KR100410807B1

KR100410807B1 - 금속(ⅱ)-알칸올아민 유도체 및 그 제조방법과 그 용도 및이를 이용한 박막 증착법

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Publication number: KR100410807B1
Application number: KR10-2000-0081190A
Authority: KR
Inventors: 신구; 최지윤; 맹정은
Original assignee: 신구
Priority date: 2000-12-23
Filing date: 2000-12-23
Publication date: 2003-12-18
Also published as: KR20020051717A

Abstract

본 발명은 하기의 화학식 1 내지 4로 표시되는 금속(II) 착화합물 및 그 제조방법과 그 용도 및 이를 이용한 박막 증착법에 관한 것으로서, 고가의 고진공 장비를 사용할 필요가 없이 용액성장법을 이용하여 간단하고도 효율적으로 금속 박막을 증착시킬 수가 있다.

[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

위 식에서, M은 Pt, Pd, Au, Cu, Ru, Rh, Ir, Ta, Ti, 또는 W이고, L은 S(O)R₁R₁′이며, 여기서 R₁및 R₁′은 상호 동일 또는 상이한 C_1-10알킬이고, L′는 NR₂R₃(CH₂)_nOH, NR₄[(CH₂)_nOH]₂또는 N[(CH₂)_nOH]₃이며, 여기서 R₂, R₃, R₄는 각기 독립적으로 H 또는 C_1-10알킬이고, n=1∼5의 정수이며, X는 각각 독립적으로 Cl^-, Br^-, I^-, NO₂ ^-및, CH₃COO^-로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나의 -1가 음이온이다.

Description

금속(Ⅱ)-알칸올아민 유도체 및 그 제조방법과 그 용도 및 이를 이용한 박막 증착법{METAL(Ⅱ)-ALKANOLAMINE DERIVATIVES, PREPARING METHOD THEREOF, THE USE AND THIN FILM DEPOSITION METHOD USING THE SAME}

본 발명은 하기의 화학식 1 내지 4로 표시되는 금속(Ⅱ) 착화합물 및 그 제조방법과 그 용도 및 이를 이용한 박막 증착법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 고가의 고진공 장비를 사용할 필요가 없이 용액성장법을 이용하여 간단하고도 효율적으로 백금 박막을 증착시킬 수가 있는 신규한 금속(Ⅱ)-알칸올아민 유도체 및 그 제조방법과 금속 박막 증착제로서의 용도 및 이 유도체를 이용한 박막 증착법에 관한 것이다.

식에서, M은 Pt, Pd, Au, Cu, Ru, Rh, Ir, Ta, Ti, 또는 W이고, L은 S(O)R₁R₁′이며, 여기서 R₁및 R₁′은 상호 동일 또는 상이한 C_1-10알킬이고, L′는 NR₂R₃(CH₂)_nOH, NR₄[(CH₂)_nOH]₂또는 N[(CH₂)_nOH]₃이며, 여기서 R₂, R₃, R₄는 각기 독립적으로 H 또는 C_1-10알킬이고, n=1∼5의 정수이며, X는 각각 독립적으로 Cl^-, Br^-, I^-, NO₂ ^-및, CH₃COO^-로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나의 -1가 음이온이다.

근래 반도체 기술의 급속한 발전에 따라 고 유전율을 갖는 재료에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 차세대 고유전율 박막재료로 각광받고 있는 물질로는 백금, 금, 팔라듐 등과 같은 금속 전극이 이용되고 있으며, 종래 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition, CVD), 스퍼터링법(Sputtering), 진공증착법(Evaporation) 등이 널리 이용하고 있으나, 단차 피복 등이 문제점으로 나타나고 있다. 특히, 백금, 티탄 등은 녹는점이 매우 높아 열적으로 안정하며 쉽게 산화하지 않아 계면활성막을 형성하지 않으므로 고유전 박막 재료로서 우수한 성질을 갖고 있어 박막 재료로서의 그 활용도가 커지고 있다. 특히, 백금 박막의 증착에 관한 연구로서, Pt(acac)₂(acac=acetylacetonato), Pt(CO)₂Cl₂, Pt(PF₃)₄등을 이용하여 Si 기판 위에 백금 박막을 증착한 예가 보고되고 있으며, 새로운 Pt 유기화합물의 합성이 진행되고 있으나, 백금 박막의 증착 실험에 있어서 변수 조절에 의한 박막 물성의 변화나 고유전율 박막의 전극으로 응용한 연구는 아직 미비한 실정이다.

Pt, Ru, Rh, Pd, Ir 등과 같은 금속은 내식성이 강하며 촉매 효과가 큰 물질로 알려져 있다. 특히, 백금 및 팔라듐은 비교적 다른 금속에 비해 내산화성이 강하여 강 유전체 및 고유전율 박막의 전극으로 많이 이용되고 있다. 현재까지 백금 등의 화학 기상 증착법을 비롯한 박막에 관한 연구는 소수의 연구자에게만 보고될 정도로 아직은 전세계적으로 본격적인 시작은 이루어지지 않고 있다. 문헌에 보고된 박막 증착 원료로서의 유기원료들에 대한 백금 박막 증착시 일반적으로 요구되는 녹는점은 140-200℃ 정도이며, 증착온도는 400-600℃정도로 알려져 있다. 지금까지 알려진 여러 다양한 박막 증착법에 의한 박막 증착시, 스퍼터링법의 경우 고전압과 희가스를 도입할 필요가 있고 이에 따른 장치 또한 매우 복잡하다는 단점을 가지고 있다. 종래 널리 사용되고 있는 진공 증착법에 사용되는 장치를 도 9에 도시하였다. 이 장치는 감압실(10) 내에 가열 필라멘트(11)에 의하여 가열되는 Mo이나 Ta 등의 증발원(12)을 설치하고 기판(13)을 이에 대향시킨 다음, 진공 펌프를 이용하여 감압실(10)내의 공기를 5×10^-6Torr 이하로 감압시킨 후, 전류를 통과시켜 증착시키게 된다. 그러나, 이 방법은 박막과 기판과의 접착력이 약한 경우가 많고 재현성이 열등하며 실용적으로 널리 사용되고 있는 Pt, Ta, Ti, W등에 적용하기가 곤란한 단점이 있다. 한편, 화학기상 증착법의 경우에는 출발원료의 가격이 고가이며, 사용 원료들의 기하 온도 이하에서 안정성을 보장할 수 없다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 첫 번째 목적은, 금속 박막 증착, 특히 고가의 진공 설정 장비 등이 불필요한 용액성장법을 적용할 수가 있는 신규한 금속(II) 착화합물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 두 번째 목적은, 상기한 본 발명의 첫 번째 목적에 따른 신규한 금속(II) 착화합물의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 세 번째 목적은, 상기한 본 발명의 첫 번째 목적에 따른 신규한 금속(II) 착화합물의 박막 증착용으로의 사용 용도를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 네 번째 목적은, 금속 박막 증착시 고가의 고진공 장비의 사용이 불필요한, 첫 번째 목적에 따른 금속(II) 착화합물을 이용한 박막 증착법을 제공하기 위한 것이다.

도 1은trans-Pt(DMSO)(NH₂CH₂CH₂OH)Cl₂에 대한 ORTEP(Oak Ridge Thermal Elipsoid Plot)도이다.

도 2는 Pt(DMSO)(N(CH₃)₂CH₂CH₂O)Cl에 대한 ORTEP도이다.

도 3은 증착시간을 5분, 10분, 15분으로 하였을 때의 백금 박막에 대한 두께를 측정한 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope:SEM) 단면 사진이다.

도 4는 열처리 온도를 60℃, 100℃, 150℃, 250℃로 하였을 때의 백금 박막에 대한 X선 회절(XRD: X-ray Diffraction) 패턴도이다.

도 5는 열처리 온도를 60℃, 100℃, 150℃, 250℃로 하였을 때의 X선 전자분광(XPS: X-ray Photoelectron Spectrocopy) 패턴도이다.

도 6은 CDCl₃중의trans-Pt(DMSO)₂Cl₂에 대한¹H NMR 스펙트럼도이다.

도 7은 아세톤-d₆중의trans-Pt(DMSO)(NH₂CH₂CH₂OH)Cl₂대한¹H NMR 스펙트럼도이다.

도 8은 본 발명에 따른 박막 증착법을 나타내는 설명도이다.

도 9는 종래의 진공 박막 증착법을 나타내는 설명도이다.

- 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

2 : 핫플레이트 3 : 본 발명의 금속(II) 착화합물 용액 용기

4 : 물 배쓰 5 : 기판(Substrate)

6 : 온도계

본 발명에 따른 금속 착화합물은 전술한 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 신규한 화합물이다.

[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

본 발명에 따른 상기한 화학식 1의 신규한 화합물은 전형적인 평면사각형구조를 가진다. 예를 들어, 트랜스-Pt(DMSO)(NH₂CH₂CH₂OH)Cl₂의 경우 Pt와 N의 결합길이는 2.092Å, Pt-S는 2.221Å, Pt-Cl(1)은 2.302Å, Pt-Cl(2)는 2.284Å를 나타내며, Pt와의 결합각도는 다음과 같다. N-Pt-S는 177.8°, N-Pt-Cl(1)는 88.1°, N-Pt-Cl(2)는 86.7°, S-Pt-Cl은 94.75°, S-Pt-Cl(1)은 90.65°, Cl(1)-Pt-Cl(2)는 171.73°이다(도 1 참조).

N,N-디메틸에탄올아민으로 합성한 화학식 3의 화합물의 경우 역시 평면사각형의 구조를 가지며, 두 개의 Cl 자리 중 하나에N,N-디메틸에탄올아민의 산소가 결합하게 된다. 예를 들어, Pt(DMSO)(N(CH₃)₂CH₂CH₂O)Cl의 X-ray 결정구조에서 Pt-O, Pt-N, Pt-S, Pt-Cl의 결합길이는 각각 1.987Å, 2.082Å, 2.195Å, 2.311Å이다. Pt와의 결합각도는 O-Pt-N이 84.1°, O-Pt-S는 91.7°, N-Pt-S는 175.9°, O-Pt-Cl은 177.6°, N-Pt-Cl은 93.6°, S-Pt-Cl은 90.50°이다(도 2 참조).

이하, 본 발명에 따른 전술한 화학식 1 내지 4의 신규한 화합물의 제조방법을 하기의 반응식 1에 나타낸다.

K₂MX₄+ L

5

[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

Pt, Pd, Au, Cu, Ru, Rh, Ir, Ta, Ti, 또는 W로부터 선택되는 금속의 포타슘 테트라클로로플라티네이트(II) (K₂PtCl₄)를 증류수에 완전히 용해시킨 후 L을 넣고 반응시킨 다음, 생성된 침전물을 증류수, 알콜 또는 에테르로 세정하여, 화학식 5의 화합물을 수득한다.

상기한 화학식 5의 화합물을 디클로로메탄에 용해시킨 후 L′를 넣고 반응시켜 먼저 흰색의 침전물인 화학식 1를 얻고 남은 용액을 감압증류한 뒤 헥산으로 재결정하여 노란색의 화학식 2의 화합물을 수득하거나, 또는 L′를 넣고 반응시킨 후 용액을 감압증류하고 헥산으로 재결정하여 화학식 3 또는 4의 화합물을 수득한다.

본 발명에 따른 금속(II) 착화합물을 이용한 금속 증착에 관한 본 발명의 용액성장법을 백금(II) 착화합물의 경우를 예로 들어 설명하기로 하나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, Pd, Au, Cu, Ru, Rh, Ir, Ta, Ti 및 W의 경우에 있어서도 동일한 기술적 범주 내에서 동일하게 적용될 수 있음은 당업자에 있어서 자명한 사항임을 이해하여야만 한다.

본 발명에 따른 백금(II) 착화합물의 증착시 사용 농도는 적어도 1.0×10^-4이상이며, 바람직하게는 5.0×10^-3∼5.0×10^-2M의 범위이고, 더욱 바람직하게는 1.5×10^-2∼3.5×10^-2M의 범위이다. 본 발명의 백금(II) 착화합물의 사용 농도가 1.0×10^-4M미만인 경우에는 증착시간이 지나치게 많이 소요되어 공정 효율성을 저하시킬 우려가 있으므로 바람직하지 못하다.

침적 시간은 본 발명의 백금(II) 착화합물의 종류, 농도, 온도, 기판의 종류 등과 같은 다양한 매개 변수에 따라 광범위한 범위 내에서 적절히 선택 가능하며, 이는 본 발명에 있어서 제한적이지 않다.

사용 용매는 순수한 증류수나 메틸알콜, 에틸알콜, n-프로판올, iso-프로판올, 부탄올, 헥산올 등과같은 알콜과의 혼합 용매를 사용한다.

증착 온도는 농도와 열처리 여부 및 열처리 온도 등에 의존적이나, 일반적으로 60℃ 이상에서, 바람직하게는 75∼90℃, 더욱 바람직하게는 80-85℃이다. 증착 온도가 60℃ 미만인 경우에는 증착 효율이 열등하게 될 우려가 있으며, 100℃에 근접하는 경우에는 용매 증발 및 기포 생성 등으로 인하여 바람직하지 못하다.

증착 완료 후에는 증류수, 알코올류, 아세톤 또는 이들의 임의의 혼합 용매로 표면을 세정한 후, 10^-3∼10^-5torr, 바람직하게는 약 10^-4torr 압력 하의 진공 오븐중에서 40∼300℃의 온도 범위, 바람직하게는 90∼270℃의 온도 범위, 더욱 바람직하게는 120∼200℃의 온도 범위에서 1 내지 3시간, 바람직하게는 약 2시간 동안 열처리한다. 증착시간에 따른 저항값의 변화는 열처리 전과 열처리 후에 차이가 있으며, 열처리 전의 저항값은 일반적으로 71∼116.7Ωcm로 나타나나, 열처리 후에는 21.6∼35.2Ωcm 정도로 그 값이 감소하게 된다. 이는 증착 입자의 결정성 향상과 기판 표면에 묻어있는 유기물질들의 열처리를 통한 분해에 의해 순수한 백금 박막이 형성됨에 기인하는 것으로 믿어진다.

증착시간이 증가할수록 표면저항값이 감소하게 됨과 아울러, 증착시간의 증가에 따라서 박막 두께도 증대된다(도 3 참조).

이하, 실시예 및 시험예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 하나, 이는 본 발명을 예증하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아님을 이해하여야만 한다.

(실시예)

실시예 1 : 시스-Pt(DMSO)(NH ₂ CH ₂ CH ₂ OH)Cl ₂ 의 합성

A. 시스-Pt(DMSO) ₂ Cl ₂ 의 합성

포타슘 테트라클로로플라티네이트(Ⅱ)(0.5g, 1.2mmol)를 증류수 7ml에 첨가하고 완전히 녹인 후, DMSO(0.255ml, 3.6mmol)을 첨가하고 실온에서 5시간 교반하여 연한 미색 고체로서의 시스-Pt(DMSO)₂Cl₂를 얻었다. 여과한 후, H₂O, 에테르, 알콜로 세정하고, 진공 오븐에서 건조하였다.

¹H NMR(CDlCl₃, 200MHz): δ3.51(t, 12H, -CH₃) (도 6)

B. 트랜스-Pt(DMSO)(NH ₂ CH ₂ CH ₂ OH)Cl ₂ 의 합성

시스-Pt(DMSO)₂Cl₂(0.5g, 1.18mmol)을 100ml CH₂Cl₂에 완전히 녹인 후 에탄올아민(0.0715ml, 1.18mmol)을 첨가하여 5분간 교반시킨 다음, 방치하였다. 3시간 방치 후, 흰색의 분말 침전이 형성되고 나서 10시간 후 노란색의 결정이 생성되기 시작하였으며 흰색의 분말 침전은 여과하여 제거하였고 남은 여과액은 감압 증류하여 용액을 5ml로 응축시키고n-hexane으로 재결정하여 노란색의 고체를 얻었다.

¹H NMR(아세톤-d₆, 200MHz): δ4.47(s, 2H, -NH₂), 3.80(t, 2H, -CH₂), 3.32(t,6H, -CH₃), 2.95(t, 2H, -CH₂), 2.81(s, 1H, -OH) (도 7)

실시예 2 : Pt(DMSO)(N(CH ₃ ) ₂ CH ₂ CH ₂ O)Cl의 합성

시스-Pt(DMSO)₂Cl₂(0.5g, 1.18mmol)을 100ml CH₂Cl₂에 완전히 녹인 후N,N-디메틸에탄올아민(0.119ml, 1.18mmol)을 첨가하고 5분간 교반시킨 다음, 방치하였다. 24시간 방치 후, 노란색 용액을 감압 증류하여 용액을 10ml로 응축시키고,n-헥산으로 재결정한 후, 일주일간 냉동실에 방치하여 노란색의 결정을 얻었다.

실시예 3 : 트랜스-Pd(DMSO)(NH ₂ CH ₂ CH ₂ OH)Cl ₂ 의 합성

A. 트랜스-Pd(DMSO) ₂ Cl ₂ 의 합성

DMSO(5ml, 0.7mmol)에 팔라듐 클로라이드(0.25g, 1.4mmol)를 넣고 50℃에서 1시간 교반한 후, 에틸 에테르를 적가하여 농황색 분말로서의 트랜스-Pd(DMSO)₂Cl₂를 수득하였다. 이를 여과한 후, 에테르로 세정하고 진공 오븐 중에서 건조시켰다.

트랜스-Pd(DMSO)₂Cl₂:¹H NMR(D₂O, 200MHz): δ3.25(s, 12H, -CH₃)

B. 트랜스-Pd(DMSO)(NH ₂ CH ₂ CH ₂ OH)Cl ₂ 의 합성

트랜스-Pd(DMSO)₂Cl₂(0.1g, 0.3mmol)을 100ml CH₂Cl₂에 완전히 녹인 후 에탄올아민(0.0181ml, 0.3mmol)을 첨가하여 5분간 교반시킨 다음, 방치하였다. 용액을 감압 증류하여 5ml로 응축시키고n-hexane으로 재결정하여 연황색 분말을 얻었다.

¹H NMR(D₂O, 200MHz): δ3.7(t, 2H, -CH₂), 3.35(s, 12H, -CH₃), 2.57(t, 2H, -CH₂)

실시예 4 : 트랜스-Pd(NH ₂ CH ₂ CH ₂ OH) ₂ Cl ₂ 의 합성

트랜스-Pd(DMSO)₂Cl₂(0.1g, 0.3mmol)을 100ml CH₂Cl₂에 완전히 녹인 후 에탄올아민(0.0362ml, 0.6mmol)을 첨가하여 5분간 교반시킨 다음, 1시간 방치하였다. 용액을 감압 증류하여 용액을 응축시키고n-hexane으로 재결정하여 연노란색 분말을 얻었다.

¹H NMR(D₂O, 200MHz): δ3.7(t, 2H, -CH₂), 2.56(t, 2H, -CH₂)

시험예 : 백금 박막의 증착

본 발명의 용액성장법을 도 8에 나타낸 바와 같은 간단한 장치를 이용하여 수행하였다. 핫플레이트(2) 상에 본 발명의 백금(II) 착화합물 수용액이 들어 있는 용기(3)를 물 배쓰(4) 중에 위치시키고 온도계(6) 및 박막을 피복 형성시키고자 하는 기판(5: Substrate)을 현가하여 침적시키는 것에 의해 백금 박막을 증착 피복시켰다.

A: 증착시간에 따른 백금 박막의 제조

용액 성장법으로 백금 박막을 증착하기 위해 트랜스-Pt(DMSO) (NH₂CH₂CH₂OH)Cl₂수용액의 농도를 1.65×10^-2M로 고정하였으며 기판으로는 유리기판(7.5cm×2.5cm×0.1cm)을 사용하였다. 기판은 황산 용액에서 하루 방치하고 아세톤, 증류수 순으로 초음파 세정하였다.

용액이 담긴 비이커를 핫플레이트 위에 놓고 용액의 온도를 80∼85℃로 조절하였다. 용액의 온도가 80∼85℃에 이르면 증착시간을 5분, 10분, 15분으로 하여 백금 박막을 증착하였다. 증착이 완료된 후, 박막 표면을 증류수로 세정하고 150℃, 10^-4torr에서 2시간 동안 열처리하였다.

증착시간에 따른 저항값의 변화는 열처리 전과 열처리 후로 나누어 측정시, 열처리 전의 저항값은 71∼116.7Ωcm로 나타났으며, 열처리 후에는 21.6∼35.2Ωcm으로 그 값이 감소하였다(하기의 표 1 참조).

증착시간에 따른 백금 박막의 면 저항값(Ω㎝)

증착시간(min)	전면	배면
증착시간(min)	열처리 전	열처리 후	열처리 전	열처리 후
5	105.2	30.9	116.7	34.3
10	95.3	30.4	87.2	35.2
15	72.6	21.6	71.0	23.3

저항 값의 변화로 보아 증착시간이 증가함으로써 기판 표면의 저항값이 감소하는 것으로 판명되었다. 또한 열처리 전과 열처리 후의 저항값을 비교하면 열처리 후의 저항값이 상당히 감소하는 것으로 나타났으며, 이는 기판 표면의 유기물의 열처리 분해에 의한 순수한 백금 박막의 형성으로 인하여 저항값이 감소되는 것으로 보인다.

또한 증착시간의 증가에 따라 박막의 두께도 변화하였으며 5분간 증착한 경우 박막의 두께는 400nm이었으며 10분과 15분의 경우에는 각각 600nm, 900nm로 두께가 증가하였다(도 3 참조).

따라서, 증착시간의 증가로 박막 표면의 저항값을 향상시킬 수 있으며 박막제조 후 열처리를 통한 불순물 제거로 우수한 박막을 제작할 수 있었고 박막 두께는 증착시간의 변화에 의해 조절 가능한 것으로 판명되었다.

B. 열처리 온도에 따른 백금 박막의 제조

열처리 온도에 따른 백금 박막을 제조하기 위해 박막 증착원료로 트랜스-Pt(DMSO)(NH₂CH₂CH₂OH)Cl₂를 사용한 수용액의 농도를 1.65×10^-2M로 고정하였으며 80∼85℃에서 유리기판을 사용하여 증착하였다. 유리 기판위에 백금 박막이 증착된 후 10^-4torr에서 60℃, 100℃, 150℃, 250℃에서 각각 열처리하였다.

열처리 온도에 따른 저항 값의 변화도 열처리 전과 후를 비교할 때 그 값이 현저하게 감소하였다. 열처리 전에는 130∼300Ωcm의 저항 값을 보였으며 열처리 후 18∼61Ωcm의 저항값을 보였다(하기의 표 2 참조).

열처리 온도에 따른 백금 박막의 면 저항값(Ω㎝)

열처리온도(℃)	열처리 전	열처리 후
50	300	61
100	206	40
150	170	18
250	130	34

백금 박막을 열처리하는 경우에는 입자의 결정성 향상 및 박막 표면에 붙어 있는 유기 원소들의 제거에 따라 저항값 향상을 도모할 수가 있다.

XRD 분석결과 박막은 결정성을 가지는 것으로 관찰되었고, 열처리 온도의 증가는 결정성 향상 효과를 가져오는 것으로 판명되었으며, 박막의 주결정 방향은 [111]이었으며 [002]방향의 피크도 관찰되었다(도 4 참조).

XPS를 이용하여 박막 표면의 조성을 관찰한 결과, 열처리하지 않은 표면의 경우에는 백금 피크가 넓게 나타나나 열처리 후 표면의 유기물이 분해되면 금속 백금 고유의 피크가 성장하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 표면에 묻어 있던 다른 원소들의 피크는 그 세기가 감소하는 것으로 보아 불순물 제거에 의한 효과를 가져오는 것으로 믿어진다(도 5 참조).

C. 농도에 따른 백금 박막의 제조

농도에 따른 백금 박막을 제조하기 위해 박막 증착 원료로서 트랜스-Pt(DMSO)(NH₂CH₂CH₂OH)Cl₂를 사용한 수용액을 5.0×10^-3M, 1.0×10^-2M, 2.0×10^-2M, 3.0×10^-2M로 제조하여 백금 박막을 제조하였다. 각각의 농도에서 증착시간은 5분, 10분, 15분, 20분으로 4가지의 증착 시간으로 나누어 증착하였다.

각각의 농도에 따른 박막 표면의 저항값을 하기의 표 3에 나타내며 2.0×10^-2M, 3.0×10^-2M의 농도에서 가장 좋은 저항값을 나타내었다(하기의 표 3 참조).

용액의 농도에 따른 백금 박막의 면 저항값(Ω㎝)

농도(M)	증착시간(min)
농도(M)	5	10	15	20
5×10^-3	-	213	486	82
1.0×10^-2	-	926	231	135
2.0×10^-2	86	56	47	82
3.0×10^-2	135	71	78	44

본 발명에 따른 신규한 금속(II) 착화합물은 증류수, 알코올류, 또는 이들의 혼합 용매에 용해시킨 후 유리기판을 용액속에 담그고 가열하는 용액성장법에 의하여 간단하고 용이하며 효율적으로 금속 박막의 증착을 수행할 수가 있다. 박막 증착시간의 증가로 박막 표면의 저항값이 감소되며, 박막의 두께가 증대되고, 박막 제조후의 열처리에 의해 더 낮은 저항값을 얻을 수가 있다. 백금의 경우, 열처리 후의 박막은 [111] 방향을 주결정방향으로 하는 결정성을 보이며, 0.02∼0.03M의 농도에서 가장 좋은 저항값을 나타낸다. 본 발명에 따른 화합물을 금속 박막 증착제로서 이용하는 용액성장법에 의한 박막 증착법은 종래의 고진공 및/또는 고전압 및/또는 고온 조건의 조성에 필요한 고가의 기기 사용이 불필요하며, 낮은 온도의 용액 중에서 간단하고도 용이하게 효율적으로 박막을 증착시킬 수가 있으며, 기판과의 접착력 또한 매우 우수하다.

Claims

하기의 화학식 1, 2, 3 및 4로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 금속(II) -알칸올아민 유도체:

[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

위 식에서,

M은 Pt, Pd, Au, Cu, Ru, Rh, Ir, Ta, Ti 및, W로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 금속이고,

L은 S(O)R₁R₁′이며, 여기서 R₁및 R₁′은 상호 동일 또는 상이한 C_1-10알킬이고,

L′는 NR₂R₃(CH₂)_nOH, NR₄[(CH₂)_nOH]₂및, N[(CH₂)_nOH]₃로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 기이며, 여기서 R₂, R₃, R₄는 각기 독립적으로 H 또는 C_1-10알킬이고, n=1∼5의 정수이며,

X는 Cl^-, Br^-, I^-, NO₂ ^-및 CH₃COO^-로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나의 -1가 음이온이다.
제 1 항에 있어서, 상기한 M이 백금 또는 팔라듐인 금속(II)-알칸올아민 유도체.
하기의 화학식 5로 표시되는 화합물을 CH₂X₂중에 용해시킨 후, 화합물L′와 반응시키는 것으로 구성되는 하기의 화학식 1, 2, 3 및 4로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나의 금속(II)-알칸올아민 유도체의 제조방법.

[화학식 5]

5

[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

위 식에서,

M은 Pt, Pd, Au, Cu, Ru, Rh, Ir, Ta, Ti, 또는 W이고,

L은 S(O)R₁R₁′이며, 여기서 R₁및 R₁′은 상호 동일 또는 상이한 C_1-10알킬이고,

L′는 NR₂R₃(CH₂)_nOH, NR₄[(CH₂)_nOH]₂또는 N[(CH₂)_nOH]₃이며, 여기서 R₂, R₃, R₄는 각기 독립적으로 H 또는 C_1-10알킬이고,

n=1∼5의 정수이며,

X는 각각 독립적으로 Cl^-, Br^-, I^-, NO₂ ^-및, CH₃COO^-로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나의 -1가 음이온이다.
제 3 항에 있어서, 화학식 5의 화합물이 상기한 금속 M의 포타슘 테트라클로로네이트를 증류수, 알코올, 또는 이들의 혼합 용매에 용해시킨 후, 화합물 L과 반응시켜 제조되는 금속(II)-알칸올아민 유도체의 제조방법:

K₂MX₄+ L

[화학식 5]

5
제 1 항에 따른 화합물로 구성되는 기판에의 금속 박막 증착제.
제 1 항에 따른 화합물중 적어도 일종의 화합물의 용액에 기판을 침적시키는 용액성장법에 의한 다음의 금속 M 박막의 증착방법, 여기서 M은 Pt, Pd, Au, Cu, Ru, Rh, Ir, Ta, Ti 및, W로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 금속임.