專利名稱：具有其中有間隙的雙密封環(huán)的集成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及集成電路(1C)。更明確地說，本發(fā)明涉及用以減少信號傳播及用以減少水分滲透的密封環(huán)配置。
背景技術(shù)：
在IC的周邊周圍制造密封環(huán)(其為由例如銅、鋁或金的金屬構(gòu)成的環(huán))以防止IC在切割過程期間破裂。使用密封環(huán)的額外益處為密封環(huán)充當(dāng)對水分的屏障。即，隨著時間逝去，由于IC暴露于水分，因此IC性能在不使用密封環(huán)的情況下可能降級。然而，使用這些密封環(huán)也具有缺點，包括不期望的噪聲/信號傳播。位于IC上的噪聲源(例如，數(shù)字信號輸入/輸出襯墊、時鐘輸入襯墊、功率放大器等)常常使噪聲沿密封環(huán)傳播，噪聲隨后可干擾IC上的其它裝置的操作。這會帶來問題，因為IC上的裝置則不如可以其它方式所預(yù)期及設(shè)計那樣而彼此隔離。常規(guī)來說，密封環(huán)已采取兩種形式。首先，已使用由一個固體金屬片構(gòu)成的單一密封環(huán)。通常摻雜在密封環(huán)之下的襯底，且接著使所述襯底與通孔一起連接到金屬的底部以形成到金屬密封環(huán)的最佳襯底連接。此有助于減少IC的水分污染，但然而，此類型的環(huán)允許噪聲信號從噪聲源沿密封環(huán)傳播到IC上的其它裝置。為減輕此噪聲傳播問題，已使用并入有若干“斷裂”或間歇中斷的單一密封環(huán)。此有助于減少噪聲傳播問題，但對可靠性存在一定風(fēng)險，因為水分可經(jīng)由密封環(huán)中的這些斷裂進入IC且使裝置性能隨著時間逝去而降級。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對于一種制造將通過使密封環(huán)傳導(dǎo)路徑斷裂而減少噪聲傳播同時還最小化滲透IC的水分的量的斷裂密封環(huán)的方法。明確地說，本發(fā)明是針對于一種用于集成電路的密封系統(tǒng)，其中第一密封環(huán)限定(circumscribe)所述集成電路，且具有至少一個間隙。第二密封環(huán)限定所述第一密封環(huán)且具有從所述第一密封環(huán)的所述間隙偏移的至少一個間隙。本發(fā)明進一步針對于一種用于集成電路的密封系統(tǒng)，所述密封系統(tǒng)含有具有至少一個溝道的限定所述集成電路的密封環(huán)。所述溝道包括入口部分及出口部分。所述入口部分從所述出口部分偏移。本發(fā)明進一步針對于一種具有密封系統(tǒng)的集成電路，其中第一密封環(huán)限定所述集成電路，且具有至少一個間隙。第二密封環(huán)限定所述第一密封環(huán)。本發(fā)明進一步針對于一種用于通過形成限定集成電路的第一密封環(huán)而形成用于所述集成電路的密封系統(tǒng)的方法。所述第一密封環(huán)包括至少一個間隙。所述方法還包括形成限定所述第一密封環(huán)的第二密封環(huán)，其中所述第二密封環(huán)包括從所述第一密封環(huán)的所述間隙偏移的至少一個間隙。前述內(nèi)容已相當(dāng)廣泛地概述了本發(fā)明的特征及技術(shù)優(yōu)點以便可更好地理解以下本發(fā)明的詳細描述。下文將描述本發(fā)明的額外特征及優(yōu)點，其形成本發(fā)明的權(quán)利要求書的標(biāo)的物。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，所揭示的概念及特定實施例可易于用作修改或設(shè)計其它結(jié)構(gòu)以執(zhí)行本發(fā)明的相同目的的基礎(chǔ)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)認(rèn)識到，所述等效構(gòu)造并不脫離如在所附權(quán)利要求書中闡述的本發(fā)明的精神及范圍。當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，將從以下描述更好地理解據(jù)信為本發(fā)明所特有的新穎特征(關(guān)于其組織及操作方法兩者)連同其它目標(biāo)及優(yōu)點。然而，應(yīng)清楚理解，僅出于說明及描述的目的而提供附圖中的每一者，且并不希望其作為本發(fā)明的限制的定義。


圖1A及圖1B為具有常規(guī)密封環(huán)的IC裝置的示意圖。圖2為示范性雙斷裂密封環(huán)的示意圖。圖3A及圖3B為雙斷裂密封環(huán)的替代配置的示意圖。圖4為雙斷裂密封環(huán)的替代實施例的示意圖。圖5為展示可有利地使用本發(fā)明的實施例的無線通信系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式圖1A為具有常規(guī)密封環(huán)51的IC100 (例如，射頻(RF) IC)的示意圖。密封環(huán)51不具有斷裂或中斷。如上文所論述，由噪聲源15產(chǎn)生的信號可沿密封環(huán)51傳播且干擾IC上的其它裝置的性能。舉例來說，IC100包括低噪聲放大器(LNA) 16，其為易受噪聲效應(yīng)影響的裝置。因為LNA16易受噪聲影響，所以已使其位于IC100上的盡可能遠離噪聲源15處。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，歸因于噪聲經(jīng)由密封環(huán)51的傳播，LNA16將仍然經(jīng)受由噪聲源15產(chǎn)生的噪聲的不利效應(yīng)。圖1B為具有不同的常規(guī)密封環(huán)61的IClOl的示意圖。如上文所論述，密封環(huán)61在密封環(huán)61中并入有斷裂或開口 62?？稍谥圃爝^程期間產(chǎn)生所述開口 62以減少由噪聲源15產(chǎn)生的噪聲經(jīng)由密封環(huán)61傳播到LNA16。然而，盡管密封環(huán)61與密封環(huán)51相比已改進噪聲傳播特性，但IClOl經(jīng)由開口 62更易受水分(如由圖1B中的H2O說明)滲透影響。圖2為包括雙斷裂密封環(huán)的IClO的示意圖。IClO包括兩個密封環(huán):外部環(huán)11限定內(nèi)部環(huán)12?？梢匀舾煞绞綔p少內(nèi)部密封環(huán)12與外部密封環(huán)11之間的噪聲耦合。舉例來說，有可能阻礙這兩個密封環(huán)11、12之間的襯底的摻雜，從而產(chǎn)生經(jīng)由襯底的高電阻路徑。另一選項為阻礙每一密封斷裂內(nèi)的襯底的摻雜，從而產(chǎn)生經(jīng)由襯底的高電阻路徑?；蛘呋蛄硗猓锌赡茉诿恳幻芊猸h(huán)的區(qū)段上放置接地連接(ground connection)以減少噪聲電流或信號。如果接地連接的數(shù)目是有限的，則一個實施例將接地連接到內(nèi)部密封環(huán)12的所有區(qū)段。在一個實施例中，襯底為例如硅的半導(dǎo)體。在另一實施例中，襯底為陶瓷。為方便起見，盡管涵蓋其它襯底(例如，砷化鎵(Gal ium-Arsinide ))，但襯底將稱為硅。
注意，外部密封環(huán)11通過與內(nèi)部密封環(huán)12的若干部分重疊來限定內(nèi)部密封環(huán)12以減少水分滲透。如圖2中可見，外部環(huán)11具有開口 13，且內(nèi)部環(huán)12具有開口 14。開口13及14并不彼此對準(zhǔn)，且事實上彼此偏移。此偏移由圖3A更好地說明。開口 13與14之間的偏移減小來自大氣的水分滲透到IClO中的可能性。如圖2中所示，盡管水分(由H2O說明)可能能夠經(jīng)由開口 13滲透，但水分不會立即滲透到IClO中，水分滲透到IClO中可損壞IClO中的組件(例如，晶體管17)。水分由內(nèi)部密封環(huán)12阻擋?？稍谘赝獠凯h(huán)11及內(nèi)部環(huán)12的周邊的任何地方制造開口 13及14。在一個實施例中，開口 13及14包括交錯約IOOum (或更多)的間隔，以減小水分滲透到IClO中的可能性。開口 13及14的一個目的是停止沿周邊的噪聲傳導(dǎo)。在一個實施例中，開口被切割穿過每一密封環(huán)11及12的金屬層以及襯底層。開口 13、14的不范性寬度為20um到50um。盡管圖2說明外部密封環(huán)11上的三個開口及內(nèi)部密封環(huán)12上的三個開口，但可對每一環(huán)添加額外開口。此外，每一密封環(huán)11及12可僅具有單一開口。在一個實施例中，外部密封環(huán)11不具有開口，而內(nèi)部密封環(huán)12具有開口。另外，內(nèi)部環(huán)12可包括比外部環(huán)11多的開口以減少IClO中的噪聲傳播同時仍增加防潮性。此外，可將多個開口添加到IClO上的尤其易受噪聲影響的裝置(例如，LNA16)的大致附近的內(nèi)部環(huán)12。當(dāng)內(nèi)部環(huán)12包括多個開口時，優(yōu)選定位外部環(huán)11使得開口 13從內(nèi)部環(huán)12上的最近開口偏移。在一個實施例中,在噪聲產(chǎn)生元件15或噪聲敏感組件(例如,LNA16)的附近(或每一側(cè)上)的內(nèi)部密封環(huán)中提供開口 14。接著向密封環(huán)區(qū)段提供專用接地(圖4)。盡管未展示于圖式中，但可將LNA16提供于左下側(cè)(如與如圖2中所描繪的右下側(cè)相對)。在此狀況下，L形密封環(huán)區(qū)段將具有專用接地。在另一實施例中，僅在噪聲產(chǎn)生/敏感組件的附近的密封環(huán)上提供單一開口。在此狀況下，所述開口中斷噪聲產(chǎn)生元件與噪聲敏感元件之間的最短路徑。使間隙交錯增加水分行進以滲透到IC中的平均路徑，且使大百分比的水分停留在雙密封環(huán)之間。具有單一切口的單一密封環(huán)將允許毛發(fā)狀裂紋(hair line crack)產(chǎn)生直接從IC的外部到IC的內(nèi)部的水分路徑。雙密封環(huán)上的經(jīng)交錯的切口使得難以從外部到內(nèi)部形成連續(xù)的毛發(fā)狀裂紋。在一個實施例中，可重摻雜在開口 13、14之下的襯底(例如，硅)。為使開口 13、14盡可能抵抗噪聲，通常阻礙硅摻雜。因此，通過改變在間隙13、14下的襯底內(nèi)的摻雜分布或完全阻礙摻雜使得跨越間隙13、14的信號傳播得以減少而增加每一間隙13、14內(nèi)對噪聲的抵抗力。在另一實施例中，在開口 13、14內(nèi)部的襯底的上提供電介質(zhì)。在又一實施例中，含有電路的區(qū)域還填充有達到內(nèi)部密封環(huán)12的頂部金屬的高度的電介質(zhì)。外部區(qū)域還可具備電介質(zhì)。當(dāng)外部金屬環(huán)11與襯底邊緣之間的襯底上存在某空間時出現(xiàn)此外部區(qū)域。圖3B說明一替代實施例。如可見，有可能通過制造單一寬密封環(huán)20且接著制造通過寬密封環(huán)20的溝道23而達到水分減少及噪聲傳播減少。此溝道23的入口部分及出口部分彼此偏移。優(yōu)選地，溝道23的入口部分及出口部分分離開至少IOOum到約200um。更一般來說，偏移小于電路塊大小。圖3B中所說明的配置使得水分難以滲透到IC中，類似于圖3A中所示的配置。因為寬密封環(huán)20斷裂為兩部分21及22，所以形成溝道23還減少噪聲傳播。密封環(huán)之間的間隙比密封環(huán)20的金屬對噪聲電流/信號更具抵抗力。在一個實施例中，將溝道下的硅摻雜到與密封環(huán)下的硅相同的抵抗力。舉例來說，可將P+摻雜物添加到溝道，P+摻雜物是與密封環(huán)下的摻雜物相同的摻雜物。溝道可為大約200um到300um以避免水分問題。溝道23越長，對水分越具抵抗力；然而，較長尺寸導(dǎo)致較少噪聲阻礙。為使開口盡可能抵抗噪聲信號傳輸，可減少或完全阻礙娃摻雜。圖4說明可與圖3A中所說明的平行密封環(huán)實施例或圖3B中所說明的寬密封環(huán)實施例一起使用的另一實施例。圖4展示具有非鄰近開口的兩個平行密封環(huán)11、12。然而，圖4的裝置還并入有連接到斷裂內(nèi)部密封環(huán)12的每一部分的襯墊41及42。襯墊41及42可在封裝外部、在配電板上或經(jīng)由源自IC401的引腳連接到接地。襯墊41、42允許密封環(huán)12的若干部分接地，且因此進一步減少噪聲傳播?；蛘撸蓪⒁r墊添加到斷裂密封環(huán)的僅單一部分，或在兩環(huán)實施例中，可將襯墊添加到環(huán)中的僅一者。盡可能多地利用接地為有益的。在一個實施例中，接地襯墊位于非常接近密封環(huán)的地方。在另一實施例中，接地襯墊位于斷裂密封環(huán)區(qū)段的兩側(cè)上。舉例來說，通過形成接近LNA16 (LNA16的兩側(cè)上具有斷裂)的區(qū)段，可將接地襯墊添加到此LNA16的兩側(cè)上的密封環(huán)。然而，當(dāng)接地非常有限時，可將一個接地僅應(yīng)用于關(guān)鍵區(qū)段。圖5展示可有利地使用本發(fā)明的實施例的示范性無線通信系統(tǒng)500。出于說明的目的，圖5展示三個遠程單元120、130及150以及兩個基站140。應(yīng)認(rèn)識到，典型無線通信系統(tǒng)可具有更多遠程單元及基站。遠程單元120、130及150包括分別具有雙斷裂密封環(huán)125AU25B及125C的1C，其是如下文進一步論述的本發(fā)明的實施例。圖1展示從基站140到遠程單元120、130及150的前向鏈路信號180，及從遠程單元120、130及150到基站140的反向鏈路信號190。在圖5中，遠程單元120被展示為移動電話，遠程單元130被展示為便攜式計算機，且遠程單元150被展示為無線本地環(huán)路系統(tǒng)中的固定位置遠程單元。舉例來說，遠程單元可為手機、手持式個人通信系統(tǒng)(PCS)單元、例如個人數(shù)據(jù)助理等便攜式數(shù)據(jù)單元或例如儀表讀取設(shè)備等固定位置數(shù)據(jù)單元。盡管圖5說明根據(jù)本發(fā)明的教示的遠程單元，但本發(fā)明不限于這些示范性說明單元。本發(fā)明可適當(dāng)?shù)赜糜诎ň哂须p斷裂密封環(huán)的IC的任何裝置中。因此，可見，所揭示的密封環(huán)配置減少襯底噪聲耦合，從而改進IC裝置與襯底噪聲的隔離。電路性能得以改進，例如，改進低噪聲放大器敏感度及噪聲指數(shù)，實現(xiàn)更好的無線電接收器系統(tǒng)敏感度。盡管已詳細描述本發(fā)明及其優(yōu)點，但應(yīng)理解，可在不脫離如由所附權(quán)利要求書所界定的本發(fā)明的精神及范圍的情況下對本文進行各種改變、取代及更改。舉例來說，盡管已描述兩個密封環(huán)，但涵蓋兩個以上密封環(huán)。類似地，盡管前述描述是關(guān)于包括模擬組件的裸片，但全數(shù)字裸片(例如，微處理器)可包括所揭示的密封環(huán)以隔離數(shù)字信號。此外，并不希望將本申請案的范圍限于說明書中所描述的過程、機器、制造、物質(zhì)組成、手段、方法及步驟的特定實施例。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于從本發(fā)明的揭示內(nèi)容了解，可根據(jù)本發(fā)明利用當(dāng)前存在或稍后將開發(fā)的執(zhí)行與本文中所描述的對應(yīng)實施例大體上相同的功能或?qū)崿F(xiàn)大體上相同的結(jié)果的過程、機器、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟。因此，希望所附權(quán)利要求書在其范圍內(nèi)包括所述過程、機器、制造、物質(zhì)組成、方法、方法或步驟。
權(quán)利要求
1.一種用于集成電路的密封系統(tǒng)，其包含: 密封環(huán)，其限定所述集成電路，所述密封環(huán)包括具有入口部分及出口部分的至少一個溝道，所述入口部分從所述出口部分偏移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封系統(tǒng)，其進一步包含所述溝道內(nèi)的摻雜較不重的區(qū)域，借此對跨越所述溝道的信號傳播的抵抗力得以增加。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封系統(tǒng)，其中所述入口與所述出口分離開至少lOOum。
4.一種用于集成電路的密封系統(tǒng)，其包含: 密封裝置，其限定所述集成電路，所述密封裝置包括具有入口部分及出口部分的至少一個分離裝置，所述入口部分從所述出口部分偏移。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的密封系統(tǒng)，其進一步包含所述分離裝置內(nèi)的摻雜較不重的區(qū)域，借此對跨越所述分離裝置的信號傳播的抵抗力得以增加。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有其中有間隙的雙密封環(huán)的集成電路。可通過制造具有非鄰近間隙的兩個密封環(huán)而減少信號傳播及水分滲透的量及因IC中的水分滲透降級所致的對應(yīng)的可靠性問題。在一個實施例中，可通過制造具有帶有偏移的入口部分及出口部分的溝道的寬密封環(huán)而達到相同效果。所述實施例中的任一者還可具有進一步減少信號傳播的接地密封環(huán)區(qū)段。
文檔編號H01L23/58GK103094221SQ20131003744
公開日2013年5月8日 申請日期2009年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月3日
發(fā)明者諾曼·小弗雷德里克, 湯姆·邁爾斯 申請人:高通股份有限公司