專利名稱：具有其中有間隙的雙密封環的集成電路的制作方法
技術領域：
本發明大體上涉及集成電路(IC)。更明確地說，本發明涉及用以減少信號傳播及用以減少水分滲透的密封環配置。
背景技術：
在IC的周邊周圍制造密封環(其為由例如銅、鋁或金的金屬構成的環)以防止IC 在切割過程期間破裂。使用密封環的額外益處為密封環充當對水分的屏障。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的情況下可能降級。然而，使用這些密封環也具有缺點，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期及設計那樣而彼此隔離。常規來說，密封環已采取兩種形式。首先，已使用由一個固體金屬片構成的單一密封環。通常摻雜在密封環之下的襯底，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，此類型的環允許噪聲信號從噪聲源沿密封環傳播到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。此有助于減少噪聲傳播問題，但對可靠性存在一定風險，因為水分可經由密封環中的這些斷裂進入IC且使裝置性能隨著時間逝去而降級。

發明內容
本發明是針對于一種制造將通過使密封環傳導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的方法。明確地說，本發明是針對于一種用于集成電路的密封系統，其中第一密封環限定 (circumscribe)所述集成電路，且具有至少一個間隙。第二密封環限定所述第一密封環且具有從所述第一密封環的所述間隙偏移的至少一個間隙。本發明進一步針對于一種用于集成電路的密封系統，所述密封系統含有具有至少一個溝道的限定所述集成電路的密封環。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。本發明進一步針對于一種具有密封系統的集成電路，其中第一密封環限定所述集成電路，且具有至少一個間隙。第二密封環限定所述第一密封環。本發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而形成用于所述集成電路的密封系統的方法。所述第一密封環包括至少一個間隙。所述方法還包括形成限定所述第一密封環的第二密封環，其中所述第二密封環包括從所述第一密封環的所述間隙偏移的至少一個間隙。前述內容已相當廣泛地概述了本發明的特征及技術優點以便可更好地理解以下本發明的詳細描述。下文將描述本發明的額外特征及優點，其形成本發明的權利要求書的標的物。所屬領域的技術人員應了解，所揭示的概念及特定實施例可易于用作修改或設計其它結構以執行本發明的相同目的的基礎。所屬領域的技術人員還應認識到，所述等效構造并不脫離如在所附權利要求書中闡述的本發明的精神及范圍。當結合附圖考慮時，將從以下描述更好地理解據信為本發明所特有的新穎特征(關于其組織及操作方法兩者)連同其它目標及優點。然而，應清楚理解，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明的限制的定義。


圖IA及圖IB為具有常規密封環的IC裝置的示意圖。圖2為示范性雙斷裂密封環的示意圖。圖3A及圖;3B為雙斷裂密封環的替代配置的示意圖。圖4為雙斷裂密封環的替代實施例的示意圖。圖5為展示可有利地使用本發明的實施例的無線通信系統的示意圖。
具體實施例方式圖IA為具有常規密封環51的IC 100(例如，射頻(RF) IC)的示意圖。密封環51 不具有斷裂或中斷。如上文所論述，由噪聲源15產生的信號可沿密封環51傳播且干擾IC 上的其它裝置的性能。舉例來說，IC 100包括低噪聲放大器(LNA) 16，其為易受噪聲效應影響的裝置。因為LNA 16易受噪聲影響，所以已使其位于IC 100上的盡可能遠離噪聲源15 處。然而，所屬領域的技術人員將理解，歸因于噪聲經由密封環51的傳播，LNA 16將仍然經受由噪聲源15產生的噪聲的不利效應。圖IB為具有不同的常規密封環61的IC 101的示意圖。如上文所論述，密封環61 在密封環61中并入有斷裂或開口 62。可在制造過程期間產生所述開口 62以減少由噪聲源15產生的噪聲經由密封環61傳播到LNA 16。然而，盡管密封環61與密封環51相比已改進噪聲傳播特性，但IC 101經由開口 62更易受水分(如由圖IB中的H2O說明)滲透影響。圖2為包括雙斷裂密封環的IC 10的示意圖。IC 10包括兩個密封環外部環11 限定內部環12。可以若干方式減少內部密封環12與外部密封環11之間的噪聲耦合。舉例來說，有可能阻礙這兩個密封環11、12之間的襯底的摻雜，從而產生經由襯底的高電阻路徑。另一選項為阻礙每一密封斷裂內的襯底的摻雜，從而產生經由襯底的高電阻路徑。或者或另外，有可能在每一密封環的區段上放置接地連接(ground connection)以減少噪聲電流或信號。如果接地連接的數目是有限的，則一個實施例將接地連接到內部密封環12的所有區段。在一個實施例中，襯底為例如硅的半導體。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(Galium-Arsinide))，但襯底將稱為硅。注意，外部密封環11通過與內部密封環12的若干部分重疊來限定內部密封環12 以減少水分滲透。如圖2中可見，外部環11具有開口 13，且內部環12具有開口 14。開口 13及14并不彼此對準，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
5間的偏移減小來自大氣的水分滲透到IC 10中的可能性。如圖2中所示，盡管水分(由H2O 說明)可能能夠經由開口 13滲透，但水分不會立即滲透到IC 10中，水分滲透到IC 10中可損壞IC 10中的組件(例如，晶體管17)。水分由內部密封環12阻擋。可在沿外部環11及內部環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IC 10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。在一個實施例中，開口被切割穿過每一密封環11及12的金屬層以及襯底層。開口 13、14的示范性寬度為2011!11到5011111。盡管圖2說明外部密封環11上的三個開口及內部密封環12上的三個開口，但可對每一環添加額外開口。此外，每一密封環11及12可僅具有單一開口。在一個實施例中， 外部密封環11不具有開口，而內部密封環12具有開口。另外，內部環12可包括比外部環 11多的開口以減少IC 10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IC 10上的尤其易受噪聲影響的裝置(例如，LNA 16)的大致附近的內部環12。當內部環12包括多個開口時，優選定位外部環11使得開口 13從內部環12上的最近開口偏移。在一個實施例中，在噪聲產生元件15或噪聲敏感組件(例如，LNA 16)的附近(或每一側上)的內部密封環中提供開口 14。接著向密封環區段提供專用接地(圖4)。盡管未展示于圖式中，但可將LNA 16提供于左下側(如與如圖2中所描繪的右下側相對)。在此狀況下，L形密封環區段將具有專用接地。在另一實施例中，僅在噪聲產生/敏感組件的附近的密封環上提供單一開口。在此狀況下，所述開口中斷噪聲產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之間。具有單一切口的單一密封環將允許毛發狀裂紋(hair line crack)產生直接從IC的外部到IC的內部的水分路徑。雙密封環上的經交錯的切口使得難以從外部到內部形成連續的毛發狀裂紋。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內對噪聲的抵抗力。在另一實施例中，在開口 13、14內部的襯底的上提供電介質。在又一實施例中，含有電路的區域還填充有達到內部密封環12的頂部金屬的高度的電介質。外部區域還可具備電介質。當外部金屬環11與襯底邊緣之間的襯底上存在某空間時出現此外部區域。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20且接著制造通過寬密封環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。密封環之間的間隙比密封環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，可減少或完全阻礙硅摻雜。圖4說明可與圖3A中所說明的平行密封環實施例或圖:3B中所說明的寬密封環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11、12。然而，圖 4的裝置還并入有連接到斷裂內部密封環12的每一部分的襯墊41及42。襯墊41及42可在封裝外部、在配電板上或經由源自IC 401的引腳連接到接地。襯墊41、42允許密封環12 的若干部分接地，且因此進一步減少噪聲傳播。或者，可將襯墊添加到斷裂密封環的僅單一部分，或在兩環實施例中，可將襯墊添加到環中的僅一者。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的地方。在另一實施例中，接地襯墊位于斷裂密封環區段的兩側上。舉例來說，通過形成接近LNA 16(LNA16的兩側上具有斷裂)的區段，可將接地襯墊添加到此LNA 16的兩側上的密封環。然而，當接地非常有限時，可將一個接地僅應用于關鍵區段。圖5展示可有利地使用本發明的實施例的示范性無線通信系統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。應認識到，典型無線通信系統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 125AU25B及125C的IC，其是如下文進一步論述的本發明的實施例。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路系統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(PCQ單元、例如個人數據助理等便攜式數據單元或例如儀表讀取設備等固定位置數據單元。盡管圖5說明根據本發明的教示的遠程單元，但本發明不限于這些示范性說明單元。本發明可適當地用于包括具有雙斷裂密封環的IC的任何裝置中。因此，可見，所揭示的密封環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，實現更好的無線電接收器系統敏感度。盡管已詳細描述本發明及其優點，但應理解，可在不脫離如由所附權利要求書所界定的本發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，但涵蓋兩個以上密封環。類似地，盡管前述描述是關于包括模擬組件的裸片，但全數字裸片(例如，微處理器)可包括所揭示的密封環以隔離數字信號。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、物質組成、手段、方法及步驟的特定實施例。如所屬領域的技術人員將易于從本發明的揭示內容了解，可根據本發明利用當前存在或稍后將開發的執行與本文中所描述的對應實施例大體上相同的功能或實現大體上相同的結果的過程、機器、制造、物質組成、手段、方法或步驟。因此，希望所附權利要求書在其范圍內包括所述過程、機器、制造、物質組成、方法、方法或步驟。
權利要求
1.一種用于集成電路的密封系統，其包含第一密封環，其限定所述集成電路，所述第一密封環包括至少一個間隙；以及第二密封環，其限定所述第一密封環，所述第二密封環包括從所述第一密封環的所述至少一個間隙偏移的至少一個間隙。
2.根據權利要求1所述的密封系統，其進一步包含每一間隙下的摻雜較不重的區域， 從而增加對跨越所述間隙的信號傳播的抵抗力。
3.根據權利要求1所述的密封系統，其進一步包含連接到所述第一密封環的至少一個接地襯墊。
4.根據權利要求1所述的密封系統，其中所述第一密封環包含至少兩個間隙，且所述第二密封環包含至少兩個間隙。
5.根據權利要求1所述的密封系統，其進一步包含連接到所述第二密封環的至少一個接地襯墊。
6.一種用于集成電路(IC)的密封系統，其包含第一密封裝置，其限定所述集成電路，所述第一密封裝置包括至少一個間隙；以及第二密封裝置，其限定所述第一密封裝置，所述第二密封裝置包括從所述第一密封裝置的所述至少一個間隙偏移的至少一個間隙。
7.根據權利要求6所述的密封系統，其進一步包含每一間隙下的摻雜較不重的區域， 從而增加對跨越所述間隙的信號傳播的抵抗力。
8.根據權利要求6所述的密封系統，其進一步包含連接到所述第一密封裝置的接地裝置。
9.根據權利要求6所述的密封系統，其中所述第一密封裝置包含至少兩個間隙，且所述第二密封裝置包含至少兩個間隙。
10.根據權利要求6所述的密封系統，其進一步包含連接到所述第二密封裝置的接地直ο
11.根據權利要求10所述的密封系統，其中所述接地裝置經由所述IC上的引腳而接地。
12.一種用于集成電路的密封系統，其包含密封環，其限定所述集成電路，所述密封環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。
13.根據權利要求12所述的密封系統，其進一步包含所述溝道內的摻雜較不重的區域，借此對跨越所述溝道的信號傳播的抵抗力得以增加。
14.根據權利要求12所述的密封系統，其中所述入口與所述出口分離開至少lOOum。
15.一種用于集成電路的密封系統，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。
16.根據權利要求15所述的密封系統，其進一步包含所述分離裝置內的摻雜較不重的區域，借此對跨越所述分離裝置的信號傳播的抵抗力得以增加。
17.一種具有密封系統的集成電路，其包含第一密封環，其限定所述集成電路，所述第一密封環包括至少一個間隙；以及第二密封環，其限定所述第一密封環。
18.一種用于形成用于集成電路的密封系統的方法，其包含形成限定所述集成電路的第一密封環，所述第一密封環包括至少一個間隙；以及形成限定所述第一密封環的第二密封環，所述第二密封環包括從所述第一密封環的所述至少一個間隙偏移的至少一個間隙。
19.根據權利要求18所述的用于形成密封系統的方法，其進一步包含在每一間隙下形成摻雜較不重的區域，借此增加對跨越所述間隙的信號傳播的抵抗力。
全文摘要
可通過制造具有非鄰近間隙的兩個密封環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區段。
文檔編號H01L23/58GK102171814SQ200980139257
公開日2011年8月31日 申請日期2009年10月1日 優先權日2008年10月3日
發明者湯姆·邁爾斯, 諾曼·小弗雷德里克 申請人:高通股份有限公司