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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-27
(45)【発行日】2024-12-05
(54)【発明の名称】イメージセンサ及びその形成方法
(51)【国際特許分類】
H01L 27/146 20060101AFI20241128BHJP
H01L 21/02 20060101ALI20241128BHJP
H01L 21/76 20060101ALI20241128BHJP
【ＦＩ】
H01L27/146 A
H01L21/02 B
H01L21/76 L
【請求項の数】
9
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022009268
(22)【出願日】2022-01-25
(65)【公開番号】P2022169429
(43)【公開日】2022-11-09
【審査請求日】2022-01-25
(31)【優先権主張番号】63/180,359
(32)【優先日】2021-04-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/384,956
(32)【優先日】2021-07-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】500262038
【氏名又は名称】台湾積體電路製造股▲ふん▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】Ｔａｉｗａｎ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．８， Ｌｉ－Ｈｓｉｎ Ｒｄ．６， Ｈｓｉｎｃｈｕ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐａｒｋ， Ｈｓｉｎｃｈｕ， ＴＡＩＷＡＮ
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100164448
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 雄輔
(72)【発明者】
【氏名】高 敏峰
(72)【発明者】
【氏名】楊 敦年
(72)【発明者】
【氏名】劉 人誠
(72)【発明者】
【氏名】郭 文昌
(72)【発明者】
【氏名】黄 詩涵
【審査官】渡邊 佑紀
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－０１２０４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－２１２４５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／００９６９２９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１３５７８９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－１７５４９４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２７／１４６
Ｈ０１Ｌ ２１／０２
Ｈ０１Ｌ ２１／７６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
イメージセンサであって、表側及び前記表側の反対側の裏側を有するイメージセンシングダイと、
前記イメージセンシングダイ内において隣り合わせに配置され、第１のドープ型を有する第１のイメージセンシング要素及び第２のイメージセンシング要素と、
前記第１のイメージセンシング要素及び前記第２のイメージセンシング要素に重ね合わせられるように、前記イメージセンシングダイの裏側に沿って配置され、第１の高誘電率層と、前記第１の高誘電率層の上方に配置され、且つ、前記第１の高誘電率層に直接接する、第２の高誘電率層とを備える画素誘電体スタックと、
前記第１のイメージセンシング要素及び前記第２のイメージセンシング要素の間に配置され、前記イメージセンシングダイの前記裏側から前記イメージセンシングダイ内の位置まで延設され、隔離誘電体スタックに包囲されるトレンチ充填層を備える裏面ディープトレンチアイソレーション（ＢＤＴＩ）構造と、を備え、
前記画素誘電体スタックは、前記隔離誘電体スタックの第２の組成とは異なる第１の組成を有し、
前記第２の高誘電率層は、前記ＢＤＴＩ構造には存在しない、イメージセンサ。
【請求項2】
前記第１の高誘電率層は、前記隔離誘電体スタックの一部として、前記トレンチ充填層に沿って下方に延設される請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項3】
前記第２の高誘電率層は、前記ＢＤＴＩ構造の上面全体を被覆する請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項4】
前記第１の高誘電率層及び前記第２の高誘電率層は、前記隔離誘電体スタックの側壁で終わり、前記側壁に直接接触する請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項5】
前記隔離誘電体スタックは、隔離誘電体ライナを備え、前記隔離誘電体ライナは、前記第１のイメージセンシング要素及び前記第２のイメージセンシング要素の上方には延設されていない、請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項6】
前記隔離誘電体スタックは、前記隔離誘電体ライナと前記トレンチ充填層との間に配置された隔離導電性ライナをさらに備え、前記トレンチ充填層は、誘電材料を含む、請求項５に記載のイメージセンサ。
【請求項7】
前記第１のイメージセンシング要素と前記第２のイメージセンシング要素との間に配置され、前記イメージセンシングダイの前記表側から前記イメージセンシングダイ内の位置まで延設される第２のドープ型のドープアイソレーションウェルをさらに備え、前記ドープアイソレーションウェルは、前記ＢＤＴＩ構造によって凹んだ上面を有する請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項8】
イメージセンサであって、表側及び前記表側の反対側の裏側を有するイメージセンシングダイと、
前記イメージセンシングダイ内に配置され、第１のドープ型を有するイメージセンシング要素と、
前記イメージセンシング要素を包囲し、前記イメージセンシングダイの前記裏側から前記イメージセンシングダイ内の位置まで延設された裏面ディープトレンチアイソレーション（ＢＤＴＩ）構造であって、前記ＢＤＴＩ構造は、第１の高誘電率層に包囲されるトレンチ充填層を備え、前記第１の高誘電率層は、前記トレンチ充填層の底面及び側壁面に沿って配置され、さらに上方に延設されて前記イメージセンシング要素の横面を被覆する前記ＢＤＴＩ構造と、
前記第１の高誘電率層上に配置され、且つ、前記第１の高誘電率層に直接接し、横に延設されて前記トレンチ充填層の上面を被覆する第２の高誘電率層と、を備え、
前記第２の高誘電率層は、前記ＢＤＴＩ構造には存在しない、イメージセンサ。
【請求項9】
イメージセンサの形成方法であって、イメージセンシングダイの表側から、基板内に、第１のドープ型でフォトダイオードドーピング層を形成することと、
前記イメージセンシングダイの裏側から、前記フォトダイオードドーピング層を第１のイメージセンシング要素及び第２のイメージセンシング要素に分離するディープトレンチを形成することと、
前記ディープトレンチの底面及び側壁面に沿い、さらに前記第１のイメージセンシング要素及び前記第２のイメージセンシング要素の横面に沿って上方に延設される第１の高誘電率層及び隔離誘電体ライナを形成することと、
前記ディープトレンチの内側スペース内にトレンチ充填層を形成して、前記第１の高誘電率層及び前記隔離誘電体ライナに包囲される前記トレンチ充填層を備える裏面ディープトレンチアイソレーション（ＢＤＴＩ）構造を形成することと、
前記第１の高誘電率層及び前記トレンチ充填層の上面上に、第２の高誘電率層を形成することであって、前記第１の高誘電率層の前記上面上に形成された前記第２の高誘電率層は、前記第１の高誘電率層に直接接し、前記ＢＤＴＩ構造には存在しない、前記第２の高誘電率層を形成すること
と、を備えるイメージセンサの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、イメージセンサ及び同イメージセンサの形成方法全般に関連する。
【背景】
【0002】
今日の電子機器の多くは、イメージセンサを使用した光学撮像装置（例えば、デジタルカメラ）を備える。イメージセンサは、画素センサのアレイと、サポートロジックとを備えてもよい。画素センサは、入射する放射線（例えば、光）を測定してデジタルデータに変換し、サポートロジックは、この測定値の読み出しを促進する。１つの種別のイメージセンサとして、裏面照明型（ＢＳＩ）イメージセンサ装置がある。ＢＳＩイメージセンサ装置は、基板の裏面（複数の金属・誘電層を含む相互接続構造が構築される基板の表側の反対）に向かって投射される光の量を感知するのに使用される。ＢＳＩイメージセンサ装置は、表面照明型（ＦＳＩ）イメージセンサ装置と比較して、相殺的干渉が少ない。
【発明の概要】
【0003】
[技術的課題]
イメージセンサの複数の画素は、各々、隣接する画素間にディープトレンチの格子を形成してこのディープトレンチを埋めることで形成可能な裏面ディープトレンチアイソレーション（ＢＤＴＩ）構造を含んでもよい隔離構造により、互いに分離可能である。しかしながら、小型化されたイメージセンサにおいてアスペクト比の高いＢＤＴＩ構造を形成するのは、難しい挑戦である。例えば、ディープトレンチが狭くなるほど、ディープインプラントを実施すること、又は、ディープトレンチを完全に埋めることは、困難になる。ディープトレンチを埋めるのが不完全になると、結果として、ＢＤＴＩにボイドを存在させてしまい、イメージセンサの光学的性能及び電気的性能に悪影響を及ぼし得る。以上に鑑み、本開示は、少なくとも、イメージセンサのＢＤＴＩ構造を形成するためにディープトレンチを埋めることを改善することを目指している。
イメージセンサの複数の画素は、各々、隣接する画素間にディープトレンチの格子を形成してこのディープトレンチを埋めることで形成可能な裏面ディープトレンチアイソレーション（ＢＤＴＩ）構造を含んでもよい隔離構造により、互いに分離可能である。しかしながら、小型化されたイメージセンサにおいてアスペクト比の高いＢＤＴＩ構造を形成するのは、難しい挑戦である。例えば、ディープトレンチが狭くなるほど、ディープインプラントを実施すること、又は、ディープトレンチを完全に埋めることは、困難になる。ディープトレンチを埋めるのが不完全になると、結果として、ＢＤＴＩにボイドを存在させてしまい、イメージセンサの光学的性能及び電気的性能に悪影響を及ぼし得る。以上に鑑み、本開示は、少なくとも、イメージセンサのＢＤＴＩ構造を形成するためにディープトレンチを埋めることを改善することを目指している。
【課題を解決するための手段】
【0004】
以上の目的を達成するために、本開示は、イメージセンサであって、表側及び表側の反対側の裏側を有するイメージセンシングダイと、イメージセンシングダイ内において隣り合わせに配置された第１のイメージセンシング要素及び第２のイメージセンシング要素と、第１のイメージセンシング要素及び第２のイメージセンシング要素に重ね合わせられるようにイメージセンシングダイの裏側に沿って配置された画素誘電体スタックと、第１のイメージセンシング要素及び第２のイメージセンシング要素の間に配置され、イメージセンサダイの裏側からイメージセンサダイ内の位置まで延設された裏面ディープトレンチアイソレーション（ＢＤＴＩ）構造と、を備えるイメージセンサを提供する。第１のイメージセンシング要素及び第２のイメージセンシング要素は、第１のドープ型を有する。画素誘電体スタックは、第１の高誘電率層と、第１の高誘電率層の上方に配置された第２の高誘電率層と、を備える。ＢＤＴＩ構造は、隔離誘電体スタックに包囲されたトレンチ充填層を備える。画素誘電体スタックは、隔離誘電体スタックとの第２の組成とは異なる第１の組成を有する。
【0005】
以上の目的を達成するために、本開示は、イメージセンサであって、表側及び表側の反対側の裏側を有するイメージセンシングダイと、イメージセンシングダイ内に配置され、第１のドープ型を有するイメージセンシング要素と、イメージセンシング要素を包囲し、イメージセンサダイの裏側からイメージセンサダイ内の位置まで延設された裏面ディープトレンチアイソレーション（ＢＤＴＩ）構造であって、ＢＤＴＩ構造は、第１の高誘電率層に包囲されるトレンチ充填層を備え、第１の高誘電率層は、トレンチ充填層の底面及び側壁面に沿って配置され、上方に延設されてイメージセンシング要素の横面を被覆するＢＤＴＩ構造と、第１の高誘電率層上に配置され、横に延設されてトレンチ充填層の上面を被覆する第２の高誘電率層と、を備えるイメージセンサを提供する。
【0006】
以上の目的を達成するために、本開示は、イメージセンサの形成方法であって、イメージセンシングダイの表側から、基板内に、第１のドープ型でフォトダイオードドーピング層を形成することと、イメージセンシングダイの裏側から、フォトダイオードドーピング層を第１のイメージセンシング要素及び第２のイメージセンシング要素に分離するディープトレンチを形成することと、ディープトレンチの底面及び側壁面に沿い、さらに第１のイメージセンシング要素及び第２のイメージセンシング要素の横面に沿って上方に延設される第１の高誘電率層及び隔離誘電体ライナを形成することと、ディープトレンチの内側スペース内にトレンチ充填層を形成することと、第１の高誘電率層及びトレンチ充填層の上面に、第２の高誘電率層を形成することと、を備えるイメージセンサの形成方法を提供する。
【発明の効果】
【0007】
画素間のＢＤＴＩ構造が各画素に重ね合わせられる画素誘電体スタックと異なる誘電体組成を有することで、ＢＤＴＩ構造を形成するためのディープトレンチがより良好に埋められ、画素誘電体スタックが、より高いフレキシビリティを備えるように形成可能である。結果として、イメージセンサの光学的性能及び電気的性能が改善される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
本開示の態様は、以下の詳細な説明を添付の図面とともに読むことで最もよく理解される。なお、当分野の標準的な慣行により、種々の特徴が正寸でない。実際のところ、種々の特徴の寸法は、検討を明確に行うため、任意で増減され得る。
【図1】図１は、画素誘電体スタックに重ね合わせられ、裏面ディープトレンチアイソレーション（ＢＤＴＩ）構造に包囲されるイメージセンシング要素を備えるイメージセンサのいくつかの実施形態の横断面図を示している。
【図2】図２は、画素誘電体スタックに重ね合わせられ、裏面ディープトレンチアイソレーション（ＢＤＴＩ）構造に包囲されるイメージセンシング要素を備えるイメージセンサのいくつかの代替実施形態の横断面図を示している。
【図3】図３は、画素誘電体スタックに重ね合わせられ、裏面ディープトレンチアイソレーション（ＢＤＴＩ）構造に包囲されるイメージセンシング要素を備えるイメージセンサのいくつかの代替実施形態の横断面図を示している。
【図4】図４は、画素誘電体スタックに重ね合わせられ、裏面ディープトレンチアイソレーション（ＢＤＴＩ）構造に包囲されるイメージセンシング要素を備えるイメージセンサのいくつかの代替実施形態の横断面図を示している。
【詳細な説明】
【0009】
以下の開示は、提供する主題の異なる特徴を実装するために、多数の異なる実施形態又は例を提供するものである。本開示を簡易化するために、部品及び配置の具体例を以下に説明する。当然のことながら、これらは単なる例であり、限定が意図されたものではない。例えば、以下の説明において、第２の特徴の上方又は上に第１の特徴を形成するということは、第１及び第２の特徴が直接接触するように形成される実施形態を含んでもよく、第１及び第２の特徴の間に追加の特徴が形成され、第１及び第２の特徴が直接接触しない実施形態も含んでよい。さらに、本開示は、種々の例において、参照番号、及び／又は、符号を繰り返すことがある。この繰り返しは、簡易化及び明確化を目的とするものであり、それ自体が、検討される種々の実施形態間、及び／又は、構成間の関係を示すものではない。
【0010】
さらに、図面に示されるように、１つの要素又は特徴の他の要素又は特徴に対する関係を説明する際、説明を簡単にするために、「下方」、「下」、「下側」、「上方」、「上側」等、空間的に相対的な用語が使用されることがある。これらの空間的に相対的な用語は、図中に描かれる向きに加え、使用中又は動作中の装置の異なる向きも包含することが意図される。装置は、他の向きであってもよく（９０度又は他の向きに回転される）、本明細書中で使用される空間的に相対的な表現は、これに応じて同様に解釈されてもよい。
【0011】
集積回路（ＩＣ）技術は、常に、改良されてきている。このような改良は、多くの場合、製造コストの低減、素子集積密度の向上、スピードの向上、及びより良好な性能を達成するために、装置を小型化することに関与している。相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）イメージセンサ（ＣＩＳ）装置は、基板上又は基板内に配置された複数の画素を備える。画素は、イメージセンシング要素を有し、入射光を受光して、入射光を電気信号に変換する。装置の寸法のために、ＣＩＳ装置の複数の画素は、より小型化され、互いにより接近するようになった。ＣＩＳの量子効率を改善し、イメージセンサの隣り合う画素間の電気的及び光学的絶縁を改善するために、複数の画素は、隔離構造で互いに分離される。
【0012】
隔離構造は、イメージセンサの隣り合う画素間に裏面ディープトレンチアイソレーション（ＢＤＴＩ）構造を備えてもよい。一種のイメージセンサ製造プロセスには、隣り合う画素間にディープアイソレーショントレンチの格子を形成した後、ディープトレンチを充填して画素の上方に延設される異なる材料の複数の層を形成することを含む。しかしながら、寸法調整したＣＩＳ装置に高アスペクト比のＢＤＴＩ構造を形成することは、難しい挑戦である。例えば、ディープトレンチの横方向寸法を小さくするほど、ディープインプラントを実施したり、又は、ディープトレンチを完全に埋めることは困難になる。ディープトレンチの埋め込みが不完全になると、結果として、ＢＤＴＩ構造にボイドを存在させてしまい、ＣＩＳ装置の光学的及び電気的な性能に悪影響を及ぼし得る。
【0013】
以上に鑑み、本開示は、裏面構造を備えるイメージセンサと、関連の形成方法とに関する。いくつかの実施形態において、裏面構造は、イメージセンサの隣り合う画素間の裏面ディープトレンチアイソレーション（ＢＤＴＩ）構造と、イメージセンサの各画素に重ね合わせられる画素誘電体スタックと、を備える。画素誘電体スタックは、画素内の光吸収を向上するいくつかの誘電材料を含み、ＢＤＴＩ構造は、画素間のブルーミング及びクロストークを低減する何らか他の誘電材料を含む。画素間のＢＤＴＩ構造と、各画素とに重ね合わせられる画素誘電体スタックとに、異なる誘電体組成を有することにより、ＢＤＴＩ構造は、より良好に充填可能であり、画素誘電体スタックは、より高いフレキシビリティを備えて形成可能である。結果として、ＣＩＳ装置の光学的及び電気的性能が改善される。
【0014】
いくつかの実施形態において、イメージセンサは、表側及び表側の反対の裏側を有するイメージセンシングダイを備える。第１のドープ型を有する第１のイメージセンシング要素及び第２のイメージセンシング要素は、イメージセンシングダイ内で互いに隣り合わせに配置される。画素誘電体スタックは、第１のイメージセンシング要素と第２のイメージセンシング要素とに重ね合わせられるようにイメージセンシングダイの裏側に沿って配置される。画素誘電体スタックは、第１の高誘電率層と、第１の高誘電率層の上方に配置される第２の高誘電率層と、を備える。ＢＤＴＩ構造は、第１のイメージセンシング要素と第２のイメージセンシング要素との間に配置され、イメージセンサダイの裏側からイメージセンサダイ内の位置まで延設される。ＢＤＴＩ構造は、隔離誘電体スタックに包囲されたトレンチ充填層を備える。以上に討論したとおり、画素誘電体スタックは、隔離誘電体スタックの第２の組成とは異なる第１の組成を有する。
【0015】
いくつかのさらなる実施形態において、第１の高誘電率層は、隔離誘電体スタックの一部として、トレンチ充填層に沿って下方に延設される。第２の高誘電率層は、第１の高誘電率層上に配置され、トレンチ充填層の上面を被覆するように横方向に延設されてもよい。いくつかの代替実施形態において、第１の高誘電率層及び第２の高誘電率層は、隔離誘電体スタックの側壁において終わり、これに直接接触する。隔離誘電体スタックは、二酸化ケイ素又は高誘電材料の隔離誘電体ライナを備えてもよい。隔離誘電体スタックは、隔離誘電体ライナとトレンチ充填層との間に配置される隔離導電性ライナをさらに備えてもよい。トレンチ充填層は、金属であってもよく、又は金属からなってもよい。
【0016】
図１は、イメージセンサ１００の横断面図を示している。イメージセンサ１００は、図１に示される画素領域１０３ａ及び１０３ｂ等、行、及び／又は、列を含むアレイに配置されてもよい複数の画素領域を有するイメージセンシングダイ１３４を備える。画素領域１０３ａ及び１０３ｂは、各々、入射した放射線（例えば、フォトン）を電気信号に変換するように構成された第１のイメージセンシング要素１０４ａと第２のイメージセンシング要素１０４ｂとを備える。いくつかの実施形態において、イメージセンシング要素１０４ａ及び１０４ｂは、第１のドープ型（例えば、リン、砒素、アンチモン等のドーパントによるｎ型ドーピング）を有するフォトダイオードドーピング層１３０又はドーピングウェルのフォトダイオードドーピング列又は部分である。イメージセンシング要素１０４ａ及び１０４ｂは、第１のドープ型とは異なる第２のドープ型（例えば、ホウ素、アルミニウム、インジウム等のドーパントによるｐ型ドーピング）を有するドープ基板又はウェル等、隣の第２の領域（図１では省略）上又はその内部に配置されてもよい。
【0017】
イメージセンシングダイ１３４は、表側１２２と、裏側１２４と、を有する。ＢＤＴＩ構造１１１は、第１のイメージセンシング要素１０４ａと第２のイメージセンシング要素１０４ｂとの間に配置され、イメージセンシングダイ１３４の裏側１２４から、イメージセンシングダイ１３４内の位置まで延設される。いくつかの実施形態によると、ＢＤＴＩ構造１１１は、隔離誘電体スタック１２８に包囲されたトレンチ充填層１１２を備える。隔離誘電体スタック１２８は、トレンチ充填層１１２の底面及び側壁面をライニングする隔離誘電体ライナ１１８を備えてもよい。隔離誘電体スタック１２８は、画素領域１０３ａ及び１０３ｂ間のブルーミング及びクロストークを低減する何らか他の共形の誘電体層をさらに備えてもよい。
【0018】
画素誘電体スタック１２６は、第１のイメージセンシング要素１０４ａ及び第２のイメージセンシング要素１０４ｂに重ね合わせられるようにイメージセンシングダイ１３４の裏側１２４に沿って配置される。画素誘電体スタック１２６は、隔離誘電体スタック１２８の第２の組成とは異なる第１の組成を有する。画素誘電体スタック１２６は、画素領域１０３ａ及び１０３ｂ内の光吸収を向上する誘電材料を含み、より厚い厚さを有してもよい。ＢＤＴＩ構造１１１と画素誘電体スタック１２６とに異なる誘電体組成を有することにより、ＢＤＴＩ構造１１１は、より良好に充填可能となり、画素誘電体スタック１２６は、より高いフレキシビリティを備えて配置可能である。いくつかの実施形態において、平坦層１２０が、画素誘電体スタック１２６上に形成され、上面を平坦化する。いくつかの実施形態において、平坦層１２０、又は平坦層１２０の上方に配置された追加の誘電体層は、底部反射防止層（ＢＡＲＬ）として機能し、入射したフォトンの反射を低減してもよい。いくつかの実施形態において、平坦層１２０は、例えば、酸窒化ケイ素、又は何らか他の好適な反射防止材料であるか、又はこれからなってもよい。結果として、イメージセンサ１００の光学的及び電気的な性能が改善される。
【0019】
いくつかの実施形態において、画素誘電体スタック１２６は、第１の高誘電率層１１４と、第１の高誘電率層１１４の上方に配置された第２の高誘電率層１１６と、を備える。第２の高誘電率層１１６は、第１の高誘電率層１１４の直上に配置されてもよい。いくつかの実施形態において、第１の高誘電率層１１４は、隔離誘電体スタック１２８の一部として、トレンチ充填層１１２の底面及び側壁面に沿って下方に延設される。第１の高誘電率層１１４は、共形の層であってもよい。第２の高誘電率層１１６は、トレンチ充填層１１２又はＢＤＴＩ構造１１１の上面全体を被覆してもよい。第２の高誘電率層１１６には、ＢＤＴＩ構造１１１がなくてもよい。
【0020】
いくつかの実施形態において、第１の高誘電率層１１４は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化ハフニウムシリコン（ＨｆＳｉＯ）、又は酸化ハフニウムアルミニウム（ＨｆＡｌＯ）であるか、これからなる。第２の高誘電率層１１６は、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）であるか、これからなる。他の適用可能な高誘電材料も、本開示の範囲内である。形成時にオーバーハングを生じやすい酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）又はその他同様の高誘電材料は、ＢＤＴＩ構造１１１には望ましくない。アイソレーショントレンチ内にこのような種別の材料を充填すると、ＢＤＴＩ構造１１１中にボイドを生じることがあり、イメージセンサ１００の光学的及び電気的な性能に悪影響を及ぼしてしまう。隔離誘電体ライナ１１８は、二酸化ケイ素であるか、又はこれからなる。或いは、隔離誘電体ライナ１１８は、高誘電材料であるか、又はこれからなる。トレンチ充填層１１２は、アルミニウム、ルテニウム等の金属であるか、又はこれからなる。或いは、トレンチ充填層１１２は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、及び／又は、その他の適用可能な誘電材料等の誘電材料であるか、又はこれからなる。いくつかの実施形態において、第１の高誘電率層１１４は、約３０Å～約５００Å（一例として、１２０Å）の範囲内の厚さを有してもよい。隔離誘電体ライナ１１８は、約５０Å～約３０００Å（同一例において、２００Å）の範囲内の厚さを有してもよい。第２の高誘電率層１１６は、約２００Å～約１５００Å（同一例において、４００Å）の範囲内の厚さを有してもよい。いくつかの実施形態において、ＢＤＴＩ構造１１１は、約１．５μｍ～約５μｍの範囲内の深さを有してもよい。ＢＤＴＩ構造１１１の横方向寸法は、約０．１μｍ～約０．３μｍの範囲を有してもよい。ＢＤＴＩ構造１１１の横方向寸法は、（例えば、図１～図５に関連して説明したとおり）ＢＤＴＩ構造１１１内の誘電層及び導電層の形成を行うのに十分でなければならない。
【0021】
第１の高誘電率層１１４及び第２の高誘電率層１１６は、画素領域１０３ａ及び１０３ｂ内の光吸収を促進する。第２の高誘電率層１１６は、第１の高誘電率層１１４よりも厚くてよい。いくつかの実施形態において、第２の高誘電率層１１６は、第１の高誘電率層１１４より約２倍以上厚い。第１の高誘電率層１１４がより薄く、より共形であるほど、ディープトレンチをより良好に充填し、より整合性の高いＢＤＴＩ構造１１１を形成する助けとなる。第１の高誘電率層１１４は、トレンチのエッチングによって生じる表面損傷を防止する保護層としても作用してよい。隔離誘電体ライナ１１８は、入射光を吸収又は反射し、画素領域１０３ａ及び１０３ｂ間のブルーミング及びクロストークを低減する助けとなってもよい。第２の高誘電率層１１６は、厚いほど、画素領域１０３ａ及び１０３ｂ内の光吸収を向上する助けとなる。
【0022】
いくつかの実施形態において、複数のカラーフィルタ１５４が、イメージセンシングダイ１３４の裏側１２４上方に配置される。複数のカラーフィルタ１５４は、各々、入射した放射線のうち、特定の波長を通過させるように構成される。例えば、第１のカラーフィルタ（例えば、赤色のカラーフィルタ）は、第１の範囲内の波長を有する光を通過させてもよく、第２のカラーフィルタは、第１の範囲とは異なる第２の範囲内の波長を有する光を通過させてもよい。いくつかの実施形態において、これら複数のカラーフィルタ１５４は、画素領域１０３ａ及び１０３ｂのイメージングセンサ要素１０４ａ及び１０４ｂに重ね合わせられるように格子構造内に配置されてもよい。
【0023】
図２は、他のいくつかの実施形態に係る、ＢＤＴＩ構造１１１に包囲されたイメージセンシング要素１０４ａ及び１０４ｂを備えるイメージセンサ２００の横断面図を示している。図１に示されたイメージセンサ１００の特徴と、その他の特徴とは、適用可能なときには、イメージセンサ２００に組み込むこともできる。さらに、図１の代替となるいくつかの実施形態において、画素誘電体スタック１２６は、隔離誘電体スタック１２８の側壁で終わり、これに直接接触する第１の高誘電率層１１４及び第２の高誘電率層１１６を備える。いくつかの実施形態において、隔離誘電体スタック１２８は、隔離誘電体ライナ１１８を備えてもよい。いくつかの実施形態において、隔離誘電体ライナ１１８は、二酸化ケイ素であるか、又はこれからなる。或いは、隔離誘電体ライナ１１８は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化ハフニウムシリコン（ＨｆＳｉＯ）、又は酸化ハフニウムアルミニウム（ＨｆＡｌＯ）であるか、又はこれからなる。形成時によりオーバーハングを生じやすい酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）又はその他同様の高誘電材料を使用して、第２の高誘電率層１１６を形成してもよいが、ＢＤＴＩ構造１１１内の隔離誘電体ライナ１１８には望ましくない。アイソレーショントレンチ内にこれらの種別の材料を埋め込むことで、ＢＤＴＩ構造１１１内にボイドを生じることがあり、イメージセンサ２００の光学的及び電気的な性能に悪影響を与えてしまう。
【0024】
図３は、何らか他の実施形態に係る、ＢＤＴＩ構造１１１に包囲されたイメージセンシング要素１０４ａ及び１０４ｂを備えるイメージセンサ３００の横断面図を示している。図１及び図２に示されるイメージセンサ１００及び２００と、他の図面に示されるイメージセンサとの特徴は、適用可能時、イメージセンサ３００に組み込まれ得る。また図１及び図２の代替のいくつかの実施形態において、隔離誘電体スタック１２８は、隔離誘電体ライナ１１８とトレンチ充填層１１２との間に配置された隔離導電性ライナ３０２をさらに備える。隔離導電性ライナ３０２は、アルミニウム、ルテニウム等の金属であってもよいか、又はこれからなってもよい。トレンチ充填層１１２は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、及び／又は、その他の適用可能な誘電材料等の誘電材料であってもよく、又はこれからなってもよい。いくつかの実施形態において、動作中、隔離導電性ライナ３０２は、負にバイアス可能であり、正の電荷を誘発して、ＢＤＴＩ構造１１１の側壁への損傷を回復することで、性能を改善することができる。
【0025】
図４は、他のいくつかの実施形態に係る、ＢＤＴＩ構造１１１に包囲されたイメージセンシング要素１０４ａ及び１０４ｂを備えるイメージセンサ４００の横断面図を示している。図１～図３に示されるイメージセンサ１００～３００と、他の図面に示されるイメージセンサとの特徴は、適用可能時、イメージセンサ４００に組み込まれ得る。また図１～図３の代替のいくつかの実施形態において、ＢＤＴＩ構造１１１内のトレンチ充填層１１２は、上方に延設され、イメージセンシングダイ１３４の裏側１２４に沿って横に配置されてもよい。そして平坦層１２０は、入射したフォトンの反射を低減する底部反射防止層（ＢＡＲＬ）として、トレンチ充填層１１２上に配置される。いくつかの実施形態において、平坦層１２０は、例えば、酸窒化ケイ素又は何らか他の好適な反射防止材料であってもよく、又はこれからなってもよい。
【0026】
図５は、何らか他の実施形態に係る、ともに接合されたイメージセンシングダイ１３４とロジックダイ１３６とを備える集積チップ５００の横断面図を示しており、イメージセンシングダイ１３４は、ＢＤＴＩ構造１１１に包囲されたイメージセンシング要素１０４を有する。図１～図４に示されるイメージセンサ１００～４００と、他の図面に示されるイメージセンサとの特徴は、適用可能時、イメージセンシングダイ１３４に組み込まれ得る。いくつかの実施形態において、フォトダイオードドーピング層１３０は、アレイディープｎ型ウェル１３１と、ｎ型フォトダイオード層１３２と、を備える。ＢＤＴＩ構造１１１は、図１に示されるとおり、アレイディープｎ型ウェル１３１を通じて、イメージセンシングダイ１３４の裏側１２４から延設されてもよい。
【0027】
いくつかの実施形態において、ドープシャローアイソレーションウェル１１０は、隣接する画素領域１０３ａ及び１０３ｂの間に配置され、これらを隔離し、イメージセンシングダイ１３４の表側１２２からフォトダイオードドーピング層１３０内の位置まで延設される。ドープシャローアイソレーションウェル１１０は、第２のドープ型（例えば、ｐ型ドーピング）を有してもよい。いくつかの実施形態において、ＢＤＴＩ構造１１１の底部は、ドープシャローアイソレーションウェル１１０の凹んだ上面内に配置されてもよい。この場合、ドープシャローアイソレーションウェル１１０は、ＢＤＴＩ構造１１１の深さの半分未満、又は１／４未満に達してもよい。ドープシャローアイソレーションウェル１１０は、ＢＤＴＩ構造１１１と縦方向に並べられてもよい（例えば、共通中央線５１６を共有する）。ＢＤＴＩ構造１１１及びドープシャローアイソレーションウェル１１０は、まとめて、画素領域１０３ａ及び１０３ｂに対する隔離体として機能することで、画素領域１０３ａ及び１０３ｂ間のクロストーク及びブルーミングが低減できるようにする。ドープシャローアイソレーションウェル１１０はまた、さらにｐ型ドーパントをイメージセンシング要素１０４に与えることにより、動作中、イメージセンシング要素１０４の空乏を促進し、ウェルの完全容量を向上するようにする。
【0028】
いくつかの実施形態において、フローティングディフュージョンウェル２０４は、イメージセンシングダイ１３４の表側１２２からフォトダイオードドーピング層１３０内の位置まで、隣接する画素領域１０３ａ及び１０３ｂ間に配置される。いくつかの実施形態において、ＢＤＴＩ構造１１１は、フローティングディフュージョンウェル２０４に重なり合う位置まで延設される。ＢＤＴＩ構造１１１及びフローティングディフュージョンウェル２０４は、縦方向に並べられてもよい（例えば、共通中央線５１６を共有する）。トランスファーゲート２０２は、イメージセンシング要素１０４とフローティングディフュージョンウェル２０４との間の横方向位置にて、イメージセンシングダイ１３４の表側１２２に沿って配置される。トランスファーゲート２０２は、イメージセンシングダイ１３４の表側１２２からｎ型フォトダイオード層１３２内の位置まで延設されてもよい。動作中、トランスファーゲート２０２は、イメージセンシング要素１０４からフローティングディフュージョンウェル２０４までの電荷移送を制御する。フローティングディフュージョンウェル２０４内で電荷レベルが十分に高い場合、ソースフォロワトランジスタ（図示せず）が起動され、対応に使用される行選択トランジスタ（図示せず）の動作に応じて、電荷が選択的に出力される。リセットトランジスタ（図示せず）を使用して、露出期間の間でイメージセンシング要素１０４をリセットすることができる。
【0029】
シャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）構造５１４は、イメージセンシングダイ１３４の表側１２２からフォトダイオードドーピング層１３０内の位置まで、隣接する画素領域１０３ａ及び１０３ｂの間に配置されてもよい。ＳＴＩ構造５１４及びＢＤＴＩ構造１１１は、縦方向に並べられてもよい（例えば、共通中央線を共有し、これはドープシャローアイソレーションウェル１１０とは中央線を共有してもよく、共有しなくてもよい）。いくつかの実施形態において、ドープシャローアイソレーションウェル１１０は、イメージセンシングダイ１３４の表側１２２からフォトダイオードドーピング層１３０内の位置までまで延設され、ＳＴＩ構造５１４を包囲する。いくつかの代替実施形態において、ドープシャローアイソレーションウェル１１０は、ＳＴＩ構造５１４を、フォトダイオードドーピング層１３０、及び／又は、ＢＤＴＩ構造１１１から分離してもよい。ＢＤＴＩ構造１１１、ドープシャローアイソレーションウェル１１０、及びＳＴＩ構造５１４は、まとめて、画素領域１０３ａ及び１０３ｂの隔離体として機能することで、画素領域１０３ａ及び１０３ｂの間のクロストーク及びブルーミングを低減できるようにする。
【0030】
イメージセンシングダイ１３４は、画素領域１０３ａ及び１０３ｂの間に配置された複合体格子５０６をさらに備えてもよい。複合体格子５０６は、イメージセンシングダイ１３４の裏側１２４にて、互いに重ね合わせられた金属層５０２と誘電体層５０４とを備えてもよい。誘電体ライナ５０８は、複合体格子５０６の側壁及び上部をライニングする。金属層５０２は、タングステン、銅、アルミニウム銅、又は窒化チタニウムのうちの１つ以上の層であってもよく、又はこれからなってもよい。金属層５０２は、約１００ｎｍ～約５００ｎｍの厚さ範囲を有してもよい。誘電体層５０４は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、又はこれらの組み合わせの１つ以上の層であってもよく、又はこれからなってもよい。誘電体層５０４は、約２００ｎｍ～約８００ｎｍの厚さ範囲を有してもよい。誘電体ライナ５０８は、二酸化ケイ素等の酸化物であってもよく、又はこれからなってもよい。誘電体ライナ５０８は、約５ｎｍ～約５０ｎｍの厚さ範囲を有してもよい。他の適用可能な金属材料も、本開示の範囲内である。
【0031】
金属化スタック１０８は、イメージセンシングダイ１３４の表側１２２上に配置されてもよい。金属化スタック１０８は、１つ以上のレベル間誘電層（ＩＬＤ層）１０６内に配置された複数の金属相互接続層を備える。ＩＬＤ層１０６は、低誘電率層（すなわち、約３．９未満の誘電係数を有する誘電体）、超低誘電率層、又は酸化物（例えば、酸化ケイ素）のうちの１つ以上を備えてもよい。いくつかの代替実施形態において、ＢＤＴＩ構造１１１は、フォトダイオードドーピング層１３０を通じて延設され、ＩＬＤ層１０６、又はトランスファーゲート２０２のゲート誘電体等のトランジスタ素子のゲート誘電体層に達してもよい。
【0032】
ロジックダイ１３６は、ロジック基板１４０上方に配置されたロジック素子１４２を備えてもよい。ロジックダイ１３６は、ロジック素子１４２の上側のＩＬＤ層１４６内に配置された金属化スタック１４４をさらに備えてもよい。イメージセンシングダイ１３４及びロジックダイ１３６は、表側同士を向かい合わせて、表側と裏側を向かい合わせて、又は裏側同士を向かい合わせて接合されてもよい。一例として、図５は、表側同士を向かい合わせた接合構造を示しており、中間接合誘電層１３８及び１４８の対と接合パッド１５０及び１５２とが、イメージセンシングダイ１３４とロジックダイ１３６との間に配置され、各々、融着又は共晶接合構造で金属化スタック１０８及び１４４を接合する。
【0033】
いくつかの実施形態において、複数のマイクロレンズ１５６は、複数のカラーフィルタ１５４の上方に配置される。各マイクロレンズ１５６は、カラーフィルタ１５４と横方向に並べられ、画素領域１０３ａ及び１０３ｂ上に重ねられる。いくつかの実施形態において、複数のマイクロレンズ１５６は、複数のカラーフィルタ１５４に当接する略平坦な底面と、曲面状の上面と、を有する。曲面状の上面は、下地となる画素領域１０３ａ及び１０３ｂに向かって入射した放射線１５８を集束するように構成される。集積チップ５００の動作中、入射した放射線１５８は、マイクロレンズ１５６により、下地となる画素領域１０３ａ及び１０３ｂに向かって集束される。十分なエネルギーの入射放射線又は入射光がイメージセンシング要素１０４にぶつかると、光電流を生じる電子－正孔対を生成する。なお、図５中、イメージセンサ上に固定されるものとして複数のマイクロレンズ１５６が示されているが、イメージセンサは、マイクロレンズを備えなくてもよく、マイクロレンズは、別の製造活動において、イメージセンサに取り付けられてもよいことが理解される。
【0034】
図６～図２０は、ＢＤＴＩ構造に包囲されるイメージセンシング要素を有するイメージセンサを形成する方法を示した横断面図６００～２０００のいくつかの実施形態を示している。いくつかの実施形態において、ＢＤＴＩ構造の形成は、イメージセンシングダイの裏側からディープトレンチを形成した後、ディープトレンチの側壁面及び底面に沿って隔離誘電体スタックを形成すること、ディープトレンチの残りのスペース内にトレンチ充填層を形成することと、を備える。画素誘電体スタックは、イメージセンシング要素に重ね合わせられるようにイメージセンシングダイの裏側に沿って形成される。異なる誘電体組成の画素誘電体スタックと隔離誘電体スタックとを形成することにより、ディープトレンチをより良好に埋めることができ、画素誘電体スタックは、より高いフレキシビリティを備えて形成可能である。結果として、ＣＩＳ装置の光学的及び電気的な性能が改善される。
【0035】
図６の横断面図６００に示されるとおり、基板１０２を、イメージセンシングダイ１３４用に準備する。種々の実施形態において、基板１０２は、半導体ウェーハ又はウェーハ上の１つ以上のダイ等、任意の種別の半導体本体（例えば、シリコン／ゲルマニウム／ＣＭＯＳバルク、ＳｉＧｅ、ＳＯＩ等）と、その上、及び／又は、それに関連して形成された、他の任意の種別の半導体、及び／又は、エピタキシャル層と、を備えてもよい。一例として、画素領域１０３ａ及び１０３ｂ内に形成された複数のイメージセンシング要素１０４を含む第１のドープ型のフォトダイオードドーピング層１３０が、ハンドリング基板上又はハンドリング基板内に形成される。いくつかの実施形態において、フォトダイオードドーピング層１３０は、ｐ型基板又はウェル内にアレイディープｎ型ウェル１３１等のドーピングウェルを形成した後、アレイディープｎ型ウェル１３１上にｎ型フォトダイオード層１３２を形成することによって形成される。アレイディープｎ型ウェル１３１及びｎ型フォトダイオード層１３２は、例えば、イオン注入又は何らか他の好適なドーピングプロセスであってもよいか、又はこれからなってもよいドーピングプロセスによって形成されてもよい。いくつかの実施形態において、ｎ型フォトダイオード層１３２は、フォトレジストを含むパターン化されたマスキング層（図示せず）に応じて、選択的に注入されてもよい。いくつかの代替実施形態において、フォトダイオードドーピング層１３０は、エピタキシャルプロセスにより、基板１０２上に形成される。
【0036】
図７の横断面図７００に示されるとおり、いくつかの実施形態において、ドーパント種が、基板１０２内に注入されて、ドープ領域を形成する。複数のドープシャローアイソレーションウェル１１０は、隣接する画素領域１０３ａ及び１０３ｂの間のフォトダイオードドーピング層１３０内にｐ型ドーパント種を注入することによって形成されてもよい。ｐ型ピンニング層１３３は、ｎ型フォトダイオード層１３２上に形成されてもよい。複数のドープシャローアイソレーションウェル１１０及びｐ型ピンニング層１３３は、イメージセンシングダイ１３４の表側１２２から形成されてもよい。
【0037】
図７にも示されるとおり、複数のＳＴＩ構造５１４は、イメージセンシングダイ１３４の表側１２２から、隣接する画素領域１０３ａ及び１０３ｂの境界、及び／又は、これらの間に形成されてもよい。１つ以上のＳＴＩ構造５１４は、イメージセンシングダイ１３４の表側１２２を選択的にエッチングすることでシャロートレンチを形成し、次いでシャロートレンチ内に酸化物を形成することにより、形成されてもよい。ＳＴＩ構造５１４は、各々、ドープシャローアイソレーションウェル１１０と中央に並べられてもよい。
【0038】
図８の横断面図８００に示されるとおり、いくつかの実施形態において、トランスファーゲート２０２は、イメージセンシングダイ１３４の表側１２２の上方に形成される。トランスファーゲート２０２は、ゲート誘電体層及びゲート電極層を堆積及びパターニングしてゲート誘電体８０２及びゲート電極８０４を形成することにより、形成されてもよい。いくつかの実施形態において、トレンチは、イメージセンシングダイ１３４の表側１２２からｎ型フォトダイオード層１３２内の位置まで延設されるように形成されてもよく、トランスファーゲート２０２は、次いで、トレンチ内、且つ、イメージセンシングダイ１３４の表側１２２の上方に形成されてもよい。いくつかの実施形態において、注入プロセスは、イメージセンシングダイ１３４の表側１２２内で実施され、トランスファーゲート２０２の一方側又は、一対のトランスファーゲート２０２の両側に沿って、フローティングディフュージョンウェル２０４を形成する。
【0039】
図９の横断面図９００に示される通り、いくつかの実施形態において、金属化スタック１０８は、イメージセンシングダイ１３４の表側１２２上に形成されてもよい。いくつかの実施形態において、金属化スタック１０８の形成は、ＩＬＤ層１０６の形成を含んでもよい。ＩＬＤ層１０６は、イメージセンシングダイ１３４の表側１２２上にＩＬＤ材料の１つ以上の層を備える。次いで、ＩＬＤ層１０６がエッチングされ、ビアホール、及び／又は、トレンチを形成する。ビアホール、及び／又は、トレンチには、その後、導電材料が埋め込まれ、複数の金属相互接続ビア５１０及び金属線５１２を形成する。いくつかの実施形態において、ＩＬＤ層１０６は、物理気相堆積技術（例えば、ＰＶＤ、ＣＶＤ等）によって堆積されてもよい。複数の金属相互接続層は、堆積プロセス、及び／又は、めっきプロセス（例えば、電気めっき、無電解めっき等）を使用して形成されてもよい。種々の実施形態において、複数の金属相互接続層は、例えば、タングステン、銅、又はアルミニウム銅を含んでもよい。
【0040】
図１０の横断面図１０００に示されるとおり、いくつかの実施形態において、イメージセンシングダイ１３４は、その後、１つ以上の他のダイに接合可能である。例えば、イメージセンシングダイ１３４は、ロジック素子１４２を含むために準備されたロジックダイ１３６に接合可能である。イメージセンシングダイ１３４及びロジックダイ１３６は、表側同士を向かい合わせて、表側と裏側とを向かい合わせて、又は裏側同士を向かい合わせて接合されてもよい。例えば、接合プロセスでは、一対の中間接合誘電体層１３８及び１４８と、接合パッド１５０及び１５２とを使用して、イメージセンシングダイ１３４及びロジックダイ１３６の金属化スタック１０８及び１４４を接合してもよい。接合プロセスは、融着又は共晶接合プロセスを含んでもよい。接合プロセスはまた、接合パッド１５０及び１５２の金属同士の接合と、中間接合誘電体層１３８及び１４８の誘電体同士の接合と、を含むハイブリッド接合プロセスも備えてもよい。ハイブリッド接合プロセスの後に、アニールプロセスが行われてもよく、このアニールプロセスは、例えば、約２５０℃～約４５０℃の温度範囲で、約０．５時間～約４時間の範囲の時間、実施されてもよい。
【0041】
図１１の横断面図１１００に示されるとおり、いくつかの実施形態において、ディープトレンチ１２０２は、イメージセンシング要素１０４を横方向に分離するようにイメージセンシングダイ１３４の裏側１２４から形成される。いくつかの実施形態において、フォトダイオードドーピング層１３０は、イメージセンシングダイ１３４の裏側１２４上にマスキング層を形成し、フォトダイオードドーピング層１３０を、マスキング層で被覆されていない領域においてエッチング剤に露出することにより、エッチングされてもよい。いくつかの代替実施形態において、基板１０２又はフォトダイオードドーピング層１３０は、ディープトレンチ１２０２を形成するとき、深さ方向に完全にエッチングされ、ディープトレンチ１２０２は、基板１０２を通じて延設され、ＩＬＤ層１０６に到達してもよく、完全な隔離が達成されるようにする。種々の実施形態において、マスキング層は、フォトリソグラフィプロセスを使用してパターニングされたフォトレジスト又は窒化物（例えば、ＳｉＮ）を含んでもよい。マスキング層は、約２００オングストローム（Å）～約１０００オングストローム（Å）の厚さ範囲の原子層堆積（ＡＬＤ）又はプラズマＣＶＤ酸化物層も含んでよい。種々の実施形態において、エッチング剤は、フッ素種（例えば、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ４Ｆ８等）を含むエッチングケミストリを有するドライエッチング剤、又はウェットエッチング剤（例えば、フッ化水素酸（ＨＦ）又はテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ））を含んでもよい。ディープトレンチ１２０２は、約１．５μｍ～約５μｍの深さ範囲を有してもよい。横方向寸法は、約０．１μｍ～約０．３μｍの範囲を有してもよい。ディープトレンチ１２０２を形成するエッチングプロセスは、ドライエッチングと、アンダーカットプロファイルを生じ得るウェットエッチングとを含む異方性エッチングプロセスを含んでもよい。いくつかの実施形態において、ディープトレンチ１２０２を形成するエッチングは、ディープトレンチ１２０２の上方側壁から、アレイディープｎ型ウェル１３１の横平面に直角な垂直線まで、約８°～１５°の範囲の傾倒角度を有した傾倒先端部を、ディープトレンチ１２０２の上方角部に導入してもよい。いくつかの代替実施形態において、傾倒先端部は、約８°より小さい。傾倒先端部は、その後、洗浄プロセスで除去又は低減されて、ディープトレンチ１２０２に平滑な側壁と、傾倒の低減されたネックとを残してもよい。
【0042】
いくつかの実施形態において、イメージセンシングダイ１３４が、ディープトレンチ１２０２の形成に先立って、裏側１２４上で薄化される。薄化プロセスでは、ｐ型基板（図１０参照）を部分的又は完全に除去して、放射線がイメージセンシングダイ１３４の裏側１２４を通じてイメージセンシング要素１０４に到達できるようにしてもよい。いくつかの実施形態において、イメージセンシングダイ１３４は、薄化され、イメージセンシング要素１０４を露出することにより、放射線がより容易にフォトダイオード上に到達できるようにする。その後、後に形成されたＢＤＴＩ構造（例えば、図１３のＢＤＴＩ構造１１１を参照）が、イメージセンシング要素１０４の表面に到達するように形成されてもよい。薄化プロセスは、イメージセンシングダイ１３４の裏側１２４のエッチング又は機械研削によって実施されてもよい。エッチング剤の例として、フッ化水素／硝酸／酢酸（ＨＮＡ）が含まれてもよい。その後、化学機械プロセス及びテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）ウェットエッチが続いて行われ、イメージセンシングダイ１３４をさらに薄化してもよい。
【0043】
図１２の横断面図１２００に示されるとおり、いくつかの実施形態において、その後、ディープトレンチ１２０２には、誘電材料が埋め込まれる。いくつかの実施形態において、第１の高誘電率層１１４が、ディープトレンチ１２０２内に形成される。第１の高誘電率層１１４は、堆積技術によって形成されてもよく、酸化ケイ素より誘電係数の大きい酸化アルミニウム（ＡｌＯ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ）、又はその他の誘電材料を含んでもよい。第１の高誘電率層１１４は、ディープトレンチ１２０２の側壁面及び底面をライニングする。いくつかの実施形態において、第１の高誘電率層１１４は、共形、且つ、ディープトレンチ１２０２間のイメージセンシングダイ１３４の裏側１２４上方に延設されるように形成されてもよい。いくつかの実施形態において、その後、隔離誘電体ライナ１１８が、第１の高誘電率層１１４上に形成される。隔離誘電体ライナ１１８は、例えば、二酸化ケイ素で形成されてもよい。隔離誘電体ライナ１１８は、共形、且つ、イメージセンシングダイ１３４の裏側１２４上方に延設されるように形成されてもよい。第１の高誘電率層１１４及び隔離誘電体ライナ１１８は、原子層堆積（ＡＬＤ）又はその他の適用可能な共形堆積技術で形成されてもよい。第１の高誘電率層１１４は、例えば、約３０Å～約５００Åの範囲の厚さを有してもよい。隔離誘電体ライナ１１８は、例えば、約５０Å～約３０００Åの範囲の厚さを有してもよい。形成時によりオーバーハングを起こしやすい誘電材料は、ディープトレンチ１２０２内にこの種の材料を埋めると、ディープトレンチ１２０２に閉じ込められたボイドを生じる可能性があり、イメージセンサの光学的及び電気的な性能に悪影響を及ぼしてしまうことがあるため、ディープトレンチ１２０２に埋め込まれる誘電材料としては望ましくない。
【0044】
図１３の横断面図１３００に示されるとおり、いくつかの実施形態において、トレンチ充填層１１２は、ディープトレンチ１２０２の残りの部分を埋め込んで形成される。いくつかの実施形態において、トレンチ充填層１１２は、アルミニウム、ルテニウム等の金属であるか、又はこれからなる。トレンチ充填層１１２は、物理気相堆積技術又は化学気相堆積技術を使用して堆積されてもよい。トレンチ充填層１１２には、イメージセンシング要素１０４の直上のトレンチ充填層１１２の横部分を除去する平坦化プロセスが施されてもよい。結果として、ＢＤＴＩ構造１１１が、裏側１２４からフォトダイオードドーピング層１３０内の位置まで延びるように、基板１０２内に形成される。ＢＤＴＩ構造１１１は、隣接する画素領域１０３ａ及び１０３ｂ間に形成され、これらを隔離する。
【0045】
図１４の横断面図１４００に示されるとおり、いくつかの実施形態において、隔離誘電体ライナ１１８の横部分が、イメージセンシング要素１０４に重ね合わせられる領域から除去されてもよい。いくつかの実施形態において、隔離誘電体ライナ１１８は、例えば、希釈ＨＦを使用して、ウェット浸漬により、部分的に除去される。第１の高誘電率層１１４及び隔離誘電体ライナ１１８は、画素領域１０３ａ及び１０３ｂ間のブルーミング及びクロストークを低減する。
【0046】
図１５の横断面図１５００に示されるとおり、いくつかの実施形態において、第２の高誘電率層１１６は、第１の高誘電率層１１４とトレンチ充填層１１２との上面上に形成される。いくつかの実施形態において、第２の高誘電率層１１６は、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）であるか、又はこれからなる。第２の高誘電率層１１６は、各画素領域１０３ａ及び１０３ｂ内の光吸収を向上する。第２の高誘電率層１１６は、第１の高誘電率層１１４より厚く形成されてもよい。
【0047】
図１６の横断面図１６００に示されるとおり、いくつかの実施形態において、その後、平坦層１２０が、第２の高誘電率層１１６上に配置される。平坦層１２０は、入射したフォトンの反射を低減する底部反射防止層（ＢＡＲＬ）として機能してもよい。いくつかの実施形態において、平坦層１２０は、例えば、酸窒化ケイ素、又は何らか他の好適な反射防止材料であってもよく、又はこれからなってもよい。
【0048】
図１７～図１９は、イメージセンシング要素１０４ａに重ね合わせられるカラーフィルタ１５４を形成する方法のいくつかの実施形態を示している。図１７の横断面図１７００に示されるとおり、金属層５０２及び誘電体層５０４は、イメージセンシングダイ１３４の裏側１２４に沿って、基板１０２の上方に積み重ねられる。金属層５０２は、タングステン、銅、アルミニウム銅、窒化チタニウムのうちの１つ以上の層であってもよく、又はこれからなってもよい。他の適用可能な金属材料も、本開示の範囲内である。誘電体層５０４は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、又はこれらの組み合わせのうちの１つ以上の層であってもよく、又はこれからなってもよい。誘電体層５０４は、硬質マスク層として機能してもよい。
【0049】
図１８の横断面図１８００に示されるとおり、金属層５０２及び誘電体層５０４にエッチングが施され、複合体格子５０６を形成する。開口１８０２は、イメージセンシング要素１０４と中央に並べられてもよく、複合体格子５０６が、イメージセンシング要素１０４周辺でこれらの間に配置されるようにする。或いは、開口１８０２は、イメージセンシング要素１０４から少なくとも１つの方向で、横方向にシフト又はオフセットされてもよく、複合体格子５０６が少なくとも部分的にイメージセンシング要素１０４に重ね合わせられるようにする。その後、誘電体ライナ５０８は、複合体格子５０６の側壁及び上部をライニングし、開口１８０２をライニングするように形成される。誘電体ライナ５０８は、例えば、化学気相堆積（ＣＶＤ）又は物理気相堆積（ＰＶＤ）等の共形堆積技術を使用して形成されてもよい。誘電体ライナ５０８は、例えば、二酸化ケイ素等の酸化物で形成されてもよい。
【0050】
図１９の横断面図１９００に示されるとおり、画素センサに対応するカラーフィルタ１５４が、対応する画素センサの開口１８０２内に形成される。カラーフィルタ層は、他の色の光をブロックしつつ、対応する色の光を通過させる材料で形成される。さらに、カラーフィルタ１５４は、割り当てられた色で形成されてもよい。例えば、カラーフィルタ１５４は、赤色、緑色、及び青色の割り当てられた色で交互に形成されてもよい。カラーフィルタ１５４は、複合体格子５０６と上面を並べられて形成されてもよい。カラーフィルタ１５４は、対応する画素センサのイメージセンシング要素１０４ａから少なくとも１つの方向において、横方向シフト又はオフセットされてもよい。シフト又はオフセットの程度に応じて、カラーフィルタ１５４は、対応する画素センサの開口を部分的に埋め込んでもよく、対応する画素センサに隣接する画素センサの開口を部分的に埋め込んでもよい。或いは、カラーフィルタ１５４は、対応する画素センサのフォトダイオードの中央に並べられた縦軸について対称であってもよい。カラーフィルタ１５４の形成プロセスには、色割り当てにおける異なる各色について、カラーフィルタ層を形成することと、カラーフィルタ層をパターニングすることと、を含んでもよい。カラーフィルタ層は、形成に続いて平坦化されてもよい。パターニングは、カラーフィルタ層上方にパターンを備えたフォトレジスト層を形成し、フォトレジスト層のパターンに応じて、エッチング剤をカラーフィルタ層に当て、パターンフォトレジスト層を除去することによって実施されてもよい。
【0051】
図２０に示されるとおり、画素センサに対応するマイクロレンズ１５６は、対応する画素センサのカラーフィルタ１５４上方に形成される。いくつかの実施形態において、複数のマイクロレンズは、複数のカラーフィルタ上方にマイクロレンズ材料を堆積することにより（例えば、スピンオン方法又は堆積プロセスにより）形成されてもよい。曲面状の上面を有するマイクロレンズテンプレートは、マイクロレンズ材料上方にパターニングされる。いくつかの実施形態において、マイクロレンズテンプレートは、分配する露光線量（例えば、負のフォトレジストに対しては、曲面の底では、より多くの光で露光し、曲面の頂上では、より少ない光で露光する）を使用して露光され、丸い形状を形成するように現像及び焼き付けられたフォトレジスト材料を含んでもよい。その後、マイクロレンズ１５６は、マイクロレンズテンプレートに応じて、マイクロレンズ材料を選択的にエッチングすることにより、形成される。
【0052】
【0053】
図１０に続いて、図２１の横断面図２１００に示されるとおり、いくつかの実施形態において、イメージセンシングダイ１３４は、裏側１２４において薄化され、基板１０２を除去する。薄化プロセスは、ｐ型基板（図１０参照）を部分的又は完全に除去して、放射線がイメージセンシングダイ１３４の裏側１２４を通じてイメージセンシング要素１０４に到達するようにしてもよい。薄化プロセスは、イメージセンシングダイ１３４の裏側１２４のエッチング又は機械研削により、実施されてもよい。いくつかの実施形態において、画素誘電体スタック１２６は、ディープトレンチ１２０２の形成に先立って、イメージセンシングダイ１３４の裏側１２４に沿って形成される。画素誘電体スタック１２６は、第１の高誘電率層１１４と、第１の高誘電率層１１４の上面上に形成された第２の高誘電率層１１６と、を備えてもよい。硬質マスク層４０２は、画素誘電体スタック１２６の頂上部に形成されてもよい。いくつかの実施形態において、第２の高誘電率層１１６は、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）であるか、又はこれからなる。第２の高誘電率層１１６は、各画素領域１０３ａ及び１０３ｂ内の光吸収を向上する。
【0054】
図２２の横断面図２２００に示されるとおり、ディープトレンチ１２０２は、フォトダイオードドーピング層１３０を横方向に複数のイメージセンシング要素１０４に分離するように、画素誘電体スタック１２６を通じて、イメージセンシングダイ１３４の裏側１２４から形成される。ディープトレンチ１２０２は、パターニングされた硬質マスク層４０２に応じて、画素誘電体スタック１２６及びフォトダイオードドーピング層１３０をエッチングすることにより、形成されてもよい。
【0055】
図２３の横断面図２３００に示されるとおり、いくつかの実施形態において、隔離誘電体ライナ１１８及びトレンチ充填層１１２は、ディープトレンチ１２０２を埋め込んで形成される。いくつかの実施形態において、隔離誘電体ライナ１１８は、Ａｌ２Ｏ３等の高誘電材料で作成される。或いは、隔離誘電体ライナ１１８は、二酸化ケイ素で作成される。いくつかの実施形態において、トレンチ充填層１１２は、アルミニウム、ルテニウム等の金属であるか、又はこれからなる。トレンチ充填層１１２は、物理気相堆積技術又は化学気相堆積技術を使用して、堆積されてもよい。
【0056】
図２４の横断面図２４００に示されるとおり、いくつかの実施形態において、トレンチ充填層１１２及び隔離誘電体ライナ１１８には、各画素領域１０３ａ及び１０３ｂの直上のトレンチ充填層１１２及び隔離誘電体ライナ１１８の横部分を除去する平坦化プロセス又はその他のエッチングプロセスが施される。結果として、ＢＤＴＩ構造１１１は、裏側１２４からフォトダイオードドーピング層１３０内の位置まで延設するように、基板１０２内に形成される。ＢＤＴＩ構造１１１は、隣接する画素領域１０３ａ及び１０３ｂの間に形成され、これらを隔離する。
【0057】
図２５の横断面図２５００に示されるとおり、図１７～図１９に示されるのと同様に、カラーフィルタ１５４が、画素領域１０３ａ及び１０３ｂに重ね合わせて形成される。いくつかの実施形態において、金属層５０２及び誘電体層５０４の複合体格子５０６は、イメージセンシングダイ１３４の裏側１２４に沿って、基板１０２上方に積み重ねられる。その後、誘電体ライナ５０８が、複合体格子５０６の側壁及び上部をライニングするように形成される。金属層５０２は、タングステン、銅、アルミニウム銅、又は窒化チタニウムの１つ以上の層であってもよく、又はこれからなってもよい。他の適用可能な金属材料も、本開示の範囲内である。誘電体層５０４は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、又はこれらの組み合わせのうちの１つ以上の層であってもよく、又はこれからなってもよい。誘電体層５０４は、硬質マスク層として機能してもよい。
【0058】
図２６は、ＢＤＴＩ構造に包囲されたイメージセンシング要素を有するイメージセンサを形成する方法２６００のいくつかの実施形態のフロー図を示している。開示された方法２６００は、一連の動作又はイベントとして、本明細書に図示及び説明されるが、このような動作又はイベントの順の図示の例は、限定の意味で解釈されるものでないと理解される。例えば、いくつかの動作は、本明細書に図示、及び／又は、記載のものとは別の動作又はイベントと異なる順、及び／又は、これと同時に発生してもよい。さらに、本明細書の記載の１つ以上の態様又は実施形態を実施するのに、図示の動作のすべてが実施される必要はない。さらに、本明細書に描かれた動作のうちの１つ以上が、１つ以上の別の動作、及び／又は、フェーズで実施されてもよい。
【0059】
動作２６０２において、イメージセンシングダイ用に基板が準備される。フォトダイオードドーピング層及びドープアイソレーションウェルが、イメージセンシングダイの表側から、基板内に形成されてもよい。いくつかの実施形態において、種々のエピタキシャル層が、フォトダイオードドーピング層として、基板上方に形成されてもよく、フォトダイオードドーピング列、及び／又は、ドープアイソレーションウェルは、ドーパント種をエピタキシャル層内に注入することにより、形成されてもよい。ドープアイソレーションウェルは、選択的な注入により形成され、フォトダイオードドーピング層内に延設された複数の列を形成してもよい。いくつかの実施形態において、基板を選択的にエッチングしてシャロートレンチを形成した後、シャロートレンチ内に誘電体（例えば、酸化物）を形成することにより、シャロートレンチアイソレーション領域が、イメージセンシングダイの表側内に形成されてもよい。図６及び図７は、動作２６０２に対応するいくつかの実施形態に対応する横断面図を示している。
【0060】
動作２６０４において、トランスファーゲートが、イメージセンシングダイの表側に形成される。その後、金属化スタックが、トランスファーゲート上方に形成される。図８及び図９は、動作２６０４に対応するいくつかの実施形態に対応する横断面図を示している。
【0061】
動作２６０６において、いくつかの実施形態では、イメージセンサが、ロジックダイ又は他のイメージセンシングダイ等、１つ以上の他のダイに接合される。図１０は、動作２６０６に対応するいくつかの実施形態に対応する横断面図を示している。
【0062】
動作２６０８において、いくつかの実施形態では、基板は、隣接するセンシング画素領域間にディープトレンチを形成するように、裏側から選択的にエッチングされ、隔離誘電体が、ディープトレンチの側壁及び底面に沿って形成される。いくつかの実施形態において、ディープトレンチ及び隔離誘電体は、画素誘電体スタックの形成後に形成される。図１１及び図１２、又は図２２及び図２３は、動作２６０８に対応するいくつかの実施形態に対応する横断面図を示している。
【0063】
【0064】
動作２６１２において、画素誘電体スタックは、ディープトレンチの形成前、又は形成後に、イメージセンシングダイの裏側に沿って形成される。図１４及び図１５、又は図２１及び図２２は、動作２６１２に対応するいくつかの実施形態に対応する横断面図を示している。
【0065】
【0066】
動作２６１６において、カラーフィルタ及びマイクロレンズは、イメージセンシングダイの裏側に形成される。図１９、図２０、及び図２５は、動作２６１６に対応するいくつかの実施形態に対応する横断面図を示している。
【0067】
いくつかの実施形態において、本開示は、イメージセンサに関する。イメージセンシングダイは、表側と、表側の反対の裏側を有する。第１のイメージセンシング要素及び第２のイメージセンシング要素は、イメージセンシングダイ内で隣り合わせに配置される。第１のイメージセンシング要素と第２のイメージセンシング要素とは、第１のドーピング型を有する。画素誘電体スタックは、第１のイメージセンシング要素と第２のイメージセンシング要素とに重ね合わせられるように、イメージセンシングダイの裏側に沿って配置される。画素誘電体スタックは、第１の高誘電率層と、第１の高誘電率層上方に配置された第２の高誘電率層とを備える。裏面ディープトレンチアイソレーション（ＢＤＴＩ）構造は、第１のイメージセンシング要素と第２のイメージセンシング要素との間に配置され、イメージセンサダイの裏側からイメージセンサダイ内の位置まで延設される。ＢＤＴＩ構造は、隔離誘電体スタックに包囲されるトレンチ充填層を備える。画素誘電体スタックは、隔離誘電体スタックの第２の組成とは異なる第１の組成を有する。いくつかの実施形態において、前記第２の高誘電率層は、前記ＢＤＴＩ構造には存在しない。いくつかの実施形態において、前記第１の高誘電率層は、前記隔離誘電体スタックの一部として、前記トレンチ充填層に沿って下方に延設される。いくつかの実施形態において、前記第２の高誘電率層は、前記ＢＤＴＩ構造の上面全体を被覆する。いくつかの実施形態において、前記第１の高誘電率層及び前記第２の高誘電率層は、前記隔離誘電体スタックの側壁で終わり、前記側壁に直接接触する。いくつかの実施形態において、前記隔離誘電体スタックは、隔離誘電体ライナを備える。いくつかの実施形態において、前記隔離誘電体ライナは、二酸化ケイ素からなる。いくつかの代替実施形態において、前記隔離誘電体ライナは、高誘電材料を含む。いくつかの実施形態において、前記隔離誘電体スタックは、前記隔離誘電体ライナと前記トレンチ充填層との間に配置された隔離導電性ライナをさらに備える。いくつかの実施形態において、前記トレンチ充填層は、金属である。いくつかの実施形態において、前記イメージセンサは、前記第１のイメージセンシング要素と前記第２のイメージセンシング要素との間に配置され、前記イメージセンシングダイの前記表側から前記イメージセンシングダイ内の位置まで延設される第２のドープ型のドープアイソレーションウェルをさらに備え、前記ドープアイソレーションウェルは、前記ＢＤＴＩ構造によって凹んだ底面を有する。いくつかの実施形態において、前記イメージセンサは、前記第１のイメージセンシング要素と前記第２のイメージセンシング要素との間に配置され、前記イメージセンシングダイの前記表側から前記イメージセンシングダイ内の位置まで延設されるシャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）構造をさらに備える。いくつかの実施形態において、前記第１の高誘電率層は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化ハフニウムシリコン（ＨｆＳｉＯ）、又は酸化ハフニウムアルミニウム（ＨｆＡｌＯ）を含む。いくつかの実施形態において、前記第２の高誘電率層は、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）を含む。いくつかの実施形態において、前記第２の高誘電率層は、前記第１の高誘電率層の２倍以上厚いである。
【0068】
いくつかの代替実施形態において、本開示は、イメージセンサに関する。イメージセンシングダイは、表側と、表側の反対の裏側とを有する。第１のドープ型のイメージセンシング要素は、イメージセンシングダイ内に配置される。ＢＤＴＩ構造は、イメージセンシング要素を包囲し、イメージセンサダイの裏側からイメージセンサダイ内の位置まで延設される。ＢＤＴＩ構造は、第１の高誘電率層に包囲されたトレンチ充填層を備える。第１の高誘電率層は、トレンチ充填層の底面及び側壁面に沿って配置され、さらに上方に延設されて、イメージセンシング要素の横面を被覆する。第２の高誘電率層は、第１の高誘電率層上に配置され、トレンチ充填層の上面を被覆するように、横方向に延設される。いくつかの実施形態において、前記第２の高誘電率層は、前記第１の誘電体層より少なくとも２倍厚いである。いくつかの実施形態において、前記イメージセンサは、前記第１の高誘電率層と前記トレンチ充填層との間に配置される隔離誘電体ライナをさらに備える。
【0069】
さらに他の実施形態において、本開示は、イメージセンサの形成方法に関する。この方法は、イメージセンシングダイの表側から基板内に第１ドープ型のフォトダイオードドーピング層を形成することと、イメージセンシングダイの裏側から、フォトダイオードドーピング層を第１のイメージセンシング要素及び第２のイメージセンシング要素に分離するディープトレンチを形成することと、を備える。この方法はさらに、ディープトレンチの底面及び側壁面に沿い、さらに第１のイメージセンシング要素及び第２のイメージセンシング要素の横面に沿って上方に延設されるように、第１の高誘電率層及び隔離誘電体ライナを形成することをさらに備える。この方法は、ディープトレンチの内側スペースにトレンチ充填層を形成することと、第１の高誘電率層及びトレンチ充填層の上面上に、第２の高誘電率層を形成することと、をさらに備える。いくつかの実施形態において、前記第１の高誘電率層、前記隔離誘電体ライナ、及び前記トレンチ充填層は、一連の堆積プロセスを行った後、前記第１のイメージセンシング要素及び前記第２のイメージセンシング要素の直上の前記隔離誘電体ライナ及び前記トレンチ充填層の横部分を除去する平坦化プロセスを行う。
【0070】
以上、当業者が本開示の態様をより理解できるように、いくつかの実施形態の特徴の概要を示した。当業者は、本明細書で紹介した実施形態と同一の目的を実施し、及び／又は、同一の効果を達成するために、他のプロセス及び構造を設計又は修正する基礎として、本開示を容易に使用してよいことを理解しなければならない。当業者は、このような同等の構造が、本開示の要旨及び範囲から逸脱するものでないこと、また本開示の要旨及び範囲から逸脱することなく、種々の変更、置換、及び代替がなされてよいことも認識しなければならない。
【産業上の利用可能性】
【0071】
本開示のイメージセンサとその形成方法は、デジタルカメラ及び携帯電話等、広範に亘る今日の電子機器に適用することができる。
【参照符号の説明】
【0072】
１００、２００、３００、４００：イメージセンサ
１０２：基板
１０３ａ、１０３ｂ：画素領域
１０４：イメージセンシング要素
１０４ａ：第１のイメージセンシング要素
１０４ｂ：第２のイメージセンシング要素
１０６、１４６：レベル間誘電層（ＩＬＤ層）
１０８、１４４：金属化スタック
１１０：ドープシャローアイソレーションウェル
１１１：ＢＤＴＩ構造
１１２：トレンチ充填層
１１４：第１の高誘電率層
１１６：第２の高誘電率層
１１８：隔離誘電体ライナ
１２０：平坦層
１２２：イメージセンシングダイの表側
１２４：イメージセンシングダイの裏側
１２６：画素誘電体スタック
１２８：隔離誘電体スタック
１３０：フォトダイオードドーピング層
１３１：アレイディープｎ型ウェル
１３２：ｎ型フォトダイオード層
１３３：ｐ型ピンニング層
１３４：イメージセンシングダイ
１３６：ロジックダイ
１３８、１４８：中間接合誘電層
１４０：ロジック基板
１４２：ロジック素子
１５０、１５２：接合パッド
１５４：カラーフィルタ
１５６：マイクロレンズ
１５８：入射放射線
２０２：トランスファーゲート
２０４：フローティングディフュージョンウェル
３０２：隔離導電性ライナ
４０２：硬質マスク層
５００：集積チップ
５０２：金属層
５０４：誘電層
５０６：複合体格子
５０８：誘電体ライナ
５１０：金属相互接続ビア
５１２：金属線
５１４：シャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）構造
５１６：共通中央線
６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００、１７００、１８００、１９００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、２５００：横断面図
８０２：ゲート誘電体
８０４：ゲート電極
１２０２：ディープトレンチ
１８０２：開口
２６００：方法
２６０２～２６１６：動作
１０２：基板
１０３ａ、１０３ｂ：画素領域
１０４：イメージセンシング要素
１０４ａ：第１のイメージセンシング要素
１０４ｂ：第２のイメージセンシング要素
１０６、１４６：レベル間誘電層（ＩＬＤ層）
１０８、１４４：金属化スタック
１１０：ドープシャローアイソレーションウェル
１１１：ＢＤＴＩ構造
１１２：トレンチ充填層
１１４：第１の高誘電率層
１１６：第２の高誘電率層
１１８：隔離誘電体ライナ
１２０：平坦層
１２２：イメージセンシングダイの表側
１２４：イメージセンシングダイの裏側
１２６：画素誘電体スタック
１２８：隔離誘電体スタック
１３０：フォトダイオードドーピング層
１３１：アレイディープｎ型ウェル
１３２：ｎ型フォトダイオード層
１３３：ｐ型ピンニング層
１３４：イメージセンシングダイ
１３６：ロジックダイ
１３８、１４８：中間接合誘電層
１４０：ロジック基板
１４２：ロジック素子
１５０、１５２：接合パッド
１５４：カラーフィルタ
１５６：マイクロレンズ
１５８：入射放射線
２０２：トランスファーゲート
２０４：フローティングディフュージョンウェル
３０２：隔離導電性ライナ
４０２：硬質マスク層
５００：集積チップ
５０２：金属層
５０４：誘電層
５０６：複合体格子
５０８：誘電体ライナ
５１０：金属相互接続ビア
５１２：金属線
５１４：シャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）構造
５１６：共通中央線
６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００、１７００、１８００、１９００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、２５００：横断面図
８０２：ゲート誘電体
８０４：ゲート電極
１２０２：ディープトレンチ
１８０２：開口
２６００：方法
２６０２～２６１６：動作
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
