KR100704464B1 - 구리 아미노알콕사이드 화합물, 이의 합성 방법 및 이를이용한 구리 박막의 형성 방법 - Google Patents

구리 아미노알콕사이드 화합물, 이의 합성 방법 및 이를이용한 구리 박막의 형성 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하기 화학식 1과 화학식 2로 표시한 신규의 구리 아미노알콕사이드 화합물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 구리 선구 물질은 상온에서 고체 또는 액체 상태로 존재하며 증기압이 매우 높아 반도체 소자의 배선용 구리 도선의 화학 증착에 유용하게 사용할 수 있다.
Figure 112003006766013-pat00001
Figure 112003006766013-pat00002
상기 식에서,
m은 1 내지 3의 정수이고, n은 2 내지 4의 정수이며, R 및 R'은 플루오르를 포함하 거나 포함하지 않는 C1-4의 알킬기이다.

Description

구리 아미노알콕사이드 화합물, 이의 합성 방법 및 이를 이용한 구리 박막의 형성 방법{COPPER AMINOALKOXIDE COMPLEXES, PREPARATION METHOD THEREOF AND PROCESS FOR THE FORMATION OF COPPER THIN FILM USING THE SAME}
도 1은 본 발명에 따른 실시예 1에서 제조한 Cu(dmamp)2 화합물의 푸리에 변환 적외선 분광 (FTIR) 스펙트럼이고,
도 2는 본 발명에 따른 실시예 2에서 제조한 Cu(deamp)2 화합물의 푸리에 변환 적외선 분광 (FTIR) 스펙트럼이고,
도 3은 본 발명에 따른 실시예 1에서 제조한 Cu(dmamp)2 화합물의 열중량 분석 (TGA) 및 시차 열분석 (DTA) 결과를 나타내는 그래프이고,
도 4는 본 발명에 따른 실시예 2에서 제조한 Cu(deamp)2 화합물의 열중량 분석 (TGA) 및 시차 열분석 (DTA) 결과를 나타내는 그래프이고,
도 5는 본 발명에 따른 실시예 3에서 수득된 박막의 X선 회절 무늬이고,
도 6은 본 발명에 따른 실시예 1에서 제조한 Cu(dmamp)2 화합물의 열분해 후 얻은 고체의 X선 회절 무늬이고,
도 7은 본 발명에 따른 실시예 3에서 제조한 Cu(dmamp)2 화합물을 사용하여 얻은 박막의 주사 전자 현미경 사진이고,
도 8은 본 발명에 따른 실시예 5에서 제조한 Cu(deamp)2 화합물을 사용하여 얻은 박막의 X선 회절 무늬이고,
도 9는 본 발명에 따른 실시예 1에서 제조한 Cu(dmamp)2 화합물을 X선 단결정 구조 분석하여 얻은 고체상의 분자 구조이다.
본 발명은 신규의 2가 유기 구리 아미노알콕사이드 화합물 및 이의 제조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속 유기물 화학 증착법(MOCVD)으로 구리 박막을 제조하기 위한 선구 물질로 유용한 구리 아미노알콕사이드 화합물, 그 합성 방법 및 이를 이용한 박막의 제조에 관한 것이다.
최근 수십 년 간 전자 산업 발전은 인류의 생활 수준을 향상시키는 데 큰 역할을 했다. 이러한 전자 산업의 발전 방향은 소형화, 고집적화 및 처리 속도의 증진 등으로 변화하고 있으며, 이와 같은 변화에 따라 소자들 사이의 금속 배선은 더욱더 고밀도화, 고집적화, 소형화하는 추세에 있다. 현재 전자 소자에 사용되는 배선용 금속으로는 알루미늄과 텅스텐이 있으나, 알루미늄은 전기 이동 (electromigration) 현상이 일어나는 단점이 있고, 텅스텐은 비저항 값이 높아 초고집적 회로에 사용하기에는 적합하지 않다. 이에 따라 성능이 우수한 새로운 배선 물질의 필요성이 대두되고 있는 가운데, 구리는 비저항값이 1.67 μΩcm로 매우 낮을 뿐만 아니라 전기 이동에 대한 저항성이 크고 녹는점이 높은 장점이 있어 알루미늄과 텅스텐을 대체할 배선 물질로 여겨지고 있다.
박막 제조 기술 중 금속 유기물 화학 증착법 (metal organic chemical vapor deposition: MOCVD)은 제조되는 막의 층 덮힘이 우수하고 기질에 대한 선택 증착이 가능하기 때문에 구리 박막의 제조에 가장 각광 받고 있는 공정이다. 이러한 MOCVD를 박막 제작에 효과적으로 적용하기 위해서는, 우선적으로 우수한 특성을 갖는 선구 물질의 확보가 중요하므로 선구 물질의 개발과 특성의 이해가 필수적이다. MOCVD용 선구 물질이 되기 위한 조건으로, 증기압이 충분히 높아야 하고, 기화시키기 위해 가열하는 동안 열적으로 충분히 안정하면서도, 또한 비교적 낮은 기질 온도, 예를 들면 기화 온도보다 높은 온도에서 분해하여 원하는 물질로 증착하는 온도 특성이 있어야 한다.
구리의 MOCVD용 선구 물질로서 구리의 산화 상태에 따라 1가 및 2가의 유기구리 화합물이 있다. 1가 유기구리의 선구 물질로는 플루오르화 베타디케톤 리간드와 중성 리간드 (L)로 이루어진 (hfac)CuL 화합물 (여기서 hfac는 1,1,1,5,5,5-헥사플루오로-2,4-펜탄디오나토 음이온임)이 대표적이다. 이러한 종류의 화합물은 기체상에서 재분배 반응에 의해 순수한 구리 박막을 제조할 수 있는 장점이 있다(M.J. Hampden-Smith, T. T. Kodas, Polyhedron, 1995, 14, 699). 특히 중성 리간드(L)로 트리메틸비닐실란을 도입한 (hfac)Cu(tmvs) 화합물은 휘발성이 높아 구리의 화학 증착용 선구 물질로서 가장 많은 관심을 끌어 왔다. 그러나 재현성 있는 구리 박막을 선택적으로 증착시키기에는 열적 안정성이 충분하지 못한 것으로 알려졌으며 (P. Doppelt, T. H. Baum, L. Richard, Inorg. Chem., 1996, 35, 1286), 또한 고진공 조건에서 증착시킨 구리 박막에는 탄소와 플루오르의 오염이 발생함이 보고된 바 있다 (V. M. Donnelly, M. E. Gross, J. Vac. Sci. Technol. A, 1993, 11, 66).
한편 2가 유기구리의 선구 물질로는 베타디케토산염 구리 화합물에 관한 연구가 가장 많이 수행되었지만, 열분해를 통해 순수한 구리 박막을 얻으려면 그 증착 온도가 매우 높아야 할 뿐만 아니라 박막 내에 탄소 오염이 심각하게 일어나는 문제점이 있다 (M. E. Gross, J. Electrochem. Soc., 1993, 140, 789). 또한 미국 인디아나 대학의 카울튼(Caulton) 그룹은 리간드 분자 내에 금속과 부가적으로 배위할 수 있는 질소를 주개 원소로 하는 베타케토이민을 리간드로 도입하여 2가 유기구리의 선구 물질을 합성한 바 있다 (D. V. Baxter, K. G. Caulton, W. C. Chiang, M. H. Chisholm, V. F. DiStasi, S. G. Dutremez, K. Folting, Polyhedron, 2001, 20, 2589). 이러한 연구는 구리의 배위권을 포화시켜 줌으로써 선구 물질의 화학적, 열적 안정성을 높이고 휘발성을 향상시키고자 하는 시도였으나 이들 화합물의 휘발성은 구리의 선택 증착에 적용할 수 있을 만큼 높지 않으며 박막 내에 탄소 오염이 6% 이상으로 심한 것으로 보고되었다 (T. Gerfin, M. Becht, K. Dahmen, Mater. Sci. Eng. B, 1993, 17, 97).
이러한 베타디케토산염 및 베타케토이민염 구리 화합물 외에 알콕사이드 리간드를 이용한 2가 유기구리의 선구 물질에 관한 연구도 또한 이루어지고 있다. 특히 베타 수소 제거 반응에 의해 알콕사이드 리간드가 분해함에 따라 구리 2가 이온이 구리로 자체 환원되는 반응을 이용하는 순수한 구리 박막의 증착에 관한 연구가 관심을 끌고 있다. 대표적인 예로서 미국의 버지니아 폴리텍의 데이비스(Davis) 그룹은 Cu(OCH2CH2NMe2)2 화합물을 이용하여 구리 박막을 증착시켰고 증착 과정에서 발생하는 기체상 생성물들을 적외선 분광법과 질량 분석법으로 조사하여 베타 수소 제거 반응이 일어남을 보였으나 제조한 구리 박막이 상당량 탄소와 산소로 오염되었음을 확인하였다 (V. L. Young, D. F. Cox, M. E. Davis, Chem. Mater., 1993, 5, 1701). 또한 최근 대만의 치(Chi) 그룹에서는 플루오르화 아미노알콕사이드를 리간드로 이용하는 2가 유기구리의 화합물 [Cu(OCCF3R1CH2NHR2) 2]을 사용하여 비교적 순수한 구리 박막을 증착시켰으며 (P. F. Hsu, Y. Chi, T. W. Lin, C. S. Liu, A. J. Carty, S. M. Peng, Chem. Vap. Deposition, 2001, 7, 28), 리간드 분자내 탄소 결합의 분해에 따른 아민/이민 전환 반응에 의해 구리 2가 이온을 구리로 환원할 수 있음을 밝혔으나, 플루오르화 아미노알콕사이드 리간드로 인해 박막 내에 플루오르에 의한 오염이 일어나는 문제점이 있다.
이에 본 발명자들은 이러한 종래의 문제점을 해결하고자 열적으로 안정하고 휘발성이 매우 높으며 수소 분자와 같은 외부 환원제 없이 낮은 온도에서 순수한 구리 박막을 증착시킬 수 있는 신규의 구리 아미노알콕사이드 화합물을 개발하기에 이른 것이다.
이에 따라, 본 발명의 목적은 양질의 구리 박막을 형성하기 위해 열적으로 안정하고 휘발성이 증가된 구리 아미노알콕사이드 화합물을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 하기 화학식 1로 표시되는 구리 아미노알콕사이드 화합물을 제공한다:
화학식 1
Figure 112003006766013-pat00003
또한, 본 발명에서는 하기 화학식 2로 표시되는 구리 아미노알콕사이드 화합물을 제공한다:
화학식 2
Figure 112003006766013-pat00004
상기 식에서,
m은 1 내지 3의 정수이고, n은 2 내지 4의 정수이며, R 및 R'은 플루오르를 포함하거나 포함하지 않는 C1-4의 알킬기이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
상기 화학식 1 및 2의 화합물에서, m은 1 또는 2인 것이 바람직하며, n은 2 또는 3인 것이 바람직하다. 또한 R 및 R'는 CH3, CF3, C2H5, CH(CH3)2, C(CH3)3가 바람직 하다. 특히 R이 메틸기인 경우에는 지금까지 알려진 2가 유기구리 알콕사이드 화합물 중 승화 온도가 40-50℃(10-2 Torr)로 낮아 휘발성이 가장 뛰어난 고체이다. 또한 R이 에틸기인 경우에는 상온에서 액체이므로 MOCVD 공정에 가장 적합한 선구 물질이 될 수 있다.
본 발명에 따른 상기 화학식 1 및 2로 표시되는 구리 아미노알콕사이드 화합물은 각각 Cu[OCR'2(CH2)mNR2]2 및 Cu[OCR'2 (CH2)mO(CH2)nNR2]2로 표시될 수 있으며, 이들은 예를 들면, 구리메톡사이드 (copper methoxide) [Cu(OMe)2] 화합물을 각각 화 합물 (HOCR'2(CH2)mNR2) 및 화합물 (HOCR'2(CH2 )mO(CH2)nNR2) 2 당량과 톨루엔과 같은 용매 중에서 환류 반응시켜 알코올 교환 반응을 유도하여 수득 될 수 있다.
상기 반응은 각각 하기 반응식 1 및 2로 나타낼수 있다.
Figure 112003006766013-pat00005
Figure 112003006766013-pat00006
또한 상기와 같이 알코올 교환 반응을 이용하는 방법 외에, 하기 반응식 3 및 4에 나타낸 바와 같이, CuX2 (여기서 X 는 Cl 또는 Br임)와 2 당량의 알칼리 금속염 형태의 화합물 MOCR'2(CH2)mNR2 또는 MOCR'2(CH 2)mO(CH2)nNR2 (여기서 M은 Li 또는 Na임)를 THF 용매에서 반응시킴에 따라, 상기 화학식 1 및 2로 표시되는 구리 아미노알콕사이드 화합물을 얻을 수 있다.
Figure 112003006766013-pat00007
Figure 112003006766013-pat00008
상기 반응식에서,
X는 Cl 또는 Br 이고, M은 Li 또는 Na 이다.
상기 화학식 1 및 2로 표시되는 신규의 구리 아미노알콕사이드 화합물은 분해 온도 이전에서 충분한 휘발성을 보일뿐만 아니라 열분해를 통해 구리로 환원되므로 구리 증착(MOCVD) 선구물질로서 적합하다.
한편 본 발명에서 합성한 구리(Ⅱ) 아미노알콕사이드 화합물이 금속 구리로 환원되는 분해 반응의 매커니즘은 하기 반응식 5로 나타낼 수 있다.
Figure 112003006766013-pat00009
본 발명의 화합물이 녹는점(82℃)이 낮고 휘발성이 높으며 유기 용매에 대한 용해도가 뛰어난 것은 아미노알콕사이드 리간드 2개가 구리 2가 이온에 4 배위를 함으로써 구리 이온의 배위수를 충족할 뿐만 아니라 알파 탄소 위치에 있는 2개의 메틸 기와 아민의 질소 원자에 치환된 2개의 메틸 또는 에틸 기가 효과적으로 산소와 질소를 가려 줌으로써 분자간 상호 작용을 줄임과 동시에 유기 용매에 대한 친화성을 높여주기 때문으로 보인다.
상기 화학식 1 및 2로 표시되는 신규의 구리 아미노알콕사이드 화합물은 분해 온도 이전에서 충분한 휘발성을 보일뿐만 아니라 열분해를 통해 구리로 환원므로 구리 증착물 MOCVD 신구물질로서 적합하다.
상기 화학식 1 및 2로 표시되는 신규의 비스(아미노알콕시)구리(Ⅱ) 화합물은 상온에서 점성이 있는 액체 또는 녹는 점이 매우 낮은 고체로서, 유기용매, 예를 들면 디에틸에테르, 테트라하이드로퓨란, 톨루엔 등에 높은 용해도를 가지며, 비교적 높은 휘발성을 나타낸다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예비 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
모든 실험은 장갑 상자 또는 슐렝크 관(Schlenk line)을 이용하여 비활성 아르곤 또는 질소 분위기에서 수행하였다. 실시예 1 및 2에서 각각 수득된 반응 생성물의 구조는 푸리에 변환 적외선 분광법 (Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR), 원소 분석법 (elemental analysis, EA), 질량 분석법 (mass spectrometry, MS: electron ionization, EI), X선 단결정 분석법을 이용하여 확인하였다.
실시예 1 및 2에서 합성한 구리 화합물들의 열적 안정성, 휘발성 및 분해 온도를 측정하는데는 열무게 분석법/시차 열분석법 (thermogravimetric analysis/differential thermal analysis, TGA/DTA)을 이용하였다.
구리 아미노 알콕사이드 화합물의 합성 및 분석
실시예 1: 비스(디메틸아미노-2-메틸-2-프로폭시)구리(Ⅱ) (C12H2:N2O2 Cu)
125 mL 슐렝크 플라스크에서 Cu(OMe)2 1.25 g (9.98 mmol)을 톨루엔 50 mL에 녹여 현탁액을 만든 뒤에 dmampH 2.35 g (20.05 mmol)을 서서히 더하였다. 용액의 색깔이 몇 분 후에 짙은 보라색으로 변하기 시작하면, 플라스크 위에 냉각관을 연 결하고 용액을 질소 분위기에서 약 18 시간 동안 환류 반응시켰다. 반응이 끝나면 용액을 여과하고, 감압 하에서 여과액으로부터 용매를 제거하여 짙은 보라색을 띄는 고체의 표제 화합물을 얻었다. 이 고체 화합물을 다시 10-2mmMg로 감압 하고 40℃에서 승화시켜 짙은 보라색 결정 형태로 정제시켰다.
녹는점: 80-90 oC
수율: 2.4 g(82 %)
원소 분석: 계산치: C, 48.71; H, 9.54; N, 9.47. 실측치: C, 47.39; H, 9.75; N, 9.17.
FTIR (cm-1, KBr 펠렛): ν(M-O) 537, 500, 430
질량 분석 MS (EI, 70 eV), m/z (이온, 상대강도): 295 ([Cu(L)2]+, 9), 237 ([Cu(L)2 - CH2NMe2]+, 37), 222 ([Cu(L)2 -CH2 NMe2- Me]+, 9), 179 ([Cu(L)]+, 34), 164 ([Cu(L) - Me]+, 17), 58 ([CH2NMe2]+, 100)
실시예 2: 비스(디에틸아미노-2-메틸-2-프로폭시)구리(II)(C16H36N2O2 Cu)
125 mL 슐렝크 플라스크에서 Na 0.24 g (10.44 mmol)을 THF 50 mL에 녹여 현탁액을 만든 뒤에 deampH 1.46 g (10.05 mmol)을 서서히 부가하였다. 이 용액을 질 소 분위기에서 16 시간 동안 환류 반응시킨 뒤에 여과하여 얻은 용액을, CuCl2 0.68 g (5.06 mmol)을 THF 25 mL에 넣어 만든 현탁액에 서서히 첨가하였다. 실온에서 이 용액을 4 시간 동안 휘저은 뒤에 여과하고 감압 하에서 용매를 제거하여 점성이 매우 높은 짙은 보라색 액체의 표제 화합물을 얻었다.
수율: 1.54 g(86%)
원소 분석: 계산치: C, 54.59; H, 10.31; N, 7.96. 실측치: C, 55.33; H, 10.77; N, 9.32
FTIR (cm-1, KBr 펠렛): ν(M-O) 571, 522, 416
질량 분석 MS (EI, 70 eV), m/z (이온, 상대강도): 352 ([Cu(L)2]+, 10)
상기 실시예 1 및 2에서 각각 합성한 구리 화합물의 열분해 무게 분석 시차 열분석(TGA/DTA) 그래프를 가각 도 3 및 도 4에 표시하였다. 도 3 및 도 4에서, Cu(dmamp)2 화합물은 100 내지 200℃에서, Cu(deamp)2 화합물은 60 내지 70℃에서 급격한 질량 감소가 일어나며, 또한 두 화합물 모두 200℃ 부근에서 화합물의 분해에 따른 흡열 봉우리를 DTA 곡선에서 보여 준다. 또한 TG 곡선에서 T1/2 (온도에 따른 감소 과정에서 시료의 무게가 처음의 1/2에 도달하는 온도)은 각각 175℃와 130℃였다.
구리 박막의 제조
실시예 3
상기 실시예 1에서 합성한 비스(디메틸아미노-2-메틸-2-프로폭시)구리(II)를 선구 물질로서 사용하여 구리 금속 박막을 규소 기질 위에 증착시켰다. 박막의 증착에는 스테인레스 강 반응기를 사용하였고 기질로는 (001) 면 규소 웨이퍼를 사용하였다. 우선, 증류수와 아세톤으로 규소 기질을 세척한 뒤에 황산과 과산화수소수의 3:1 용액에 담그고 이를 80 oC로 30 분 동안 가열하여 표면에 산화막이 형성된 규소 기질을 준비하였다. 생성된 규소 기질을 증류수로 다시 세척한 뒤에 질소를 이용하여 반응기 안에 있는 시료 지지대에 장착하였다. 반응기의 초기 압력은 4 mTorr였고 증착 중에는 선구 물질의 온도를 40 oC로 유지하였으며, 운반 기체로서 아르곤을 5sccm의 속도로 주입하였고 반응기 안으로 실시예 1에서 수득된 선구 물질을 주입하였다. 이때 반응기의 압력을 60 mTorr로, 기질의 온도를 250 oC로 유지하였다.
수득된 박막의 X선 광전자 스펙트럼에서 구리의 광전자 봉우리들과 (Cu 2p) 구리의 오제(Auger) 봉우리들이 뚜렷이 보여 금속 구리 박막이 침착하였음을 확인할 수 있다. 박막의 성분은 구리, 산소 및 탄소로 되어 있으나, 산소와 탄소는 박막의 증착이 끝난 뒤에 시료를 분광기로 옮기는 과정에서 오염이 일어나 스펙트럼에 나타나게 된 것으로 보인다. 이 구리 금속 박막의 결정성을 X선 회절 무늬를 이용하여 관측하였으며, 도 5에 표시된 X선 회절 무늬에서는 2θ = 42.98°와 2θ = 50.43°에서 각각 Cu(111)과 Cu(200)의 특성 봉우리가 보인다. 또한 이 박막의 비 저항을 측정한 값은 50 Ωcm였고 증착 속도는 300 nm/h였다. 이로부터 비스(디메틸아미노-2-메틸-2-프로폭시)구리(II) 선구 물질을 사용하여 250 oC에서 규소 기질 위에 제조한 금속 구리 박막은 결정성을 가짐을 알 수 있다.
도 3 및 도 4에서, Cu(dmamp)2 화합물은 100 내지 200℃에서, Cu(deamp)2 화합물은 60 내지 70℃에서 급격한 질량 감소가 일어나며, 또한 두 화합물 모두 200℃부근에서 화합물의 분해에 따른 흡열 봉우리를 DTA 곡선에서 보여준다. 또한 TG 곡선에서 T1/2 (온도에 따른 무게 감소 과정에서 시료의 무게가 처음의 1/2에 도달하는 온도)은 각각 175℃와 130℃였다. 본 발명에서 합성한 구리(Ⅱ) 아미노 알콕사이드 화합물들을 사용하여 수소와 같은 외부 환원제가 없어도 구리 박막을 제조할 수 있는지 알아보기 위해 열분해 실험을 수행하였다. 실시예 1에서 수득된 Cu(dmamp)2 화합물을 비활성 질소 분위기에서 200℃로 3시간 동안 열분해한 뒤에 남아 있는 고체를 X선 회절법으로 분석하였다. 도 6의 X선 회절 무늬에서 Cu(111), Cu(200), Cu(220), Cu(311) 봉우리들이 뚜렷이 보여, 열분해 뒤에 남아 있는 고체는 입방형의 순수한 구리임을 확인할 수 있다.
또한 기체상 및 액체상 반응 생성물이 아미노알코올 [HOC(Me)2CH2NR2], 아세톤 (Me2CO) 및 엔디아민 [ME2NC(H)=NMe2] 화합물들로 이루어져 있음을 확인하였으며, 이 결과는 상기 반응식 5에 나타낸 분해 반응 메커니즘을 뒷받침해 주는 증거이다. 반응식 5에서 구리(Ⅱ) 아미노알콕사이드 화합물이 구리로 환원되는 반응은 γ-수소 제거 반응에 따른 환원적 제거 반응으로 설명할 수 있다.
실시예 4
기질의 온도를 300 oC로 올려서 증착 실험한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 절차를 수행하여 구리 박막을 제조하였다. 수득된 박막의 X선 광전자 스펙트럼에서 구리의 광전자 봉우리들과 오제 봉우리들이 뚜렷이 보여, 금속 구리 박막이 증착되었음을 확인하였다. X선 회절 무늬에서 2θ = 42.98°와 2θ = 50.43°에서 구리의 특성 봉우리가 보였다. 수득된 박막의 주사 전자 현미경 사진에서는 결정성 구리의 형성을 확인할 수 있다 (도 7). 또한 이 박막의 비저항을 측정하니 그 값이 80 Ωcm였고 증착 속도는 85 nm/h였다. 이로부터, 비스(디메틸아미노-2-메틸-2-프로폭시)구리(II) 선구 물질을 사용하여 300 oC에서 규소 기질 위에 제조한 금속 구리 박막은 결정성임을 알 수 있다.
실시예 5
비스(디에틸아미노-2-메틸-2-프로폭시)구리(II) 선구 물질의 온도를 38 oC로 유지한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 절차를 수행하여 구리 박막을 제조하였다. 수득된 박막의 X선 광전자 스펙트럼에서 구리의 광전자 봉우리들과 오제 봉우리들이 뚜렷이 보여, 금속 구리 박막이 증착되었음을 확인하였다. 상기 박막의 X선 회절 무늬를 도 8에 도시하였으며, 도 8에서, 2θ = 42.98°와 2θ = 50.43°에 서 구리의 특성 봉우리를 볼 수 있다. 또한 박막의 증착 속도는 37 nm/h이었다. 이로부터, 비스(디에틸아미노-2-메틸-2-프로폭시)구리(II) 선구 물질을 사용하여 250 oC에서 규소 기질 위에 제조한 금속 구리 박막은 결정성을 띰을 알 수 있다.
실시예 6
비스(디에틸아미노-2-메틸-2-프로폭시)구리(Ⅱ) 선구물질의 온도를 38℃로 유지하고 기질의 온도를 300 oC로 올려서 증착 실험한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 절차를 수행하여 구리박막을 제조하였다. 수득된 박막의 X선 광전자 스펙트럼에서 구리의 광전자 봉우리들과 오제 봉우리들이 보여 금속 구리 박막이 증착되었음을 알 수 있었고, X선 회절 무늬에서는 2θ = 42.98°에서만 아주 작은 봉우리가 보였다. 박막의 증착 속도는 20 nm/h였다. 이로부터, 비스(디에틸아미노-2-메틸-2-프로폭시)구리(II) 선구 물질을 사용하여 300℃에서 규소 기질 위에 제조한 금속 구리 박막은 결정성이 별로 없음을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 구리(II) 아미노알콕사이드 화합물은 휘발성이 매우 높고 열적으로 충분히 안정하며 또한 외부 환원제 없이 자체 열분해하여 구리로 환원될 수 있으므로 고순도, 고품질의 구리 박막을 제조하는 데 있어 MOCVD용 구리 선구 물질로서 유용하게 사용할 수 있다.

Claims (6)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 구리 아미노알콕사이드 화합물:
    화학식 1
    Figure 112007009859079-pat00010
    상기 식에서,
    m은 1 내지 3의 정수이고, R 및 R'은 C1-4의 알킬기이다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 구리 알콕사이드 또는 구리 할로겐화물과 알칼리 금속의 아미노 알콕사이드 화합물 [MOCR'2(CH2)mNR2](여기서, R, R' 및 m은 제 1항에서 정의한 바와 같고, M은 Li 또는 Na 임)을 반응시키는 것을 포함하는, 제 1항에 따른 화학식 1의 구리 아미노 알콕사이드 화합물의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 제1항의 구리 아미노알콕사이드 화합물을 선구 물질로 사용하여 구리 박막을 성장시키는 방법.
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