[发明专利]使能对用于半导体封装的硅桥的在线测试的保护环设计

说明书

描述了使能对用于半导体封装的硅桥的在线测试的保护环设计以及所得到的硅桥和半导体封装。在示例中，半导体结构包括具有设置在其上的绝缘层的衬底。金属化结构设置在所述绝缘层上。所述金属化结构包括设置在电介质材料堆叠体中的导电布线。所述半导体结构还包括设置在电介质材料堆叠体中并且围绕所述导电布线的第一金属保护环。所述第一金属保护环包括多个个体保护环段。所述半导体结构还包括设置在所述电介质材料堆叠体中并且围绕所述第一金属保护环的第二金属保护环。电测试特征设置在电介质材料堆叠体中、在所述第一金属保护环与所述第二金属保护环之间。

技术领域

本发明的实施例属于半导体封装的领域，并且具体而言，属于使能对用于半导体封装的硅桥的在线测试的保护环设计以及所得到的硅桥和半导体封装。

背景技术

如今的消费电子市场经常需要要求非常复杂的电路的复杂功能。缩放到越来越小的基础构建块(例如，晶体管)已经实现了随着每一代的进步而在单一芯片上并入更复杂的电路。半导体封装用于保护集成电路(IC)芯片或管芯，并且还用于为管芯通往提供外部电路的电接口。随着对更小的电子器件的需求日益增长，半导体封装被设计得更加紧凑，并且必须支持更大的电路密度。此外，对更高性能器件的需求引起了对改进的半导体封装的需要，该改进的半导体封装使能薄的封装外形和与后续组装处理兼容的低的整体翘曲。

多年来一直使用C4焊球连接来提供半导体器件和衬底之间的倒装芯片互连。倒装芯片或受控塌陷芯片连接(C4)是用于半导体器件(例如集成电路(IC)芯片、MEMS或部件)的安装类型，其利用焊料凸块而不是引线接合。焊料凸块沉积在位于衬底封装的顶部侧上的C4焊盘上。为了将半导体器件安装到衬底上，将其翻转——在安装区域上使有源侧面向下。焊料凸块用于将半导体器件直接连接到衬底。

处理倒装芯片与常规的IC制造类似，只需几个附加的步骤。在制造工艺快结束时，附接焊盘被金属化以使其更易于接受焊料。这通常由若干种处理组成。然后在每一个金属化焊盘上沉积一小点焊料。正常情况下，然后芯片被从晶片上切下来。为了将倒装芯片附接到电路中，将芯片倒置以使焊料点落到下层电子器件或电路板上的连接器上。然后典型地使用超声波或者替代地使用回流焊工艺将焊料重新熔化以产生电连接。这也在芯片的电路和下层安装之间留下了小空间。在大多数情况下，然后电绝缘粘合剂被“底部填充”，以提供更强的机械连接、提供热桥，并且确保由于对芯片和系统的其余部分的不同加热而使焊料接点不受应力。

较新的封装和管芯到管芯互连方法(例如穿硅过孔(TSV)、硅插入物和硅桥)正在得到设计人员的更多关注，以便实现高性能多芯片模块(MCM)和系统级封装(SiP)。然而，对于这种较新的封装方案而言需要另外的改进。

附图说明

图1A示出了根据本发明的实施例的具有连接两个管芯的嵌入式多管芯互连桥(EMIB)的半导体封装的横截面视图。

图1B示出了根据本发明的实施例的显示图1A的第一管芯和第二管芯的凸块阵列的平面视图。

图2示出了根据本发明的实施例的具有在其上制造的多个硅桥管芯的硅晶片的一部分的平面视图。

图3示出了根据本发明的实施例的用于图2的双保护环设计的放大布局，该双保护环设计突出显示了在双保护环结构内制造的测试结构。

图4示出了根据本发明的实施例的使能对硅桥管芯的在线测试的双保护环设计的第一实施方式。

图5示出了根据本发明的实施例的使能对硅桥管芯的在线测试的双保护环设计的第二实施方式。

图6示出了根据本发明的实施例的来自图2的硅晶片的一部分的平面视图，其突出显示了本文所描述的实施方式的制造物。

图7示出了根据本发明的实施例的用于硅桥管芯的可能的E测试布线布局的横截面视图。

图8是根据本发明的实施例的用于硅桥管芯的E测试样条(spline)的示意性布局。