 134 aufweist, gebildet wird. Bei verschiedenen Ausführungsformen umfasst der Planarisierungsprozess einen CMP-Prozess, einen Ätzprozess (z.B. ein Trockenätzen und/oder ein Nassätzen) oder irgendeinen anderen geeigneten Prozess. Die äußere Isolationsstruktur 132 weist die erste Höhe h1 auf und umschließt die mehreren Photodetektoren 122 seitlich. Ferner weist die innere Isolationsstruktur 134 die zweite Höhe h2 auf und ist zwischen benachbarten Photodetektoren der mehreren Photodetektoren 122 angeordnet. Bei einigen Ausführungsformen ist die äußere Isolationsstruktur 132 von oben her gesehen ringförmig und die innere Isolationsstruktur 134 von oben her gesehen kreuzförmig (z.B., wie in 2A oder 2B dargestellt und/oder beschrieben ist). Bei noch weiteren Ausführungsformen wird der Planarisierungsprozess so vorgenommen, dass obere Flächen der äußeren Isolationsstruktur 132 und der inneren Isolationsstruktur 134 mit der hinteren Fläche 104b des Substrats 104 koplanar sind.
  • Wie in der Schnittansicht 1700 von 17 gezeigt ist, wird über der hinteren Fläche 104b des Substrats eine obere dielektrische Schicht 140 gebildet. Zudem wird über der oberen dielektrischen Schicht 140 eine leitfähige Gitterstruktur 142 gebildet und wird über der leitfähigen Gitterstruktur 142 eine dielektrische Gitterstruktur 144 gebildet. Bei einigen Ausführungsformen wird die obere dielektrische Schicht 140 durch einen PVD-Prozess, einen CVD-Prozess, einen ALD-Prozess oder irgendeinen anderen geeigneten Zucht- oder Abscheideprozess gebildet. Die obere dielektrische Schicht 140 kann um Beispiel ein Oxid wie etwa Siliziumdioxid oder dergleichen sein oder enthalten. Bei einigen Ausführungsformen umfasst ein Prozess zum Bilden der leitfähigen Gitterstruktur 142 und der dielektrischen Gitterstruktur 144 das Abscheiden einer Metallgitterschicht (z.B. durch PVD, CVD, ALD, Galvanisieren, stromloses Abscheiden usw.) über der oberen dielektrischen Schicht 140; das Abscheiden einer dielektrischen Gitterschicht (z.B. durch PVD, CVD, ALD usw.) auf der Metallgitterschicht; das Bilden einer Maskierungsschicht (nicht gezeigt) über der dielektrischen Gitterschicht; das Strukturieren der Metallgitterschicht und der dielektrischen Gitterschicht gemäß der Maskierungsschicht und das Vornehmen eines Beseitigungsprozesses, um die Maskierungsschicht zu beseitigen.
  • Wie in der Schnittansicht 1800 von 18 gezeigt ist, werden über den mehreren Photodetektoren 122 mehrere Lichtfilter 146 gebildet und werden über den mehreren Lichtfiltern 146 mehrere Mikrolinsen 148 gebildet. Bei einigen Ausführungsformen können die Lichtfilter 146 und die Mikrolinsen 148 zum Beispiel durch CVD, PVD, ALD oder irgendeinen anderen geeigneten Abscheide- oder Zuchtprozess abgeschieden werden.
  • 19 zeigt einige Ausführungsformen eines Verfahrens 1900 zum Bilden eines Bildsensors, der eine Isolationsstruktur mit einer äußeren Isolationsstruktur und einer inneren Isolationsstruktur, die über unterschiedliche Höhen verfügen, aufweist, nach der vorliegenden Offenbarung. Obwohl das Verfahren 1900 als eine Reihe von Tätigkeiten oder Vorgängen dargestellt und/oder beschrieben ist, wird sich verstehen, dass das Verfahren nicht auf die dargestellte Reihenfolge oder die dargestellten Tätigkeiten beschränkt ist. Somit können die Tätigkeiten bei einigen Ausführungsformen in anderen Reihenfolgen als den dargestellten vorgenommen werden und/oder gleichzeitig vorgenommen werden. Ferner können die dargestellten Tätigkeiten oder Vorgänge bei einigen Ausführungsformen in mehrere Tätigkeiten oder Vorgänge unterteilt werden, die zu unterschiedlichen Zeiten oder gleichzeitig mit anderen Tätigkeiten oder Unter-Tätigkeiten ausgeführt werden können. Bei einigen Ausführungsformen können einige dargestellte Tätigkeiten oder Vorgänge weggelassen werden und können andere nicht dargestellte Tätigkeiten oder Vorgänge aufgenommen werden.
  • Bei der Tätigkeit 1902 werden mehrere Photodetektoren in einem Substrat gebildet. 5 zeigt eine Schnittansicht 500, die einigen Ausführungsformen der Tätigkeit 1902 entspricht.
  • Bei der Tätigkeit 1904 wird eine vordere Fläche des Substrats strukturiert, um eine äußere Isolationsöffnung, die sich in die vordere Fläche des Substrats erstreckt, zu definieren. 6 zeigt eine Schnittansicht 600, die einigen Ausführungsformen der Tätigkeit 1904 entspricht.
  • Bei der Tätigkeit 1906 wird über der vorderen Fläche und in der äußeren Isolationsöffnung eine dielektrische Schicht gebildet. 7 zeigt eine Schnittansicht 700, die einigen Ausführungsformen der Tätigkeit 1906 entspricht.
  • Bei der Tätigkeit 1908 wird an der dielektrischen Schicht ein Beseitigungsprozess vorgenommen, um überschüssiges dielektrisches Material von über der vorderen Fläche zu beseitigen, und wird über der dielektrischen Schicht eine Isolationsätzstoppschicht gebildet. 8A zeigt eine Schnittansicht 800a, die einigen Ausführungsformen der Tätigkeit 1908 entspricht. 8B bis 8D zeigen Schnittansichten 800b bis 800d, die verschiedenen alternativen Ausführungsformen der Tätigkeit 1908 entsprechen.
  • Bei der Tätigkeit 1910 werden auf der vorderen Fläche des Substrats mehrere Pixelvorrichtungen gebildet. 9 zeigt eine Schnittansicht 900, die einigen Ausführungsformen der Tätigkeit 1910 entspricht.
  • Bei der Tätigkeit 1912 wird auf der vorderen Fläche des Substrats eine Interconnect-Struktur gebildet. 11 zeigt eine Schnittansicht 1100, die einigen Ausführungsformen der Tätigkeit 1912 entspricht.
  • Bei der Tätigkeit 1914 wird an einer hinteren Fläche des Substrats ein Verdünnungsprozess vorgenommen, wobei der Verdünnungsprozess die dielektrische Schicht freilegt. 12 zeigt eine Schnittansicht 1200, die einigen Ausführungsformen der Tätigkeit 1914 entspricht.
  • Bei der Tätigkeit 1916 wird die hintere Fläche des Substrats strukturiert, um eine innere Isolationsöffnung, die sich in die hintere Fläche des Substrats erstreckt, zu definieren, wobei die dielektrische Schicht die innere Isolationsöffnung seitlich umschließt. 13 zeigt eine Schnittansicht 1300, die einigen Ausführungsformen der Tätigkeit 1916 entspricht.
  • Bei der Tätigkeit 1918 wird ein Beseitigungsprozess vorgenommen, um die dielektrische Schicht von der äußeren Isolationsöffnung zu beseitigen. 14 zeigt eine Schnittansicht 1400, die einigen Ausführungsformen der Tätigkeit 1918 entspricht.
  • Bei der Tätigkeit 1920 wird in der inneren Isolationsöffnung und der äußeren Isolationsöffnung eine Isolationsstruktur gebildet, wobei die Isolationsstruktur eine äußere Isolationsstruktur mit einer ersten Höhe und eine innere Isolationsstruktur mit einer zweiten Höhe, die geringer als die erste Höhe ist, aufweist. 15 und 16 zeigen Schnittansichten 1500 und 1600, die einigen Ausführungsformen der Tätigkeit 1920 entsprechen.
  • Bei der Tätigkeit 1922 werden über der hinteren Fläche mehrere Lichtfilter gebildet und über den mehreren Lichtfiltern mehrere Mikrolinsen gebildet. 18 zeigt eine Schnittansicht 1800, die einigen Ausführungsformen der Tätigkeit 1922 entspricht.
  • Entsprechend betrifft die vorliegende Offenbarung bei einigen Ausführungsformen einen Bildsensor, der eine Isolationsstruktur aufweist, die eine innere Isolationsstruktur, welche zwischen benachbarten Photodetektoren unter mehreren Photodetektoren angeordnet ist, und eine äußere Isolationsstruktur, welche die innere Isolationsstruktur seitlich umschließt, aufweist, wobei die äußere Isolationsstruktur eine erste Höhe aufweist und die innere Isolationsstruktur eine zweite Höhe aufweist, die geringer als die erste Höhe ist.
  • Bei einigen Ausführungsformen stellt die vorliegende Anmeldung einen Bildsensor bereit, der mehrere Photodetektoren, die in einem Substrat angeordnet sind, wobei das Substrat eine vordere Fläche, die zu einer hinteren Fläche entgegengesetzt ist, aufweist; eine äußere Isolationsstruktur, die in dem Substrat angeordnet ist und die mehreren Photodetektoren seitlich umgibt, wobei die äußere Isolationsstruktur eine erste Höhe aufweist; und eine innere Isolationsstruktur, die zwischen Seitenwänden der äußeren Isolationsstruktur beabstandet ist, wobei die innere Isolationsstruktur zwischen benachbarten Photodetektoren der mehreren Photodetektoren angeordnet ist, wobei sich die äußere Isolationsstruktur und die innere Isolationsstruktur jeweils von der hinteren Fläche zu der vorderen Fläche hin erstrecken, und wobei die innere Isolationsstruktur eine zweite Höhe aufweist, die geringer als die erste Höhe ist, aufweist. Bei einer Ausführungsform ist die erste Höhe größer als eine dritte Höhe des Substrats und ist die zweite Höhe geringer als die dritte Höhe. Bei einer Ausführungsform weist von oben her gesehen die äußere Isolationsstruktur eine Ringform auf und die innere Isolationsstruktur eine Kreuzform auf. Bei einer Ausführungsform weisen die innere Isolationsstruktur und die äußere Isolationsstruktur eine Verkleidungsschicht und eine Grabenfüllschicht auf, wobei die Verkleidungsschicht zwischen der Grabenfüllschicht und dem Substrat angeordnet ist. Bei einer Ausführungsform weist der Bildsensor ferner eine Isolationsätzstoppschicht auf, die direkt mit einer unteren Fläche der äußeren Isolationsstruktur in Kontakt steht. Bei einer Ausführungsform erstreckt sich die Isolationsätzstoppschicht von der vorderen Fläche des Substrats zu einander gegenüberliegenden Seitenwänden der äußeren Isolationsstruktur. Bei einer Ausführungsform liegt die Isolationsätzstoppschicht unter der vorderen Fläche des Substrats und weist eine obere Fläche auf, die sich vertikal über der vorderen Fläche befindet. Bei einer Ausführungsform weist der Bildsensor ferner einen schwebenden Diffusionsknoten auf, der in dem Substrat angeordnet ist und unter den mehreren Photodetektoren liegt, wobei der schwebende Diffusionsknoten direkt unter der inneren Isolationsstruktur liegt.
  • Bei einigen Ausführungsformen stellt die vorliegende Anmeldung einen Bildsensor bereit, der mehrere Photodetektoren, die in einem Substrat angeordnet sind, wobei das Substrat eine vordere Fläche, die zu einer hinteren Fläche entgegengesetzt ist, aufweist; mehrere Pixelvorrichtungen, die auf der vorderen Fläche des Substrats angeordnet sind und unter den mehreren Photodetektoren liegen; und eine Isolationsstruktur, die in dem Substrat angeordnet ist, wobei die Isolationsstruktur eine äußere Isolationsstruktur, die die mehreren Photodetektoren umgibt, und eine innere Isolationsstruktur, die die Photodetektoren voneinander trennt, aufweist, wobei die Pixelvorrichtungen zwischen einander gegenüberliegenden Seitenwänden der äußeren Isolationsstruktur angeordnet sind, wobei sich die äußere Isolationsstruktur und die innere Isolationsstruktur jeweils von der hinteren Fläche zu der vorderen Fläche hin erstrecken und wobei eine Tiefe der inneren Isolationsstruktur kleiner als eine Tiefe der äußeren Isolationsstruktur ist, aufweist. Bei einer Ausführungsform weist von oben her gesehen die äußere Isolationsstruktur eine erste Form auf und die innere Isolationsstruktur eine zweite Form auf, die sich von der ersten Form unterscheidet. Bei einer Ausführungsform steht die innere Isolationsstruktur direkt mit der äußeren Isolationsstruktur in Kontakt. Bei einer Ausführungsform weist der Bildsensor ferner eine Isolationsätzstoppschicht auf, die entlang einer unteren Fläche der äußeren Isolationsstruktur angeordnet ist, wobei die Isolationsätzstoppschicht ein Material enthält, das sich von jenem der Isolationsstruktur unterscheidet. Bei einer Ausführungsform sind die Isolationsätzstoppschicht und die äußere Isolationsstruktur von oben her gesehen ringförmig. Bei einer Ausführungsform ist eine untere Fläche der inneren Isolationsstruktur zwischen einer Oberseite und einer Unterseite der mehreren Photodetektoren angeordnet, wobei eine untere Fläche der äußeren Isolationsstruktur unter der Unterseite der mehreren Photodetektoren angeordnet ist. Bei einer Ausführungsform weist der Bildsensor ferner eine Interconnect-Struktur auf, die auf der vorderen Fläche des Substrats angeordnet ist, wobei die Interconnect-Struktur mehrere leitfähige Drähte und mehrere leitfähige Durchkontaktierungen aufweist, die in einer dielektrischen Interconnect-Struktur angeordnet sind, wobei eine untere Fläche der äußeren Isolationsstruktur unter einer oberen Fläche der Interconnect-Struktur angeordnet ist.
  • Bei einigen Ausführungsformen stellt die vorliegende Anmeldung ein Verfahren zum Bilden eines Bildsensors bereit, wobei das Verfahren das Bilden von mehreren Photodetektoren in einem Substrat, wobei das Substrat eine vordere Fläche, die zu einer hinteren Fläche entgegengesetzt ist, aufweist; das Vornehmen eines ersten Strukturierungsprozesses an der vorderen Fläche des Substrats, um eine äußere Isolationsöffnung, die sich in die vordere Fläche erstreckt und die mehreren Photodetektoren umgibt, zu definieren; das Bilden einer dielektrischen Schicht in der äußeren Isolationsöffnung; das Bilden einer Isolationsätzstoppöffnung auf der dielektrische Schicht; das Vornehmen eines Verdünnungsprozesses in die hintere Fläche des Substrats, wobei der Verdünnungsprozess die dielektrische Schicht freilegt; das Vornehmen eines zweiten Strukturierungsprozesses an der hinteren Fläche des Substrats, um eine innere Isolationsöffnung, die sich in die hintere Fläche erstreckt, zu definieren, wobei die innere Isolationsöffnung die Photodetektoren voneinander trennt; das Vornehmen eines Beseitigungsprozesses, um die dielektrische Schicht von der äußeren Isolationsöffnung zu beseitigen; das Bilden einer äußeren Isolationsstruktur in der äußeren Isolationsöffnung, wobei die äußere Isolationsstruktur eine erste Höhe aufweist; und das Bilden einer inneren Isolationsstruktur in der inneren Isolationsöffnung, wobei die innere Isolationsstruktur eine zweite Höhe aufweist, die geringer als die erste Höhe ist, umfasst. Bei einer Ausführungsform werden die äußere Isolationsstruktur und die innere Isolationsstruktur gleichzeitig miteinander gebildet. Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner das Bilden einer Interconnect-Struktur auf der vorderen Fläche des Substrats, wobei die Interconnect-Struktur nach dem Vornehmen des ersten Strukturierungsprozesses und vor dem Vornehmen des zweiten Strukturierungsprozesses gebildet wird. Bei einer Ausführungsform legt der Beseitigungsprozess eine obere Fläche der Isolationsätzstoppschicht frei. Bei einer Ausführungsform sind von oben her gesehen die äußere Isolationsstruktur und die Isolationsätzstoppschicht ringförmig und ist die innere Isolationsstruktur kreuzförmig.
  • Das Obige umreißt Merkmale von mehreren Ausführungsformen, damit Fachleute die Aspekte der vorliegenden Offenbarung besser verstehen können. Fachleute sollten verstehen, dass sie die vorliegende Offenbarung leicht als Basis zur Gestaltung oder Abwandlung anderer Prozesse und Strukturen zur Ausführung der gleichen Zwecke und/oder zur Erzielung der gleichen Vorteile wie die hier vorgestellten Ausführungsformen verwenden können. Fachleute sollten auch erkennen, dass derartige gleichwertige Aufbauten nicht von dem Geist und dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abweichen, und dass sie hierin verschiedene Veränderungen, Ersetzungen und Abänderungen vornehmen können, ohne von dem Geist und dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 63325254 [0001]

Claims (20)

  1. Bildsensor, aufweisend mehrere Photodetektoren, die in einem Substrat angeordnet sind, wobei das Substrat eine vordere Fläche, die zu einer hinteren Fläche entgegengesetzt ist, aufweist; eine äußere Isolationsstruktur, die in dem Substrat angeordnet ist und die mehreren Photodetektoren seitlich umgibt, wobei die äußere Isolationsstruktur eine erste Höhe aufweist; und eine innere Isolationsstruktur, die zwischen Seitenwänden der äußeren Isolationsstruktur beabstandet ist, wobei die innere Isolationsstruktur zwischen benachbarten Photodetektoren der mehreren Photodetektoren angeordnet ist, wobei sich die äußere Isolationsstruktur und die innere Isolationsstruktur jeweils von der hinteren Fläche zu der vorderen Fläche hin erstrecken, und wobei die innere Isolationsstruktur eine zweite Höhe aufweist, die geringer als die erste Höhe ist.
  2. Bildsensor nach Anspruch 1, wobei die erste Höhe größer als eine dritte Höhe des Substrats ist und die zweite Höhe geringer als die dritte Höhe ist.
  3. Bildsensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei von oben her gesehen die äußere Isolationsstruktur eine Ringform aufweist und die innere Isolationsstruktur eine Kreuzform aufweist.
  4. Bildsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die innere Isolationsstruktur und die äußere Isolationsstruktur eine Verkleidungsschicht und eine Grabenfüllschicht aufweisen, wobei die Verkleidungsschicht zwischen der Grabenfüllschicht und dem Substrat angeordnet ist.
  5. Bildsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Isolationsätzstoppschicht, die direkt mit einer unteren Fläche der äußeren Isolationsstruktur in Kontakt steht.
  6. Bildsensor nach Anspruch 5, wobei sich die Isolationsätzstoppschicht von der vorderen Fläche des Substrats zu einander gegenüberliegenden Seitenwänden der äußeren Isolationsstruktur erstreckt.
  7. Bildsensor nach Anspruch 5, wobei die Isolationsätzstoppschicht unter der vorderen Fläche des Substrats liegt und eine obere Fläche aufweist, die sich vertikal über der vorderen Fläche befindet.
  8. Bildsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend einen schwebenden Diffusionsknoten, der in dem Substrat angeordnet ist und unter den mehreren Photodetektoren liegt, wobei der schwebende Diffusionsknoten direkt unter der inneren Isolationsstruktur liegt.
  9. Bildsensor, aufweisend mehrere Photodetektoren, die in einem Substrat angeordnet sind, wobei das Substrat eine vordere Fläche, die zu einer hinteren Fläche entgegengesetzt ist, aufweist; mehrere Pixelvorrichtungen, die auf der vorderen Fläche des Substrats angeordnet sind und unter den mehreren Photodetektoren liegen; und eine Isolationsstruktur, die in dem Substrat angeordnet ist, wobei die Isolationsstruktur eine äußere Isolationsstruktur, die die mehreren Photodetektoren umgibt, und eine innere Isolationsstruktur, die die Photodetektoren voneinander trennt, aufweist, wobei die Pixelvorrichtungen zwischen einander gegenüberliegenden Seitenwänden der äußeren Isolationsstruktur angeordnet sind, wobei sich die äußere Isolationsstruktur und die innere Isolationsstruktur jeweils von der hinteren Fläche zu der vorderen Fläche hin erstrecken und wobei eine Tiefe der inneren Isolationsstruktur kleiner als eine Tiefe der äußeren Isolationsstruktur ist.
  10. Bildsensor nach Anspruch 9, wobei von oben her gesehen die äußere Isolationsstruktur eine erste Form aufweist und die innere Isolationsstruktur eine zweite Form aufweist, die sich von der ersten Form unterscheidet.
  11. Bildsensor nach Anspruch 9 oder 10 wobei die innere Isolationsstruktur direkt mit der äußeren Isolationsstruktur in Kontakt steht.
  12. Bildsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11, ferner aufweisend eine Isolationsätzstoppschicht, die entlang einer unteren Fläche der äußeren Isolationsstruktur angeordnet ist, wobei die Isolationsätzstoppschicht ein Material enthält, das sich von jenem der Isolationsstruktur unterscheidet.
  13. Bildsensor nach Anspruch 12, wobei die Isolationsätzstoppschicht und die äußere Isolationsstruktur von oben her gesehen ringförmig sind.
  14. Bildsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 13, wobei eine untere Fläche der inneren Isolationsstruktur zwischen einer Oberseite und einer Unterseite der mehreren Photodetektoren angeordnet ist, wobei eine untere Fläche der äußeren Isolationsstruktur unter der Unterseite der mehreren Photodetektoren angeordnet ist.
  15. Bildsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 14, ferner aufweisend eine Interconnect-Struktur, die auf der vorderen Fläche des Substrats angeordnet ist, wobei die Interconnect-Struktur mehrere leitfähige Drähte und mehrere leitfähige Durchkontaktierungen aufweist, die in einer dielektrischen Interconnect-Struktur angeordnet sind, wobei eine untere Fläche der äußeren Isolationsstruktur unter einer oberen Fläche der Interconnect-Struktur angeordnet ist.
  16. Verfahren zum Bilden eines Bildsensors, wobei das Verfahren ein Bilden von mehreren Photodetektoren in einem Substrat, wobei das Substrat eine vordere Fläche, die zu einer hinteren Fläche entgegengesetzt ist, aufweist; ein Vornehmen eines ersten Strukturierungsprozesses an der vorderen Fläche des Substrats, um eine äußere Isolationsöffnung, die sich in die vordere Fläche erstreckt und die mehreren Photodetektoren umgibt, zu definieren; ein Bilden einer dielektrischen Schicht in der äußeren Isolationsöffnung; ein Bilden einer Isolationsätzstoppöffnung auf der dielektrische Schicht; ein Vornehmen eines Verdünnungsprozesses in die hintere Fläche des Substrats, wobei der Verdünnungsprozess die dielektrische Schicht freilegt; ein Vornehmen eines zweiten Strukturierungsprozesses an der hinteren Fläche des Substrats, um eine innere Isolationsöffnung, die sich in die hintere Fläche erstreckt, zu definieren, wobei die innere Isolationsöffnung die Photodetektoren voneinander trennt; ein Vornehmen eines Beseitigungsprozesses, um die dielektrische Schicht von der äußeren Isolationsöffnung zu beseitigen; ein Bilden einer äußeren Isolationsstruktur in der äußeren Isolationsöffnung, wobei die äußere Isolationsstruktur eine erste Höhe aufweist; und ein Bilden einer inneren Isolationsstruktur in der inneren Isolationsöffnung, wobei die innere Isolationsstruktur eine zweite Höhe aufweist, die geringer als die erste Höhe ist, umfasst.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die äußere Isolationsstruktur und die innere Isolationsstruktur gleichzeitig miteinander gebildet werden.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend ein Bilden einer Interconnect-Struktur auf der vorderen Fläche des Substrats, wobei die Interconnect-Struktur nach dem Vornehmen des ersten Strukturierungsprozesses und vor dem Vornehmen des zweiten Strukturierungsprozesses gebildet wird.
  19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 18, wobei der Beseitigungsprozess eine obere Fläche der Isolationsätzstoppschicht freilegt.
  20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 19, wobei von oben her gesehen die äußere Isolationsstruktur und die Isolationsätzstoppschicht ringförmig sind und die innere Isolationsstruktur kreuzförmig ist.
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