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      用于集成電路的封環(huán)結構的制作方法

      文檔序號:6926398閱讀:146來源:國知局
      專利名稱:用于集成電路的封環(huán)結構的制作方法
      技術領域
      本發(fā)明是有關于一種半導體裝置,更具體地,是關于一種用于集
      成電路的封環(huán)結構,該封環(huán)結構可降低襯底噪聲耦合(substrate noisecoupling)。
      背景技術
      焊接技術的進步使整體功能塊(entire functional blocks)的實現成為現實,而在先前,只能通過電路板上排布的多個芯片整合至一個集成電路(Integrated Circuit, IC)之上來實現。尤其有意義進步之一在于混合信號電路(mixed-signal circuits)的出現及發(fā)展,使得模擬電路系統(tǒng)與數字邏輯電路系統(tǒng)可以合并至一個集成電路。
      然而,實現混合信號電路的主要技術障礙之 一 為集成電路不同部分之間存在噪聲耦合,例如,從數字部分至模擬部分。通常情況下,集成電路包含 一 個封環(huán),封環(huán)用于保護集成電路免受潮濕降級(moisture degradation)或離子污染(ionic contamination)。 典型的去于環(huán)由金屬和*接觸/通過層(contact/via layer)的堆疊形成,且封環(huán)4半隨集成電路組件的制造(fabrication)逐步形成絕緣體以及金屬的序列沉積(sequential depositions)。
      人們發(fā)現,噪聲(如數字噪聲)可以源自數字電源信號線(如VDD)或數字電路的信號焊盤(pad),經由封環(huán)傳播,且對敏感模擬和/或射頻電路塊的性能有不利影響。

      發(fā)明內容
      有鑒于此,本發(fā)明提供一種用于集成電路的封環(huán)結構,用以降低數字電路的數字噪聲耦合。
      本發(fā)明提供一種用于集成電路的封環(huán)結構,所述用于集成電路的的周邊排列(disposed),其中封環(huán)至少包含第一部分和第二部分,以及其中第二部分位于模擬和/或射頻電路塊的外側,且第二部分屏蔽模擬和/或射頻電路塊免受噪聲影響;以及深N阱(deep N well),形成于P型襯底中,且深N阱位于第二部分的底部。
      本發(fā)明另提供一種用于集成電路的封環(huán)結構,所述用于集成電路的封環(huán)結構包含封環(huán),沿該集成電路的周邊排列,其中封環(huán)至少包含第一部分和第二部分;第一深N阱,形成于P型襯底中,且第一深N阱位于第一部分的底部;以及第二深N阱,形成于P型襯底中,且第二深N阱位于第二部分的底部。
      利用本發(fā)明可以降低村底噪聲耦合,消除對敏感模擬和/或射頻電路塊的性能的不利影響。


      圖1為根據本發(fā)明的一實施例的集成電路的平面示意圖。圖2為圖1中沿線I-I'的截面的一實施例的示意圖。
      圖3為圖i中沿線i-r的截面的另一實施例的示意圖。圖4為圖i中沿線i-r的截面的另 一實施例的截面示意5為圖i中沿線i-r的截面的另 一實施例的截面示意6為根據本發(fā)明的另 一 實施例的集成電路的平面示意圖。
      具體實施例方式
      在說明書及后續(xù)的權利要求書當中使用了某些詞匯來指稱特定的組件。所屬領域中的技術人員應可理解,硬件制造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個組件。本說明書及后續(xù)的權利要求書并不以名稱的差異來作為區(qū)分組件的方式,而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)分的準則。在通篇說明書及后續(xù)的權利要求當中所提及的"包含"為一開放式的用語,故應解釋成"包含但不限定于"。此外,"耦接"一詞在此包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此,若文中描述第一裝置耦接于第二裝置,則代表該第一裝置可直接電氣連接于該第二裝置,或通過其它裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。本發(fā)明是有關于一種用于集成電^"(integrated circuit chip)的封環(huán)結構。封環(huán)結構中的封環(huán)的數目浮見需求而定(requirements),且該數目不僅僅局限于本發(fā)明的實施例中所示情形。若存在一外部封環(huán),則外部封環(huán)可以是連續(xù)環(huán),而內部封環(huán)可以劃分為至少兩部分,該至少兩部分包含導電壁壘(conductive rampart),其中導電壁壘位于集成電路的敏感模擬和/或射頻電路塊的外側(front)。
      位于導電壁壘下的深N阱可屏蔽模擬和/或射頻電路塊,使其不受噪聲(例如,經由外部封環(huán)傳播而來的噪聲)影響,從而減小噪聲耦合(coupling)歲l應。連續(xù)的外部封環(huán)可以阻止潮濕(moisture)和腐蝕物質(corrosive substances)進入集成電路。
      請參閱圖1和圖2。圖1為根據本發(fā)明的一實施例的集成電路10的平面示意圖,其中,集成電路IO具有雙封環(huán)結構12。圖2為圖1中沿線i-r的截面示意圖。如圖l所示,集成電^各10包含至少一個模擬和/或射頻電路塊14,數字電路16以及雙封環(huán)結構12,雙封環(huán)結構12環(huán)繞并保護模擬和/或射頻電路塊14和數字電路16,即雙封環(huán)結構12沿該數字電路16的周邊排列。
      集成電路10還包含多個輸入/輸出(Input/Output, 1/0)焊盤20。根據上文所述,噪聲(如源自數字電源VoD信號線或數字電路16的信號輸出焊盤20a的噪聲)可經由封環(huán)傳播且對敏感模擬和/或射頻電路塊14的性能造成不利影響。圖1中示意了噪聲傳播路徑30。本發(fā)明目的之一在于解決上述問題。
      根據本發(fā)明的實施例,雙封環(huán)結構12沿該芯片的周邊排列,且雙封環(huán)結構12包含連續(xù)的外部封環(huán)122以及不連續(xù)的內部封環(huán)124。盡管本實施例給出了雙封環(huán)結構12,然而封環(huán)結構的封環(huán)的數目視需求而定,且該數目不僅僅局限于本實施例中所示情形。另外,盡管本實施例中外部封環(huán)122是連續(xù)的,且內部封環(huán)124是不連續(xù)的。在具體實作中,外部封環(huán)122可以是連續(xù)或不連續(xù)的,且內部封環(huán)124也可以是連續(xù)或不連續(xù)的。內部封環(huán)124劃分為至少兩部分,該至少兩部分包含第 一部分124a和第二部分124b,其中第 一部分124a與第二部分124b相間隔,二者之間具有斷開區(qū)域(chipped region) 125。
      圖2為圖1中沿線i-r的截面的一實施例的示意圖。如圖2所示,第一部分124a與第二部分124b不同于彼此之處主要在于P型襯底100的主表面(main surface)100a之下的部分。第 一部分124a包含導電壁壘201,導電壁壘201由金屬層(如Mi和M2)以及接觸/通過層(如C和VJ的堆疊形成。伴隨集成電路組件的制造,第一部分124a逐步形成為絕緣體與金屬的序列沉積。第一部分124a更包含位于導電壁壘201的底部的P+區(qū)域202。在P+區(qū)域202底部可存在P阱(圖中未示)。
      第二部分124b位于模擬和/或射頻電路塊14的外側,用以屏蔽經由連續(xù)的外部封環(huán)122傳播的噪聲。在本發(fā)明的一較佳實施例中,第二部分124b的長度等于或大于已屏蔽的模擬和/或射頻電路塊14的跨度(span)。同樣,在P型襯底100的主表面100a之上,第二部分124b包含導電壁壘301,導電壁壘301由金屬層(如Mt和M2)以及接觸/通過層(如C和V,)的堆疊形成。伴隨集成電路組件的制造,第二部分124b逐步形成為絕緣體與金屬的序列沉積。
      本發(fā)明采用了設置于P型襯底100的主表面100a上的封環(huán)結構。在導電壁壘301的底部,第二部分124b更包含P+區(qū)域302,第一 NP并304a,第二 N阱304b以及深N阱310,其中,第一N阱304a通過第 一淺溝槽隔離結構(shallow trench isolation, STI)360a與P+區(qū)域302電性隔離,第二 N阱304b通過第二 STI360b與P+區(qū)域302電性隔離,且P+區(qū)域302、第一 N阱304a、第二 N阱304b、第一 STI360a以及第二 STI360b形成(formed on/over)于深N阱310上。第一N阱304a和第二 N阱304b通過第三STI260與P+區(qū)域202電性隔離。
      根據本發(fā)明的較佳實施例,第一 N阱304a和第二 N阱304b具有大致11000-15000埃(angstroms)的連接深度山,且深N阱310具有大致19000-21000埃的連接深度d2。深N阱310可接地或耦接于供應電壓(如VDD)。由于深N阱310位于第二部分124b的底部可以降低襯底噪聲耦合,因此有助于使用本發(fā)明。
      圖3為圖1中沿線的截面的另 一實施例的示意圖。如圖3所示,同樣,在導電壁壘301的底部,第二部分124b包含P+區(qū)域302,第一 N阱304a,第二 N阱304b以及深N阱310,其中,第一 N阱304a通過第一 STI 360a與P+區(qū)域302電性隔離,第二 N阱304b通過第二STI 360b與P+區(qū)域302電性隔離,且P+區(qū)域302、第一 N阱304a、第二 N阱304b、第一 STI 360a以及第二 STI 360b形成于深N阱310之上。第一 N阱304a和第二 N阱304b通過第三STI 260與P+區(qū)域202電性隔離。另外,于P+區(qū)域302與深N阱310之間提供P阱324。第二部分124b更包含N+區(qū)域402a和402b。
      圖4為圖1中沿線i-r的截面的另 一實施例的截面示意圖。如圖4所示,在內部封環(huán)124的第一部分124a的導電壁壘201下的P+區(qū)域202的底部提供深N阱210。在內部封環(huán)124的第二部分124b的導電壁壘301的底部僅提供P+區(qū)域302和深N阱310。在本發(fā)明的一實施例中,省略了圖2中所示的第一 STI 360a和第二 STI 360b,以及第一N阱304a和第二 N阱304b。
      圖5為圖1中沿線i-r的截面的另 一實施例的截面示意圖。如圖5所示,相似的,在內部封環(huán)124的第一部分124a的導電壁壘201下的P+區(qū)域202的底部提供深N阱210。在內部封環(huán)124的第二部分124b的導電壁壘301的底部提供P+區(qū)域302、 P阱324以及深N阱310。在本發(fā)明的一實施例中,省略了圖2中所示的第一 STI 360a和第二 STI360b,以及第一 N阱304a和第二 N阱304b。
      圖6為根據本發(fā)明的另一實施例的集成電路10a的平面示意圖,其中,集成電路10a具有雙封環(huán)結構12。于圖6中,與前述相同的數字編號所指示(designate)的是與前述類似的區(qū)域、層或組件。如圖6所示,相似的,集成電路10a包含至少一個模擬和/或射頻電^各塊14,數字電路16以及雙封環(huán)結構12,其中,雙封環(huán)結構12環(huán)繞并保護模擬和/或射頻電路塊14和數字電路16。集成電路10a更包含多個I/O焊盤20。噪聲(如源自一數字電源VoD信號線或該數字電路16的一信號輸出焊盤20a的噪聲)經由封環(huán)傳播且對敏感模擬和/或射頻電路塊14的性能造成不利影響。
      雙封環(huán)結構12包含連續(xù)的外部封環(huán)122和不連續(xù)的內部封環(huán)124。盡管本發(fā)明的實施例所示為雙封環(huán)結構12,然而封環(huán)結構的封環(huán)的數目視需求而定,而非僅限于本發(fā)明實施例所示的情形。另外,在本發(fā)明的一些實施例中,盡管外部封環(huán)122是連續(xù)的,且內部封環(huán)124是不連續(xù)的。在具體實作中,外部封環(huán)122可以是連續(xù)或不連續(xù)的,且內部封環(huán)124也可以是連續(xù)或不連續(xù)的。內部封環(huán)124劃分為
      9包含第一部分124a和第二部分124b的兩部分。第二部分124b用以屏蔽經由外部封環(huán)122傳播的噪聲。在本發(fā)明的一實施例中,第二部分124b的長度等于或大于該已屏蔽的模擬和/或射頻電路塊14的跨度。
      第二部分124b的封環(huán)結構類似于上述圖2或圖3的情形。根據本發(fā)明的實施例,第二部分124b可耦接于獨立(independent)接地點或獨立供應電壓。根據本發(fā)明的實施例,第二部分124b可通過獨立焊盤和連才姿4九跡(interconnection trace)身禺才妄于獨立4妄i也點。此處孑吏用的術i吾"獨立(independent)"表示并非模擬電路、射頻電路或數字電路常用的接地點、焊盤或供應電壓。但本實施例中,第二部分124b也不僅限于耦接于獨立(independent)接地點或獨立供應電壓。
      在本實施例中,第二部分124b可通過連接軌跡124c耦4妄于獨立焊盤20b。連接軌跡124c可包含集成電路10a的頂層(topmost)金屬層以及鋁層(圖中未示)。由此,第二部分124b可耦接于獨立接地點(圖中未示)或獨立供應電壓(如Vss),從而明顯降低噪聲耦合。
      本發(fā)明雖以較佳實施例揭露如上,然其并非用以限定本發(fā)明的范圍,任何熟習此項技藝者,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內,當可做些許的更動與潤飾,因此本發(fā)明的保護范圍當視所附的權利要求書所界定者為準。
      權利要求
      1.一種用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于,所述用于集成電路的封環(huán)結構包含封環(huán),沿所述集成電路的周邊排列,其中所述封環(huán)至少包含第一部分和第二部分,以及其中所述第二部分位于模擬和/或射頻電路塊的外側,且所述第二部分屏蔽所述模擬和/或射頻電路塊免受噪聲影響;以及深N阱,形成于P型襯底中,且所述深N阱位于所述第二部分的底部。
      2. 如權利要求1所述的用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于, 所述封環(huán)是不連續(xù)的,所述第二部分與所述第一部分相間隔。
      3. 如權利要求1所述的用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于, 還包含連續(xù)的外部封環(huán),所述外部封環(huán)位于所述封環(huán)的外側。
      4. 如權利要求1所述的用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于,的跨距。
      5. 如權利要求1所述的用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于, 所述第一部分包含第一 P+區(qū)域,所述第一 P+區(qū)域位于所述P型襯底中。
      6. 如權利要求1所述的用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于, 所述第二部分包含第二 P+區(qū)域,所述第二 P+區(qū)域位于所述深N阱中。
      7. 如權利要求6所述的用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于, 還包含P阱,所述P阱位于所述第二 P+區(qū)域與所述深N阱之間。
      8. 如權利要求6所述的用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于, 所述第二部分更包含第一 N阱與第二 N阱,所述第一 N阱通過第一淺 溝槽隔離結構與所述第二 P+區(qū)域電性隔離,所述第二 N阱通過第二淺 溝槽隔離結構與所述第二 P+區(qū)域電性隔離。
      9. 如權利要求8所述的用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于, 所述第一 N阱與所述第二 N阱具有11000-15000埃的連接深度,以及 所述深N阱具有19000-21000埃的連接深度。
      10. 如權利要求8所述的用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于, 所述第一 N阱以及所述第二 N阱耦接于所述深N阱。
      11. 如權利要求1所述的用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于, 所述第二部分包含N+區(qū)域,所述N+區(qū)域位于所述深N阱中。
      12. 如權利要求1所述的用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于, 所述深N阱接地或耦接于供應電壓。
      13. 如權利要求1所述的用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于, 所述第二部分包含導電壁壘,所述導電壁壘為一堆疊,所述堆疊包含 金屬層、接觸/通過層或所述金屬層與所述接觸/通過層的結合,且所述 導電壁壘伴隨所述集成電路組件的制造而形成。
      14. 一種用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于,所述用于集成電 路的封環(huán)結構包含封環(huán),沿所述集成電路的周邊排列,其特征在于,所述封環(huán)至少 包含第一部分和第二部分;第一深N阱,形成于P型村底中,且所述第一深N阱位于所述第 一部分的底部;以及第二深N阱,形成于P型襯底中,且所述第二深N阱位于所述第 二部分的底部。
      15. 如權利要求14所述的用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于, 所述封環(huán)是不連續(xù)的,所述第二部分與所述第一部分相間隔。
      16. 如權利要求14所述的用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于, 還包含連續(xù)的外部封環(huán),所述外部封環(huán)位于所述封環(huán)的外側。
      17. 如權利要求14所述的用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于, 所述第二部分的長度等于或大于已屏蔽的所述模擬和/或射頻電路塊 的if夸距。
      18. 如權利要求17所述的用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于, 所述第二部分位于所述模擬和/或射頻電路塊的外側以屏蔽噪聲。
      19. 如權利要求14所述的用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于, 所述第一部分包含第一 P+區(qū)域,所述第一 P+區(qū)域位于所述第一深N阱 中。
      20. 如權利要求14所述的用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于,所述第二部分包含第二 P+區(qū)域,所述第二 P+區(qū)域位于所述第二深N阱中。
      21. 如權利要求20所述的用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于, 還包含P阱,所述P阱位于所述第二 P+區(qū)域與所述第二深N阱之間。
      22. 如權利要求2 0所述的用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于, 所述第二部分更包含第一 N阱與第二 N阱,所述第一 N阱通過第一淺 溝槽隔離結構與所述第二 P+區(qū)域電性隔離,所述第二 N阱通過第二淺 溝槽隔離結構與所述第二 P+區(qū)域電性隔離。
      23. 如權利要求2 2所述的用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于, 所述第一 N阱與所述第二 N阱具有11000-15000埃的連接深度,以及 所述第二深N阱具有19000-21000埃的鏈接深度。
      24. 如權利要求22所述的用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于, 所述第一 N阱以及所述第二 N阱耦接于所述第二深N阱。
      25. 如權利要求14所述的用于集成電路的封環(huán)結構,其特征在于, 所述第二深N阱接地或耦接于供應電壓。
      全文摘要
      本發(fā)明提供一種用于集成電路的封環(huán)結構,所述用于集成電路的封環(huán)結構包含封環(huán),沿集成電路的周邊排列,其中封環(huán)至少包含第一部分和第二部分,以及其中第二部分位于模擬和/或射頻電路塊的外側,且第二部分屏蔽模擬和/或射頻電路塊免受噪聲影響;以及深N阱,形成于P型襯底中,且深N阱位于第二部分的底部。利用本發(fā)明可以降低襯底噪聲耦合,消除對敏感模擬和/或射頻電路塊的性能的不利影響。
      文檔編號H01L23/552GK101593745SQ200910000930
      公開日2009年12月2日 申請日期2009年1月22日 優(yōu)先權日2008年5月29日
      發(fā)明者張?zhí)聿? 李東興, 鐘元鴻 申請人:聯發(fā)科技股份有限公司
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