TW201916339A - 互補式金屬－氧化物－半導體影像感測器及影像感測器的形成方法 - Google Patents

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Abstract

本發明實施例是關於具有被背側深溝槽隔離結構圍繞的光學二極體的互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器及相關形成方法。在一些實施例，多個畫素區是置於基底中且分別具有光學二極體。背側深溝槽隔離結構是置於相鄰的畫素區間，從基底的背側延伸至基底內部。背側深溝槽隔離結構包括摻雜層與介電填充層，摻雜層順著深溝槽的側壁表面排列，介電填充層填充深溝槽的剩餘空間。藉由形成所揭露的背側深溝槽隔離結構，其功能是作為摻雜井與隔離結構，簡化了從基底的前側進行的佈植製程，因此改善了曝光解析度、光學二極體的電荷滿載量及銷接電壓。

Description

互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器及影像感測器的形成方法
本發明實施例是關於半導體裝置及其製造方法，特別是關於互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器及影像感測器的形成方法。
數位相機及光學影像裝置會使用影像感測器。影像感測器將光學影像轉換為可以顯示為數位影像的數位資料。一影像感測器包括一畫素陣列(或柵格)，上述畫素陣列或畫素柵格用於偵測光線並記錄所偵測的光線的強度(亮度)。上述畫素陣列藉由累積電荷而對光線做出反應。然後將所累積的電荷(例如，藉由其他電路系統)用於對例如一數位相機等的適當的應用提供一顏色及亮度的訊號。影像感測器的一個類型是背照式(backside illuminated；BSI)影像感測器裝置。背照式影像感測器裝置是用於感應投射至一基底的一背側(其與此基底的前側為相反側，其中在上述前側上，建構有包括多個金屬及多個介電層的互連結構)的一組光線。與前照式(frontside illuminated；FSI)影像感測器裝置比較，背照式影像感測器裝置提高較少的破壞性干涉。
本發明一些實施例是關於一種互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器。上述影像感測器包括一基底，具有一前側與一背側，上述背側與上述前側相反。上述影像感測器又包括複數個畫素區，置於上述基底中，上述畫素區分別具有一光學二極體，配置上述光學二極體而將從上述背側進入上述基底的輻射轉換成電性訊號。上述影像感測器又包括一背側深溝槽隔離(back-side deep trench isolation；BDTI)結構，置於相鄰的畫素區之間的一深溝槽的範圍內，從上述基底的上述背側延伸至上述基底的內部。上述背側深溝槽隔離結構包括一摻雜層與一介電填充層，上述摻雜層具有第一摻雜形式，上述摻雜層順著上述深溝槽的一側壁表面排列，上述介電填充層填充上述深溝槽的剩餘空間。
本發明一些替代性的實施例是關於一種互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器。上述影像感測器包括一基底，具有一前側與一背側，上述背側與上述前側相反。上述影像感測器又包括一光學二極體，排列於上述基底的內部。上述影像感測器又包括一背側深溝槽隔離(back-side deep trench isolation；BDTI)結構，在上述光學二極體的二側的位置，從上述基底的上述背側延伸至上述基底的內部。上述影像感測器還包括一後段製程(back-end-of-the-line；BEOL)金屬堆疊，排列在上述基底的前側，上述後段製程金屬堆疊包括複數個金屬互連層，上述金屬互連層排列在一或多個層間介電層的範圍內。上述背側深溝槽隔離結構包括一摻雜層與一介電填充層，上述摻雜層具有第一摻雜形式，上述摻雜層順著上述深溝槽的 一側壁表面排列，上述介電填充層填充上述深溝槽的剩餘空間。
本發明其他實施例是關於一種影像感測器的形成方法。上述方法包括從一基底的一前側，形成複數個摻雜層，上述摻雜層對應於複數個畫素區的複數個光學二極體。上述方法又包括經由複數道佈植製程而將一摻雜物植入上述基底，藉此從上述基底的上述前側形成一摻雜隔離層。上述摻雜隔離層包括一垂向部，上述垂向部在相鄰的畫素區之間。上述方法又包括旋轉上述基底並從上述基底的一背側進行蝕刻，以在相鄰的畫素區之間形成一深溝槽，且上述深溝槽延伸進入上述基底，其中上述基底的上述背側與上述基底的上述前側相反。上述方法還包括以摻雜層與一介電填充層填充上述深溝槽，以形成一背側深溝槽隔離(back-side deep trench isolation；BDTI)結構，上述背側深溝槽隔離結構置於相鄰的畫素區之間並將上述相鄰的畫素區的光學二極體分離。
100、200、300、400、500a、500b、600、700、800、900、1000、1100‧‧‧剖面圖
102‧‧‧基底
103a、103b‧‧‧畫素區
104‧‧‧光學二極體
104a‧‧‧第一區
104b‧‧‧第二區
106‧‧‧層間介電層
108‧‧‧後段製程金屬堆疊
110‧‧‧摻雜隔離層
110a‧‧‧橫向部
110b‧‧‧垂向部
111‧‧‧背側深溝槽隔離結構
112‧‧‧介電填充層
113‧‧‧高介電常數介電襯墊
114‧‧‧摻雜層
116‧‧‧彩色濾光器
118‧‧‧微透鏡
120‧‧‧入射輻射或入射光
122‧‧‧前側
124‧‧‧背側
126、304‧‧‧共用中心線
202‧‧‧轉換閘極
204‧‧‧浮置擴散井
302‧‧‧淺溝槽隔離結構(隔離結構)
502‧‧‧邏輯閘裝置
504‧‧‧邏輯淺溝槽隔離結構
506‧‧‧導體接點
508‧‧‧金屬線層
802‧‧‧深溝槽
1200‧‧‧方法
1202、1204、1206、1208、1210、1212、1214、1216、1218‧‧‧動作
根據以下的詳細說明並配合所附圖式做完整揭露。應注意的是，根據本產業的一般作業，圖示並未必按照比例繪製。事實上，可能任意的放大或縮小元件的尺寸，以做清楚的說明。
第1圖是一剖面圖，顯示一互補式金屬-氧化物-半導體(complementary metal-oxide-semiconductor；CMOS)影像感測器的一些實施例，其中上述互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器具有被一背側深溝槽隔離結構(back-side deep trench isolation；BDTI)圍繞的一光學二極體。
第2圖是一剖面圖，顯示一互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器的一些附加實施例，其中上述互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器具有被一背側深溝槽隔離結構(back-side deep trench isolation；BDTI)圍繞的一光學二極體。
第3圖是一剖面圖，顯示一互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器的一些附加實施例，其中上述互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器具有被一背側深溝槽隔離結構(back-side deep trench isolation；BDTI)圍繞的一光學二極體。
第4圖是一剖面圖，顯示一互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器的一些附加實施例，其中上述互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器具有被一背側深溝槽隔離結構(back-side deep trench isolation；BDTI)圍繞的一光學二極體。
第5A圖是一剖面圖，顯示包括一影像感測器的一積體晶片(integrated chip)的一些實施例，其中上述影像感測器具有被一背側深溝槽隔離結構(back-side deep trench isolation；BDTI)圍繞的一光學二極體。
第5B圖是一剖面圖，顯示包括一影像感測器的一積體晶片(integrated chip)的一些附加實施例，其中上述影像感測器具有被一背側深溝槽隔離結構(back-side deep trench isolation；BDTI)圍繞的一光學二極體。
第6~11圖為一系列之剖面圖，顯示一互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器的形成方法的一些實施例，其中上述互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器具有被一背側深溝槽隔 離結構(back-side deep trench isolation；BDTI)圍繞的一光學二極體。
第12圖為一流程圖，顯示一互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器的形成方法的一些實施例，其中上述互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器具有被一背側深溝槽隔離結構(back-side deep trench isolation；BDTI)圍繞的一光學二極體。
要瞭解的是，以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例以實施本發明實施例的不同特徵。以下的揭露內容敘述各個構件及其排列方式的特定實施例或範例，以簡化本發明實施例的說明。當然，這些特定的範例並非用以限定。例如，元件的尺寸並非受限於所揭露的範圍或值，但可能依存於製程條件及/或裝置所需求的性質。此外，若是本發明實施例敘述了一第一特徵形成於一第二特徵之上或上方，即表示其可能包括上述第一特徵與上述第二特徵是直接接觸的實施例，亦可能包括了有附加特徵形成於上述第一特徵與上述第二特徵之間，而使上述第一特徵與第二特徵可能未直接接觸的實施例。為了簡潔，可能以任意的比例繪示各種特徵。此外，本發明實施例可能會在各種實施例重複使用相同的元件符號。這樣的重複是為了敘述上的簡化與明確，而非意指所討論的不同實施例及/或結構之間的關係。
此外，其與空間相關用詞。例如「在...下方」、「下方」、「較低的」、「上方」、「較高的」及類似的用詞，係為了便於描述圖示中一個元件或特徵與另一個(些)元件或特徵 之間的關係。除了在圖式中繪示的方位外，這些空間相關用詞意欲包括使用中或操作中的裝置之不同方位。裝置可能被轉向不同方位(旋轉90度或其他方位)，則在此使用的空間相關詞也可依此相同解釋。
積體電路(Integrated circuit；IC)科技正在持續進步。這樣的進步通常包括縮減裝置尺寸以達成降低製造成本、提高裝置集積密度、較快的速度以及較佳的效能。由於裝置尺寸的縮小，一影像感測器的畫素陣列的畫素具有較小的尺寸且彼此靠得更近。需要改善上述影像感測器的相鄰畫素之間的電性及光學上的隔離，以減少輝散現象(blooming)及串音(crosstalk)。可以製造介電溝槽與植入井(implant well)作為隔離結構，以隔離影像感測器的畫素。
此外，起因於低雜訊的應用，銷接式光學二極體(pinned photodiode；PPD)互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器在商業上的應用及科學上的應用都成為主流的影像感測器技術。上述銷接式光學二極體是藉由一雙重p-n接面而形成，在上述雙重p-n接面中，在上述基底的一表面上形成一表面p+植入(surface p+ implant)-亦稱為銷接式植入(pinned-implant)。這個雙重p-n接面結構不僅僅減少暗電流(藉由使集合埋設通道(collection buried channel)與在二氧化矽-矽的界面產生的電荷隔離)，亦限制最大銷接式光學二極體的通道勢(PPD channel potential)，上述銷接式光學二極體的通道勢常被稱為銷接電壓，此銷接電壓對應於全空乏(full depletion)狀態。一種現行的影像感測器製程包括一系列的佈植製程，以 形成用於銷接式光學二極體結構的銷接式植入以及形成作為隔離壁的植入井。然而，除了製造上的複雜度之外，這些佈植製程需要較厚的光阻層而降低曝光解析度。還有，上述光學二極體的電荷滿載量(full well capacity)亦受到限制且藉由摻雜輪廓而形成較高的銷接電壓，而對上述影像感測器的效能造成不良影響。
本發明實施例是關於一種互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器及相關形成方法，上述互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器具有被背側深溝槽隔離結構圍繞的光學二極體。在一些實施例，上述互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器具有一畫素區，上述畫素區是置於一基底中。上述畫素區具有光學二極體，配置上述光學二極體而將輻射轉換成一電性訊號。一背側深溝槽隔離(back-side deep trench isolation；BDTI)結構是置於上述基底的上述畫素區中，從上述基底的背側延伸至上述基底的內部。上述背側深溝槽隔離結構包括一摻雜層與一介電填充層，上述摻雜層順著一深溝槽的一側壁表面排列，上述介電填充層填充上述深溝槽的剩餘空間。上述背側深溝槽隔離結構可以從上述基底的一背側形成，且具有作為相鄰的畫素區之間的一隔離結構的功能並亦具有用於空乏的一摻雜井的功能。藉此，在所揭露的背側深溝槽隔離結構具有一摻雜井的功能之下，簡化了從上述基底的一前側進行的佈植製程，因此改善了曝光解析度、上述光學二極體的電荷滿載量及銷接電壓。在所揭露的背側深溝槽隔離結構具有一深隔離結構的功能之下，減少輝散現象及串音。
第1圖是一剖面圖100，顯示一互補式金屬-氧化物-半導體(complementary metal-oxide-semiconductor；CMOS)影像感測器的一些實施例，其中上述互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器包括被一背側深溝槽隔離(back-side deep trench isolation；BDTI)結構圍繞的一光學二極體。上述互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器包括一基底102，基底102具有一前側122與一背側124。在各種實施例中，基底102可包括任何形式的半導體本體(例如：矽塊/互補式金屬-氧化物-半導體塊、矽鍺、絕緣層上覆矽等等)，例如一半導體晶圓或在一晶圓上的一或多個晶粒，同時可以在上述半導體本體上及/或以與上述半導體本體具有其他形式的相關性的方式，形成其他形式的半導體及/或磊晶層。基底102包括複數個畫素區，上述畫素區可在基底102中排列成包括列及/或行的一陣列，例如示於第1圖的畫素區103a、103b。畫素區103a、103b分別具有一光學二極體104，配置光學二極體104而將入射輻射或入射光120(例如：光子)轉換成一電性訊號。在一些實施例中，光學二極體104包括一第一區104a與一相鄰的第二區104b，第一區104a在基底102的內部並具有一第一摻雜形式(例如：p型摻雜)，第二區104b在基底102的內部並具有異於上述第一摻雜形式的一第二摻雜形式(例如：n型摻雜)。
一背側深溝槽隔離(back-side deep trench isolation；BDTI)結構111是置於基底102中，並從背側124延伸至基底102的內部的一位置。背側深溝槽隔離結構111是置於相鄰的畫素區103a、103b之間並隔離相鄰的畫素區103a、103b。 在一些實施例中，背側深溝槽隔離結構111包括一摻雜層114與一介電填充層112(例如：一氧化物層)，摻雜層114具有上述第一摻雜形式(例如：p型摻雜)。摻雜層114順著一深溝槽的一側壁表面排列，且介電填充層112填充上述深溝槽的剩餘空間。
在一些實施例中，一摻雜隔離層110是置於基底102中，摻雜隔離層110從前側122延伸至基底102的內部的一位置。摻雜隔離層110可具有上述第一摻雜形式(例如：p型摻雜)。摻雜隔離層110可包括一橫向部110a與一垂向部110b，垂向部110b的延伸較深入基底102。橫向部110a沿著基底102的前側122延伸。橫向部110a可接觸光學二極體104的一橫向表面，並為光學二極體104提供作為一銷接植入層的功能。垂向部110b從基底102的前側122延伸至基底102的內部且在畫素區103a、103b之間的一位置。橫向部110a可被重摻雜(例如：所具有的電阻率低至milliOhm/cm(毫歐姆/公分)的範圍)，其摻雜濃度大於垂向部110b的摻雜濃度。在一些實施例中，垂向部110b是與背側深溝槽隔離結構111垂直對準(例如：共有一共用中心線126)。垂向部110b可以在基底102的內部與背側深溝槽隔離結構111相交。背側深溝槽隔離結構111的一底部可置於摻雜隔離層110的垂向部110b的一凹入的頂表面的範圍內。背側深溝槽隔離結構111與摻雜隔離層110一起為畫素區103a、103b提供隔離的功能，而可以減少畫素區103a、103b之間的輝散現象(blooming)及串音(crosstalk)。背側深溝槽隔離結構111與摻雜隔離層110亦在操作的過程中促進光學二極體104的空乏，而改善電荷滿載量及銷接電壓。
在一些實施例中，在基底102的背側124的上方，排列複數個彩色濾光器116。配置上述複數個彩色濾光器116，分別用來傳播入射輻射或入射光120的特定波長成分。例如一第一彩色濾光器(例如：一紅色的彩色濾光器)可傳播在一第一範圍內的波長成分；而一第二彩色濾光器可傳播在一第二範圍內的波長成分，上述第二範圍異於上述第一範圍。在一些實施例中，上述複數個彩色濾光器116可排列在基底102上的一柵格結構的範圍內。在一些實施例中，上述柵格結構可包括一堆疊柵格，此堆疊柵格具有被一介電材料圍繞的一金屬框。在一些實施例中，介電材料層與上述堆疊柵格可具有相同的介電材料(例如：二氧化矽(SiO2))。
複數個微透鏡118是排列在上述複數個彩色濾光器116的上方。微透鏡118是分別與彩色濾光器116對準且在畫素區103a、103b上。在一些實施例中，上述複數個微透鏡118具有一實質上平坦的底表面與一彎曲的上表面，此實質上平坦的底表面相鄰於上述複數個彩色濾光器116。配置上述彎曲的上表面，以將入射輻射或入射光120(例如：指向下層的畫素區103a、103b的光)聚焦。在上述互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器的操作的過程中，是藉由微透鏡118來將入射輻射或入射光120聚焦至下層的畫素區103a、103b。當足夠能量的入射輻射或入射光撞擊光學二極體104，其產生一電子電洞對而製造一光電流。特別是雖然第1圖顯示固定至上述影像感測器上的微透鏡118，要瞭解的是上述影像感測器可能不包括微透鏡，而可以在一不同的製造動作將上述微透鏡貼附於上述影 像感測器。
第2圖是一剖面圖200，顯示一互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器的一些附加實施例，其中上述互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器包括被一背側深溝槽隔離結構111圍繞的光學二極體104。除了與前文對第1圖所示的類似結構之外，在一些實施例中，如第2圖所示，背側深溝槽隔離結構111更包括一高介電常數介電襯墊113，高介電常數介電襯墊113是置於摻雜層114與介電填充層112之間。高介電常數介電襯墊113可具有作為一鈍化層的功能，並將摻雜層114與介電填充層112分離。高介電常數介電襯墊113可包括例如氧化鋁(AlO)、氧化鉿(HfO)、氧化鉿矽(HfSiO)、氧化鉿鋁(HfAlO)或氧化鉿鉭(HfTaO)。在一些實施例中，有別於第1圖所示之摻雜層114與介電填充層112所具有的頂表面是與基底102的背側124的一橫向表面共平面，在第2圖中，摻雜層114、高介電常數介電襯墊113與介電填充層112可以從上述深溝槽向上延伸至基底102的背側124的上方並沿著基底102的背側124橫向配置。摻雜層114與高介電常數介電襯墊113可以是共形層。在第2圖所示的影像感測器可以是一中間結構，且可能或可能不使摻雜層114、高介電常數介電襯墊113與介電填充層112歷經會改變上述層的頂表面的一平坦化步驟。
在一些實施例中，從基底102的前側122至基底102的內部的一位置且在畫素區103a、103b之間，配置一浮置擴散井204。一轉換閘極202是配置在基底102的前側122上且橫向地在光學二極體104與浮置擴散井204之間的一位置。在操作的過 程中，轉換閘極202控制從光學二極體104轉換至浮置擴散井204的電荷。若在浮置擴散井204的範圍的電荷水平夠高，則將一源極追隨電晶體(source follower transistor)(未繪示)活化，並根據用於定址的列選擇電晶體(row select transistor)(未繪示)而選擇性地輸出電荷。可使用一重設電晶體(reset transistor)(未繪示)而在曝光的週期之間重設光學二極體104。
第3圖是一剖面圖300，顯示一互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器的一些附加實施例，其中上述互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器包括被背側深溝槽隔離結構111圍繞的光學二極體104。除了與前文對第1與2圖所作說明中的類似結構之外，在一些實施例中，如第3圖所示，一淺溝槽隔離(shallow trench isolation；STI)結構302是置於相鄰的畫素區103a、103b之間，且在從基底102的前側122至基底102的內部的位置。淺溝槽隔離結構302與背側深溝槽隔離結構111是垂直對準(例如：共有一共用中心線304)，其可以或可以未與摻雜隔離層110的垂向部110b共有一中心線。在一些實施例中，摻雜隔離層110的垂向部110b是從基底102的前側122延伸至基底102的內部的一位置且圍繞淺溝槽隔離結構302。摻雜隔離層110的垂向部110b可使淺溝槽隔離結構302與背側深溝槽隔離結構111分離。因此，背側深溝槽隔離結構111、摻雜隔離層110與淺溝槽隔離結構302一起對畫素區103a、103b提供隔離的功能，而可以減少畫素區103a、103b之間的輝散現象及串音。背側深溝槽隔離結構111與摻雜隔離層110亦一起在操作的過程中促進光學二極體104的空乏，而改善電荷滿載量及銷接電壓。
第4圖是一剖面圖400，顯示一互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器的一些附加實施例，其中上述互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器包括被背側深溝槽隔離結構111圍繞的光學二極體104。作為第3圖所示之摻雜隔離層110使淺溝槽隔離結構302與背側深溝槽隔離結構111分離的替代性的實施例，如第4圖所示，背側深溝槽隔離結構111的延伸更為深入基底102而與淺溝槽隔離結構302相交。在一些實施例中，背側深溝槽隔離結構111的摻雜層114到達淺溝槽隔離結構302的一平坦或凹下的頂表面上，而背側深溝槽隔離結構111的高介電常數介電襯墊113及/或介電填充層112進一步向下延伸至淺溝槽隔離結構302的一下凹的凹部。
第5A圖是一剖面圖500a，顯示包括一影像感測器的一積體晶片的一些實施例，其中上述影像感測器包括被一背側深溝槽隔離結構111圍繞的光學二極體104。除了與前文敘述的類似構件之外，在一些實施例中，如第5A圖所示，一後段製程(back-end-of-the-line；BEOL)金屬堆疊108是排列在基底102的前側122上。後段製程金屬堆疊108包括複數個金屬互連層，上述金屬互連層排列在一或多個層間介電(inter-level dielectric；ILD)層106的範圍內。層間介電層106可包括一或多個低介電常數介電層(例如：具有小於約3.9的介電常數的一介電質)、超低介電常數介電層或氧化物(例如：氧化矽)。一邏輯閘裝置502可置於上述影像感測器的相同的積體晶片的範圍內並被一邏輯淺溝槽隔離結構504所隔離。複數個導體接點506是排列在層間介電層106的範圍內。導體接點506從轉換閘極202 與浮置擴散井204延伸至一或多個金屬線層508。在各種實施例中，導體接點506可包括例如銅或鎢等的一導體金屬。
第5B圖是一剖面圖500b，顯示包括一影像感測器的一積體晶片的一些附加實施例，其中上述影像感測器具有被背側深溝槽隔離結構111圍繞的光學二極體104。作為以上所揭露者的替代性的實施例，上述影像感測器所具有的光學二極體104中，其第二區104b所具有的橫向尺寸小於第一區104a的橫向尺寸。浮置擴散井204是置於淺溝槽隔離結構302之間且在轉換閘極202之與光學二極體104相反的其他側。邏輯淺溝槽隔離結構504可以與淺溝槽隔離結構302具有相同或不同的尺寸。
第6~11圖為一系列之剖面圖，顯示一互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器的形成方法的一些實施例，其中上述互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器具有被一背側深溝槽隔離結構(back-side deep trench isolation；BDTI)圍繞的一光學二極體。
如第6圖的剖面圖600所示，將摻雜物植入一基底102，以在基底102的一前側122的範圍內形成一摻雜區，上述摻雜區包括一光學二極體104與一摻雜隔離層110。在各種實施例中，基底102可包括任何形式的半導體本體(例如：矽塊/互補式金屬-氧化物-半導體塊、矽鍺、絕緣層上覆矽等等)，例如一半導體晶圓或在一晶圓上的一或多個晶粒，同時可以在上述半導體本體上及/或以與上述半導體本體具有其他形式的相關性的方式，形成其他形式的半導體及/或磊晶層。可將基底102準備為包括光學二極體104的一第一區104a，第一區104a將 被形成為具有一第一摻雜形式(例如：p型)。然後，可施行一毯覆式佈植或一分級磊晶成長(grading epitaxial growth)製程，以形成光學二極體104的一第二區104b，第二區104b將被形成為具有一第一摻雜形式(例如：p型)。然後，將一摻雜物植入基底102，以形成一摻雜隔離層110。在一些實施例中，上述摻雜物可包括上述第一摻雜形式(例如：硼等的p型摻雜物)，將其摻雜至基底102的前側122中。在其他實施例中，上述可包括一n型摻雜物(例如：磷)。在一些實施例中，可將上述摻雜物佈植為一毯覆式的佈植(例如：一未作遮罩的佈植)，以形成一橫向部110a，橫向部110a從前側122延伸進入基底102到一第一深度，隨後進行一選擇性的佈植(例如：一已作遮罩的佈植)，以形成一垂向部110b，垂向部110b包括複數個柱體，上述柱體延伸進入基底102到一第二深度，上述第二深度比上述第一深度還深。與垂向部110b比較，橫向部110a可具有較大的摻雜濃度。
如第7圖的剖面圖700所示，在基底102的一前側122的上方，形成一轉換閘極202。可藉由沉積一閘極介電膜與在此閘極介電膜的上方沉積一閘極電極膜，而形成轉換閘極202。隨後，將上述閘極介電膜與上述閘極電極膜圖形化，以形成一閘極介電層與一閘極電極。在上述閘極電極的最外側的側壁上，可形成側壁間隔物。在一些實施例中，可藉由將氮化物沉積至基底102的前側122上並選擇性地蝕刻上述氮化物，而形成上述側壁間隔物。如第7圖所示，在基底102的前側122的範圍內進行佈植製程，以沿著轉換閘極202的一側或是一對轉換閘極202的相對側，形成一浮置擴散井204。在一些實施例 中，可根據包括光阻的一圖形化的罩幕(未繪示)，選擇性地對基底102作佈植。
在一些實施例中，如第10圖的剖面圖1000所示，可以在畫素區103a、103b的相對側且在基底102的前側122的範圍內，形成一或多個隔離結構302(例如：淺溝槽隔離結構)。可藉由選擇性地蝕刻基底102的前側122以形成淺溝槽並隨後在上述淺溝槽的範圍內形成氧化物，以形成一或多個隔離結構302。可以在形成轉換閘極202及/或浮置擴散井204之前或之後，形成一或多個隔離結構302。
雖然未顯示於第6圖或第10圖，可以在基底102的前側122的上方，形成包括排列在一層間絕緣層中的複數個金屬互連層的一後段製程金屬堆疊(例如：請參考第5A圖或第5B圖的後段製程金屬堆疊108與層間介電層106)。在一些實施例中，可藉由在基底102的前側122的上方形成包括一或多層的層間介電材料的上述層間介電層，而形成上述後段製程金屬堆疊。後續，對上述層間介電層進行蝕刻，以形成複數個介層孔及/或複數個金屬溝槽。然後，以一導體材料填入上述介層孔及/或金屬溝槽，以形成上述複數個金屬互連層。在一些實施例中，可藉由一物理氣相沉積技術(例如：物理氣相沉積、化學氣相沉積等)，沉積上述層間介電層。可使用一沉積製程及/或一鍍製製程(例如：電鍍、無電解電鍍等)，來形成上述複數個金屬互連層。在各種實施例中，上述複數個金屬互連層可包括例如鎢、銅或鋁銅(aluminum copper)。然後，可以將上述層間介電層接合至一搬運基板(未繪示)。在一些實施例中，上述 接合製程可使用排列在上述層間介電層與上述搬運基板之間的一中間接合氧化物層。在一些實施例中，上述接合製程可包括一熔融接合(fusion bonding)製程。
如第8圖的剖面圖800所示，為了對與前側122相反的一背側124作進一步的加工，將基底102翻轉。對基底102進行選擇性蝕刻，以在基底102的背側124中，形成複數個深溝槽802。在一些實施例中，可藉由將一罩幕層形成至基底102的背側124上，而對基底102進行蝕刻。然後，將基底102之未被上述罩幕層覆蓋的部分，曝露於一蝕刻劑。上述蝕刻劑對基底102進行蝕刻，以形成延伸至基底102的複數個深溝槽802。在各種實施例中，上述罩幕層可包括光阻或氮化物(例如：SiN)，使用一光學微影製程將其圖形化。在各種實施例中，上述蝕刻劑可包括一乾蝕刻劑或一溼蝕刻劑(例如：氫氟酸(hydroflouric acid；HF)或氫氧化四甲銨(Tetramethylammonium hydroxide；TMAH))，上述乾蝕刻劑具有一蝕刻藥劑，上述蝕刻藥劑包括一氟類物質(例如：CF4、CHF3、C4F8等等)。深溝槽802的延伸穿過摻雜隔離層110，到達基底102的內部的一位置，並橫向分離光學二極體104。可將基底102薄化，以在形成上述深溝槽之前減少基底102的厚度並得以使輻射通過基底102的背側124，到達光學二極體104。在一些實施例中，可藉由對上述半導體基底的背側124進行蝕刻，將基底102薄化。在其他實施例中，可藉由對上述半導體基底的背側124進行機械性的研磨，將基底102薄化。
如第9圖的剖面圖900或第11圖的剖面圖1100所 示，沿著深溝槽802的側壁，形成一自對準的摻雜層114。可藉由一佈植製程、一電漿摻雜製程、一磊晶成長製程、一原子層沉積製程或其他適當的技術，形成摻雜層114。然後，以介電材料填入深溝槽802。在一些實施例中，在深溝槽802的範圍內形成一高介電常數介電襯墊113並將其形成至摻雜層114上。可藉由沉積技術來形成高介電常數介電襯墊113，且高介電常數介電襯墊113可包括氧化鋁(AlO)、氧化鉿(HfO)、氧化鉭(TaO)或具有的介電常數高於氧化矽的介電常數的其他介電材料。摻雜層114與高介電常數介電襯墊113順著深溝槽802的側壁與底表面排列。在一些實施例中，摻雜層114與高介電常數介電襯墊113可延伸至基底102的背側124的上方並在深溝槽802之間延伸。形成一介電填充層112，以填充深溝槽802的剩餘部分。在一些實施例中，是在形成介電填充層112之後，進行一平坦化製程，以形成沿著介電填充層112及高介電常數介電襯墊113的上表面延伸的一平坦表面。在一些實施例中，可使用一物理氣相沉積技術，沉積高介電常數介電襯墊113與介電填充層112。其結果，在基底102中形成背側深溝槽隔離結構111，且背側深溝槽隔離結構111是從背側124延伸至基底102的內部的一位置。背側深溝槽隔離結構111是形成在相鄰的畫素區103a、103b之間，並隔離相鄰的畫素區103a、103b。
雖然未顯示於圖式，可在後續，在基底102的背側124的上方，形成複數個彩色濾光器(例如：請參考示於第1圖的彩色濾光器116)。在一些實施例中，可藉由形成一彩色濾光器層及將上述彩色濾光器層圖形化，形成上述複數個彩色濾光 器。上述彩色濾光器層是以允許具有一特定範圍的波長的輻射(例如：光線)通過並阻擋上述特定波長範圍以外的波長的光線的材料形成。另外，在一些實施例中，在形成之後，將上述彩色濾光器層圖形化。在上述複數個彩色濾光器的上方，可形成複數個微透鏡(例如：請參考示於第1圖的微透鏡118)。在一些實施例中，可藉由在上述複數個彩色濾光器之上沉積一微透鏡材料(例如：藉由旋轉塗布法或一沉積製程)，形成上述複數個微透鏡。在上述微透鏡材料上，圖形化成一微透鏡模板，上述微透鏡模板具有一彎曲的上表面。在一些實施例中，上述微透鏡模板可包括一光阻材料，以一曝光光線劑量分布(例如：對於一負型光阻，在此彎曲形狀的底部曝露較多光線，而在此彎曲形狀的頂部曝露較少光線)，對此光阻材料曝光，再對此光阻材料進行顯影及烘烤，以形成一圓化的形狀。然後，藉由根據上述微透鏡模板而對上述微透鏡材料進行選擇性蝕刻，而形成上述複數個微透鏡。
第12圖為一流程圖，顯示一互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器的形成方法1200的一些實施例，其中上述互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器具有被一背側深溝槽隔離結構(back-side deep trench isolation；BDTI)圍繞的一光學二極體。
在此揭露的方法1200是以一系列的動作或事件來作呈現及敘述，要瞭解的是所呈現的這樣的動作或事件的順序不應被解釋為一限制的意向。例如，一些動作可以以不同的順序發生及/或與此處呈現及/或敘述者分開的其他動作或事件一 起發生。此外，不是所有所呈現的動作都被需要來實行在此敘述的一或多個態樣或實施例。還有，可以在一或多個分開的動作及/或階段，實行在此描述的一或多個動作。
在動作1202，在上述基底的上述前側中，形成一光學二極體與一摻雜隔離層。在一些實施例中，可藉由將摻雜物植入上述基底的上述前側，而形成上述光學二極體及/或上述摻雜隔離層的一些部分。可以以毯覆性的佈植，對上述摻雜隔離層作佈植，以形成一橫向部，隨後以一選擇性的佈植來形成一垂向部，上述垂向部包括複數個柱體，上述柱體比上述橫向部還要更深入上述基底。比起上述垂向部，上述橫向部具有較大的摻雜濃度。第6圖顯示的剖面圖是對應於動作1202所對應的一些實施例。
在動作1204，在上述基底的上述前側中，形成一浮置摻雜井與一轉換閘極電極。在上述基底的上述前側上的轉換電晶體的上方，形成一後段製程金屬堆疊。第7圖顯示的剖面圖是對應於動作1204所對應的一些實施例。
在動作1206，藉由對上述基底進行選擇性蝕刻以形成複數個淺溝槽並隨後在上述淺溝槽的範圍內形成一介電質(例如：氧化物)，而在上述基底的上述前側中，形成一淺溝槽隔離區。上述一或多個隔離結構，可以在形成上述轉換閘極及/或上述浮置摻雜井之前或之後形成。第10圖顯示的剖面圖是對應於動作1206所對應的一些實施例。
在步驟1208，為了進一步加工，將上述基底翻轉。對上述基底的一背側進行選擇性蝕刻，以形成延伸進入上述基 底的複數個深溝槽。上述深溝槽可具有一中心線，此中心線與上述摻雜隔離層的垂向部的中心線及/或上述淺溝槽隔離區的中心線對準。第8圖顯示的剖面圖是對應於動作1208所對應的一些實施例。
在動作1210，填充上述深溝槽，以形成複數個背側深溝槽隔離(back-side deep trench isolation；BDTI)結構，藉由上述摻雜隔離層，使上述背側深溝槽隔離結構與上述光學二極體分離。第9圖顯示的剖面圖是對應於動作1210所對應的一些實施例。在動作1212，沿著上述深溝槽的側壁，形成一摻雜層。在動作1214，在上述深溝槽的範圍內形成一高介電常數介電襯墊，將上述高介電常數介電襯墊形成至上述摻雜層上。在動作1216，形成一介電填充層，以填充上述深溝槽的剩餘部分。
在動作1218，在上述半導體基底的上述背側的上方，形成複數個彩色濾光器與複數個微透鏡。
因此，本發明實施例是關於具有被一背側深溝槽隔離(back-side deep trench isolation；BDTI)結構圍繞的一光學二極體的互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器及相關形成方法。上述背側深溝槽隔離結構包括一摻雜層與一介電填充層，上述摻雜層順著一深溝槽的一側壁表面排列，上述介電填充層填充上述深溝槽的剩餘空間。藉由形成上述背側深溝槽隔離結構，其功能是作為一摻雜井與一隔離結構，簡化了從基底的前側進行的佈植製程，因此改善了曝光解析度、光學二極體的電荷滿載量及銷接電壓。
本發明一些實施例是關於一種互補式金屬-氧化 物-半導體影像感測器。上述影像感測器包括一基底，具有一前側與一背側，上述背側與上述前側相反。上述影像感測器又包括複數個畫素區，置於上述基底中，上述畫素區分別具有一光學二極體，配置上述光學二極體而將從上述背側進入上述基底的輻射轉換成電性訊號。上述影像感測器又包括一背側深溝槽隔離(back-side deep trench isolation；BDTI)結構，置於相鄰的畫素區之間的一深溝槽的範圍內，從上述基底的上述背側延伸至上述基底的內部。上述背側深溝槽隔離結構包括一摻雜層與一介電填充層，上述摻雜層具有第一摻雜形式，上述摻雜層順著上述深溝槽的一側壁表面排列，上述介電填充層填充上述深溝槽的剩餘空間。在前述或接下來的一或多個實施例中，上述影像感測器更包括：一摻雜隔離層，具有上述第一摻雜形式並包括彼此直接接觸的一橫向部與一垂向部，上述橫向部沿著上述基底的上述前側延伸，上述垂向部在相鄰的畫素區之間延伸且從上述基底的上述前側延伸至上述基底的內部。在前述或接下來的一或多個實施例中，上述光學二極體包括一第一區與一第二區，上述第一區具有上述第一摻雜形式，上述第二區具有異於上述第一摻雜形式的第二摻雜形式。在前述或接下來的一或多個實施例中，上述第一區的二側接觸上述第二區與上述摻雜隔離層。在前述或接下來的一或多個實施例中，上述摻雜隔離層與上述背側深溝槽隔離結構交於上述基底的內部。在前述或接下來的一或多個實施例中，上述背側深溝槽隔離結構的一底部是置於上述摻雜隔離層的上述垂向部的一凹下的頂表面的範圍內。在前述或接下來的一或多個實施例中，上述背側 深溝槽隔離結構更包括一高介電常數襯墊層，上述高介電常數襯墊層置於上述摻雜層與上述介電填充層之間。在前述或接下來的一或多個實施例中，上述背側深溝槽隔離結構的上述摻雜層與上述介電填充層從上述深溝槽向上延伸且沿著上述基底的上述背側橫向排列。在前述或接下來的一或多個實施例中，上述影像感測器更包括：一浮置擴散井，置於相鄰的畫素區之間-從上述基底的上述前側至上述基底的內部；以及一轉換閘極，橫向地在上述光學二極體與上述浮置擴散井之間的位置，排列在上述基底的上述前側上。在前述或接下來的一或多個實施例中，上述影像感測器更包括：一淺溝槽隔離結構(shallow trench isolation；STI)，置於相鄰的畫素區之間-從上述基底的上述前側至上述基底的內部；其中上述淺溝槽隔離結構與上述背側深溝槽隔離結構是垂直對準。在前述或接下來的一或多個實施例中，上述影像感測器更包括：一摻雜隔離層，具有上述第一摻雜形式，從上述基底的上述前側延伸至上述基底的內部。在前述或接下來的一或多個實施例中，上述摻雜隔離層將上述淺溝槽隔離結構與上述背側深溝槽隔離結構分離。在前述或接下來的一或多個實施例中，上述背側深溝槽隔離結構的上述摻雜層到達上述淺溝槽隔離結構的一平坦的頂表面上，而上述背側深溝槽隔離結構的上述介電填充層進一步向下延伸至上述淺溝槽隔離結構的一下凹的凹部。在前述或接下來的一或多個實施例中，上述影像感測器更包括：一後段製程(back-end-of-the-line；BEOL)金屬堆疊，排列在上述基底的前側，上述後段製程金屬堆疊包括複數個金屬互連層，上述金屬 互連層排列在一或多個層間介電層的範圍內。
本發明一些替代性的實施例是關於一種互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器。上述影像感測器包括一基底，具有一前側與一背側，上述背側與上述前側相反。上述影像感測器又包括一光學二極體，排列於上述基底的內部。上述影像感測器又包括一背側深溝槽隔離(back-side deep trench isolation；BDTI)結構，在上述光學二極體的二側的位置，從上述基底的上述背側延伸至上述基底的內部。上述影像感測器還包括一後段製程(back-end-of-the-line；BEOL)金屬堆疊，排列在上述基底的前側，上述後段製程金屬堆疊包括複數個金屬互連層，上述金屬互連層排列在一或多個層間介電層的範圍內。上述背側深溝槽隔離結構包括一摻雜層與一介電填充層，上述摻雜層具有第一摻雜形式，上述摻雜層順著上述深溝槽的一側壁表面排列，上述介電填充層填充上述深溝槽的剩餘空間。在前述或接下來的一或多個實施例中，上述背側深溝槽隔離結構橫向地鄰接上述光學二極體的側壁。在前述或接下來的一或多個實施例中，上述影像感測器更包括：一摻雜隔離層，具有上述第一摻雜形式並包括一垂向部，上述垂向部從上述基底的上述前側延伸並在上述基底的內部與上述背側深溝槽隔離結構相交。在前述或接下來的一或多個實施例中，上述影像感測器更包括：一淺溝槽隔離結構(shallow trench isolation；STI)，從上述基底的上述前側延伸至至上述摻雜隔離層的內部；其中上述淺溝槽隔離結構與上述背側深溝槽隔離結構是垂直對準。在前述或接下來的一或多個實施例中，上述影像感測 器更包括：一高介電常數襯墊層，置於上述摻雜層與上述介電填充層之間。
本發明其他實施例是關於一種影像感測器的形成方法。上述方法包括從一基底的一前側，形成複數個摻雜層，上述摻雜層對應於複數個畫素區的複數個光學二極體。上述方法又包括經由複數道佈植製程而將一摻雜物植入上述基底，藉此從上述基底的上述前側形成一摻雜隔離層。上述摻雜隔離層包括一垂向部，上述垂向部在相鄰的畫素區之間。上述方法又包括旋轉上述基底並從上述基底的一背側進行蝕刻，以在相鄰的畫素區之間形成一深溝槽，且上述深溝槽延伸進入上述基底，其中上述基底的上述背側與上述基底的上述前側相反。上述方法還包括以摻雜層與一介電填充層填充上述深溝槽，以形成一背側深溝槽隔離(back-side deep trench isolation；BDTI)結構，上述背側深溝槽隔離結構置於相鄰的畫素區之間並將上述相鄰的畫素區的光學二極體分離。在前述或接下來的一或多個實施例中，在旋轉上述基底之前，上述方法更包括：在上述基底的前側上形成一後段製程(back-end-of-the-line；BEOL)金屬堆疊，其中上述後段製程金屬堆疊包括複數個金屬互連層，上述金屬互連層排列在一或多個層間介電層的範圍內。
前述內文概述了許多實施例的特徵，使所屬技術領域中具有通常知識者可以從各個方面更佳地了解本發明實施例。所屬技術領域中具有通常知識者應可理解，且可輕易地以本發明實施例為基礎來設計或修飾其他製程及結構，並以此達到相同的目的及/或達到與在此介紹的實施例等相同之優 點。所屬技術領域中具有通常知識者也應了解這些均等的結構並未背離本發明實施例的發明精神與範圍。在不背離本發明實施例的發明精神與範圍之前提下，可對本發明實施例進行各種改變、置換或修改。

Claims (20)

  1. 一種互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器，包括：一基底，具有一前側與一背側，該背側與該前側相反；複數個畫素區，置於該基底中，該些畫素區分別具有一光學二極體，配置該光學二極體而將從該背側進入該基底的輻射轉換成電性訊號；以及一背側深溝槽隔離(back-side deep trench isolation；BDTI)結構，置於相鄰的畫素區之間的一深溝槽的範圍內，從該基底的該背側延伸至該基底的內部；其中，該背側深溝槽隔離結構包括一摻雜層與一介電填充層，該摻雜層具有第一摻雜形式，該摻雜層順著該深溝槽的一側壁表面排列，該介電填充層填充該深溝槽的剩餘空間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器，更包括：一摻雜隔離層，具有該第一摻雜形式並包括彼此直接接觸的一橫向部與一垂向部，該橫向部沿著該基底的該前側延伸，該垂向部在相鄰的畫素區之間延伸且從該基底的該前側延伸至該基底的內部。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器，其中：該光學二極體包括一第一區與一第二區，該第一區具有該第一摻雜形式，該第二區具有異於該第一摻雜形式的第二摻雜形式；以及 該第一區的二側接觸該第二區與該摻雜隔離層。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器，其中該摻雜隔離層與該背側深溝槽隔離結構交於該基底的內部。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器，其中該背側深溝槽隔離結構的一底部是置於該摻雜隔離層的該垂向部的一凹下的頂表面的範圍內。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器，其中該背側深溝槽隔離結構更包括一高介電常數襯墊層，該高介電常數襯墊層置於該摻雜層與該介電填充層之間。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器，其中該背側深溝槽隔離結構的該摻雜層與該介電填充層從該深溝槽向上延伸且沿著該基底的該背側橫向排列。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器，更包括：一浮置擴散井，置於相鄰的畫素區之間-從該基底的該前側至該基底的內部；以及一轉換閘極，橫向地在該光學二極體與該浮置擴散井之間的位置，排列在該基底的該前側上。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器，更包括：一淺溝槽隔離結構(shallow trench isolation；STI)，置於相 鄰的畫素區之間-從該基底的該前側至該基底的內部；其中，該淺溝槽隔離結構與該背側深溝槽隔離結構是垂直對準。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器，更包括：一摻雜隔離層，具有該第一摻雜形式，從該基底的該前側延伸至該基底的內部。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器，其中該摻雜隔離層將該淺溝槽隔離結構與該背側深溝槽隔離結構分離。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器，其中該背側深溝槽隔離結構的該摻雜層到達該淺溝槽隔離結構的一平坦的頂表面上，而該背側深溝槽隔離結構的該介電填充層進一步向下延伸至該淺溝槽隔離結構的一下凹的凹部。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器，更包括：一後段製程(back-end-of-the-line；BEOL)金屬堆疊，排列在該基底的前側，該後段製程金屬堆疊包括複數個金屬互連層，該些金屬互連層排列在一或多個層間介電層的範圍內。
  14. 一種互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器，包括：一基底，具有一前側與一背側，該背側與該前側相反；一光學二極體，排列於該基底的內部；一背側深溝槽隔離(back-side deep trench isolation；BDTI) 結構，在該光學二極體的二側的位置，從該基底的該背側延伸至該基底的內部；以及一後段製程(back-end-of-the-line；BEOL)金屬堆疊，排列在該基底的前側，該後段製程金屬堆疊包括複數個金屬互連層，該些金屬互連層排列在一或多個層間介電層的範圍內；其中，該背側深溝槽隔離結構包括一摻雜層與一介電填充層，該摻雜層具有第一摻雜形式，該摻雜層順著該深溝槽的一側壁表面排列，該介電填充層填充該深溝槽的剩餘空間。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器，其中該背側深溝槽隔離結構橫向地鄰接該光學二極體的側壁。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器，更包括：一摻雜隔離層，具有該第一摻雜形式並包括一垂向部，該垂向部從該基底的該前側延伸並在該基底的內部與該背側深溝槽隔離結構相交。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之互補式金屬-氧化物-半導體影像感測器，更包括：一淺溝槽隔離結構(shallow trench isolation；STI)，從該基底的該前側延伸至該摻雜隔離層的內部；其中，該淺溝槽隔離結構與該背側深溝槽隔離結構是垂直對準。
  18. 如申請專利範圍第14項所述之互補式金屬-氧化物-半導 體影像感測器，更包括：一高介電常數襯墊層，置於該摻雜層與該介電填充層之間。
  19. 一種影像感測器的形成方法，包括：從一基底的一前側，形成複數個摻雜層，該些摻雜層對應於複數個畫素區的複數個光學二極體；經由複數道佈植製程而將一摻雜物植入該基底，藉此從該基底的該前側形成一摻雜隔離層，該摻雜隔離層包括一垂向部，該垂向部在相鄰的畫素區之間；旋轉該基底並從該基底的一背側進行蝕刻，以在相鄰的畫素區之間形成一深溝槽，且該深溝槽延伸進入該基底，其中該基底的該背側與該基底的該前側相反；以及以一摻雜層與一介電填充層填充該深溝槽，以形成一背側深溝槽隔離(back-side deep trench isolation；BDTI)結構，該背側深溝槽隔離結構置於相鄰的畫素區之間並將該些相鄰的畫素區的光學二極體分離。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之影像感測器的形成方法，在旋轉該基底之前，更包括：在該基底的前側上形成一後段製程(back-end-of-the-line；BEOL)金屬堆疊，其中該後段製程金屬堆疊包括複數個金屬互連層，該些金屬互連層排列在一或多個層間介電層的範圍內。
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