[发明专利]一种背照式全局快门像素结构及其制造方法

权利要求书

1.一种背照式全局快门像素结构，其特征在于，包括：

半导体衬底，所述半导体衬底具有一背面及一正面；

光电转换区，位于所述半导体衬底内；

遮光结构，包括底部以及由所述底部边缘向上延伸的侧壁，所述遮光结构邻近所述光电转换区，所述遮光结构的底部位于所述半导体衬底的背面，所述遮光结构的侧壁由所述半导体衬底的背面向上延伸至所述半导体衬底的正面，所述遮光结构的侧壁在靠近所述光电转换区的一侧由所述半导体衬底的正面向下设有缺口；

电荷存储区，位于所述半导体衬底内，收容于所述遮光结构中，且所述电荷存储区靠近所述遮光结构的底部；

介质遮蔽区，嵌于所述半导体衬底的正面，且覆盖所述电荷存储区的上表面，并由所述电荷存储区的上表面延伸至所述遮光结构的所述缺口处；其中，所述介质遮蔽区与所述缺口之间留有缝隙；以及

转移栅，嵌于所述介质遮蔽区内。

2.根据权利要求1所述的背照式全局快门像素结构，其特征在于：所述转移栅包括沿所述半导体衬底深度方向的槽栅，所述槽栅位于所述遮光结构的所述缺口中。

3.根据权利要求1所述的背照式全局快门像素结构，其特征在于：所述转移栅包括多个沿所述半导体衬底深度方向的槽栅，多个所述槽栅由靠近所述缺口的一端向远离所述缺口的方向依次排列。

4.根据权利要求3所述的背照式全局快门像素结构，其特征在于：每个所述槽栅对应的工作电压不同，且多个所述槽栅的工作电压向远离所述缺口的方向逐次递增。

5.根据权利要求1所述的背照式全局快门像素结构，其特征在于：所述介质遮蔽区与所述电荷存储区之间设有P型掺杂层。

6.根据权利要求1所述的背照式全局快门像素结构，其特征在于：所述介质遮蔽区与所述电荷存储区之间设有高K介质层。

7.根据权利要求1所述的背照式全局快门像素结构，其特征在于：所述光电转换区嵌于所述半导体衬底的正面，所述光电转换区的上表面与所述半导体衬底的正面共面。

8.根据权利要求1所述的背照式全局快门像素结构，其特征在于：所述介质遮蔽区的材料选自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的一种或多种。

9.一种背照式全局快门像素结构的制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

提供半导体衬底，所述半导体衬底具有一背面及一正面；

形成遮光结构，所述遮光结构的底部位于所述半导体衬底的背面，所述遮光结构的侧壁由所述半导体衬底的背面向上延伸至所述半导体衬底的正面，所述遮光结构侧壁的一侧设有由所述半导体衬底的正面向下的缺口；

在所述半导体衬底的正面形成光电转换区，所述光电转换区靠近所述遮光结构具有缺口的一侧；

在所述半导体衬底的正面形成介质槽，所述介质槽位于所述遮光结构内并延伸至所述缺口处；其中，所述介质槽与所述缺口之间留有缝隙；

在所述介质槽的下方形成电荷存储区，所述电荷存储区位于所述遮光结构内；

在所述介质槽内填充介质材料形成介质遮蔽区；以及

在所述介质遮蔽区内形成转移栅。

10.根据权利要求9所述的背照式全局快门像素结构的制造方法，其特征在于，形成所述遮光结构包括以下步骤：

在所述半导体衬底的背面形成凹槽以及由所述凹槽四周向所述半导体衬底深度方向延伸的沟槽，所述沟槽其中一侧的深度小于其它部分的深度；

在所述凹槽以及所述沟槽内填充遮光材料形成遮光结构，所述沟槽深度较小的一侧形成所述遮光结构的缺口；

对所述半导体衬底进行正面减薄，直至露出部分所述遮光材料。

11.根据权利要求9所述的背照式全局快门像素结构的制造方法，其特征在于，在所述介质遮蔽区内形成所述转移栅包括步骤：在所述介质遮蔽区内形成栅槽，在所述栅槽内填充栅极材料形成槽栅。