[發(fā)明專利]帶有不連續(xù)保護(hù)環(huán)的集成電路芯片

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410145462.2
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN104112743A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李強(qiáng);O·L·哈丁;S·賈拉勒戴恩;R·M·塞卡雷努;M·J·祖尼諾
• 申請（專利權(quán)）人: 飛思卡爾半導(dǎo)體公司
• 主分類號: H01L27/06
• 分類號: H01L27/06;H01L23/58
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 秦晨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)

包括模擬電路塊和數(shù)字電路塊兩者的混合信號集成電路（IC）芯片經(jīng)常遭受噪聲問題。數(shù)字電路塊中的器件通常是嘈雜的。相反，模擬電路塊中的器件，例如鎖相環(huán)和低噪聲放大器，通常對噪聲敏感。一些模擬電路塊的敏感性，例如在射頻集成電路（RFIC）中的那些的，由于片上無源元件例如電感器的存在而提高。通常做出努力以保護(hù)這樣的電路免受襯底、電源/接地以及其它電磁干擾。

對最小化混合信號IC芯片的成本興趣已導(dǎo)致器件密度的增加。嘈雜器件和噪聲敏感器件因而更容易彼此靠近放置。如果沒有適當(dāng)?shù)脑肼暩綦x，由嘈雜數(shù)字電路塊產(chǎn)生的噪聲可能干擾敏感模擬電路塊。

噪聲隔離通常是由放置在模擬和數(shù)字電路塊之間的導(dǎo)電屏蔽提供的。一種類型的導(dǎo)電屏蔽是接地保護(hù)環(huán)。在典型的布置中，接地保護(hù)環(huán)圍繞模擬電路塊以防止噪聲與模擬電路塊的電感器的電磁耦合。

隨著在同一襯底上形成模擬電路塊和數(shù)字電路塊，噪聲也可能穿過襯底。襯底耦合允許數(shù)字電路塊中的節(jié)點(diǎn)處的噪聲到達(dá)模擬電路塊中的節(jié)點(diǎn)。噪聲隔離區(qū)域因此形成在模擬和數(shù)字電路塊之間的襯底中以防止這種襯底耦合。

附圖說明

構(gòu)件和附圖不一定按比例繪制，相反，重點(diǎn)是放在說明本發(fā)明的原理上。此外，在附圖中，相同參考標(biāo)號指定不同視圖中的相應(yīng)部分。

圖1根據(jù)一個實(shí)施例，是有不連續(xù)保護(hù)環(huán)的示例IC裝置的局部頂部示意圖。

圖2根據(jù)一個實(shí)施例，是圖1的IC裝置的不連續(xù)保護(hù)環(huán)的截面示意圖。

圖3根據(jù)一個實(shí)施例，是有p阱塊的示例性不連續(xù)保護(hù)環(huán)的截面示意圖。

圖4根據(jù)一個實(shí)施例，是有非對準(zhǔn)金屬和襯底間隙的示例性不連續(xù)保護(hù)環(huán)的截面示意圖。

圖5根據(jù)一個實(shí)施例，是有非對準(zhǔn)間隙的交錯（interlaced）金屬堆疊層的示例性不連續(xù)保護(hù)環(huán)的截面示意圖。

圖6根據(jù)一個實(shí)施例，顯示了在交錯金屬堆疊層中有偏移于非對準(zhǔn)間隙的襯底間隙的示例性不連續(xù)保護(hù)環(huán)的截面圖。

圖7是圖6的不連續(xù)保護(hù)環(huán)的金屬堆疊層的頂視圖。

圖8根據(jù)一個實(shí)施例，是構(gòu)造不連續(xù)保護(hù)環(huán)的示例性制作順序的流程圖。

具體實(shí)施方式

描述了帶有不連續(xù)保護(hù)環(huán)的集成電路（IC）芯片。也描述了制作這種IC芯片的方法。不連續(xù)保護(hù)環(huán)圍繞電路塊以提供電磁噪聲隔離。保護(hù)環(huán)的不連續(xù)性質(zhì)減小或最小化了電路塊的電感器性能的電磁干擾。如果沒有保護(hù)環(huán)的不連續(xù)性，封閉的保護(hù)環(huán)可能會不利地影響電感器的電感（L）和/或品質(zhì)因數(shù)（Q）。例如，封閉的環(huán)可能在大約2.5千兆赫的頻率下減小高達(dá)4%的電感和高達(dá)5％的品質(zhì)因數(shù)。相反，所公開的實(shí)施例不包括完整的環(huán)或閉合環(huán)以避免這種不良影響。缺少完整的環(huán)降低了保護(hù)環(huán)和電感器之間的電磁耦合發(fā)生的程度。隨著這種耦合的最小化或防止，保護(hù)環(huán)對電感器的不利影響可以被避免。優(yōu)化的電感器性能可能會因此而得到維持，同時實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的噪聲隔離。

保護(hù)環(huán)的不連續(xù)性可以允許減小保護(hù)環(huán)和電感器之間的間距，從而節(jié)省了芯片面積。在一些示例中，電感器和保護(hù)環(huán)之間的間距可以被降低大約50％或更多。在示例性布局中，間距可以從大約50微米至大約60微米降低至大約30微米或更小。由此產(chǎn)生的面積節(jié)省可以被實(shí)現(xiàn)，而沒有對電感器性能產(chǎn)生不利影響。例如，相同的品質(zhì)因數(shù)可以在顯著更小的面積內(nèi)被實(shí)現(xiàn)。

不連續(xù)保護(hù)環(huán)包括在保護(hù)環(huán)的組成層或者組成構(gòu)件中的間隙。在一些實(shí)施例中，保護(hù)環(huán)有金屬環(huán)和環(huán)形襯底區(qū)域。每一個這種構(gòu)件或?qū)影ǜ髯蚤g隙以建立保護(hù)環(huán)的不連續(xù)性質(zhì)。在一些實(shí)施例中，間隙是不對準(zhǔn)的。金屬環(huán)可以包括跨環(huán)形襯底區(qū)域內(nèi)的間隙或在其上方延伸的指或擋板（flap）。如下所述，擋板可以包括間隙的金屬重疊，其可以呈現(xiàn)配置保護(hù)環(huán)的頻率響應(yīng)的阻抗，從而影響保護(hù)環(huán)內(nèi)的電路性能，包括電感器。保護(hù)環(huán)可以充當(dāng)頻率濾波器。間隙的配置，包括例如間隙的一個或多個橫向尺寸，可以被用于定制保護(hù)環(huán)的頻率行為和/或保護(hù)環(huán)的其它行為。