[發明專利]具有保護性外圍區的半導體管芯以及形成方法

無效

• 申請號: 200680038806.3
• 申請日: 2006-09-27
• 公開（公告）號: CN101501855A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 袁元;李巨鐘;圖-昂·N·德蘭;保羅·M·維內貝格爾
• 申請（專利權）人: 飛思卡爾半導體公司
• 主分類號: H01L29/00
• 分類號: H01L29/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 陸錦華;黃啟行

技術領域

本發明總體涉及半導體加工，且更具體地，涉及一種具有保護性 外圍區的半導體管芯。

背景技術

半導體管芯的外圍區一般易于損壞，尤其是在封裝加工和可靠性 測試中。通常，半導體管芯的轉角和邊緣相對于管芯的中心要承受更 大的應力。例如，在晶片切割過程中，管芯邊緣可能出現缺口或裂紋 而損壞。同樣，在封裝加工和可靠性測試中，半導體管芯經受熱循環， 導致對轉角和邊緣的附加應力。

在管芯的轉角和邊緣處發生的損壞容易傳播(propagate)到管芯 的有源區，毀壞管芯全部或部分的互連或電路，從而降低器件的可靠 性。例如，裂紋可能從半導體管芯的邊緣和轉角處傳播到有源區。同 樣，邊緣和轉角更易于分層剝離，該分層剝離也向有源區傳播，進一 步降低了可靠性。此外，現今的技術在制造半導體管芯中使用更多的 具有低介電常數K的材料(也稱為低K電介質材料)，并且這些低K 材料具有低附著力和低機械強度，這進一步加劇了該問題。通常的管 芯保護方案沒有提供充分的保護，因此導致了可靠性的降低和生產成 本的增加。

現今使用的一個通常的管芯保護方案使用具有止裂環和密封環的 雙環方案，所述止裂環防止鈍化破裂以及阻止這些裂紋的傳播，所述 密封環位于止裂環內，用以防止水分侵入。在該雙環方案中，環的邊 在各金屬層中都被形成為堅固連續的(solid?continuous)金屬線。不同 金屬層內的連續的金屬線通過使用位于通孔層中的通孔而相互連接。 然而，每一通孔層內的通孔都是不連續的。因此，由于這些環用各金 屬層內的純粹連續的線形成，并且每一通孔層內的通孔都是不連續的， 所以不能充分防止裂紋或分層剝離的傳播，從而導致有源電路的故障 增加。

附圖說明

本發明通過示例的方式來示出且不受附圖限制，附圖中相同的附 圖標記代表相似的元件，其中：

圖1示出了根據本發明一個實施例的半導體管芯的俯視圖；

圖2示出了根據本發明一個實施例的、圖1中的一部分半導體管 芯的放大圖；

圖3示出了根據本發明一個實施例的、穿過圖2所示的一部分半 導體管芯而提取的剖視圖；

圖4示出了根據本發明一個實施例的、圖2所示的一部分半導體 管芯的進一步放大圖；以及

圖5示出了根據本發明另一個實施例的、圖1中的一部分半導體 管芯的放大圖。

熟練的技術人員理解的是，附圖中的元件的示出是簡明且清楚的， 并且不需要按規定比例畫出。例如，附圖中的一些元件的尺寸可相對 于其他元件被放大，用以幫助增進對本發明實施例的理解。

具體實施方式

在本發明的一個實施例中，管芯的保護性外圍區被用于對半導體 管芯的有源區提供保護。在一個實施例中，蜂窩狀結構被用來在半導 體管芯的有源區周圍形成保護環以提供保護而不受水分、破裂、分層 剝離等的損害。可替換地，其他多邊形結構或圓形結構也可被用來形 成保護環。

圖1示出了根據本發明一個實施例的半導體管芯10的俯視圖。 (可替換地，半導體管芯10可被稱為集成電路管芯。)半導體管芯10 被示出為具有第一保護環12和第二保護環14的單個管芯(也被稱為 環12和環14)。環12包圍環14，環14包圍半導體管芯10的有源區 22。在所示出的實施例中，有源區22包括核區(core?region)18和包 圍核區18的焊盤16。有源區22和核區18可包括任何類型的互連和電 路用以實現半導體管芯10的任何種類的功能，這里互連和電路也同樣 可位于核區18的外面(例如，包圍焊盤16或在焊盤16的下面)。半 導體管芯10的有源區22可使用傳統加工技術形成，該有源區包括核 區18和焊盤16。

圖1示出了具有一行焊盤的外圍焊盤排列的一個示例。可替換地， 焊盤的行數可多于一行。焊盤也可以排列成使得焊盤能夠以陣列方式 設置在核區18的上面。在不同實施例中，半導體管芯10也可以沒有 用于引線鍵合連接的焊盤16，但是可以包括用于倒裝芯片連接的凸點 焊盤或用于其他下一級連接的其他連接焊盤(landing?pad)類型。