與前照式(FSI)結構相比，背照式(BSI)結構ML比FSI更接近PD，因此需Coating更厚的ML材料層，以獲得更短的焦距。當單個pixel<1.4um更傾向于BSI工藝。
如下圖，在BSI結構backside靠近siliconPD表面deposite了一薄層金屬氧化物薄膜材料(~58nm)，分別是HfO2(6nm)和Ta2O5(52nm)，兩層金屬氧化物薄膜材料起到抗反射涂層(ARC)作用；
圖1BSI結構
二氧化鉿（HfO2）金屬氧化物薄膜材料是應用于激光系統光學器件中最常用的高折射率薄膜材料之一，常常采用高折射率的HfO2和低折射率的oxide組合，用來制備高反膜，增透膜，偏振膜和濾光片等各種光學薄膜，在近紫外到紅外區
有著良好的透過率。
表1 二氧化鉿（HfO2）材料
名稱 | 二氧化鉿（HfO2） | 熔點 | 2758℃ |
元素配比 | 15.2%O+84.8%Hf | 沸點 | 5400℃ |
分子量 | 210.49 | 水溶性 | 難溶于水 |
外觀 | 白色固體 | 應用 | 遠紅外波段材料 |
折射率（250nm） | <2.2 | 介電常數 | ~25 |
透射波段（nm） | 200~12000 | 硬度（Gpa） | <20 |
禁帶寬度（eV） | <5.9 | 抗激光閾值 損傷（J/cm2） | 7~25（與工藝有關） |
（1）介電常數高（~25），寬的帶隙（5.7eV）,低漏電流（電場1MV/cm2時漏電流約為10-6A/cm2）
（2）較高的硬度和化學穩定性，較好的熱力學穩定性和良好的晶格匹配特點，作為一種表面鈍化材料，對器件保護性能好。
2.1.2作為光學薄膜材料
（1）高折射率薄膜材料，薄膜厚度250nm折射率約2.15, 薄膜厚度500nm折射率約2,即隨薄膜厚度增加折射率略有下降。采用高折射率HfO2和低折射率oxide組合來制備高反膜，增透膜，偏振膜和濾光片等各種光學薄膜（有待考證）。
（2）在近紫外到紅外區有著良好的透過率（>80%）；
（3）較高的抗激光損傷閾值，常用于抗激光損傷薄膜材料中；采用電子束蒸發
制備的HfO2薄膜最高激光損傷閾值可達到20.07J/cm2。通過離子束沉積方法得到ZrO2,SiO2,HfO2薄膜,其中HfO2薄膜激光損傷閾值最高為22.13 J/cm2；利用電子束蒸發制備HfO2薄膜最大激光損傷閾值為13.70 J/cm2。研究表明：HfO2薄膜的激光損傷閾值與薄膜純度，堆積密度，結晶情況和應力大小密切相關。
（4）與硅的導帶偏移較大（>1eV）且與硅的晶格匹配良好；
（5）化學穩定性及機械特性，可作為高溫抗氧化涂層；
薄膜厚度250nm折射率約2.15,薄膜厚度500nm折射率約2,即隨薄膜厚度增加折射率略有下降。氧化鉿薄膜作為一種表面鈍化材料，具有寬的帶隙（5.7eV）,更高的介電常數（~25），低漏電流（電場1MV/cm2時為10-6A/cm2）較高的硬度和搞得化學穩定性，較好的熱力學穩定性和良好的晶格匹配特點，對器件保護性能好。
HfO2薄膜存在負電荷，會在silicon表面感應出正電荷，形成表面P區，起到PINimplant降低入射光線串擾作用,（有待考證）；
Samsung:Ahafnium oxide-based trench fill provides a charge trapping layer to Passivatethe Si surface and also serves as an anti-reflevtion layer.
UV增透膜，干涉膜，抗激光損傷薄膜材料中；
HfO2薄膜的高抗激光損傷閾值特性使其廣泛應用于高性能激光器中。采用電子束蒸發制備的HfO2薄膜最高激光損傷閾值可達到20.07J/cm2。通過離子束沉積方法得到ZrO2,SiO2,HfO2薄膜,其中HfO2薄膜激光損傷閾值最高為22.13 J/cm2，利用電子束蒸發制備HfO2薄膜最大激光損傷閾值為13.70 J/cm2。研究表
明：HfO2薄膜的激光損傷閾值與薄膜純度，堆積密度，結晶情況和應力大小密切相關。
Ta2O5薄膜是可見光到近紅外波段中具有較高的折射率（~2.1），可應用于超低損耗激光薄膜和高損傷閾值激光薄膜領域；具有較高的介電常數（約式oxide的6倍），擊穿電場較高，漏電流較低；
它與二氧化硅薄膜組合制備增透膜，反射膜，干涉濾光片等，膜層牢固，化學穩定性好，抗激光損傷能力強，在可見光和近紅外區具有較高的透過率和反射率。氧化鉭化合物有多種價態，如一氧化鉭，三氧化二鉭，二氧化鉭等，作為鍍膜材料，五氧化二鉭是最常見的形態。
可應用于增透膜，激光器，光通訊，太陽能電池等元器件上，也是制備薄膜電容器的重要材料；
溶液法制備HfO2薄膜是采用溶膠-凝膠法，主要是以Hf金屬醇鹽作為原料，將其溶解在有機溶劑中，并添加適當的穩定劑制備成溶膠，通過旋涂，提拉，噴射等方法使流動的溶膠在襯底表面形成凝膠狀HfO2薄膜，最后對薄膜進行多次
酒精沖洗，去離子水沖洗，氮氣吹干等工藝流程，去除薄膜表面殘余雜質，使薄膜風干。主要分為有機法（采用有機源）/無機法（采用無機源）等;
特點：設備簡單，成本低，均勻性好，但薄膜缺陷多，干燥過程可能導致薄膜縮聚。
磁控濺射法（PVD），電子束蒸發（EBE），離子束輔助沉積(IBAD)，
離子束反應濺射（IBRS）等；
電子束蒸發利用電子槍產生的高能電子束轟擊到蒸發膜料表面，使膜料瞬間氣化，蒸汽輸送至冷的襯底表面凝結成膜。該方法包含直接蒸發HfO2膜料和蒸發Hf金屬膜料與充入真空室內的氧氣反應生成HfO2薄膜兩種方法。
特點：原理簡單易操作，成膜速率高，但薄膜疏松，堆積密度小；
成膜過程中使用離子源對正在生長的薄膜全程輔助轟擊，提升沉積粒子的能量，提高薄膜堆積密度。離子束輔助沉積主要是針對直接蒸發成膜技術形成疏松薄膜提出的。
特點：有效改善薄膜質量，但工藝參數不易優化，生產效率低；
磁控濺射法沉積薄膜主要是利用氣體放電形成等離子體中的陽離子在電場加速作用下轟擊靶材表面，濺射出靶材原子，沉積在襯底表面形成薄膜。因誘導氣體放電機理不同，磁控濺射一般包括直流和射頻兩種濺射方式。因HfO2薄膜靶材的絕緣性，直流濺射只能采用反應濺射法，而射頻濺射包含反應濺射和直接濺射兩種方法。
特點：磁控濺射工藝可控性高，重復性好，成膜致密，沉積速率高，已為主流技術；但仍需解決薄膜應力，等離子體穩定性，靶材利用率等問題。
電子束蒸發和離子束反應濺射制備的薄膜為非晶結構，而離子束輔助沉積制備的薄膜為多晶結構；電子束蒸發制備的薄膜折射率較低，薄膜較疏松，表面粗糙度較小，吸收相對較小。而離子束輔助沉積及離子束反應濺射制備的薄膜折射率較高，薄膜結構致密，但表面粗糙度較大，吸收相對較大。
表2波長范圍400~1350nm透射光譜曲線
Samples | EBE- ?HfO2 電子束蒸發 | IBAD- ?HfO2 離子束輔助沉積 | IBRS 離子束反應濺射 |
Mean ?transmittance(%) | 84.173 | 82.599 | 82.681 |
由表可看到，不同工藝制備的薄膜在可見光到紅外波段均是透明的。
原子層沉積法（ALD），金屬有機物化學氣相沉積法（MOCVD）
是將含有Hf,O元素氣體按一定比例混合充入真空室內，以加熱，等離子體，紫外線或激光作為外部能量源激發氣體相互反應，在襯底表面形成HfO2薄膜，
特點：可精確控制薄膜組分及摻雜，成膜效率高，臺階覆蓋能力強。但成膜溫度高，對襯底有一定溫度要求，且所用氣體為易燃易爆或有毒氣體。
是一種可以將物質以單原子膜形式一層層的鍍在襯底表面的方法。原子層沉積是通過將氣相前驅體脈沖交替地通入反應器并沉積在基體上化學吸附并反應而形成沉膜的技術。當前驅體到達沉積基體表面，會在其表面化學吸附并發生表面反應。在前驅體脈沖之間需要用惰性氣體對源自層沉積反應器進行清洗。因此，沉積反應前驅體物質能否在被沉積材料表面化學吸附是實現原子層沉積的關鍵。
特點：原子層沉積與MOCVD相似之處，但在原子層沉積過程中，原子膜的化學反應是直接與之前一層相關聯，這種方式使每次反應只沉積一層原子。
制備氧化鉭金屬氧化物薄膜的方法有化學氣相淀積，熱氧化法或陽極氧化法，溶膠凝膠法，原子層沉積法（ALD）或原子層外延（ALE）以及磁控濺射法等；用不同的方法制備出的氧化鉭薄膜性能差異較大，關鍵是如何能夠制備出表面均勻，缺陷較少的薄膜；
基本制備工藝同氧化鉿薄膜材料像銅，
鍍膜設備：MDM-450型光學多層鍍膜機
測試儀器：折射率測試：JT75-1型激光橢圓儀
透過率測試：UV-360分光光度計
PE-2000傅里葉變換紅外光譜儀
抗磨強度測試：手持式擦拭具
基片：石英玻璃，眼鏡片玻璃，硅片
實驗測試結果當在兩面拋光的硅片上鍍五氧化二鉭膜，厚度2.28um,透光范圍1~2.5um,
BSI結構表面的兩層金屬氧化物氧化哈和氧化鉭薄膜主要起到了抗反射涂層的作用，采用原子層沉積 (ALD)制備方法可實現均勻性好，質量高的薄膜。Backsidepassivation能夠避免到達PD的光線再次反射，可有效提高光電轉換效率，但需嚴格控制薄膜的厚度及缺陷密度，否則會造成大的leakage及性能下降。
同時，backside的工藝條件有嚴格的要求，一般必須小于400℃，不能影響到前道（Front process）的工藝條件及結果。
