具有围绕光学元件用开口以防止应力损伤的屏障的PIC结构

技术领域

本公开涉及光子集成电路(PIC)，更具体地涉及包括位于多个电介质互连层内的屏障(barrier)的PIC结构。该屏障围绕PIC结构的有源区域内的用于光学元件的开口。该屏障防止应力损伤影响PIC结构的集成。

背景技术

当前的光子集成电路(PIC)结构需要复杂的封装集成方案。一个挑战是在PIC结构和诸如激光器的光学元件之间提供光学耦合。为了将单独制造的光学元件附接和安装到PIC结构，可以在PIC管芯(die)的中间内部或附近制造深大的开口，例如腔或沟槽。为了产生该开口，必须蚀刻一区域，去除所有位于PIC结构的有源层上方的后段制程(BEOL)和中段制程(MOL)电介质互连层，直至并进入衬底。然后光学元件可以被安装在开口中并被光学连接到PIC管芯中的其他部件，例如波导、光电探测器等。开口可以在PIC管芯中与PIC管芯的有源区相邻的地方产生应力和应变。因此，裂缝和/或脱层(delamination)可能源自该开口，或从PIC管芯的其他部分传播到开口。开口的形成也破坏了电介质互连层的气密密封，可能允许湿气进入有源区。

发明内容

本公开的一方面涉及一种光子集成电路(PIC)结构，包括：有源区，其至少位于衬底上方的有源层中；多个电介质互连层，其位于所述有源区上方；开口，其穿过所述多个电介质互连层限定并且位于所述有源区内，所述开口至少延伸到所述有源层；以及屏障，其位于所述多个电介质互连层内并围绕所述开口。

本公开的另一方面包括一种光子集成电路(PIC)结构，包括：有源区，其至少位于衬底上方的有源层中；多个电介质互连层，其位于所述有源区上方；开口，其穿过所述多个电介质互连层限定并且位于所述有源区内，所述开口至少延伸到所述有源层；以及屏障，其位于所述多个电介质互连层内并围绕所述开口；其中所述屏障包括在拐角处与第二壁部会合的第一壁部，以及跨所述拐角在所述第一壁部和所述第二壁部之间横跨的倒角壁部。

本公开的一方面涉及一种方法，包括：在光子集成电路(PIC)结构的有源区的有源层上方形成具有多个电介质互连层的屏障，所述屏障围绕所述有源区内的保留区(reserved area)；在所述保留区内中形成开口，所述开口穿过所述多个电介质互连层至少到达所述有源区的所述有源层；其中所述屏障包括在拐角处与第二壁部会合的第一壁部，以及跨所述拐角在所述第一壁部和所述第二壁部之间横跨的倒角壁部。

通过下面对本公开的实施例的更具体的描述，本公开的上述以及其他特征将变得显而易见。

附图说明

将参考以下附图详细地描述本公开的实施例，其中相同的参考标号表示相同的元素，并且其中：

图1示出了根据本公开的实施例的光子集成电路(PIC)结构的示意性平面图。

图2示出了沿视图线A-A截取的图1的PIC结构的示意性局部截面图。

图3示出了沿视图线B-B截取的图1的PIC结构的截面图。

图4示出了根据本公开的实施例的PIC结构中的屏障的示意性平面图。

图5示出了根据本公开的另一实施例的PIC结构中的屏障的示意性平面图。

图6示出了根据本公开的其他实施例的PIC结构中的屏障的示意性平面图。

图7示出了根据本公开的实施例的PIC结构中的屏障和光学元件的放大局部截面图。

图8示出了根据本公开的实施例的用于PIC结构的屏障的放大截面图。

图9示出了根据本公开的实施例的用于PIC结构的屏障的放大截面图。

图10示出了根据本公开的实施例的用于PIC结构中的多个光学元件的屏障的平面图。

图11示出了根据本公开的其他实施例的PIC结构中的屏障和光学元件的截面图。

图12示出了根据本公开的其他实施例的PIC结构中的屏障和光学元件的截面图。

图13示出了根据本公开的其他实施例的用于PIC结构的有波导穿过其中的屏障的透视图。

图14示出了根据本公开的其他实施例的PIC结构中的屏障的示意性平面图。

图15示出了根据本公开的另外的实施例的PIC结构中的屏障和光学元件的截面图。

应注意，本公开的附图不一定按比例绘制。附图仅旨在描绘本公开的典型方面，因此不应视为限制本公开的范围。在附图中，相似的标号表示附图之间相似的元素。

具体实施方式

在下面的描述中，参考了形成本发明一部分的附图，并且其中以图示的方式示出了可以实践本教导的特定示例性实施例。这些实施例的描述足够详细以使本领域技术人员能够实践本教导，应当理解，在不脱离本教导的范围的情况下，可以使用其他实施例并且可以进行更改。因此，以下描述仅是说明性的。

将理解，当诸如层、区域或衬底的元素被称为位于另一元素“上”或“上方”时，它可以直接地位于另一元素上、或者也可以存在中间元素。与此形成对比，当元素被称为“直接位于另一元素上”或“直接位于另一元素上方”时，不存在任何中间元素。还应当理解，当一个元素被称为“被连接”或“被耦接”到另一元素时，它可以被直接地连接或耦接到另一元素、或者可以存在中间元素。与此形成对比，当一个元素被称为“被直接连接”或“被直接耦接”到另一元素时，不存在任何中间元素。

说明书中对本公开的“特定实施例”、“一个实施例”或“实施例”及其的其他变型的提及意味着结合该实施例描述的特定特征、结构、特性等被包括在本公开的至少一个实施例中。因此，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”以及出现在说明书各处的任何其他变型不一定都指同一实施例。应当理解，例如在“A/B”、“A和/或B”以及“A和B中的至少一者”的情况下使用“/”、“和/或”和“至少一者”中的任一者旨在包含仅选择第一个列出的选项(a)、或仅选择第二个列出的选项(B)、或同时选择这两个选项(A和B)。作为其他示例，在“A、B和/或C”和“A、B和C中的至少一者”的情况下，这些短语旨在包含仅选择第一个列出的选项(A)、或仅选择第二个列出的选项(B)、或仅选择第三个列出的选项(C)、或仅选择第一个和第二个列出的选项(A和B)、或仅选择第一个和第三个列出的选项(A和C)、或仅选择第二个和第三个列出的选项(B和C)、或选择所有这三个选项(A和B和C)。如本领域普通技术人员显而易见的，该情况可扩展用于所列出的许多项。

本公开的实施例包括光子集成电路(PIC)结构。PIC结构包括至少位于衬底上方的有源层中的有源区。除可能的其他部件之外，有源区可以包括位于其中的多个晶体管。多个电介质互连层(例如后段制程(BEOL)或中段制程(MOL)互连层)位于有源区上方。PIC结构还可以包括多种光学元件，例如波导、光电探测器等元件。开口被限定穿过多个电介质互连层并且位于有源区内，例如位于有源区的中间。开口至少延伸到有源层。屏障位于多个电介质互连层内并围绕开口。屏障可以在有源区的内部范围内，例如，在有源区的所有部件内。诸如激光器的光学元件位于开口中。可以以多种方式提供光学元件和有源区之间的光学通信。屏障防止应力损伤(例如裂缝和/或脱层)从开口传播或传播到开口，并且屏障气密地密封电介质互连层，尽管互连层中形成有开口。屏障还加强了与开口相邻的电介质互连层。

图1至图3示出了根据本公开实施例的PIC结构100的各种视图。图1示出了PIC结构100的示意性平面图，图2示出了沿图1中线A-A截取的示意性局部截面图，并且图3示出了沿图1的线B-B截取的放大截面图。PIC结构100可以提供任何现在已知的或以后开发的光子集成电路功能和提供这些功能的任何必要的有源部件。共同参考图1和图2，PIC结构100包括主体102，主体102中包括有源区104。有源区104中可以包括多个晶体管106以及其他集成电路部件。有源区104可以采用任何现在已知的或以后开发的形式。在一个非限制性示例中，有源区104可以包括形成在有源层108中和/或有源层108上的多个晶体管106。然而，可以采用通常存在于PIC结构的有源区中的任何部件。在所示的一个非限制性示例中，有源区104可以形成在绝缘体上半导体(SOI)衬底109上方。SOI衬底109可以包括有源(SOI)层108，有源层108包括诸如硅、硅锗或其他半导体材料的半导体。如本领域已知的，有源层108在某些区域中可以被掺杂以形成晶体管106、互连或其他部件的部分。在所示的非限制性示例中，有源层108位于掩埋绝缘体层110上方，掩埋绝缘体层110位于基础衬底112上方。掩埋绝缘体层110例如可以包括二氧化硅，并且基础衬底112可以包括半导体，例如硅。尽管使用SOI衬底109示出了有源区104，但是应当认识到，本公开的教导适用于任何形式的IC衬底，例如体衬底。

PIC结构100还包括位于有源区104上方的多个电介质互连层114。电介质互连层114可以包括任何现在已知的或以后开发的层间电介质材料，例如但不限于：二氧化硅材料、氟化硅酸盐玻璃(FSG)、有机聚合热固性材料、碳氧化硅、氢化碳氧化硅(SiCOH)电介质、氟掺杂的氧化硅、旋涂玻璃、倍半硅氧烷等。电介质互连层114还可以包括位于各个层内的任何现在已知的或以后开发的电互连(为清楚起见未示出)，例如水平金属布线和竖直过孔，例如用于电互连有源区104的各个部分。金属布线和过孔可以包括任何现在已知的或以后开发的导电材料(例如铜、铝、钨等)的主体，并且可以包括例如钽(Ta)、钛(Ti)、钨(W)、铱(Ir)、铑(Rh)和铂(Pt)等或它们的混合物的难熔金属衬里(liner)。可以使用任何薄膜技术形成电互连。

有源区104和电介质互连层114可以使用任何现在已知的或以后开发的薄膜技术来形成。电介质互连层114可以包括任何后段制程(BEOL)或中段制程(MOL)互连层，即，在第一金属化之后的器件制造过程中形成的互连层。

继续参考图1和图2，在某些实施例中，PIC结构100可选地包括在PIC结构100的外围122附近延伸的止裂环120(如图1中的线所示)。止裂环120例如在多个电介质互连层114(图2)中位于有源区104的外面。止裂环120可以在形成电介质互连层114(和在此描述的屏障140)期间形成，沿着PIC结构100(即，主体102)的外围122延伸并且位于有源区104的外部范围(outer extent)124外面，即位于有源区104的所有部件外面。止裂环120可以包括任何现在已知的或以后开发的止裂环结构。例如，止裂环120可以包括多个互连的(金属)线和过孔层126。止裂环120的金属线和过孔层可以包括与电介质互连层114中的电互连(未示出)相同的材料，并且可以使用任何薄膜技术形成。

再次参考图1至图3，PIC结构100还包括穿过多个电介质互连层114限定的开口130。开口130位于有源区104内。也就是，有源区104的大部分部件放射状地位于开口130外面。在某些实施例中，开口130可以位于有源区的内部范围132内，这意味着有源区104的所有部件放射状地位于开口130外面。在任何情况下，在有源区104和电介质互连层114的制造期间，保留区134可以位于主体102内和有源区104内。保留区134为开口130保留。开口130形成在保留区134中并穿过多个电介质互连层114，至少到达有源区104的有源层108。如图2和图3所示，开口130可以被形成进入基础衬底112中。开口130可以使用用于层114和/或保留区134中的任何残留结构的任何适当蚀刻工艺，例如，使用图案化掩模(未示出)和反应离子蚀刻(RIE)形成在保留区134中。保留区134可以没有残留的IC结构，例如晶体管、电阻器、互连等，但它可以包括一些可以在开口130的形成期间去除的残留IC结构。虽然开口130被示为延伸到基础衬底112中，但应当认识到，开口130可以至少延伸到有源层108。

PIC结构100还可以包括位于开口130中的光学元件138。开口130可以具有任何底表面形状和任何水平截面形状以容纳要位于其中的光学元件138。可以提供在开口130中支撑和/或定位光学元件138所必需的任何现在已知的或以后开发的支撑结构(未标记)。光学元件138可以包括任何现在已知的或以后开发的基于光学或基于光子学的结构，其例如可以在形成主体102和开口130之后添加到主体102。在某些实施例中，光学元件138可以位于PIC的其余部分的外部，即光学元件138不与主体102的层一体化，并且不与PIC结构100的主体102同时形成。在一个示例中，光学元件138可以是单独制造的部件，例如激光器，其在形成开口130之后添加到主体102。光学元件138可以使用任何现在已知的或以后开发的处理(例如球栅阵列技术)耦合在开口130中，并且可以使用任何溶液(例如聚合物139(图1))而被密封在适当位置。在任何情况下，耦合确保光学元件138可以与PIC结构100的其余部分光学通信。更具体地，如本文进一步描述的，光学元件138可以与电介质互连层114、掩埋绝缘体层110、有源层108和基础衬底112中的至少一者中的一个或多个部件光学通信。

开口130在主体102中产生应力和应变。已经发现，开口130的拐角区域和在开口130边缘附近的电介质互连层114中的下部金属层表现出最高的应力。应力可以起因于例如在用于电互连PIC结构100的部分的焊料回流期间不同材料之间的热膨胀系数(CTE)失配。开口130的形成也破坏了电介质互连层114的气密密封，可能允许湿气进入有源区104。为了解决这个问题，PIC结构100还可以包括位于多个电介质互连层114内并围绕开口130的屏障140(图1中的线)。屏障140位于有源区104内，即，屏障140可以在大部分有源区104(如果不是全部有源区104的话)及其部件的内部。在某些实施例中，屏障140可以在有源区104的内部范围132内，意味着它在有源区104的所有部件内。在这种情况下，屏障140可以成形为特定横截面内的连续环(例如，在图1的平面图中，如图所示)。

屏障140可以包括能够防止由主体102中的开口130产生的应力损伤的任何结构。在某些实施例中，屏障140包括多个互连的线和过孔层(wire and via layer)142，类似于止裂环120。也就是，屏障140的每个壁部包括多个互连的线和过孔层142。在某些实施例中，屏障140可以仅包括布置成围绕开口130的多个互连的线和过孔层142。这里，屏障140在结构上类似于止裂环120，但是位于有源区104内，而不是像所有常规止裂环那样位于有源区104的外部。屏障140可以在主体102的平面内具有任何形状，其被配置为围绕开口130。如图1中的剖视图(phantom)所示，屏障140包括在拐角148处与第二壁部146会合的第一壁部144。屏障140可以具有包含壁部142、144的任何多边形。在所示的特定示例中，屏障140是矩形的并且包括第一壁部对144A、144B和相对的第二壁部对146A、146B。这里，第一壁部对144A、144B与相对的第二壁部对146A、146B会合以形成四个拐角148。同样，每个壁部144、146包括多个互连的线和过孔层142(图2至图3)。以这种方式，屏障140可以阻止应力损伤传播到开口130或从开口130传播，以及阻止形成裂缝、脱层和其他物理损伤。屏障140还气密地密封电介质绝缘层114以防止湿气损坏结构。屏障140还为电介质互连层114提供额外的结构支撑。

在其他实施例中，屏障140可以包括上述壁部144、146和附加结构。附加结构改进了与开口130和光学元件138有关的屏障性能。图4至图6示出了包括这些附加结构的屏障140的各种实施例的示意性平面图。

如图4所示，在某些实施例中，屏障140包括在一个或多个拐角148处与一个或多个第二壁部146会合的一个或多个第一壁部144，并且倒角壁部150跨一个或多个拐角148在一个或多个第一壁部144和一个或多个第二壁部146之间横跨。虽然不是在所有拐角148处都需要，但是倒角壁部150可以跨每个拐角148在每个第一壁部144和相应的第二壁部146之间横跨。在所示的示例中，一个或多个第一壁部144在一个或多个拐角148处以垂直角与第一或多个第二壁部146会合。因此，一个或多个倒角壁部150跨垂直角在一个或多个第一壁部144和一个或多个第二壁部146之间横跨。将认识到，在其他实施例中，壁部144、146可以不以垂直角会合。图4示出了具有光学元件138的屏障140。每个壁部144、146、150包括多个互连的线和过孔层142(图2至图3)。一个或多个倒角壁部150通过在应力最高的位置(即，开口130的拐角区域和在开口130边缘附近的电介质互连层114中的下部金属层)中提供壁部来提高屏障的抗应力损伤性和气密密封保持。

在图5中，屏障140包括在一个或多个拐角148处与一个或多个第二壁部146会合的一个或多个第一壁部144，例如在矩形形状中。然而，不是倒角壁部150，屏障140包括位于一个或多个拐角148处的拐角支撑(corner buttress)156。在某些实施例中，如图所示，屏障140可以包括位于每个拐角148处的拐角支撑156。拐角支撑156可以包括耦合(couple)第一壁部144的延伸部162和第二壁部146的第一支撑壁部160。拐角支撑156还包括耦合第二壁部146的延伸部166和第一壁部144的第二支撑壁部164。拐角支撑156还包括耦合第一壁部144的延伸部162和第二壁部146的延伸部166的第三支撑壁部168。每个拐角支撑156包括多个互连的线和过孔层142，即垂直进入页面。总的来说，拐角支撑156在拐角148外部形成三个三角形壁部170A-C。一个或多个拐角支撑156通过在应力最高的位置中以及在拐角148的内部之外提供壁部以便不干扰光学元件138的空间，来提高屏障的抗应力损伤性和气密密封性。图5示出了其中具有光学元件138的屏障140。

如图6所示，在某些实施例中，屏障140包括图4和图5的附加结构。更具体地，屏障140包括在一个或多个拐角148处与一个或多个第二壁部146会合的一个或多个第一壁部144，以及跨一个或多个拐角148在一个或多个第一壁部144和一个或多个第二壁部146之间横跨的一个或多个倒角壁部150。在所示示例中，一个或多个第一壁部144在一个或多个拐角148处以垂直角与一个或多个第二壁部146会合。因此，一个或多个倒角壁部150跨垂直角在一个或多个第一壁部146和一个或多个第二壁部146之间横跨。如所指出的，壁部144、146可以不以垂直角会合。在图6的实施例中，屏障140可以还包括位于一个或多个拐角148处的拐角支撑156。如所指出的，拐角支撑156包括耦合第一壁部144的延伸部162和第二壁部146的第一支撑壁部160。拐角支撑156还包括耦合第二壁部146的延伸部166和第一壁部144的第二支撑壁部164。拐角支撑156还包括耦合第一壁部144的延伸部162和第二壁部146的延伸部166的第三支撑壁部168。第一和第二壁部144、146、其延伸部162、166、倒角壁部150、以及拐角支撑156的壁部160、164、168包括多个互连的线和过孔层142。倒角壁部150和一个或多个拐角支撑156的使用通过在应力和应变最高的位置中以及拐角148内部之内和之外提供屏障壁部而共同提高屏障的抗应力损伤性和气密密封保持。图6示出了其中具有光学元件138的屏障140。

就竖直截面形状而言，屏障140可以具有各种形状。如图3所示，屏障140可以具有包含分别大致竖直对齐的内侧壁172和外侧壁174的外围。如图7所示，屏障140可以具有包含分别大致呈阶梯状的内侧壁172和外侧壁174的外围。图7中的侧壁172、174可以被称为阶梯式双向缓冲器(bumper)。这里，屏障140随着其向上延伸而变窄。屏障140的最外层178可以比其下方的层宽以捕获裂缝/脱层。屏障140可以是大致对称的(参见例如图7)，但不需要完全对称(参见例如图8)。如图8所示，阶梯式侧壁172、174是有益的，因为它们能够将任何裂缝176的传播重新定向到可以造成较小伤害的方向上，例如竖直地朝向屏障140的最外层178。在使用阶梯式双向缓冲器的情况下，阶梯式双向缓冲器可以重定向裂缝或脱层，无论裂缝或脱层源自开口130并向外传播，还是源自主体102上的其他位置并向内朝着开口130传播。

无论实施例如何，屏障140都可以在PIC结构100的有源区104的有源层108上方，以类似于止裂环120(图1和图2)的方式，与多个电介质互连层114一起形成。如所指出的，在制造之后，屏障140围绕有源区104内的保留区134，并且开口130形成在其中。如上所述，可以形成屏障140，其中一个或多个第一壁部140在一个或多个拐角148处与一个或多个第二壁部142会合，并且一个或多个倒角壁部150跨相应的一个或多个拐角148在相应的一个或多个第一壁部140和一个或多个第二壁部142之间横跨。在设置的情况下，屏障140可以还包括形成拐角支撑156，其中形成拐角支撑156包括形成：第一和第二壁部144、146的延伸部162、166，以及拐角支撑156的壁部160、164、168。屏障140可以包括多个互连的(金属)线和过孔层142。止裂环120的金属线和过孔层可以包括与电介质互连层114中的电互连(未示出)相同的材料，并且可以使用任何薄膜技术形成。

参考图9，屏障140可以可选地包括多个锚定器180，所述多个锚定器180耦合到多个互连的线和过孔层142中的最下层182。锚定器180至少延伸到基础衬底112中以提高屏障140的物理耦合并增加对传播到开口130或从开口130传播的应力损伤的抵抗性。锚定器180可以在形成硅通孔(TSV)期间并且以类似于硅通孔(TSV)的方式形成。由于形成TSV的技术是已知的，因此无需进一步的细节。

参考图10，在某些实施例中，开口130可以包括多个开口130A-H，这些开口130A-H被限定在多个电介质互连层114内并且位于有源区104内。在图10中，示出了八(8)个开口130A-H，但应该认识到，可以采用任何数量。如图3所示，每个开口130A-H至少延伸到有源层108，并且可以延伸到基础衬底112中。多个电介质互连层114内的屏障140围绕每个开口130A-H。光学元件138可以位于每个开口130A-H内。开口130A-H可以如本文所述形成，并且可以限定在多个电介质互连层114内并位于有源区104内。每个开口130A-H至少延伸到有源层108，并且可能进入掩埋绝缘体层110和衬底112中。这里，电介质互连层122内的屏障140围绕每个开口130A-H。因此，屏障140在每个元件138之间提供壁部(像围绕元件的笼)，其防止多个相邻开口130A-H之间的相互作用。虽然可以使用本文所述的屏障140的任何实施例，但是图7的阶梯式双向缓冲器实施例对于图10实施例是有利的，因为它处理从任何方向传播的应力的能力增加。光学元件138可以耦合在每个开口130A-H内。这里，屏障140可以抵抗传播到开口130A-H或从开口130A-H传播的应力损伤，并且可以抵抗应力损伤形成裂缝、脱层和其他物理损伤。屏障140还保持气密密封并且为电介质互连层114提供额外的结构支撑。

光学元件138可以与电介质互连层114、掩埋绝缘体层110、有源层108和基础衬底112中的至少一者中的一个或多个部件光学通信。可以以多种方式配置光学通信。在某些实施例中，如图2所示，光学元件138可以直接与从邻近开口130的电介质互连层114面向开口130的光电探测器184进行光学通信。然后，光电探测器184可以通过电介质互连层114中的电互连186(例如，掺杂阱)、有源层108、掩埋绝缘体层110和/或基础衬底112在屏障140下方进行电通信。在其他实施例中，如图11所示，光学元件138可以直接与从邻近开口130的电介质互连层114面向开口130的波导190进行光学通信。波导190然后可以通过电介质互连层114中的光学互连192(光隧道)、有源层108、掩埋绝缘体层110和/或基础衬底112在屏障140下方进行光学通信。在某些实施例中，如图12所示，光学元件138可以直接与从邻近开口130的掩埋绝缘体层110面向开口130的波导196进行光学连通。然后，波导196可以通过掩埋绝缘体层110，在屏障140下方进行光学通信。在另一实施例中，如图13所示，波导200可以横向延伸通过屏障140。波导200可以被配置为在多个电介质互连层114中并且可能在掩埋绝缘体层110、有源层108和基础衬底112中至少一者中的部件(例如，光电探测器、波导等)与光学元件138之间进行光学通信。本文描述的波导可以包括任何现在已知的或以后开发的波导结构和材料，例如硅和/或氮化硅。

在先前描述的实施例中，开口130、光学元件138和屏障140大部分被图示为矩形。如图14所示，开口130、光学元件138和/或屏障140可以具有其他形状。在所示示例中，它们具有锤头形状。根据需要，屏障140可以包括任何倒角壁部150和拐角支撑156。图14还示出了倒角壁部150X也可以从开口130面向外，其中第一壁部144X和第二壁部146X以面向开口130外部的方式会合，从而产生面向外的拐角148X。

图15示出了PIC结构100中的屏障140的另一实施例的截面图。这里，屏障140包括实心(solid)材料202，在开口130周围形成实心壁部。材料202例如可以包括电介质(例如氧化物)或者导体(例如用于TSV的那些导体，如铜、钨、铝)。

屏障140的任何实施例可以与任何其他实施例一起使用。

本公开的实施例提供了一种PIC结构，其包括屏障以防止诸如裂缝和/或脱层的应力损伤从用于光学元件的有源区内的开口传播或传播到用于光学元件的有源区内的开口。在一个示例中，对于图5的实施例，数据显示与没有屏障的开口相比，拐角处的应力和应变降低了高达32％。屏障还保持BEOL电介质互连层的气密密封，尽管其中形成有开口。屏障140还加强了电介质互连层。在提供多于一个光学元件的情况下，屏障在每个元件之间提供壁部，即，像围绕元件的笼子。

本文中描述的方法和结构用于集成电路芯片的制造。所得到的集成电路芯片可以由制造商以原始晶圆形式(即，作为具有多个未封装芯片的单个晶圆)，作为裸芯或以封装形式分发。在后一种情况下，芯片以单芯片封装(例如塑料载体，其引线固定到主板或其它更高级别的载体)或多芯片封装(例如陶瓷载体，其具有表面互连和/或掩埋互连)的形式被安装。在任何情况下，芯片然后与其它芯片、分立电路元件和/或其它信号处理器件集成，作为(a)中间产品(例如主板)或(b)最终产品的一部分。最终产品可以是包括集成电路芯片的任何产品，从玩具和其它低端应用到具有显示器、键盘或其它输入设备以及中央处理器的高级计算机产品。

本文中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本公开。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确说明。将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”规定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们构成的组的存在或者添加。“可选的”或“可选地”表示随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且该描述包括事件发生的情况和事件不发生的情况。

在整个说明书和权利要求书中使用的近似语言可以被用于修饰任何定量表示，该定量表示可以允许在不导致其相关的基本功能变化的情况下改变。因此，由诸如“约”、“近似”和“基本上”之类的一个或多个术语修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度。在本文以及整个说明书和权利要求书中，范围限制可以被组合和/或互换，这样的范围被识别并且包括含在其中的所有子范围，除非上下文或语言另有说明。应用于范围的特定值的“近似”适用于两个值，并且除非另外取决于测量值的仪器的精度，否则可指示所述值的+/-10％。

以下权利要求中的所有装置或步骤加功能元件的对应结构、材料、动作和等同物旨在包括结合具体要求保护的其它要求保护的要素执行功能的任何结构、材料或动作。已经出于说明和描述的目的给出了对本公开的描述，但是该描述并不旨在是穷举的或将本公开限制于所公开的形式。在不脱离本公开的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。选择和描述实施例是为了最好地解释本公开的原理和实际应用，并且使本领域的其他技术人员能够理解本公开的具有适合于预期的特定用途的各种修改的各种实施例。