版图生涯是一条工程师修炼技术与心境凝练的修行路。俗话说“工欲善其事必先利其器”，练就一套得心应手的手上功夫是必须要刷满的技能点，如同老木匠视如珍宝的工具箱。出征在外，装备要好才能抗打！
从这篇文章开始，我会陆续归纳总结实践中所需要的技术，以专题的形式推出，有知识也有干货。高手路过，定评一番，相互切磋，共同学习进步。新人路过，解答疑惑，有所收获的，点赞分享。漫漫技术路，我们一起修炼升级。
今天我们就来讲一讲看似简单却又不可缺少的Seal ring在这其中的作用，当我们完成整个芯片的版图设计后往往要在外围给它加个围墙，保护最为珍贵的它不受到伤害，就像是中间的房子盖好了，外面再拉一个围墙一样。
认识它--Seal ring是什么？
从layout角度看，seal ring是一个由diff（有源区）、 contact（过孔）、 via（通孔）和metal（金属）等layer（层次）按照一定的规则叠加组成的图形，（参照所给的design rule严格的画）。
从工艺角度看，seal ring是一种金属层、氧化层、钝化层结构。像一圈堤坝，将芯片围在圈内保护起来。
从晶圆角度看，seal ring是介于芯片（chip）和划片槽（scribe line）之间的（保护）环。
不同的角度，不同的理解，就会有不同得定义，首先来了解下，Seal ring有什么用吧？
Seal ring的作用就是防止芯片在切割的时候受到机械损伤，还有一些搭顺风车来得作用，我们了解下：
a) 把Seal ring接地，屏蔽芯片外的干扰；
b) Seal ring可以防止潮气从侧面断口侵入；
c) 将切割所产生的静电就近接地，再由切割时邻近的Seal ring共同分摊所产生的电流，将对die本体的冲击降到最小。
Seal ring就像是芯片的长城一样，从四周环绕包围，防止划片（芯片切割）时伤害到内部电路，另外还能防止外界灰尘进入芯片内部。
Seal ring是为了保护真正芯片的部分留有这个保护，划片刀砍下去的时候是在这个ring的外面砍下去的。（有些时候为了节省IC的面积，就干脆不做Seal ring了，只是留一个buffer的宽度在IC的外面 ，这种大家还是别这样了，为了祖国得IC品质，还是跟老板争一争吧）。
电路中一般都不允许使用长条接触孔或者过孔的。但是Seal ring上的接触孔和过孔。一般都要求使用一个整条的长方形孔，整个一周形成护城河形式，这个是因为Seal ring在切片过程中防止水汽进入芯片内部电路，而护城河形式的孔可以很好的吸收切片过程中所形成的水汽。
Seal ring外有划封线（Scribe line），Scribe line是用来分裂芯片的，为避免造成对内部电路的破坏，所以Seal ring到内部电路有10um距离要求。
在Scribe line上切割时，可能有应力作用到chip内部，加Seal ring可以阻止切割时产生的裂痕损坏到芯片。相邻的contact，via层的图形必须错开。有时contact，via并不是画成一个一个小方块。而是一个长条。
版图中有两个与Seal ring相似的兄弟，可能会让一些人感到迷惑也可能会混淆各自的作用，一个是Guard ring一个是Scribe line，简单的帮助大家区分一下：
（1）.Seal ring（封装条）与Guard ring（保护环）是不同的。
Seal ring是在芯片IO ring 之外的密闭环（所用层基本涵盖所有mask layer）；Guard ring通常用于电路内部block与block之间的隔离，所用层通常是nwell 或psub，或两者一同使用。
（2）.Seal ring（封装条）与Scribe line（划片槽）的区别。
Scribe line，是把芯片从晶圆上切下来的线，是要实际走刀子的地方，而Seal ring是围在芯片周围的一圈从衬底到最上层金属全部都打一圈的保护圈。Seal ring，它的作用有两个：主要作用是防止芯片在切割的时候的机械损伤，尤其是芯片的四个角一般都不放重要器件；其次的作用是Seal ring接地，屏蔽芯片外的干扰。
Seal ring的实例图层解析
如图所示这是一个28nm工艺的 design rule Seal ring结构图
其包含Seal ring enhanced zone 需要的space 6um
Seal ring wall 需要10um
Scribe line 需要8um
ntc1121工艺下2层metal的seal ring 在layout中的结构
整个Seal ring在芯片的位置其工艺下的seal ring由以下层次组成 DIFF注入，CONTACT 孔， M1， VIA1， M2
接下来一层一层演示：
DIFF注入
DIFF注入，CONTACT 孔
DIFF注入，CONTACT 孔,M1
DIFF注入，CONTACT 孔,M1,VIA1.M2
版图中如何下手：seal ring怎么画，怎么放，怎么接？
1．seal ring怎么画？
如果不想承担什么风险， 给芯片添加seal ring这件事可以交给foundry，出钱就行。不过多数时候我们宁可自己动手去做这些事情。一般情况下foundry都会在design rule中清楚的规定seal ring的结构及尺寸。常见的seal ring会将工艺中所有的层都列出来，并标明 dark or clear，用这里的dark和clear去对照工艺制作过程中这些layer的dark或clear，如果同为dark或clear则seal ring上面有这层，反之则seal ring上没有这层。
根据经验，建议自己去画这个seal ring。一方面，design rule上面一般都会给的很清楚，并非难事。另一方面，也是自己对芯片的可控性问题。
design rule中的contact和via都是我们常用的方孔，固定尺寸的。这是工艺中实际实验出来的最优的方案。但是seal ring一般情况下都是采用的是长孔，像环一样的包围起来，起到像长城阻挡外围的作用。
seal ring一般要离芯片core有一定的距离，如果芯片面积宽松可以参考design rule，因为rule的规定通常比较大；当然出于成本的考虑，我们宁可根据流片经验自己定义。一般design rule上的这个距离是保守的。
2．seal ring怎么放？
seal ring外面有划封线，这个是用来分裂芯片的，为避免造成对内部电路的破坏，所以seal ring到内部电路有10um距离要求。
3．seal ring怎么接？
一般的PSUB工艺都会将seal ring做成P+的，接到芯片的ground，而其浮空一般也不会有影响；无特殊情况不能接到power。
最好不要用metal1去将core和seal ring连接在一起，而是用其它上层 metal，但是有的工艺却是指定最好是用metal1去连接。如果有diff层连到seal ring, 在靠近seal ring的diff上面做一小段salicide结构（通常是加rpo或sab），这样对防止ESD绝对好处大大的。
如有需要开槽的宽金属连接到seal ring，请尽量不要在靠近 seal ring的地方开槽，非开槽不可的话那尽量开的小点，这些都是防止外界的杂质等进入芯片。这个是要特别注意的，连接到seal ring上面的宽金属slot要小心。
关于Seal ring的介绍就到这里了，课后留给大家一个小问题，希望大家积极与我们参与互动。如果对于Seal ring还有什么其他问题，也欢迎同学们参与回复提出问题，我们会及时为你解惑答疑。
一课一练：Seal ring与内部电路之间为什么规有10um的距离？
