一种基于冗余金属的电磁防护方法技术

本发明专利技术公开了一种基于冗余金属的电磁防护方法，其结构设计简单合理，不仅可降低芯片结构复杂度，而且可降低制造成本，将该方法应用于半导体芯片中，芯片包括晶圆、沉积于晶圆的若干金属层、冗余金属层，金属层包括信号金属层，信号金属层用于信号传输，信号金属层周围的冗余金属层接地后形成若干屏蔽墙，所述屏蔽墙包括至少一层所述冗余金属层。蔽墙包括至少一层所述冗余金属层。蔽墙包括至少一层所述冗余金属层。

【技术实现步骤摘要】
一种基于冗余金属的电磁防护方法


[0001]本专利技术涉及集成电路设计
，具体为一种基于冗余金属的电磁防护方法。

技术介绍

[0002]在半导体制造工艺中，半导体芯片内外复杂的电磁场环境会对高速、高密度、系统化的数字电路产生严重影响，扰乱电子系统和设备的正常工作，减少敏感器件使用寿命，因此，在集成电路芯片设计时，需对电子系统进行电磁防护，现有集成电路设计的电磁防护一般在系统层次上实现，主要包括以下方式：(1)在系统中增加电磁防护元器件；(2)在系统中搭建复杂电磁防护电路；(3)使用先进材料(改性碳纤维或其他复合电磁防护材料)等，以上方式不仅增加了制造成本，也增加了系统设计的复杂度。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的在芯片系统中增加电磁防护元器件、搭建复杂电磁防护电路、使用先进材料等实现电磁防护的方式，增加了制造成本和结构设计复杂度的问题，本专利技术提供了一种基于冗余金属的电磁防护方法，其结构设计简单合理，不仅可降低芯片结构复杂度，而且可降低制造成本。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种基于冗余金属的电磁防护方法，将该方法应用于半导体芯片中，所述芯片包括晶圆、沉积于所述晶圆的若干金属层、冗余金属层，其特征在于，所述金属层包括信号金属层，所述信号金属层用于信号传输，所述信号金属层周围的冗余金属层接地后形成若干屏蔽墙，所述屏蔽墙包括至少一层所述冗余金属层。
[0006]其进一步特征在于，
[0007]所述屏蔽墙包括至少两层所述冗余金属层，各所述冗余金属层间隔平行分布，相邻两层所述冗余金属层之间的间隔为绝缘层，所述冗余金属层之间通过贯穿晶圆的通孔层连接后接地，或各所述冗余金属层分别接地；
[0008]所述屏蔽墙分布于所述信号金属层的两侧，且所述屏蔽墙与所述信号金属层间隔分布，所述屏蔽墙与所述信号金属层之间为绝缘层；
[0009]所述绝缘层为硅；
[0010]所述信号金属层为弯折形，所述信号金属层的弯折处设置有至少两层所述冗余金属层，各所述冗余金属层通过所述通孔层连接并接地形成所述屏蔽墙；
[0011]两侧的所述屏蔽墙与所述信号金属层垂直间隔分布；
[0012]两侧的所述屏蔽墙与所述信号金属层位于同一平面，且平行间隔分布；
[0013]所述信号金属层的水平方向两侧和所述信号金属层的垂直方向两侧均分布有至少一层所述冗余金属层，所述冗余金属层接地形成所述屏蔽墙；
[0014]所述信号包括任意需要屏蔽的信号。
[0015]采用专利技术上述结构可以达到如下有益效果：芯片中用于信号传输的信号金属层周
围填充有冗余金属层，冗余金属层的填充不仅解决了芯片中金属密度不够或平坦度不够的问题，而且通过冗余金属层接地，将信号金属层与芯片中其他区域隔离，从而起到了屏蔽的作用；本申请方法无需在芯片系统中增加电磁防护元器件、搭建复杂电磁防护电路或使用先进材料即可实现信号传输过程中的电磁防护，结构设计简单合理，大大降低了芯片结构复杂度和制造成本。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例一信号金属层与屏蔽墙的结构示意图；
[0017]图2为本专利技术实施例二信号金属层与屏蔽墙的结构示意图；
[0018]图3为本专利技术实施例三信号金属层与屏蔽墙的结构示意图；
[0019]图4为本专利技术信号端口与屏蔽线之间通过电容连接的电路原理图；
[0020]图5为本专利技术屏蔽墙通过通孔层连接的结构示意图。
具体实施方式
[0021]一种基于冗余金属的电磁防护方法，将该方法应用于半导体芯片中，芯片包括晶圆、分布于晶圆的金属层、填充于金属层周围的冗余金属层，金属层包括信号金属层1，信号金属层1用于信号传输，将信号金属层1周围的冗余金属层接地，形成屏蔽墙2，信号金属层1、冗余金属层、通孔层2均为导电金属材质。在金属层周围填充冗余金属层的原因在于，在半导体芯片制造工艺中，对于金属层密度较低的区域会产生凹陷区域，其危害则是会导致信号延迟，信号时序出现问题，从而使得芯片失效。所以在芯片设计阶段在芯片中填充冗余金属层，可以使芯片的金属密度达到标准要求，冗余金属层的布置还可以起到改善半导体芯片化学机械研磨(CMP)后的芯片平坦度要求。
[0022]本申请中，冗余金属层分布于半导体芯片中的金属层两侧，信号金属层1周围的冗余金属层接地后形成屏蔽墙2，根据信号屏蔽要求，即不同芯片中信号金属层与其它区域的分布结构要求，可以将屏蔽墙设置为以下为几种形式：
[0023]见图1，实施例一，信号金属层1的两侧分布有若干冗余金属层，若干冗余金属层接地形成屏蔽墙2，屏蔽墙2与信号金属层1间隔、平行分布，屏蔽墙2与信号金属层1之间为绝缘层4，绝缘层4为硅。本实施例中，信号金属层1为弯折形，信号金属层1弯折处设置有两层冗余金属层，每层冗余金属层分别接地形成屏蔽墙2，两层冗余金属层的设置不仅满足了芯片平坦度要求，而且提高了信号屏蔽效果。
[0024]实施例二，本实施例中信号金属层1两侧分别分布有至少一层冗余金属层，冗余金属层接地形成屏蔽墙2，屏蔽墙2包括屏蔽墙一21、屏蔽墙二22，屏蔽墙一21、屏蔽墙二22分布于信号金属层1的两侧，且屏蔽墙一21、信号金属层1、屏蔽墙二22自上而下依次间隔平行分布，即屏蔽墙2与信号金属层1位于垂直方向不同层，见图2，屏蔽墙一21、屏蔽墙二22分别接地形成屏蔽线，将信号金属层1与半导体芯片中的其它区域隔离，实现了不同层的电磁屏蔽。本实施例中，若信号金属层1两侧的冗余空间较多，则可以在信号金属层1的一侧或两侧分布三层冗余金属层，各冗余金属层垂直、平行间隔分布，并且冗余金属层之间通过贯穿绝缘层的通孔层3连接，见图5，将三层冗余金属层接地后形成屏蔽墙2，相比于单层冗余金属层接地形成屏蔽墙结构的方式，三层冗余金属层接地后形成的屏蔽墙的屏蔽效果更好；通
孔层3包括至少三层，减小了绝缘层的绝缘电阻，提高了冗余金属层之间电流的导通能力，便于快速滤除噪声。
[0025]实施例三，本实施例中信号金属层1两侧分别分布有至少一层冗余金属层，屏蔽墙2包括屏蔽墙一21、屏蔽墙二22，屏蔽墙一21、屏蔽墙二22分布于信号金属层1的两侧，且屏蔽墙一21、信号金属层1、屏蔽墙二22位于水平方向相同层，见图3，屏蔽墙一21、屏蔽墙二22分别接地形成屏蔽线，将信号金属层1与半导体芯片中的其它区域隔离，实现了同层电磁屏蔽。
[0026]上述实施例一～实施例三中，在实际应用时，屏蔽墙2的层数和厚度根据信号金属层1的信号强度及冗余空间确定，屏蔽墙2的分布位置根据芯片中信号金属层1与需要隔离的其它区域的结构确定，信号金属层1包括信号端口，信号端口两侧的冗余金属层分别接地形成屏蔽线，使得信号端口与两侧屏蔽线之间形成耦合电容，见图4，信号端口的两端分别为信号端口近端、信号端口远端，信号端口近端为信号输出端口，信号端口远端为信号沿信号线传输一段距离之后的端口，从信号端口近端到信号端口远端，信号上的高频本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于冗余金属的电磁防护方法，将该方法应用于半导体芯片中，所述芯片包括晶圆、沉积于所述晶圆的若干金属层、冗余金属层，其特征在于，所述金属层包括信号金属层，所述信号金属层用于信号传输，将所述信号金属层周围的所述冗余金属层接地后形成若干屏蔽墙，所述屏蔽墙包括至少一层所述冗余金属层。2.根据权利要求1所述的一种基于冗余金属的电磁防护方法，其特征在于，所述屏蔽墙包括至少两层平行间隔分布的所述冗余金属层，所述冗余金属层通过若干贯穿所述晶圆的通孔层连接并接地或各所述冗余金属层分别接地，相邻两层所述冗余金属层之间的间隔为绝缘层。3.根据权利要求2所述的一种基于冗余金属的电磁防护方法，其特征在于，所述屏蔽墙分布于所述信号金属层的两侧，所述冗余金属层与所述信号金属层间隔、平行分布，所述冗余金属层与所述信号金属层之间的间隔为绝缘层...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋文超，商振，吴美琪，
申请(专利权)人：世芯电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：