半导体装置的制作方法

半导体装置
1.本技术基于并要求于2021年4月27日在韩国知识产权局提交的第10-2021-0054638号韩国专利申请以及于2021年6月29日在韩国知识产权局提交的第10-2021-0084748号韩国专利申请的优先权，所述韩国专利申请的公开通过引用全部包含于此。
技术领域
2.发明构思的实施例涉及半导体装置，更具体地，涉及包括保护环和防潮环的半导体装置。


背景技术：

3.通常，半导体装置通过对形成有集成电路器件的晶片进行切割的裸片锯切工艺(die sawing process)来制造。在裸片锯切工艺期间，锯切刀片沿着划线区域(scribe lane region)切割晶片，因此，多个半导体装置彼此物理分离。


技术实现要素：

4.发明构思的实施例的目的在于使用电连接到防潮环的金属图案结构作为接地连接线，防止或降低半导体装置的集成电路器件受到电弧现象的损坏的风险，电弧现象由在蚀刻工艺中使用的等离子体引起的带电粒子穿过半导体装置所引起。然而，发明构思的实施例的目的不限于此。
5.根据发明构思的实施例的半导体装置包括：半导体基底，包括主芯片区域；保护环，围绕主芯片区域；防潮环，围绕保护环；电极结构，在主芯片区域中与半导体基底接触；以及至少一个金属图案结构，从电极结构延伸到防潮环。所述至少一个金属图案结构是将防潮环接地的连接线。
6.根据发明构思的实施例的半导体装置包括：半导体基底，包括主芯片区域和围绕主芯片区域的密封区域；保护环，在密封区域中围绕主芯片区域；防潮环，在密封区域中围绕保护环；以及至少一个金属图案结构，从防潮环沿跨过密封区域的方向延伸。所述至少一个金属图案结构是将防潮环接地的连接线。
7.根据发明构思的实施例的半导体装置包括：半导体基底，包括主芯片区域和围绕主芯片区域的密封区域；电极结构，在主芯片区域中与半导体基底接触；保护环，在密封区域中围绕主芯片区域；防潮环，在密封区域中围绕保护环；至少一个第一金属图案结构，从电极结构沿水平方向延伸到防潮环；以及至少一个第二金属图案结构，从防潮环沿水平方向跨过密封区域延伸。所述至少一个第一金属图案结构和所述至少一个第二金属图案结构是将防潮环接地的连接线。
附图说明
8.通过参照附图详细描述发明构思的实施例，发明构思的以上和其他特征将变得更清楚，在附图中：
9.图1是示出根据发明构思的实施例的包括半导体装置的晶片的示意性俯视图；
10.图2是根据发明构思的实施例的示出了图1的放大部分aa的图1的半导体装置的示意性俯视图；
11.图3是根据发明构思的实施例的沿着图2的线b-b'截取的图1的半导体装置的示意性垂直剖面图；
12.图4是示出根据发明构思的实施例的图1的晶片被切割以制造半导体装置的状态的垂直剖面图；
13.图5和图6示出根据发明构思的实施例的半导体装置；
14.图7是示出根据发明构思的实施例的包括半导体装置的晶片的示意性俯视图；
15.图8是根据发明构思的实施例的示出了图7的放大部分aa的图7的半导体装置的示意性俯视图；
16.图9是根据发明构思的实施例的沿着图8的线c-c'截取的图7的半导体装置的示意性垂直剖面图；
17.图10是示出根据发明构思的实施例的图7的晶片被切割以制造半导体装置的状态的垂直剖面图；
18.图11和图12示出根据发明构思的实施例的半导体装置；
19.图13是示出根据发明构思的实施例的包括半导体装置的晶片的示意性俯视图；
20.图14是根据发明构思的实施例的示出了图13的放大部分aa的图13的半导体装置的示意性俯视图；
21.图15是根据发明构思的实施例的沿着图14的线b-b'截取的图13的半导体装置的示意性垂直剖面图；
22.图16是根据发明构思的实施例的沿着图14的线c-c'截取的图13的半导体装置的示意性垂直剖面图；
23.图17是示出根据发明构思的实施例的包括半导体装置的半导体模块的俯视图；以及
24.图18是示出根据发明构思的实施例的半导体装置的系统的框图。
具体实施方式
25.在下文中将参照附图更全面地描述发明构思的实施例。贯穿附图，相同的参考标号可表示相同的元件。
26.在此，如本领域普通技术人员将理解的那样，当两个或更多个元素或者值被描述为彼此基本相同或基本相等时，应当理解，元素或者值彼此相同，元素或者值在测量误差内彼此相等，或者如果可测量地不相等，则元素或者值在值上足够接近从而在功能上彼此相等。此外，如本领域普通技术人员将理解的那样，当元件被描述为彼此基本共面时，应当理解，元件彼此精确地共面，或元件(例如，在测量误差内)彼此几乎共面。此外，如本领域普通技术人员将理解的那样，当两个组件或方向被描述为彼此基本平行或垂直地延伸时，两个组件或方向彼此精确地平行或垂直地延伸，或者彼此(例如，在测量误差内)大致平行或垂直地延伸。术语“基本”的其他使用应当以类似的方式被解释。
27.将理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等在此用于将一个元件与另一元件区分
开，并且元件不受这些术语限制。因此，一个实施例中的“第一”元件可在另一实施例中被描述为“第二”元件。
28.将理解的是，除非上下文另外清楚地指示，否则每个实施例中的特征或方面的描述通常应被认为可用于其他实施例中的其他类似特征或方面。
29.如在此使用的，除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式也意在包括复数形式。
30.将理解的是，当组件(诸如，膜、区域、层或元件)被称为“在”另一组件“上”、“连接到”、“结合到”或“邻近于”另一组件时，所述组件可直接在另一组件上、直接连接到、结合到或相邻于所述另一组件，或者可存在中间组件。还将理解的是，当组件被称为“在”两个组件“之间”时，所述组件可以是两个组件之间的唯一组件，或者也可存在一个或多个中间组件。还将理解的是，当组件被称为“覆盖”另一组件时，所述组件可以是覆盖所述另一组件的唯一组件，或者一个或多个中间组件也可覆盖所述另一组件。用于描述组件之间的关系的其他词语应当以类似的方式被解释。
31.图1是示出根据发明构思的实施例的包括半导体装置的晶片的示意性俯视图。图2是根据发明构思的实施例的示出了图1的放大部分aa的图1的半导体装置的示意性俯视图。图3是根据发明构思的实施例的沿着图2的线b-b'截取的图1的半导体装置的示意性垂直剖面图。图4是示出根据发明构思的实施例的图1的晶片被切割以制造半导体装置的状态的垂直剖面图。
32.参照图1至图4，根据实施例，晶片10包括限定在包括主芯片区域mc的半导体装置100与多个半导体装置100之间的划线区域(scribe lane region)sl。
33.晶片10具有边缘部分10e。此外，晶片10具有形成有多个半导体装置100的上表面和面向上表面的下表面。下表面可以是被执行抛光工艺以减小晶片10的厚度的抛光表面。抛光工艺可包括打磨方法。
34.多个半导体装置100被布置在晶片10的上表面上，并且划线区域sl可被限定在多个半导体装置100之间。根据发明构思的实施例的半导体装置100可包括主芯片区域mc和围绕主芯片区域mc的密封区域ms。为了便于描述，在附图中仅示出了构成半导体装置100的一些组件，但是本领域普通技术人员将能够完全理解未示出的剩余组件。
35.划线区域sl可沿第一方向d1以及与第一方向d1基本垂直的第二方向d2延伸。划线区域sl可以是具有恒定宽度的直线的形式。也就是说，多个半导体装置100可被划线区域sl围绕并且可彼此间隔开。
36.通常，通过沿着划线区域sl执行裸片锯切工艺(die sawing process)，多个半导体装置100可以以半导体芯片的形式彼此物理分离。例如，使用锯切刀片sb通过裸片锯切工艺切割晶片10和形成在晶片10上的各种类型的材料层，因此，可将晶片10切割成多个半导体装置100。
37.随着对集成电路器件tr的大容量和高集成度的需求增加，晶片10的划线区域sl所占据的面积减小。因此，由于在裸片锯切工艺中施加到半导体装置100的电应力和机械应力，集成电路器件tr的损坏风险增大。因此，能够防止或减少集成电路器件tr的缺陷的半导体装置100通过在密封区域ms中形成保护环120和防潮环130而被制造。防潮环130可防止或减少可能在裸片锯切工艺中出现的裂纹的传播和/或湿气的渗透，并且保护环120可将半导体装置100接地。在下文中，将详细描述根据发明构思的实施例的半导体装置100。
38.半导体基底101可包括半导体材料(诸如，以硅(si)为例)。可选地，半导体基底101可包括半导体元素材料(诸如，以锗(ge)为例)、或者化合物半导体材料(诸如，以碳化硅(sic)、砷化镓(gaas)、砷化铟(inas)和磷化铟(inp)为例)。在一些实施例中，半导体基底101可具有绝缘体上硅(soi)结构。半导体基底101可包括导电区域(例如，掺杂有杂质的阱或掺杂有杂质的结构)。
39.集成电路器件tr可被布置在半导体装置100的主芯片区域mc中。集成电路器件tr可包括例如存储器器件和/或逻辑器件。此外，集成电路器件tr可包括各种类型的多个单独的器件。多个单独的器件可包括各种微电子器件(诸如，以金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)(诸如，互补金属氧化物半导体(cmos))、系统大规模集成(lsi)器件、图像传感器(诸如，cmos成像传感器(cis))、微机电系统(mems)、有源器件和无源器件为例)。
40.保护环120和防潮环130可形成为：在与划线区域sl邻近的半导体装置100的密封区域ms中围绕半导体装置100的主芯片区域mc。保护环120和防潮环130可沿与半导体基底101的上表面基本垂直的第三方向d3延伸。
41.半导体装置100在主芯片区域mc中包括至少一个集成电路器件tr和电极结构110，并且在半导体基底101上包括围绕集成电路器件tr和电极结构110的绝缘层102。绝缘层102可包括但不限于氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。此外，绝缘层102可包括多个绝缘中间层。
42.集成电路器件tr可通过以下步骤被形成：形成栅电极104和在栅电极104的两个侧壁上的间隔件106，并且在布置在栅电极104的两侧上的半导体基底101中掺杂杂质。
43.将如下简要描述形成集成电路器件tr的方法。栅极形成层形成在半导体基底101上。用于形成多个栅电极104的掩模图案形成在栅极形成层上。通过使用掩模图案作为蚀刻掩模来蚀刻栅极形成层，在半导体基底101上形成多个栅电极104。覆盖多个栅电极104的间隔件形成层被形成。通过各向异性地蚀刻间隔件形成层，间隔件106可分别形成在多个栅电极104的两个侧壁上。通过在布置在栅电极104的两侧上的半导体基底101中掺杂杂质来形成源极和漏极。
44.在一些实施例中，在主芯片区域mc中形成电极结构110的工艺中，保护环120和防潮环130可一起形成在密封区域ms中。也就是说，在实施例中，保护环120和防潮环130可使用半导体制造工艺被形成，而不利用用于形成保护环120和防潮环130的附加工艺。因此，电极结构110、保护环120和防潮环130可被形成为具有类似的形状。根据实施例，电极结构110、保护环120和防潮环130都与半导体基底101直接接触。
45.电极结构110可包括垂直过孔111和多个金属布线层112和113。类似地，保护环120可包括垂直过孔121和多个金属布线层122和123，并且防潮环130可包括垂直过孔131和多个金属布线层132和133。
46.通过光学工艺和蚀刻工艺，电极结构110、保护环120和防潮环130可通过以期望的形状使垂直过孔111、121和131以及多个金属布线层112、113、122、123、132和133图案化来形成。垂直过孔111、121和131可沿第三方向d3延伸。构成电极结构110的多个金属布线层112和113可具有包含特定区域的点状。相比之下，构成保护环120和防潮环130的多个金属布线层122、123、132和133可沿第一方向d1和第二方向d2延伸并形成封闭区域。
47.电极结构110、保护环120和防潮环130可包括导电材料。在一些实施例中，电极结构110、保护环120和防潮环130可包括例如钨(w)、钨合金、铜(cu)或铜合金。可选地，电极结
构110、保护环120和防潮环130可包括例如铝(al)、钛(ti)、钽(ta)、钯(pd)、铂(pt)、钼(mo)、金属硅化物或它们的组合。
48.垂直过孔111、121和131可与半导体基底101内部的多个掺杂区域101d直接接触。多个掺杂区域101d可以是掺杂有p型杂质的区域。可选地，多个掺杂区域101d可以是掺杂有n型杂质的区域。电极结构110、保护环120和防潮环130可经由与垂直过孔111、121和131接触的掺杂区域101d接地。在一些实施例中，电极结构110和保护环120经由垂直过孔111、121与掺杂区域101d直接接触。在一些实施例中，防潮环130可经由垂直过孔131与掺杂区域101d直接接触或者可经由电极结构110或保护环120接地到半导体基底101。
49.根据发明构思的实施例的半导体装置100可包括将电极结构110、保护环120和防潮环130彼此电连接的金属图案结构140。金属图案结构140可以以桥形图案被构造，桥形图案从主芯片区域mc的电极结构110跨过保护环120延伸到密封区域ms的防潮环130。
50.通过调节金属图案结构140的数量和宽度，可降低在促进电流移动通过多个金属图案结构140的同时设计半导体制造工艺的难度。也就是说，通过考虑半导体基底101的直径、保护环120和防潮环130的数量、保护环120和防潮环130的高度、流动电流的大小等，金属图案结构140的数量和宽度可被调节。
51.金属图案结构140可包括将主芯片区域mc中的电极结构110连接到密封区域ms中的保护环120的第一子金属图案结构141以及将保护环120连接到密封区域ms中的防潮环130的第二子金属图案结构142。
52.在一些实施例中，防潮环130可经由垂直过孔131直接接地到半导体基底101。可选地，防潮环130可使用第二子金属图案结构142作为连接线经由保护环120接地到半导体基底101。可选地，防潮环130可使用第一子金属图案结构141和第二子金属图案结构142作为连接线经由电极结构110接地到半导体基底101。
53.在一些实施例中，保护环120的上表面的水平和防潮环130的上表面的水平可基本等于金属图案结构140的上表面的水平。在本技术中，组件的上表面的水平可表示组件的上表面的高度。例如，在一些实施例中，保护环120的上表面和防潮环130的上表面可与金属图案结构140的上表面基本共面。防潮环130可以以具有四条边的封闭四边形形状被形成，并且金属图案结构140可形成为与构成防潮环130的四条边中的一条边接触。
54.通常，多个半导体装置100可通过沿着划线区域sl执行裸片锯切工艺而以半导体芯片的形式彼此物理分离。保护环120和防潮环130形成在密封区域ms中，并且可防止或减少可能在该工艺中出现的裂纹的传播和/或湿气的渗透。由于在作为形成保护环120和防潮环130的部分工艺的蚀刻工艺中使用的等离子体，带电粒子可被生成。带电粒子使用防潮环130的垂直过孔131作为接地线流到半导体基底101。
55.然而，在形成防潮环130的工艺中，包括缺失区域131m的半导体装置100可被包括在晶片10中，在缺失区域131m中垂直过孔131的一部分未被图案化。该现象可对与晶片10的边缘部分10e邻近的半导体装置100产生影响。这样，带电粒子可被累积在包括缺失区域131m的半导体装置100中的防潮环130的上金属布线层133中。在这种情况下，在半导体装置100中可能发生电弧现象。也就是说，带电粒子可在未接地状态(或浮置状态)下被累积在上金属布线层133中，并且可能发生电弧现象，这从而可能影响半导体装置100的集成电路器件tr。结果，半导体装置100的缺陷率可能增大。
56.根据发明构思的实施例，半导体装置100包括将电极结构110和保护环120彼此连接的金属图案结构140，使得即使当半导体装置100包括缺失区域131m时，电极结构110和保护环120也用作关于防潮环130的预备接地线。因此，即使当具有缺失区域131m的防潮环130存在时，也可预先防止或减少由于等离子体而由带电粒子发生的电弧现象。结果，可实现防止或减少半导体装置100的缺陷率。
57.由于根据发明构思的实施例的半导体装置100可有效地抑制缺陷(诸如，电弧现象)，因此产品生产率和产品可靠性可被提高。
58.图5和图6示出根据发明构思的实施例的半导体装置。
59.在下文中，构成下面将要描述的半导体装置100a和半导体装置100b的组件中的大部分组件以及用于形成组件的材料与上面参照图1至图4描述的半导体装置100基本相同或类似。因此，为了便于说明，将主要描述半导体装置100a和100b与上述半导体装置100之间的差异，并且可省略先前描述的组件和技术方面的进一步描述。
60.参照图5，半导体装置100a可包括将电极结构110、保护环120和防潮环130彼此电连接的多个金属图案结构140a。
61.在根据发明构思的实施例的半导体装置100a中，多个金属图案结构140a可以以桥形图案被构造，桥形图案从主芯片区域mc的电极结构110跨过保护环120延伸到密封区域ms的防潮环130。
62.如图5中所示，防潮环130可以以具有四条边的封闭四边形形状被形成，并且构成防潮环130的四条边中的每条边具有形成为与其接触的金属图案结构140a中的两个金属图案结构140a。然而，多个金属图案结构140a的数量不限于此。
63.通过调节多个金属图案结构140a的数量和宽度，可降低在促进电流移动通过多个金属图案结构140a的同时设计半导体制造工艺的难度。也就是说，通过考虑半导体基底101的直径、保护环120和防潮环130的数量、保护环120和防潮环130的高度、流动电流的大小等，多个金属图案结构140a的数量和宽度可被调节。
64.参照图6，半导体装置100b可包括将电极结构110、保护环120和防潮环130彼此电连接的多个金属图案结构140b。
65.在根据发明构思的实施例的半导体装置100b中，多个金属图案结构140b可以以桥形图案被构造，桥形图案从主芯片区域mc的电极结构110跨过保护环120延伸到密封区域ms的防潮环130。
66.如图6中所示，电极结构110可包括垂直过孔111和多个金属布线层112和113。类似地，保护环120可包括垂直过孔121和多个金属布线层122和123，并且防潮环130可包括垂直过孔131和多个金属布线层132和133。多个金属图案结构140b可包括将下金属布线层112、122和132彼此电连接的下金属图案结构140b1、以及将上金属布线层113、123和133彼此电连接的上金属图案结构140b2。根据发明构思的实施例，上金属图案结构140b2可连接到防潮环130的上部(例如，上金属布线层133)，下金属图案结构140b1可布置在上金属图案结构140b2下方。在一些实施例中，保护环120的上表面的水平和防潮环130的上表面的水平可等于或基本等于上金属图案结构140b2的上表面的水平。
67.通过将多个金属图案结构140b构造成金属图案结构的上部和金属图案结构的下部，可降低在促进电流移动通过多个金属图案结构140b的同时设计半导体制造工艺的难
度。也就是说，通过考虑半导体基底101的直径、保护环120和防潮环130的数量、保护环120和防潮环130的高度、流动电流的大小等，布置多个金属图案结构140b的水平可被调节。
68.图7是示出根据发明构思的实施例的包括半导体装置的晶片的示意性俯视图。图8是根据发明构思的实施例的示出了图7的放大部分aa的图7的半导体装置的示意性俯视图。图9是根据发明构思的实施例的沿着图8的线c-c'截取的图7的半导体装置的示意性垂直剖面图。图10是示出根据发明构思的实施例的图7的晶片被切割以制造半导体装置的状态的垂直剖面图。
69.参照图7至图10，根据实施例，晶片20包括限定在包括主芯片区域mc的半导体装置200与多个半导体装置200之间的划线区域sl。
70.半导体基底101与上面参照图1至图4描述的半导体基底基本相同，因此，为了便于说明，先前描述的组件和技术方面的进一步描述将不被重复。
71.集成电路器件tr可被布置在半导体装置200的主芯片区域mc中。集成电路器件tr可包括存储器器件和/或逻辑器件。此外，集成电路器件tr可包括各种类型的多个单独的器件。此外，保护环120和防潮环130被布置在半导体装置200的密封区域ms中，这可防止或减少可能在裸片锯切工艺中出现的裂纹的传播和/或湿气的渗透。
72.保护环120和防潮环130可形成为：在半导体装置200的与划线区域sl邻近的密封区域ms中围绕半导体装置200的主芯片区域mc。
73.在主芯片区域mc中形成电极结构110的工艺中，保护环120和防潮环130可一起形成在密封区域ms中。也就是说，在实施例中，保护环120和防潮环130可使用半导体制造工艺被形成，而不利用用于形成保护环120和防潮环130的附加工艺。因此，电极结构110、保护环120和防潮环130可被形成为具有类似的形状。
74.电极结构110可包括垂直过孔111和多个金属布线层112和113。类似地，保护环120可包括垂直过孔121和多个金属布线层122和123，并且防潮环130可包括垂直过孔131和多个金属布线层132和133。
75.根据发明构思的实施例的半导体装置200可包括多个金属图案结构150，多个金属图案结构150以桥形图案被构造，桥形图案从防潮环130沿跨过密封区域ms的方向(例如，第二方向d2)延伸到密封区域ms的最外围部分。
76.通过调节多个金属图案结构150的数量和宽度，可降低在促进电流移动通过多个金属图案结构150的同时设计半导体制造工艺的难度。也就是说，通过考虑半导体基底101的直径、防潮环130的数量、防潮环130的高度、流动电流的大小等，多个金属图案结构150的数量和宽度可被调节。
77.在一些实施例中，防潮环130可经由垂直过孔131直接接地到半导体基底101。可选地，防潮环130可使用多个金属图案结构150作为连接线经由相邻半导体装置200的防潮环130接地到半导体基底101。
78.通过沿着划线区域sl执行裸片锯切工艺，通过多个金属图案结构150彼此连接的多个半导体装置200可以以半导体芯片的形式彼此物理分离。例如，使用锯切刀片sb通过裸片锯切工艺切割晶片20和形成在晶片20上的各种类型的材料层，因此，可将晶片20切割成多个半导体装置200。因此，由于裸片锯切工艺，多个金属图案结构150可具有不规则的断裂表面150e。
79.在一些实施例中，防潮环130的上表面的水平可基本等于多个金属图案结构150的上表面的水平。例如，在一些实施例中，防潮环130的上表面和多个金属图案结构150的上表面可彼此基本共面。防潮环130可以以具有四条边的封闭四边形形状被形成，并且构成防潮环130的四条边中的每条边具有形成为与其接触的金属图案结构150中的两个金属图案结构150。
80.在形成防潮环130的工艺中，包括缺失区域131m的半导体装置200可被包括在晶片20中。该现象可对与晶片20的边缘部分20e邻近的半导体装置200产生影响。这样，带电粒子可被累积在包括缺失区域131m的半导体装置200中的防潮环130的上金属布线层133中。在这种情况下，在半导体装置200中可能发生电弧现象。也就是说，带电粒子可在未接地状态(或浮置状态)下被累积在上金属布线层133中，并且可能发生电弧现象，这从而可能影响半导体装置200的集成电路器件tr。结果，半导体装置200的缺陷率可能增大。
81.根据发明构思的实施例，半导体装置200包括将防潮环130彼此连接的多个金属图案结构150，使得即使当半导体装置200包括缺失区域131m时，相邻半导体装置200的防潮环130也用作关于防潮环130的预备接地线。因此，即使当具有缺失区域131m的防潮环130存在时，也可预先防止或减少由于等离子体而由带电粒子发生的电弧现象。结果，可实现防止或减少半导体装置200的缺陷率。
82.由于根据发明构思的实施例的半导体装置200可有效地抑制缺陷(诸如，电弧现象)，因此产品生产率和产品可靠性可被提高。
83.图11和图12示出根据发明构思的实施例的半导体装置。
84.在下文中，构成下面将要描述的半导体装置200a和半导体装置200b的组件中的大部分组件以及用于形成组件的材料与上面参照图7至图10描述的半导体装置200基本相同或类似。因此，为了便于说明，将主要描述半导体装置200a和200b与上述半导体装置200之间的差异，并且可省略先前描述的组件和技术方面的进一步描述。
85.参照图11，半导体装置200a可包括从防潮环130沿跨过密封区域ms的方向延伸的金属图案结构150a。
86.在根据发明构思的实施例的半导体装置200a中，金属图案结构150a可以以桥形图案被构造，桥形图案从防潮环130沿跨过密封区域ms的方向延伸到密封区域ms的最外围部分。
87.如图11中所示，防潮环130可以以具有四条边的封闭四边形形状被形成，并且构成防潮环130的四条边中的至少一条边可具有金属图案结构150a中的至少一个金属图案结构150a。然而，金属图案结构150a的数量不限于此。
88.通过调节金属图案结构150a的数量和宽度，可降低在促进电流移动通过金属图案结构150a的同时设计半导体制造工艺的难度。也就是说，通过考虑半导体基底101的直径、保护环120和防潮环130的数量、保护环120和防潮环130的高度、流动电流的大小等，金属图案结构150a的数量和宽度可被调节。
89.参照图12，半导体装置200b可包括从防潮环130沿跨过密封区域ms的方向延伸的多个金属图案结构150b。
90.在根据发明构思的实施例的半导体装置200b中，多个金属图案结构150b可以以桥形图案被构造，桥形图案从防潮环130沿跨过密封区域ms的方向延伸到密封区域ms的最外
围部分。
91.如图12中所示，防潮环130可包括垂直过孔131和多个金属布线层132和133。多个金属图案结构150b可包括电连接到下金属布线层132的下金属图案结构150b1和电连接到上金属布线层133的上金属图案结构150b2。
92.通过将多个金属图案结构150b构造为金属图案结构的上部和金属图案结构的下部，可降低在促进电流移动通过多个金属图案结构150b的同时设计半导体制造工艺的难度。也就是说，通过考虑半导体基底101的直径、防潮环130的数量、防潮环130的高度、流动电流的大小等，布置多个金属图案结构150b的水平可被调节。
93.图13是示出根据发明构思的实施例的包括半导体装置的晶片的示意性俯视图。图14是根据发明构思的实施例的示出了图13的放大部分aa的图13的半导体装置的示意性俯视图。图15是根据发明构思的实施例的沿着图14的线b-b'截取的图13的半导体装置的示意性垂直剖面图。图16是根据发明构思的实施例的沿着图14的线c-c'截取的图13的半导体装置的示意性垂直剖面图。
94.参照图13至图16，根据实施例，晶片30包括限定在包括主芯片区域mc的半导体装置300与多个半导体装置300之间的划线区域sl。
95.半导体基底101与上面参照图1至图4描述的半导体基底基本相同，因此，为了便于说明，其描述将不被重复。
96.集成电路器件tr可被布置在半导体装置300的主芯片区域mc中。集成电路器件tr可包括存储器器件和/或逻辑器件。此外，集成电路器件tr可包括各种类型的多个单独的器件。此外，保护环120和防潮环130被布置在半导体装置300的密封区域ms中，这可防止或减少可能在裸片锯切工艺中出现的裂纹的传播和/或湿气的渗透。
97.保护环120和防潮环130可形成为：在半导体装置300的与划线区域sl相邻的密封区域ms中围绕半导体装置300的主芯片区域mc。
98.在主芯片区域mc中形成电极结构110的工艺中，保护环120和防潮环130可一起形成在密封区域ms中。也就是说，在实施例中，保护环120和防潮环130可使用半导体制造工艺被形成，而不利用用于形成保护环120和防潮环130的附加工艺。因此，电极结构110、保护环120和防潮环130可被形成为具有类似的形状。
99.通过光学工艺和蚀刻工艺，电极结构110、保护环120和防潮环130可通过以期望的形状使垂直过孔111、121和131以及多个金属布线层112、113、122、123、132和133图案化来形成。
100.电极结构110可包括垂直过孔111和多个金属布线层112和113。类似地，保护环120可包括垂直过孔121和多个金属布线层122和123，并且防潮环130可包括垂直过孔131和多个金属布线层132和133。
101.根据发明构思的实施例的半导体装置300可包括将电极结构110、保护环120和防潮环130彼此电连接的第一金属图案结构140。第一金属图案结构140可以以从主芯片区域mc的电极结构110跨过保护环120延伸到密封区域ms的防潮环130的桥形图案被构造。
102.此外，根据发明构思的实施例的半导体装置300可包括第二金属图案结构150，第二金属图案结构150以从防潮环130沿跨过密封区域ms的方向延伸到密封区域ms的最外围部分的桥形图案被构造。
103.通过调节第一金属图案结构140和第二金属图案结构150的数量和宽度，可降低在促进电流移动通过第一金属图案结构140和第二金属图案结构150的同时设计半导体制造工艺的难度。也就是说，通过考虑半导体基底101的直径、保护环120和防潮环130的数量、保护环120和防潮环130的高度、流动电流的大小等，第一金属图案结构140和第二金属图案结构150的数量和宽度可被调节。
104.第一金属图案结构140的第一宽度140w与第二金属图案结构150的第二宽度150w可彼此基本相等。然而，发明构思的实施例不限于此。第一金属图案结构140的一端可与防潮环130的边的内侧接触，并且第一金属图案结构140的另一端可与电极结构110接触。此外，第二金属图案结构150的一端可与防潮环130的边的外侧接触，并且第二金属图案结构150的另一端可被布置在密封区域ms的最外围部分处。这里，第二金属图案结构150的所述另一端可具有不规则的断裂表面150e。
105.在一些实施例中，防潮环130可以以具有四条边的封闭四边形形状被形成，第一金属图案结构140可与构成防潮环130的四条边中的至少一条边的内侧接触，并且第二金属图案结构150可与构成防潮环130的四条边中的至少一条边的外侧接触。
106.在一些实施例中，第一金属图案结构140可通过多条线连接到四条边中的至少一条边之一的接触的内侧。此外，第二金属图案结构150可以以从四条边中的至少一条边之一的接触的外侧突出的多个图案被形成。
107.在一些实施例中，第一金属图案结构140可包括连接到防潮环130的上金属布线层133的第一上金属图案结构和连接到下金属布线层132的第一下金属图案结构。类似地，第二金属图案结构150可包括连接到防潮环130的上金属布线层133的第二上金属图案结构和连接到下金属布线层132的第二下金属图案结构。
108.第一金属图案结构140和第二金属图案结构150的布置和配置与上述布置和配置基本相同，因此，为了便于说明，其进一步描述将不被重复。
109.在形成防潮环130的工艺中，包括缺失区域131m的半导体装置300可被包括在晶片30中。这种现象可对与晶片30的边缘部分30e邻近的半导体装置300产生影响。这样，带电粒子可被累积在包括缺失区域131m的半导体装置300中的防潮环130的上金属布线层133中。在这种情况下，在半导体装置300中可能发生电弧现象。也就是说，带电粒子可在未接地状态(或浮置状态)下被累积在上金属布线层133中，并且可能发生电弧现象，这从而可能影响半导体装置300的集成电路器件tr。结果，半导体装置300的缺陷率可增大。
110.根据发明构思的实施例，在半导体装置300中，即使当半导体装置300包括缺失区域131m时，第一金属图案结构140和第二金属图案结构150也可用作预备接地线。因此，即使当具有缺失区域131m的防潮环130存在时，也可预先防止由于等离子体而由带电粒子发生的电弧现象。结果，可实现防止或减少半导体装置300的缺陷率。
111.由于根据发明构思的实施例的半导体装置300可有效地抑制缺陷(诸如，电弧现象)，因此产品生产率和产品可靠性可被提高。
112.图17是示出根据发明构思的实施例的包括半导体装置的半导体模块的俯视图。
113.参照图17，半导体模块1000包括模块基底1010、安装在模块基底1010上的控制芯片1020以及安装在模块基底1010上的多个半导体装置1030。
114.可插入主板的插槽中的多个输入/输出端子1050被布置在模块基底1010的一侧。
多个半导体装置1030可包括上述半导体装置100、200和300及其修改的实施例中的一个。
115.图18是示出根据发明构思的实施例的半导体装置的系统的框图。
116.参照图18，系统1100包括控制器1110、输入/输出装置1120、存储器1130、接口1140和总线1150。
117.系统1100可以是移动系统或者发送或接收信息的系统。在一些实施例中，移动系统可以是例如便携式计算机、网络平板计算机、移动电话、数字音乐播放器或存储器卡。
118.控制器1110可控制系统1100中的执行程序，并且可包括例如微处理器、数字信号处理器、微控制器或与其类似的其他装置。
119.输入/输出装置1120可用于向系统1100输入数据或从系统1100输出数据。系统1100使用输入/输出装置1120连接到外部装置(例如，个人计算机或网络)，并且可与外部装置交换数据。输入/输出装置1120可以是例如触摸板、键盘或显示器。
120.存储器1130可存储用于控制器1110的操作的数据，或者可存储由控制器1110处理的数据。存储器1130可包括上述半导体装置100、200和300及其修改实施例中的一个。
121.接口1140可以是系统1100与外部装置之间的数据传输路径。控制器1110、输入/输出装置1120、存储器1130和接口1140可通过总线1150彼此通信。
122.虽然已经参照发明构思的实施例具体示出和描述了发明构思，但是将理解的是，在不脱离由所附权利要求限定的发明构思的精神和范围的情况下，可在其中进行形式和细节的各种改变。