[发明专利]像素和相关联的转移栅极制造方法

权利要求书

1.一种用于形成转移栅极的方法，包括：

在半导体衬底的表面上形成电介质柱；

在半导体衬底上围绕电介质柱生长外延层，电介质柱具有超过外延层相对于表面的外延层高度的柱高度；以及

去除电介质柱以在外延层中产生沟槽。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在去除电介质柱之后，用导电材料填充沟槽。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：在去除电介质柱之后，用栅极电介质层作沟槽内衬。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括在生长外延层之前：

将第一掺杂区域植入半导体衬底中。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括将第二掺杂区域植入(i)半导体衬底和(ii)与沟槽相邻的外延层中。

6.根据权利要求4所述的方法，去除电介质柱以形成沟槽包括：

形成沿着垂直于半导体衬底的正表面的方向z、相对于半导体衬底的正表面延伸深度z_T的沟槽；其中植入的第一掺杂区域和第二掺杂区域具有掺杂浓度分布，掺杂浓度分布相对于方向z的导数在深度z_T处不连续。

7.根据权利要求1所述的方法，形成电介质柱包括：

在半导体衬底上形成介电层；

图案化介电层；以及

蚀刻图案化的介电层以形成电介质柱。

8.根据权利要求7所述的方法，形成介电层包括在半导体衬底上沉积介电材料，直到介电材料的厚度在0.3微米和0.6微米之间。

9.根据权利要求7所述的方法，形成电介质柱还包括：

在形成介电层之前，在半导体衬底上沉积蚀刻停止层。

10.根据权利要求9所述的方法，形成沟槽包括去除蚀刻停止层在电介质柱和半导体衬底之间的区域。

11.根据权利要求9所述的方法，蚀刻停止层具有小于介电层的蚀刻速率的蚀刻速率。

12.根据权利要求1所述的方法，电介质柱具有柱高度并且生长外延层包括：

外延地生长外延层，直到柱高度超过外延层高度20纳米和50纳米之间。

13.根据权利要求1所述的方法，形成沟槽包括对电介质柱进行湿法蚀刻。

14.一种像素，包括：

掺杂半导体衬底，具有与背表面相对的正表面以及具有掺杂浓度分布，正表面形成沿着垂直于正表面和背表面的方向z相对于正表面在掺杂半导体衬底内延伸深度z_T的沟槽，掺杂浓度分布相对于方向z的导数在深度z_T处不连续。

15.根据权利要求14所述的像素，沟槽具有作沟槽内衬的栅极电介质层，以及填充沟槽以形成用于晶体管的栅电极的导电材料。

16.根据权利要求14所述的像素，其中掺杂浓度分布与相邻于沟槽形成的光电二极管的光电二极管区域相关联，并且光电二极管区域位于距正表面一定距离的位置。

17.根据权利要求16所述的像素，其中光电二极管区域还包括顶部光电二极管部分和与顶部光电二极管部分邻接的底部光电二极管部分，底部光电二极管部分远离正表面延伸并且被配置为响应于入射照明而累积光电二极管的光生电荷，其中底部光电二极管部分被设置在大于深度z_T的深度处。

18.根据权利要求17所述的像素，其中晶体管的栅电极的至少一部分形成在光电二极管区域上方的正表面上。

19.根据权利要求17所述的像素，还包括：

相邻于沟槽设置的浮动扩散区域；

其中晶体管是耦合到光电二极管和浮动扩散区域的转移晶体管，并且将响应于入射照明来自光电二极管的光生电荷选择性地转移到浮动扩散区域。