背照式CMOS图像传感器及其制作方法与流程

背照式cmos图像传感器及其制作方法
技术领域
1.本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种背照式cmos图像传感器及其制作方法。


背景技术：

2.cmos图像传感器(cmos image sensors，cis)利用感光cmos电路将光子转化成电子。按照光线入射方向分类，cmos图像传感器分为前照式(fsi)和背照式(bsi)，其中，背照式结构中，光从传感器的背面入射，较前照式结构可以更加直接地进入衬底内的光感测区域(如光电二极管)，减少了光线损失，可以获得更高的光电转换效率，因而目前cmos图像传感器较多采用背照式结构。
3.随着技术的发展，背照式cmos图像传感器的像素尺寸不断缩小，像素点周围的噪声信号对像素点的干扰更为显著，需要对这些噪声信号进行隔离，其中，为了屏蔽像素区周围的入射光线进入像素区，通常采用在传感器背面的像素区外围设置金属遮挡(metal shielding)区域的方式，并且，为了确保能够有效阻止像素区外围的光线进入像素区，金属遮挡区域需从像素区边界向远离像素区的方向延伸足够的宽度，占用了较多的芯片面积，增大了满足芯片尺寸进一步缩小需求的难度。


技术实现要素：

4.为了解决现有背照式cmos图像传感器存在的金属遮挡区域较宽导致增大了满足芯片尺寸进一步缩小需求的难度的问题，本发明提供一种背照式cmos图像传感器，还提供一种背照式cmos图像传感器的制作方法。
5.一方面，本发明提供一种背照式cmos图像传感器，包括像素基底、背面介质层和金属遮挡层；所述像素基底具有相背的正面与背面，所述像素基底包括像素区和外围电路区，所述像素区内形成有多个光感测区域，所述光感测区域用于感测从所述像素基底的背面进入所述像素区的入射光；所述背面介质层形成于所述像素基底的背面；所述金属遮挡层形成于所述背面介质层上并位于所述像素区和所述外围电路区之间，所述金属遮挡层包括横向遮挡部和纵向遮挡部，所述横向遮挡部位于所述像素基底背面一侧且包围所述像素区，所述纵向遮挡部与所述横向遮挡部在所述像素基底的背面连接且插入所述像素基底内。
6.可选的，所述横向遮挡部的宽度大于所述纵向遮挡部的宽度；所述金属遮挡层中，所述横向遮挡部在所述像素基底的背面连接一个或多个所述纵向遮挡部。
7.可选的，所述纵向遮挡部为环形结构或非环形结构；其中，所述像素区被环形结构的所述纵向遮挡部包围，和/或，所述像素区被多个非环形结构的所述纵向遮挡部包围。
8.可选的，插入所述像素基底内的所述纵向遮挡部中具有气隙。
9.可选的，所述背照式cmos图像传感器还包括应力阻隔槽，所述应力阻隔槽位于所述纵向遮挡部的里侧和/或外侧，所述背面介质层填充所述应力阻隔槽。
10.可选的，所述像素基底包括衬底、设置于所述衬底正面的正面介质层以及设置于
所述正面介质层中的互连结构，所述纵向遮挡部贯穿所述衬底。
11.可选的，所述背照式cmos图像传感器还包括金属导线和tsv导通孔，所述金属导线对应于所述外围电路区设置在所述像素基底背面一侧，所述tsv导通孔对应于所述外围电路区设置且贯穿所述衬底，所述tsv导通孔连接所述互连结构和所述金属导线，所述纵向遮挡部与所述tsv导通孔的深度相同
12.一方面，本发明提供一种背照式cmos图像传感器的制作方法，包括：
13.提供像素基底，所述像素基底具有相背的正面与背面，所述像素基底包括像素区和外围电路区，所述像素区内形成有多个光感测区域，所述光感测区域用于感测从所述像素基底的背面进入所述像素区的入射光；
14.在所述像素基底的背面形成第一背面介质层，并从所述像素基底的背面刻蚀所述像素基底以形成至少贯穿部分所述像素基底的沟槽，所述沟槽对应于所述像素区和所述外围电路区之间的区域形成，之后在所述沟槽的内壁沉积第二背面介质层；
15.形成背面金属层，所述背面金属层填充所述沟槽，并覆盖所述沟槽外的所述第一背面介质层，所述背面金属层的顶表面高于所述第一背面介质层；以及
16.对所述背面金属层进行图形化处理，利用所述背面金属层形成位于所述像素区和所述外围电路区之间的金属遮挡层，所述金属遮挡层包括横向遮挡部和纵向遮挡部，所述横向遮挡部形成于所述像素基底背面一侧且包围所述像素区，所述纵向遮挡部形成于所述沟槽内且与所述横向遮挡部在所述像素基底的背面连接。
17.可选的，所述像素基底包括衬底、设置于所述衬底正面一侧的正面介质层以及设置于所述正面介质层中的互连结构，所述纵向遮挡部贯穿所述衬底；其中，从所述像素基底的背面刻蚀所述像素基底以形成所述沟槽的步骤中，对应于所述外围电路区形成贯穿所述衬底的开孔，所述开孔暴露所述互连结构，并且，在形成所述背面金属层时，所述背面金属层还填充所述开孔以形成tsv导通孔。
18.可选的，对所述背面金属层进行图形化处理时，还利用所述背面金属层形成位于所述像素区的金属格栅和位于所述外围电路区的金属导线；所述金属格栅对应于每个所述光感测区域周围的间隙区域设置，所述金属导线通过所述tsv导通孔与所述互连结构连接。
19.可选的，在对所述背面金属层进行图形化处理之前，还对所述背面金属层的表面进行了平整化处理。
20.可选的，所述第二背面介质层覆盖在所述沟槽侧壁开口处的部分较覆盖在所述沟槽侧壁远离开口处的部分突出，使得所述沟槽开口处的宽度小于所述沟槽远离开口处的宽度，以使得形成于所述沟槽内的所述纵向遮挡部中具有气隙。
21.可选的，从所述像素基底的背面刻蚀所述像素基底以形成所述沟槽的步骤中，对应于所述像素区和所述外围电路区之间的区域形成应力阻隔槽，所述应力阻隔槽位于所述沟槽的里侧和/或外侧，所述应力阻隔槽的宽度小于所述沟槽的宽度，使得在所述沟槽的内壁沉积第二背面介质层时，所述第二背面介质层填充所述应力阻隔槽以形成应力阻隔结构。
22.本发明提供的背照式cmos图像传感器包括像素基底、形成于所述像素基底背面的背面介质层和金属遮挡层，所述金属遮挡层形成于所述背面介质层上并位于所述像素区和所述外围电路区之间，所述金属遮挡层包括横向遮挡部和纵向遮挡部，所述横向遮挡部位
于所述像素基底背面一侧且包围所述像素区，所述纵向遮挡部与所述横向遮挡部在所述像素基底的背面连接且插入所述像素基底内。所述横向遮挡部和纵向遮挡部都具有遮挡像素区外围的光线进入像素区的作用，相较于仅设置横向遮挡部的情形，可以缩短横向遮挡部的宽度，使得金属遮挡层占用的芯片面积减少，便于满足芯片尺寸进一步缩小的需求。
23.本发明提供的背照式cmos图像传感器的制作方法在获得像素基底后，通过进行背面工艺，形成位于所述像素区和所述外围电路区之间的金属遮挡层，所述金属遮挡层包括横向遮挡部和纵向遮挡部，所述横向遮挡部形成于所述像素基底背面一侧且包围所述像素区，所述纵向遮挡部与所述横向遮挡部在所述像素基底的背面连接且插入所述像素基底内。所述横向遮挡部和纵向遮挡部都具有遮挡像素区外围的光线进入像素区的作用，相较于仅设置横向遮挡部的情形，可以缩短所述横向遮挡部的宽度，使得金属遮挡层占用的芯片面积减少，便于满足芯片尺寸进一步缩小的需求。
24.进一步的，在制作所述金属遮挡层的过程中，可以同时在像素基底的背面制作位于像素区的金属格栅和位于外围电路区的金属导线，能够节约工序。此外，还可以在所述纵向遮挡部内形成气隙和/或在所述纵向遮挡部里侧和/或外侧形成应力阻隔结构，能够降低纵向遮挡部对像素基底内应力的影响。
附图说明
25.图1是本发明一实施例的背照式cmos图像传感器的制作方法的流程示意图。
26.图2至图7是本发明一实施例的背照式cmos图像传感器的制作方法在多个步骤得到的剖面结构示意图。
27.附图标记说明：
28.100-像素基底；110-衬底；120-正面介质层；121-互连结构；130-第一背面介质层；131-高介电常数层；132-缓冲氧化物层；140-第二背面介质层；150-背面金属层；151-金属遮挡层；151a-横向遮挡部；151b-纵向遮挡部；152-金属格栅；153-金属导线；154-tsv导通孔；160-硬掩模材料层；101-光感测区域；102-深沟槽隔离；103-沟槽；104-开孔；105-应力阻隔结构；106-气隙。
具体实施方式
29.以下结合附图和具体实施例对本发明的背照式cmos图像传感器及其制作方法作进一步详细说明。根据下面的说明，本发明的优点和特征将更清楚。应当理解，说明书的附图均采用了非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
30.本发明实施例首先涉及一种背照式cmos图像传感器的制作方法。以下参照图1和图2至图7对所述背照式cmos图像传感器的制作方法进行说明。
31.参照图1和图2，本发明实施例的背照式cmos图像传感器的制作方法包括第一步骤s1：提供像素基底100，所述像素基底100包括像素区ⅰ和外围电路区ⅱ，所述像素区ⅰ内形成有多个光感测区域101，所述光感测区域101用于感测从所述像素基底100的背面进入所述像素区ⅰ的入射光。
32.具体的，所述像素基底100可包括衬底110。所述衬底110例如为硅衬底、锗(ge)衬
底、锗硅衬底、soi(绝缘体上硅，silicon on insulator)衬底或goi(绝缘体上锗，germanium on insulator)衬底等，衬底110可以包括掺杂的外延层、梯度半导体层和位于不同类型的其它半导体层上面的半导体层(例如锗硅层上的硅层)。所述光感测区域101在所述衬底110内形成。所述像素基底100还包括在衬底110上形成的正面介质层120和位于所述正面介质层120中的互连结构121，形成所述正面介质层120的衬底110表面为衬底110的正面，与该正面相背的表面为衬底110的背面。本实施例中，在所述衬底110中形成的光感测区域101用于感测从像素基底100的背面(即衬底110的背面)进入所述像素区ⅰ的入射光。所述光电传感区域101可包括光电二极管。可以理解，附图中仅示出了部分数量的光电传感区域101。所述互连结构121可包括通过所述正面介质层120隔离的多层导电层以及导电插塞。
33.衬底110可堆叠在其它基片上，所述其它基片可包括半导体衬底以及基于相应的半导体衬底形成的电子元器件以及电路结构，并且所述其它基片中的电子元器件以及电路结构可以与互连结构121互连。所述其它基片也可以为一承载基板。
34.所述像素基底100中的像素区ⅰ和外围电路区ⅱ均包括像素基底100正面或背面的部分范围，并且在像素基底100的厚度方向延伸。所述像素区ⅰ设置有上述多个光感测区域101，所述外围电路区ⅱ位于所述像素区ⅰ外围，用于设置传感器的外围元器件(如逻辑元件)。上述正面介质层120中的互连结构121可横跨像素区ⅰ和外围电路区ⅱ，以对像素区ⅰ和外围电路区ⅱ进行互连。为了避免干扰以及设置遮挡结构，像素区ⅰ和外围电路区ⅱ之间具有间隙。
35.参照图1、图3和图4，本发明实施例的背照式cmos图像传感器的制作方法包括第二步骤s2：在所述像素基底100的背面形成第一背面介质层130，并从所述像素基底100的背面刻蚀所述像素基底100以形成至少贯穿部分所述像素基底100的沟槽103，所述沟槽103对应于像素区ⅰ和外围电路区ⅱ之间的区域形成，之后在所述沟槽103的内壁形成第二背面介质层140。
36.本实施例中，衬底110背面例如经过了减薄处理，并且在形成沟槽103之前，先对应于像素区ⅰ在像素基底100背面形成深沟槽隔离102(dti)，示例性地，参照图3，所述深沟槽隔离102的制作包括如下过程：在减薄后的衬底100背面执行光刻及刻蚀工艺，对应于像素区ⅰ形成贯穿部分衬底110的深沟槽，所述深沟槽对应于各光感测区域101周围的间隙区域设置；然后，沉积介质材料以填充所述深沟槽而形成深沟槽隔离102。本实施例中，在沉积介质材料以填充所述深沟槽时，先沿所述衬底100背面和所述深沟槽内表面沉积一高介电常数层131(介电常数例如超过3.9)，其材料可包括al2o3、ta2o5、zro2、lao、bazro、alo、hfzro、hfzron、hflao、hfsion、hfsio、lasio、alsio、hftao、hftio、(ba,sr)tio3(bst)、si3n4、tio2、氮氧化物或者其它适合的材料中的至少一种。所述高介电常数层131具有吸收像素基底背面表面电荷的作用，有助于减少“白像素”缺陷，再在高介电常数层131上沉积缓冲氧化物层132(如氧化硅)，所述缓冲氧化物层132填充所述深沟槽，并覆盖在所述深沟槽外的高介电常数层131。此处将高介电常数层131和缓冲氧化物层132的叠层记为第一背面介质层130。
37.可通过在第一背面介质层130上进行光刻及刻蚀工艺以对应于像素区ⅰ和外围电路区ⅱ之间的区域形成沟槽103。本实施例中，所述沟槽103用于形成用来遮挡像素区ⅰ外的入射光线进入像素区ⅰ的纵向遮挡部，从横截面看，所述沟槽103可以为包围所述像素区ⅰ的环形结构(例如为方形环、圆环或者其它形状的环)，也可以是非环形结构。为了形成有效遮
挡，当为非环形结构时，可以形成分别位于像素区ⅰ不同方位的多个沟槽103，以包围像素区ⅰ。此外，可以在像素区ⅰ外围形成一圈或者两圈以上的沟槽103。
38.所述沟槽103的深度可以根据需要设置。本实施例中，为了提高遮挡效果，所述沟槽103贯穿衬底，暴露出正面介质层120。为了节约工序，可选的，所述沟槽103及其填充过程可以与衬底100背面进行的tsv工艺同步进行。
39.示例性地，参照图4，所述第二步骤s2可包括如下过程：在第一背面介质层130上涂敷光阻，并进行曝光、显影及一次或多次刻蚀，对应于像素区ⅰ和外围电路区ⅱ之间的区域形成一沟槽103，并对应于所述外围电路区ⅱ形成贯穿衬底110的开孔104，所述开孔104位于要制作tsv导通孔的位置；然后，沿第一背面介质层130的表面、所述沟槽103的内表面以及所述开孔104的内表面沉积第二背面介质层140，以隔离衬底110与后续填充在沟槽103和开孔104内的金属材料，所述第二背面介质层140可包括氧化硅、氮化硅及氮氧化硅中的至少一种；接着，利用各向异性蚀刻工艺，去除所述沟槽103和所述开孔104底面的第二背面介质层140并继续向下刻蚀，使所述开孔104的深度增大以暴露出正面介质层120中的互连结构121(具体为该互连结构121中的导电层)，沟槽103可以不暴露出正面介质层120中的互连结构121。该刻蚀可使得覆盖在第一背面介质层130表面的第二背面介质层140被去除，第二背面介质层140仅覆盖在沟槽103和开孔104的侧壁。在平行于所述像素基底100背面的方向上，所述沟槽103的宽度例如与所述开孔104的径向尺寸接近或者相同。所述沟槽103的宽度例如在500～1200nm范围，例如为1μm左右。
40.本实施例中，为了降低后续填充在所述沟槽103内的金属材料形成的应力对像素基底100的影响，在所述沟槽103的内壁形成第二背面介质层140时，可以通过调整工艺，使得所述第二背面介质层140覆盖在所述沟槽103侧壁开口处(顶部)的部分较覆盖在所述沟槽103侧壁远离开口处的部分突出(朝远离所述沟槽侧壁的方向突出)，从而覆盖第二背面介质层140后，所述沟槽103开口处宽度小于所述沟槽103远离开口处的宽度，即，使沟槽103侧壁上的第二背面介质层140形成一悬挂(overhang)形貌，其目的在于，后续在沟槽103中填充金属材料时，由于沟槽103开口较内部更窄，在沟槽103内部未充分填满金属材料的情况下沟槽103开口密封，从而在所形成的金属柱中形成气隙，该气隙有助于缓解金属柱产生的应力。示例的，可采用化学气相沉积(cvd)工艺形成所述第二背面介质层140。
41.参照图5，另一实施例中，为了降低后续填充在所述沟槽103内的金属材料形成的应力对像素基底100的影响，在刻蚀所述像素基底100并形成所述沟槽103的步骤中，可对应于像素区ⅰ和外围电路区ⅱ形成至少一应力阻隔槽，所述应力阻隔槽位于所述沟槽103的里侧和/或外侧，即，所述应力阻隔槽可以位于所述沟槽103与所述像素区ⅰ之间，所述应力阻隔槽可以位于所述沟槽103与所述外围电路区ⅱ之间，在所述应力阻隔槽中填充介质材料后，即形成应力阻隔结构105，所述应力阻隔结构105可以对沟槽103内的金属材料形成的应力的传导起到阻挡作用。所述应力阻隔槽可以通过第二背面介质层140和/或其它介质材料进行填充。可选的，所述应力阻隔槽的宽度例如小于沟槽103的宽度，这样一方面避免影响芯片尺寸，另一方面使得在沉积上述第二背面介质层140时，可直接利用所述第二背面介质层140填充所述应力阻隔槽，而不需要另外沉积介质材料，可以节约工序。在实际应用中，可以根据需要采用在上述沟槽103中形成的金属柱中形成气隙来缓解应力，或者在沟槽103两侧形成所述应力阻隔结构105来阻隔应力传导，也可以两种方式都采用。以下仍以图4所示
的结构为基础，对本发明实施例的背照式cmos图像传感器的制作方法进行说明。
42.参照图1和图6，本发明实施例的背照式cmos图像传感器的制作方法包括第三步骤s3：形成背面金属层150，所述背面金属层150填充所述沟槽103，并覆盖所述沟槽103外的所述第一背面介质层130，所述背面金属层150的顶表面高于所述第一背面介质层130。
43.背面金属层150采用具有光线遮挡功能的金属材料，例如可包括单质金属(例如铜、镍、锌、锡、银、金、钨、镁、钽、钛、钼、铂、铝、铪、钌等)以及合金(例如铜合金或铝合金等)中的至少一种。本实施例中，在形成所述背面金属层150时，所述背面金属层150还填充在外围电路区ⅱ的开孔104中以形成tsv导通孔154，所述背面金属层150可选用用于构成tsv导通孔154的金属材料，示例性地，所述背面金属层150包括钨。
44.本实施例中，填充在所述沟槽103内的背面金属层150作为纵向遮挡部，以隔离像素区ⅰ外的入射光线进入像素区ⅰ，并且，为了实现更全面地遮挡作用，还要在第一背面介质层130上形成横向遮挡部，因此，所沉积的背面金属层150的顶表面高于所述第一背面介质层130。此外，通过使沟槽103侧壁上的第二背面介质层140形成悬挂(overhang)形貌，并控制背面金属层150的沉积条件，可以使填充在所述沟槽103内的背面金属层150内具有气隙106，该气隙106有助于缓解金属材料的应力。
45.参照图1和图7，本发明实施例的背照式cmos图像传感器的制作方法包括第四步骤s4：对背面金属层150进行图形化处理，利用所述背面金属层150形成位于所述像素区ⅰ和所述外围电路区ⅱ之间的金属遮挡层151，所述金属遮挡层151包括横向遮挡部151a和纵向遮挡部151b，所述横向遮挡部151a形成于像素基底100背面一侧且包围像素区ⅰ，所述纵向遮挡部151b形成于所述沟槽103内且与所述横向遮挡部151a在所述像素基底100的背面连接。
46.需要注意的是，tsv导通孔154与金属遮挡层151中的纵向遮挡部151b虽然都是由金属材料填充衬底中的沟槽(或开孔)形成，但tsv导通孔154与金属遮挡层151的纵向遮挡部151b有本质区别，金属遮挡层151位于像素区ⅰ和外围电路区ⅱ之间，金属遮挡层151下方的衬底110区域具有作为信号黑电平校准的暗像素(darkpixel)，而tsv导通孔154连接形成在正面介质层120中的互连结构121、用于将互连结构121电性引出。
47.根据沟槽103的数量及形状设置，所形成的金属遮挡层151中，横向遮挡部151a在像素基底100的背面可连接一个或多个纵向遮挡部151b。所述纵向遮挡部151b可以为环形结构或非环形结构，使得所述像素区ⅰ可以被环形结构的纵向遮挡部151b包围，也可以被多个非环形结构的纵向遮挡部151b包围。
48.可选的，对背面金属层150进行图形化处理时，还可利用所述背面金属层150形成位于所述像素区ⅰ的金属格栅152(backside metal grid，bmg)和位于所述外围电路区ⅱ的金属导线153，以节约工序。
49.具体的，第四步骤s4可包括如下过程：首先，对背面金属层150的表面进行平整化处理，使位于第一背面介质层130上的背面金属层150的厚度均匀；然后，在背面金属层150上沉积硬掩模材料层160(可选用氧化硅、氮化硅或者它们的组合)；接着，利用光刻及刻蚀工艺，对硬掩模材料层160进行图形化，并利用硬掩模材料层160作掩模，刻蚀背面金属层150，在像素区ⅰ和外围电路区ⅱ之间形成横向遮挡部151a的同时，在像素区ⅰ形成金属格栅152，并在外围电路区ⅱ形成金属导线153，所述金属格栅152对应于每个所述光感测区域101外围的间隙区域设置，所述金属导线153通过上述tsv导通孔154与所述互连结构121连
接。所述金属栅格152使从背面照射到各光电传感区域101的光线相互隔离，从而限定出传感器的不同像素点。
50.本实施例中，所述横向遮挡部151a为包围像素区ⅰ的环形结构，其覆盖纵向遮挡部151b与横向遮挡部151a连接处的表面。所述横向遮挡部151a的内侧边界邻接像素区ⅰ的边界，例如位于像素区ⅰ最外围的深沟槽隔离102的正上方。位于纵向遮挡部151b里侧(指朝向像素区ⅰ的一侧)的横向遮挡部151a的宽度约5μm～15μm，例如10μm，位于纵向遮挡部151b外侧(指远离像素区ⅰ的一侧)的横向遮挡部151a的宽度约5μm～15μm，例如10μm。横向遮挡部151a和纵向遮挡部151b都具有遮挡像素区ⅰ外围的光线(或其它噪声因素)进入像素区ⅰ的作用，相较于仅通过横向遮挡部进行遮挡的方式，由于纵向遮挡部的遮挡作用，可以在确保对像素区ⅰ外围光线的遮挡作用的同时，减小所述横向遮挡部151a的宽度，尤其是位于纵向遮挡部151b外侧的横向遮挡部151a的宽度，使得金属遮挡层151的占用的芯片面积减少，便于满足芯片尺寸进一步缩小的需求。此外，纵向遮挡部151b贯穿至少部分衬底110，对于来自衬底110内部像素区ⅰ外围的噪声也具有阻挡作用，因此有助于提升传感器的性能。
51.本发明实施例还涉及一种背照式cmos图像传感器，所述背照式cmos图像传感器的制作可采用上述背照式cmos图像传感器的制作方法。参照图7，本发明实施例的背照式cmos图像传感器包括像素基底100、背面介质层(本实施例可包括第一背面介质层130和第二背面介质层140)和金属遮挡层151；其中，像素基底100具有具有相背的正面与背面，像素基底100包括像素区ⅰ和外围电路区ⅱ，所述像素区ⅰ内形成有多个光感测区域101，所述光感测区域101用于感测从所述像素基底100的背面进入所述像素区ⅰ的入射光，所述背面介质层形成于像素基底100的背面，所述金属遮挡层151形成于所述背面介质层上并位于像素区ⅰ和外围电路区ⅱ之间，所述金属遮挡层151包括横向遮挡部151a和纵向遮挡部151b，所述横向遮挡部151a位于像素基底100背面一侧且包围像素区ⅰ，所述纵向遮挡部151b与所述横向遮挡部151a在像素基底100的背面连接且插入像素基底100内。
52.具体的，横向遮挡部151a的宽度例如大于纵向遮挡部151b的宽度；并且，所述金属遮挡层151中，横向遮挡部151a在像素基底100的背面可连接一个或多个所述纵向遮挡部151b。所述纵向遮挡部151b可以为环形结构或非环形结构；其中，所述像素区ⅰ被环形结构的所述纵向遮挡部151b包围，和/或，所述像素区ⅰ被多个非环形结构的所述纵向遮挡部151b包围。
53.在一些实施例中，插入像素基底100内的纵向遮挡部151b中可具有气隙106。气隙106有助于缓解纵向遮挡部151b的金属材料形成的应力。在一些实施例中(参照图5)，背照式cmos图像传感器可包括应力阻隔槽，所述应力阻隔槽设置于纵向遮挡部151b的里侧(朝向像素区ⅰ的一侧)和/或外侧(远离像素区ⅰ的一侧)，形成于像素基底100背面的所述背面介质层(具体例如为第二背面介质层140，所述第二背面介质层140还覆盖于纵向遮挡部151b所在的沟槽103的侧壁)可填充所述应力阻隔槽，从而形成应力阻隔结构105，应力阻隔结构105具有阻挡纵向遮挡部151b的金属材料形成的应力传导的作用，因而能够减小纵向遮挡部对像素基底内应力的影响。
54.所述像素基底100可包括衬底110、设置于所述衬底110正面的正面介质层120以及设置于所述正面介质层120中的互连结构121，上述金属遮挡层151中的纵向遮挡部151b例如贯穿衬底110(沿厚度方向)，进一步还可以贯穿部分正面介质层120。
55.本发明实施例的背照式cmos图像传感器还可包括对应于外围电路区ⅱ设置的金属导线153以及tsv导通孔154，所述金属导线153设置在像素基底100背面一侧，tsv导通孔154贯穿衬底110并连接像素基底100正面一侧的互连结构121和像素基底100背面一侧的金属导线153。上述纵向遮挡部151b所在的沟槽103与所述tsv导通孔154对应的开孔可以通过同一刻蚀工艺形成，因而纵向遮挡部151b和tsv导通孔154在像素基底100中的深度可以相同。
56.此外，本发明实施例的背照式cmos图像传感器还可包括对应于像素区ⅰ设置的金属格栅152和深沟槽隔离102，深沟槽隔离102对应于各光感测区域101外围的间隙从像素基底100背面嵌设于像素基底100内，金属格栅152对应于各光感测区域101外围的间隙并间隔第一背面介质层130设置在像素基底100背面一侧。
57.本发明实施例描述的背照式cmos图像传感器包括像素基底100、形成于像素基底100背面的背面介质层和金属遮挡层151，所述金属遮挡层151间隔所述背面介质层形成于像素基底100背面的像素区ⅰ和外围电路区ⅱ之间，所述金属遮挡层151包括横向遮挡部151a和纵向遮挡部151b，所述横向遮挡部151a位于像素基底100背面一侧且包围像素区ⅰ，所述纵向遮挡部151b与所述横向遮挡部151a朝向像素基底100的表面连接且插入像素基底100内。横向遮挡部151a和纵向遮挡部151b都具有遮挡像素区ⅰ外围的光线进入像素区ⅰ的作用，相较于仅设置横向遮挡部的情形，可以缩短所述横向遮挡部的宽度，使得金属遮挡层151的占用的芯片面积减少，便于满足芯片尺寸进一步缩小的需求。
58.上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明权利范围的任何限定，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。