用于配电的导电密封环制造技术

一种多块半导体器件包括以彼此不同的功率状态操作的第一块和第二块。密封环围绕管芯的周边，以气密地密封第一块和第二块。管芯具有基底和绝缘层，密封环在绝缘层上。密封环用作第一块而不是第二块的电源总线。密封环和第一块电耦合到第一接地节点，第一接地节点在管芯级别上与多块半导体器件中的其他接地节点电隔离。在一些实施例中，第二块位于管芯的中央区域中，并且多条金属线将密封环电连接到第一块，金属线围绕半导体管芯的大部分周边而均匀地间隔开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于配电的导电密封环
技术介绍
在同一管芯上包括有模拟或数字模块的射频(RF)器件可能会遭遇经由管芯上的公共接地连接而导致的分离模块之间的串扰。当敏感的模拟和数字电路位于与RF相同的管芯上时，来自RF器件的串扰对于敏感的模拟和数字电路而言可能特别成问题，因为RF部分处理具有相对较高频率的相对较高功率信号。信号的高频率使得它们能够更容易通过无功寄生路径并且破坏其他块中的信号。本领域中已知的是，密封环能够提供应力消除并且提供密封以保护电气部件免受环境损坏。密封环也已经被用来解决串扰问题，这是集成电路设计中已知的现象。例如，本领域中的一些密封环已经被配置成不连续的，以减少集成电路芯片上的数字电路与RF电路之间的噪声耦合。在其他示例中，密封环耦合到地电位，以将噪声信号耗散到地，其中电路部件耦合到密封环。用于限制串扰效应的另外的方法包括增加布局的尺寸或重新布置电路块以增加分离块之间的物理距离。
技术实现思路
一种多块半导体器件包括以彼此不同的功率状态操作的第一块和第二块。密封环围绕管芯的周边，气密地密封第一块和第二块。管芯具有基底和绝缘层，密封环在绝缘层上。密封环用作第一块而不是第二块的电源总线。密封环和第一块电耦合到第一接地节点，第一接地节点在管芯级别上与多块半导体器件中的其他接地节点电隔离。在一些实施例中，第二块位于管芯的中央区域中，并且多条金属线将密封环电连接到第一块，金属线围绕半导体管芯的大部分周边而均匀地间隔开。附图说明图1A是本领域已知的具有密封环的集成电路的平面图。图1B是图1A的密封环的横截面图。图2A示出了在一个实施例中的具有密封环的多块管芯的平面图。图2B是图2A的密封环的横截面图。图3示出了在另一实施例中的具有密封环的多块管芯的平面图。图4是在半导体管芯被封装在倒装芯片封装件中的另一实施例中的具有密封环的多块管芯的平面图。具体实施方式图1A至图1B示出了具有第一电路110和第二电路120的现有技术的集成电路100的一个示例，其中第一电路110例如可以是模拟电路，而第二电路120可以是数字电路。电路110和120在本公开中也可以被称为块。图1A示出了平面图，而图1B示出了截面A-A的横截面图。在图1A中，密封环130包围集成电路100的周边，并且电路110和120通过接地连接140在芯片级别上与密封环130接地。集成电路100还包括用于支持到RF电路110的外部连接的接触金属垫115、用于支持到数字电路120的外部连接的接触金属垫125、以及用于RF电路110和数字电路120两者的电源端子150。图1B示出了图1A的截面A-A处的密封环130的横截面图。密封环130被形成在基底160上，并且包括金属层170，接着是介电层180、另一金属层171和另一介电层181。密封环金属层175在介电层181上方，形成用于密封环130的顶部金属层。金属层170、171和175通过穿过介电层180和181的通孔190而电连接。注意，虽然为了清楚的目的而在基底160与密封环金属层175之间仅示出了两个金属层170和171以及两个介电层180和181，但是为了形成第一电路110和第二电路120的电路层，根据需要，可能存在附加的层。密封环130通过集成电路100的接地端子140接地。其可以通过向金属层170之下的基底160的表面引入化学物质(诸如用于与基底160形成硅化物的金属)而被接地。在某些方法中，金属层170将通过如下的另一层通孔而接地到基底160，该另一层通孔穿透被形成在基底160的表面上的钝化层或电介质层。图2A示出了在本公开的实施例中的多块半导体器件的平面图。集成电路200具有两个块，这两个块在该实施例中将被描述为RF电路210和数字电路220。在其他实施例中，一个块可以以RF状态操作，并且多个其他块可以是与该RF电路相关联的模拟和/或数字电路。更一般地说，多块半导体器件200具有以彼此不同的功率状态操作的第一块210和第二块220。在图2A中，集成电路200还包括密封环230、接地端子240和241、电源端子250和251、接触金属垫215和225以及金属线218。电源端子250为RF电路210提供电力，并且接触金属垫215支持到RF电路210的外部连接。电源端子251为数字电路220提供电力，并且接触金属垫225支持到数字电路220的外部连接。块210和220以不同的功率状态操作，并且各自具有它们自己的接地节点。接地端子240用作RF电路210的接地节点，而接地端子241用作数字电路220的接地节点。密封环230围绕集成电路200的周边延伸，为该器件提供气密密封和环境保护，并且还用作止裂件，以防止裂缝扩散通过管芯并且损坏器件。因此，密封环230气密地密封第一块210和第二块220。通过将同一结构用作两个目的，节省了管芯上的空间。密封环230连接到多块管芯200中的RF电路块210的接地节点240。密封环230还通过金属线218而用作RF电路210的电源总线，金属线218将块210连接到密封环230。数字电路220以及多块管芯200中除了RF电路210以外的任何其他块都不电连接到密封环230。因此，密封环230用作第一块210而不是第二块220的电源总线。此外，数字电路220接地到接地节点241，接地节点241没有接地到密封环230。换言之，多块管芯200内的块没有在芯片级别上共享公共接地。密封环230和第一块210电耦合到第一接地节点240，第一接地节点240在管芯级别上与多块半导体器件200中的其他接地节点(例如，接地节点241)电隔离。然而，多块半导体器件200内的块通常在模块级别上共享公共接地。因此，RF电路210具有与同一管芯上的其他块分离的接地，并且噪声耦合得以被降低。图2B示出了图2A的截面B-B处的密封环230的横截面图。半导体管芯包括基底260和绝缘层265，其中绝缘层265可以是诸如BPSG、TEOS或FOX等电介质。密封环230可以包括一个或多个金属层的堆叠。例如，在该实施例中，密封环230包括在绝缘层265上的金属层270，接着是介电层280、另一金属层271和另一介电层281。密封环金属层275在介电层281上方，形成用于密封环230的顶部金属层。密封环230还可以包括在金属层之间的一个或多个通孔。例如，在图2B中，金属层270、271和275通过穿过介电层280和281的通孔290而电连接。注意，虽然为了清楚的目的而在绝缘层265与密封环金属层275之间仅示出了两个金属层270和271以及两个介电层280和281，但是为了形成RF电路210和数字电路220的电路层，根据需要，可以存在附加的层。例如，密封环230可以是在用于形成管芯200的工艺中的所有金属层和通孔的堆叠。密封环堆叠还可以包括在顶部金属层275上方的氮化硅层，以产生用于器件的平滑密封。在一些实施例中，氮化硅可以由任何其他钝化层替代。密封环230通过集成电路200的接地端子240并且通过金属层270、271和275而接地，因为这些层通常可以被提供用于接触诸如接地节点240等外部端子。由于密封环230通过绝缘层265与基底260分离，所以减少了噪声从RF电路210穿过基底260的传输。密封环230也可以用于引本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多块半导体器件，包括：半导体管芯，具有第一块和第二块，所述第一块和所述第二块以彼此不同的功率状态操作，其中所述管芯包括：基底；以及绝缘层；以及在所述绝缘层上的密封环，所述密封环围绕所述管芯的周边并且气密地密封所述第一块和所述第二块，其中所述密封环用作所述第一块而不是所述第二块的电源总线；其中所述密封环和所述第一块电耦合到第一接地节点，所述第一接地节点在管芯级别上与所述多块半导体器件中的其他接地节点电隔离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.24 US 14/809,1411.一种多块半导体器件，包括：半导体管芯，具有第一块和第二块，所述第一块和所述第二块以彼此不同的功率状态操作，其中所述管芯包括：基底；以及绝缘层；以及在所述绝缘层上的密封环，所述密封环围绕所述管芯的周边并且气密地密封所述第一块和所述第二块，其中所述密封环用作所述第一块而不是所述第二块的电源总线；其中所述密封环和所述第一块电耦合到第一接地节点，所述第一接地节点在管芯级别上与所述多块半导体器件中的其他接地节点电隔离。2.根据权利要求1所述的器件，其中所述多块半导体器件中的所述第一接地节点和所述其他接地节点在模块级别上共享公共接地。3.根据权利要求1所述的器件，其中所述密封环包括一个或多个金属层的堆叠。4.根据权利要求3所述的器件，其中所述密封环包括所述金属层之间的通孔。5.根据权利要求1所述的器件，其中所述密封环具有10微米或更大的横截面宽度。6.根据权利要求1所述的器件，其中所述密封环被配置为向所述第一块提供静电放电保护。7.根据权利要求1所述的器件，其中所述第一块包括射频电路。8.根据权利要求1所述的器件，还包括将所述密封环电连接到所述第一块的多条金属线，所述多条金属线围绕所述半导体管芯的大部分周边而均匀地间隔开。9.根据权利要求8所述的器件，还包括围绕所述半导体管芯的周边的金属接触垫，其中所述多条金属线散布在所述金属接触垫之间。10.根据权利要求8所述的器件，其中所述第二块位于所述管芯的中央区域中。11.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·N·布林德尔，A·阿里亚加达，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US