[发明专利]芯片密封环结构及其制备方法、半导体芯片及其制备方法

说明书

本发明提供一种芯片密封环结构及其制备方法、半导体芯片及其制备方法，其中，芯片密封环结构的制备方法至少包括：提供芯片，芯片的主动面上形成有底保护层；于底保护层上形成第一密封金属环和第二密封金属环，第一密封金属环位于芯片的主动面周边，第二密封金属环以堆栈方式设置于第一密封金属环上；于底保护层上形成绝缘介质层，绝缘介质层具有暴露第二密封金属环的隔离环槽，隔离环槽的底部未暴露底保护层；于绝缘介质层上及隔离环槽内形成防潮层，防潮层覆盖第二密封金属环的第一暴露部位以及绝缘介质层在隔离环槽内的第二暴露部位。本发明能够有效避免芯片的内部器件受到气液氧化或者侵蚀，大大增强了气液阻挡能力。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种芯片密封环结构及其制备方法、半导体芯片及其制备方法。

背景技术

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，从而导致芯片的电学性能失效。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(Seal Ring，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(Scribe Lane，SL)20和芯片10周围区域(Periphery Region，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暴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，从而使得芯片的内部器件也受到气液氧化或者侵蚀，进而使得芯片的电学性能、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，增强芯片密封环结构的气液阻挡能力，是亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种芯片密封环结构及其制备方法、半导体芯片及其制备方法，用于解决现有技术中芯片密封环结构抵抗气液侵蚀能力较差，导致芯片的电学性能、可靠性受到影响的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种芯片密封环结构的制备方法，包括如下步骤：

提供芯片，所述芯片的主动面上形成有底保护层；

于所述底保护层上形成第一密封金属环和第二密封金属环，所述第一密封金属环位于所述芯片的主动面周边，所述第二密封金属环以堆栈方式设置于所述第一密封金属环上；

于所述底保护层上形成绝缘介质层，所述绝缘介质层具有暴露所述第二密封金属环的隔离环槽，所述隔离环槽的底部未暴露所述底保护层；

于所述绝缘介质层上及所述隔离环槽内形成防潮层，所述防潮层覆盖所述第二密封金属环的第一暴露部位以及所述绝缘介质层在所述隔离环槽内的第二暴露部位；

其中，所述绝缘介质层上和所述隔离环槽内的所述防潮层、所述第一密封金属环和所述第二密封金属环使所述绝缘介质层隔离为周边层部和中央层部，所述芯片密封环结构通过所述第一密封金属环、所述第二密封金属环和所述防潮层的组合来增强气液阻挡能力，从而避免所述芯片在所述中央层部中的内部器件受到气液氧化或侵蚀。

优选地，于所述底保护层上形成绝缘介质层的步骤，包括：

于所述底保护层上形成覆盖所述第一密封金属环、所述第二密封金属环和所述底保护层的绝缘介质材料；