KR100787309B1 - 루테늄막 및 산화 루테늄막, 및 그 형성 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 간이 도포ㆍ소성 방법으로 금속 루테늄막 및 산화 루테늄막을 형성할 수 있는 조성물, 그 조성물을 이용한 금속 루테늄막 및 산화 루테늄막을 형성하는 방법, 그 방법에 의해 형성되는 금속 루테늄막 및 산화 루테늄막, 및 이들 막으로 이루어지는 전극이 제공되는 것이다.
특정한 루테늄 착체를 함유하는 용액 조성물. 이 용액 조성물의 도포막을, 산소를 함유하지 않은 분위기하 또는 산소를 함유하는 분위기하에서 열처리함으로써 각각 금속 루테늄막 또는 산화 루테늄막, 및 이러한 막으로부터 이루어지는 전극이 형성된다.
금속 루테늄막, 산화 루테늄막, 전극
Description
본 발명은 금속 루테늄 박막 및 산화 루테늄 박막의 형성에 적합한 조성물, 그 조성물을 이용한 금속 루테늄 박막 및 산화 루테늄 박막의 형성 방법, 그 방법에 의해 형성된 루테늄막 및 산화 루테늄막, 및 이들의 막으로 이루어지는 전극에 관한 것이다.
종래, DRAM (Dynamic Random Access Memory)은 산화 규소와 질화 규소의 적층막 (ON 막)이 캐패시터 절연막용의 유전체로서 사용되고 메모리 셀 구조의 3 차원화에 따라 용량의 확보가 도모되어 왔다. 그러나 최근의 DRAM의 급속한 고집적화와 미세화에 따라 종래법으로 메모리 셀 용량을 확보하는 것이 곤란해지고 있다.
그래서 최근에는 한층 더한 미세화를 향하여, ON 막과 비교하여 유전율이 매우 높은 페로브스카이트형의 결정 구조를 갖는 티탄산 바륨, 티탄산 스트론튬, PZT 등의 재료가 검토되고 있다. 그러나 이러한 초고유전율 재료를 캐패시터의 절연막에 사용하여도 전극-유전체 계면에 저유전율층이 형성될 경우가 있고, 캐패시터 용량을 높임에 있어 장해가 되고 있었다. 이 저유전율층은, 유전체층으로부터 전극 재료로의 산소 원자의 이동에 의해서 형성된다고 생각되고 있다. 그래서 유전체층 으로부터의 산소를 받아 들이기 어려운 전극 재료로서 백금, 루테늄을, 또한 산화물 자체가 도전성을 갖는 것으로서 산화 루테늄을 이용하는 것이 검토되고 있다. 이들 중 백금막은 드라이 에칭에 의한 가공이 곤란하지만 금속 루테늄막 또는 산화 루테늄막은 비교적 쉽게 드라이 에칭으로 가공할 수가 있고, 페로브스카이트형 구조의 유전체를 절연막에 갖는 캐패시터의 전극으로서 적합하게 사용할 수 있다.
상기 금속 루테늄막의 형성에는 스퍼터링법이 많이 이용되고, 산화 루테늄막의 형성에는 반응성 스퍼터링법이 많이 이용되고 있다. 또한 보다 미세화된 구조나 양산성으로의 대응으로서 CVD법의 검토도 행하여지고 있다.
그러나 모두 대규모의 장치가 필요하고 장치 자체가 고가일 뿐만 아니라 진공계나 플라즈마계 등에 많은 에너지를 소비하기 때문에 제품의 비용고에 연결된다.
최근 이에 대하여 진공계를 사용하지 않고 액체상의 루테늄 화합물을 도포하는 방법이 제안되고 있다. 「표면 기술 협회 강연 대회 강연 요지집」, 164 쪽, (1990 년)에는, Ru(NH3)6Cl2 수용액을 도포한 후, 소성함으로써 루테늄 금속으로 변환하는 방법이 개시되어 있지만 이 방법에 의하면 생성되는 루테늄 금속은 미립자상이 되어, 균일한 막이 되지는 않는다. 또한 문헌 [Jpn. J. Appl. Phys. 38, p1134 (1999)]에는 증기압을 높이기 위한 액체상의 Ru(EtCp)2로부터 CVD에 의해 금속 루테늄막을 형성하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에 의하면 루테늄막 중에 다량의 탄소가 불순물로서 잔존하고, 캐패시터 전극용 재료로서는 적합한 금속 루 테늄막이되지 않는다.
발명의 개시
본 발명의 목적은 쉽고 간단한 도포ㆍ소성 방법으로 금속 루테늄막 및 산화 루테늄막을 형성할 수 있는 조성물, 그 조성물을 사용한 금속 루테늄막 및 산화 루테늄막을 형성하는 방법, 그 방법에 의해 형성되는 금속 루테늄막 및 산화 루테늄막, 및 이들의 막으로 이루어지는 전극을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적 및 이점은 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 상기 목적 및 이점은, 첫째 루테늄의 β-디케톤 착체, 루테늄의 β-케토카르복실산에스테르 착체, β-디카르복실산 에스테르 착체, 하기 화학식 1로 표시되는 루테늄 착체, 및 하기 화학식 4로 표시되는 아실옥시기 또는 하기 화학식 5로 표시되는 비스카르복실레이트기를 갖는 루테늄 착체로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 루테늄 착체를 함유하는 것을 특징으로 하는 막형성용 용액 조성물에 의해서 달성된다.
(여기서, COT'는 하기 화학식 2로 표시되는 배위자이고, 그리고 COD'는 하기 화학식 3으로 표시되는 배위자임.
(여기서 R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기임)
(여기서 R3 및 R4는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기임))
(여기서 R5는 수소 원자, 탄소수 1 내지 18의 알킬기 또는 탄소수 2 내지 18의 알케닐기임)
본 발명에 따르면 본 발명의 상기 목적 및 이점은, 둘째, 루테늄의 β-디케톤 착체, 루테늄의 β-케토카르복실산 에스테르 착체, β-디카르복실산에스테르 착체, 하기 화학식 1로 표시되는 루테늄 착체, 및 하기 화학식 4로 표시되는 아실옥시기 또는 하기 화학식 5로 표시되는 비스카르복실레이트기를 갖는 루테늄 착체로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 루테늄 착체를 함유하는 것을 특징으로 하는 막에 의해 달성된다.
<화학식 1>
Ru(COT')(COD')
(여기서, COT'는 하기 화학식 2로 표시되는 배위자이고, 그리고 COD'는 하기 화학식 3으로 표시되는 배위자임.
<화학식 2>
(여기서 R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기임)
<화학식 3>
(여기서 R3 및 R4는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기임))
<화학식 4>
R5COO-
(여기서 R5는 수소 원자, 탄소수 1 내지 18의 알킬기 또는 탄소수 2 내지 18의 알케닐기임)
<화학식 5>
-OOC-COO-
본 발명에 의하면, 본 발명의 상기 목적 및 이점은, 셋째, 본 발명의 용액 조성물을 기체(基體) 상에 도포하고 실질적으로 산소를 함유하지 않은 분위기하에서 열처리하는 것을 특징으로 하는 루테늄막의 형성 방법 (이하, 본 발명의 제1 방법이라고도 함)에 의해 달성된다.
본 발명에 의하면 본 발명의 상기 목적 및 이점은, 넷째, 본 발명의 용액조성물을 기체상에 도포하고, 산소를 함유하는 분위기하에서 열 처리하는 것을 특징으로 하는, 산화 루테늄막의 형성 방법 (이하, 본 발명의 제2 방법이라고도 함)에 의해서 달성된다.
본 발명에 의하면 본 발명의 상기 목적 및 이점은, 다섯째, 본 발명의 제1 방법에 의해 형성된 루테늄막에 의해서 달성된다.
본 발명에 의하면 본 발명의 상기 목적 및 이점은, 여섯째, 본 발명의 제2 방법에 의해 형성된 산화 루테늄막에 의해서 달성된다.
본 발명에 의하면 본 발명의 상기 목적 및 이점은, 일곱째, 본 발명의 제1 방법과 동일한 방법에 의해 루테늄 전극을 제조하는 방법에 의해서 달성된다.
본 발명에 의하면 본 발명의 상기 목적 및 이점은, 여덟째, 본 발명의 제2 방법과 동일한 방법에 의해 산화 루테늄 전극을 제조하는 방법에 의해서 달성된다.
또한 본 발명에 의하면, 본 발명의 상기 목적 및 이점은, 마지막으로, 상기 전극을 제조하는 방법에 의해 형성된 전극에 의해서 달성된다.
도 1은, 합성예 1에서 얻어진 루테늄과 아세토아세트산에틸과의 착체의 IR 스펙트럼도.
도 2는, 합성예 7에서 얻어진 루테늄-아세트산 착체의 IR 스펙트럼도.
도 3은, 합성예 9에서 얻어진 루테늄-2-에틸헥산산 착체의 IR 스펙트럼도.
도 4는, 합성예 10에서 얻어진 루테늄-옥살산 착체의 IR 스펙트럼도.
도 5는, 실시예 1에서 얻어진 금속 루테늄막의 ESCA 스펙트럼도.
도 6은, 실시예 2에서 얻어진 산화 루테늄막의 ESCA 스펙트럼도.
도 7은, 실시예 7에서 얻어진 루테늄막의 ESCA 스펙트럼도.
도 8은, 실시예 8에서 얻어진 산화 루테늄막의 ESCA 스펙트럼도.
도 9는, 실시예 9에서 얻어진 루테늄막의 ESCA 스펙트럼도.
도 10은, 실시예 10에서 얻어진 산화 루테늄막의 ESCA 스펙트럼도.
도 11은, 실시예 14에서 얻어진 루테늄막의 ESCA 스펙트럼도.
<발명이 바람직한 실시 형태>
본 발명에 있어서 사용되는 루테늄 착체는 루테늄의 β-디케톤 착체, 루테늄의 β-케토카르복실산에스테르 착체, β-디카르복실산에스테르 착체, 상기 화학식 1로 표시되는 루테늄 착체 및 상기 화학식 2로 표시되는 루테늄 착체이다.
이들 중, 루테늄의 β-디케톤 착체, 루테늄의 β-케토카르복실산에스테르 착체 및 루테늄의 디카르복실산에스테르 착체로서는 예를 들면 하기 화학식 6 내지 12 중 어느 하나로 표시되는 착체를 들 수 있다.
여기서, a, b, c, d, e, f, g, h 및 i는, 서로 독립적으로 O 내지 3의 정수이고, j, k, l, m, n 및 o는, 서로 독립적으로, 1 또는 2의 정수이다. 단, a+b+c=3, d+e+f=3, g+h+i=3, j+k=3, l+m=3 및 n+o=3인 것으로 한다. R6, R8, R9
, R11, Rl2, R14, R15, R17, R18, R20
, R21, R23, R24, R26, R27, R29, R30 및 R32는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 18의 알킬기, 탄소수 2 내지 18의 알케닐기 또는 아릴기를 나타내고, 알킬기 또는 알케닐기는 할로겐기나 알콕시기와 같은 치환기를 가질 수 있다. R7, Rl0, R13, R16, R19, R22, R25, R28 및 R31는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 18의 알킬기, 탄소수 2 내지 18의 알케닐기, 탄소수 1 내지 18의 알킬기 또는 알케닐기를 갖는 알콕시카르보닐기 또는 탄소수 1 내지 18의 알킬기 또는 알케닐기로 치환된 아릴기를 나타내고, 알킬기, 알케닐기 및 알콕시기에 있어서의 알킬기 또는 알케닐기는 할로겐기나 알콕시기와 같은 치환기를 가질 수 있다.
상기 탄소수 1 내지 18의 알킬기로서는 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기, 트리데실기, 테트라데실기, 헥사데실기, 옥타데실기 등을 들 수 있다.
탄소수 2 내지 18의 알케닐기로서는 예를 들면 9-옥타데세닐기, 9,12-옥타데카디에닐기, 9,11,13-옥타데카트리에닐기 등을 들 수 있다.
알콕시카르보닐기로서는 예를 들면 상기와 같은 알킬기 또는 알케닐기를 갖는 알콕시카르보닐기를 들 수 있다.
또한 아릴기로서는 예를 들면 페닐기 또는 메틸페닐기를 들 수 있다.
상기 화학식 6으로 표시되는 착체는 루테늄의 β-디케톤 착체이고, 상기 화학식 7로 표시되는 착체는 루테늄의 β-케토카르복실산에스테르 착체이고, 그리고 상기 화학식 8로 표시되는 착체는 루테늄의 β-디카르복실산에스테르 착체이다. 또한 상기 화학식 9로 표시되는 착체는, 배위자로서 β-디케톤과 β-케토카르복실산 에스테르를 가지며, 또 상기 화학식 10으로 표시되는 화합물은, 배위자로서 β-디케톤 및 β-디카르복실산에스테르를 가지며, 또 상기 화학식 12로 표시되는 착체는 배위자로서 β-디케톤, β-케토카르복실산에스테르 및 β-디카르복실산에스테르를 갖지만 이들은 모두 β-디케톤 배위자를 갖는 것에 착안하여 본 발명에서는 이들 착체를 편의상 루테늄의 β-디케톤 착체로 분류하는 것으로 한다.
또한, 상기 화학식 11로 표시되는 착체는 배위자로서 β-케토카르복실산에스테르 및 β-디카르복실산에스테르를 갖지만 본 발명에서는 이 착체를 편의상 루테늄의 β-케토카르복실산에스테르 착체로 분류하는 것으로 한다.
상기 화학식 6 내지 12 중 어느 하나로 표시되는 루테늄 착체의 구체적인 예 로서는 Ru (아세틸아세톤)3, Ru(프로피오닐아세톤)3, Ru(메틸디아세틸메탄)3, Ru(디 프로피오닐메탄)3, Ru(n-부티릴아세톤)3, Ru(이소부티릴아세톤)3, Ru(3-메틸-2,4-헥산디온)3, Ru(디아세틸에틸메탄)3, Ru(n-발레릴아세톤)3, Ru(프로피오닐-n-부티릴메탄)3, Ru(3-메틸-2,4-헵탄디온)3, Ru(이소발레릴아세톤)3, Ru(피발로일아세톤)
3, Ru(이소프로필디아세틸메탄)3, Ru(카프로일아세톤)3, Ru(디-n-부티릴메탄)3, Ru(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디온)3, Ru(벤조일아세톤)3, Ru(3-페닐-2,4-펜탄디온)3, Ru(디벤조일 메탄)3, Ru(에톡시카르보닐디아세틸메탄)3, Ru(1,1,1,5,5,5-헥사플루오로-2,4-펜탄디온)3, Ru(메틸아세토아세테이트)3, Ru(에틸아세토아세테이트)3
, Ru(메틸α-프로피오닐프로피오네이트)3, Ru(에틸프로피오닐아세테이트)3, Ru(에틸α-메틸아세토아세테이트)3, Ru(아세틸아세톤)(에틸아세토아세테이트)2, Ru(아세틸아세톤)2(에틸아세토아세테이트), Ru(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디온)(에틸아세토아세테이트)2, Ru(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디온)2(에틸아세토아세테이트), Ru(아세틸아세톤)(에틸프로피오닐아세테이트)2, Ru(아세틸아세톤)2(에틸프로피오닐아세테이트), Ru(아세틸아세톤)(에톡시카르보닐디아세틸메탄)2, Ru(아세틸아세톤)2(에톡시카르보닐디아세틸메탄), Ru(말론산디메틸)3, Ru(말론산디에틸)3, Ru(말론산디프로필)3, Ru(말론산디부틸)3, Ru(말론산디헥실)3, Ru(말론산디옥틸)3, Ru(말론산디운데실)
3, Ru(말론산 디헥사데실)3, Ru(말론산디-9-옥타데세닐)3, Ru(말론산디-9,12-옥타데카디에닐)3
, Ru(말론산디-9,11,13-옥타데카트리에닐)3, Ru(말론산디에틸)(아세틸아세톤)(에틸아세토아세테이트), Ru(말론산디메틸)(아세틸아세톤)(에틸아세토아세테이트) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 함께 이용된다.
루테늄의 β-디케톤 착체, β-케토카르복실산에스테르 착체 및 β-디카르복실산에스테르 착체의 각각은 할로겐화루테늄과 β-디케톤류, β-케토카르복실산에스테르류 또는 β-디카르복실산에스테르류로부터 합성되는 카르바니온으로부터 제조된다.
할로겐화루테늄으로서는 예를 들면 삼염화루테늄, 삼브롬화루테늄 및 이들의 수화물 등을 들 수 있다.
또한 카르바니온은 예를 들면 β-디케톤류, β-케토카르복실산에스테르류 및β-디카르복실산에스테르로부터 선택되는 1종 이상의 화합물과 금속 알콕시드 또는 금속 수소화물과의 반응으로 생성할 수가 있다.
금속 알콕시드 또는 금속 수소화물로서는 예를 들면 나트륨메톡시드, 나트륨에톡시드, 나트륨t-부톡시드, 수소화나트륨 등을 사용할 수가 있다.
본 발명에 있어서 루테늄 착체를 제조하는 상기 방법은 용매의 존재하에서 행하여 진다.
이들 용매로서는 예를 들면 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 옥탄올, 데칸올, 운데칸올, 도데칸올, 헥사데칸올, 옥타데칸올, 에틸렌글리 콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 글리세롤, 글리세롤모노메틸에테르, 글리세롤디메틸에테르, 글리세롤모노에틸에테르, 글리세롤디에틸에테르와 같은 알코올류; 테트라히드로푸란, 디옥산과 같은 환상 에테르류; 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 프로필렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜디에틸에테르, 글리세롤트리메틸에테르, 글리세롤트리에틸에테르와 같은 지방족 에테르류; 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트와 같은 에테르기를 갖는 에스테르류; 락트산메틸, 락트산에틸과 같은 수산기를 갖는 에스테르류 등을 이용할 수 있다.
본 발명의 원료로서 사용되는 루테늄 착체로서는 또한 상기 화학식 1로 표시되는 루테늄 착체가 있다. 화학식 1중, COT'은 상기 화학식 2로 표시되고 또 COD'는 상기 화학식 3으로 표시된다.
화학식 2중의 R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고, 화학식 3중의 R3 및 R4의 정의도 마찬가지이다.
화학식 2로 표시되는 배위자 (COT')로서는 예를 들면 1,3,5-시클로옥타트리엔 (이하, COT라고도 함), 1,5-디메틸-1,3,5-시클로옥타트리엔, 1,5-디에틸-1,3,5-시클로옥타트리엔을 들 수 있다.
또한, 화학식 3으로 표시되는 배위자 (COD')로서는 예를 들면 1,5-시클로옥타디엔 (이하, COD라고도 함), 1,5-디메틸-1,5-시클로옥타디엔, 1,5-디에틸-1,5-시클로옥타디엔을 들 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 루테늄 착체는 루테늄 원자에 화학식 2로 표시되는 배위자와 화학식 3으로 표시되는 배위자가 배위한 착화합물이다.
또한 본 발명에서 원료로서 사용되는 루테늄 착체로서는 상기 화학식 4 또는 5로 표시되는 기를 갖는 루테늄 착체도 포함된다.
상기 화학식 4로 표시되는 기를 갖는 루테늄 착체는 루테늄 원자에 RCOO기와, 경우에 따라 산소 원자 및(또는) H2O 분자가 배위한 착화합물이다.
이러한 루테늄 착체는 예를 들어 하기 화학식 1'로 표시된다.
여기서, R의 정의는 화학식 1과 동일하고, p 및 r는 서로 독립적으로 1 내지 6의 수이고, 그리고 q 및 s는 서로 독립적으로 0 내지 6의 수이다,
R5COO기는 카르복실산으로부터 산소에 결합하는 수소 원자를 제외한 잔기를 의미하고, R의 구체적인 예로서는 수소, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, CH3(CH2)3CH(C2H
5)기, 운데실기, 도데실기, 트리데실기, 테트라데실기, 헥사데실기, 옥타데실기와 같은 알킬기;
9-옥타데세닐기, 9,12-옥타데카디에닐기, 9,11,13-옥타데카트리에닐기와 같은 알케닐기 등을 적합하게 사용할 수 있다. 또한 이들 알킬기 및 알케닐기는 직쇄상이어도 환상이어도 좋고 또한 분지상일 수도 있다.
이들 중, 바람직한 것으로서 수소, 메틸기 및 CH3(CH2)3CH(C2H
5)기를 들 수 있다.
또한 p 및 r은 각각 1 내지 6의 수, q 및 s는 각각 0 내지 6의 수이다. p, q, r 및 s는 화학식 1'로 표시되는 화합물에 있어서의 R5의 종류에 따라 결정되지만 예를 들면 R5=메틸기 및 CH3(CH2)3CH(C2H5
)기일 때, p=3, q=1, r=6, 및 s=3의 값을 취할 수 있다.
화학식 2로 표시되는 루테늄 착체는 루테늄 원자에 (COO)2기와 경우에 따라 산소 원자 및(또는) H2O 분자가 배위한 착화합물이다.
이들 루테늄 착체는 예를 들면 하기 화학식 2'로 표시된다.
p 및 t는 각각 1 내지 6의 수, q 및 s는 0 내지 6의 수이다. p, q, s 및 t는 합성 조건 등에 의해 결정되지만 예를 들면 p=3, q=1, s=3 및 t=3의 값을 취할 수 있다.
상기 루테늄 착체는 예를 들면 [J. Chem. Soc. (A), p, 3322-3326(1970)]이 나 [J. C. S. Dalton, p, 1570-1577 (1972)] 등에 기재된 방법에 따라 합성할 수 있다. 구체적으로는 삼염화루테늄 수화물과 R5COO기 또는 (COO)2기에 대응하는 카르복실산 또는 그 카르복실산의 알칼리 금속염을, 알코올 용매 중에서 반응시켜 합성할 수가 있다. 카르복실산의 알칼리 금속염에 이용되는 알칼리 금속으로서는 예를 들면 리튬, 칼륨, 나트륨 등을 사용할 수 있다. 용매로서 사용하는 알코올로서는 예를 들면 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 옥탄올, 데칸올, 운데칸올, 도데칸올, 헥사데칸올, 옥타데칸올 등을 이용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 루테늄 착체는 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수가 있다.
본 발명의 용액 조성물은 루테늄 착체의 용매 중의 용액으로서 유리하게 제공된다. 사용되는 용매로서는 루테늄 착체를 용해한 용매와 반응하지 않는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면 n-펜탄, 시클로펜탄, n-헥산, 시클로헥산, n-헵탄, 시클로헵탄, n-옥탄, 시클로옥탄, 데칸, 시클로데칸, 디시클로펜타디엔 수소화물, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 듀렌, 인덴, 테트라히드로나프탈렌, 데카히드로나프탈렌, 스크와란 등의 탄화수소계 용매; 디에틸에테르, 디프로필에테르, 디부틸에테르, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 테트라히드로푸란, 테트라히드로피란, 비스(2-메톡시에틸)에테르, p-디옥산 등의 에테르계 용매; 프로 필렌카르보네이트, γ-부티로락톤, N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸포름아미드, 아세토니트릴, 디메틸술폭시드, 염화메틸렌, 클로로포름 등의 극성 용매, 및 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올. 헥산올, 시클로헥산올, 옥탄올, 데칸올, 에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 글리세롤, 글리세롤모노메틸에테르, 글리세롤디메틸에테르, 글리세롤모노에틸에테르, 글리세롤디에틸에테르 등 알코올계 용매, 락트산메틸, 락트산에틸 등 수산기를 갖는 에스테르류 및 물을 들 수 있다. 이들 중 루테늄 착체의 용해성과 상기 용액의 안정성의 점에서 알코올계 용매, 및 알코올계 용매와 탄화수소계 용매 또는 상기 극성 용매와의 혼합 용매가 바람직하다. 이들 용매는 단독으로 또는 2종 이상 함께 사용할 수가 있다.
본 발명의 용액 조성물에 있어서 루테늄 착체의 농도는 바람직하게는 1 내지 50 중량％ 정도이다. 원하는 루테늄막 두께에 따라서 적절하게 조제할 수가 있다. 또한 용액 중의 루테늄 원자 농도를 높이기 위해서 필요에 따라서 다른 루테늄 화합물을 병용할 수 있다. 다른 루테늄 화합물로서는 종래 CVD용 원료로서 이용되어 온 화합물 등, 예를 들면 Ru(시클로펜타디에닐)2, Ru(에틸시클로펜타디에닐)2, Ru3(CO)12, Ru(CO)4(헥사플루오로-2-부틴) 등 이외에, Ru(시클로옥타디엔)(펜타디엔), Ru(비시클로[2.2.1]헵타디엔)(펜타디엔), Ru(시클 로헥사트리엔)(디에틸렌), Ru(헥사메틸시클로헥사트리엔)(디에틸렌), Ru(시클로헥사트리엔)(시클로헥사디엔), Ru(헥사메틸시클로헥사트리엔)(시클로헥사디엔), Ru(시클로헥사트리엔)(비시클로[2.2,1]헵타디엔), Ru(헥사메틸시클로헥사트리엔)(비시클로[2.2.1]헵타디엔)등의 루테늄 착체 및 Ru(시클로옥타트리엔)(시클로옥타디엔)착체를 들 수 있다.
이들 이외의 루테늄 화합물의 첨가량은 루테늄 착체 100 중량부에 대하여 바람직하게는 20 중량％ 이하이다. 20 중량％ 보다 많은 경우에는 성막성이 나빠지기 쉽다.
본 발명의 용액 조성물에는 목적으로 하는 기능의 발휘를 손상하지 않는 범위에서 필요에 따라서 불소계, 실리콘계, 비이온계 등의 표면 장력 조절제를 소량첨가할 수가 있다.
또한 본 발명의 용액 조성물에는 필요에 따라서 예를 들어 산화 알루미늄, 산화 지르코늄, 산화티탄, 산화규소 등의 금속 산화물의 미립자 등을 적절하게 혼합하여 사용할 수가 있다. 또한 용액 조성물의 도포 대상물에의 습윤성을 양호하게 하고, 도포한 막의 레벨링성을 개량하고, 도포막의 울퉁불퉁함 발생, 유자 껍질상 피부의 발생 등을 방지하기 위해 비이온성 계면활성제 등을 사용할 수가 있다.
본 발명의 용액 조성물을 사용하여 본 발명의 제1 방법 및 제2 방법을 실시할 수 있다.
제1 방법 및 제2 방법 중 어느 쪽에 있어서도 우선 본 발명의 용액 조성물을 기체 또는 지지체 상에 도포하여 도포막이 형성된다. 본 발명에서 말하는 도포막 은, 용매를 함유하는 상태의 것과 용매를 함유하지 않는 것 모두를 포함하는 것으로 이해해야된다. 지지체의 재질, 형상 등은 특별히 제한은 없지만 재질은 다음 공정의 열 처리에 견뎌지는 것이 바람직하고, 또한 도포막을 형성하는 지지체는 평면일 수도, 단차가 있는 비평면일 수 있으며, 그 형태는 특별히 한정되는 것이 아니다. 이러한 지지체의 재질의 구체적인 예로서는 유리, 금속, 플라스틱, 세라믹 등을 예를 들 수 있다. 유리로서는 예를 들면 석영 유리, 붕산 규산 유리, 소다 유리, 납 유리를 사용할 수 있다. 금속으로서는 예를 들면 금, 은, 구리, 니켈, 실리콘. 알루미늄, 철 이외의 스테인레스강 등을 사용할 수 있다. 플라스틱으로서는 예를 들면 폴리이미드, 폴리에테르술폰을 사용할 수가 있다. 또한 이들 재질 형상은 벌크형상, 판상, 필름 형상 등으로 특별히 제한되는 것은 아니다. 상기 지지체는 표면에 UV 처리나 커플링제에 의한 화학 처리를 실시하고 본 발명의 용액 조성물과의 습윤성을 개량한 후에 사용할 수도 있다. 또한, 상기 용액의 도포 방법으로서는 예를 들면 스핀 코팅, 딥(dip) 코트, 커텐 코트, 롤 코트, 스프레이 코트, 잉크 제트, 인쇄법 등을 들 수 있다. 도포는 1회 행할 수 있고, 또한 복수회 중첩하여 칠할 수도 있다. 또한, 미세 패턴을 갖는 기판 (지지체) 상에 본 발명의 도포액을 도포할 때는 기판을 도포액에 침지하여 초음파를 조사하거나 또는 상기 기판상에 도포액을 쌓고 초음파를 조사하는 등으로 액을 진동시켜 도포할 수도 있다. 도포막은 도포 방법, 고형분 농도의 선택에 따라 적절한 두께로 할 수 있지만 막 두께는 고형분으로서 0.005 내지 100 ㎛이 바람직하고, 0.01 내지 10 ㎛인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 제1 방법 및 제2 방법으로서는, 도포막을 열 처리에 의해, 각각 금속 루테늄막 또는 산화 루테늄막으로 변환한다. 가열 시간은 막 두께나 가열 분위기 등에 따라서 적절한 시간으로 할 수 있지만 통상 0.5 내지 500분의 조건이 채용된다. 가열 시간이 0.5분 미만이면, 형성되는 루테늄막 또는 산화 루테늄막 중에 잔존하는 유기 성분량이 많아질 경우가 있고, 한편 500분을 넘으면 형성되는 막이 아주 적어질 경우가 있다. 열 처리 전에, 미리 프리베이크 등에 의해 도포막으로부터 용매를 제거해 둘 수 있다.
제1 방법으로서는, 실질적으로 산소를 함유하지 않은 분위기하에서 열처리가 행하여지고, 금속 루테늄막이 형성된다. 이들 분위기로서는 예를 들면 수소를 함유하는 분위기가 바람직하다. 수소는 예를 들면 질소, 헬륨, 아르곤과 같은 불활성 가스의 혼합물로서 이용할 수 있다.
제2 방법으로서는, 산소를 함유하는 분위기하에서 열처리가 행하여지고 산화 루테늄막이 형성된다. 이러한 분위기로서는 예를 들면 산소 또는 산소와 질소, 헬륨, 아르곤과의 혼합물로 이루어지는 분위기가 바람직하게 사용된다.
상기 제1 방법, 제2 방법에 있어서 열 처리는 필요에 따라서 감압하 또는 가압하에서 실시할 수 있다.
이렇게 하여, 본 발명의 금속 루테늄막 및 산화 루테늄막이 제공된다. 본 발명의 금속 루테늄막은, 약간의 불순물 예를 들어 산화 루테늄 등을 함유할 수가 있고, 또한 산화 루테늄막도 약간의 불순물, 예를 들면 금속 루테늄을 함유할 수 있다.
이와 같이 하여 얻어진 금속 루테늄막 및 산화 루테늄막은 전극, 예를 들면 캐패시터 전극, 태양 전지 전극, 컨덴서 전극 또는 플랫 패널디스플레이용 전극 등으로서 사용할 수가 있다. 또한, 얻어진 금속 루테늄막, 산화 루테늄막은 이들의 특성을 개질하기 위해서 광 처리할 수 있다. 광 처리에 사용하는 광원으로서는 저압 또는 고압의 수은 램프, 중수소 램프 또는 아르곤, 크립톤, 크세논 등의 희가스의 방전 광 이외에, YAG 레이저, 아르곤 레이저, 탄산 가스 레이저, XeF, XeCl, XeBr, KrF, KrCl, ArF, ArCl 등의 엑시머 레이저 등을 들 수 있다. 이들 광원으로서는 일반적으로는 10 내지 5,000 W의 출력의 것이 사용되지만 상기 특성의 개질에는 100 내지 1,00O W로 충분하다. 이러한 광원의 파장은 특별히 한정되지 않지만 통상적으로 170 nm 내지 600 nm 이다. 또한 루테늄막의 개질 효과의 점에서 레이저광의 사용이 특히 바람직하다. 이러한 광 처리시의 온도는 통상적으로 실온 정도이다. 또한 광 조사에 있어서는 특정 부위만을 조사하기 위해서 마스크를 통해 조사할 수 있다.
루테늄막의 막 두께는 그 용도에 따라서 적절한 막 두께로 할 수 있지만 0.0005 내지 10 ㎛ (5 내지 100,000 Å)가 바람직하고, 0.001 내지 0.5 ㎛ (10 내지 5,000 Å)가 보다 바람직하다.
또한 산화 루테늄막의 막 두께는, 마찬가지로 적절한 막 두께로 할 수 있지만 0.001 내지 100 ㎛ (10 내지 1,000,000 Å)가 바람직하고, 0.002 내지 10 ㎛ (20 내지 100,000 Å)가 보다 바람직하다.
이하에, 본 발명을 하기 실시예에 의해 상세히 설명하지만 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<합성예 1>
나트륨메톡시드의 28 ％ 메탄올 용액 14.47 g을 110 ㎖의 메탄올로 희석하고, 아세토아세트산에틸 9.76 g의 메탄올 100 ㎖ 용액 중으로 실온에서 약 15분간 적하하였다. 적하 종료 후 1시간 교반하였다. 교반과 동시에 용액은 무색으로부터 노란 색으로 착색되었다. 5.19 g의 삼염화 루테늄을 메탄올 200 ㎖에 용해한 용액을 약 30분간 교반하면서 적하하고, 적하 후 5시간 가열 환류시켜 또한 하룻밤낮으로 실온에서 방치하였다. 다음으로 공경 0.45 ㎛의 멤브레인 필터로 침전시킨 염을 제거한 후, 증발기로 메탄올을 제거하였다. 잔류물을 100 ㎖의 에탄올에 용해시켜 1시간 실온에서 방치한 후, 석출한 염을 재차 0.45 ㎛의 멤브레인 필터로 제거한 여액을 증발기로 농축한 후, 50 ℃에서 감압 건조하고, 9.1 g의 생성물을 얻었다. 생성물의 IR 스펙트럼은 1,520 및 1,590 cm-1에 강한 흡수를 나타내고, 원료의 아세토아세트산에틸에서 관측된 1,720 및 1,745 cm-1의 카르보닐기로 귀속되는 흡수가 관측되지 않은 것으로 루테늄과 아세토아세트산에틸의 착체가 얻어진 것을 나타내고 있었다. 반응 생성물의 IR 스펙트럼을 도 1에 나타낸다. 또한 이 생성물의 원소 분석치 (중량％)은 다음과 같았다. Ru 20.41 (20.69), C 44.34 (44.26), H 5.65 (5.57), O 29.60(29.48). 또한 괄호 내의 숫자는 Ru[CH3COCHCOOC2H5]3에 대한 계산치이다.
<합성예 2>
합성예 1의 아세토아세트산에틸 대신에, 3.76 g의 아세틸아세톤 및 4.88 g의 아세토아세트산에틸의 혼합물을 이용한 것 이외는, 합성예 1과 같은 조건으로 반응시켜 루테늄의 아세틸아세톤 및 아세토아세트산에틸의 착체를 합성하였다. 이 생성물의 원소 분석치 (중량％)은 다음과 같았다. Ru 22.91 (22.79), C 44.84 (44.69), H 5.21 (5.46), O 27.04 (27.06). 또, 괄호 내의 숫자는 Ru[CH3COCHCOCH3]1.5[CH3COCHCOOC2H5]
15에 대한 계산치이다. 본 합성예 2의 생성물은 Ru[CH3COCHCOCH3]x[CH3COCHCOOC2H5]
y, (여기서, x 및 y는 0 내지 3의 정수이고, 또한 x+y=3이다.)으로 표시되는 착체의 혼합물인 것으로 생각된다.
<합성예 3>
합성예 1의 아세토아세트산에틸 대신에, 2.50 g의 아세틸아세톤 및 6.51 g의 아세토아세트산에틸의 혼합물을 이용한 것 이외는, 합성예 1과 같은 조건으로 반응시켜 루테늄의 아세틸아세톤 및 아세토아세트산에틸의 착체를 합성하였다. 이 생성물의 원소 분석치 (중량％)은 다음과 같았다. Ru 21.87 (22.05), C 45.03 (44.54), H 5.32 (5.50), O 27.78 (27.92). 또한 괄호 내의 숫자는 Ru[CH3COCHCOCH3][CH3COCHCOOC2H5]2에 대한 계산치이다.
<합성예 4>
합성예 1의 아세토아세트산에틸 대신에 5.01 g의 아세틸아세톤 및 4.30 g의 에톡시카르보닐디아세틸메탄의 혼합물을 사용한 것 이외는, 합성예 1과 같은 조건 으로 반응시켜 루테늄의 아세틸아세톤 및 에톡시카르보닐디아세틸메탄의 착체를 합성하였다. 이 생성물의 원소 분석치 (중량％)은 다음과 같았다. Ru 21.22 (21.48), C 46.03 (45.95), H 5.47 (5.36), O 27.28 (27.21), 또한 괄호 내의 숫자는 Ru[CH3COCHCOCH3]2[CH3COC(COOC2H5)COCH
3]에 대해서의 계산치이다.
<합성예 5>
합성예 1의 아세토아세트산에틸 대신에, 12.91 g의 에톡시카르보닐디아세틸메탄을 사용한 것 이외는, 합성예 1과 같은 조건으로 반응시켜 루테늄의 에톡시카르보닐디아세틸 메탄착체를 합성하였다. 이 생성물의 원소 분석치 (중량％)은 다음과 같았다. Ru 16.58 (16.45), C 46.23 (46.90), H 5.61 (5.41), O 31.58 (31.24). 또, 괄호 내의 숫자는 Ru[CH3COC(COOC2H5)COCH3]
3에 대해서의 계산치이다.
<합성예 6>
온도계, 컨덴서 및 적하 로트를 부착한 내용량이 500 ㎖인 3구 플라스크 내를 아르곤 가스로 치환한 후, 아연말 60 g과 메탄올 50 ㎖과 1,5-시클로옥타디엔을 넣고, 70 ℃에서 초음파 교반하면서, 3염화루테늄 3수화물 5.3 g을 메탄올 120 ㎖에 용해한 용액을 적하 로트로부터 천천히 적하하였다. 적하 종료 후, 70 ℃에서 2시간 더 초음파 교반을 계속하였다. 반응 종료 후, 반응액을 셀라이트 칼럼을 통해서 불용물을 제거하고, 용출 용액을 감압 농축함으로써 암갈색 유상물을 얻었다. 이것을 또한 시클로헥산으로 추출한 용액을 알루미나의 칼럼 크로마토그래피에 의해서 정제하고, 그 후, 펜탄으로 재결정함으로써 황색 결정 5.5 g을 얻었다. 이것 은 융점이 92 ℃ 내지 93 ℃이고, NMR 스펙트럼으로부터 목적으로 하는 화합물 Ru(COT)(COD)인 것을 알았다.
<합성예 7>
염화루테늄 6.67 g, 아세트산나트륨 수화물 8.04 g, 아세트산 165 ㎖ 및 에탄올 165 ㎖을 500 ㎖의 가지플라스크에 칭량하고 환류하여 반응시켰다. 반응 용액의 색은 반응이 진행됨에 따라 흑색으로부터 녹흑색으로 변화하였다. 4시간 반응시킨 후 실온으로 복귀시킨 후, 감압하에서 농축 건고시켰다. 농축한 고체를 소량의 에탄올에 용해시킨 후, 100 ㎖의 아세톤을 첨가하여 5 ℃에서 방치하였다. 침전한 불용분을 제거한 후, 아세톤 용액을 감압하에서 농축 건고시키고, 7.8 g의 녹흑색의 생성물을 얻었다. 생성물의 IR 스펙트럼은 1,420 및 1,560 cm-1에 COO기로 귀속되는 넓고 강한 흡수, 3,450 cm-1에 OH기로 귀속되는 넓고 강한 흡수를 나타내었다. 또한 이 생성물의 원소 분석치 (중량％)은 다음과 같았다: Ru 41.72 (41.68), C 19.75 (19.81), H 3.21 (3.33), O 35.32 (35.19). 또 괄호 내의 수치는 Ru3O(CH3COO)6(H2O)3에 대해서의 계산치이다.
이것의 IR 스펙트럼을 도 2에 나타낸다.
<합성예 8>
염화루테늄 10.4 g, 탄산수소나트륨 25.2 g 및 물 300 ㎖을 500 ㎖의 가지플라스크에 칭량하고 9시간 환류시킨 후, 감압하에 물을 증발 건고시켰다. 또한 무수아세트산 300 ㎖을 첨가하여, 3시간 환류하여 반응시킨 후, 합성예 7과 같은 방 법으로 정제하여 생성물을 얻었다. 생성물의 IR 스펙트럼은, 합성예 7에서 얻어진 스펙트럼과 거의 동일한 스펙트럼을 표시하였다. 또한, 이 생성물의 원소 분석치 ( 중량％)은 다음과 같았다: Ru 41.59 (41.68), C 19.63 (19.81), H 3.45 (3.33), O 35.33 (35.19). 또한 괄호 내의 수치는, Ru3O(CH3COO)6(H2O)
3에 대해서의 계산치이다.
<합성예 9>
염화루테늄 6.7 g, 2-에틸헥산산나트륨 16.0 g, 2-에틸헥산산 200 ㎖ 및 에탄올 200 ㎖을 이용하여 합성예 7과 마찬가지로 반응시켰다. 반응 후 감압하에 농축 건고시켜, 합성예 7과 마찬가지로 정제하여, Ru 유기 카르복실산 착체 (Ru-2-에틸헥산산 착체)를 얻었다. 생성물의 IR 스펙트럼은, 1,415, 1,460 및 1,510 cm-1에 C00에 귀속되는 넓고 강한 흡수를, 2,875, 2,940 및 2,965 cm-1에 CH에 귀속되는 흡수를 나타내었다. 또한, 이 생성물의 원소 분석치 (중량％)은 다음과 같았다: Ru 24.41 (24.60), C 46.26 (46.78), H 7.89 (7.85), O 21.45 (20.77). 또한 괄호 안의 수치는, Ru3O(C7H15COO)6(H2O)3에 대해서의 계산치이다.
이것의 IR 스펙트럼을 도 3에 나타낸다.
<합성예 10>
염화루테늄 4.2 g, 옥살산나트륨 2.7 g, 옥살산 20.0 g 및 에탄올 200 ㎖을 사용하여 합성예 7과 마찬가지로 반응시켜 정제하여 Ru 유기 카르복실산 착체 (Ru -옥살산 착체)를 얻었다. 생성물의 IR 스펙트럼은 1,390 및 1,670 cm-1에 COO에 귀속되는 강한 흡수를 나타내고, 생성물이 Ru 유기 카르복실산 착체인 것을 나타내었다. 또한 이 생성물의 원소 분석치 (중량％)는 다음과 같았다: Ru 47.41 (47.58), C 11.23 (11.31), H 0.90 (0.95), O 40.46 (40.17). 또한 괄호 내의 수치는 Ru3O[(COO)2]3(H2O)3에 대해서의 계산치이다.
이것의 IR 스펙트럼을 도 4에 나타낸다.
<합성예 11>
염화루테늄 4.2 g, 포름산나트륨 2.7 g, 포름산 20.0 g 및 에탄올 200 ㎖을 사용하여 합성예 7과 마찬가지로 반응시켜 정제하여 Ru 유기 카르복실산 착체 (Ru 포름산 착체)를 얻었다. 생성물의 IR 스펙트럼은 1,560 및 1,625 cm-1에 COO에 귀속되는 넓고 강한 흡수를, 2,890, 2,940 및 2,960 cm-1에 CH로 귀속되는 약한 흡수를 나타내었다. 또한 이 생성물의 원소 분석치 (중량％)는 다음과 같았다: Ru 46.94 (47.13), C 11.28 (11.20), H 1.93 (1.88), O 39.85 (39.79). 또한 괄호 내의 수치는 Ru3O(HCOO)6(H2O)3에 대해서의 계산치이다.
<실시예 1>
상기 합성예 1에서 얻어진 루테늄과 아세토아세트산에틸의 착체 1 g을 락트산에틸 9 g에 녹여 용액을 조제하였다. 이 용액으로부터 공경이 0.2 ㎛인 테플론제 필터로 이물을 제거한 후, 석영 기판상에 아르곤 분위기하 2,000 rpm으로 스핀 코팅법에 의해 도포하였다. 이 도포 기판을 아르곤 분위기 중에서 용매를 증발시킨 후, 수소ㆍ질소의 혼합 가스 (3 ％ 수소)의 분위기 중에서 500 ℃에서 30분 가열하였더니 기판 상에는 금속 광택을 갖는 루테늄막이 얻어졌다. 이 루테늄막의 막 두께는 700 옹스트롱이었다. 이 루테늄막의 ESCA 스펙트럼을 측정하였더니 Ru3d 궤도에 귀속되는 피크가 280 eV와 284 eV로 관찰되고, 다른 원소에 유래하는 피크는 전혀 관찰되지 않아, 금속 루테늄인 것을 알수 있었다. 또한 탄소에 의한 피크는 관찰되지 않았다. 또한 이 금속 루테늄막을 4 단자법으로 저항율을 측정하였더니 45 μΩcm이었다. 여기서 얻어진 루테늄막의 ESCA 스펙트럼을 도 5에 나타낸다.
<실시예 2>
상기 합성예 1에서 얻어진 루테늄과 아세토아세트산에틸의 착체 1 g을 락트산에틸 9 g에 용해하고, 실시예 1과 동일하게 하여 도포액을 조제하였다. 이 도포액을 딥코트법으로 유리 기판에 도포하였다. 이 도포막을 공기 분위기 중에서 500 ℃에서 30분간 소성하였더니 약간 거무스름한 색의 도전성을 갖는 막이 얻어졌다. 이 도포막의 막 두께는 750 옹스트롱이고, 4 단자법으로 측정한 저항율은 70 μΩ cm이었다. 또한, ESCA 스펙트럼을 측정하였더니 281 eV와 285 eV에 Ru3d 궤도로 귀속되는 피크가 관찰되고, 동시에 O1S 궤도에 귀속되는 피크가 관찰되는 것으로부터 이 도포막은 산화 루테늄막인 것을 알았다. 또한 이 도포막에는 탄소에 의한 피크는 관찰되지 않았다. 이 산화 루테늄막의 ESCA 스펙트럼을 도 6에 나타낸다.
<실시예 3>
상기 합성예 2에서 얻어진 루테늄 착체 1 g을 락트산에틸 4.5 g 및 에탄올 4.5 g에 녹여 용액을 조제하였다. 이 용액을 공경이 0.2 ㎛인 테플론제 필터로 이물을 제거한 후, 석영 기판 상에 아르곤 분위기하 2,000 rpm으로 스핀코팅법에 의해 도포하였다. 이 도포 기판을 아르곤 분위기 중에서 용매를 증발시킨 후, 수소ㆍ질소의 혼합 가스 (3 ％ 수소)의 분위기 중에서 450 ℃에서 30분 가열하였더니 기판 상에는 금속 광택을 갖는 루테늄막이 얻어졌다. 이 루테늄막의 막 두께는 800 옹스트롱이었다. 이 루테늄막의 ESCA 스펙트럼을 측정하였더니 Ru3d 궤도에 귀속되는 피크가 280 eV와 284 eV에 관찰되고, 다른 원소에 유래하는 피크는 전혀 관찰되지 않아 금속 루테늄인 것을 알았다. 또한 탄소에 기초하는 피크는 관찰되지 않았다.
이 금속 루테늄막을 4 단자법으로 저항율을 측정하였더니 55 μΩcm이었다.
<실시예 4>
상기 합성예 3에서 얻어진 루테늄 착체 1 g을 락트산에틸 9 g에 녹여 용액을 조제하였다. 이 용액을 공경이 0.2 ㎛인 테플론제 필터로 이물을 제거한 후, 석영 기판 상에 아르곤 분위기하 2,000 rpm으로 스핀 코팅법에 의해 도포하였다. 이 도포 기판을 아르곤 분위기 중에서 용매를 증발시킨 후, 수소ㆍ질소의 혼합 가스 (3 ％ 수소)의 분위기 중에서 400 ℃에서 30분 가열하였더니 기판 상에는 금속 광택을 갖는 루테늄막이 얻어졌다. 이 루테늄막의 막 두께는 750 옹스트롱이었다. 이 루 테늄막의 ESCA 스펙트럼을 측정하였더니, Ru3d 궤도에 귀속되는 피크가 280 eV와 284 eV에 관찰되고, 다른 원소에 유래하는 피크는 전혀 관찰되지 않아 금속 루테늄인 것을 알았다. 또한 탄소에 의한 피크는 관찰되지 않았다. 또한 이 금속 루테늄막을 4 단자법으로 저항율을 측정하였더니 45 μΩcm이었다.
<실시예 5>
상기 합성예 4에서 얻어진 루테늄 착체 1 g를 락트산에틸 9 g에 녹여 용액을 조제하였다. 이 용액을 공경이 0.2 ㎛인 테플론제 필터로 이물을 제거한 후, 석영 기판 상에 아르곤 분위기하 2,000 rpm으로 스핀 코팅법에 의해 도포하였다. 이 도포 기판을 아르곤 분위기 중에서 용매를 증발시킨 후, 수소ㆍ질소의 혼합 가스 (3 ％ 수소)의 분위기 중에서 500 ℃에서 30분 가열하였더니 기판 상에는 금속 광택을 갖는 루테늄막이 얻어졌다. 이 루테늄막의 막 두께는 700 옹스트롱이었다. 이 실리콘막의 ESCA 스펙트럼을 측정하였더니 Ru3d 궤도에 귀속되는 피크가 280 eV와 284 eV에 관찰되고 다른 원소에 유래하는 피크는 전혀 관찰되지 않아 금속 루테늄인 것을 알았다. 또 탄소에 의한 피크는 관찰되지 않았다. 또한 이 금속 루테늄막을 4 단자법으로 저항율을 측정하였더니 50 μΩcm이었다.
<실시예 6>
상기 합성예 5에서 얻어진 루테늄 착체 1 g을 락트산에틸 9 g에 녹여 용액을 조제하였다. 이 용액을 공경이 0.2 ㎛인 테플론제 필터로 이물을 제거한 후, 석영 기판 상에 아르곤 분위기하 2,000 rpm으로 스핀 코팅법에 의해 도포하였다. 이 도 포 기판을 아르곤 분위기 중에서 용매를 증발시킨 후, 수소ㆍ질소의 혼합 가스 (3 ％ 수소)의 분위기 중에서 500 ℃에서 30분 가열하였더니 기판 상에는 금속 광택을 갖는 루테늄막이 얻어졌다. 이 루테늄막의 막 두께는 850 옹스트롱이었다. 이 실리콘막의 ESCA 스펙트럼을 측정하였더니 Ru3d 궤도에 귀속되는 피크가 280 eV와 284 eV에 관찰되고, 다른 원소에 유래하는 피크는 전혀 관찰되지 않아 금속 루테늄인 것을 알았다. 또한 탄소에 의한 피크는 관찰되지 않았다. 또한 이 금속 루테늄막을 4 단자법으로 저항율을 측정하였더니, 60 μΩcm이었다.
<비교예 1>
실시예 1에서 사용한 루테늄과 아세토아세트산에틸의 착체 대신에 Ru3(CO)12를 사용하고 용매로서 클로로포름을 사용한 것 외에는 실시예 1과 마찬가지로 도포 용액을 조제하였다. 이 용액을 유리 기판에 스핀 코팅하였더니 기판상에는 분말상의 Ru3(CO)12가 남았다. 이것을 질소 분위기 중에서 400 ℃에서 가열하였지만 얼룩 모양의 금속 루테늄 밖에 얻어지지 않았다.
<실시예 7>
상기 합성예 6에서 얻어진 루테늄 화합물, Ru(COT)(COD) 1 g을 시클로옥탄 9 g에 녹여 용액을 조제하였다. 이 용액을 공경이 0.2 ㎛인 테플론제 필터를 통해서 이물을 제거한 후, 석영 기판상에 아르곤 분위기하 2,000 rpm으로 스핀 코팅법에 의해 도포하였다. 이 도포 기판으로부터 아르곤 분위기 중에서 용매를 증발시킨 후, 수소ㆍ질소의 혼합 가스 (3 ％ 수소)의 분위기 중에서 400 ℃에서 30분 가열하 였더니 기판 상에는 금속 광택을 갖는 루테늄막이 얻어졌다. 이 루테늄막의 막 두께는 800 옹스트롱이었다. 이 실리콘막의 ESCA 스펙트럼을 측정하였더니 Ru3d 궤도에 귀속되는 피크가 285.4 eV와 290.6 eV에 관찰되고, 다른 원소에 유래하는 피크는 전혀 관찰되지 않아 루테늄인 것이 판명되었다. 또한 탄소에 의한 피크는 관찰되지 않았다. ESCA 스펙트럼을 도 7에 표시한다. 또한 이 루테늄막의 저항율을 4 단자법으로 측정하였더니 130 μΩcm이었다.
<실시예 8>
상기 합성예 6에서 얻어진 루테늄 화합물, Ru(COT)(COD) 1 g을 데카히드로나프탈렌 4.5 g과 n-데칸 4.5 g에 용해하여, 실시예 7과 동일하게 하여 도포액을 조제하였다. 이 도포액을 딥 코트법으로 유리 기판에 도포하였다. 이 도포막을 공기분위기 중에서 500 ℃에서 30분간 소성하였더니, 약간 거무스름해 진 색의 도전성을 갖는 막이 얻어졌다. 이 도포막의 막 두께는 650 옹스트롱이고, 4 단자법으로 측정한 저항율은 2,400 μΩcm이었다. 또한 ESCA 스펙트럼을 측정하였더니 285.7 eV와 289.9 eV에 Ru3d 궤도에 귀속되는 피크가 관찰되고, 동시에 O1S 궤도로 귀속되는 피크가 관찰되는 것으로, 이 도포막은 산화 루테늄막인 것을 알았다. 또한 이 도포막에는 탄소에 의한 피크는 관찰되지 않았다. ESCA 스펙트럼도를 도 8에 나타낸다.
<실시예 9>
상기 합성예 9에서 얻어진 루테늄 화합물 1 g을 시클로헥산올 9 g에 용해하 여 용액을 조제하였다. 이 용액을 공경이 0.2 ㎛인 테플론제 필터로 여과하여 이물을 제거한 후, 석영 기판 상에 아르곤 분위기하 2,000 rpm으로 스핀 코팅법에 의해 도포하였다. 아르곤 분위기 중에서 용매를 증발시킨 후, 수소ㆍ질소의 혼합 가스 (3 ％ 수소)의 분위기 중에서 450 ℃에서 30분 가열하였더니 기판 상에 금속광택을 갖는 루테늄막이 얻어졌다. 이 루테늄막의 막 두께는 800 옹스트롱이었다. 이 실리콘막의 ESCA 스펙트럼을 측정하였더니, Ru3d 궤도로 귀속되는 피크가 280 eV와 284 eV에 관찰되고, 다른 원소에 유래하는 피크는 전혀 관찰되지 않아 금속 루테늄인 것을 알았다. 이 ESCA 스펙트럼을 도 9에 나타낸다. 또한 탄소에 의한 피크는 관찰되지 않았다. 또한 이 금속 루테늄막을 4 단자법으로 저항율을 측정하였더니 30 μΩcm이었다.
<실시예 10>
실시예 9와 동일하게 하여 루테늄 화합물의 시클로헥산 용액을 조제하고, 석영 기판상에 도포하였다. 이것을 공기 중 450 ℃에서 30분간 가열하였더니 약간 거무스름해진 막이 얻어졌다. 이 막의 막 두께는 700 옹스트롱이고, 4 단자법으로 측정한 저항율은 70 μΩcm이었다. 또한 ESCA 스펙트럼을 측정하였더니 281 eV와 285 eV에 Ru3d 궤도에 귀속되는 피크가 관찰되고, 동시에 O1S 궤도에 귀속되는 피크가 관찰되는 것으로부터 이 도포막은 산화 루테늄막인 것을 알았다. 이 ESCA 스펙트럼을 도 10에 나타낸다.
<실시예 11>
상기 합성예 7에서 얻어진 루테늄 화합물 1 g을 에탄올 9 g에 녹여 용액을 조제하였다. 이 용액을 공경이 0.2 ㎛인 테플론제 필터로 여과하여 이물을 제거한 후, 석영 기판 상에 아르곤 분위기하 2,000 rpm으로 스핀 코팅법에 의해 도포하였다. 아르곤 분위기 중에서 용매를 증발시킨 후, 수소ㆍ질소의 혼합 가스 (3 ％ 수소)의 분위기 중에서 450 ℃에서 30분 가열하였더니 기판 상에는 금속 광택을 갖는 루테늄막이 얻어졌다. 이 루테늄막의 막 두께는 800 옹스트롱이었다. 이 루테늄막의 ESCA 스펙트럼을 측정하였다. 이 ESCA 스펙트럼에 의하면 Ru3d 궤도에 귀속되는 피크가 280 eV와 284 eV에 관찰되고, 다른 원소에 유래하는 피크는 전혀 관찰되지 않아 금속형의 루테늄인 것이 알았다. 또한 탄소에 의한 피크는 관찰되지 않았다. 또한 이 금속 루테늄막을 4 단자법으로 저항율을 측정하였더니 25 μΩcm이었다.
<실시예 12>
상기 합성예 7에서 얻어진 루테늄 화합물 1 g을 에탄올 4.5 g과 톨루엔 4.5 g의 혼합 용매에 용해하여 실시예 9와 동일하게 하여 도포액을 조제하였다. 이 도포액을 딥코트법으로 유리 기판에 도포하였다. 공기 중에서 용매를 증발시킨 후, 이 도포막을 공기의 분위기 중에서 450 ℃에서 30분간 소성하였더니 약간 거무스름해진 색의 도전성을 갖는 막이 얻어졌다. 이 도포막의 막 두께는 650 옹스트롱이고, 4 단자법으로 측정한 저항율은 78 μΩcm이었다. 또한 ESCA 스펙트럼을 측정하였다. 이 ESCA 스펙트럼에 의하면 281 eV와 285 eV에 Ru3d 궤도에 귀속되는 피크 가 관찰되고, 동시에 O1S 궤도에 귀속되는 피크가 관찰되는 것으로부터 이 도포막은 산화 루테늄막인 것을 알았다. 또한 이 도포막에는 탄소에 의한 피크는 관찰되지 않았다.
<실시예 13>
상기 합성예 8에서 얻어진 루테늄 화합물 1 g을 에탄올 9 g에 녹여 용액을 조제하였다. 이 용액을 공경이 0.2 ㎛인 테플론제 필터로 여과하여 이물을 제거한 후, 석영 기판 상에 아르곤 분위기하 2,000 rpm으로 스핀 코팅법에 의해 도포하였다. 아르곤 분위기 중에서 용매를 증발시킨 후, 수소ㆍ질소의 혼합 가스 (3 ％ 수소)의 분위기 중에서 450 ℃에서 30분 가열하였더니 기판 상에 금속 광택을 갖는 루테늄막이 얻어졌다. 이 루테늄막의 막 두께는 800 옹스트롱이었다. 이 실리콘막의 ESCA 스펙트럼을 측정하였더니 Ru3d 궤도에 귀속되는 피크가 280 eV와 284 eV에 관찰되고, 다른 원소에 유래하는 피크는 전혀 관찰되지 않아 금속상 루테늄인 것을 알았다. 또한 탄소에 의한 피크는 관찰되지 않았다. 이 금속 루테늄막을 4 단자법으로 저항율을 측정하였더니 30 μΩcm이었다.
<실시예 14>
상기 합성예 10에서 얻어진 Ru 유기 카르복실산 착체 1 g을 에탄올 9 g에 용해하여 용액을 조제하였다. 이 용액을 공경이 0.2 ㎛인 테플론제 필터로 여과하여 이물을 제거한 후, 석영 기판 상에 아르곤 분위기하 2,000 rpm으로 스핀 코팅법에 의해 도포하였다. 이 도포 기판을 아르곤 분위기 중에서 용매를 증발시킨 후, 수 소ㆍ질소의 혼합 가스 (3 ％ 수소)의 분위기 중에서 450 ℃에서 30분 가열하였더니 기판 상에 금속 광택을 갖는 루테늄막이 얻어졌다. 이 루테늄막의 막 두께는 800 옹스트롱이었다. 이 실리콘막의 ESCA 스펙트럼을 측정하였더니 Ru3d 궤도에 귀속되는 피크가 280 eV와 284 eV로 관찰되고, 다른 원소에 유래하는 피크는 전혀 관찰되지 않아 금속 루테늄인 것을 알았다. 또한 탄소에 의한 피크는 관찰되지 않았다. 이 ESCA 스펙트럼을 도 11에 나타낸다. 또한 이 금속 루테늄막의 저항율을 4 단자법으로 측정하였더니 35 μΩcm이었다.
<실시예 15>
상기 합성예 11에서 얻어진 루테늄 화합물 1 g을 에탄올 9 g에 녹여 용액을 조제하였다. 이 용액을 공경이 0.2 ㎛인 테플론제 필터로 여과하여 이물을 제거한 후, 석영 기판 상에 아르곤 분위기하 2,000 rpm으로 스핀 코팅법에 의해 도포하였다. 아르곤 분위기 중에서 용매를 증발시킨 후, 수소ㆍ질소의 혼합 가스 (3 ％ 수소)의 분위기 중에서 450 ℃에서 30분 가열하였더니 기판 상에 금속 광택을 갖는 루테늄막이 얻어졌다. 이 루테늄막의 막 두께는 750 옹스트롱이었다. 이 실리콘막의 ESCA 스펙트럼을 측정하였더니 Ru3d 궤도에 귀속되는 피크가 280 eV와 284 eV로 관찰되고, 다른 원소에 유래하는 피크는 전혀 관찰되지 않아 금속 루테늄인 것을 알았다. 또한 탄소에 의한 피크는 관찰되지 않았다. 또한 이 금속 루테늄막의 저항율을 4 단자법으로 측정하였더니 25 μΩcm이었다.
Claims (16)
- 하기 화학식 1로 표시되는 루테늄 착체, 및 하기 화학식 4로 표시되는 아실옥시기 또는 하기 화학식 5로 표시되는 비스카르복실레이트기를 갖는 루테늄 착체로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 루테늄 착체, 또는 하기 화학식 7 내지 12로 표시되는 착체로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 루테늄 착체를 포함하는 것을 특징으로 하는 용액 조성물.<화학식 1>Ru(COT')(COD')(여기서, COT'는 하기 화학식 2로 표시되는 배위자이고, COD'는 하기 화학식 3으로 표시되는 배위자임)<화학식 2>
(여기서, R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기임)<화학식 3>
(여기서 R3 및 R4는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기임)<화학식 4>R5COO-(여기서 R5는 수소 원자, 탄소수 1 내지 18의 알킬기 또는 탄소수 2 내지 18의 알케닐기임)<화학식 5>-OOC-COO-<화학식 7>Ru[R15-CO-CR16-COOR17]d[R18-CO-CR19-COOR20]e[R21-CO-CR22-COOR23]f<화학식 8>Ru[R24-OCO-CR25-COOR26]g[R27-OCO-CR28-COOR29]h[R30-OCO-CR31-COOR32]i<화학식 9>Ru[R6-CO-CR7-COR8]j[R15-CO-CR16-COOR17]k<화학식 10>Ru[R6-CO-CR7-COR8]1[R24-OCO-CR25-COOR26]m<화학식 11>Ru[R15-CO-CR16-COOR17]n[R24-OCO-CR25-COOR26]o<화학식 12>Ru[R24-OCO-CR25-COOR26][R6-CO-CR7-COR8][R15-CO-CR16-COORl7](여기서, d, e, f, g, h 및 i는 서로 독립적으로 O 내지 3의 정수이고, j, k, l, m, n 및 o는 서로 독립적으로 1 또는 2의 정수이되, 단, d+e+f=3, g+h+i=3, j+k=3, l+m=3 및 n+o=3이며, R6, R8, R9, R11, Rl2, R14, R15, R17, R18, R20, R21, R23, R24, R26, R27, R29, R30 및 R32는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 18의 알킬기, 탄소수 2 내지 18의 알케닐기 또는 아릴기를 나타내고, 알킬기 또는 알케닐기는 할로겐기나 알콕시기와 같은 치환기를 가질 수 있고, R7, R16, R19, R22, R25, R28 및 R31는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 18의 알킬기, 탄소수 2 내지 18의 알케닐기, 탄소수 1 내지 18의 알킬기 또는 알케닐기를 갖는 알콕시카르보닐기, 또는 탄소수 1 내지 18의 알킬기 또는 알케닐기로 치환된 아릴기를 나타내고, 알킬기, 알케닐기 및 알콕시기에 있어서의 알킬기 또는 알케닐기는 할로겐기나 알콕시기와 같은 치환기를 가질 수 있음) - 하기 화학식 1로 표시되는 루테늄 착체, 및 하기 화학식 4로 표시되는 아실옥시기 또는 하기 화학식 5로 표시되는 비스카르복실레이트기를 갖는 루테늄 착체로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 루테늄 착체, 또는 하기 화학식 7 내지 12로 표시되는 착체로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 루테늄 착체를 포함하는 것을 특징으로 하는 막.<화학식 1>Ru(COT')(COD')(여기서, COT'는 하기 화학식 2로 표시되는 배위자이고, 그리고 COD'는 하기 화학식 3으로 표시되는 배위자임)<화학식 2>
(여기서, R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기임)<화학식3>
(여기서, R3 및 R4는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기임)<화학식 4>R5COO-(여기서, R5는 수소 원자, 탄소수 1 내지 18의 알킬기 또는 탄소수 2 내지 18의 알케닐기임)<화학식 5>-OOC-COO-<화학식 7>Ru[R15-CO-CR16-COOR17]d[R18-CO-CR19-COOR20]e[R21-CO-CR22-COOR23]f<화학식 8>Ru[R24-OCO-CR25-COOR26]g[R27-OCO-CR28-COOR29]h[R30-OCO-CR31-COOR32]i<화학식 9>Ru[R6-CO-CR7-COR8]j[R15-CO-CR16-COOR17]k<화학식 10>Ru[R6-CO-CR7-COR8]1[R24-OCO-CR25-COOR26]m<화학식 11>Ru[R15-CO-CR16-COOR17]n[R24-OCO-CR25-COOR26]o<화학식 12>Ru[R24-OCO-CR25-COOR26][R6-CO-CR7-COR8][R15-CO-CR16-COORl7](여기서, d, e, f, g, h 및 i는 서로 독립적으로 O 내지 3의 정수이고, j, k, l, m, n 및 o는 서로 독립적으로 1 또는 2의 정수이되, 단, d+e+f=3, g+h+i=3, j+k=3, l+m=3 및 n+o=3이며, R6, R8, R9, R11, Rl2, R14, R15, R17, R18, R20, R21, R23, R24, R26, R27, R29, R30 및 R32는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 18의 알킬기, 탄소수 2 내지 18의 알케닐기 또는 아릴기를 나타내고, 알킬기 또는 알케닐기는 할로겐기나 알콕시기와 같은 치환기를 가질 수 있고, R7, R16, R19, R22, R25, R28 및 R31는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 18의 알킬기, 탄소수 2 내지 18의 알케닐기, 탄소수 1 내지 18의 알킬기 또는 알케닐기를 갖는 알콕시카르보닐기, 또는 탄소수 1 내지 18의 알킬기 또는 알케닐기로 치환된 아릴기를 나타내고, 알킬기, 알케닐기 및 알콕시기에 있어서의 알킬기 또는 알케닐기는 할로겐기나 알콕시기와 같은 치환기를 가질 수 있음) - 제1항에 기재된 용액 조성물을 기체 상에 도포하여, 실질적으로 산소를 함유하지 않은 분위기하에서 열 처리하는 것을 특징으로 하는 루테늄막의 형성 방법.
- 제1항에 기재된 용액 조성물을 기체 상에 도포하여 산소를 함유하는 분위기하에서 열 처리하는 것을 특징으로 하는 산화 루테늄막의 형성 방법.
- 삭제
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- 제1항에 기재된 용액 조성물을 기체 상에 도포하고, 실질적으로 산소를 함유하지 않은 분위기하에서 열 처리하는 것을 특징으로 하는 루테늄 전극의 형성 방법.
- 제1항에 기재된 용액 조성물을 기체 상에 도포하고, 산소를 함유하는 분위기하에서 열 처리하는 것을 특징으로 하는 산화 루테늄 전극의 형성 방법.
- 삭제
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- 제1항에 있어서, 하기 화학식 1로 표시되는 루테늄 착제를 포함하는 용액 조성물.<화학식 1>Ru(COT')(COD')(여기서, COT'는 하기 화학식 2로 표시되는 배위자이고, COD'는 하기 화학식 3으로 표시되는 배위자임)<화학식 2>
(여기서, R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기임)<화학식 3>
(여기서 R3 및 R4는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기임) - 제1항에 있어서, 하기 화학식 4로 표시되는 아실옥시기 또는 하기 화학식 5로 표시되는 비스카르복실레이트기를 갖는 루테늄 착체를 포함하는 용액 조성물.<화학식 4>R5COO-(여기서 R5는 수소 원자, 탄소수 1 내지 18의 알킬기 또는 탄소수 2 내지 18의 알케닐기임)<화학식 5>-OOC-COO-
- 제1항에 있어서, 하기 화학식 7 내지 12로 표시되는 착체로 이루어지는 군에서 선택된 루테늄 착체를 포함하는 용액 조성물.<화학식 7>Ru[R15-CO-CR16-COOR17]d[R18-CO-CR19-COOR20]e[R21-CO-CR22-COOR23]f<화학식 8>Ru[R24-OCO-CR25-COOR26]g[R27-OCO-CR28-COOR29]h[R30-OCO-CR31-COOR32]i<화학식 9>Ru[R6-CO-CR7-COR8]j[R15-CO-CR16-COOR17]k<화학식 10>Ru[R6-CO-CR7-COR8]1[R24-OCO-CR25-COOR26]m<화학식 11>Ru[R15-CO-CR16-COOR17]n[R24-OCO-CR25-COOR26]o<화학식 12>Ru[R24-OCO-CR25-COOR26][R6-CO-CR7-COR8][R15-CO-CR16-COORl7](여기서, d, e, f, g, h 및 i는 서로 독립적으로 O 내지 3의 정수이고, j, k, l, m, n 및 o는 서로 독립적으로 1 또는 2의 정수이되, 단, d+e+f=3, g+h+i=3, j+k=3, l+m=3 및 n+o=3이며, R6, R8, R9, R11, Rl2, R14, R15, R17, R18, R20, R21, R23, R24, R26, R27, R29, R30 및 R32는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 18의 알킬기, 탄소수 2 내지 18의 알케닐기 또는 아릴기를 나타내고, 알킬기 또는 알케닐기는 할로겐기나 알콕시기와 같은 치환기를 가질 수 있고, R7, R16, R19, R22, R25, R28 및 R31는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 18의 알킬기, 탄소수 2 내지 18의 알케닐기, 탄소수 1 내지 18의 알킬기 또는 알케닐기를 갖는 알콕시카르보닐기, 또는 탄소수 1 내지 18의 알킬기 또는 알케닐기로 치환된 아릴기를 나타내고, 알킬기, 알케닐기 및 알콕시기에 있어서의 알킬기 또는 알케닐기는 할로겐기나 알콕시기와 같은 치환기를 가질 수 있음)
- 제2항에 있어서, 하기 화학식 1로 표시되는 루테늄 착제를 포함하는 막.<화학식 1>Ru(COT')(COD')(여기서, COT'는 하기 화학식 2로 표시되는 배위자이고, COD'는 하기 화학식 3으로 표시되는 배위자임)<화학식 2>
(여기서, R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기임)<화학식 3>
(여기서 R3 및 R4는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기임) - 제2항에 있어서, 하기 화학식 4로 표시되는 아실옥시기 또는 하기 화학식 5로 표시되는 비스카르복실레이트기를 갖는 루테늄 착체를 포함하는 막.<화학식 4>R5COO-(여기서 R5는 수소 원자, 탄소수 1 내지 18의 알킬기 또는 탄소수 2 내지 18의 알케닐기임)<화학식 5>-OOC-COO-
- 제2항에 있어서, 하기 화학식 7 내지 12로 표시되는 착체로 이루어지는 군에서 선택된 루테늄 착체를 포함하는 막.<화학식 7>Ru[R15-CO-CR16-COOR17]d[R18-CO-CR19-COOR20]e[R21-CO-CR22-COOR23]f<화학식 8>Ru[R24-OCO-CR25-COOR26]g[R27-OCO-CR28-COOR29]h[R30-OCO-CR31-COOR32]i<화학식 9>Ru[R6-CO-CR7-COR8]j[R15-CO-CR16-COOR17]k<화학식 10>Ru[R6-CO-CR7-COR8]1[R24-OCO-CR25-COOR26]m<화학식 11>Ru[R15-CO-CR16-COOR17]n[R24-OCO-CR25-COOR26]o<화학식 12>Ru[R24-OCO-CR25-COOR26][R6-CO-CR7-COR8][R15-CO-CR16-COORl7](여기서, d, e, f, g, h 및 i는 서로 독립적으로 O 내지 3의 정수이고, j, k, l, m, n 및 o는 서로 독립적으로 1 또는 2의 정수이되, 단, d+e+f=3, g+h+i=3, j+k=3, l+m=3 및 n+o=3이며, R6, R8, R9, R11, Rl2, R14, R15, R17, R18, R20, R21, R23, R24, R26, R27, R29, R30 및 R32는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 18의 알킬기, 탄소수 2 내지 18의 알케닐기 또는 아릴기를 나타내고, 알킬기 또는 알케닐기는 할로겐기나 알콕시기와 같은 치환기를 가질 수 있고, R7, R16, R19, R22, R25, R28 및 R31는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 18의 알킬기, 탄소수 2 내지 18의 알케닐기, 탄소수 1 내지 18의 알킬기 또는 알케닐기를 갖는 알콕시카르보닐기, 또는 탄소수 1 내지 18의 알킬기 또는 알케닐기로 치환된 아릴기를 나타내고, 알킬기, 알케닐기 및 알콕시기에 있어서의 알킬기 또는 알케닐기는 할로겐기나 알콕시기와 같은 치환기를 가질 수 있음)
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