[发明专利]具有绝缘沟槽的IC及相关的方法

说明书

技术领域

本公开涉及电子设备领域，并且更特别地涉及集成电路和相关的方法。

背景技术

在固体结构中，特别是在例如桥梁、建筑物、隧道、铁路、安全壳壁、水坝、路堤、管 线以及都市运输线路的地下结构等的承重结构中，重要的是在很多点处监测主要参数，如 例如压力、温度和机械应力。这样的监测周期性地或者连续地执行，并且在结构的初始阶段 以及在生命周期期间都很有用。

出于这一目的，这一领域的方法包括能够以很低的成本提供很好的性能的基于电 子传感器的电子监测设备的应用。通常，这样的设备应用于待监测的结构的表面上、或者在 已经在结构中以及从外部可访问的凹部内部。

这样的设备不能够彻底地检测待监测结构内的参数，为了评估结构的质量、其安 全性、其老化、其对变化的大气条件的反应等，知晓这些参数是有用的。另外，这样的设备通 常仅能够在结构被构造之后而不能在结构被构造的同时来应用。因此，它们可能不能够评 估可能的初始或内部缺陷。

Yamashita等人的美国专利第6,950,767号中公开了满足这些要求的方法，该专利 提供了整个被包含(即“被掩埋”)在待监测的结构由其制成的材料(例如钢筋混凝土)内的 电子监测设备。更具体地，掩埋在结构中的设备是包封在单个封装件中、由不同部分组成、 组装在衬底上(诸如集成电路、传感器、天线、电容器、电池、存储器、控制单元等)、并且由通 过使用金属连接制作的电连接而连接在一起的不同芯片制成的完整的系统。

Yamashita等人的美国专利第6,950,767号的系统还包括具有与电源相关的功能 的子系统，例如在其中其通过电磁波从外部接收能量或者从用于在内部生成电源的其自己 的电池接收能量的情况下的整流器。可以观察到，意在要在初始“嵌入”在建筑材料(例如， 随后将固化的液态混凝土)中并且然后保持“掩埋”在固体结构中的监测系统受到临界条 件，例如可以甚至为几百个大气压的极其高的压力。还存在由于例如水分渗入而产生的随 着时间出现的能够破坏系统的大量其他磨损原因。

诸如在Yamashita等人的美国专利第6,950,767号中公开的系统的潜在缺陷源于 以下事实：虽然它们被围闭在封装件中，但是它们是复杂的系统，并且它们因此在面对它们 所工作的操作条件时能够被破坏。特别地，封装件的各种部分之间的电气互连可能易受攻 击。通常，在诸如混凝土结构的严酷环境内部的电气互连由于例如机械应力和腐蚀而不可 靠并且具有很短的生命周期。

另外，封装件中设置有“窗口”以使得传感器能够检测相关联的参数，这种参数可 以是用于湿度的可能的渗透的弱点。另外，涂覆材料中的裂缝或瑕疵可能使得水和化学物 质能够渗透到封装件内部并且引起短路。除了水，诸如可能为腐蚀性的酸等其他物质也可 能渗入。通常，虽然被设计用于所提及的用途，然而，如Yamashita等人的美国专利第6,950, 767号的系统的可靠性由于这样的系统的结构的复杂性(虽然已经被小型化)而具有限制。 可能的方法是创建完全嵌入在集成电路中的电子系统而没有电气互连，但是这可能需要一 种高效的通过电磁波向IC供应电力的方式，以减小由于半导体材料传导性而产生的功率损 耗。

发明内容

一般而言，集成电路(IC)可以包括：具有形成在其中的电路的半导体衬底、在半导 体衬底上方并且包括耦合到电路的天线的至少一个互连层、以及在至少一个互连层的外围 周围并且定义IC周界的密封环。IC可以包括竖直地延伸到半导体衬底中并且从半导体衬底 的相邻的一侧向半导体衬底的相邻的另一侧横向地延伸跨过半导体衬底、还在密封环周界 外部延伸的至少一个电绝缘沟槽。有利地，IC可以在使用时对IC无线供电期间以及在晶片 形式的测试期间减小由于涡电流而产生的RF损耗。

更具体地，至少一个电绝缘沟槽可以从半导体衬底的一侧边缘向另一侧边缘横向 地延伸。例如，电路可以包括收发器电路以及耦合到收发器电路的压力传感器电路。

在一些实施例中，至少一个电绝缘沟槽可以包括多个电绝缘沟槽。另外，至少一个 电绝缘沟槽可以包括多个交叉的电绝缘沟槽。

另外，至少一个电绝缘沟槽可以从半导体衬底的顶表面竖直地延伸。替选地，至少 一个电绝缘沟槽可以从半导体衬底的底表面竖直地延伸。