[发明专利]一种新型芯片保护环结构

说明书

本发明公开了一种新型芯片保护环结构，保护环围绕设于芯片上的电路区域外侧，包括第一保护环段和第二保护环段，第一保护环段位于第一子电路区域的对应侧，自下而上包括相连位于衬底的有源区上的第一绝缘层、第一过孔层和第一金属层，第二保护环段自下而上包括相连位于衬底的有源区上的第二过孔层和第二金属层，第一过孔层、第一金属层与第二过孔层、第二金属层对应相连，第一绝缘层与第二过孔层通过各自的侧壁相紧密接触，以使来源于第二子电路区域的噪音电流在沿第二金属层流至第一金属层时，被第一绝缘层阻断向下流至衬底的通路，从而不会对芯片中的模拟电路或/和射频电路等敏感器件性能造成破坏，同时又起到应力保护和阻挡水汽的作用。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路工艺技术领域，尤其涉及一种新型芯片保护环结构。

背景技术

请参阅图1。随着集成电路技术的发展，大多数半导体集成电路制造商都会在半导体芯片10外围设置保护环13。保护环13围绕在芯片10的电路区域15周围，并与芯片10接触。保护环13一般由介于芯片10和划片槽之间的内、外两圈保护环12、11组成，可防止水分、腐蚀性气体以及化学品渗透到芯片中。

请参阅图2。传统的芯片保护环13结构，一般是由有源区19、过孔20、通孔22和金属层21等层次按照一定的设计规则叠加组成的图形结构。其中，保护环13中的过孔20、通孔22和金属层21位于氧化层中，金属层21上还可设有钝化层，从而像一圈堤坝，把芯片10围在圈内保护起来。保护环13的主要作用是防止芯片10在切割的时候受到机械应力损伤，以及一些衍生作用：例如，把保护环13接地，可以屏蔽芯片10外的干扰；还可以防止潮气从侧面断口侵入芯片10。

芯片10上的焊盘14通常沿着芯片10上电路区域15的外边缘设置，因而与保护环13很接近。对于常见的保护环13而言，来源于电路区域15中数字电路17的电源输入信号线或者信号输出焊盘的噪音电流，会通过保护环13传播，并可能会通过导电的过孔20向下进入到敏感的模拟或/和射频电路16等器件附近的衬底18中，因而可能会对敏感器件的性能造成不利影响。

针对上述问题，现有的改进方法是，通过在靠近模拟或/和射频电路16等敏感器件侧的内保护环12上形成两个断口，形成一段独立的内保护环段，进一步还可将该段保护环通过互连线耦合至独立的地，或者干脆在靠近敏感器件侧形成内保护环的开口，来降低噪音电流的干扰。但此类结构会使得芯片10内部的氧化层通过未形成完整封闭的保护环13结构，而与两圈保护环12、11之间的氧化层相串通。这样，一旦在外圈保护环11有破损的情况下，就可能会与周边环境串通，导致不能有效阻挡水汽进入芯片10内部的情况。因此，此类改进的保护环13结构，或多或少都是以牺牲保护环13的连续性所产生的湿气阻挡效果为代价的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种新型芯片保护环结构。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种新型芯片保护环结构，所述保护环围绕设于芯片上位于中部的电路区域和位于所述电路区域外侧的划片槽之间的介质层中，所述电路区域中包括位于所述芯片的不同侧上的第一子电路区域和第二子电路区域，所述保护环包括相连为环状的第一保护环段和第二保护环段，所述第一保护环段位于所述第一子电路区域的对应侧，所述第一保护环段自下而上包括相连位于衬底的有源区上的第一绝缘层、第一过孔层和第一金属层，所述第二保护环段自下而上包括相连位于所述衬底的所述有源区上的第二过孔层和第二金属层；其中，所述第一过孔层、所述第一金属层与所述第二过孔层、所述第二金属层对应相连，所述第一绝缘层与所述第二过孔层通过各自的侧壁相紧密接触，以使来源于所述第二子电路区域的噪音电流在沿所述第二金属层流至所述第一金属层时，被所述第一绝缘层阻断向下流至所述衬底的通路。

进一步地，所述保护环并列设置多个。

进一步地，所述第一绝缘层、所述第一过孔层和所述第二过孔层自内向外对应设置多道。