JP2007095785A - Field effect transistor - Google Patents
Field effect transistor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007095785A JP2007095785A JP2005280048A JP2005280048A JP2007095785A JP 2007095785 A JP2007095785 A JP 2007095785A JP 2005280048 A JP2005280048 A JP 2005280048A JP 2005280048 A JP2005280048 A JP 2005280048A JP 2007095785 A JP2007095785 A JP 2007095785A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polymer
- group
- resin film
- coating
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
Description
本発明は、高電子移動度トランジスタ(HEMT)やヘテロ構造電界効果型トランジスタ(HFET)のような電界効果型トランジスタ(FET)に関し、更に詳細には、低いゲート抵抗を有する高性能な電界効果型トランジスタに関するものである。 The present invention relates to a field effect transistor (FET) such as a high electron mobility transistor (HEMT) or a heterostructure field effect transistor (HFET), and more particularly, a high performance field effect transistor having a low gate resistance. It relates to a transistor.
GaAsなどの周期表13・15族(旧IIIB・VB族)化合物半導体を用いた電界効果型トランジスタ(以下、電界効果型トランジスタをFETと適宜略す)の研究開発が盛んに行われている。FETを用いた高周波素子の高性能化を図る上においては、寄生抵抗や容量の低減が非常に重要である。従来技術においては、ゲート電極の抵抗を下げるために、多層フォトレジスト膜を用いた、台形型ゲート電極形成、T型ゲート電極形成、Y型ゲート電極形成等を実施し、ゲート電極構造の工夫が行われている。さらに、ゲート電極の特性の安定化を図るため、ゲート電極表面をSiN膜のような窒化膜やSiO2膜のような酸化膜で被覆保護している。また、特許文献1には、チャネル上方に設置されたゲート制御電極が、チャネル外部の領域において低不純物密度で高抵抗の半導体層と接触していることを特徴とする電解効果型トランジスタが開示されている。
Research and development of field effect transistors (hereinafter, field effect transistors are appropriately abbreviated as FETs) using group 13/15 (formerly IIIB / VB) compound semiconductors such as GaAs has been actively conducted. In order to improve the performance of high-frequency devices using FETs, it is very important to reduce parasitic resistance and capacitance. In the prior art, in order to reduce the resistance of the gate electrode, trapezoidal gate electrode formation, T-type gate electrode formation, Y-type gate electrode formation, etc. using a multilayer photoresist film are carried out, and the gate electrode structure is devised. Has been done. Furthermore, in order to stabilize the characteristics of the gate electrode, the surface of the gate electrode is covered and protected with a nitride film such as a SiN film or an oxide film such as a SiO 2 film.
また、樹脂封止による素子パッケージを行う場合、封止樹脂としてエポキシ樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等の液状レジンのような高誘電率を有する樹脂が使用されているため、特性低下と樹脂自体の耐湿性不足が問題となると同時に、樹脂の内部応力によるデバイス特性劣化も浮き彫りになっている。 In addition, when a device package by resin sealing is performed, since a resin having a high dielectric constant such as a liquid resin such as an epoxy resin, a fluororesin, a urethane resin, or a silicone resin is used as the sealing resin, the characteristics are reduced. Insufficient moisture resistance of the resin itself becomes a problem, and device characteristic deterioration due to internal stress of the resin is also highlighted.
さらに、特許文献2には、下記一般式(I):
Furthermore,
(式中、R1〜R4はそれぞれ水素原子または低級アルキル基、R5、R6はそれぞれアリール基、アルキル基またはアルケニル基で、2n個のR5及びR6のうちの2%以上がアルケニル基、nは5〜1600の整数を示す)で表わされるシリコーンラダーポリマー、該シリコーンラダーポリマーに対して0.2〜20.0重量%(質量%)の触媒および有機溶媒からなる、270℃以下の低温で熱硬化が可能なシリコーン樹脂組成物が開示されている。また、特許文献3には、下記の一般式(II): (Wherein R 1 to R 4 are each a hydrogen atom or a lower alkyl group, R 5 and R 6 are each an aryl group, an alkyl group or an alkenyl group, and 2% or more of 2n R 5 and R 6 are 2% or more. 270 ° C., comprising a silicone ladder polymer represented by an alkenyl group, n represents an integer of 5 to 1600), 0.2 to 20.0% by weight (mass%) of a catalyst and an organic solvent with respect to the silicone ladder polymer The following silicone resin compositions that can be thermally cured at low temperatures are disclosed. Patent Document 3 discloses the following general formula (II):
(式中、R1およびR2はアリール基、水素原子、脂肪族アルキル基または不飽和結合を有する官能基であり、同種でも異種でもよい。R3、R4、R5およびR6は水素原子、アリール基、脂肪族アルキル基、トリアルキルシリル基または不飽和結合を有する官能基であり、同種でも異種でもよい。ただし、R1、R2、R3、R4、R5およびR6のうち1重量%(質量%)以上は感光性を有する官能基で、nは自然数である。)で表わされるシリコーンラダーポリマー系樹脂並びに感光性架橋剤もしくは光重合開始剤を含有した感光性シリコーンラダー系樹脂組成物が開示されている。
Wherein R 1 and R 2 are an aryl group, a hydrogen atom, an aliphatic alkyl group or a functional group having an unsaturated bond, and may be the same or different. R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are hydrogen An atom, an aryl group, an aliphatic alkyl group, a trialkylsilyl group or a functional group having an unsaturated bond, which may be the same or different, provided that R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and
しかしながら、上述の窒化膜や酸化膜のような無機系保護膜は、通常、スパッタリング法、CVD法、蒸着法により形成されており、また、特許文献1に記載されているようなゲート電極の保護層として低不純物濃度で高抵抗の半導体層は、選択エピタキシャル成長法のような結晶成形法により形成されているため、ミクロな表面粗さや膜組成などの膜質が成膜装置や成膜条件によって微妙に変化する。この膜質の違いによって、トランジスタ特性(例えば利得)に数%のばらつきが見られ、安定した特性を再現性よく得ることは困難であった。また、これらゲート電極構造が複雑化しているため、矩形部や、T型やY型の場合には、裏部などカバレッジが悪い領域が存在する。カバレッジが不充分であれば、空気中の水分が浸入し、ゲート電極特性の劣化をもたらす。さらに、カバレッジを補うため、窒化膜や酸化膜の膜厚を厚くすることも考えられるが、厚くすることでゲート電極部位に与える応力を増大させたり、あるいはこれらの膜の誘電率が高いことに起因して、膜厚を厚くすればトランジスタの利得性能の低下を加速させる等の問題点がある。
However, an inorganic protective film such as the above-described nitride film or oxide film is usually formed by sputtering, CVD, or vapor deposition, and also protects the gate electrode as described in
従って、本発明の目的は、その表面が平坦性に優れ、高段差や入り組んだ構造への埋め込み性がよく、ゲート部位に与える応力が低く、かつ低温で形成可能であり、製造過程においてもゲート電極部位に悪影響を与える恐れのない比較的低誘電率の塗布型樹脂膜でゲート電極部位を完全に被覆保護したFETを提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is that the surface is excellent in flatness, has a high step and has a good embedding property in an intricate structure, has a low stress applied to the gate region, and can be formed at a low temperature. An object of the present invention is to provide an FET in which a gate electrode part is completely covered and protected by a coating resin film having a relatively low dielectric constant that does not adversely affect the electrode part.
本発明者らは鋭意研究、開発を遂行した結果、FETの封止樹脂と制御回路基板(特に、ゲート電極領域)との間に、保護層として、比較的低誘電率で、低応力性と高耐湿性を併せ持つ塗布型樹脂膜を形成することで、特性低下を防ぎながら樹脂封止を行うことができることを見出し、本発明に至った。
即ち、本発明は、台形型構造、T型構造またはY型構造をもつゲート電極を有する制御回路基板と封止樹脂とを備えてなる電界効果型トランジスタにおいて、
前記制御回路基板と前記封止樹脂との間に塗布型樹脂膜を介在させることを特徴とするFETに係るものである。
As a result of diligent research and development, the present inventors have achieved a relatively low dielectric constant and low stress as a protective layer between the FET sealing resin and the control circuit substrate (particularly the gate electrode region). By forming a coating type resin film having both high moisture resistance, it was found that resin sealing can be performed while preventing characteristic deterioration, and the present invention has been achieved.
That is, the present invention relates to a field effect transistor comprising a control circuit substrate having a gate electrode having a trapezoidal structure, a T-type structure, or a Y-type structure, and a sealing resin.
The present invention relates to an FET characterized in that a coating type resin film is interposed between the control circuit board and the sealing resin.
本発明によれば、その表面が平坦性に優れ、高段差や入り組んだ構造への埋め込み性がよく、ゲート部位に与える応力が低く、かつ低温で形成可能であり、製造過程においてもゲート電極部位に悪影響を与える恐れのない比較的低誘電率の塗布型樹脂膜でゲート電極部位を完全に被覆保護したFETを提供することができる。 According to the present invention, the surface is excellent in flatness, has a high step and has a good embedding property in an intricate structure, has a low stress applied to the gate region, and can be formed at a low temperature. It is possible to provide an FET in which a gate electrode portion is completely covered and protected by a coating resin film having a relatively low dielectric constant that does not adversely affect the structure.
本発明のFETは、台形型ゲート電極、T型ゲート電極またはY型ゲート電極を有するFETにおけるゲート電極部位を塗布型樹脂膜で完全被覆することを特徴とするものである。なお、ゲート電極部位のみならず、隣接する基板や周辺回路を含めて塗布型樹脂膜で被覆される構成とすることもできる。 The FET of the present invention is characterized in that a gate electrode portion in an FET having a trapezoidal gate electrode, a T-type gate electrode or a Y-type gate electrode is completely covered with a coating type resin film. It should be noted that not only the gate electrode portion but also the adjacent substrate and peripheral circuit may be covered with a coating type resin film.
この塗布型樹脂膜は、シリコーン系ポリマー、ポリイミド系ポリマー、ポリイミドシリコーン系ポリマー、ポリアリーレンエーテル系ポリマー、ビスベンゾシクロブテン系ポリマー、ポリキノリン系ポリマー、パーフルオロ炭化水素系ポリマー、フルオロカーボン系ポリマー、芳香族炭化水素系ポリマー、フルオロカーボンとシリコーンとの共重合体からなる群から選択された1種以上のポリマーの硬化膜より構成されることが好ましい。これらのポリマーは、200℃以上の耐熱性を有し、高純度で合成が可能であり、比較的低い誘電率を有するものが好ましい。 This coating type resin film is composed of silicone polymer, polyimide polymer, polyimide silicone polymer, polyarylene ether polymer, bisbenzocyclobutene polymer, polyquinoline polymer, perfluorohydrocarbon polymer, fluorocarbon polymer, aromatic. It is preferably composed of a cured film of at least one polymer selected from the group consisting of a hydrocarbon-based polymer and a copolymer of fluorocarbon and silicone. These polymers preferably have a heat resistance of 200 ° C. or higher, can be synthesized with high purity, and have a relatively low dielectric constant.
上記ポリマーの中でも、シリコーン系ポリマーを使用することが更に好ましく、中でも、下記一般式(1)に示されるシリコーン系ポリマーまたは下記一般式(2)に示されるシリコーン系ポリマーを用いることが最も好ましい。
一般式(1):
Among the above-mentioned polymers, it is more preferable to use a silicone-based polymer, and it is most preferable to use a silicone-based polymer represented by the following general formula (1) or a silicone-based polymer represented by the following general formula (2).
General formula (1):
[式中、R1、R2、R3、R4、R5およびR6は、アリール基、水素原子、脂肪族アルキル基、水酸基、フッ素原子、フルオロアルキル基、トリアルキルシリル基または不飽和結合を有する官能基であり、同種であっても、異種であってもよい。k、l、mおよびnは、いずれも0以上の整数で、2k+(3/2)l+m+(1/2)nが自然数であり、質量平均分子量が1000以上である。なお、分子末端基は、アリール基、水素原子、脂肪族アルキル基、水酸基、フッ素原子、フルオロアルキル基、トリアルキルシリル基または不飽和結合を有する官能基であり、同種であっても、異種であってもよい。] [Wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are an aryl group, a hydrogen atom, an aliphatic alkyl group, a hydroxyl group, a fluorine atom, a fluoroalkyl group, a trialkylsilyl group, or an unsaturated group. A functional group having a bond, which may be the same or different. k, l, m and n are all integers of 0 or more, 2k + (3/2) l + m + (1/2) n is a natural number, and the mass average molecular weight is 1000 or more. The molecular end group is an aryl group, a hydrogen atom, an aliphatic alkyl group, a hydroxyl group, a fluorine atom, a fluoroalkyl group, a trialkylsilyl group, or a functional group having an unsaturated bond. There may be. ]
なお、一般式(1)を構造式として下記のように表現することもできる: The general formula (1) can also be expressed as a structural formula as follows:
一般式(2): General formula (2):
(式中、R7およびR8は、アリール基、水素原子、脂肪族アルキル基、フッ素原子、フルオロアルキル基または不飽和結合を有する官能基であり、同種であっても、異種であってもよい。R9、R10、R11及びR12は、水素原子、アリール基、脂肪族アルキル基、トリアルキルシリル基または不飽和結合を有する官能基であり、同種であっても、異種であってもよい。nは整数で、質量平均分子量が1000以上である) (Wherein R 7 and R 8 are an aryl group, a hydrogen atom, an aliphatic alkyl group, a fluorine atom, a fluoroalkyl group or a functional group having an unsaturated bond, and may be the same or different. R 9 , R 10 , R 11 and R 12 are a hydrogen atom, an aryl group, an aliphatic alkyl group, a trialkylsilyl group or a functional group having an unsaturated bond, and may be the same or different. N is an integer and the mass average molecular weight is 1000 or more)
また、一般式(1)または一般式(2)で表わされるシリコーン系ポリマーは、各々混合物であってもよい。これらのシリコーン系ポリマーは、熱処理時の脱ガスが少ないため、ゲート電極部位あるいはその制御回路基板などを汚染する可能性が小さい。特に、梯子型構造を有する一般式(2)で表わされるシリコーン系ポリマーは、一般式(1)で表わされるシリコーン系ポリマーに比べて剛直な構造を有しているため、硬化後の耐熱性に優れており、塗布型樹脂膜を形成する際の応力も低く、また、より高い耐圧性を有している。また、熱処理時の反応は、末端基(R9、R10、R11、R12)で起るため、熱処理時の脱ガスがさらに少ない。 Moreover, the silicone polymer represented by the general formula (1) or the general formula (2) may be a mixture. Since these silicone polymers are less degassed during heat treatment, they are less likely to contaminate the gate electrode part or its control circuit board. In particular, the silicone-based polymer represented by the general formula (2) having a ladder structure has a rigid structure as compared with the silicone-based polymer represented by the general formula (1). It is excellent, has a low stress when forming a coating type resin film, and has a higher pressure resistance. Further, since the reaction during the heat treatment occurs at the end groups (R 9 , R 10 , R 11 , R 12 ), the degassing during the heat treatment is further reduced.
かかるシリコーン系ポリマーには、紫外光等の光により架橋して硬化するものが含まれ、その好適な例としては、前記一般式(1)において、R1〜R6の置換基の1%以上が不飽和結合を有する官能基であるものが挙げられ、また、前記一般式(2)において、R7、R8、R9、R10、R11、R12の置換基の1%以上が不飽和結合を有する官能基であるものが挙げられる。不飽和結合を有する官能基は、樹脂分子同士を架橋反応やラジカル反応により架橋させるための反応基であり、アルケニル基、アルキルアクロイル基、アルキルメタクリロイル基もしくはスチリル基などが好ましいが、これらに限定されるものではない。これらの不飽和結合を有する官能基は、単独で導入してもよく、2種類以上混合して導入してもよい。かかる光架橋性のシリコーンポリマーは、単独あるいは感光性架橋剤、光重合開始剤、光増感剤と組み合わせることで、光をドライビングフォースとしてより低温で硬化反応を進行させることができ、塗布型樹脂膜の下方に形成されている制御回路などにかかる温度を低減することができる点あるいはレジストを用いない自己パターニングができる点で、トランジスタ製造上の利点を備えている。 Such silicone polymers include those that are crosslinked and cured by light such as ultraviolet light, and suitable examples thereof include 1% or more of the substituents of R 1 to R 6 in the general formula (1). Is a functional group having an unsaturated bond, and in the general formula (2), 1% or more of the substituents of R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 What is a functional group which has an unsaturated bond is mentioned. The functional group having an unsaturated bond is a reactive group for crosslinking resin molecules by a crosslinking reaction or a radical reaction, and is preferably an alkenyl group, an alkylacroyl group, an alkylmethacryloyl group, or a styryl group, but is not limited thereto. Is not to be done. These functional groups having an unsaturated bond may be introduced singly or in combination of two or more. Such a photocrosslinkable silicone polymer can be used alone or in combination with a photosensitive crosslinking agent, a photopolymerization initiator, and a photosensitizer to allow the curing reaction to proceed at a lower temperature using light as a driving force. The transistor manufacturing advantage is provided in that the temperature applied to the control circuit formed below the film can be reduced or self-patterning can be performed without using a resist.
上記のようなシリコーン系ポリマーから構成される塗布型樹脂膜は、前記一般式(1)および/または(2)に示されるシリコーン系ポリマーの溶液、所謂ワニスを塗布した後、加熱硬化することにより形成することができる。かかるシリコーン系ポリマーの溶液としては、アルコール系、ケトン系、エーテル系、ハロゲン系、エステル系、ベンゼン系、アルコキシベンゼン系、環状ケトン系の溶剤溶液が適している。このシリコーン系ポリマーの溶液中には、硬化膜の密度を向上させるための重合性モノマーあるいは重合開始剤、架橋剤、増感剤や、保存安定性を向上させるための重合禁止剤等が添加されていてもよい。感光性架橋剤や光重合開始剤は、ラジカル反応あるいは架橋反応による膜硬化を引き起こすための添加剤であり、感光性架橋剤としては、芳香族アジド化合物、芳香族ビスアジド化合物、イミノキノンジアジド化合物、芳香族ジアゾ化合物や有機ハロゲン化合物などの光照射によりラジカル活性種を生成する感光性化合物が挙げられ、光重合開始剤としては、カルボニル化合物、ジカルボニル化合物、アセトフェノン、ベンゾインエーテル、アシルフォスフィンオキシド、チオキサンソン、アミノカルボニル化合物、含窒素化合物などが挙げられる。なお、これらの添加物を含有する一般式(2)に示されるシリコーン系ポリマーとしては、特許文献3に開示されているものを用いることができる。 The coating resin film composed of the silicone polymer as described above is obtained by applying a silicone polymer solution represented by the general formula (1) and / or (2), that is, a so-called varnish, followed by heat curing. Can be formed. As the silicone polymer solution, alcohol, ketone, ether, halogen, ester, benzene, alkoxybenzene, and cyclic ketone solvent solutions are suitable. In the silicone polymer solution, there are added a polymerizable monomer or polymerization initiator for improving the density of the cured film, a crosslinking agent, a sensitizer, and a polymerization inhibitor for improving storage stability. It may be. Photosensitive crosslinking agents and photopolymerization initiators are additives for causing film curing by radical reaction or crosslinking reaction. Examples of photosensitive crosslinking agents include aromatic azide compounds, aromatic bisazide compounds, iminoquinone diazide compounds, aromatic compounds. Photosensitive compounds that generate radical active species upon irradiation with light, such as aromatic diazo compounds and organic halogen compounds, and photopolymerization initiators include carbonyl compounds, dicarbonyl compounds, acetophenones, benzoin ethers, acylphosphine oxides, thioxanthones , Aminocarbonyl compounds, nitrogen-containing compounds, and the like. In addition, what is disclosed by patent document 3 can be used as a silicone type polymer shown by General formula (2) containing these additives.
硬化処理温度は、ポリマーの種類やFETの耐熱温度等により異なるが、通常100℃から400℃が適しており、特に、前述した光架橋性のポリマーを用いる場合には、100℃から250℃の比較的低温で硬化処理を行なうことができる。 The curing temperature varies depending on the type of polymer and the heat resistance temperature of the FET, but is usually 100 ° C. to 400 ° C., and in particular, when the above-mentioned photocrosslinkable polymer is used, it is 100 ° C. to 250 ° C. The curing process can be performed at a relatively low temperature.
ゲート電極の周辺および上方に設けられる塗布型樹脂膜は、融点を有し、融点付近の温度で熱処理することにより高い流動性(リフロー性)を示すポリマーの硬化膜から構成されることが好ましい。即ち、ポリマーの溶液(ワニス)を塗布後、融点付近の温度(即ち、ポリマーの溶融温度以上で、かつ硬化温度未満)で熱処理することにより、塗布膜は溶融流動し、ゲート電極周辺のような基板上の段差に対する穴埋め性が向上し、ゲート電極周囲をより完全に隙間なく被覆することが可能となる。この場合、リフロー性を有するポリマーであれば、質量平均分子量は任意の範囲のものを使用することができる。特に、リフロー性を高める観点から、上記各種ポリマーの質量平均分子量は、10万以下が好ましく、1万以下のポリマーが更に好ましい。 The coating resin film provided around and above the gate electrode is preferably composed of a polymer cured film having a melting point and exhibiting high fluidity (reflowability) by heat treatment at a temperature near the melting point. That is, after coating a polymer solution (varnish), the coating film melts and flows by a heat treatment at a temperature near the melting point (that is, a temperature higher than the melting temperature of the polymer and lower than the curing temperature). The hole-filling property for the step on the substrate is improved, and the periphery of the gate electrode can be covered more completely without a gap. In this case, as long as the polymer has reflowability, a polymer having a mass average molecular weight in an arbitrary range can be used. In particular, from the viewpoint of enhancing the reflow property, the mass average molecular weight of the above various polymers is preferably 100,000 or less, and more preferably 10,000 or less.
上述のような塗布型樹脂膜は、リフロー性を有するポリマーから形成された硬化膜から構成されており、この塗布型樹脂膜の上方に第2の塗布型樹脂膜を形成することもできる。第2の塗布型樹脂膜は、リフロー性に乏しく厚膜形成が可能な超高分子量のポリマーから形成された硬化膜から構成することが好ましい。第2の塗布型樹脂膜を設けることにより、ゲート電極を被覆保護する以外に、封止樹脂などからゲート電極が受ける応力を緩和し、信頼性の向上を図ることができる。即ち、塗布型樹脂膜を構成する質量平均分子量が低いポリマーは、上述のように融点を有し、流動性(リフロー性)が高いので、基板上の段差に対する穴埋め性が向上し、構造体であるゲート部位の周囲をより完全に隙間なく被覆することが可能である。一方、第2の塗布型樹脂膜を構成する質量平均分子量が高い超高分子量のポリマーは、粘性が高いため、熱処理時の流動性が低いが、柔軟性が高く、クラック耐性もよいので、厚い膜を形成することで、封止樹脂など上層からFETに及ぼす応力を吸収し、また、耐湿防止効果もあり、トランジスタ特性の安定化および信頼性を向上させることができる。この超高分子量のポリマーの質量平均分子量は、クラック耐性の点から10万以上が好ましいが、クラック耐性と膜厚形成能があれば、特に限定されるものではない。 The coating type resin film as described above is composed of a cured film formed from a polymer having reflow properties, and a second coating type resin film can be formed above the coating type resin film. The second coating type resin film is preferably composed of a cured film formed from an ultra-high molecular weight polymer that is poor in reflow property and capable of forming a thick film. By providing the second coating type resin film, in addition to covering and protecting the gate electrode, stress applied to the gate electrode from the sealing resin or the like can be relaxed, and reliability can be improved. That is, the polymer having a low mass average molecular weight constituting the coating type resin film has a melting point as described above, and has a high fluidity (reflow property). It is possible to cover the periphery of a certain gate portion more completely without gaps. On the other hand, the ultra-high molecular weight polymer having a high mass average molecular weight constituting the second coating type resin film has a high viscosity, and thus has a low fluidity during heat treatment, but has a high flexibility and a good crack resistance. By forming the film, the stress applied to the FET from the upper layer such as a sealing resin is absorbed, and there is also a moisture resistance preventing effect, so that stabilization of transistor characteristics and reliability can be improved. The mass average molecular weight of the ultrahigh molecular weight polymer is preferably 100,000 or more from the viewpoint of crack resistance, but is not particularly limited as long as it has crack resistance and film thickness forming ability.
また、第2の塗布型樹脂膜を形成するためのシリコーン系ポリマーとして、例えば前記した一般式(1)の側鎖の置換基(R1〜R6)のうち、20%以上にアリール基を導入したポリマー、あるいは前記した一般式(2)の側鎖の置換基(R7、R8)のうち、20%以上にアリール基を導入したポリマーを用いることによって、クラック耐性を向上させることができ、1μmを超える厚膜形成が可能となる。これは、シリコーン系ポリマーのリフロー性の有無に拘わらず有効で、ゲート電極部位が比較的高い場合、リフロー性とクラック耐性を両立させる必要があるため、この手法が効果的である。 Further, as the silicone polymer for forming the second coating resin film, for example of the side-chain substituent of the general formula (1) (R 1 ~R 6 ), an aryl group or more 20% Crack resistance can be improved by using an introduced polymer or a polymer having an aryl group introduced into 20% or more of the substituents (R 7 , R 8 ) in the side chain of the general formula (2). In addition, a thick film exceeding 1 μm can be formed. This is effective regardless of the presence or absence of the reflow property of the silicone-based polymer, and when the gate electrode portion is relatively high, it is necessary to satisfy both the reflow property and the crack resistance, so this method is effective.
以下、添付の図面を参照して本発明のFETについて更に説明する。
図1は、本発明のFETの一実施態様を示す模式的構造断面図である。このFETは、GaAs半絶縁基板1と、高純度チャンネル層であるアンドープのGaAsまたはInGaAsチャネル層2と、n型AlGaAs電子供給層3と、n型GaAs層4と、ソース電極5と、ドレイン電極6と、T型ゲート電極7とから構成されている。なお、このFETの最表面層には、スパッタリング法やCVD法で形成された無機膜(シリコン窒化膜、シリコン酸化膜等)からなるパッシベーション膜(図示せず)を形成することもできる。
Hereinafter, the FET of the present invention will be further described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic structural sectional view showing an embodiment of the FET of the present invention. This FET includes a
このT型ゲート電極7部位を含む制御回路基板(FET)表面上に、上述のような前記一般式(1)及び/または(2)に表わされる組成物を含むシリコーン系ポリマー、ポリイミド系ポリマー、ポリイミドシリコーン系ポリマー、ポリアリーレンエーテル系ポリマー、ビスベンゾシクロブテン系ポリマー、ポリキノリン系ポリマー、パーフルオロ炭化水素系ポリマー、フルオロカーボン系ポリマー、芳香族炭化水素系ポリマー、フルオロカーボンとシリコーンの共重合体を、アルコール系、ケトン系、エーテル系、ハロゲン系、エステル系、ベンゼン系、アルコキシベンゼン系、環状ケトン系などの溶剤に溶解させたワニスを10nmから50μmの膜厚で塗布し、ホットプレート上で100℃ないし350℃で熱処理することにより、塗布型樹脂膜8を形成する。 On the surface of the control circuit substrate (FET) including the T-type gate electrode 7 site, a silicone-based polymer, a polyimide-based polymer containing the composition represented by the general formula (1) and / or (2) as described above, Polyimide silicone polymer, polyarylene ether polymer, bisbenzocyclobutene polymer, polyquinoline polymer, perfluorohydrocarbon polymer, fluorocarbon polymer, aromatic hydrocarbon polymer, copolymer of fluorocarbon and silicone, alcohol A varnish dissolved in a solvent such as a system, a ketone system, an ether system, a halogen system, an ester system, a benzene system, an alkoxybenzene system, or a cyclic ketone system is applied to a film thickness of 10 nm to 50 μm, By applying heat treatment at 350 ° C, -Type resin film 8.
なお、ボンディングパッド(図示せず)あるいはダイシングライン(図示せず)などを露出する必要がある場合、フォトリソグラフィーにより得たレジストパターンをマスクとして、反応性イオンエッチング装置あるいはイオンビームエッチング装置を用いて塗布型樹脂膜8とパッシベーション膜(設けた場合)を連続的にドライエッチング法により除去して形成する。反応性イオンエッチングで用いるエッチング用ガスは、樹脂膜をエッチングできるガス種なら特に限定されるものではないが、CF4、CHF3、C4F8、N2、H2、Ar、O2などからなる混合ガスを使用することが好ましい。このように、塗布型樹脂膜8の除去をドライエッチング法により行なうと、塗布型樹脂膜8とパッシベーション膜(設けた場合)を連続的に除去できるため、プロセスの簡略化ができる。塗布型樹脂膜8上のレジストをウェット除去、あるいは反応性エッチング装置、イオンビームエッチング装置、アッシング装置などを用いてドライ除去する。レジストの除去をアッシング装置により行なう場合、低圧条件かつ低パワー条件で行なえば、塗布型樹脂膜8の表面層の酸化を低減できる。特に、1トール以下の低圧条件かつ1kW以下の低パワー条件で樹脂膜の表面の酸化をより低減することができる。 When it is necessary to expose a bonding pad (not shown) or a dicing line (not shown), a reactive ion etching apparatus or an ion beam etching apparatus is used with a resist pattern obtained by photolithography as a mask. The coating type resin film 8 and the passivation film (if provided) are continuously removed by a dry etching method. The etching gas used in the reactive ion etching is not particularly limited as long as it is a gas species that can etch the resin film, but CF 4 , CHF 3 , C 4 F 8 , N 2 , H 2 , Ar, O 2, etc. It is preferable to use a mixed gas consisting of As described above, when the coating-type resin film 8 is removed by the dry etching method, the coating-type resin film 8 and the passivation film (when provided) can be continuously removed, so that the process can be simplified. The resist on the coating type resin film 8 is removed by wet removal or dry removal using a reactive etching apparatus, ion beam etching apparatus, ashing apparatus, or the like. When the resist is removed by an ashing apparatus, the oxidation of the surface layer of the coating type resin film 8 can be reduced if it is performed under a low pressure condition and a low power condition. In particular, the oxidation of the surface of the resin film can be further reduced under a low pressure condition of 1 Torr or less and a low power condition of 1 kW or less.
図1に示すような構成を有するFETは、その構造体であるT型ゲート電極7部位を塗布型樹脂膜8で完全に被覆することにより、耐湿防止や封止樹脂などのパッケージ材料からゲート部位が受ける応力を緩和できるので、利得の向上、特性の劣化抑制、高湿度下での使用安定性、信頼性の向上に貢献できる。従来のスパッタやCVD法により形成されたパッシベーション膜のみではT型ゲート電極7の部位の矩形部やT型の裏側など被覆が充分できない場合が多く、特性の劣化や信頼性の低下が問題になっていたが、この塗布型樹脂膜8で覆うことにより、これらの問題点を解消することが可能となった。 The FET having the structure as shown in FIG. 1 is formed by completely covering the T-type gate electrode 7 site, which is the structure thereof, with the coating-type resin film 8, so that the gate site can be protected from package materials such as moisture resistance prevention and sealing resin. Can relieve the stress applied to it, thereby contributing to improvement of gain, suppression of deterioration of characteristics, stability of use under high humidity, and improvement of reliability. In many cases, it is often impossible to sufficiently cover the rectangular portion of the portion of the T-type gate electrode 7 or the back side of the T-type by using only a passivation film formed by the conventional sputtering or CVD method. However, these problems can be solved by covering with the coating type resin film 8.
上述のようなポリマーの硬化膜より構成される塗布型樹脂膜8は、低誘電率と高い絶縁耐圧をもつため、制御回路に起因する電界による誤動作や、利得などの特性劣化を防止できる。また、塗布型樹脂膜8は、残留応力が低い上、緩衝作用を有するので、FET全体を封止樹脂で封止する場合には、封止樹脂からの応力を緩衝し、T型ゲート電極7の細い柱部分のクラックを抑制することができ、クラックによるFETの誤動作を防ぐことができる。また、FETの製造プロセスに耐え得る耐熱性を有しており、また、耐環境性に優れているので、制御回路の保護膜としても有効である。さらに、プレッシャークッカーテストによる信頼性評価でも、特性上の異常は認められない。 The coating-type resin film 8 composed of a cured polymer film as described above has a low dielectric constant and a high withstand voltage, and therefore can prevent malfunction due to an electric field caused by the control circuit and deterioration of characteristics such as gain. Further, since the coating type resin film 8 has a low residual stress and has a buffering action, when the whole FET is sealed with a sealing resin, the stress from the sealing resin is buffered, and the T-type gate electrode 7 It is possible to suppress cracks in the thin pillar portions of the FET, and to prevent malfunction of the FET due to cracks. In addition, it has heat resistance that can withstand the manufacturing process of the FET, and is excellent in environmental resistance, so it is also effective as a protective film for the control circuit. Furthermore, no abnormalities in the characteristics are observed even in the reliability evaluation by the pressure cooker test.
また、FETの特性、信頼性をより向上させるために、塗布型樹脂膜8は誘電率が低く、吸湿性の低いものがよい。特に、誘電率が3.2以下、吸水率が5%以下の塗布型樹脂膜8が好ましく、それらの値はより低い方が好ましい。 Further, in order to further improve the characteristics and reliability of the FET, the coating type resin film 8 preferably has a low dielectric constant and low hygroscopicity. In particular, a coating type resin film 8 having a dielectric constant of 3.2 or less and a water absorption of 5% or less is preferable, and those values are preferably lower.
なお、塗布型樹脂膜8としてシリコーン系ポリマーから形成された硬化膜を用いる場合には、下地やT型ゲート電極7部位との接着性をより向上させるため、ポリマーの分子構造中に水酸基を多く含むものが好ましい。 In the case of using a cured film formed from a silicone-based polymer as the coating type resin film 8, in order to further improve the adhesion to the base or the T-type gate electrode 7 site, many hydroxyl groups are included in the molecular structure of the polymer. The inclusion is preferred.
また、塗布型樹脂膜8として、前記一般式(1)のR1〜R6及び分子末端基を、水素原子、脂肪族アルキル基、水酸基にしたポリマー、あるいは前記一般式(2)のR7およびR8の全てを水素原子あるいは脂肪族アルキル基にしたポリマーから構成される硬化膜を用いることにより、塗布型樹脂膜8の穴埋め性が向上し、塗布型樹脂膜8と、T型ゲート電極7部位との相性がよくなり、特性を向上させることができる。特に、前記一般式(1)のR1〜R6及び分子末端基並びに前記一般式(2)のR7およびR8は、水素原子、メチル基、エチル基、水酸基が好ましい。 Further, as the coating resin film 8, a polymer in which R 1 to R 6 and the molecular end group of the general formula (1) are hydrogen atoms, aliphatic alkyl groups, and hydroxyl groups, or R 7 of the general formula (2) is used. And a cured film composed of a polymer in which all of R 8 are hydrogen atoms or aliphatic alkyl groups, the filling property of the coating resin film 8 is improved, and the coating resin film 8 and the T-type gate electrode are improved. Compatibility with 7 sites is improved, and the characteristics can be improved. In particular, R 1 to R 6 of the general formula (1), the molecular end group, and R 7 and R 8 of the general formula (2) are preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a hydroxyl group.
また、塗布型樹脂膜8として、前記一般式(2)のR9〜R12の末端の置換基の全てを水素原子にしたポリマーから構成される硬化膜を用いることにより、下地との密着性を向上させることができる。 Further, as the coating type resin film 8, by using a cured film composed of a polymer in which all the substituents at the terminals of R 9 to R 12 in the general formula (2) are hydrogen atoms, adhesion to the base is achieved. Can be improved.
なお、1μm以上の膜厚の塗布型樹脂膜を形成する場合、一般式(1)においては、R1〜R6のうち20%以上が、一般式(2)においては、R7およびR8のうち20%以上がフェニル基などのアリール基であるポリマーが好ましく、シリコーン系ポリマーの質量平均分子量を5万以上にすれば、厚膜の際のクラック耐性が向上するのでさらに好ましい。 When a coating type resin film having a thickness of 1 μm or more is formed, 20% or more of R 1 to R 6 in the general formula (1), and R 7 and R 8 in the general formula (2). Among them, a polymer in which 20% or more is an aryl group such as a phenyl group is preferable, and a silicone polymer having a mass average molecular weight of 50,000 or more is more preferable because crack resistance at the time of thick film is improved.
また、質量平均分子量が10万以下のポリマーは、融点を持っているため、そのワニスを塗布後に融点付近(即ち、ポリマーの溶融温度以上でかつ硬化温度未満)で熱処理することで、塗布膜は段差の低い方向へ溶融流動(リフロー)するので、穴部を樹脂膜で効率よく埋め込むことができ、T型ゲート電極7と下地との隙間に樹脂膜が完全に入り込んだ状態にすることができる。特に、1,000〜10,000の質量平均分子量のポリマーはリフロー性が非常に高いので、好ましく用いることができる。ただし、塗布膜厚がT型ゲート電極7の高さより薄い場合には、T型ゲート電極7の上部に塗布型樹脂膜8が形成されない場合もある。 In addition, since the polymer having a mass average molecular weight of 100,000 or less has a melting point, the coating film is obtained by applying a heat treatment in the vicinity of the melting point (that is, higher than the melting temperature of the polymer and lower than the curing temperature) after applying the varnish. Since the melt flow (reflow) is performed in a direction where the level difference is low, the hole can be efficiently filled with the resin film, and the resin film can be completely inserted into the gap between the T-type gate electrode 7 and the base. . In particular, a polymer having a mass average molecular weight of 1,000 to 10,000 has a very high reflow property and can be preferably used. However, when the coating film thickness is thinner than the height of the T-type gate electrode 7, the coating-type resin film 8 may not be formed on the T-type gate electrode 7.
なお、塗布型樹脂膜8を一度塗りで塗布して、T型ゲート電極7と下地との隙間を充分に埋めることができない場合には、厚膜で塗布するか、多層塗りすることで改善できる。多層塗りの場合、同一のワニスを用いて行なってもよく、粘度の異なるワニス、あるいは異なるポリマーで構成されるワニスを用いて行なっても構わない。ただし、多層塗りの際、先に形成されている塗布型樹脂膜とミキシングしないように、成膜の度にポストベークを行なうか、先に形成されている塗布型の樹脂膜が溶解しない溶媒で調製されているワニスを用いる必要がある。 If the application type resin film 8 is applied once and the gap between the T-type gate electrode 7 and the base cannot be sufficiently filled, it can be improved by applying a thick film or applying multiple layers. . In the case of multilayer coating, the same varnish may be used, or varnishes having different viscosities or different polymers may be used. However, during multi-layer coating, post-baking is performed each time the film is formed so that it does not mix with the previously formed coating resin film, or a solvent that does not dissolve the previously formed coating resin film. It is necessary to use a varnish that has been prepared.
また、前記ワニスを塗布する前に下地の表面をシランカップリング剤を含有する溶液等により処理し、下地と塗布型樹脂膜との密着性を強化することもできる。 Moreover, before apply | coating the said varnish, the surface of a foundation | substrate can be processed with the solution etc. which contain a silane coupling agent, and the adhesiveness of a foundation | substrate and a coating type resin film can also be strengthened.
図2は、本発明のFETの他の実施態様を示す模式的構造断面図である。このFETは、塗布型樹脂膜を成膜する前は、制御回路のゲート電極がY型ゲート電極9である以外は図1と同じ構成である。制御回路上には、Y型ゲート電極9部位を完全に被覆保護する塗布型樹脂膜8が設けられており、さらに、塗布型樹脂膜8の上層には、厚膜の第2の塗布型樹脂膜10が設けてある。
FIG. 2 is a schematic structural sectional view showing another embodiment of the FET of the present invention. This FET has the same configuration as that shown in FIG. 1 except that the gate electrode of the control circuit is the Y-
図2に示すFETの製造方法が上述の方法と異なるのは、塗布型樹脂膜8の上層に、第2の塗布型樹脂膜10を設けて封止樹脂などのパッケージ材料からFETが受ける応力をより緩和し、かつFETの耐湿性をより向上させ、デバイスの特性安定化と信頼性向上を図っている点である。
The FET manufacturing method shown in FIG. 2 differs from the above-described method in that the stress applied to the FET from the package material such as the sealing resin is provided by providing the second
まず、上述の方法と同様にして、制御回路が表面上に、上述の方法で塗布型樹脂膜8を成膜し、構造体であるY型ゲート電極9部位周辺を隙間なく被覆保護する。第2の塗布型樹脂膜10もまた上記ポリマーからなるワニスを用いて形成することができ、塗布型樹脂膜8のワニスを構成するベースポリマーと同一でも異なっていても構わない。第2の塗布型樹脂膜10のワニスを塗布する前に、下地となる塗布型樹脂膜8の表面をシランカップリング剤を含有する溶液等により処理し、塗布型樹脂膜8と、第2の塗布型樹脂膜10との密着性を強化することもできる。
First, in the same manner as described above, the control circuit forms the coating type resin film 8 on the surface by the method described above, and covers and protects the periphery of the Y-
第2の塗布型樹脂膜10は、塗布型樹脂膜8と同等以上の膜厚で形成される。膜厚は、1μmから50μmが好ましく、封止樹脂からの応力を緩衝する機能と、パッドやダイシングラインの加工プロセスの面から、3μmから10μmが更に好ましい。ワニスを塗布後は、ホットプレート上で100℃〜350℃で熱処理を行ない、第2の塗布型樹脂膜10を塗布型樹脂膜8上に形成する。
The second
第2の塗布型樹脂膜10は、厚膜が必要であり、塗布型樹脂膜8のような穴埋め性は必要がない。質量平均分子量が高い超高分子量のポリマーは粘性が高いため、熱処理時の流動性が低いが、柔軟性が良好で、クラック耐性もよいので、厚膜を形成することで、封止樹脂など上層からトランジスタに及ぼす応力を吸収し、また、耐湿防止効果もあり、トランジスタ特性の安定化および信頼性を向上させることができる。この超高分子量のポリマーの質量平均分子量は、クラック耐性の点から、10万以上が好ましいが、クラック耐性と厚膜形成能があれば、特に限定されるものではない。
The second coating-
なお、ボンディングパッド(図示せず)あるいはダイシングライン(図示せず)などを露出する必要がある場合には、上述と同様にフォトリソグラフィーにより得たレジストパターンをマスクとして、反応性イオンエッチング装置あるいはイオンビームエッチング装置を用いて塗布型樹脂膜8、第2の塗布型樹脂膜10とパッシベーション膜(設けた場合)を連続的にドライエッチング法により除去して形成する。
When it is necessary to expose a bonding pad (not shown) or a dicing line (not shown), a reactive ion etching apparatus or ion using a resist pattern obtained by photolithography as a mask as described above. The coating type resin film 8, the second coating
連続的にドライエッチングする方法の代わりに、第2の塗布型樹脂膜10を現像処理により除去した後、塗布型樹脂膜8のパターンをマスクにして、塗布型樹脂膜8とパッシベーション膜(設けた場合)をドライエッチングにより除去してもよい。第2の塗布型樹脂膜10の現像処理によるパターン形成は、フォトリソグラフィーにより得たレジストパターンをマスクにして、第2の塗布型樹脂膜10専用の現像液で、浸漬現像、あるいはスピン現像を行なった後、その樹脂膜専用のリンス液で洗浄することにより行なうことができる。
Instead of the continuous dry etching method, the second coating
さらに、第2の塗布型樹脂膜10の膜形成に上述の感光性ポリマーよりなるワニスを用いた場合には、ワニスを塗布後、100℃〜250℃で熱処理し、次に、所望のパターンを有するガラスマスクを用いて上方より、照射して露光し、光の非照射部分の第2の塗布型樹脂膜10を現像処理で除去し、最後に100℃〜450℃でポストベークを行なって、第2の塗布型樹脂膜10を硬化させる。これにより所定の部分が開口した平坦化した第2の塗布型樹脂膜10が得られる。第2の塗布型樹脂膜10のパターンをマスクにして、塗布型樹脂膜8とパッシベーション膜(設けた場合)をドライエッチングにより除去してもよい。この感光性ワニスの硬化膜を第2の塗布型樹脂膜10に用いた場合、レジストパターン形成工程を省くことができ、短時間でしかも安定にパターンを転写することができるので、プロセスの簡略化、低コスト化に寄与できる。
Further, when a varnish made of the above-described photosensitive polymer is used for film formation of the second coating
本発明における塗布型樹脂膜8および第2の塗布型樹脂膜10の塗布方法としては、特に限定されるものではないが、例えば回転塗布法、スプレー塗布法、スクリーン印刷法、ディップコート(浸漬引き上げ)法、ポッティング(滴下)法、インクジェット法やディスペンサー法を適用することができる。
The coating method of the coating type resin film 8 and the second coating
図1に記載のFETの塗布型樹脂膜8として、下記の各種樹脂ワニスを制御回路上(FET表面)に塗布して、T型ゲート電極7下部の埋め込み性、利得特性の改善の有無、ヒートサイクル試験(−45℃=130℃、1000サイクル)、耐湿試験(130℃/85%RH/2気圧1000時間)を実施し、評価を実施した。 As the coated resin film 8 of the FET shown in FIG. 1, the following various resin varnishes are coated on the control circuit (the surface of the FET), the embedding property under the T-type gate electrode 7, the presence or absence of improvement in gain characteristics, heat A cycle test (−45 ° C. = 130 ° C., 1000 cycles) and a moisture resistance test (130 ° C./85% RH / 2 atm. 1000 hours) were carried out for evaluation.
<実施例1>
フルオロカーボン系ポリマー(誘電率=2.1)をパーフルオロオクタンに20質量%になるように溶解したワニスを、毎分3000回転の速度で回転塗布し、ホットプレート上で120℃で1分間熱処理して乾燥させ表面処理した。さらに、オーブン中で350℃で1時間ポストベークを行ない、完全に硬化させることにより、約2μmの膜厚のフルオロカーボン系ポリマーの硬化膜よりなる塗布型樹脂膜を形成した。SEMでの断面評価から、T型ゲート電極下部に僅かな隙間が残存している以外は、T型ゲート電極を被覆することができた。これは、フルオロカーボン系ポリマーのリフロー性(流動性)が低いこと、フルオロカーボン系ポリマー自身の粘性が高いことが起因したものと考えられる。このFETの利得は、0.2dB増大し、雑音指数は0.05dB低下し、特性の著しい改善が見られ、ヒートサイクル試験、耐湿試験後も特性の劣化が認められなかった。
<Example 1>
A varnish in which a fluorocarbon polymer (dielectric constant = 2.1) is dissolved in perfluorooctane so as to be 20% by mass is spin-coated at a speed of 3000 rpm and heat-treated on a hot plate at 120 ° C. for 1 minute. And dried and surface-treated. Further, post-baking was carried out at 350 ° C. for 1 hour in an oven to completely cure, thereby forming a coated resin film made of a cured fluorocarbon polymer film having a thickness of about 2 μm. From the cross-sectional evaluation by SEM, the T-type gate electrode could be covered except that a slight gap remained below the T-type gate electrode. This is considered to be due to the low reflow property (fluidity) of the fluorocarbon polymer and the high viscosity of the fluorocarbon polymer itself. The gain of this FET increased by 0.2 dB, the noise figure decreased by 0.05 dB, and the characteristics were remarkably improved. No deterioration of the characteristics was observed after the heat cycle test and moisture resistance test.
<実施例2>
上記一般式(1)の側鎖R1〜R6が全てメチル基で、質量平均分子量が2.5万、k/l/m/n=0/75/25/0のシリコーン系ポリマー(誘電率=2.8;融点=90℃)をメタノールに20質量%になるように溶解したワニスを、毎分2000回転の速度で回転塗布し、約0.6μmの塗布膜厚を得た。この後、ホットプレート上で、このシリコーン系ポリマーの融点付近の120℃から200℃で熱処理を行ない、シリコーン系ポリマーをリフローさせ、T型ゲート電極部位周辺を隙間なく被覆した。但し、T型ゲート電極上層で僅かに段差が残った。次に、窒素雰囲気下のオーブン中で250℃で1時間ポストベークを行ない、完全に硬化させた。このFETの利得は、0.4dB増大し、雑音指数は、0.1db低下し、特性の著しい改善が見られ、ヒートサイクル試験、耐湿試験後も特性の劣化は認められなかった。
<Example 2>
In the above general formula (1), the side chains R 1 to R 6 are all methyl groups, the weight average molecular weight is 25,000, and k / l / m / n = 0/75/25/0 silicone-based polymer (dielectric A varnish obtained by dissolving 20% by mass in methanol at a rate of 2.8; melting point = 90 ° C. was spin-coated at a speed of 2000 rpm to obtain a coating film thickness of about 0.6 μm. Thereafter, heat treatment was performed on the hot plate at 120 ° C. to 200 ° C. near the melting point of the silicone polymer, the silicone polymer was reflowed, and the periphery of the T-type gate electrode portion was covered without a gap. However, a slight step remained in the upper layer of the T-type gate electrode. Next, post-baking was performed in an oven under a nitrogen atmosphere at 250 ° C. for 1 hour to completely cure. The gain of this FET was increased by 0.4 dB, the noise figure was decreased by 0.1 db, and the characteristics were remarkably improved. No deterioration of the characteristics was observed after the heat cycle test and the moisture resistance test.
<実施例3>
上記一般式(2)の側鎖R7およびR8のうち10モル%がビニル基で、残余がフェニル基であり、R9、R10、R11およびR12が水素原子(水酸基)である、質量平均分子量が2000のシリコーン系ポリマー(誘電率=3.1;融点=100℃)をメトキシベンゼンに10質量%になるように溶解し、さらにこのポリマーに対して0.5質量%のγ−(アクリロキシプロピル)トリメトキシシランを加えたワニスを調製した。このワニスを毎分2500回転の速度で回転塗布し、窒素雰囲気下のクリーンオーブン中で150℃で30分間熱処理してリフローさせた。膜厚1.3μmのシリコーン系ポリマーの塗布膜を形成した。その後、窒素雰囲気下のクリーンオーブン中で250℃で1時間ポストベークを行ない、完全に硬化させた。これによって、T型ゲート電極部位周辺を隙間なく被覆することができ、さらにT型ゲート電極上層では十分な平坦化が得られた。このFETの利得は0.8dB増大し、雑音指数は0.15dB低下し、特性の著しい改善が見られ、ヒートサイクル試験、耐湿試験後も特性の劣化が認められなかった。
<Example 3>
Of the side chains R 7 and R 8 in the general formula (2), 10 mol% is a vinyl group, the remainder is a phenyl group, and R 9 , R 10 , R 11 and R 12 are hydrogen atoms (hydroxyl groups). , A silicone polymer having a mass average molecular weight of 2000 (dielectric constant = 3.1; melting point = 100 ° C.) was dissolved in methoxybenzene so as to be 10% by mass, and 0.5% by mass of γ A varnish to which-(acryloxypropyl) trimethoxysilane was added was prepared. This varnish was spin-coated at a rate of 2500 rpm, and was reflowed by heat treatment at 150 ° C. for 30 minutes in a clean oven under a nitrogen atmosphere. A silicone polymer coating film having a thickness of 1.3 μm was formed. Thereafter, post-baking was performed at 250 ° C. for 1 hour in a clean oven under a nitrogen atmosphere to completely cure. As a result, the periphery of the T-type gate electrode portion can be covered without a gap, and sufficient flattening can be obtained in the upper layer of the T-type gate electrode. The gain of this FET was increased by 0.8 dB, the noise figure was decreased by 0.15 dB, the characteristics were remarkably improved, and no deterioration of the characteristics was observed after the heat cycle test and the moisture resistance test.
次に、図2の塗布型樹脂膜8および第2の塗布型樹脂膜10として、下記の各種樹脂ワニスを制御回路上に塗布して、Y型ゲート電極下部の埋め込み性、利得特性の改善の有無、ヒートサイクル試験(−45℃=130℃、1000サイクル)、耐湿試験(130℃/85%RH/2気圧、1000時間)を実施し、評価を実施した。
Next, as the coating resin film 8 and the second
<実施例4>
まず、上記一般式(2)の側鎖R7およびR8が全てメチル基で、末端のR9〜R12が水素原子で、質量平均分子量が7000のシリコーン系ポリマー(誘電率=2.7;融点=85℃)を酢酸ブチルに10質量%になるように溶解させた塗布型樹脂膜8用のワニス(a)と、上記一般式(2)の側鎖R7およびR8が全てフェニル基で、末端のR9〜R12が水素原子で、質量平均分子量が15.7万のシリコーン系ポリマーをメトキシベンゼンに20質量%になるように溶解させた第2の塗布型樹脂膜10用のワニス(b)と、γ−アミノプロピルトリメトキシシランを1質量%含む水溶液(c)を予め調製した。
<Example 4>
First, the side chain R 7 and R 8 in the general formula (2) are all methyl groups, terminal R 9 to R 12 are hydrogen atoms, and a silicone-based polymer having a weight average molecular weight of 7000 (dielectric constant = 2.7). The melting point = 85 ° C.) and the varnish (a) for the coating type resin film 8 dissolved in butyl acetate so as to be 10% by mass, and the side chains R 7 and R 8 in the general formula (2) are all phenyl In the second
ワニス(a)を制御回路上に、毎分1500回転の速度で回転塗布し、窒素雰囲気下のクリーンオーブン中で室温から300℃まで、毎分10℃で昇温しながら熱処理した。300℃では1時間保持した。膜厚0.8μmの塗布型樹脂膜8を形成した。塗布型樹脂膜8によって、Y型ゲート電極9部位周辺を隙間なく被覆することができ、さらにY型ゲート電極9上層では十分な平坦化が得られた。
The varnish (a) was spin-coated on the control circuit at a rate of 1500 revolutions per minute, and heat-treated in a clean oven under a nitrogen atmosphere from room temperature to 300 ° C. while raising the temperature at 10 ° C. per minute. It was kept at 300 ° C. for 1 hour. A coating type resin film 8 having a thickness of 0.8 μm was formed. The coating-type resin film 8 could cover the periphery of the Y-
次に、密着性を強化するため水溶液(c)を、毎分2000回転の速度で塗布型樹脂膜8上に回転塗布し、ホットプレート上で110℃で2分間熱処理を行なった後、ワニス(b)を約10μmの膜厚になるように毎分1800回転の速度で回転塗布し、ホットプレート上135℃の熱処理を行なった。その後、窒素雰囲気下のクリーンオーブン中で320℃で1時間ポストベークを行い、完全に硬化させ、第2の塗布型樹脂膜10を形成した。この厚膜の第2の塗布型樹脂膜10を形成することで、封止樹脂から受ける応力を大幅に緩衝させることができ、このFETの利得は1.5dB増大し、雑音指数は0.3dB低下し、特性の著しい改善が見られた。また、ヒートサイクル試験、耐湿試験後も特性の劣化が認められなかった。さらに、ウエハ面内の各チップの特性バラツキも著しく低下した。
Next, in order to reinforce the adhesion, the aqueous solution (c) is spin-coated on the coating type resin film 8 at a speed of 2,000 revolutions per minute, heat-treated at 110 ° C. for 2 minutes on a hot plate, and then varnish ( b) was spin-coated at a speed of 1800 revolutions per minute so as to have a film thickness of about 10 μm, and a heat treatment at 135 ° C. was performed on the hot plate. Thereafter, post-baking was performed at 320 ° C. for 1 hour in a clean oven under a nitrogen atmosphere, and the film was completely cured to form a second coating
<実施例5>
上記一般式(1)の側鎖R1〜R6のうち、15%がアリル基、残りがフェニル基で、質量平均分子量が1.5万、k/l/m/n=10/60/25/5のシリコーン系ポリマー(誘電率=3.2;融点=130℃)をジメトキシベンゼンに12質量%になるように溶解したワニス(a)と、上記一般式(2)の側鎖R7およびR8のうち、20モル%がメタクリロイルプロピル基で、残りがフェニル基であり、末端のR9〜R12がメチル基である質量平均分子量が28万のシリコーン系ポリマーをN−メチルピロリドンに10質量%になるように溶解させ、さらに、このポリマーに対して5質量%の2,6−ビス(4’−アジドベンザル)メチルシクロヘキサノンを加えたワニス(b)を予め調製した。
<Example 5>
Of the side chains R 1 to R 6 of the general formula (1), 15% are allyl groups, the rest are phenyl groups, the weight average molecular weight is 15,000, k / l / m / n = 10/60 / A varnish (a) obtained by dissolving a 25/5 silicone polymer (dielectric constant = 3.2; melting point = 130 ° C.) in dimethoxybenzene so as to be 12% by mass, and a side chain R 7 of the above general formula (2) And R 8 , a silicone polymer having a weight average molecular weight of 280,000, wherein 20 mol% is a methacryloylpropyl group, the rest is a phenyl group, and R 9 to R 12 at the terminals are methyl groups is converted to N-methylpyrrolidone. A varnish (b) in which 5% by mass of 2,6-bis (4′-azidobenzal) methylcyclohexanone was added to the polymer and dissolved in an amount of 10% by mass was prepared in advance.
ワニス(a)を制御回路上に、毎分3000回転の速度で回転塗布し、窒素雰囲気下のクリーンオーブン中で室温から350℃まで、毎分10℃で昇温しながら熱処理した。300℃では1時間保持した。膜厚1.2μmの塗布型樹脂膜8を形成した。塗布型樹脂膜8によって、Y型ゲート電極9部位周辺を隙間なく被覆することができ、さらにY型ゲート電極9上層では十分な平坦化が得られた。
Varnish (a) was spin-coated on the control circuit at a speed of 3000 rpm, and heat-treated in a clean oven under a nitrogen atmosphere from room temperature to 350 ° C. while raising the temperature at 10 ° C./min. It was kept at 300 ° C. for 1 hour. A coating resin film 8 having a thickness of 1.2 μm was formed. The coating-type resin film 8 could cover the periphery of the Y-
次に、塗布型樹脂膜8上に、ワニス(b)を約6μm膜厚になるように毎分2000回転の速度で回転塗布し、ホットプレート上で135℃で熱処理を行って第2の塗布型樹脂膜10を形成した。さらに、コンタクトホールやダイシングラインなどの所要のパターンを有するフォトマスクを通して、超高圧水銀灯を光源とする紫外線を500mJ/cm2の出力で密着露光した。
続いて、メトキシベンゼン/キシレン=1/4(体積比)の現像液で、未露光部分を溶解除去し、キシレンで洗浄することで、シリコーン系樹脂膜のパターニングを完了させた。その後にオーブン中で窒素雰囲気下、250℃で1時間ポストベークを行い、完全に硬化させ、塗布型樹脂膜10のパターンを形成した。
次に、第2の塗布型樹脂膜10のパターンをマスクとして、塗布型樹脂膜8およびパッシベーション膜(設置されている場合)をドライエッチング法で連続的に除去した。ドライエッチング法は、シリコーン系樹脂膜に影響のない方法であれば、特に限定しないが、反応性イオンエッチング法あるいはイオンヒームエッチング法を用い、ドライエッチング用ガスは、CF4/O2/Arの混合比が5/3/2のガスを用いて行った。このようにして、2層構造の塗布型樹脂膜8および第2の塗布型樹脂膜10のパターン形成を完了させた。
Next, the varnish (b) is spin-coated on the coating type resin film 8 at a speed of 2000 rpm so as to have a film thickness of about 6 μm, and heat treatment is performed on the hot plate at 135 ° C. for the second coating. A
Subsequently, patterning of the silicone-based resin film was completed by dissolving and removing unexposed portions with a developing solution of methoxybenzene / xylene = 1/4 (volume ratio) and washing with xylene. Thereafter, post baking was performed at 250 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere in an oven, and the film was completely cured to form a pattern of the coating
Next, using the pattern of the second
このFETの利得は2.0dB低下し、特性の著しい改善が見られた。また、ヒートサイクル試験、耐湿試験後も特性の劣化は認められなかった。さらに、ウエハ面内の各チップの特性バラツキも著しく低下した。実施例4と同様の効果が得られるとともに、レジストパターン形成工程を省くことができるので、プロセスの簡略化、低コスト化に寄与できる。 The gain of this FET was reduced by 2.0 dB, and the characteristics were significantly improved. In addition, no deterioration of the characteristics was observed after the heat cycle test and the moisture resistance test. Furthermore, the characteristic variation of each chip in the wafer surface was significantly reduced. While the same effects as those of the fourth embodiment can be obtained and the resist pattern forming step can be omitted, the process can be simplified and the cost can be reduced.
1 GaAs半絶縁基板、2 GaAsまたはInGaAsチャネル層、3 n型AlGaAs層、4 n型GaAs層、5 ソース電極、6 ドレイン電極、7 T型ゲート電極、8 塗布型樹脂膜、9 Y型ゲート電極、10 第2の塗布型樹脂膜。
1 GaAs semi-insulating substrate, 2 GaAs or InGaAs channel layer, 3 n-type AlGaAs layer, 4 n-type GaAs layer, 5 source electrode, 6 drain electrode, 7 T-type gate electrode, 8 coated resin film, 9 Y-
Claims (5)
前記制御回路基板と前記封止樹脂との間に塗布型樹脂膜を介在させることを特徴とする電界効果型トランジスタ。 In a field effect transistor comprising a control circuit substrate having a gate electrode having a trapezoidal structure, a T-shaped structure or a Y-shaped structure, and a sealing resin,
A field effect transistor comprising a coating resin film interposed between the control circuit substrate and the sealing resin.
前記シリコーン系ポリマーは、一般式(1):
一般式(2):
で表わされることを特徴とする請求項2に記載の電界効果型トランジスタ。 The coating resin film is composed of a cured film of a silicone-based polymer,
The silicone polymer has the general formula (1):
The field effect transistor according to claim 2, wherein
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005280048A JP2007095785A (en) | 2005-09-27 | 2005-09-27 | Field effect transistor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005280048A JP2007095785A (en) | 2005-09-27 | 2005-09-27 | Field effect transistor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007095785A true JP2007095785A (en) | 2007-04-12 |
Family
ID=37981155
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005280048A Pending JP2007095785A (en) | 2005-09-27 | 2005-09-27 | Field effect transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007095785A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011029372A (en) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Diamond thin film and diamond field effect transistor |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04213364A (en) * | 1990-11-22 | 1992-08-04 | Mitsubishi Electric Corp | Silicone resin composition |
JPH05275455A (en) * | 1992-03-27 | 1993-10-22 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device and its manufacture |
JPH0883813A (en) * | 1994-09-09 | 1996-03-26 | Mitsubishi Electric Corp | High-frequency semiconductor device and its manufacture |
JPH10319597A (en) * | 1997-05-23 | 1998-12-04 | Mitsubishi Electric Corp | Photosensitive silicone ladder polymer composition and method for transferring pattern to this composition and semiconductor device using this composition |
-
2005
- 2005-09-27 JP JP2005280048A patent/JP2007095785A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04213364A (en) * | 1990-11-22 | 1992-08-04 | Mitsubishi Electric Corp | Silicone resin composition |
JPH05275455A (en) * | 1992-03-27 | 1993-10-22 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device and its manufacture |
JPH0883813A (en) * | 1994-09-09 | 1996-03-26 | Mitsubishi Electric Corp | High-frequency semiconductor device and its manufacture |
JPH10319597A (en) * | 1997-05-23 | 1998-12-04 | Mitsubishi Electric Corp | Photosensitive silicone ladder polymer composition and method for transferring pattern to this composition and semiconductor device using this composition |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011029372A (en) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Diamond thin film and diamond field effect transistor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102380068B1 (en) | Resin composition, cured film, semiconductor device, and manufacturing method thereof | |
TWI496242B (en) | Patternable low-k dielectric interconnect structure with a graded cap layer and method of fabrication | |
JP4918968B2 (en) | Positive photosensitive resin composition, pattern manufacturing method, and electronic component | |
US8227336B2 (en) | Structure with self aligned resist layer on an interconnect surface and method of making same | |
US8642246B2 (en) | Compositions, coatings and films for tri-layer patterning applications and methods of preparation thereof | |
KR100893120B1 (en) | Top coat for lithography processes | |
US20110117746A1 (en) | Coating composition and pattern forming method | |
CN106462057A (en) | Resin composition, cured film and patterned cured film formed from same, method for producing cured film, and method for producing patterned cured film | |
WO2010032796A1 (en) | Composition for forming side wall | |
WO2006073115A1 (en) | Silicon-containing photosensitive composition, method for forming thin film pattern using same, protective film for electronic device, gate insulating film and thin film transistor | |
US10892184B2 (en) | Photobucket floor colors with selective grafting | |
JP2005294525A (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
CN110073476B (en) | Thin film transistor substrate having protective film and method for manufacturing the same | |
JP2006128543A (en) | Method for manufacturing electronic device | |
US5924005A (en) | Process for forming a semiconductor device | |
JP5099979B2 (en) | Negative photosensitive resin composition, pattern manufacturing method, and electronic component | |
KR20040049801A (en) | Insulation Film | |
TW201916192A (en) | Method for forming semiconductor structure | |
Ganrou et al. | Stress-buffer and passivation processes for Si and GaAs IC's and passive components using photosensitive BCB: Process technology and reliability data | |
JPH0463883A (en) | Coating solution composition containing silicone ladder resin | |
JP3941505B2 (en) | Sensor element and manufacturing method thereof | |
WO2021069708A1 (en) | Positive tone photoresist formulation using crosslinkable siloxane compounds | |
US6716741B2 (en) | Method of patterning dielectric layer with low dielectric constant | |
JP2007095785A (en) | Field effect transistor | |
CN113632007A (en) | Positive resist composition and method for producing resist pattern using same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100427 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101214 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20110412 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |