TWI753754B - 影像感測器與其製造方法 - Google Patents

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Abstract

揭示了一種具有應力調節層的影像感測器及一種製造影像感測器的方法。影像感測器包括具有前側表面及與前側表面相反的背側表面的襯底；設置在襯底之背側表面上的抗反射塗層；設置在抗反射塗層上的介電層；設置在介電層上的金屬層；以及設置在金屬層上的應力調節層。應力調節層包括富矽氧化物層。應力調節層中的矽原子及氧原子的濃度分佈不重疊且彼此不同。影像感測器進一步包括設置在應力調節層上的氧化物網格結構。

Description

影像感測器與其製造方法
本揭露是關於一種影像感測器與其製造方法。
半導體影像感測器用於感測進入的可見輻射或不可見輻射，諸如可見光、紅外光等。互補金屬氧化物半導體(Complementary metal-oxide-semiconductor；CMOS)影像感測器(Complementary metal-oxide-semiconductor image sensor；CIS)及電荷耦合裝置(charge-coupled device；CCD)感測器用於各種應用中，諸如數位相機、移動電話、輸入板、護目鏡等。這些影像感測器利用吸收(例如，感測)進入輻射且將其轉換成電信號的像素陣列。影像感測器的實例為背側入射式(backside illuminated；BSI)影像感測器，其檢測來自BSI影像感測器之襯底的「背側」的輻射。
在一些實施例中，一種半導體裝置包括具有第一表面及與第一表面相反的第二表面的襯底；設置在襯底之第二表面上的抗反射塗層；以及設置在抗反射塗層上的應力 調節層。應力調節層包括半導體材料的氧化物。應力調節層中的半導體材料及氧原子的濃度分佈不重疊且彼此不同。半導體裝置進一步包括設置在應力調節層上的網格結構及設置在襯底之第一表面上的金屬層。
在一些實施例中，一種影像感測器包括具有前側表面及與前側表面相反的背側表面的襯底；設置在襯底之該背側表面上的抗反射塗層；設置在該抗反射塗層上的介電層；設置在介電層上的金屬層；以及設置在金屬層上的應力調節層。應力調節層包括富矽氧化物層。應力調節層中的矽原子及氧原子的濃度分佈不重疊且彼此不同。影像感測器進一步包括設置在應力調節層上的氧化物網格結構。
在一些實施例中，一種影像感測器的製造方法包括：在襯底之前側表面上形成金屬層；在襯底之背側表面上沉積抗反射塗層；以及在抗反射塗層上沉積應力調節層。沉積應力調節層包括：以具有從應力調節層之底表面到頂表面的下降斜率的矽氧濃度比分佈沉積富矽氧化物層。該方法進一步包括：在應力調節層上形成像素網格結構，且在金屬層上及襯底內形成墊結構。
100,200,300,400,500:BSI影像感測器
102A:像素區域
102B:周邊區域
102C:接觸墊區域
102D:背側劃線區域
104:襯底
104A:前側表面
104B:背側表面
106:層的堆疊
108:抗反射塗層
110,210,410,510:應力調節層
110A:底表面
110B:頂表面
110t,210t,410t:厚度
112:第一介電層
114:金屬層
116:第二介電層
118:第三介電層
120,420:墊結構
122:STI區域
124:多層金屬層
124A:多層互連結構
124B:金屬間介電層
126:載體襯底
128:入射輻射束
130:金屬網格結構
132:網格線
134:像素
136:接地金屬屏蔽
138:接觸墊開口
138A:第一空腔部分
138B:第二空腔部分
430:氧化物網格結構
432:網格線
434:像素
600:方法
605:製程步驟
610:製程步驟
615:製程步驟
620:製程步驟
1040:開口
1800:方法
1805:製程步驟
1810:製程步驟
1815:製程步驟
1820:製程步驟
1825:製程步驟
2140:開口
2900:方法
2905:製程步驟
2910:製程步驟
2915:製程步驟
2920:製程步驟
3138:接觸墊開口
3138A:第一空腔部分
3138B:第二空腔部分
3140:背側劃線開口
3542:像素空腔
3744:鈍化層
A-A:線
B-B:線
當與附圖一起閱讀時，根據以下詳細描述可以最好地理解本揭露之各態樣。
第1A圖繪示根據一些實施例的具有應力調節層的BSI影像感測器之橫截面圖。
第1B圖至第1H圖繪示根據一些實施例的BSI影像感測器中的應力調節層之特性。
第1I圖繪示根據一些實施例的BSI影像感測器中的應力調節雙層結構之橫截面圖。
第1J圖至第1O圖繪示根據一些實施例的BSI影像感測器中的應力調節雙層結構之特性。
第2圖至第5圖繪示根據一些實施例的具有應力調節層的BSI影像感測器之橫截面圖。
第6圖是根據一些實施例的用於製造具有應力調節層的BSI影像感測器的方法之流程圖。
第7圖至第17圖繪示根據一些實施例的在BSI影像感測器的製造製程的各個階段處的具有應力調節層的BSI影像感測器之橫截面圖。
第18圖是根據一些實施例的用於製造具有應力調節層的BSI影像感測器的方法之流程圖。
第19圖至第28圖繪示根據一些實施例的在BSI影像感測器的製造製程的各個階段處的具有應力調節層的BSI影像感測器之橫截面圖。
第29圖是根據一些實施例的用於製造具有應力調節層的BSI影像感測器的方法之流程圖。
第30圖至第38圖繪示根據一些實施例的在BSI影像感測器的製造製程的各個階段處的具有應力調節層的BSI影像感測器之橫截面圖。
現在將參考附圖描述說明性實施例。在附圖中，類似的元 件符號通常指示相同、功能相似及/或結構相似的元件。
以下揭露提供許多不同實施例或實例以用於實現所提供主題的不同特徵。以下描述組件及配置的具體實例以簡化本揭露。當然，此等僅為實例且並非意欲限制性的。例如，在以下描述中，用於在第二特徵結構之上形成第一特徵結構的製程可包括第一特徵結構及第二特徵結構以直接接觸形成的實施例，且還可包括可在第一特徵結構與第二特徵結構之間形成額外特徵結構，使得第一特徵結構及第二特徵結構可不直接接觸的實施例。如本文所用，第一特徵結構形成在第二特徵結構上意謂第一特徵結構形成為與第二特徵結構直接接觸。另外，本揭露可在各種實例中重複元件符號及/或字母。此重複本身並不指示所論述的各種實施例及/或組態之間的關係。
可在本文使用空間相對術語(諸如「在...之下」、「下方」、「下部」、「上方」、「上部」及其類似者)以易於描述，以便描述一個元件或特徵結構與一個或多個另外元件或特徵結構的關係，如附圖中所繪示。空間相對術語意欲涵蓋除圖中所描繪之定向以外在使用或操作中裝置的不同定向。設備可以其他方式定向(旋轉90度或呈其他定向)，且相應地可以同樣地解釋本文所使用的空間相對描述符。
應注意，在說明書中，「一個(one)實施例」、「一 (an)實施例」、「一(an)示例性實施例」、「示範性」等之提及物指示所描述的實施例可包括一特定特徵、結構或特性，但是每個實施例可能不一定包括該特定特徵、結構或特性。另外，此類短語不一定是指同一實施例。此外，當結合一實施例來描述一特定特徵、結構或特性時，無論是否明確描述，結合其他實施例來實現這樣的特徵、結構或特性在熟習此項技術者的知識範圍內。
應瞭解，本文之措辭或術語是出於描述而非限制之目的，以使得本說明書之術語或措辭應由熟習相關技術者根據本文之教示進行解釋。
如本文所用，術語「蝕刻選擇性」是指在同一蝕刻條件下的兩種不同材料的蝕刻速率之比。
如本文所用，術語「高k」是指高介電常數。在半導體裝置結構及製造製程領域中，高k是指大於SiO2的介電常數(例如，大於3.9)的介電常數。
如本文所用，術語「低k」是指低介電常數。在半導體裝置結構及製造製程領域中，低k是指小於SiO2的介電常數(例如，小於3.9)的介電常數。
如本文所用，術語「p型」將一結構、層及/或區域定義為摻雜有p型摻雜劑，諸如硼。
如本文所用，術語「n型」將一結構、層及/或區域定義為摻雜有n型摻雜劑，諸如磷。
如本文所用，術語「傳導」是指導電結構、層及/或區域。
如本文所用，術語「富矽氧化物」是指具有大於約1：2的化學計量的矽氧比的矽氧比的非化學計量的矽氧化物(SiOx)材料。
在一些實施例中，術語「約」及「實質上」可以指示在值的5%內(例如，值的±1%、±2%、±3%、±4%、±5%)變化的給定量之值。此等值僅為實例且並非意欲限制性的。術語「約」及「實質上」可以是指如由熟習相關技術者根據本文之教示解釋的值之百分率。
背側入射式(backside illuminated；BSI)影像感測器，下稱BSI影像感測器包括具有形成在襯底(例如，半導體襯底)上的像素陣列或輻射感測區域的像素區域。術語「輻射感測區域」及「像素」可在整個本揭露中可交換地使用。像素設置以將光子從入射輻射轉換為電信號。電信號隨後分配給附接到BSI影像感測器的處理組件。由於這個原因，像素區域疊加在設置以將在像素內產生的電信號分配給合適的處理組件的多層金屬層上。多層金屬層形成在稱為襯底之「前側」表面的襯底之第一表面上。像素區域形成在與襯底之前側表面相反的襯底之第二表面上。此襯底之第二表面在本文中稱為襯底之「背側」表面。像素區域包括在相鄰像素之間提供光學隔離的網格結構。此外，像素區域包括彩色濾光層。可以選擇彩色濾光層的材料，使得具有所需波長的光穿過彩色濾光層，而具有其他波長的光由彩色濾光層吸收。
BSI影像感測器的組件(例如，像素、電晶體、電 容器、記憶結構或附接到BSI影像感測器的其他晶片)可以通過附接到形成在襯底之背側表面上的墊結構的導線連接器電耦合到外部裝置(例如，外部電路)。為了實現此耦合，BSI影像感測器的墊結構從襯底之背側表面延伸到襯底之前側表面，且電連接到BSI影像感測器的多層金屬層。因此，提供與BSI影像感測器的電信號連接的多層金屬層可以通過墊結構電連接到外部裝置或電路。墊結構可以設置在像素區域周圍的BSI影像感測器的周邊處。
BSI影像感測器的挑戰是實現高裝置可靠性。BSI影像感測器的裝置可靠性受到在襯底之背側表面上形成像素區域的層的堆疊內的殘留應力的累積的負面影響。殘留應力的累積是由於層的堆疊中不同層之間的晶格失配而產生的。殘留應力的這種累積可以在層的堆疊內產生裂紋及/或可以致使層的堆疊從襯底剝離，導致裝置失效。
本揭露提供具有應力調節層的示例性BSI影像感測器及其示例性製造方法。應力調節層設置在BSI影像感測器的像素區域及/或其他區域(例如，接觸墊區域、金屬屏蔽區域等)中的層的堆疊內。應力調節層經配置成誘導應力以抵消層的堆疊內的殘留應力。例如，應力調節層誘導壓縮應力以抵消下層及/或上層中的拉伸應力，或者誘導拉伸應力以抵消下層及/或上層中的壓縮應力。由應力調節層誘導的這樣的抵消應力鬆弛了層的堆疊內的殘留應力，因此防止在層的堆疊內形成應力誘導的裂紋及/或層從襯底應力誘導的剝離。與沒有應力調節層的BSI影像感測器相 比，在BSI影像感測器中使用應力調節層可以將裝置可靠性提高約40%至約50%。
在一些實施例中，應力調節層可以設置在像素區域中的網格結構上方及/或下方。應力調節層可以設置在網格結構下方的抗反射塗層(anti-reflective coating；ARC)上及/或插置在網格結構上方的彩色濾光層之間。在一些實施例中，應力調節層可以包括富矽氧化物層，該富矽氧化物層具有橫跨該富矽氧化物層的線性的或漸變的Si濃度分佈及恆定的或漸變的矽氧比。如本文所用，術語「富矽氧化物」是指具有大於約1：2的化學計量的矽氧比的矽氧比的非化學計量的矽氧化物(SiOx)材料。在一些實施例中，應力調節層可以包括具有富矽氧化物底層及氧化物或氮化物頂層的雙層結構。雙層結構可以包括橫跨該雙層結構的恆定的或漸變的Si濃度分佈及恆定的或漸變的矽氧比。橫跨雙層結構的Si濃度分佈的其他形狀亦在本揭露的範圍內。除了雙層結構之外，應力調節層的其他層組態亦在本揭露的範圍內。
在一些實施例中，應力調節層包括應變層，該應變層具有在應變層內誘導的拉伸應力或壓縮應力。應變層可以包括應變富矽氧化物層。在一些實施例中，應變層可以包括具有應變富矽氧化物底層及氧化物或氮化物頂層的雙層結構。應變富矽氧化物層可以包括橫跨該應變富矽氧化物層的線性的或漸變的Si濃度分佈及恆定的或漸變的矽氧比。在沉積製程期間，可以通過變化沉積參數來調整應 力調節層內的應力水平，該沉積參數諸如前驅物氣體流率、前驅物氣體壓力、沉積溫度、沉積速率、層厚度及材料組成物。
第1A圖繪示根據一些實施例的具有像素區域102A、周邊區域102B、接觸墊區域102C及背側劃線(back side scribe line；背側劃線)區域102D的BSI影像感測器100之橫截面圖。
BSI影像感測器100可以形成在具有前側表面104A及背側表面104B的襯底104上。襯底104可以是半導體材料，諸如矽(Si)、鍺(Ge)、矽鍺(SiGe)、碳化矽(SiC)、磷化銦(InP)、砷化鎵(GaAs)及其組合。在一些實施例中，襯底104可以包括絕緣體上矽(silicon-on-insulator；SOI)結構或絕緣體上鍺(germanium-on-insulator；GOI)結構。用於襯底104的其他合適的材料亦在本揭露的範圍內。
BSI影像感測器100可以包括設置在背側表面104B上的層的堆疊106、設置在襯底104內的淺溝槽隔離區域120、設置在前側表面104A上的多層金屬層124、設置在接觸墊區域102C內的墊結構120及載體襯底126。墊結構120是BSI影像感測器100的輸入/輸出(input/output；I/O)埠，且包括電耦合到嵌入在金屬間介電(inter-metal dielectric；IMD)層124B中的多層互連結構124A的傳導層。BSI影像感測器100可以包括附加組件，諸如層的堆疊106上的微透鏡、墊結構120 上的錫銲凸塊、金屬佈線、主動裝置及/或被動裝置、絕緣層、蝕刻停止層及摻雜區域，該等附加組件為簡化起見未示出。
像素區域102A可以包括具有網格線132的金屬網格結構130，該金屬網格結構130使像素134彼此隔離，且設置以接收入射輻射束128，入射輻射束128通過像素區域102A中的層的堆疊106轉換為電信號。電信號由墊結構120及多層金屬層124分配給載體襯底126或外部電路。載體襯底126可以通過分子力──稱為直接接合或光學熔合接合的技術或通過本技藝中已知的其他接合技術(諸如金屬擴散或陽極接合)接合到多層金屬層124。在一些實施例中，載體襯底126可以包括類似於襯底104的材料或可以包括玻璃襯底。在一些實施例中，載體襯底126可以包括特定應用積體電路(application specific integrated circuit；ASIC)。ASIC可以包括主動裝置(例如，電晶體結構)以形成ASIC中的邏輯電路及記憶電路。主動裝置與層的堆疊106之間的電連接由多層金屬層124提供。
周邊區域102B可以包括接地金屬屏蔽136，接地金屬屏蔽136向周邊區域102B中的主動裝置(未示出)提供光學屏蔽以使主動裝置保持光學黑暗。周邊區域102B中的主動裝置可以是用於為BSI影像感測器100建立光強度基線的參考像素。接觸墊區域102C可以包括墊結構120上的一或多個傳導接合墊或錫銲凸塊(未示出)，可以 通過該一或多個傳導接合墊或錫銲凸塊建立BSI影像感測器100與外部電路之間的電連接。背側劃線區域102D可以使BSI影像感測器100與相鄰的半導體裝置(未繪示)隔離，且可以在晶粒被封裝且作為積體電路晶片出售之前經切割以使相鄰晶粒上的相鄰半導體裝置分離。
層的堆疊106可以包括設置在背側表面104B上的抗反射塗層108、設置在抗反射塗層108上的應力調節層110、設置在應力調節層110上的第一介電層112、設置在第一介電層112上的金屬層114、設置在金屬層114上的第二介電層116及設置在第二介電層116上的第三介電層118。在一些實施例中，抗反射塗層108可以包括高k介電材料，諸如二氧化鉿(HfO2)、二氧化鈦(TiO2)、氧化鉿鋯(HfZrO2)、氧化鉭(Ta2O3)、矽酸鉿(HfSiO4)、氧化鋯(ZrO2)及矽酸鋯(ZrSiO4)或其他合適的高k介電材料。第一介電層112可以包括使用電漿增強CVD製程用四乙氧基矽烷(PETEOS)前驅物形成的電漿增強氧化物(PEOX)層。在一些實施例中，金屬層114可以包括鋁(Al)、銅(Cu)、鉭(Ta)、鈦(Ti)、其組合或其他合適的金屬材料。第二介電層116可以包括氧化物層、氮氧化物層或具有彩色濾光性質的其他合適的材料，且第三介電層118可以包括緩衝氧化物層或緩衝氮化物層。
在一些實施例中，應力調節層110可以插置在抗反射塗層108與第一介電層112之間，以防止在抗反射塗層108與第一介電層112之間形成殘留應力。殘留應力可 以是由於抗反射塗層108與第一介電層112之間的晶格失配而產生的，且/或者由於抗反射塗層108及/或第一介電層112中誘導的沉積製程相關的應力而產生的。在不使用應力調節層110的情況下，這樣的殘留應力可以導致在抗反射塗層108及/或第一介電層112內形成裂紋，且/或者可以致使抗反射塗層108從襯底104之背側表面104B剝離，導致裝置失效。
應力調節層110可以形成有可以誘導應力以抵消抗反射塗層108及/或第一介電層112內的殘留應力的結構及/或組成物。例如，應力調節層110可以形成有誘導壓縮應力以抵消抗反射塗層108及/或第一介電層112中的拉伸殘留應力或者誘導拉伸應力以抵消抗反射塗層108及/或第一介電層112中的壓縮殘留應力的結構及/或組成物。由應力調節層110誘導的這樣的抵消應力可以鬆弛抗反射塗層108及/或第一介電層112內的殘留應力。鬆弛殘留應力可以防止在抗反射塗層108及/或第一介電層112內形成應力誘導的裂紋，且/或者防止抗反射塗層108從襯底104應力誘導的剝離。
在一些實施例中，應力調節層110可以包括應變層，該應變層具有在應變層內誘導的拉伸應力或壓縮應力，其中原子被伸張超過其正常的原子間距離。在一些實施例中，應力調節層110可以具有在約10nm至約500nm範圍內的厚度110t。在約10nm至約500nm範圍之外的厚度110t可能不在抗反射塗層108及/或第一介電層 112中誘導足夠水平的應力以抵消抗反射塗層108及/或第一介電層112內的殘留應力。應力調節層110形成有在約1.5至約2.7範圍內的折射率。如果應力調節層110形成有在約1.5至約2.7範圍之外的折射率，則像素區域102A的光學效率降低，因此降低了BSI影像感測器100的感測器性能。
在一些實施例中，應力調節層110可以包括具有在約45原子%至約65原子%範圍內的矽濃度的富矽氧化物層，以在應力調節層110中達到足夠水平的應力來抵消抗反射塗層108及/或第一介電層112內的殘留應力。如本文所用，術語「富矽氧化物」是指具有大於約1：2的化學計量的矽氧比的矽氧比的非化學計量的矽氧化物(SiOx)材料。如果應力調節層110中的矽濃度在約45原子%至約65原子%範圍之外，則應力調節層110對於鬆弛抗反射塗層108及/或第一介電層112內的殘留應力是無效的，且因此對於防止在抗反射塗層108及/或第一介電層112內形成裂紋且/或者防止抗反射塗層108從襯底104剝離是無效的。
在一些實施例中，為了從抗反射塗層108及/或第一介電層112有效地去除殘留應力，應力調節層110可以具有在約28：15至約28：31範圍內的矽氧原子濃度比(「Si：O比」)。在一些實施例中，應力調節層110中沿第1A圖的線A-A的矽與氧的原子濃度分佈可以具有矽原子濃度高於氧原子濃度的線性分佈，如第1B圖所示。有此 類線性原子濃度分佈的應力調節層110可以具有恆定的Si：O比，如第1C圖中所示。
在一些實施例中，應力調節層110中沿第1A圖的線A-A的矽原子濃度分佈及氧原子濃度分佈可以相對於彼此不重疊，且可以具有矽原子濃度高於氧原子濃度的漸變分佈，如第1D圖中所示。第1D圖的漸變分佈示出矽原子濃度及氧原子濃度分別從應力調節層110之底表面110A朝向頂表面110B增大及減小。有第1D圖的漸變分佈的應力調節層110可以具有從應力調節層110之底表面110A朝向頂表面110B增大的Si：O比，如第1E圖中所示。
在一些實施例中，應力調節層110中沿第1A圖的線A-A的矽原子濃度分佈及氧原子濃度分佈可以相對於彼此不重疊，且可以具有矽原子濃度高於氧原子濃度的漸變分佈，如第1F圖中所示。第1F圖的漸變分佈示出矽原子濃度及氧原子濃度分別從應力調節層110之底表面110A朝向頂表面110B減小及增大。有第1F圖的漸變分佈的應力調節層110可以具有從應力調節層110之底表面110A朝向頂表面110B減小的Si：O比，如第1G圖中所示。為了形成有第1F圖的漸變分佈的應力調節層110，在形成應力調節層110期間，矽前驅物及氧前驅物的濃度可以變化，如第1H圖中所示。
在一些實施例中，應力調節層110可以包括具有底層110C及頂層110D的雙層結構，如第1I圖中所示。 底層110C可以包括富矽氧化物層，且頂層110D可以包括矽氧化物層或任何其他氧化物層。在一些實施例中，底層110C及頂層110D中沿第1I圖的線B-B的矽原子濃度係實質上恆定的，而底層110C中的氧原子濃度高於頂層110D中的氧原子濃度，如第1J圖中所示。在一些實施例中，應力調節層110中沿第1I圖的線B-B的矽原子濃度及氧原子濃度可以相對於彼此不重疊，如第1J圖中所示。第1K圖中示出對應於第1J圖的分佈的底層110C及頂層110D中沿第1I圖的線A-A的Si：O比，其中底層110C中的Si：O比低於頂層110D中的Si：O比。
在一些實施例中，底層110C及頂層110D可以具有不重疊的矽原子濃度分佈及氧原子濃度分佈(沿第1I圖的線B-B)，如第1L圖中所示，其中底層110C中的矽原子濃度及氧原子濃度高於頂層110D中的矽原子濃度及氧原子濃度。根據一些實施例，第1M圖至第1O中示出對應於第1L圖的分佈的沿第1I圖的線B-B的不同Si：O比分佈。Si：O比可以橫跨底層110C及頂層110D係恆定的，如第1M圖中所示。底層110C中的Si：O比可以低於頂層110D中的Si：O比，如第1N圖中所示，或者底層110C中的Si：O比可以高於頂層110D中的Si：O比，如第1O圖中所示。
在一些實施例中，代替富矽氧化物，應力調節層110可以包括非化學計量的鎂氧化物(MgOx)、鋁氧化物(AlOx)、鐿氧化物(YbOx)、鋅氧化物(ZnOx)、鉭氧化 物(TaOx)、鋯氧化物(ZrOx)、鉿氧化物(HfOx)、碲氧化物(TeOx)或鈦氧化物(TiOx)。因此，參考第1B圖、第1D圖、第1F圖、第1J圖及第1L圖的對矽原子濃度分佈的討論可以應用於Mg、Al、Yb、Zn、Ta、Zr、Hf、Te或Ti。參考第1C圖、第1E圖、第1G圖、第1K圖及第1M圖至第1O圖的對Si：O比的討論可以應用於Mg：O、Al：O、Yb：O、Zn：O、Ta：O、Zr：O、Hf：O、Te：O或Ti：O的原子濃度比。
第2圖繪示根據一些實施例的具有像素區域102A、周邊區域102B、接觸墊區域102C及背側劃線區域102D的BSI影像感測器200之橫截面圖。對BSI影像感測器100的討論應用於BSI影像感測器200，除非另外提及。以上描述了與第1A圖至第1O圖中的元件具有相同注釋的第2圖中的元件。
B SI影像感測器200可以包括層的堆疊106，該層的堆疊106具有設置在背側表面104B上的抗反射塗層108、設置在抗反射塗層108上的第一介電層112、設置在第一介電層112上的金屬層114、設置在金屬層114上的第二介電層116、設置在第二介電層116上的應力調節層210及設置在應力調節層210上的第三介電層118。參考第1A圖至第1O圖的對應力調節層110的討論應用於應力調節層210，除非另外提及。應力調節層210可以插置在第二介電層116與第三介電層118之間，以防止在第二介電層116與第三介電層118之間形成殘留應力。另 外，應力調節層210可以設置在接觸墊開口138之側壁上，以防止在位於接觸墊開口138之側壁上的第三介電層118的部分內形成殘留應力。在不使用應力調節層210的情況下，這樣的殘留應力可以導致在第二介電層116及/或第三介電層118內形成裂紋，及/或第三介電層118從接觸墊開口138之側壁剝離，導致裝置失效。
應力調節層210可以形成有可以誘導應力以抵消第二介電層116及/或第三介電層118內的殘留應力的結構及/或組成物。在一些實施例中，應力調節層210可以具有在約10nm至約500nm範圍內的厚度210t。在約10nm至約500nm範圍之外的厚度210t可能不在第二介電層116及/或第三介電層118中誘導足夠水平的應力以抵消其殘留應力。在一些實施例中，應力調節層210可以包括具有在約45原子%至約65原子%範圍內的矽濃度的富矽氧化物層，以在應力調節層210中達到足夠水平的應力來抵消第二介電層116及/或第三介電層118內的殘留應力。在一些實施例中，為了從第二介電層116及/或第三介電層118有效地去除殘留應力，應力調節層210可以具有在約28：15至約28：31範圍內的Si：O比。
第3圖繪示根據一些實施例的具有像素區域102A、周邊區域102B、接觸墊區域102C及背側劃線區域102D的BSI影像感測器300之橫截面圖。對BSI影像感測器100及200的討論應用於BSI影像感測器300，除非另外提及。以上描述了與第1A圖至第1O圖及第2 圖中的元件具有相同注釋的第3圖中的元件。類似於BSI影像感測器100及200，BSI影像感測器300可以包括插置在抗反射塗層108與第一介電層112之間的應力調節層110及插置在第二介電層116與第三介電層118之間的應力調節層210。
在一些實施例中，應力調節層110及210可以具有彼此類似或不同的材料組成物。應力調節層110及210可以具有在約45原子%至約65原子%的範圍內彼此類似或不同的矽濃度，且可以具有在約28：15至約28：31的範圍內彼此類似或不同的Si：O比。橫跨應力調節層110及210的矽原子濃度分佈及氧原子濃度分佈以及Si：O比分佈可以彼此類似或不同。在一些實施例中，橫跨應力調節層110及210中的一者可以具有如第1I圖中所示的雙層結構，或者橫跨應力調節層110及210兩者均可以具有雙層結構。
第4圖繪示根據一些實施例的具有像素區域102A、周邊區域102B、接觸墊區域102C及背側劃線區域102D的BSI影像感測器400之橫截面圖。對BSI影像感測器100的討論應用於BSI影像感測器400，除非另外提及。以上描述了與第1A圖至第1O圖中的元件具有相同注釋的第4圖中的元件。
BSI影像感測器400可以包括設置在背側表面104B上的層的堆疊106、設置在襯底104內的淺溝槽隔離(shallow trench isolation，STI)區域122、設置 在前側表面104A上的多層金屬層124、設置在接觸墊區域102C內的墊結構420及載體襯底126。墊結構420是BSI影像感測器400的輸入/輸出(input/output；I/O)埠，且包括電耦合到嵌入在金屬間介電(inter-metal dielectric；IMD)層124B中的多層互連結構124A的金屬層114。
像素區域102A可以包括具有網格線432的氧化物網格結構430，該氧化物網格結構430使像素彼此隔離，且設置以接收入射輻射束128，入射輻射束128通過像素區域102A中的層的堆疊106轉換為電信號。電信號由墊結構420及多層金屬層124分配給載體襯底126或外部電路。
層的堆疊106可以包括設置在背側表面104B上的抗反射塗層108、設置在抗反射塗層108上的第一介電層112、設置在第一介電層112上的金屬層114、設置在金屬層114上的應力調節層410、設置在應力調節層410上的第二介電層116及設置在第二介電層116上的第三介電層118。參考第1A圖至第1O圖的對應力調節層110的討論應用於應力調節層410，除非另外提及。應力調節層410可以插置在金屬層114與第二介電層116之間，以防止在金屬層114與第二介電層116之間形成殘留應力。在不使用應力調節層410的情況下，這樣的殘留應力可以導致在金屬層114及/或第二介電層116內形成裂紋，導致裝置失效。
應力調節層410可以形成有可以誘導應力以抵消金屬層114及/或第二介電層116內的殘留應力的結構及/或組成物。在一些實施例中，應力調節層410可以具有在約10nm至約500nm範圍內的厚度410t。在約10nm至約500nm範圍之外的厚度410t可能不在金屬層114及/或第二介電層116中誘導足夠水平的應力以抵消其殘留應力。在一些實施例中，應力調節層410可以包括具有在約45原子%至約65原子%範圍內的矽濃度的富矽氧化物層，以在應力調節層410中達到足夠水平的應力來抵消金屬層114及/或第二介電層116內的殘留應力。在一些實施例中，為了從金屬層114及/或第二介電層116有效地去除殘留應力，應力調節層410可以具有在約28：15至約28：31範圍內的Si：O比。
第5圖繪示根據一些實施例的具有像素區域102A、周邊區域102B、接觸墊區域102C及背側劃線區域102D的BSI影像感測器500之橫截面圖。對BSI影像感測器400的討論應用於BSI影像感測器500，除非另外提及。以上描述了與第4圖中的元件具有相同注釋的第5圖中的元件。
除了應力調節層410之外，BSI影像感測器500可以包括插置在抗反射塗層108與第一介電層112之間的應力調節層510。參考第1A圖至第1O圖的對應力調節層110的討論應用於應力調節層510，除非另外提及。在一些實施例中，應力調節層410及510可以具有彼此類似 或不同的材料組成物。應力調節層410及510可以具有在約45原子%至約65原子%的範圍內彼此類似或不同的矽濃度，且可以具有在約28：15至約28：31的範圍內彼此類似或不同的Si：O比。橫跨應力調節層410及510的矽原子濃度分佈及氧原子濃度分佈以及Si：O比分佈可以彼此類似或不同。在一些實施例中，橫跨應力調節層410及510中的一者可以具有如第1I圖中所示的雙層結構，或者橫跨應力調節層410及510兩者均可以具有雙層結構。
第6圖是根據一些實施例的用於製造BSI影像感測器100的示例性方法600之流程圖。為了繪示目的，將參考第7圖至第17圖描述第6圖中所繪示的操作，該等第7圖至第17圖示出根據一些實施例的在BSI影像感測器100的製造製程的各個階段處的BSI影像感測器100之橫截面圖。取決於特定應用，可以按不同的次序執行操作或不執行操作。應注意，方法600可能不產生完整的BSI影像感測器100。因此，應理解，可以在方法600之前、期間及之後提供附加製程，且本文中可能僅簡要描述一些其他製程。以上描述了與第1A圖至第1O圖中的元件具有相同注釋的第7圖至第17圖中的元件。
在操作605中，在襯底之前側表面上形成多層互連結構，且在襯底之背側表面上沉積抗反射塗層。例如，如第7圖中所示，可以在襯底104之前側表面104A上形成具有嵌入在金屬間介電層124B內的多層互連結構124A的多層金屬層124，且可以在背側表面104B上沉 積抗反射塗層108。在前側表面104A上形成多層金屬層124之後，可以將載體襯底126接合到多層金屬層124，且隨後在背側表面104B上沉積抗反射塗層108。
在操作610中，在抗反射塗層上沉積應力調節層。例如，如第8圖中所示，可以在第7圖的結構上沉積應力調節層110。在第7圖的結構上沉積應力調節層110的製程可以包括使用原子層沉積(atomic layer deposition；ALD)製程、分子束磊晶(molecular beam expitaxy；MBE)製程或化學氣相沉積(chemical vapor deposition；CVD)製程沉積富矽氧化物層。沉積應力調節層110的製程可以進一步包括使用矽烷氣(SiH4)及氮氣(N2)作為前驅物，且SiH4對N2的氣流量比在約1：1至約1：2範圍內。在一些實施例中，應力調節層110可以沉積為具有在約10nm至約500nm範圍內的厚度110t、在約45原子%至約65原子%範圍內的矽濃度及在約28：15至約28：31範圍內的Si：O比。
在操作615中，在應力調節層上形成金屬網格結構。例如，如第12圖中所示，可以在應力調節層110上形成金屬網格結構130。金屬網格結構130的形成可以包括以下順序操作：(i)在應力調節層110上沉積第一介電層112，如第9圖中所示；(ii)在抗反射塗層108、應力調節層110及第一介電層112的堆疊內形成開口1040，如第10圖中所示；(iii)在第一介電層112上沉積金屬層114，如第11圖中所示；以及(iv)對金屬層114及第一 介電層112進行圖案化及蝕刻以形成網格線132及像素134，如第12圖中所示。在一些實施例中，沉積第一介電層112可以包括使用PECVD製程沉積氧化物層。在一些實施例中，沉積金屬層114可以包括在第一介電層112上沉積鋁(Al)層、銅(Cu)層、鉭(Ta)層、鈦(Ti)層、其組合的層或其他合適的金屬材料層。
在操作620中，穿過襯底且在多層互連結構上形成墊結構。例如，如第17圖中所示，可以在多層互連結構124A上形成墊結構120。墊結構120的形成可以包括以下順序操作：(i)在第12圖的結構上沉積第二介電層116，如第13圖中所示；(ii)穿過背側表面104B在襯底104內形成接觸墊開口138的第一空腔部分138A，如第14圖中所示；(iii)在第14圖的結構上沉積第三介電層118，如第15圖中所示；(iv)穿過STI區域122及金屬間介電層124B形成接觸墊開口138的第二空腔部分138B，如第16圖中所示；(v)在第16圖的結構上沉積傳導層；以及(vi)對傳導層進行圖案化及蝕刻以在接觸墊開口138內形成墊結構120，如第17圖中所示。
在一些實施例中，沉積第二介電層116可以包括使用PECVD製程沉積氧化物層，且沉積第三介電層118可以包括使用CVD製程沉積氧化物層或氮化物層。形成第一空腔部分138A可以包括選擇性地蝕刻接觸墊區域102C內的襯底104、抗反射塗層108、應力調節層110、第一介電層112、金屬層114及第二介電層116的部分。 形成第二空腔部分138B可以包括穿過第一空腔部分138A選擇性地蝕刻第三介電層118、STI區域122及金屬間介電層124B的部分。選擇性蝕刻製程可以包括使用乾式蝕刻製程。
第18圖是根據一些實施例的用於製造BSI影像感測器200的示例性方法1800之流程圖。為了繪示目的，將參考第19圖至第28圖描述第18圖中所繪示的操作，該等第19圖至第28圖示出根據一些實施例的在BSI影像感測器200的製造製程的各個階段處的BSI影像感測器200之橫截面圖。取決於特定應用，可以按不同的次序執行操作或不執行操作。應注意，方法600可能不產生完整的BSI影像感測器200。因此，應理解，可以在方法1800之前、期間及之後提供附加製程，且本文中可能僅簡要描述一些其他製程。以上描述了與第1A圖至第1O圖及第2圖中的元件具有相同注釋的第19圖至第28圖中的元件。
在操作1805中，類似於第6圖的操作605，在襯底之前側表面上形成多層互連結構，且在襯底之背側表面上沉積抗反射塗層，如第19圖中所示。
在操作1810中，在抗反射塗層上形成金屬網格結構。例如，如第23圖中所示，可以在抗反射塗層108上形成金屬網格結構130。金屬網格結構130的形成可以包括以下順序操作：(i)在抗反射塗層108上沉積第一介電層112，如第20圖中所示；(ii)在抗反射塗層108及第一介電層112的堆疊內形成開口2140，如第21圖中所示； (iii)在第一介電層112上沉積金屬層114，如第22圖中所示；以及(iv)對金屬層114及第一介電層112進行圖案化及蝕刻以形成網格線132及像素134，如第23圖中所示。在一些實施例中，沉積第一介電層112可以包括使用PECVD製程沉積氧化物層。在一些實施例中，沉積金屬層114可以包括在第一介電層112上沉積鋁(Al)層、銅(Cu)層、鉭(Ta)層、鈦(Ti)層、其組合的層或其他合適的金屬材料層。
在操作1815中，在襯底內形成接觸墊開口的第一空腔部分。例如，如第25圖中所示，可以在STI區域122上形成接觸墊開口138的第一空腔部分138A。第一空腔部分138A的形成可以包括以下順序操作：(i)在第23圖的結構上沉積第二介電層116，如第24圖中所示；以及(ii)選擇性地蝕刻接觸墊區域102C內的襯底104、抗反射塗層108、第一介電層112、金屬層114及第二介電層116的部分以形成第一空腔部分138A，如第25圖中所示。在一些實施例中，沉積第二介電層116可以包括使用PECVD製程沉積氧化物層，且選擇性蝕刻製程可以包括使用乾式蝕刻製程。
在操作1820中，在金屬網格結構上及第一空腔部分內沉積應力調節層。例如，如第26圖中所示，在類似於操作610的操作中，可以在第25圖的結構上沉積應力調節層210。
在操作1825中，在應力調節層及多層互連結構上 形成墊結構。例如，如第28圖中所示，可以在應力調節層210及多層互連結構124A上形成墊結構120。墊結構120的形成可以包括以下順序操作：(i)在應力調節層210上沉積第三介電層118，如第26圖中所示；(ii)形成第二空腔部分138B，如第27圖中所示；(v)在第27圖的結構上沉積傳導層；以及(vi)對傳導層進行圖案化及蝕刻以在接觸墊開口138內形成墊結構120，如第28圖中所示。在一些實施例中，沉積第三介電層118可以包括使用CVD製程沉積氧化物層或氮化物層。形成第二空腔部分138B可以包括穿過第一空腔部分138A選擇性地蝕刻應力調節層210、第三介電層118、STI區域122及金屬間介電層124B的部分。選擇性蝕刻製程可以包括使用乾式蝕刻製程。
在一些實施例中，BSI影像感測器300可以通過將方法600之操作610併入在方法1800之操作1805與操作1810之間。
第29圖是根據一些實施例的用於製造BSI影像感測器400的示例性方法2900之流程圖。為了繪示目的，將參考第30圖至第38圖描述第29圖中所繪示的操作，該等第30圖至第38圖示出根據一些實施例的在BSI影像感測器400的製造製程的各個階段處的BSI影像感測器400之橫截面圖。取決於特定應用，可以按不同的次序執行操作或不執行操作。應注意，方法600可能不產生完整的BSI影像感測器400。因此，應理解，可以在方法2900 之前、期間及之後提供附加製程，且本文中可能僅簡要描述一些其他製程。以上描述了與第1A圖至第1O圖及第4圖中的元件具有相同注釋的第30圖至第38圖中的元件。
在操作2905中，類似於第6圖的操作605，在襯底之前側表面上形成多層互連結構，且在襯底之背側表面上沉積抗反射塗層，如第30圖中所示。
在操作2910中，在多層互連結構上形成墊結構，且在襯底之背側表面上形成像素空腔。例如，如第35圖中所示，可以在多層互連結構124A上形成墊結構420，且可以在背側表面104B上形成像素空腔3542。墊結構420的形成可以包括以下順序操作：(i)穿過背側表面104B在襯底104內形成接觸墊開口3138的第一空腔部分3138A及背側劃線開口3140，如第31圖中所示；(ii)在第31圖的結構上沉積第一介電層112，如第32圖中所示；(iii)穿過第一介電層112、STI區域122及金屬間介電層124B形成接觸墊開口3138的第二空腔部分3138B，如第33圖中所示；(iv)在第33圖的結構上沉積金屬層114以填充接觸墊開口3138，如第34圖中所示；以及(v)對接觸墊開口3138內的金屬層114的部分進行圖案化及蝕刻，如第35圖中所示。形成墊結構420之後，對像素區域102A內的金屬層114的部分進行圖案化及蝕刻以形成像素空腔3542。
在一些實施例中，沉積第一介電層112可以包括使用PECVD製程沉積氧化物層。形成第一空腔部分 3138A可以包括選擇性地蝕刻接觸墊區域102C內的襯底104及抗反射塗層108的部分。形成第二空腔部分3138B可以包括穿過第一空腔部分3138A選擇性地蝕刻第一介電層112、STI區域122及金屬間介電層124B的部分。選擇性蝕刻製程可以包括使用乾式蝕刻製程。在一些實施例中，沉積金屬層114可以包括在第33圖的結構上沉積鋁(Al)層、銅(Cu)層、鉭(Ta)層、鈦(Ti)層、其組合的層或其他合適的金屬材料層。
在操作2915中，在墊結構上及像素空腔內沉積應力調節層。例如，如第36圖中所示，在類似於操作610的操作中，可以在第35圖的結構上沉積應力調節層410。在一些實施例中，可以在沉積應力調節層410之前，在第35圖的結構上沉積鈍化層3744，如第37圖中所示。在一些實施例中，鈍化層3744可以包括氧化物層、氮化物層、其組合或其他合適的介電材料。
在操作2920中，在應力調節層上形成氧化物網格結構。例如，如第38圖中所示，可以在應力調節層410上形成氧化物網格結構430。氧化物網格結構430的形成可以包括以下順序操作：(i)在第37圖的結構上沉積第二介電層116；(ii)在第二介電層116上沉積第三介電層118；以及(iii)對第二介電層116及第三介電層118進行圖案化及蝕刻以形成網格線432及像素434，如第38圖中所示。在一些實施例中，沉積第二介電層116可以包括使用PECVD製程沉積氧化物層，且沉積第三介電層 118可以包括使用CVD製程沉積氧化物層或氮化物層。
在一些實施例中，BSI影像感測器500可以通過將方法600之操作610併入在方法2900之操作2905與操作2910之間。
本揭露提供具有應力調節層(例如，應力調節層110、210、410及510)的示例性BSI影像感測器(例如，BSI影像感測器100-500)及其示例性製造方法。應力調節層設置在BSI影像感測器的像素區域(例如，像素區域102A)及/或其他區域(例如，接觸墊區域、金屬屏蔽區域等)中的層的堆疊內。應力調節層設置以誘導應力來抵消層的堆疊內的殘留應力。例如，應力調節層誘導壓縮應力以抵消下層及/或上層中的拉伸應力，或者誘導拉伸應力以抵消下層及/或上層中的壓縮應力。由應力調節層誘導的這樣的抵消應力鬆弛了層的堆疊內的殘留應力，因此防止在層的堆疊內形成應力誘導的裂紋及/或層從襯底應力誘導的剝離。與沒有應力調節層的BSI影像感測器相比，在BSI影像感測器中使用應力調節層可以將裝置可靠性提高約40%至約50%。
在一些實施例中，應力調節層可以設置在像素區域中的網格結構(例如，網格結構130及430)上方及/或下方。應力調節層可以設置在網格結構下方的抗反射塗層(anti-reflective coating；ARC)(例如，抗反射塗層108)上及/或插置在網格結構上方的彩色濾光層之間。在一些實施例中，應力調節層可以包括富矽氧化物層，該富 矽氧化物層具有橫跨該富矽氧化物層的線性的或漸變的Si濃度分佈及恆定的或漸變的矽氧比。在一些實施例中，應力調節層可以包括具有富矽氧化物底層及氧化物或氮化物頂層的雙層結構(例如，具有底層110C及頂層110D的雙層結構110)。雙層結構可以包括橫跨雙層結構的恆定的或漸變的Si濃度分佈及恆定的或漸變的矽氧比。
在一些實施例中，一種半導體裝置包括具有第一表面及與第一表面相反的第二表面的襯底；設置在襯底之第二表面上的抗反射塗層；以及設置在抗反射塗層上的應力調節層。應力調節層包括半導體材料的氧化物。應力調節層中的半導體材料及氧原子的濃度分佈不重疊且彼此不同。半導體裝置進一步包括設置在應力調節層上的網格結構及設置在襯底之第一表面上的金屬層。在一些實施例中，半導體材料的濃度分佈具有橫跨應力調節層的漸變分佈。在一些實施例中，半導體材料的濃度分佈具有橫跨該應力調節層的階狀分佈。在一些實施例中，半導體材料的濃度分佈具有從應力調節層的底表面到頂表面的上升斜率，且氧原子的濃度分佈具有從應力調節層的底表面到頂表面的下降斜率。在一些實施例中，半導體材料的濃度分佈具有從應力調節層的底表面到頂表面的下降斜率，且氧原子的濃度分佈具有從應力調節層的底表面到頂表面的上升斜率。在一些實施例中，應力調節層包括在約45原子%至約65原子%範圍內的矽濃度。在一些實施例中，應力調節層包括具有底層及頂層的雙層結構，且底層的矽氧濃度比大於 頂層的矽氧濃度比。在一些實施例中，應力調節層包括具有底層及頂層的雙層結構，且頂層的矽氧濃度比大於底層的矽氧濃度比。在一些實施例中，半導體裝置進一步包括設置在網格結構上的介電層、設置在襯底內的接觸墊區域，以及設置在介電層上且沿接觸墊區域之側壁的另一應力調節層。
在一些實施例中，一種影像感測器包括具有前側表面及與前側表面相反的背側表面的襯底；設置在襯底之背側表面上的抗反射塗層；設置在抗反射塗層上的介電層；設置在介電層上的金屬層；以及設置在金屬層上的應力調節層。應力調節層包括富矽氧化物層。應力調節層中的矽原子及氧原子的濃度分佈不重疊且彼此不同。影像感測器進一步包括設置在應力調節層上的氧化物網格結構。在一些實施例中，影像感測器進一步包括插置在抗反射塗層與氧化物網格結構之間的另一應力調節層。在一些實施例中，應力調節層包括具有底層及頂層的雙層結構，且底層的矽氧濃度比大於頂層的矽氧濃度比。在一些實施例中，應力調節層包括在約28：15至約28：31範圍內的矽氧濃度比。在一些實施例中，矽的濃度分佈具有橫跨應力調節層的漸變分佈或階狀分佈。
在一些實施例中，一種影像感測器的製造方法包括：在襯底之前側表面上形成金屬層；在襯底之背側表面上沉積抗反射塗層；以及在抗反射塗層上沉積應力調節層。沉積應力調節層包括：以具有從應力調節層之底表面到頂表 面的下降斜率的矽氧濃度比分佈沉積富矽氧化物層。該方法進一步包括：在應力調節層上形成像素網格結構，且在金屬層上及襯底內形成墊結構。在一些實施例中，沉積應力調節層之步驟以在約45原子%至約65原子%範圍內的矽濃度沉積富矽氧化物層。在一些實施例中，沉積應力調節層之步驟包括以在約28：15至約28：31範圍內的矽氧濃度比沉積富矽氧化物層。在一些實施例中，沉積該應力調節層之步驟包括在抗反射塗層上以第一矽濃度沉積底層；以及在底層上以一第二矽濃度沉積頂層，其該第一矽濃度大該第二矽濃度。在一些實施例中，方法進一步包括在像素網格結構上沉積另一應力調節層。在一些實施例中，該應力調節層的矽氧濃度比分佈不同於另一應力調節層的矽氧濃度比分佈。
前述揭露概述了若干實施例的特徵，使得熟習此項技術者可更好地理解本揭露的態樣。熟習此項技術者應理解，可易於使用本揭露作為用於設計或修改其他方法及結構以便執行本文介紹的實施例的相同目的及/或實現其相同優點的基礎。熟習此項技術者還應認識到，此類等效結構並未偏離本揭露的精神及範疇，且在不背離本揭露的精神及範疇的情況下，它們可在本文中進行各種變化、取代及更改。
100:BSI影像感測器
102A:像素區域
102B:周邊區域
102C:接觸墊區域
102D:背側劃線區域
104:襯底
104A:前側表面
104B:背側表面
106:層的堆疊
108:抗反射塗層
110:應力調節層
110A:底表面
110B:頂表面
110t:厚度
112:第一介電層
114:金屬層
116:第二介電層
118:第三介電層
120:墊結構
122:STI區域
124:多層金屬層
124A:多層互連結構
124B:金屬間介電層
126:載體襯底
128:入射輻射束
130:金屬網格結構
132:網格線
134:像素
136:接地金屬屏蔽
A-A:線

Claims (10)

  1. 一種半導體裝置，包括：具有一第一表面及與該第一表面相反的一第二表面的一襯底；設置在該襯底之該第二表面上的抗反射塗層；設置在該抗反射塗層上的一應力調節層，其中該應力調節層包括一半導體材料的氧化物，且其中該應力調節層中的該半導體材料的濃度分佈及該應力調節層中的氧原子的濃度分佈不重疊且彼此不同；設置在該應力調節層上的一網格結構；設置在該襯底之該第一表面上的一金屬層設置在該網格結構上的一介電層；設置在該襯底內的一接觸墊區域；以及設置在該介電層上且沿該接觸墊區域之側壁的另一應力調節層。
  2. 如請求項1所述之半導體裝置，其中該應力調節層包括具有一底層及一頂層的雙層結構，且其中該底層的矽氧濃度比大於該頂層的矽氧濃度比。
  3. 如請求項1所述之半導體裝置，其中該應力調節層包括具有一底層及一頂層的雙層結構，且其中該頂層的矽氧濃度比大於該底層的矽氧濃度比。
  4. 如請求項1所述之半導體裝置，其中該半導體材料的濃度分佈具有橫跨該應力調節層的漸變分佈。
  5. 一種影像感測器，包括：具有一前側表面及與該前側表面相反的一背側表面的一襯底；設置在該襯底之該背側表面上的一抗反射塗層；設置在該抗反射塗層上的一介電層；設置在該介電層上的一金屬層；設置在該金屬層上的一應力調節層，其中該應力調節層包括富矽氧化物層，且其中該應力調節層中的矽的濃度分佈及該應力調節層中的氧原子的濃度分佈不重疊且彼此不同；以及設置在該應力調節層上的一氧化物網格結構。
  6. 如請求項5所述之影像感測器，進一步包括插置在該抗反射塗層與該氧化物網格結構之間的另一應力調節層。
  7. 一種影像感測器的製造方法，包括以下步驟：在一襯底之一前側表面上形成一金屬層；在該襯底之背側表面上沉積一抗反射塗層；在該抗反射塗層上沉積一應力調節層；其中沉積該應力調節層包括：以具有從該應力調節層之一底表面到一頂表 面的下降斜率的矽氧濃度比分佈沉積一富矽氧化物層。在該應力調節層上形成一像素網格結構；以及在該金屬層上及該襯底內形成一墊結構。
  8. 如請求項7所述之方法，其中沉積該應力調節層之步驟包括以下步驟：以在約45原子%至約65原子%範圍內的矽濃度沉積該富矽氧化物層。
  9. 如請求項7所述之方法，其中沉積該應力調節層之步驟包括以下步驟：以在約28：15至約28：31範圍內的矽氧濃度比沉積該富矽氧化物層。
  10. 如請求項7所述之方法，進一步包括以下步驟：在該像素網格結構上沉積另一應力調節層。
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