芯片密封环结构和半导体芯片制造技术

本实用新型专利技术提供一种芯片密封环结构和半导体芯片，结构包括：芯片，所述芯片的主动面上形成有底保护层；金属加劲环结构及覆盖所述金属加劲环结构的绝缘介质层，形成于所述底保护层上；其中，所述绝缘介质层中形成有隔离开口，所述隔离开口具有和所述金属加劲环结构非对准的局部重叠的第一图案，以显露所述金属加劲环结构的第一表面部位和所述底保护层的第二表面部位；以及隔离膜，位于所述绝缘介质层上，所述隔离膜具有完全重叠所述隔离开口的第二图案，使所述隔离膜覆盖所述金属加劲环结构的第一表面部位和所述底保护层的第二表面部位。本实用新型专利技术针对芯片易发生气液侵蚀问题的部位增强了气液阻挡能力，避免了芯片的电气性能、可靠性受到影响。

Chip Seal Ring Structure and Semiconductor Chip

The utility model provides a chip sealing ring structure and a semiconductor chip, which comprises a chip, a bottom protective layer formed on the active surface of the chip, a metal stiffening ring structure and an insulating dielectric layer covering the metal stiffening ring structure formed on the bottom protective layer, wherein an isolating opening is formed in the insulating dielectric layer, and the isolating opening has the gold. It belongs to the first pattern of Non-Aligned local overlap of the stiffening ring structure to expose the first surface part of the metal stiffening ring structure and the second surface part of the bottom protective layer; and the isolation film, which is located on the insulating dielectric layer, has the second pattern of completely overlapping the isolation opening, so that the isolation film covers the first surface of the metal stiffening ring ring ring ring ring structure. The position and the second surface part of the bottom protective layer. The utility model enhances the gas-liquid blocking ability for the parts where the chip is prone to gas-liquid erosion, and avoids the influence of the electrical performance and reliability of the chip.

【技术实现步骤摘要】
芯片密封环结构和半导体芯片
本技术涉及半导体
，特别是涉及一种芯片密封环结构和半导体芯片。
技术介绍
由于硅材料具有脆性，在对晶圆进行切割时，切割刀的切割方式会对晶圆的正面和背面产生一定的机械应力，这样可能会在芯片的边缘产生崩角。崩角问题会降低芯片的机械强度，一开始的芯片边缘裂隙在后面的封装工艺中或在芯片产品的使用中会进一步扩散，从而很可能造成芯片断裂，从而导致芯片的电性失效。为了保护芯片内部电路、防止划片损伤、提高芯片可靠性，通常会在芯片外围设计芯片密封环(SealRing，SR)结构。如图1所示，芯片密封环结构包括介于晶圆的切割道(ScribeLane，SL)20和芯片10周围区域(PeripheryRegion，PR)之间的密封环金属层图案12’。当沿着切割道进行晶圆切割工艺时，芯片密封环结构可以阻挡由上述晶圆切割工艺造成的从切割道至芯片的不想要的应力扩展与破裂。并且，芯片密封环结构还具有抵抗气液侵蚀能力，可以阻挡水汽或其他化学污染源的渗透与损害。在现今的半导体技术中，半导体组件的尺寸微缩，对芯片密封环的破裂阻挡能力与气液屏蔽能力提出了更高的要求。而在现有制程中，金属层在制程过程中直接显露在空气中会受到氧气、水汽或其他气液的氧化或侵蚀，现有芯片密封环结构主要是对氧气进行阻挡以避免金属层被氧化，而对水汽或其他气液的抵抗侵蚀能力较差，特别是针对芯片的容易发生气液侵蚀问题的部位(例如转角部位等)的抵抗侵蚀能力不足，而导致这些部位非常容易受到气液侵蚀，从而使得芯片的电气性能、可靠性都会受到影响。因此，如何在不降低阻挡应力扩展等能力的情况下，增强芯片易发生气液侵蚀问题部位的气液阻挡能力，是亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种芯片密封环结构和半导体芯片，用于解决现有技术中芯片易发生气液侵蚀问题部位抵抗气液侵蚀能力较差，导致芯片的电气性能、可靠性受到影响的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种芯片密封环结构，其中，所述芯片密封环结构至少包括：芯片，所述芯片的主动面上形成有底保护层；金属加劲环结构及覆盖所述金属加劲环结构的绝缘介质层，形成于所述底保护层上，所述金属加劲环结构位于所述芯片的主动面；其中，所述绝缘介质层中形成有隔离开口，所述隔离开口显露所述金属加劲环结构的第一表面部位，并且所述隔离开口具有和所述金属加劲环结构非对准的局部重叠的第一图案，使所述隔离开口还显露所述底保护层的第二表面部位；以及，隔离膜，形成于所述绝缘介质层上，所述隔离膜具有完全重叠所述隔离开口的第二图案，使所述隔离膜覆盖所述金属加劲环结构的第一表面部位和所述底保护层的第二表面部位。优选地，所述第二图案的尺寸大于所述第一图案的尺寸，使所述隔离膜还覆盖所述隔离开口的侧壁并延伸至所述绝缘介质层上。优选地，所述第二图案的尺寸等于所述第一图案的尺寸，使所述隔离膜还覆盖所述隔离开口的侧壁。优选地，所述隔离开口的宽度大于等于所述金属加劲环结构的单元环宽度，且所述隔离膜的宽度大于等于所述金属加劲环结构的单元环宽度。优选地，所述金属加劲环结构为多环型态使在内外环之间具有环间隙，所述隔离开口的宽度大于等于所述金属加劲环结构的环间隙，且所述隔离膜的宽度大于等于所述金属加劲环结构的环间隙。优选地，所述金属加劲环结构包括至少一个连续金属环结构，所述连续金属环结构由多个阻障层和金属层交错堆栈形成，且所述金属层之间通过在所述阻障层上由所述金属层一体形成插塞部来实现金属互连。优选地，所述隔离开口显露所述金属加劲环结构的第一表面部位，所述金属加劲环结构的第一表面部位包含至少一个连续金属环结构的部分区域。优选地，所述金属加劲环结构的第一表面部位位于所述芯片的主动面的侧边或者转角，其包含至少一个所述连续金属环结构的侧边或者转角部位。优选地，所述金属加劲环结构还包括至少一个位于所述连续金属环结构的转角部位外的转角加劲结构，且所述转角加劲结构具有与所述连续金属环结构相同的层间构造。优选地，所述金属加劲环结构的第一表面部位位于所述转角加劲结构。优选地，所述转角加劲结构由三个依次连接形成双钝角的金属段组成。优选地，所述芯片密封环结构还包括：顶遮盖层，形成于所述绝缘介质层上，所述顶遮盖层覆盖所述隔离膜。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种半导体芯片，其中，至少包括：如上所述的芯片密封环结构。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种半导体装置结构，其中，至少包括：晶圆，所述晶圆上制备有若干个芯片以及位于相邻芯片之间的切割道；如上所述的芯片密封环结构，位于所述芯片周围区域与所述切割道之间；以及焊盘金属层图案，位于所述芯片周围区域内，且所述焊盘金属层图案被包裹于所述绝缘介质层内；其中，所述绝缘介质层具有焊盘开口，形成于所述焊盘金属层图案的上方，所述焊盘开口还贯通所述隔离膜，用于显露部分所述焊盘金属层图案以作为芯片焊盘，从而暴露所述芯片的焊盘区域。如上所述，本技术的芯片密封环结构和半导体芯片，具有以下有益效果：本技术的芯片密封环结构，针对芯片易发生气液侵蚀问题的部位先形成隔离开口，再采用隔离膜覆盖隔离开口，以针对芯片易发生气液侵蚀问题部位来增强气液阻挡能力，从而避免其受到气液氧化或侵蚀；也即在绝缘介质层中形成隔离开口，隔离开口具有和金属加劲环结构非对准的局部重叠的第一图案，能够显露金属加劲环结构的第一表面部位和底保护层的第二表面部位，然后在绝缘介质层上形成隔离膜，隔离膜具有完全重叠隔离开口的第二图案，使隔离膜覆盖金属加劲环结构的第一表面部位和底保护层的第二表面部位，能够有效避免金属加劲环结构的第一表面部位中的金属层在制程过程中直接显露在空气中受到氧气、水汽或其他气液的氧化或侵蚀，大大增强了针对金属加劲环结构的第一表面部位的气液阻挡能力，也即增强了芯片易发生气液侵蚀问题部位的气液阻挡能力，并不降低阻挡应力扩展与破裂能力；与现有技术中主要对氧气进行阻挡相比，还增强了对水汽或其他气液的抵抗侵蚀能力，从而避免了芯片的电气性能、可靠性受到影响。本技术的半导体芯片，采用上述本技术的芯片密封环结构，可以有效阻挡应力扩展与破裂能力，同时针对芯片易发生气液侵蚀问题部位具有较强的气液阻挡能力，能够有效抵抗水汽或其他气液的侵蚀，因此，通过上述方法得到的半导体芯片，具有极佳的电气性能和可靠性。附图说明图1显示为本技术现有技术中的芯片密封环结构的俯视图。图2显示为图1中A-A方向的一个示例性结构剖视图。图3显示为本技术第一实施方式中的芯片密封环结构的制备方法的流程示意图。图4～图12显示为本技术第一实施方式的芯片密封环结构的制备方法的具体步骤的结构示意图。其中，图7(a)显示为于绝缘介质材料上设置第一光罩，第一光罩的光罩开口对准金属加劲环结构的第一表面部位和底保护层的第二表面部位，且光罩开口的宽度大于金属加劲环结构的单元环宽度的俯视图；图7(b)为图7(a)中B-B方向的剖视图；图11(a)显示为第二图案的尺寸大于第一图案的尺寸时，隔离膜还覆盖隔离开口的侧壁并延伸至绝缘介质层上的示意图；图11(b)显示为第二图案的尺寸等于第一图案的尺寸时，隔离膜还覆盖隔离开口的侧壁的示意图；图12(a本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种芯片密封环结构，其特征在于，所述芯片密封环结构至少包括：芯片(10)，所述芯片(10)上形成有底保护层(11)；金属加劲环结构(12)及覆盖所述金属加劲环结构(12)的绝缘介质层(13)，形成于所述底保护层(11)上，所述金属加劲环结构(12)位于所述芯片(10)的周边；其中，所述绝缘介质层(13)中形成有隔离开口(132)，所述隔离开口显露所述金属加劲环结构(12)的第一表面部位(12a)，并且所述隔离开口(132)具有和所述金属加劲环结构(12)非对准的局部重叠的第一图案，使所述隔离开口(132)还显露所述底保护层(11)的第二表面部位(11a)；以及，隔离膜(15)，形成于所述绝缘介质层(13)上，所述隔离膜(15)具有完全重叠所述隔离开口(132)的第二图案，使所述隔离膜(15)覆盖所述金属加劲环结构(12)的第一表面部位(12a)和所述底保护层(11)的第二表面部位(11a)。

【技术特征摘要】
1.一种芯片密封环结构，其特征在于，所述芯片密封环结构至少包括：芯片(10)，所述芯片(10)上形成有底保护层(11)；金属加劲环结构(12)及覆盖所述金属加劲环结构(12)的绝缘介质层(13)，形成于所述底保护层(11)上，所述金属加劲环结构(12)位于所述芯片(10)的周边；其中，所述绝缘介质层(13)中形成有隔离开口(132)，所述隔离开口显露所述金属加劲环结构(12)的第一表面部位(12a)，并且所述隔离开口(132)具有和所述金属加劲环结构(12)非对准的局部重叠的第一图案，使所述隔离开口(132)还显露所述底保护层(11)的第二表面部位(11a)；以及，隔离膜(15)，形成于所述绝缘介质层(13)上，所述隔离膜(15)具有完全重叠所述隔离开口(132)的第二图案，使所述隔离膜(15)覆盖所述金属加劲环结构(12)的第一表面部位(12a)和所述底保护层(11)的第二表面部位(11a)。2.根据权利要求1所述的芯片密封环结构，其特征在于，所述第二图案的尺寸大于所述第一图案的尺寸，使所述隔离膜(15)还覆盖所述隔离开口(132)的侧壁并延伸至所述绝缘介质层(13)上。3.根据权利要求1所述的芯片密封环结构，其特征在于，所述第二图案的尺寸等于所述第一图案的尺寸，使所述隔离膜(15)还覆盖所述隔离开口(132)的侧壁。4.根据权利要求1所述的芯片密封环结构，其特征在于，所述隔离开口(132)的宽度大于等于所述金属加劲环结构(12)的单元环宽度，且所述隔离膜(15)的宽度大于等于所述金属加劲环结构(12)的单元环宽度。5.根据权利要求1所述的芯片密封环结构，其特征在于，所述金属加劲环结构(12)为多环型态使在内外环之间具有环间隙(124)，所述隔离开口(132)的宽度大于等于所述金属加劲环结构(12)的环间隙(124)，且所述隔离膜(15)的宽度大于等于所述金属加劲环结构(12)的环间隙(124)。6.根据权利要求1所述的芯片密封环结构，其特征在于，所述金属加劲环结构(12)包括至少一个连续金属环结构，所述连续金属环结构由多个阻障层(122)和金属层(121)以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34