[发明专利]一种具有密封环结构的半导体管芯及其制备方法

权利要求书

1.一种具有密封环结构的半导体管芯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)提供一半导体晶圆，所述半导体晶圆包括切割区、集成电路区以及位于所述切割区与所述集成电路区之间的密封环区，在所述半导体晶圆的所述密封环区中形成一沟槽；

2)接着在所述半导体晶圆上形成掩膜，所述掩膜仅暴露所述沟槽所在的区域，接着在所述半导体晶圆上旋涂含有金属纳米颗粒的溶液，以在所述沟槽中形成第一金属纳米颗粒层，然后去除掩膜；

3)接着在所述半导体晶圆上形成第一介质层，接着在所述第一介质层上形成多个第一穿孔，所述多个第一穿孔间隔设置且暴露所述第一金属纳米颗粒层，接着在所述多个第一穿孔中沉积金属材料以形成多个第一金属柱；

4)接着在所述半导体晶圆上形成掩膜层，在所述掩膜层中形成第一环形凹槽，所述第一环形凹槽暴露所述多个第一金属柱，接着旋涂含有金属纳米颗粒的溶液，以在所述第一环形凹槽中形成第二金属纳米颗粒层，然后去除掩膜，其中，所述第一金属纳米颗粒层中金属纳米颗粒的粒径大于所述第二金属纳米颗粒层中金属纳米颗粒的粒径；

5)接着在所述半导体晶圆上形成第二介质层，所述第二介质层完全覆盖所述第二金属纳米颗粒层，接着在所述第二介质层上形成多个第二穿孔，所述多个第二穿孔间隔设置且暴露所述第二金属纳米颗粒层，接着在所述多个第二穿孔中沉积金属材料以形成多个第二金属柱；

6)接着在所述半导体晶圆上形成掩膜层，在所述掩膜层中形成第二环形凹槽，所述第二环形凹槽暴露所述多个第二金属柱，接着旋涂含有金属纳米颗粒的溶液，以在所述第二环形凹槽中形成第三金属纳米颗粒层，然后去除掩膜，其中，所述第二金属纳米颗粒层中金属纳米颗粒的粒径大于所述第三金属纳米颗粒层中金属纳米颗粒的粒径；

7)接着在所述半导体晶圆上形成第三介质层，所述第三介质层完全覆盖所述第三金属纳米颗粒层，接着在所述第三介质层上形成多个第三穿孔，所述多个第三穿孔间隔设置且暴露所述第三金属纳米颗粒层，接着在所述多个第三穿孔中沉积金属材料以形成多个第三金属柱；

8)接着在所述半导体晶圆上形成掩膜层，在所述掩膜层中形成第三环形凹槽，所述第三环形凹槽暴露所述多个第三金属柱，接着旋涂含有金属纳米颗粒的溶液，以在所述第三环形凹槽中形成第四金属纳米颗粒层，然后去除掩膜，其中，所述第三金属纳米颗粒层中金属纳米颗粒的粒径大于所述第四金属纳米颗粒层中金属纳米颗粒的粒径；

9)接着在所述半导体晶圆上形成第四介质层，所述第四介质层完全覆盖所述第四金属纳米颗粒层。

2.根据权利要求1所述的具有密封环结构的半导体管芯的制备方法，其特征在于：在所述步骤1)中，所述沟槽通过湿法刻蚀或干法刻蚀形成，所述沟槽的深度为800-2500纳米。

3.根据权利要求1所述的具有密封环结构的半导体管芯的制备方法，其特征在于：在所述步骤2)中，所述第一金属纳米颗粒层填满所述沟槽，所述含有金属纳米颗粒的溶液中金属纳米颗粒的材质为金、银、铜、铁中的一种，所述第一金属纳米颗粒层中的金属纳米颗粒的粒径为200-500纳米。

4.根据权利要求1所述的具有密封环结构的半导体管芯的制备方法，其特征在于：在所述步骤3)、5)和7)中，所述金属材料包括金、银、铜、铝、钯、钛、镍中的一种或多种，通过热蒸发、磁控溅射、电子束蒸发、电镀或化学镀形成所述第一金属柱、所述第二金属柱以及所述第三金属柱。

5.根据权利要求1所述的具有密封环结构的半导体管芯的制备方法，其特征在于：在所述步骤4)中，所述第二金属纳米颗粒层填满所述第一环形凹槽，所述含有金属纳米颗粒的溶液中金属纳米颗粒的材质为金、银、铜、铁中的一种，所述第二金属纳米颗粒层中的金属纳米颗粒的粒径为100-300纳米。

6.根据权利要求1所述的具有密封环结构的半导体管芯的制备方法，其特征在于：在所述步骤6)中，所述第三金属纳米颗粒层填满所述第二环形凹槽，所述含有金属纳米颗粒的溶液中金属纳米颗粒的材质为金、银、铜、铁中的一种，所述第三金属纳米颗粒层中的金属纳米颗粒的粒径为50-150纳米。