[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

说明书

本发明涉及一种具有密封环结构的半导体管芯及其制备方法，包括以下步骤：在半导体晶圆的密封环区中形成一沟槽，在所述沟槽中形成第一金属纳米颗粒层，接着在所述半导体晶圆上依次形成第一介质层、第一金属柱、第二金属纳米颗粒层、第二介质层、第二金属柱、第三金属纳米颗粒层、第三介质层、第三金属柱、第四金属纳米颗粒层以及第四介质层，其中所述第四介质层完全覆盖所述第四金属纳米颗粒层。

技术领域

本发明涉及半导体封装领域，特别是涉及一种具有密封环结构的半导体管芯及其制备方法。

背景技术

在半导体管芯的制作过程中，管芯的外围需要通过密封环结构，使芯片内部保持密封状态。传统的密封环结构一般采用多层金属层叠加，通常为单密封环结构、双层密封环结构或三层密封环结构，金属的宽度约为10～20微米。密封环为连续的金属线，围在芯片的外圈。密封环内侧的电路区可免于受到外部环境的影响，防止芯片破裂，确保半导体芯片的性能长时间稳定。但是目前的密封环结构的仍有改进的空间。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种具有密封环结构的半导体管芯及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种具有密封环结构的半导体管芯的制备方法，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。