此处芯安是吾乡 ——Seal ring

在工程师的修行路上，版图生涯就如同磨砺技术与心智的修炼场。所谓“利器在手，事半功倍”，打造一套娴熟的技术手法至关重要，犹如老木匠视若珍宝的工具箱。征战半导体江湖，没有一身好装备怎么行？

踏上专题之旅，探索Seal ring奥秘

此系列将陆续分享实践中所需的关键技术，以专题形式呈现，既有理论知识，也有实战干货。无论你是久经沙场的老手，不妨点评指正，切磋交流；还是初出茅庐的新秀，欢迎提出疑问，共同学习进步。在这漫漫技术升级路，咱们携手共进。

揭秘Seal ring：它究竟是何方神圣？

从layout视角看，Seal ring就像是一幅由diff（有源区）、contact（接触孔）、via（通孔）和metal（金属层）等元素按照严格规则堆叠起来的艺术品，严丝合缝地参照设计规范绘制而成。

而从工艺角度解读，Seal ring就像是芯片四周的一圈防护堤坝，由金属层、氧化层、钝化层构成，守护着芯片免受外力侵扰。

从晶圆层面理解，Seal ring位于芯片与划片槽之间的关键地带，担当着保护环的角色。

Seal ring有何神通广大之处？

Seal ring的作用可不小，它仿佛芯片的长城，防止切割时机械损伤，并且还身兼数职：

a) Seal ring接地，能有效屏蔽外来干扰；

b) 防止水分从芯片侧面渗透进来；

c) 分散切割产生的静电，减轻对die主体的影响，像一群兄弟分摊压力，把损害降到最低点。

简言之，Seal ring就是芯片外围的坚实屏障，既能避免切割时伤及内部电路，又能抵挡外界尘埃入侵。

别混淆！Seal ring与其他两位“兄弟”的区别

(1). Seal ring VS Guard ring

Seal ring如同封装界的铜墙铁壁，在芯片IO环之外形成密闭包围圈，涵盖所有mask layer；而Guard ring则更像电路内部区块间的隔离带，主要用到nwell或psub层，有时两者并用。

(2). Seal ring VS Scribe line

Scribe line是分割芯片的那道“刀痕线”，真正动手的地方；而Seal ring则是围绕芯片一圈的全副武装，从衬底到最上层金属层层设防。Seal ring不仅防御切割伤害，还能作为接地屏蔽干扰。

Seal ring实例解析：层次结构与布局要点

此处展示了一款28nm工艺下的Seal ring设计示例，包含强化区域所需的6um空间，Seal ring wall需要10um宽度，Scribe line则要求8um间距。

在ntc1121工艺下，2层metal的Seal ring结构逐层分解，涉及DIFF注入、CONTACT孔、M1、VIA1和M2等多个层次。

实战指南：如何画好、放好、接好Seal ring

1. seal ring怎么画？

虽然可以请代工厂直接处理Seal ring，但为了掌握主动权，多数情况下我们更倾向于自己动手。只需依照foundry提供的design rule，Seal ring的设计并不复杂。值得注意的是，Seal ring通常采用长条形孔而非常规的方形孔，宛如城墙般环绕芯片，起到保护作用。至于Seal ring与芯片core的距离，则可根据实际情况和流片经验灵活调整。

2. seal ring怎么放？

Seal ring需与内部电路保持至少10um的安全距离，这是为了避免在划片过程中损伤核心电路。

3. seal ring怎么接？

Seal ring一般接到ground，如果是P+工艺则做成PSUB连接。务必注意，尽量不要用metal1直接连接core与Seal ring，而是选择上层metal，当然也有些工艺特别指定使用metal1连接。如果diff层连至Seal ring，可在临近位置做一小段salicide结构，增强ESD防护能力。此外，连接Seal ring的宽金属slot应格外小心，避免开槽过近或过大，以免引入杂质影响芯片性能。

关于Seal ring的知识就先分享到这里，留下一个小问题让大家思考互动：为什么Seal ring与内部电路间要保留10um的距离呢？如果你有关于Seal ring的其他疑问，热烈欢迎留言提问，我们会及时为你答疑解惑！