裸芯片、芯片和电子设备制造技术

本申请公开一种裸芯片、芯片和电子设备，涉及半导体器件技术领域，能够提高芯片的抗电离辐射能力。其中，该裸芯片包括：衬底层、线路层、绝缘层和屏蔽层，线路层设置于衬底层的一侧表面；绝缘层设置于线路层的背离衬底层的一侧表面；屏蔽层设置于绝缘层的背离衬底层的一侧表面，屏蔽层用于屏蔽电离辐射。屏蔽层用于屏蔽电离辐射。屏蔽层用于屏蔽电离辐射。

【技术实现步骤摘要】
裸芯片、芯片和电子设备


[0001]本申请涉及半导体器件
，尤其涉及一种裸芯片、芯片和电子设备。

技术介绍

[0002]电子系统通常是指由电子元器件或部件组成，能够产生、传输、采集或处理电信号及信息的客观实体。随着信息化和智能化的深入发展，电子系统越来越广泛地应用到手机、 电脑以及汽车电子、工业控制等电子设备上。
[0003]电子系统中的核心部件则为芯片，芯片结构的稳定性决定了电子系统的稳定性。然而，在现有技术中，芯片的抗电离辐射能力较差，当在存在电离辐射的环境下使用芯片时，电离辐射容易与芯片的内部电子发生作用，使芯片出现运行故障，影响芯片的稳定性和可靠性。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种裸芯片、芯片和电子设备，用于提高芯片的抗电离辐射能力。
[0005]为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：第一方面，本申请实施例提供一种裸芯片，包括：衬底层、线路层、绝缘层和屏蔽层，线路层设置于衬底层的一侧表面；绝缘层设置于线路层的背离衬底层的一侧表面；屏蔽层设置于绝缘层的背离衬底层的一侧表面，屏蔽层用于屏蔽电离辐射。
[0006]本申请实施例中的裸芯片，通过在裸芯片的绝缘层的背离衬底层的一侧表面设置屏蔽层，可以通过屏蔽层屏蔽来自裸芯片外部的电离辐射，能够显著地提高裸芯片的抗电离辐射能力，进而能够提高包括该裸芯片的芯片的电离抗辐射能力。由此，一方面能保证芯片在存在电离辐射的恶劣环境下的正常运行，另一方面可以无需对芯片进行系统冗余设计，能够避免资源浪费，提高经济效益，再一方面，可以省略芯片的金属外壳结构，且可以无需对芯片的封装结构的材料进行改进，从而实现芯片小型化设计的同时，降低芯片的整体成本。
[0007]在第一方面的一种可能的实现方式中，屏蔽层包括第一膜层，铋元素（Bi）或钛元素（Ti）的化合物膜层。铋元素和钛元素的性质稳定，且能与X射线发生电子对效应，将第一膜层设置为包括铋元素（Bi）或钛元素（Ti）的化合物膜层，能通过第一膜层屏蔽X射线，降低裸芯片受到X射线等高能辐射的损害。
[0008]在第一方面的一种可能的实现方式中，第一膜层设置于绝缘层的背离衬底层的一侧表面。
[0009]在第一方面的一种可能的实现方式中，绝缘层的材料可以二氧化硅（SiO2）、氮化铝（AlN）或氮化镓（GaN）。这样，可以提高第一膜层与绝缘层之间的匹配度，便于第一膜层的晶体材料在绝缘层的表面生长，从而便于在绝缘层的表面形成第一膜层，保证第一膜层与绝缘层之间的结合强度。
[0010]在第一方面的一种可能实现方式中，第一膜层可以为三氧化二铋（Bi2O3）膜层或钛酸钡（BaTiO3）膜层。Bi2O3和 BaTiO3 的物理化学性质稳定、价格低且来源广泛、容易获得。
[0011]在第一方面的一种可能的实现方式中，第一膜层的厚度t1大于或等于1μm且小于或等于3μm。示例性的，第一膜层的厚度t1可以为1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm等。这样，可以在保证第一膜层对X射线屏蔽效果的同时，减小裸芯片的整体厚度，进而有利于减小芯片的整体厚度，实现芯片的小型化设计。
[0012]在第一方面的一种可能的实现方式中，第一膜层可以通过真空溅射、真空蒸镀等物理气相沉积法形成，或者第一膜层也可以通过化学气相沉积法形成在绝缘层的表面。工艺简单，加工方便。
[0013]在第一方面的一种可能的实现方式中，屏蔽层包括第二膜层，第二膜层为包括硼元素或锂元素的化合物膜层。硼元素和锂元素对中子具有较高的吸收截面，且吸收中子后，硼元素和锂元素产生的次级γ射线少，且硼元素和锂元素不会干扰裸芯片的运行。这样一来，通过将第二膜层设置为包括硼元素或锂元素的化合物膜层，能有效地屏蔽中子，降低中子等高能粒子对裸芯片的辐射影响，从而能提高裸芯片和包括该裸芯片的芯片抵抗电离辐射的能力。
[0014]在第一方面的一种可能的实现方式中，屏蔽层包括第二膜层，第二膜层为包括硼元素或锂元素的化合物膜层，第二膜层位于第一膜层的背离绝缘层的一侧，或者，第一膜层位于第二膜层的背离绝缘层的一侧。由此，本实施例中的屏蔽层不仅能抵抗X射线的高能辐射，还能抵抗中子等高能粒子的高能辐射，使得裸芯片能抵抗不同类型的电离辐射，进而能显著地提高裸芯片和芯片抵抗电离辐射的能力。
[0015]在第一方面的一种可能的实现方式中，第二膜层为氮化硼膜层或碳化硼膜层。BN和BC的物理化学性质稳定且来源广泛、容易获得。
[0016]在第一方面的一种可能的实现方式中，第二膜层的厚度t3大于或等于1μm且小于或等于3μm。示例性的，第二膜层的厚度t3可以为1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm等。这样，可以在保证第二膜层对中子屏蔽效果的同时，减小裸芯片的整体厚度，进而有利于减小芯片的整体厚度，有利于实现芯片的小型化设计。
[0017]在第一方面的一种可能的实现方式中，屏蔽层还包括过渡层，所第一膜层与第二膜层分别固定连接于过渡层的相对两侧，过渡层的材料为二氧化硅、氮化铝或氮化镓。这样，可以使得过渡层与第一膜层、第二膜层均具有较好的匹配度，在加工过程中，不仅便于在第一膜层的背离绝缘层的表面形成过渡层，且便于在过渡层的背离第一膜层的表面形成第二膜层，能提高第一膜层与过渡层之间的连接可靠性，以及第二膜层与过渡层之间的连接可靠性，避免屏蔽层出现分层脱落现象，从而能提高屏蔽层的整体结构的稳定性和可靠性，保证屏蔽层屏蔽电离辐射的效果。
[0018]在第一方面的一种可能的实现方式中，屏蔽层包括第一复合材料层，第一复合材料层设置于第一膜层的背离绝缘层的一侧表面，第一复合材料层包括基体和第一纳米颗粒，第一纳米颗粒分散于基体中，第一纳米颗粒包括氮化硼纳米颗粒和碳化硼纳米颗粒中的至少一种。这样一来，可以通过第一复合材料层中的硼元素吸收中子，降低中子等高能粒子对裸芯片和芯片的辐射影响。由此，本实施例中的屏蔽层同样能同时抵抗X射线的高能辐
射以及中子等高能粒子的高能辐射，使得裸芯片能抵抗不同类型的电离辐射，进而能显著地提高裸芯片抵抗电离辐射的能力，进而能够提高芯片的抗电离辐射能力。此外，第一复合材料层设置于第一膜层的背离绝缘层的一侧表面，可以避免第一膜层外露，从而可以通过第一复合材料层对第一膜层进行防护，避免第一膜层受潮或者被腐蚀。
[0019]在第一方面的一种可能的实现方式中，屏蔽层包括第一复合材料层，第一复合材料层设置于第一膜层的背离绝缘层的一侧表面，第一复合材料层包括基体和第一纳米颗粒，第一纳米颗粒分散于基体中，第一纳米颗粒包括氮化硼纳米颗粒和碳化硼纳米颗粒中的至少一种。这样一来，可以通过第一复合材料层中的硼元素吸收中子，降低中子等高能粒子对裸芯片的辐射影响，进而能够提高芯片的抗电离辐射能力。
[0020]在第一方面的一种可能的实现方式中，基体的材料为高分子材料。这样一来，一方面便于第一纳米颗粒与基体混合，使得第一纳米颗粒分散于基体中；另一方面，不仅可以通过第一复合材料层中的硼元素吸收中子，还可以通过高分子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种裸芯片，其特征在于，包括：衬底层；线路层，线路层设置于所述衬底层的一侧表面；绝缘层，所述绝缘层设置于所述线路层的背离所述衬底层的一侧表面；和屏蔽层，所述屏蔽层设置于所述绝缘层的背离所述衬底层的一侧表面，所述屏蔽层用于屏蔽电离辐射。2.根据权利要求1所述的裸芯片，其特征在于，所述屏蔽层包括第一膜层，所述第一膜层为包括铋元素或钛元素的化合物膜层。3.根据权利要求2所述的裸芯片，其特征在于，所述第一膜层为三氧化二铋膜层或钛酸钡膜层。4.根据权利要求2或3所述的裸芯片，其特征在于，所述屏蔽层包括第二膜层，所述第二膜层为包括硼元素或锂元素的化合物膜层，所述第二膜层位于所述第一膜层的背离所述绝缘层的一侧，或者，所述第一膜层位于所述第二膜层的背离所述绝缘层的一侧。5.根据权利要求4所述的裸芯片，其特征在于，所述第二膜层为氮化硼膜层或碳化硼膜层。6.根据权利要求4所述的裸芯片，其特征在于，所述屏蔽层还包括过渡层，所述第一膜层与所述第二膜层分别固定连接于所述过渡层的相对两侧，所述过渡层的材料为二氧化硅、氮化铝或氮化镓。7.根据权利要求2或3所述的裸芯片，其特征在于，所述屏蔽层包括第一复合材料层，所述第一复合材料层设置于所述第一膜层的背离所述绝缘层的一侧表面，所述第一复合材料层包括基体和第一纳米颗粒，所述第一纳米颗粒分散于所述基体中，所述第一纳米颗粒包括氮化硼纳米颗粒、碳化硼纳米颗粒中的至少一种。8.根据权利要求7所述的裸芯片，其特征在于，所述基体的材料为高分子材料。9.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的裸芯片，其特征在于，所述裸芯片还包括表面防护层，所述表面防护层设置于所述屏蔽层的背离所述绝缘层的一侧表面。10.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：石林，曲林，霍浩辉，洪伟强，
申请(专利权)人：荣耀终端有限公司，
类型：发明
国别省市：