KR101768259B1 - 하이드로실란 유도체, 그 제조방법, 및 규소 함유 박막의 제조법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 과제는, 500℃ 이하의 저온에서 플라즈마 등을 이용하지 않고도, 규소 함유 박막을 효율적으로 제작할 수 있는 재료를 제공하는 것에 관한 것이다. 본 발명은, 클로로실란 유도체(3)와 화합물 M2Z(4)를 반응시켜, 하기 일반식 1'로 표시되는 하이드로실란 유도체를 제조하고, 이것을 재료로 해서 규소 함유 박막을 제조하는 것에 관한 것이다:
식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 알킬기를 나타내고, Z가 아이소사이아나토기 또는 아이소티오사이아나토기인 경우, M2는 나트륨 원자 등을 나타내며, Z가 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기 또는 NR4R5로 표시되는 2치환 아미노기인 경우, M2는 수소 원자 등을 나타내고, R3은 불소 원자로 치환되어 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내며, R4 및 R5는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타내고, Z가 탄소수 2 내지 6의 알케닐기인 경우, M2는 할로겐화 마그네슘기를 나타낸다.
식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 알킬기를 나타내고, Z가 아이소사이아나토기 또는 아이소티오사이아나토기인 경우, M2는 나트륨 원자 등을 나타내며, Z가 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기 또는 NR4R5로 표시되는 2치환 아미노기인 경우, M2는 수소 원자 등을 나타내고, R3은 불소 원자로 치환되어 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내며, R4 및 R5는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타내고, Z가 탄소수 2 내지 6의 알케닐기인 경우, M2는 할로겐화 마그네슘기를 나타낸다.
Description
본 발명은 반도체 소자의 제조용 재료 등으로서 유용한 하이드로실란 유도체, 그 제조 방법 및 규소 함유 박막의 제조법에 관한 것이다.
규소 단체 및 규소 함유 화합물은, 구성 원소의 종류 및/또는 비율을 변경함으로써 전기 저항률, 비유전율 등의 전기적 성질을 조정할 수 있으므로, 반도체 디바이스를 구성하는 많은 부위에 박막으로서 이용할 수 있어, 앞으로도 그 산업상의 용도는 더욱 넓어질 것으로 기대되고 있다. 반도체 소자 용도로서 이용되는 규소 함유 화합물로서는, 이산화규소, 산화질화규소, 질화규소, 금속 실리케이트 등 다양한 물질을 들 수 있다. 또, 반도체 디바이스의 고집적화를 진행시킴에 있어서, 디바이스 구조의 입체화, 즉, 삼차원화된 기판의 표면상에 박막을 제조하는 기술의 확립은 극히 중요하다. 이 관점에서, 화학기상증착법(CVD법)이나 원자층 증착법(ALD법)은, 차세대 이후의 반도체 디바이스 제조 공정에 적합한 박막 제작 프로세스로서 특히 주목받고 있다. CVD법이나 ALD법을 이용해서 규소 함유 박막을 제작하기 위한 재료로서 각종 규소 화합물의 사용이 검토되고 있다. 그러나, 실란 가스는 산소 가스와 폭발적으로 반응하므로, 그 용도는 한정되는데, 테트라에톡시실란(TEOS)은 박막 제작 시 고온이나 플라즈마를 필수로 하는 점에서 그 용도가 한정되어 있다. 트리스(다이메틸아미노)실란(TDMAS)도, CVD법이나 ALD법에 의한 규소 함유 박막을 제작하기 위한 재료로서 연구되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는 TDMAS를 재료로서 이용한 플라즈마 강화 화학기상증착법(PECVD법)에 의해 이산화규소 박막을 제작하는 방법이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는 TDMAS 및 오존 또는 산소 가스를 이용한 ALD법에 의해 이산화규소 박막을 제작하는 방법이 기재되어 있다.
본 발명의 하이드로실란 유도체(1)와 유사한 물질로서, 비특허문헌 1에는, 해당 문헌 중의 화합물 8 및 10으로서, 1,3-다이-tert-뷰틸-2-다이에틸아미노-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NEt2) 및 1,3-다이-tert-뷰틸-2-다이프로필아미노-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NPr2)이 기재되어 있지만, 이들을 규소 함유 박막 제작용의 재료로서 이용하는 것에 관한 기재는 전혀 없다. 다이에틸아미노기나 다이프로필아미노기 이외의 다이알킬아미노기를 가지는 유도체나, 아미노기, 모노알킬아미노기, 아이소사이아나토기, 티오아이소사이아나토기 또는 알케닐기를 지니는 유도체에 관한 기술도 전혀 없다.
Organometallics, Vol. 28, page 2744 (2009)
반도체 디바이스를 제조할 경우에는, 복수의 다른 화합물로 이루어진 박막을 적층할 필요가 있다. 그러나, 기존의 규소화합물을 실용적인 규소 함유 박막 제작용 재료로서 이용하는데는 문제가 있다. 예를 들어, TDMAS와 산소 가스만을 이용해서 이산화규소 박막을 제작할 경우에는, TDMAS와 산소의 반응을 촉진시키기 위한 높은 기판 온도가 필수적이다. 특허문헌 2에는, TDMAS와 산소 가스만을 이용한 ALD법에 의해 이산화규소 박막을 제작할 경우, 550℃에서는 박막을 제작할 수 있지만, 기판 온도가 낮다면 막이 퇴적되지 않는다는 기술이 있다. 또한, 본 발명자들이 TDMAS와 산소 가스를 이용해서 CVD법에 의한 이산화규소 박막 제작을 시험해 본 바, 기판 온도 500℃ 이하에 있어서는 막의 증착이 거의 진행되지 않는 것을 확인하였다(비교예-1, 비교예-2 및 비교예-3 참조). 박막 제작 시의 기판 온도가 높을 경우에는, 각 층 사이의 상호확산이나 박리 등의 문제가 발생하는 일이 있으므로, 될 수 있는 한 낮은 온도에서 박막을 제작하는 것이 요구되고 있다. 또, TDMAS와 산소의 반응을 촉진시키는 수단으로서 플라즈마를 사용하는 PECVD법이나 오존을 사용한 방법도 검토되고 있지만, PECVD법에는 플라즈마에 의해 기판이 손상된다고 하는 문제점이 있고, 오존을 이용하는 방법에는 기판이 오존에 의해 산화되는 문제점이 있으므로, 모두 실용적인 박막 제작 방법으로서는 적용 범위가 좁다. 즉, 플라즈마나 오존 등의 조제를 이용하지 않고 가열만으로, 또는 가능한 한 저온에서 박막을 형성할 수 있는 규소화합물이 요구되지만, 이러한 화합물은 아직 발견되고 있지 않다. 이들 문제점을 해결하기 위해서는, 500℃ 이하의 낮은 온도에서도 플라즈마나 오존을 이용하는 일없이 이산화규소나 질화규소 등의 규소 함유 박막을 효율적으로 제작하는 것이 가능한, 새로운 박막 제작용 규소 재료의 개발이 필요하다.
본 발명자들은 상기의 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과, 일반식 1 및 1'로 표시되는 환상 구조를 지니는 하이드로실란 유도체가, 500℃ 이하의 낮은 온도에서도 플라즈마나 오존을 이용하는 일없이 이산화규소나 질화규소 등의 규소 함유 박막을 효율적으로 제작하는 것이 가능한 우수한 화합물인 것을 찾아내고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉 본 발명은, 하기 일반식 1로 표시되는 하이드로실란 유도체에 관한 것이다:
[일반식 1]
(식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 알킬기를 나타내고, Za는 아이소사이아나토기, 아이소티오사이아나토기, 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기, N(CH3)R4로 표시되는 N-메틸-알킬아미노기 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐기를 나타내며, R3은 불소 원자로 치환되어 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내고, R4는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타낸다).
또, 본 발명은, 하기 일반식 3으로 표시되는 클로로실란 유도체와 하기 일반식 4로 표시되는 화합물을 반응시키는 것을 특징으로 하는, 하기 일반식 1'로 표시되는 하이드로실란 유도체의 제조 방법에 관한 것이다:
[일반식 3]
(식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 알킬기를 나타낸다);
[일반식 4]
(식 중, Z는 아이소사이아나토기, 아이소티오사이아나토기, 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기, NR4R5로 표시되는 2치환 아미노기 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐기를 나타내고, R3은 불소 원자로 치환되어 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내며, R4 및 R5는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타내고, Z가 아이소사이아나토기 또는 아이소티오사이아나토기인 경우, M2는 나트륨 원자 또는 칼륨 원자를 나타내며, Z가 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기 또는 NR4R5로 표시되는 2치환 아미노기인 경우, M2는 수소 원자 또는 리튬 원자를 나타내고, Z가 탄소수 2 내지 6의 알케닐기인 경우, M2는 할로겐화 마그네슘기를 나타낸다);
[일반식 1']
(식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 알킬기를 나타내고, Z는 아이소사이아나토기, 아이소티오사이아나토기, 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기, NR4R5로 표시되는 2치환 아미노기 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐기를 나타내며, R3은 불소 원자로 치환되어 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내고, R4 및 R5는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타낸다).
또한, 본 발명은, 하기 일반식 2로 표시되는 비닐렌다이아미나이드 알칼리금속염(vinylenediaminide alkiai metal salt)과 트라이클로로실란을 반응시킴으로써, 하기 일반식 3으로 표시되는 클로로실란 유도체를 제조하는 단계; 및 또한 상기 클로로실란 유도체(3)와 하기 일반식 4로 표시되는 화합물을 반응시키는 단계를 포함하는, 하기 일반식 1'로 표시되는 하이드로실란 유도체의 제조 방법에 관한 것이다:
[일반식 2]
(식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 알킬기를 나타내고, M1은 리튬 원자 또는 나트륨 원자를 나타낸다);
[일반식 3]
(식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 알킬기를 나타낸다);
[일반식 4]
(식 중, Z는 아이소사이아나토기, 아이소티오사이아나토기, 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기, NR4R5로 표시되는 2치환 아미노기 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐기를 나타내고, R3은 불소 원자로 치환되어 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내며, R4 및 R5는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타내고, Z가 아이소사이아나토기 또는 아이소티오사이아나토기인 경우, M2는 나트륨 원자 또는 칼륨 원자를 나타내며, Z가 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기 또는 NR4R5로 표시되는 2치환 아미노기인 경우, M2는 수소 원자 또는 리튬 원자를 나타내고, Z가 탄소수 2 내지 6의 알케닐기인 경우, M2는 할로겐화 마그네슘기를 나타낸다).
[일반식 1']
(식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 알킬기를 나타내고, Z는 아이소사이아나토기, 아이소티오사이아나토기, 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기, NR4R5로 표시되는 2치환 아미노기 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐기를 나타내며, R3은 불소 원자로 치환되어 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내고, R4 및 R5는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타낸다).
또, 본 발명은, 하기 일반식 1'로 표시되는 하이드로실란 유도체를 재료로서 이용하는 것을 특징으로 하는, 규소 함유 박막의 제조법에 관한 것이다
[일반식 1']
(식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 알킬기를 나타내고, Z는 아이소사이아나토기, 아이소티오사이아나토기, 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기, NR4R5로 표시되는 2치환 아미노기 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐기를 나타내며, R3은 불소 원자로 치환되어 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내고, R4 및 R5는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타낸다).
즉, 본 발명의 요지는, 하기 (1)항 내지 (9)항에 존재한다:
(1) 하기 일반식 1로 표시되는 하이드로실란 유도체:
[일반식 1]
(식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 알킬기를 나타내고, Za는 아이소사이아나토기, 아이소티오사이아나토기, 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기, N(CH3)R4로 표시되는 N-메틸-알킬아미노기 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐기를 나타내며, R3은 불소 원자로 치환되어 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내고, R4는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타낸다).
(2) 바람직하게는, R1 및 R2가 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 8의 알킬기이고, Za가 아이소사이아나토기, 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기이며, R3이 불소 원자로 치환되어 있을 수 있는 탄소수 1 내지 8의 알킬기인 것인 상기 (1)항에 기재된 하이드로실란 유도체.
(3) 바람직하게는, R1 및 R2가 각각 독립적으로 tert-뷰틸기 또는 tert-펜틸기이고, Za가 아미노기 또는 NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기이며, R3이 탄소수 1 내지 4의 알킬기인 것인 (1)항 또는 (2)항에 기재된 하이드로실란 유도체.
(4) 하기 일반식 3으로 표시되는 클로로실란 유도체와 하기 일반식 4로 표시되는 화합물을 반응시키는 것을 특징으로 하는, 하기 일반식 1'로 표시되는 하이드로실란 유도체의 제조 방법:
[일반식 3]
(식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 알킬기를 나타낸다);
[일반식 4]
(식 중, Z는 아이소사이아나토기, 아이소티오사이아나토기, 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기, NR4R5로 표시되는 2치환 아미노기 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐기를 나타내고, R3은 불소 원자로 치환되어 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내며, R4 및 R5는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타내고, Z가 아이소사이아나토기 또는 아이소티오사이아나토기인 경우, M2는 나트륨 원자 또는 칼륨 원자를 나타내며, Z가 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기 또는 NR4R5로 표시되는 2치환 아미노기인 경우, M2는 수소 원자 또는 리튬 원자를 나타내고, Z가 탄소수 2 내지 6의 알케닐기인 경우, M2는 할로겐화 마그네슘기를 나타낸다);
[일반식 1']
(식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 알킬기를 나타내고, Z는 아이소사이아나토기, 아이소티오사이아나토기, 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기, NR4R5로 표시되는 2치환 아미노기 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐기를 나타내며, R3은 불소 원자로 치환되어 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내고, R4 및 R5는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타낸다).
(5) 바람직하게는, Z가 아이소사이아나토기, 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기이고, R1 및 R2가 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 8의 알킬기이며, R3이 불소 원자로 치환되어 있을 수 있는 탄소수 1 내지 8의 알킬기인 것인 상기 (4)항에 기재된 제조 방법.
(6) 바람직하게는, Z가 아미노기 또는 NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기이고, M2가 수소 원자이며, R1 및 R2가 각각 독립적으로 tert-뷰틸기 또는 tert-펜틸기이고, R3이 탄소수 1 내지 4의 알킬기인 것인 상기 (4)항 또는 (5)항에 기재된 제조 방법.
(7) 하기 일반식 2로 표시되는 비닐렌다이아미나이드 알칼리금속염과 트라이클로로실란을 반응시킴으로써, 하기 일반식 3으로 표시되는 클로로실란 유도체를 제조하고, 더욱 그 클로로실란 유도체(3)와 일반식 4로 표시되는 화합물을 반응시키는 것을 특징으로 하는, 일반식 1'로 표시되는 하이드로실란 유도체의 제조 방법:
[일반식 2]
(식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 알킬기를 나타낸다. M1은 리튬 원자 또는 나트륨 원자를 의미한다);
[일반식 3]
(식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 알킬기를 나타낸다);
[일반식 4]
(식 중, Z는 아이소사이아나토기, 아이소티오사이아나토기, 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기, NR4R5로 표시되는 2치환 아미노기 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐기를 나타내고, R3은 불소 원자로 치환되어 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내며, R4 및 R5는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타내고, Z가 아이소사이아나토기 또는 아이소티오사이아나토기인 경우, M2는 나트륨 원자 또는 칼륨 원자를 나타내며, Z가 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기 또는 NR4R5로 표시되는 2치환 아미노기인 경우, M2는 수소 원자 또는 리튬 원자를 나타내고, Z가 탄소수 2 내지 6의 알케닐기인 경우, M2는 할로겐화 마그네슘기를 나타낸다);
[일반식 1']
(식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 알킬기를 나타내고, Z는 아이소사이아나토기, 아이소티오사이아나토기, 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기, NR4R5로 표시되는 2치환 아미노기 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐기를 나타내며, R3은 불소 원자로 치환되어 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내고, R4 및 R5는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타낸다).
(8) 하기 일반식 1'로 표시되는 하이드로실란 유도체를 재료로서 이용하는 것을 특징으로 하는, 규소 함유 박막의 제조법:
[일반식 1']
(식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 알킬기를 나타내고, Z는 아이소사이아나토기, 아이소티오사이아나토기, 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기, NR4R5로 표시되는 2치환 아미노기 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐기를 나타내며, R3은 불소 원자로 치환되어 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내고, R4 및 R5는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타낸다).
(9) 바람직하게는, Z가 아미노기 또는 NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기이며, R3이 탄소수 1 내지 4의 알킬기인 것인 상기 (8)에 기재된 제조법.
본 발명의 하이드로실란 유도체(1')를 재료로서 이용함으로써, 500℃ 이하의 낮은 온도에서도 플라즈마나 오존을 이용하지 않고도 이산화규소나 질화규소 등의 규소 함유 박막을 효율적으로 제작할 수 있다.
도 1은 실시예-39 내지 실시예-52, 실시예-57 내지 실시예-65 및 비교예-1 내지 비교예-4에서 이용한 박막 제작 장치의 개략도;
도 2는 Si(iPrNCHCHNiPr)(H)NHEt의 TG 및 DSC의 차트;
도 3은 Si(iPrNCHCHNiPr)(H)NHiPr의 TG 및 DSC의 차트;
도 4는 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2의 TG 및 DSC의 차트;
도 5는 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHMe의 TG 및 DSC의 차트;
도 6은 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHEt의 TG 및 DSC의 차트;
도 7은 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHcPr의 TG 및 DSC의 차트;
도 8은 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHiPr의 TG 및 DSC 차트;
도 9는 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHPr의 TG 및 DSC 차트;
도 10은 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHsBu의 TG 및 DSC 차트;
도 11는 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHtBu의 TG 및 DSC 차트;
도 12는 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHCy의 TG 및 DSC 차트;
도 13은 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHtOct의 TG 및 DSC 차트;
도 14는 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHCH2CF3의 TG 및 DSC 차트;
도 15는 Si(sBuNCHCHNsBu)(H)NHEt의 TG 및 DSC 차트;
도 16은 Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NH2의 TG 및 DSC 차트;
도 17은 Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NHMe의 TG 및 DSC 차트;
도 18은 Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NHEt의 TG 및 DSC 차트;
도 19는 Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NH2의 TG 및 DSC 차트;
도 20은 Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NHEt의 TG 및 DSC 차트;
도 21은 Si(tBuNCHCHNtOct)(H)NH2의 TG 및 DSC 차트;
도 22는 Si(tBuNCHCHNtOct)(H)NHPr의 TG 및 DSC 차트;
도 23은 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCO의 TG 및 DSC 차트;
도 24는 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCS의 TG 및 DSC 차트;
도 25는 Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NCO의 TG 및 DSC 차트;
도 26은 Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NCO의 TG 및 DSC 차트;
도 27은 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NEt2의 TG 및 DSC 차트;
도 28은 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NBuMe의 TG 및 DSC 차트;
도 29는 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CHCH2의 TG 및 DSC 차트;
도 30은 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2의 TG 및 DSC 차트;
도 31은 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CHC(CH3)2의 TG 및 DSC 차트;
도 32는 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)C(CH3)CH2의 TG 및 DSC 차트.
도 2는 Si(iPrNCHCHNiPr)(H)NHEt의 TG 및 DSC의 차트;
도 3은 Si(iPrNCHCHNiPr)(H)NHiPr의 TG 및 DSC의 차트;
도 4는 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2의 TG 및 DSC의 차트;
도 5는 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHMe의 TG 및 DSC의 차트;
도 6은 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHEt의 TG 및 DSC의 차트;
도 7은 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHcPr의 TG 및 DSC의 차트;
도 8은 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHiPr의 TG 및 DSC 차트;
도 9는 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHPr의 TG 및 DSC 차트;
도 10은 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHsBu의 TG 및 DSC 차트;
도 11는 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHtBu의 TG 및 DSC 차트;
도 12는 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHCy의 TG 및 DSC 차트;
도 13은 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHtOct의 TG 및 DSC 차트;
도 14는 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHCH2CF3의 TG 및 DSC 차트;
도 15는 Si(sBuNCHCHNsBu)(H)NHEt의 TG 및 DSC 차트;
도 16은 Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NH2의 TG 및 DSC 차트;
도 17은 Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NHMe의 TG 및 DSC 차트;
도 18은 Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NHEt의 TG 및 DSC 차트;
도 19는 Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NH2의 TG 및 DSC 차트;
도 20은 Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NHEt의 TG 및 DSC 차트;
도 21은 Si(tBuNCHCHNtOct)(H)NH2의 TG 및 DSC 차트;
도 22는 Si(tBuNCHCHNtOct)(H)NHPr의 TG 및 DSC 차트;
도 23은 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCO의 TG 및 DSC 차트;
도 24는 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCS의 TG 및 DSC 차트;
도 25는 Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NCO의 TG 및 DSC 차트;
도 26은 Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NCO의 TG 및 DSC 차트;
도 27은 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NEt2의 TG 및 DSC 차트;
도 28은 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NBuMe의 TG 및 DSC 차트;
도 29는 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CHCH2의 TG 및 DSC 차트;
도 30은 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2의 TG 및 DSC 차트;
도 31은 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CHC(CH3)2의 TG 및 DSC 차트;
도 32는 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)C(CH3)CH2의 TG 및 DSC 차트.
이하에 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 우선, R1, R2, R3, R4 및 R5의 정의에 대해서 설명한다. R1 및 R2로 표시되는 탄소수 3 내지 12의 알킬기로서는, 직쇄 형상, 분지쇄 형상 또는 환상의 어느 쪽의 것이라도 되고, 구체적으로는 프로필기, 아이소프로필기, 사이클로프로필기, 뷰틸기, 아이소뷰틸기, sec-뷰틸기, tert-뷰틸기, 사이클로뷰틸기, 펜틸기, 아이소펜틸기, 네오펜틸기, tert-펜틸기, 1-메틸뷰틸기, 2-메틸뷰틸기, 1,2-다이메틸프로필기, 1-에틸프로필기, 사이클로 펜틸기, 헥실기, 아이소헥실기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 3-메틸펜틸기, 1,1-다이메틸뷰틸기, 1,2-다이메틸뷰틸기, 2,2-다이메틸뷰틸기, 1,3-다이메틸뷰틸기, 2,3-다이메틸뷰틸기, 3,3-다이메틸뷰틸기, 1-에틸뷰틸기, 2-에틸뷰틸기, 1,1,2-트라이메틸프로필기, 1,2,2-트라이메틸프로필기, 1-에틸-1-메틸프로필기, 1-에틸-2-메틸프로필기, 사이클로헥실기, 사이클로프로필메틸기, 사이클로프로필에틸기, 사이클로뷰틸메틸기, 헵틸기, 사이클로헥실메틸기, 1,1-다이에틸프로필기, 2-메틸사이클로헥실기, 4-메틸사이클로헥실기, 옥틸기, 1,1-다이에틸-2-메틸프로필기, 2,5-다이메틸사이클로헥실기, 3,5-다이메틸사이클로헥실기, 1,1,3,3-테트라메틸뷰틸기, 1-메틸-1-프로필뷰틸기, 1,1,2,3,3-펜타메틸뷰틸기, 1,1-다이에틸-3,3-다이메틸뷰틸기, 아다만틸기, 1,1-다이메틸옥틸기, 1,1-다이프로필뷰틸기, 1,1-다이메틸데실기, 1,1-다이에틸옥틸기 및 1-뷰틸-1-프로필펜틸기 등을 예시할 수 있다.
하이드로실란 유도체(1')가 높은 증기압을 가져 박막형성용 재료로서 취급하기 쉬운 점 및 하이드로실란 유도체(1')를 재료로서 이용해서 성막했을 때의 규소 함유 박막의 증착속도가 빠른 점에서, R1 및 R2가 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 8의 알킬기인 것이 바람직하고, 탄소수 3 내지 5의 2급 알킬기 또는 3급 알킬기인 것이 더욱 바람직하며, tert-뷰틸기 및 tert-펜틸기가 특히 바람직하다.
R3으로 표시되는 탄소수 1 내지 12의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, 사이클로프로필기, 뷰틸기, 아이소뷰틸기, sec-뷰틸기, tert-뷰틸기, 사이클로뷰틸기, 펜틸기, 아이소펜틸기, 네오펜틸기, tert-펜틸기, 1-메틸뷰틸기, 2-메틸뷰틸기, 1,2-다이메틸프로필기, 1-에틸프로필기, 사이클로 펜틸기, 헥실기, 아이소헥실기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 3-메틸펜틸기, 1,1-다이메틸뷰틸기, 1,2-다이메틸뷰틸기, 2,2-다이메틸뷰틸기, 1,3-다이메틸뷰틸기, 2,3-다이메틸뷰틸기, 3,3-다이메틸뷰틸기, 1-에틸뷰틸기, 2-에틸뷰틸기, 1,1,2-트라이메틸프로필기, 1,2,2-트라이메틸프로필기, 1-에틸-1-메틸프로필기, 1-에틸-2-메틸프로필기, 사이클로헥실기, 사이클로프로필메틸기, 사이클로프로필에틸기, 사이클로뷰틸메틸기, 헵틸기, 사이클로헥실메틸기, 1,1-다이에틸프로필기, 2-메틸사이클로헥실기, 4-메틸사이클로헥실기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기, 1,1-다이에틸-2-메틸프로필기, 2,5-다이메틸사이클로헥실기, 3,5-다이메틸사이클로헥실기, 1,1,3,3-테트라메틸뷰틸기, 1-메틸-1-프로필뷰틸기, 1,1,2,3,3-펜타메틸뷰틸기, 1,1-다이에틸-3,3-다이메틸뷰틸기, 아다만틸기, 1,1-다이메틸옥틸기, 1,1-다이프로필뷰틸기, 1,1-다이메틸데실기, 1,1-다이에틸옥틸기 및 1-뷰틸-1-프로필펜틸기 등을 예시할 수 있다.
이들은 불소 원자로 치환되어 있을 수 있고, 플루오로메틸기, 다이플루오로메틸기, 트리플루오로메틸기, 1-플루오로에틸기, 2-플루오로에틸기, 1,1-다이플루오로에틸기, 2,2-다이플루오로에틸기, 2,2,2-트리플루오로에틸기, 퍼플루오로에틸기, 1-플루오로프로필기, 2-플루오로프로필기, 3-플루오로프로필기, 1,1-다이플루오로프로필기, 2,2-다이플루오로프로필기, 3,3-다이플루오로프로필기, 3,3,3-트리플루오로프로필기, 퍼플루오로프로필기, 1-트리플루오로메틸-2,2,2-트리플루오로에틸기, 퍼플루오로아이소프로필기, 퍼플루오로뷰틸기, 퍼플루오로아이소뷰틸기, 퍼플루오로-sec-뷰틸기, 퍼플루오로-tert-뷰틸기, 퍼플루오로펜틸기, 퍼플루오로아이소펜틸기, 퍼플루오로네오펜틸기, 퍼플루오로-tert-펜틸기, 퍼플루오로헥실기, 퍼플루오로 사이클로헥실기, 퍼플루오로헵틸기, 퍼플루오로옥틸기, 퍼플루오로노닐기, 퍼플루오로데실기, 퍼플루오로운데실기 및 퍼플루오로도데실기 등을 예시할 수 있다.
하이드로실란 유도체(1')가 높은 증기압을 가지고, 액체이며 박막형성용 재료로서 취급하기 쉬운 점 및 하이드로실란 유도체(1')를 재료로서 이용해서 성막했을 때의 규소 함유 박막의 퇴적속도가 빠른 점에서, R3이 불소로 치환되어 있을 수 있는 탄소수 1 내지 8의 알킬기인 것이 바람직하며, 특히 탄소수 1 내지 4의 알킬기인 것이 바람직하며, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, 사이클로프로필기, 뷰틸기, 아이소뷰틸기, sec-뷰틸기, tert-뷰틸기, 사이클로뷰틸기 등이 특히 바람직하다.
R4 및 R5로 표시되는 탄소수 1 내지 4의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, 사이클로프로필기, 뷰틸기, 아이소뷰틸기, sec-뷰틸기, tert-뷰틸기 및 사이클로뷰틸기 등을 예시할 수 있다.
다음에 본명세서에 있어서의 Z 및 Za로 표시되는 치환기의 정의에 대해서 설명한다. Za는 아이소사이아나토기, 아이소티오사이아나토기, 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기, N(CH3)R4로 표시되는 N-메틸-알킬아미노기 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐기를 나타낸다(R3 및 R4는 상기와 같은 의미를 지닌다). Z는 Za의 상위개념이며, 아이소사이아나토기, 아이소티오사이아나토기, 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기, NR4R5로 표시되는 2치환 아미노기 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐기를 나타낸다(R3, R4 및 R5는 상기와 같은 의미를 지닌다).
탄소수 2 내지 6의 알케닐기는 직쇄 형상, 분지쇄 형상, 환상의 어느 것이어도 되고, 구체예로서는, 비닐기, 프로파-1-엔-1-일기, 프로파-1-엔-2-일기, 프로파-2-엔-1-일기, 사이클로프로파-1-에닐기, 사이클로프로파-2-에닐기, 뷰타-1-엔-1-일기, 뷰타-1-엔-2-일기, 뷰타-3-엔-2-일기, 뷰타-3-엔-1-일기, 뷰타-2-엔-1-일기, 뷰타-2-엔-2-일기, 2-메틸프로파-1-엔-1-일기, 사이클로뷰타-1-에닐기, 사이클로뷰타-2-에닐기, 펜타-1-엔-1-일기, 펜타-1-엔-2-일기, 펜타-1-엔-3-일기, 펜타-4-엔-2-일기, 펜타-4-엔-1-일기, 펜타-2-엔-1-일기, 펜타-2-엔-2-일기, 펜타-2-엔-3-일기, 펜타-3-엔-2-일기, 펜타-3-엔-1-일기, 2-메틸뷰타-1-엔-1-일기, 2-메틸뷰타-3-엔-2-일기, 3-메틸뷰타-2-엔-1-일기, 3-메틸뷰타-2-엔-2-일기, 2-메틸렌뷰틸기, 2-메틸뷰타-2-엔-1-일기, 사이클로펜타-1-에닐기, 사이클로펜타-2-에닐기, 사이클로펜타-3-에닐기, 헥사-1-엔-1-일기, 헥사-1-엔-2-일기, 헥사-1-엔-3-일기, 헥사-5-엔-1-일기, 헥사-5-엔-2-일기, 헥사-5-엔-3-일기, 2-메틸펜타-4-엔-2-일기, 4-메틸펜타-1-엔-3-일기, 3-메틸펜타-1-엔-3-일기, 2-메틸펜타-1-엔-3-일기, 4-메틸펜타-4-엔-1-일기, 3-메틸렌펜틸기, 2-메틸렌펜틸기, 3-메틸렌-2-메틸렌뷰틸기, 2,3-다이메틸뷰타-3-엔-2-일기, 사이클로헥사-1-에닐기, 사이클로헥사-2-에닐기, 사이클로헥사-3-에닐기 등을 들 수 있다.
하이드로실란 유도체(1')가 높은 증기압을 가지는 점에서, 탄소수 2 내지 4의 알케닐기가 바람직하며, 구체적으로는 비닐기, 프로파-1-엔-1-일기, 프로파-1-엔-2-일기, 프로파-2-엔-1-일기, 사이클로프로파-1-에닐기, 사이클로프로파-2-에닐기, 뷰타-1-엔-1-일기, 뷰타-1-엔-2-일기, 뷰타-3-엔-2-일기, 뷰타-3-엔-1-일기, 뷰타-2-엔-1-일기, 뷰타-2-엔-2-일기, 2-메틸프로파-1-엔-1-일기, 사이클로뷰타-1-에닐기, 사이클로뷰타-2-에닐기가 바람직하다 특히 비닐기, 프로파-1-엔-1-일기, 프로파-1-엔-2-일기, 프로파-2-엔-1-일기가 바람직하다.
하이드록시유도체(1)를 재료로서 이용해서 산소 가스 공존 하에서 산화규소 박막을 제작할 경우의 규소 함유 박막의 증착속도가 빠른 점에서, Za는 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기, N(CH3)R4로 표시되는 N-메틸-알킬아미노기 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기인 것이 바람직하며, 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기인 것이 더욱 바람직하며, 아미노기, 메틸아미노기, 에틸아미노기, 프로필아미노기, 아이소프로필아미노기, 사이클로프로필아미노기, 뷰틸아미노기, 아이소뷰틸아미노기, sec-뷰틸아미노기 또는 tert-뷰틸아미노기인 것이 더한층 바람직하다. 또, 상기 재료가 낮은 열분해온도를 지니고 저온에서의 규소 함유 박막 제작 프로세스에 적합하다는 점에서, Za는 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기, 아이소사이아나토기 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기가 바람직하다. 또한, 저온에서도 규소 함유 박막의 증착속도가 빠르다고 하는 관점에서, Za는 아미노기가 특히 바람직하다.
하이드로실란 유도체(1')를 재료로서 이용해서 산소 가스 공존 하에서 산화규소 박막을 제작할 경우의 규소 함유 박막의 증착속도가 빠르다고 하는 관점에서, Z는 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기, N(CH3)R4로 표시되는 N-메틸-알킬아미노기, 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기인 것이 바람직하며, 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기인 것이 더욱 바람직하며, 아미노기, 메틸아미노기, 에틸아미노기, 프로필아미노기, 아이소프로필아미노기, 사이클로프로필아미노기, 뷰틸아미노기, 아이소뷰틸아미노기, sec-뷰틸아미노기 또는 tert-뷰틸아미노기인 것이 특히 바람직하다. 또, 상기 재료가 열분해온도가 낮은 특징을 지니고 저온에서의 규소 함유 박막 제작 프로세스에 적합하다고 하는 점에서, Z는 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기, 아이소사이아나토기 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기가 바람직하다. 또한, 저온에서도 규소 함유 박막의 퇴적속도가 빠르다고 하는 관점에서, Z는 아미노기가 특히 바람직하다.
다음에 본 발명의 제조 방법에 대해서 설명한다. 본 발명의 하이드로실란 유도체(1')는, 하기 반응식에 나타낸 공정 A를 통해서 제조될 수 있다.
공정 A에서 이용하는 화합물 M2Z(4)는, 소망의 하이드로실란 유도체(1')의 치환기 Z의 종류에 따라서, 전술한 바와 같이 M2를 결정함으로써 이용될 수 있다. 구체적으로는, 화합물 M2Z(4)는, 암모니아, 리튬 아마이드, NH2R3으로 표시되는 일급 아민, NHR4R5로 표시되는 2급 아민, LiNHR3으로 표시되는 리튬(알킬아마이드), LiNR4R5로 표시되는 리튬(다이알킬아마이드), 사이안산나트륨, 사이안산칼륨, 티오사이안산나트륨, 티오사이안산칼륨 및 탄소수 2 내지 6의 알케닐 마그네슘 할로겐화물로 이루어진 군으로부터 적절하게 선택해서 이용할 수 있다(R3, R4 및 R5는 상기와 같은 의미를 지닌다). 더욱 구체적으로는, Z가 아이소사이아나토기인 경우에는 화합물(4)로서 사이안산나트륨 또는 사이안산칼륨을, Z가 아이소티오사이아나토기인 경우에는 화합물(4)로서 티오사이안산나트륨 또는 티오사이안산칼륨을, Z가 아미노기인 경우에는 화합물(4)로서 암모니아 또는 리튬 아마이드를, Z가 1치환 아미노기 NHR3인 경우에는 화합물(4)로서 일급 아민 NH2R3 또는 리튬(알킬 아마이드) LiNHR3을, Z가 2치환 아미노기 NR4R5인 경우에는 화합물(4)로서 2급 아민 NHNR4R5 또는 LiNR4R5로 표시되는 리튬(다이알킬아마이드)를, Z가 탄소수 2 내지 6의 알케닐기인 경우에는 화합물(4)로서 알케닐 마그네슘 할로겐화물을 각각 이용한다(R3, R4 및 R5는 상기와 같은 의미를 지닌다). 알케닐 마그네슘 할로겐화물의 할로겐 원자로서는, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자를 예시할 수 있지만, 하이드로실란 유도체(1')의 수율이 양호한 점에서, 염소 원자 또는 브롬 원자가 바람직하며, 특히 브롬 원자가 바람직하다. 공정 A에서는, 필요에 따라서 트라이에틸아민, 다이에틸(아이소프로필)아민 등의 3급 아민류나, 피리딘류를 반응 조제로서 첨가해서 이용해도 된다.
공정 A는, 하이드로실란 유도체(1')의 수율이 양호한 점에서, 유기용매 중에서 실시하는 것이 바람직하다. 이용될 수 있는 유기용매로서는, 반응을 저해하는 일이 없는 용매이면 제한은 없다. 예를 들어, 화합물(4)로서 암모니아, 일급 아민 NH2R3 또는 2급 아민 NHR4R5를 이용할 경우에는, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 사이클로헥산, 메틸사이클로헥산, 에틸사이클로헥산, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 에틸 벤젠 등의 탄화수소용매, 다이에틸에터, 다이아이소프로필에터, 사이클로펜틸메틸에터, 사이클로펜틸에틸에터, 다이옥산, 테트라하이드로퓨란, 1,2-다이메톡시에탄등의 에터 용매 등을 예시할 수 있고, 이들은 단독으로 이용해도 임의의 비율로 혼합해서 이용해도 된다. 하이드로실란 유도체(1')의 수율이 양호한 점에서, 헥산, 헵탄, 테트라하이드로퓨란 또는 테트라하이드로퓨란과 헥산 또는 헵탄의 혼합 용매가 바람직하다. 또, 화합물(4)로서 리튬 아마이드, 리튬(알킬 아마이드) LiNHR3, 리튬(다이알킬아마이드) LiNR4R5, 사이안산나트륨, 사이안산칼륨, 티오사이안산나트륨, 티오사이안산칼륨 및 알케닐 마그네슘 할로겐화물을 이용할 경우에는, 다이에틸에터, 다이아이소프로필에터, 사이클로펜틸메틸에터, 사이클로펜틸에틸에터, 다이옥산, 테트라하이드로퓨란, 1,2-다이메톡시에탄 등의 에터 용매, 및 이들 에터 용매와 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 사이클로헥산, 메틸사이클로헥산, 에틸 사이클로헥산, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 또는 에틸 벤젠 등의 탄화수소 용매의 혼합 용매를 예시할 수 있고, 하이드로실란 유도체(1')의 수율이 양호한 점에서, 테트라하이드로퓨란 또는 1,2-다이메톡시에탄이 특히 바람직하다.
공정 A에서는 용매의 사용량에 특별히 제한은 없고, 적절하게 선택된 양의 용매를 이용함으로써 수율 양호하게 다이아자실라사이클로펜텐 유도체(1')를 제조할 수 있다.
다음에, 클로로실란 유도체(3)와 화합물(4)의 혼합비에 대해서 설명한다. 공정 A에서 이용되는 화합물(4)이 암모니아, 일급 아민 NH2R3 또는 2급 아민 NHR5R6인 경우, 3급 아민류나 피리딘류를 반응 조제로서 첨가하지 않을 때에는, 클로로실란 유도체에 대하여 2당량 이상의 화합물(4)을 이용함으로써 수율 양호하게 하이드로실란 유도체(1')를 제조할 수 있다. 반응 조제를 첨가할 때에는, 반응 조제의 첨가량에 따라서 화합물(4)의 사용량을 절감할 수 있고, 예를 들어, 반응 조제를 클로로실란 유도체(3)에 대해서 1당량 이상 이용할 때에는, 클로로실란 유도체(3)에 대해서 1당량 이상의 화합물(4)을 이용함으로써 수율 양호하게 하이드로실란 유도체(1')를 제조할 수 있다. 또 공정 A에서 이용되는 화합물(4)이 리튬 아마이드, 리튬(알킬 아마이드) LiNHR3, 리튬(다이알킬아마이드) LiNR4R5, 사이안산나트륨, 사이안산칼륨, 티오사이안산나트륨, 티오사이안산칼륨 또는 알케닐 마그네슘 할로겐화물인 경우에는, 클로로실란 유도체(3)에 대해서 1당량 이상의 화합물(4)을 이용함으로써 수율 양호하게 하이드로실란 유도체(1')를 제조할 수 있다.
공정 A의 반응 온도 및 반응 시간에는 특별히 한정은 없고, 바람직하게는 0℃ 내지 200℃, 10분 내지 120시간의 범위에서 적절하게 선택함으로써, 수율 양호하게 하이드로실란 유도체(1')를 제조할 수 있다. 또 공정 A의 분위기로서 이용될 수 있는 가스로서는, 건조 공기, 질소, 헬륨, 네온, 아르곤 등을 예시할 수 있다. 하이드로실란 유도체(1')의 수율이 양호한 점에서, 질소 또는 아르곤 분위기 하에서 공정 A를 실시하는 것이 바람직하다.
공정 A에 의해 제조한 하이드로실란 유도체(1')는, 필요에 따라서 여과, 추출, 증류, 승화, 결정화 등의 일반적인 정제 방법을 적절하게 선택해서 이용함으로써 정제할 수 있다. 또 본 발명의 하이드로실란 유도체(1')는, 하기 반응식에 나타낸 2개의 공정 1 및 2를 실시하는 방법에 의해 제조할 수도 있다.
(식 중, R1, R2, M1, Z, R3, R4, R5 및 M2는 상기와 같은 의미를 지닌다). 즉, 비닐렌다이아미나이드 알칼리금속염(2)과 트라이클로로실란을 반응시켜 클로로실란 유도체(3)을 제조하는 공정 1, 및 클로로실란 유도체(3)와 화합물(4)을 반응시켜 하이드로실란 유도체(1')를 제조하는 공정 2을 실시함으로써 하이드로실란 유도체(1')를 제조할 수 있다.
우선 공정 1에 대해서 이하에 상세히 설명한다. 공정 1에서 이용하는 비닐렌다이아미나이드 알칼리금속염(2) 및 그 합성 원료인 N,N'-다이알킬-1,4-다이아자-1,3-뷰타다이엔(R1N=CHCH=NR2)은, 예를 들어 문헌[Journal of the American Chemical Sosiety, Vol. 120, page 12714 (1998)]이나 문헌[Journal of Organometallic Chemistry, Vol. 301, page 183 (1986)]에 기재된 방법에 준해서 제조할 수 있다.
클로로실란 유도체(3)의 수율이 양호한 점에서 M1은 리튬 원자인 것이 바람직하다.
공정 1은, 클로로실란 유도체(3)의 수율이 양호한 점에서, 유기 용매 중에서 실시하는 것이 바람직하다. 이용될 수 있는 유기용매로서는, 반응을 저해하는 일이 없는 용매이면 제한은 없다. 용매의 예로는, 다이에틸에터, 다이아이소프로필에터, 사이클로펜틸메틸에터, 사이클로펜틸에틸에터, 다이옥산, 테트라하이드로퓨란, 1,2-다이메톡시에탄등의 에터, 및 이들 에터 용매와 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 사이클로헥산, 메틸사이클로헥산, 에틸 사이클로헥산, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 또는 에틸 벤젠등의 탄화수소용매의 혼합 용매를 들 수 있다. 클로로실란 유도체(3)의 수율이 양호한 점에서, 테트라하이드로퓨란 또는 테트라하이드로퓨란과 헥산의 혼합 용매가 특히 바람직하다. 용매의 사용량에는 특별히 제한은 없고, 적절하게 선택된 양을 이용하는 것에 의해 수율 양호하게 클로로실란 유도체(3)을 제조할 수 있다.
공정 1에서 이용되는 비닐렌다이아미나이드 알칼리금속염(2)의 사용량에 특별히 제한은 없지만, 수율 양호하게 클로로실란 유도체(3)을 제조할 수 있는 점에서, 비닐렌다이아미나이드 알칼리금속염(2)에 대해서 0.9 내지 1.1당량의 트라이클로로실란을 이용하는 것이 바람직하며, 비닐렌다이아미나이드 알칼리금속염(2)이나 트라이클로로실란을 과부족 없게 사용할 수 있는 점에서, 비닐렌다이아미나이드 알칼리금속염(2)에 대해서 1.0당량의 트라이클로로실란을 이용하는 것이 특히 바람직하다.
공정 1의 반응 온도 및 반응 시간에는 특별히 한정은 없고, 바람직하게는 0℃ 내지 100℃, 10분 내지 120시간의 범위에서 적절하게 선택함으로써, 수율 양호하게 클로로실란 유도체(3)을 제조할 수 있다. 또 본 반응의 분위기로서 이용할 수 있는 가스로서는, 클로로실란 유도체(3)의 수율이 양호한 점에서, 질소, 헬륨, 네온, 아르곤 등 불활성 가스를 예시할 수 있다. 클로로실란 유도체(3)의 수율이 양호한 점에서, 질소 또는 아르곤 분위기 하에서 본 반응을 실시하는 것이 특히 바람직하다.
공정 1에 의해 제조한 클로로실란 유도체(3)은, 필요에 따라서 여과, 추출, 증류, 승화, 결정화 등의 일반적인 정제 방법을 적절하게 선택해서 이용함으로써 정제될 수 있다. 또, 클로로실란 유도체(3)을 반드시 단리할 필요는 없고, 조제의 클로로하이드로실란 유도체(3)을 공정 2에서 원료로서 그대로 이용하거나, 또는 공정 1의 반응 종료 후 원-팟 시스템(one-pot system)으로 공정 2의 반응에 이용해도 된다.
공정 2는 전술한 공정 A와 같은 조건 하에 실시할 수 있다.
다음에, 하이드로실란 유도체(1')를 재료로서 이용하는 것을 특징으로 하는, 규소 함유 박막의 제조법에 대해서 이하에 상세히 설명한다. 하이드로실란 유도체(1')를 단독으로 박막 제작용 재료로서 이용하는 방법뿐만 아니라, 다른 규소화합물과 조합시켜서 박막 제작용 재료로서 이용함으로써 규소 함유 박막을 제작할 수 있다. 또 산소 가스, 오존, 질소 가스, 수소 가스, 물, 과산화수소, 암모니아, 알코올, 카복시산 등을 박막 제작용 재료로서 하이드로실란 유도체(1')와 병용함으로써 규소 함유 박막을 제작해도 된다. 제작할 수 있는 박막으로서는, 이산화규소, 질화규소, 탄화규소, 질화산화규소 및 실리케이트 등의 박막을 예시할 수 있다. 그 중에서도, 이산화규소 박막이나 질화규소 박막을 효율적으로 제작할 수 있다. 더욱 구체적으로는, 예를 들어, 본 발명의 하이드로실란 유도체(1')를 재료로서 이용하여, 산소, 오존, 물, 과산화수소, 알코올, 카복시산 등과 같은 산소원 화합물로 이루어진 군으로부터 적절하게 선택된 박막 제작용 재료를 병용함으로써 산화규소 박막을 제작할 수 있다. 또한, 암모니아, 아민류, 하이드라진 등의 질소원 화합물을 박막 제작용 재료로서 병용함으로써 질화규소 박막을 제작할 수 있다. 또한, 다른 박막 제작용 재료를 병용하지 않고, 하이드로실란 유도체(1')를 단독으로 이용함으로써 질화규소 박막을 제작할 수 있다. 게다가, 다른 금속화합물, 예를 들어, 스칸듐, 이트륨, 희토류원소, 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 니오브, 탄탈, 크롬, 몰리브덴, 텅스텐, 망간, 테크네튬, 레늄, 철, 루테늄, 오즈뮴, 코발트, 로듐, 이리듐, 니켈, 팔라듐, 백금, 구리, 은, 금, 아연, 카드뮴 등의 전이 금속을 함유하는 화합물이나 전형금속을 함유하는 화합물을 박막 제작용 재료로서 하이드로실란 유도체(1')과 병용함으로써, 각종 금속 실리사이드 박막을 제작할 수 있다. 또, 전형 금속이나 전이 금속과의 복합 산화물의 박막 등을 제작하는 것도 가능하다.
규소 함유 박막을 제작하는 구체적인 방법으로서는, CVD법 또는 ALD법 등의 기상증착법, 및 침지 코팅법, 스핀 코팅법 또는 잉크젯법 등의 용액법을 예시할 수 있다. 삼차원화된 구조를 가지는 기판의 표면에도 균일하게 박막을 형성하기 쉬운 점에서, 기상증착법이 바람직하다. 예를 들어, CVD법 또는 ALD법에 의해 규소 함유 박막을 제작할 경우, 하이드로실란 유도체(1')를 기화시켜, 기체로서 반응 챔버에 공급한다. 하이드로실란 유도체(1')를 기화시키는 방법으로서는, 예를 들어, 버블링법이나 액체 주입법 등을 들 수 있다. 또, 본 명세서의 기재에 있어서 이용되는 바와 같은 버블링법이란, 항온조 내에 설치하여 일정한 온도로 유지된 재료 용기에 하이드로실란 유도체(1')를 넣고, 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논 또는 질소 등 하이드로실란 유도체(1')와 반응하지 않는 가스를 캐리어 가스로서 주입함으로써 하이드로실란 유도체(1')를 기화시키는 방법이다. 액체 주입법이란, 하이드로실란 유도체(1')를 액체 상태로 기화기에 공급하고, 기화기 내에서의 가열 등에 의해 하이드로실란 유도체(1')를 기화시키는 방법이다. 액체 주입법에서는, 하이드로실란 유도체(1')를 단독으로 박막 제작용 재료로서 이용할 수 있거나 또는 하이드로실란 유도체(1')를 유기 용매에 용해시켜 얻어진 용액을 이용할 수 있다. 하이드로실란 유도체(1')를 용액으로서 이용할 때의 유기 용매로서는, 하이드로실란 유도체(1')와 반응하지 않는 것이면 특별히 제한은 없고, 그 예로는 1,2-다이메톡시에탄, 다이글라임, 트라이글라임, 다이옥산, 테트라하이드로퓨란, 사이클로펜틸메틸에터, 사이클로펜틸에틸에터 등의 에터류, 펜탄, 헥산, 사이클로헥산, 메틸사이클로헥산, 에틸 사이클로헥산, 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸 등의 알칸류, 벤젠, 톨루엔, 에틸 벤젠, 자일렌 등의 방향족 탄화수소류 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 혼합해서 용매로서 이용할 수 있다.
CVD법 또는 ALD법에 의해 규소 함유 박막을 제작할 경우, 기체로서 반응 챔버에 공급한 하이드로실란 유도체(1')를 분해시킴으로써, 반응 챔버 내에 비치한 기판 상에 규소 함유 박막을 제작할 수 있다. 하이드로실란 유도체(1')를 분해시키는 방법으로서는, 열에 의한 방법, 플라즈마나 광 등을 사용하는 방법이나, 반응 챔버 내에 물, 산소 가스, 오존, 과산화수소, 수소 가스, 암모니아나, 메탄올, 에탄올 및 2-프로판올 등의 알코올류, 포름산, 아세트산 및 프로피온산 등의 카복시산류 등의 반응 가스를 공급하여 화학반응을 일으키게 하는 방법을 예시할 수 있다. 이들 방법을 단독으로 또는 조합해서 이용함으로써, 하이드로실란 유도체(1')를 분해시켜, 규소 함유 박막을 제작할 수 있다. 하이드로실란 유도체(1')를 분해시킬 때의 기판 온도는, 분해 조건에 따라서 적절하게 선택된다. 예를 들어, 플라즈마나 광이 병용하여 이용되지 않고 반응 가스로서 산소 가스를 이용할 경우에는, 기판 온도에 특별히 제한은 없지만, 비용 이점의 관점에서, 300℃ 내지 1000℃가 바람직하고, 성막속도가 양호한 점에서 400℃ 내지 750℃가 더 바람직하며, 450℃ 내지 700℃가 특히 바람직하다. 또 플라즈마나 광, 오존, 과산화수소, 암모니아 등을 적절하게 사용함으로써, 300℃ 이하의 온도 영역에서도 규소 함유 박막을 제작할 수 있다. 또한, 본 발명의 하이드로실란 유도체(1')를 재료로서 이용함으로써, 500℃ 이하의 낮은 온도에서도 플라즈마나 오존을 이용하지 않아도 이산화규소 등의 규소 함유 박막을 효율적으로 제작할 수 있다.
하이드로실란 유도체(1')를 박막 제작용 재료로서 이용해서 제작한 규소 함유 박막은, 그 조성에 따라서 전기 전도성, 전기절연성, 유전성 등의 각종 전기 특성을 지니므로, 전극이나 절연체, 유전체로서 DRAM이나 플래시 메모리 등의 반도체 소자에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 코팅막 등의 광학재료 등으로서 이용될 수 있다. 그 중에서도, 이산화규소 박막이나 질화규소 박막은, 절연체, 유전체, 희생층, 반사 방지막, 가스 배리어막, 보호막, 하드 마스크 등에, 또한 질화규소 박막은 확산 배리어막이나 내구성 코팅 등에도 사용될 수 있다.
또한, 하이드로실란 유도체(1')는, 각종 규소 함유 폴리머나 실란 커플링제로서, 또는 그들의 합성 중간체로서도 유용하다.
실시예
이하, 실시예를 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다. 또, 본 명세서 중에서는, Me, Et, Pr, iPr, cPr, Bu, iBu, sBu, tBu, tPe, Cy 및 tOct는, 각각 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, 사이클로프로필기, 뷰틸기, 아이소뷰틸기, sec-뷰틸기, tert-뷰틸기, tert-펜틸기, 사이클로헥실기 및 1,1,3,3-테트라메틸뷰틸기(tert-옥틸기)를 나타낸다.
참고예-1:
아이소프로필아민 5.32g(89.9m㏖)과 물 50㎖의 혼합액에 40% 글라이옥살 수용액 6.06g(41.8m㏖)을 가해서 실온에서 1시간 교반하였다. 생성된 고체를 여과에 의해 분리하고, 물 5㎖로 2회 세정한 후, 감압 하에 건조시킴으로써, N,N'-다이아이소프로필-1,4-다이아자-1,3-뷰타다이엔(iPrNCHCHNiPr)을 백색고체로서 수득하였다(수득량 4.66g, 수율 80%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 7.94(s, 2H), 3.15(sept, J=6㎐, 2H), 1.08(d, J=6㎐, 12H).
참고예-2:
sec-뷰틸아민 86.07g(1.177㏖)과 헥산 200㎖의 혼합액에 40% 글라이옥살 수용액 84.45g(582.0㏖)을 가해서 실온에서 30분간 교반하였다. 염화나트륨 15.00g을 가해서 더욱 15분간 교반한 후, 교반을 중지하고 2층으로 분리시켰다. 수층을 제거한 후, 헥산층에 황산 마그네슘 5.00g을 가하여, 실온에서 30분간 교반하였다. 불용물을 여과에 의해 분리시킨 후, 여과액을 감압 하에 건조시킴으로써, N,N'-다이-sec-뷰틸-1,4-다이아자-1,3-뷰타다이엔(sBuNCHCHNsBu)을 담황색 액체로서 수득하였다(수득량 97.10g, 수율 99%). 또, 이것은 서로 입체배치가 상이한 복수의 이성질체의 혼합물이었다.
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 7.98(s, 2H), 2.88(sext, J=6㎐, 2H), 1.60-1.50(m, 2H), 1.47-1.38(m, 2H), 1.09(d, J=6㎐, 6H), 0.75(d, J=7㎐, 6H).
참고예-3:
헥산 50㎖과 tert-뷰틸아민 20.48g(280.0m㏖)의 혼합액을 빙욕에 침지하여 냉각시키고, 40% 글라이옥살 수용액 20.30g(139.9m㏖)을 가하여, 실온에서 1시간 교반하였다. 수층을 제거한 후, 헥산층에 황산 마그네슘 2.00g을 가하여, 실온에서 30분간 교반하였다. 불용물을 여과에 의해 분리시킨 후, 여과액을 감압 하에 건조시킴으로써, N,N'-다이-tert-뷰틸-1,4-다이아자-1,3-뷰타다이엔(tBuNCHCHNtBu)을 백색고체로서 수득하였다(수득량 22.90g, 수율 97%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 8.07(s, 2H), 1.12(s, 18H).
참고예-4:
헥산 160㎖과 tert-펜틸아민 118.4g(1.358㏖)의 혼합액을 빙욕에 침지하여 냉각시키고, 40% 글라이옥살 수용액 98.04g(675.7m㏖)을 가하여, 실온에서 1시간 교반하였다. 수층을 제거한 후, 헥산층에 황산 마그네슘 5.00g을 가하여, 실온에서 30분간 교반하였다. 불용물을 여과에 의해 분리시킨 후, 여과액을 감압 하에 건조시킴으로써, N,N'-다이-tert-펜틸-1,4-다이아자-1,3-뷰타다이엔(tPeNCHCHNtPe)을 담황색 액체로서 수득하였다(수득량 130.3g, 수율 98%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 8.07(s, 2H), 1.52(q, J=7㎐, 4H), 1.04(s, 12H), 0.79 (t, J=7㎐, 6H).
참고예-5:
1,1,3,3-테트라메틸뷰틸아민 19.50g(150.9m㏖)과 물 100㎖의 혼합액에 40% 글라이옥살 수용액 10.66g(73.5m㏖)을 가해서 실온에서 1시간 교반하였다. 생성된 고체를 여과에 의해 분리하고, 물 10㎖로 2회 세정한 후, 감압 하에 건조시킴으로써, N,N'-비스(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)-1,4-다이아자-1,3-뷰타다이엔(tOctNCHCHNtOct)을 백색고체로서 수득하였다(수득량 19.54g, 수율 95%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 8.09(s, 2H), 1.61(s, 4H), 1.14(s, 12H), 0.98(s, 18H)
참고예-6:
헥산 200㎖ 및 글라이옥살 40% 수용액 74.10g(510.7m㏖)의 혼합액에 1,1,3,3-테트라메틸뷰틸아민 66.00g(510.7m㏖) 및 tert-뷰틸아민 37.35g(510.7m㏖)의 혼합액을 첨가해서 실온에서 1시간 교반하였다. 수층을 제거한 후, 헥산층에 황산 마그네슘 5.00g을 가하여, 실온에서 30분간 교반하였다. 불용물을 여과에 의해 분리시킨 후, 여과액을 감압 하에 건조시킴으로써, N-tert-뷰틸-N'-1,1,3,3-테트라메틸뷰틸-1,4-다이아자-1,3-뷰타다이엔(tBuNCHCHNtOct), tBuNCHCHNtBu 및 tOctNCHCHNtOct의 혼합물을 담황색 액체로서 수득하였다(수득량 111.4g, 수율 97%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 8.094(s), 8.091(d, J=8㎐), 8.08(d, J=8㎐), 8.07(s), 1.61(s), 1.60(s), 1.14(s), 1.12(s), 1.11(s), 0.979(s), 0.976(s).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 157.80, 157.79, 157.76, 61.97, 58.10, 56.63, 56.56, 32.51, 32.47, 32.19, 32.18, 29.774, 29.69, 29.66, 29.61
참고예-7:
아르곤 분위기 하에서, iPrNCHCHNiPr 26.27g(187.3m㏖)을 테트라하이드로퓨란 190㎖에 용해시키고, 리튬 2.67g(385m㏖)을 가하여, 실온에서 7시간 교반하여, 다이리튬(N,N'-다이아이소프로필-1,2-비닐렌다이아미나이드) 용액을 암적색 균일 용액으로서 수득하였다.
참고예-8:
아르곤 분위기 하에서, sBuNCHCHNsBu 31.24g(185.6m㏖)을 테트라하이드로퓨란 50㎖과 헥산 200㎖의 혼합 용매에 용해시키고, 리튬 2.71g(390m㏖)을 가하여, 실온에서 12시간 교반하여, 다이리튬(N,N'-다이-sec-뷰틸-1,2-비닐렌다이아미나이드) 용액을 암적색 균일 용액으로서 수득하였다.
참고예-9:
아르곤 분위기 하에서, tBuNCHCHNtBu 32.00g(190.2m㏖)을 테트라하이드로퓨란 50㎖ 및 헥산 150㎖의 혼합 용매에 용해시키고, 리튬 2.66g(383m㏖)을 가하여, 실온에서 16시간 교반하여, 다이리튬(N,N'-다이-tert-뷰틸-1,2-비닐렌다이아미나이드) 용액을 암적색 균일 용액으로서 수득하였다.
참고예-10:
아르곤 분위기 하에서, tPeNCHCHNtPe 36.55g(186.2m㏖)을 테트라하이드로퓨란 50㎖ 및 헥산 190㎖의 혼합 용매에 용해시키고, 리튬 2.66g(383m㏖)을 가하여, 실온에서 14시간 교반하여, 다이리튬(N,N'-다이-tert-펜틸-1,2-비닐렌다이아미나이드) 용액을 암적색 균일 용액으로서 수득하였다.
참고예-11:
아르곤 분위기 하에서, tOctNCHCHNtOct 52.28g(186.4m㏖)을 테트라하이드로퓨란 30㎖ 및 헥산 200㎖의 혼합 용매에 용해시키고, 리튬 2.68g(386m㏖)을 가하여, 실온에서 16시간 교반하여, 다이리튬(N,N'-다이(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)-1,2-비닐렌다이아미나이드) 용액을 암적색 균일 용액으로서 수득하였다.
참고예-12:
아르곤 분위기 하에서, tBuNCHCHNtBu 27.90g(165.8m㏖)을 테트라하이드로퓨란 180㎖에 용해시키고, 나트륨 7.59g(330m㏖)을 가하여, 실온에서 12시간 교반하여, 다이나트륨(N,N'-다이-tert-뷰틸-1,2-비닐렌다이아미나이드) 용액을 암적색 균일 용액으로서 수득하였다.
참고예-13:
아르곤 분위기 하에서, 참고예-6에 기재된 방법에 의해 수득한 tBuNCHCHNtOct, tBuNCHCHNtBu 및 tOctNCHCHNtOct의 혼합물 41.60g을 테트라하이드로퓨란 50㎖과 헥산 150㎖의 혼합 용매에 용해시키고, 리튬 2.67g(393m㏖)을 가한 후, 실온에서 12시간 교반하여, 다이리튬(N-tert-뷰틸-N'-1,1,3,3-테트라메틸뷰틸-1,2-비닐렌다이아미나이드), 다이리튬(N,N'-다이-tert-뷰틸-1,2-비닐렌다이아미나이드) 및 다이리튬(N,N'-다이(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)-1,2-비닐렌다이아미나이드)의 혼합 용액을 암적색 균일 용액으로서 수득하였다.
참고예-14:
아르곤 분위기 하에서, 참고예-7에 나타낸 순서 및 시약량에 따라 조제한 다이리튬(N,N'-다이아이소프로필-1,2-비닐렌다이아미나이드) 용액을 트라이클로로실란 25.00g(184.6m㏖)의 헥산(200㎖) 용액에 가하여, 실온에서 16시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 유상물을 감압 증류(증류 온도: 64℃/4.4×102㎩)시킴으로써, 2-클로로-1,3-다이아이소프로필-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(iPrNCHCHNiPr)(H)Cl)을 무색의 액체로서 수득하였다(수득량 12.96g, 수율 34%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 6.36(s, 1H), 5.59(s, 2H), 3.20(m, 2H), 1.13(d, J=7㎐, 6H), 1.10(d, J=7㎐, 6H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 115.3, 48.3, 24.7, 24.0.
참고예-15:
아르곤 분위기 하에서, 참고예-8에 나타낸 순서 및 시약량에 따라 조제한 다이리튬(N,N'-다이-sec-뷰틸-1,2-비닐렌다이아미나이드) 용액을 트라이클로로실란 25.00g(184.6m㏖)의 헥산(150㎖) 용액에 가하여, 실온에서 6시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 85℃/5×102㎩)시킴으로써, 2-클로로-1,3-다이-sec-뷰틸-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(sBuNCHCHNsBu)(H)Cl)을 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 18.10g, 수율 42%). 또, 이 생성물은 입체배치가 서로 상이한 복수의 이성질체의 혼합물이었다.
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 6.39(s, 1H), 5.61(m)/5.58 (m)(2개의 시그널의 적분 강도의 합계로서 2H), 2.95(m, 2H), 1.63-1.49(m, 2H), 1.42-1.29(m, 2H), 1.14(d, J=7㎐)/1.12(d, J=7㎐)(2개의 시그널의 적분 강도의 합계로서 6H), 0.80 (t, J=7㎐)/0.78 (t, J=7㎐) (2개의 시그널의 적분 강도의 합계로서 6H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 115.4, 115.3, 114.7, 114.5, 54.4, 54.0, 31.38, 31.36, 30.82, 30.81, 22.51, 22.49, 21.6, 11.4, 11.3.
참고예-16:
아르곤 분위기 하에서, 참고예-9에 나타낸 순서 및 시약량에 따라 조제한 다이리튬(N,N'-다이-tert-뷰틸-1,2-비닐렌다이아미나이드) 용액을 트라이클로로실란 25.20g(186.0m㏖)의 헥산(50㎖) 용액에 가하여, 실온에서 3시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 80℃/3.8×102㎩)시킴으로써, 2-클로로-1,3-다이-tert-뷰틸-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl)을 무색의 액체로서 수득하였다(수득량 35.58g, 수율 83%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 6.40(s, 1H), 5.77(s, 2H), 1.21(s, 18H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 113.1, 51.9, 30.8.
참고예-17:
아르곤 분위기 하에서, 참고예-12에 나타낸 순서 및 시약량에 따라 조제한 다이나트륨(N,N'-다이-tert-뷰틸-1,2-비닐렌다이아미나이드) 용액을 트라이클로로실란 25.20g(186.0m㏖)의 헥산(50㎖) 용액에 가하여, 실온에서 3시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 80℃/3.8×102㎩)시킴으로써, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl)을 무색의 액체로서 수득하였다(수득량 20.80g, 수율 48%). 이와 같이 해서 수득한 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl의 1H 및 13C NMR스펙트럼을 측정한 바, 이들 스펙트럼은 참고예-16에서 얻어진 스펙트럼과 일치하였다.
참고예-18:
아르곤 분위기 하에서, 참고예-10에 나타낸 순서 및 시약량에 따라 조제한 다이리튬(N,N'-다이-tert-펜틸-1,2-비닐렌다이아미나이드) 용액을 트라이클로로실란 25.00g(184.6m㏖)의 헥산(180㎖) 용액에 가하여, 실온에서 4시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 95℃/3.8×102㎩)시킴으로써, 2-클로로-1,3-다이-tert-펜틸-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tPeNCHCHNtPe)(H)Cl)을 무색의 액체로서 수득하였다(수득량 44.11g, 수율 92%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 6.45(s, 1H), 5.71(s, 2H), 1.47(dq, J=16㎐, 8㎐, 2H), 1.41(dq, J=16㎐, 8㎐, 2H), 1.199(s, 6H), 1.197(s, 6H), 0.78 (t, J=8㎐, 6H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 112.9, 54.6, 35.2, 28.7, 28.2, 8.9.
참고예-19:
아르곤 분위기 하에서, 참고예-11에 나타낸 순서 및 시약량에 따라 조제한 다이리튬(N,N'-비스(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)-1,2-비닐렌다이아미나이드) 용액을 트라이클로로실란 25.00g(184.6m㏖)의 헥산(150㎖) 용액에 가하여, 실온에서 3시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 125℃/85㎩)시킴으로써, 2-클로로-1,3-비스(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tOctNCHCHNtOct)(H)Cl)을 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 57.22g, 수율 90%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 6.44(s, 1H), 5.73(s, 2H), 1.60(d, J=15㎐, 2H), 1.43(s, 6H), 1.31(d, J=15㎐, 2H), 1.28(s, 6H), 0.95(s, 18H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 113.0, 55.7, 53.8, 32.7, 32.0, 31.8, 30.0.
참고예-20:
아르곤 분위기 하에서, 참고예-13에 나타낸 순서 및 시약량에 따라 조제한 다이리튬(N-tert-뷰틸-N'-1,1,3,3-테트라메틸뷰틸-1,2-비닐렌다이아미나이드), 다이리튬(N,N'-다이-tert-뷰틸-1,2-비닐렌다이아미나이드) 및 다이리튬(N,N'-다이(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)-1,2-비닐렌다이아미나이드)의 혼합 용액을 트라이클로로실란 25.14g(185.6m㏖)의 헥산(100㎖) 용액에 가하여, 실온에서 3시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류시켜 증류 온도: 83℃/81㎩의 분획을 분취함으로써, 2-클로로-3-tert-뷰틸-1-1,1,3,3-테트라메틸뷰틸-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtOct)(H)Cl)을 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 9.84g, 수율 18%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 6.44 (t, J=1㎐, 1H), 5.77(dd, J=4㎐, 1㎐, 1H), 5.72(dd, J=4㎐, 1㎐, 1H), 1.59(d, J=15㎐, 1H), 1.41(s, 3H), 1.35(d, J=15㎐, 2H), 1.28(s, 3H), 1.21(s, 9H), 0.95(s, 9H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 113.4, 112.8, 55.7, 54.1, 51.9, 32.4, 32.0, 31.8, 30.8, 30.1.
실시예-1:
아르곤 분위기 하에서, Si(iPrNCHCHNiPr)(H)Cl 4.06g(19.8m㏖)을 헥산 20㎖에 용해시켰다. 이 용액을 동결 탈기시킨 후, 암모니아를 충전한 내용적 5ℓ의 풍선에 접속함으로써 반응 용기 내를 암모니아 분위기로 하여 실온에서 3시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 80℃/8.8×102㎩)시킴으로써, 2-아미노-1,3-다이아이소프로필-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(iPrNCHCHNiPr)(H)NH2)을 무색의 액체로서 수득하였다(수득량 2.11g, 수율 58%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.66(m, 2H), 5.62 (t, J=5㎐, 1H), 3.35(sept, J=7㎐, 2H), 1.20(d, J=7㎐, 6H), 1.18(d, J=7㎐, 6H), 0.84(br, 2H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 114.0, 48.0, 25.3, 24.3.
실시예-2:
아르곤 분위기 하에서, 에틸아민 6.80g(151m㏖)을 헥산 20㎖에 용해시키고, -20℃에서 Si(iPrNCHCHNiPr)(H)Cl 5.73g(28.0m㏖)을 헥산 5㎖에 용해시킨 용액을 가하여, 실온에서 4시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 74℃/4.3×102㎩)시킴으로써, 2-에틸아미노-1,3-다이-아이소프로필-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(iPrNCHCHNiPr)(H)NHEt)을 무색의 액체로서 수득하였다(수득량 5.34g, 수율 89%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.68(s, 2H), 5.58(s, 1H), 3.35(sept, J=7㎐, 2H), 2.70(quint, J=7㎐, 2H), 1.21(d, J=7㎐, 6H), 1.19(d, J=7㎐, 6H), 0.94(br, 1H), 0.91 (t, J=7㎐, 3H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 114.0, 47.9, 35.1, 25.0, 24.2, 20.1.
실시예-3:
아르곤 분위기 하에서, Si(iPrNCHCHNiPr)(H)Cl 4.24g(20.7m㏖)을 헥산 20㎖에 용해시키고, 아이소프로필아민 2.51g(42.4m㏖)을 가하여, 실온에서 3시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 75℃/3.7×102㎩)시킴으로써, 1,3-다이아이소프로필-2-아이소프로필아미노-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(iPrNCHCHNiPr)(H)NHiPr)을 무색의 액체로서 수득하였다(수득량 4.10g, 수율 87%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.69(s, 2H), 5.58(s, 1H), 3.37(sept, J=7㎐, 2H), 3.18(m, 1H), 1.21(d, J=7㎐, 12H), 0.94(br, 1H), 0.96(d, J=7㎐, 6H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 113.6, 47.6, 42.2, 27.6, 25.0, 24.1.
실시예-4:
아르곤 분위기 하에서, 리튬 아마이드 505㎎(순도 95%, 20.9m㏖)을 1,2-다이메톡시에탄 20㎖에 현탁시켜, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl 4.65g(20.0m㏖)을 가하여, 실온에서 2시간 교반하였다. 반응 혼합물에 헥산을 20㎖ 첨가하여, 실온에서 10분간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 78℃/3.8×102㎩)시킴으로써, 2-아미노-1,3-다이-tert-뷰틸-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2)을 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 3.93g, 수율 92%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.81(d, J=1㎐, 2H), 5.68 (t, J=5㎐, 1H), 1.29(s, 18H), 0.83(br, 2H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 111.9, 51.4, 31.4.
실시예-5:
아르곤 분위기 하에서, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl 6.44g(27.7m㏖)을 헥산 20㎖에 용해시켰다. 이 용액을 동결 탈기시킨 후, 암모니아를 충전한 내용적 5ℓ의 풍선에 접속시킴으로써 반응 용기 내를 암모니아 분위기로 하여 실온에서 3시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 78℃/3.7×102㎩)시킴으로써, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2를 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 5.45g, 수율 92%). 이와 같이 해서 수득한 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2의 1H 및 13C NMR스펙트럼을 측정한 바, 이들 스펙트럼은 실시예-4에서 얻어진 스펙트럼과 일치하였다.
실시예-6:
참고예-9에 나타낸 순서에 따라서, tBuNCHCHNtBu 12.65g, 테트라하이드로퓨란 20㎖, 헥산 60㎖ 및 리튬 1.05g을 이용해서 조제한 다이리튬(N,N'-다이-tert-뷰틸-1,2-비닐렌다이아미나이드) 용액을, 아르곤 분위기 하에서 트라이클로로실란 9.98g(73.7m㏖)의 헥산(20㎖) 용액에 가하여, 실온에서 3시간 교반하였다. 이 반응 혼합물을 동결 탈기시킨 후, 암모니아를 충전한 내용적 5ℓ의 풍선에 접속시킴으로써 반응 용기 내를 암모니아 분위기로 하여 실온에서 20시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 78℃/3.7×102㎩)시킴으로써, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2를 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 14.09g, 수율 90%). 이와 같이 해서 수득한 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2의 1H 및 13C NMR스펙트럼을 측정한 바, 이들 스펙트럼은 실시예-4 및 실시예-5에서 얻어진 스펙트럼과 일치하였다.
실시예-7:
아르곤 분위기 하에서, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl 5.24g(22.5m㏖)을 헥산 20㎖에 용해시키고, 메틸아민의 테트라하이드로퓨란 용액(농도 1.95㏖/ℓ) 25.0㎖(48.8m㏖)을 가하여, 실온에서 1시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 80℃/3.8×102㎩)시킴으로써, 1,3-다이-tert-뷰틸-2-메틸아미노-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHMe)을 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 4.41g, 수율 86%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.81(d, J=1㎐, 2H), 5.60(s, 1H), 2.31(d, J=7㎐, 3H), 1.28(s, 18H), 0.65(br, 1H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 112.0, 51.3, 31.2, 26.4.
실시예-8:
아르곤 분위기 하에서, 에틸아민 3.40g(75.5m㏖)을 헥산 30㎖에 용해시키고, -20℃에서 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl 5.78g(24.8m㏖)을 헥산 5㎖에 용해시킨 용액을 가하여, 실온에서 2시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 86℃/4.1×102㎩)시킴으로써, 1,3-다이-tert-뷰틸-2-에틸아미노-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHEt)을 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 5.77g, 수율 96%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.83(s, 2H), 5.65(s, 1H), 2.69(quint, J=7㎐, 2H), 1.30(s, 18H), 0.92 (t, J=7㎐, 3H), 0.82(br, 1H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 112.0, 51.3, 35.1, 31.3, 19.9.
실시예-9:
아르곤 분위기 하에서, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl 6.22g(26.7m㏖)을 헥산 30㎖에 용해시키고, 사이클로프로필아민 3.14g(56.0m㏖)을 가하여, 실온에서 3시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 100℃/3.7×102㎩)시킴으로써, 1,3-다이-tert-뷰틸-2-사이클로프로필아미노-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHcPr)을 무색의 액체로서 수득하였다(수득량 6.07g, 수율 90%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.80(s, 2H), 5.34(s, 1H), 2.08(m, 1H), 1.28(s, 18H), 0.90(br, 1H), 0.39-0.29(m,4H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 113.8, 51.4, 31.2, 23.8, 7.9.
실시예-10:
아르곤 분위기 하에서, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl 5.70g(24.5m㏖)을 헥산 40㎖에 용해시키고, 아이소프로필아민 2.90g(49.1m㏖)을 가하여, 실온에서 5시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 90℃/3.7×102㎩)시킴으로써, 1,3-다이-tert-뷰틸-2-아이소프로필아미노-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHiPr)을 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 5.65g, 수율 90%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.80(s, 2H), 5.64(s, 1H), 3.20(doubleseptet, J=8㎐, 7㎐, 1H), 1.31(s, 18H), 0.98(d, J=7㎐, 6H), 0.87(br, d, J=8㎐, 1H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 111.9, 51.4, 42.3, 31.3, 27.5.
실시예-11:
아르곤 분위기 하에서, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl 5.90g(25.4m㏖)을 헥산 40㎖에 용해시키고, 프로필아민 3.03g(51.3m㏖)을 가하여, 실온에서 3시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 92℃/3.5×102㎩)시킴으로써, 1,3-다이-tert-뷰틸-2-프로필아미노-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHPr)을 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 5.99g, 수율 92%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.83(d, J=1㎐, 2H), 5.67(s, 1H), 2.65(q, J=7㎐, 2H), 1.31(s, 18H), 1.30(sext, J=7㎐, 2H), 0.94(br, 1H), 0.75 (t, J=7㎐, 3H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 112.0, 51.4, 42.6, 31.3, 27.7, 11.9.
실시예-12:
참고예-9에 나타낸 순서에 따라서, tBuNCHCHNtBu 32.00g, 테트라하이드로퓨란 50㎖, 헥산 150㎖ 및 리튬 2.67g을 이용해서 조제한 다이리튬(N,N'-다이-tert-뷰틸-1,2-비닐렌다이아미나이드) 용액을, 아르곤 분위기 하에서 트라이클로로실란 25.16g(185.7m㏖)의 헥산(50㎖) 용액에 가하여, 실온에서 3시간 교반하였다. 이 반응 혼합물에 프로필아민 22.40g(379.0m㏖)을 가해서 실온에서 3시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 78℃/3.7×102㎩)시킴으로써, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHPr를 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 41.46g, 수율 87%). 이와 같이 해서 수득한 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHPr의 1H 및 13C NMR스펙트럼을 측정한 바, 이들 스펙트럼은 실시예-11에서 얻어진 스펙트럼과 일치하였다.
실시예-13:
아르곤 분위기 하에서, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl 5.23g(22.4m㏖)을 헥산 30㎖에 용해시키고, sec-뷰틸아민 3.30g(45.1m㏖)을 가하여, 실온에서 14시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 98℃/3.5×102㎩)시킴으로써, 2-sec-뷰틸아미노-1,3-다이-tert-뷰틸-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHsBu)을 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 5.56g, 수율 92%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.83(s, 2H), 5.69(s, 1H), 3.02(sept, J=7㎐, 1H), 1.45-1.35(m, 2H), 1.32(s, 18H), 1.00(d, J=6㎐, 3H), 0.98(br, 1H), 0.77 (t, J=7㎐, 3H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 112.01, 112.00, 51.46, 51.43, 47.7, 31.3, 31.2, 23.8, 10.6.
실시예-14:
아르곤 분위기 하에서, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl 4.87g(20.9m㏖)을 헥산 40㎖에 용해시키고, tert-뷰틸아민 3.13g(42.8m㏖)을 가하여, 실온에서 14시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 승화(가열 온도 150℃/1.2×102㎩)시킴으로써, 2-tert-뷰틸아미노-1,3-다이-tert-뷰틸-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHtBu)을 백색고체로서 수득하였다(수득량 5.06g, 수율 90%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.79(s, 2H), 5.56(s, 1H), 1.33(s, 18H), 1.14(s, 9H), 1.01(br, 1H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 111.7, 51.6, 49.5, 33.4, 31.2.
실시예-15:
아르곤 분위기 하에서, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl 5.70g(24.5m㏖)을 헥산 100㎖에 용해시키고, 사이클로헥실아민 4.86g(49.0m㏖)을 가하여, 실온에서 4시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 승화(가열 온도 160℃/7.0×102㎩)시킴으로써, 2-사이클로헥실아미노-1,3-다이-tert-뷰틸-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHCy)을 백색고체로서 수득하였다(수득량 6.95g, 수율 96%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.83(d, J=1㎐, 2H), 5.71(s, 1H), 2.87(m, 1H), 1.86(m, 2H), 1.57(m, 2H), 1.44(m, 1H), 1.33(s, 18H), 1.20-0.95(m, 6H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 112.0, 51.5, 49.8, 38.4, 31.3, 26.4, 26.0.
실시예-16:
아르곤 분위기 하에서, 뷰틸리튬의 헥산 용액(농도 1.65㏖/ℓ) 13.8㎖(22.8m㏖)에 헥산 10㎖ 및 1,1,3,3-테트라메틸뷰틸아민 2.94g(22.8m㏖)을 가하여, 실온에서 14시간 교반함으로써 조제한 리튬(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸아마이드) 용액에, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl 5.14g(22.1m㏖)을 헥산 10㎖에 용해시킨 용액을 첨가하여, 실온에서 24시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 승화(가열 온도 180℃/64㎩)시킴으로써, 1,3-다이-tert-뷰틸-2-(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)아미노-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHtOct)을 백색고체로서 수득하였다(수득량 5.85g, 수율 81%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.80(d, J=1㎐, 2H), 5.61(s, 1H), 1.51(s, 2H), 1.36(s, 18H), 1.28(s, 6H), 1.04(br, 1H), 1.00(s, 9H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 111.8, 59.3, 53.9, 51.7, 32.6, 32.2, 32.1, 31.2.
실시예-17:
아르곤 분위기 하에서, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl 5.63g(24.2m㏖)을 헥산 20㎖에 용해시키고, 2, 2,2-트라이플루오로에틸아민 5.38g(54.3m㏖)을 가하여, 실온에서 15시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 80℃/4.7×102㎩)시킴으로써, 1,3-다이-tert-뷰틸-2-(2, 2,2-트리플루오로에틸)아미노-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NHCH2CF3)을 담황색 액체로서 수득하였다(수득량 4.74g, 수율 66%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.73(d, J=1㎐, 2H), 5.47(s, 1H), 2.89(quint, J=9㎐, 2H), 1.19(s, 18H), 1.02(br, 1H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 114.8(q, J=269㎐), 112.2, 42.7(q, J=33㎐), 51.4, 31.1.
실시예-18:
아르곤 분위기 하에서, 에틸아민 3.30g(73.2m㏖)을 헥산 30㎖에 용해시키고, -20℃에서 Si(sBuNCHCHNsBu)(H)Cl 6.21g(26.7m㏖)을 헥산 5㎖에 용해시킨 용액을 가하여, 실온에서 2시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 92-96℃/4.0×102㎩)시킴으로써, 1,3-다이-sec-뷰틸-2-에틸아미노-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(sBuNCHCHNsBu)(H)NHEt)을 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 5.61g, 수율 87%). 또한, 이 생성물은 입체배치가 서로 상이한 복수의 이성질체의 혼합물이었다.
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.68(s)/5.66(s)/5.65(s)(3개의 시그널의 적분 강도의 합계로서 2H), 5.57(s, 1H), 3.06(sept, J=7㎐, 2H), 2.76-2.69(m, 2H), 1.69-1.59(m, 2H), 1.51-1.33(m, 2H), 1.21(d, J=7㎐)/1.20(d, J=7㎐)(2개의 시그널의 적분 강도의 합계로서 6H), 1.00-0.88(m, 10H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 114.3, 113.9, 113.2, 112.9, 54.1, 54.0, 53.4, 35.2, 31.9, 30.9, 22.9, 22.8, 22.1, 22.0, 20.3, 11.9, 11.74, 11.73.
실시예-19:
아르곤 분위기 하에서, 리튬 아마이드 379mg(순도 95%, 15.7m㏖)을 1,2-다이메톡시에탄 10㎖에 현탁시키고, Si(tPeNCHCHNtPe)(H)Cl 3.99g(15.3m㏖)을 가하여, 실온에서 3시간 교반하였다. 반응 혼합물에 헥산을 10㎖ 첨가하여, 실온에서 10분간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 90℃/3.7×102㎩)시킴으로써, 2-아미노-1,3-다이-tert-펜틸-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NH2)을 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 3.23g, 수율 87%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.72(d, J=1㎐, 2H), 5.69 (t, J=5㎐, 1H), 1.56(dq, J=14㎐, 7㎐, 2H), 1.48(dq, J=14㎐, 7㎐, 2H), 1.26(s, 6H), 1.25(s, 6H), 0.87 (t, J=7㎐, 6H), 0.85(br, 2H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 111.7, 54.0, 35.6, 29.3, 28.7, 9.1.
실시예-20:
아르곤 분위기 하에서, Si(tPeNCHCHNtPe)(H)Cl 6.18g(23.7m㏖)을 헥산 20㎖에 용해시켰다. 이 용액을 동결 탈기시킨 후, 암모니아를 충전한 내용적 5ℓ의 풍선에 접속시킴으로써 반응 용기 내를 암모니아 분위기로 하여 실온에서 6시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 90℃/3.7×102㎩)시킴으로써, 2-아미노-다이-1,3-tert-펜틸-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NH2)을 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 5.36g, 수율 94%). 이와 같이 해서 수득한 Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NH2의 1H 및 13C NMR스펙트럼을 측정한 바, 이들 스펙트럼은 실시예-19에서 얻어진 스펙트럼과 일치하였다.
실시예-21:
아르곤 분위기 하에서, Si(tPeNCHCHNtPe)(H)Cl 5.24g(20.1m㏖)을 헥산 20㎖에 용해시키고, 메틸아민의 테트라하이드로퓨란 용액(농도 1.95㏖/ℓ) 24.0㎖(46.8m㏖)을 가하여, 실온에서 3시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 104℃/3.8×102㎩)시킴으로써, 2-메틸아미노-1,3-다이-tert-펜틸-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NHMe)을 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 4.71g, 수율 92%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.73(d, J=1㎐, 2H), 5.62(s, 1H), 2.34(d, J=7㎐, 3H), 1.58(dq, J=14㎐, 7㎐, 2H), 1.48(dq, J=14㎐, 7㎐, 2H), 1.25(s, 6H), 1.24(s, 6H), 0.88 (t, J=7㎐, 6H), 0.64(br, 1H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 111.8, 53.8, 35.6, 29.2, 28.4,26.4,9.2.
실시예-22:
아르곤 분위기 하에서, 에틸아민 6.80g(151m㏖)을 헥산 25㎖에 용해시키고, -20℃에서 Si(tPeNCHCHNtPe)(H)Cl 6.96g(26.7m㏖)을 헥산 5㎖에 용해시킨 용액을 가하여, 실온에서 3시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 110℃/1.5×102㎩)시킴으로써, 2-에틸아미노-1,3-다이-tert-펜틸-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NHEt)을 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 6.63g, 수율 92%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.72(d, J=1㎐, 2H), 5.64(s, 1H), 2.73(quint, J=7㎐, 2H), 1.60(dq, J=14㎐, 7㎐, 2H), 1.48(dq, J=14㎐, 7㎐, 2H), 1.27(s, 6H), 1.25(s, 6H), 0.94 (t, J=7㎐, 3H), 0.89 (t, J=7㎐, 6H), 0.83(br, 1H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 111.8, 53.9, 35.7, 35.2, 29.3, 28.3, 19.9, 9.2.
실시예-23:
아르곤 분위기 하에서, Si(tPeNCHCHNtPe)(H)Cl 6.49g(24.9m㏖)을 헥산 25㎖에 용해시키고, 아이소프로필아민 2.96g(50.1m㏖)을 가하여, 실온에서 3시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 승화(가열 온도 160℃/70㎩)시킴으로써, 2-아이소프로필아미노-1,3-다이-tert-펜틸-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NHiPr)을 백색의 고체로서 수득하였다(수득량 6.77g, 수율 96%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.73(s, 2H), 5.66(s, 1H), 3.22(m, 1H), 1.64(dq, J=14㎐, 7㎐, 2H), 1.46(dq, J=14㎐, 7㎐, 2H), 1.30(s, 6H), 1.27(s, 6H), 1.00(d, J=7㎐, 6H), 0.90 (t, J=7㎐, 6H), 0.86(br, 1H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 111.8, 42.3, 35.7, 29.4, 28.0, 27.5, 9.1.
실시예-24:
아르곤 분위기 하에서, 리튬 아마이드439mg(순도95%, 18.2m㏖)을 1,2-다이메톡시에탄20㎖에 현탁시켜, Si(tOctNCHCHNtOct)(H)Cl 6.07g(17.6m㏖)을 가하여, 실온에서 4시간 교반하였다. 반응 혼합물에 헥산을 20㎖ 첨가하여, 실온에서 10분간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 116℃/1.3×102㎩)시킴으로써, 2-아미노-1,3-비스(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NH2)을 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 4.99g, 수율 87%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.73(d, J=1㎐, 2H), 5.70(s, 1H), 1.63(d, J=15㎐, 2H), 1.46(d, J=15㎐, 2H), 1.41(s, 6H), 1.35(s, 6H), 1.05(s, 18H), 0.88(br, 2H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 111.9, 55.2, 54.2, 32.8, 32.1, 32.0, 31.2.
실시예-25:
아르곤 분위기 하에서, Si(tOctNCHCHNtOct)(H)Cl 5.42g(15.7m㏖)을 헥산 20㎖에 용해시켰다. 이 용액을 동결 탈기시킨 후, 암모니아를 충전한 내용적 5ℓ의 풍선에 접속시킴으로써 반응 용기 내를 암모니아 분위기로 하여 실온에서 41시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 115℃/1.2×102㎩)시킴으로써, 2-아미노-1,3-비스(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NH2)을 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 4.52g, 수율 88%). 이와 같이 해서 수득한 Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NH2의 1H 및 13C NMR스펙트럼을 측정한 바, 이들 스펙트럼은 실시예-24에서 얻어진 스펙트럼과 일치하였다.
실시예-26:
아르곤 분위기 하에서, 에틸아민 6.80g(151m㏖)을 헥산 20㎖에 용해시키고, -20℃에서 Si(tOctNCHCHNtOct)(H)Cl 5.26g(15.2m㏖)을 헥산 10㎖에 용해시킨 용액을 가하여, 실온에서 12시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 128℃/1.4×102㎩)시킴으로써, 1,3-비스(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)-2-에틸아미노-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NHEt)을 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 5.22g, 수율 97%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.74(s, 2H), 5.64(s, 1H), 2.73(quint, J=7㎐, 2H), 1.72(d, J=15㎐, 2H), 1.45(s, 6H), 1.43(d, J=15㎐, 2H), 1.33(s, 6H), 1.06(s, 18H), 0.95 (t, J=7㎐, 3H), 0.83(br, 1H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 111.9, 55.2, 54.3, 35.5, 33.0, 32.1, 32.0, 30.5, 19.9.
실시예-27:
아르곤 분위기 하에서, Si(tBuNCHCHNtOct)(H)Cl 4.87g(16.9m㏖)을 헥산 20㎖에 용해시켰다. 이 용액을 동결 탈기시킨 후, 암모니아를 충전한 내용적 5ℓ의 풍선에 접속시킴으로써 반응 용기 내를 암모니아 분위기로 하여 실온에서 19시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 114℃/3.3×102㎩)시킴으로써, 2-아미노-3-tert-뷰틸-1-1,1,3,3-테트라메틸뷰틸-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtOct)(H)NH2)을 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 4.02g, 수율 88%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.79(dd, J=4㎐, 1㎐, 1H), 5.74(dd, J=4㎐, 1㎐, 1H), 5.69 (t, J=5㎐, 1H), 1.65(d, J=15㎐, 1H), 1.46(d, J=15㎐, 1H), 1.41(s, 3H), 1.35(s, 3H), 1.28(s, 9H), 1.05(s, 9H), 0.85(br, 2H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 112.4, 111.4, 55.2, 54.4, 51.4, 32.8, 32.1, 32.0, 31.4, 31.1.
실시예-28:
아르곤 분위기 하에서, Si(tBuNCHCHNtOct)(H)Cl 4.82g(16.9m㏖)을 헥산 40㎖에 용해시키고, 프로필아민 2.02g(34.2m㏖)을 가하여, 실온에서 3시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 106℃/97㎩)시킴으로써, 1-1,1,3,3-테트라메틸뷰틸-3-tert-뷰틸-2-프로필아미노-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtOct)(H)NHPr)을 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 4.53g, 수율 87%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.80(dd, J=4㎐, 1㎐, 2H), 5.75(dd, J=4㎐, 1㎐, 2H), 5.67(s, 1H), 2.66(q, J=7㎐, 2H), 1.73(d, J=15㎐, 1H), 1.46(s, 3H), 1.43(d, J=15㎐, 1H), 1.33(s, 3H), 1.32(sext, J=7㎐, 2H), 1.30(s, 9H), 1.06(s, 9H), 0.96(br, 1H), 0.77 (t, J=7㎐, 3H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 112.4, 111.5, 55.1, 54.5, 51.3, 42.8, 33.1, 32.1, 32.0, 31.3, 30.4, 27.7, 11.9.
실시예-29:
아르곤 분위기 하에서, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl 7.69g(33.0m㏖)을 테트라하이드로퓨란 30㎖에 용해시키고, 사이안산나트륨 2.58g(순도 90%, 35.7m㏖)을 가하고, 가열 환류 하에서 8시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 85℃/3.3×102㎩)시킴으로써, 1,3-다이-tert-뷰틸-2-아이소사이아나토-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCO)을 무색의 액체로서 수득하였다(수득량 7.09g, 수율 90%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.68(s, 2H), 5.63(s, 1H), 1.12(s, 18H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 125.0, 112.7, 51.4, 30.9.
실시예-30:
아르곤 분위기 하에서, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl 8.33g(35.8m㏖)을 테트라하이드로퓨란 30㎖에 용해시키고, 사이안산칼륨 3.19g(순도 96%, 37.8m㏖)을 가하고, 가열 환류 하에서 15시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 85℃/3.3×102㎩)시킴으로써, 1,3-다이-tert-뷰틸-2-아이소사이아나토-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCO)을 무색의 액체로서 수득하였다(수득량 7.07g, 수율 83%). 이와 같이 해서 수득한 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCO의 1H 및 13C NMR스펙트럼을 측정한 바, 이들 스펙트럼은 실시예-29에서 얻어진 스펙트럼과 일치하였다.
실시예-31:
참고예-9에 나타낸 순서에 따라서, tBuNCHCHNtBu 32.16g, 테트라하이드로퓨란 250㎖ 및 리튬 2.67g을 이용해서 조제한 다이리튬(N,N'-다이-tert-뷰틸-1,2-비닐렌다이아미나이드) 용액을, 아르곤 분위기 하에서 트라이클로로실란 25.12g(185.5m㏖)의 헥산(30㎖) 용액에 가하여, 실온에서 3시간 교반하였다. 이 반응 혼합물에 사이안산나트륨 14.47g(순도 96%, 213.7m㏖)을 가하고, 가열 환류 하에서 4시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 85℃/3.3×102㎩)시킴으로써, 1,3-다이-tert-뷰틸-2-아이소사이아나토-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCO)을 무색의 액체로서 수득하였다(수득량 35.44g, 수율 80%). 이와 같이 해서 수득한 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCO의 1H 및 13C NMR스펙트럼을 측정한 바, 이들 스펙트럼은 실시예-29 및 실시예-30에서 얻어진 스펙트럼과 일치하였다.
실시예-32:
아르곤 분위기 하에서, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl 6.10g(26.2m㏖)을 테트라하이드로퓨란 20㎖에 용해시키고, 티오사이안산나트륨 2.15g(순도 99%, 26.3m㏖)을 가하여, 실온에서 14시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 108℃/3.3×102㎩)시킴으로써, 1,3-다이-tert-뷰틸-2-티오아이소사이아나토-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCS)을 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 6.05g, 수율 90%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm)5.63(d, J=2㎐, 2H), 5.52(s, 1H), 1.10(s, 18H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 144.1, 112.8, 51.5, 30.8.
실시예-33:
아르곤 분위기 하에서, Si(tPeNCHCHNtPe)(H)Cl 11.3g(43.3m㏖)을 테트라하이드로퓨란 80㎖에 용해시키고, 사이안산나트륨 2.81g(순도 96%, 41.6m㏖)을 가하고, 가열 환류 하에서 18.5시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 감압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(86℃/9.6×102㎩)시킴으로써, 2-아이소사이아나토-1,3-다이-tert-펜틸-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tPeNCHCHNtPe)(H)NCO)을 무색의 액체로서 수득하였다(수득량 9.37g, 수율 84%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.68(s, 1H), 5.62(s, 1H), 5.61(s, 1H), 1.36(q, J=8㎐, 2H), 1.35(q, J=8㎐, 2H), 1.10(s, 6H), 1.09(s, 6H), 0.76 (t, J=8㎐, 6H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 125.3, 112.1, 53.8, 34.9, 28.3, 28.2, 8.59.
실시예-34:
아르곤 분위기 하에서, Si(tOctNCHCHNtOct)(H)Cl 7.57g(22.0m㏖)을 테트라하이드로퓨란 30㎖에 용해시키고, 사이안산나트륨 2.14g(순도 96%, 31.6m㏖)을 가하고, 가열 환류 하에서 18시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 117℃/73㎩)시킴으로써, 2-아이소사이아나토-1,3-비스(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tOctNCHCHNtOct)(H)NCO)을 무색의 액체로서 수득하였다(수득량 6.91g, 수율 89%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.70(s, 1H), 5.63(s, 2H), 1.51(d, J=14㎐, 2H), 1.30(d, J=14㎐, 2H), 1.28(s, 6H), 1.19(s, 6H), 0.95(s, 18H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 125.1, 112.6, 55.2, 53.7, 32.6, 31.9, 31.8, 30.5.
실시예-35:
아르곤 분위기 하에서, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl 3.98g(17.1m㏖)을 헥산 20㎖에 용해시켰다. 이 용액을 동결 탈기시킨 후, 다이메틸아민을 충전한 내용적 5ℓ의 풍선에 접속시킴으로써 반응 용기 내를 다이메틸아민 분위기로 하여 실온에서 20시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 84℃/4.7×102㎩)시킴으로써, 1,3-다이-tert-뷰틸-2-다이메틸아미노-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NMe2)을 무색 액체로서 수득하였다(수득량 3.76g, 수율 91%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.83(s, 2H), 5.63(s, 1H), 2.38(s, 6H), 1.22(s, 18H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 112.0, 51.1, 35.6, 31.0.
실시예-36:
참고예-9에 나타낸 순서에 따라서, tBuNCHCHNtBu 32.00g, 테트라하이드로퓨란 50㎖, 헥산 150㎖ 및 리튬 2.67g을 이용해서 조제한 다이리튬(N,N'-다이-tert-뷰틸-1,2-비닐렌다이아미나이드) 용액을, 아르곤 분위기 하에서 트라이클로로실란 25.20g(186.0m㏖)의 헥산(120㎖) 용액에 가하여, 실온에서 4시간 교반하였다. 이 반응 혼합물에 다이에틸아민 30.00g(410.2m㏖)을 가해서 실온에서 5시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 102℃/4.0×102㎩)시킴으로써, 1,3-다이-tert-뷰틸-2-다이에틸아미노-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NEt2)을 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 30.29g, 수율 60%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.82(s, 2H), 5.69(s, 1H), 2.85(q, J=7㎐, 4H), 1.26(s, 18H), 1.00 (t, J=7㎐, 6H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 112.1, 51.3, 38.6, 31.2, 15.1.
실시예-37:
아르곤 분위기 하에서, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl 5.50g(23.6m㏖)을 헥산 10㎖에 용해시키고, 리튬뷰틸(메틸)아마이드 용액(1.67㏖/ℓ의 뷰틸리튬헥산용액 14.2㎖, 테트라하이드로퓨란 15㎖ 및 N-뷰틸-N-메틸아민 2.07g을 혼합해서 실온에서 1시간 교반함으로써 조제한 것)을 가해서 실온에서 20시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 109℃/3.3×102㎩)시킴으로써, 1,3-다이-tert-뷰틸-2-뷰틸메틸아미노-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NBuMe)을 무색 액체로서 수득하였다(수득량 5.67g, 수율 85%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 5.85(s, 2H), 5.68(s, 1H), 2.75(m, 2H), 2.40(s, 3H), 1.46(m, 2H), 1.26(s, 18H), 1.21(m, 2H), 0.88 (t, J=7㎐, 3H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 112.1, 51.2, 48.7, 32.7, 31.6, 31.1, 21.1, 14.6.
실시예-38:
아르곤 분위기 하에서, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl 3.36g(14.4m㏖)을 테트라하이드로퓨란 20㎖에 용해시키고, 티오사이안산칼륨 1.47g(순도 98%, 14.8m㏖)을 가하여, 실온에서 18시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 108℃/3.3×102㎩)시킴으로써, 1,3-다이-tert-뷰틸-2-티오아이소사이아나토-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCS)을 담황색의 액체로서 수득하였다(수득량 3.28g, 수율 89%). 이와 같이 해서 수득한 Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NCS의 1H 및 13C NMR스펙트럼을 측정한 바, 이들 스펙트럼은 실시예-32에서 얻어진 스펙트럼과 일치하였다.
박막 제작예(실시예-39 내지 실시예-47 및 비교예-1 내지 비교예-3)
본 발명의 하이드로실란 유도체 또는 SiH(NMe2)3(TDMAS)를 각각 재료로서 이용하여, 규소 함유 박막을 열CVD법에 의해 제작하였다. 박막 제작을 위하여 사용한 장치의 개략을 도 1에 나타냈다. 성막조건은 표 1에 나타낸 바와 같다. 또한, sccm이란 기체의 유량을 나타내는 단위로, 1sccm은 이상 기체로 환산하면 2.68m㏖/h의 속도로 기체가 이동하고 있는 것을 나타낸다. 반응 챔버에의 재료 공급 속도는, (캐리어 가스 유량×재료의 증기압÷재료 용기내 전압)의 계산식에 의거해서 구할 수 있고, 실시예-39 내지 실시예-47 및 비교예-1 내지 비교예-3의 모든 성막예를 통해서 재료 공급 속도가 될수 있는 한 통일되도록 재료 용기 온도나 캐리어 가스(아르곤)의 유량 등을 조절하였다. 또, 재료와 캐리어 가스 이외에 산소 가스를 60sccm의 유량으로 반응 챔버에 도입하였다. 또한, 실시예-39 내지 실시예-47 및 비교예-1 내지 비교예-3의 모든 성막예를 통해서 반응 챔버내의 산소농도 및 총 가스 유량(선 속도)을 통일시키기 위해서 희석 가스(아르곤)의 도입량을 조절하였다. 즉, 실시예-39 내지 실시예-47에서는 220sccm의 유량으로, 비교예-1 내지 비교예-3에서는 230sccm의 유량으로 희석 가스를 도입함으로써, 반응 챔버 내의 압력을 1.3㎪로 조절하였다. 이용한 기판의 재질은 사파이어이며, 성막시간은 1시간이었다. 실시예-39 내지 실시예-47 및 비교예-1 내지 비교예-3의 어느 쪽의 경우에 있어서도, 제작한 막을 형광 X선 분석으로 확인한 바, 규소에 의거한 특성 X선이 검출되었다. 검출된 X선의 강도로부터 산출한 막 두께를 표 1에 나타낸다. 표 1로부터 명확한 바와 같이, TDMAS와 산소 가스를 이용해서 CVD법에 의한 이산화규소 박막 제작을 시험해 본 바, 비교예-1 내지 비교예-3에서는, 기판 온도 500℃ 이하에 있어서는 막의 퇴적이 거의 진행되지 않은 것을 확인하였다. 또한, 실시예-39, 실시예-41, 실시예-44 및 실시예-46에 대해서 막 조성을 X선 광전자 분광법으로 확인한 바, 이산화규소막인 것을 확인하였다.
실시예-48:
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2를 재료로서 이용하여, 규소 함유 박막을 열CVD법에 의해 제작하였다. 박막 제작을 위하여 사용한 장치의 개략을 도 1에 나타냈다. 성막조건은 다음과 같았다. 재료 용기 온도: 40℃, 재료의 증기압: 31㎩, 캐리어 가스(아르곤) 유량: 20sccm, 재료 용기내 전압: 13.3㎪, 반응 챔버에의 재료 공급 속도: 0.13m㏖/h, 희석 가스(아르곤) 유량: 280sccm, 반응 챔버내 전압: 1.3㎪, 기판 온도: 500℃. 산소 가스의 공급은 행하지 않았다. 이용한 기판의 재질은 사파이어이며, 성막시간은 1시간이었다. 제작한 막을 형광 X선 분석으로 확인한 바, 규소에 의거한 특성 X선이 검출되었다. 검출된 X선의 강도로부터 막 두께를 산출한 바, 20㎚였다. 또한, 막 조성을 X선 광전자 분광법으로 확인한 바, 규소와 질소를 함유하는 막인 것을 확인하였다.
실시예-49:
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2를 재료로서 이용하여, 규소 함유 박막을 열CVD법에 의해 제작하였다. 박막 제작을 위하여 사용한 장치의 개략을 도 1에 나타냈다. 성막조건은 실시예-48과 마찬가지로 하였지만, 단 기판 온도는 475℃로 하였다. 제작한 막을 형광 X선 분석으로 확인한 바, 규소에 의거한 특성 X선이 검출되었다. 검출된 X선의 강도로부터 막 두께를 산출한 바, 10㎚였다.
실시예-50:
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2를 재료로서 이용하여, 규소 함유 박막을 열CVD법에 의해 제작하였다. 박막 제작을 위하여 사용한 장치의 개략을 도 1에 나타냈다. 성막조건은 다음과 같았다. 재료 용기 온도: 40℃, 재료의 증기압: 31㎩, 캐리어 가스(아르곤) 유량: 40sccm, 재료 용기내 전압: 13.3㎪, 반응 챔버에의 재료 공급 속도: 0.26m㏖/h, 희석 가스(아르곤) 유량: 60sccm, 반응 챔버내 전압: 1.3㎪, 기판 온도: 500℃. 산소 가스의 공급은 행하지 않았다. 이용한 기판의 재질은 사파이어이며, 성막시간은 1시간이었다. 제작한 막을 형광 X선 분석으로 확인한 바, 규소에 의거한 특성 X선이 검출되었다. 검출된 X선의 강도로부터 막 두께를 산출한 바, 131㎚였다. 또한, 막 조성을 X선 광전자 분광법으로 확인한 바, 규소와 질소를 함유하는 막인 것을 확인하였다.
실시예-51:
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2를 재료로서 이용하여, 규소 함유 박막을 열CVD법에 의해 제작하였다. 박막 제작을 위하여 사용한 장치의 개략을 도 1에 나타냈다. 성막조건은 실시예-50과 마찬가지로 하였지만, 단 기판 온도는 475℃로 하였다. 제작한 막을 형광 X선 분석으로 확인한 바, 규소에 의거한 특성 X선이 검출되었다. 검출된 X선의 강도로부터 막 두께를 산출한 바, 50㎚였다.
실시예-52:
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)NH2를 재료로서 이용하여, 규소 함유 박막을 열CVD법에 의해 제작하였다. 박막 제작을 위하여 사용한 장치의 개략을 도 1에 나타냈다. 성막조건은 실시예-50과 마찬가지로 하였지만, 단 기판 온도는 450℃로 하였다. 제작한 막을 형광 X선 분석으로 확인한 바, 규소에 의거한 특성 X선이 검출되었다. 검출된 X선의 강도로부터 막 두께를 산출한 바, 19㎚였다.
비교예-4:
SiH(NMe2)3(TDMAS)을 재료로서 이용하여, 열CVD법에 의한 규소 함유 박막의 제작을 시험해 보았다. 본 시험을 위하여 사용한 장치의 개략을 도 1에 나타냈다. 성막조건은 다음과 같았다. 재료 용기 온도: 1℃, 재료의 증기압: 125㎩, 캐리어 가스(아르곤) 유량: 10sccm, 재료 용기내 전압:26.7㎪, 반응 챔버에의 재료 공급 속도: 0.13m㏖/h, 희석 가스(아르곤) 유량: 290sccm, 반응 챔버내 전압: 1.3㎪, 기판 온도: 500℃. 산소 가스의 공급은 행하지 않았다. 이용한 기판의 재질은 사파이어이며, 성막시간은 1시간이었다. 기판 표면에의 규소 함유 박막의 형성을 확인하기 위해서, 기판 표면을 형광 X선 분석으로 조사하였다. 그 결과, 규소에 의거한 특성 X선은 거의 검출되지 않았고, 규소 함유 박막의 형성은 확인되지 않았다.
실시예-53:
아르곤 분위기 하에서, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl 6.54g(28.1m㏖)을 헥산 20㎖에 용해시키고, 비닐 마그네슘 클로라이드 테트라하이드로퓨란 용액(1.61㏖/ℓ, 34.5㎖, 55.5m㏖)을 가해서 실온에서 22시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 85℃/6.1×102㎩)시킴으로써, 1,3-다이-tert-뷰틸-2-비닐-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CHCH2)을 황색 액체로서 수득하였다(수득량 3.01g, 수율 48%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 6.25(ddd, J=20㎐, 14㎐, 5㎐, 1H), 6.09(d, J=5㎐, 1H), 5.92(dd, J=20㎐, 3㎐, 1H), 5.89(dd, J=14㎐, 3㎐, 1H), 5.77(s, 2H), 1.19(s, 18H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 140.3, 133.9, 113.6, 51.5, 31.1.
실시예-54:
아르곤 분위기 하에서, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl 8.39g(36.0m㏖)을 헥산 17㎖에 용해시키고, (프로파-2-엔-1-일)마그네슘 브로마이드 다이에틸에터 용액(0.99㏖/ℓ, 38.0㎖, 37.6m㏖)을 가해서 실온에서 18시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 88℃/4.4×102㎩)시킴으로써, 1,3-다이-tert-뷰틸-2-(프로파-2-엔-1-일)-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2)을 황색 액체로서 수득하였다(수득량 7.33g, 수율 85%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 6.05(s, 1H), 5.93-5,85(m, 1H), 5.72(s, 2H), 5.10-4.90(m, 2H), 1.77(dt, J=8㎐, 1㎐, 2H), 1.17(s, 18H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 133.6, 115.0, 113.19, 51.1, 31.2, 31.1.
실시예-55:
아르곤 분위기 하에서, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl 8.44g(36.2m㏖)을 헥산 17㎖에 용해시키고, (2-메틸프로파-1-엔-1-일)마그네슘 브로마이드 테트라하이드로퓨란 용액(0.56㏖/ℓ, 68.0㎖, 38.1m㏖)을 가해서 실온에서 18시간 교반하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 90℃/3.5×102㎩)시킴으로써, 1,3-다이-tert-뷰틸-2-(2-메틸프로파-1-엔-1-일)-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CHC(CH3)2)을 황색 액체로서 수득하였다(수득량 6.30g, 수율 69%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 6.19(s, 1H), 5.77(s, 2H), 5.40(s, 1H), 1.78(s, 3H), 1.70(s, 3H), 1.22(s, 18H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 156.7, 126.7, 112.8, 51.2, 31.0, 29.5, 23.8.
실시예-56:
아르곤 분위기 하에서, Si(tBuNCHCHNtBu)(H)Cl 8.71g(37.4m㏖)을 헥산 20㎖에 용해시키고, (프로파-1-엔-2-일)마그네슘 브로마이드 테트라하이드로퓨란 용액(0.57㏖/ℓ, 69.0㎖, 39.3m㏖)을 가해서 14시간 환류하였다. 생성된 불용물을 여과에 의해 분리시키고, 여과액으로부터 용매를 대기압 하에서 증류제거하였다. 얻어진 잔사를 감압 증류(증류 온도: 80℃/4.3×102㎩)시킴으로써, 1,3-다이-tert-뷰틸-2-(프로파-1-엔-2-일)-1,3-다이아자-2-실라사이클로펜토-4-엔(Si(tBuNCHCHNtBu)(H)C(CH3)CH2)을 황색 액체로서 수득하였다(수득량 4.18g, 수율 47%).
1H NMR (500㎒, C6D6, δ/ppm) 6.12(s, 1H), 5.79(s, 2H), 5.69(s, 1H), 5.62(s, 1H), 1.93(s, 3H), 1.11(s, 18H).
13C NMR (125㎒, C6D6, δ/ppm) 149.3, 127.8, 113.8, 51.4, 31.0, 20.6.
실시예-57:
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2를 재료로서 이용하여, 규소 함유 박막을 열CVD법에 의해 제작하였다. 박막 제작을 위하여 사용한 장치의 개략을 도 1에 나타냈다. 성막조건은 다음과 같았다. 재료 용기 온도: 43℃, 재료의 증기압: 31㎩, 캐리어 가스(아르곤) 유량: 20sccm, 재료 용기내 전압: 13.3㎪, 반응 챔버에의 재료 공급 속도: 0.13m㏖/h, 산소 가스 유량: 60sccm, 희석 가스(아르곤) 유량: 220sccm, 반응 챔버내 전압: 1.3㎪, 기판 온도: 500℃. 이용한 기판의 재질은 사파이어이며, 성막시간은 1시간이었다. 제작한 막을 형광 X선 분석으로 확인한 바, 규소에 의거한 특성 X선이 검출되었다. 검출된 X선의 강도로부터 막 두께를 산출한 바, 123㎚였다. 또한, 막 조성을 X선 광전자 분광법으로 확인한 바, 이산화규소막인 것을 확인하였다.
실시예-58:
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2를 재료로서 이용하여, 규소 함유 박막을 열CVD법에 의해 제작하였다. 박막 제작을 위하여 사용한 장치의 개략을 도 1에 나타냈다. 성막조건은 실시예-57과 마찬가지로 하였지만, 단 기판 온도는 475℃로 하였다. 제작한 막을 형광 X선 분석으로 확인한 바, 규소에 의거한 특성 X선이 검출되었다. 검출된 X선의 강도로부터 막 두께를 산출한 바, 91㎚였다.
실시예-59:
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2를 재료로서 이용하여, 규소 함유 박막을 열CVD법에 의해 제작하였다. 박막 제작을 위하여 사용한 장치의 개략을 도 1에 나타냈다. 성막조건은 실시예-57과 마찬가지로 하였지만, 단 기판 온도는 450℃로 하였다. 제작한 막을 형광 X선 분석으로 확인한 바, 규소에 의거한 특성 X선이 검출되었다. 검출된 X선의 강도로부터 막 두께를 산출한 바, 47㎚였다.
실시예-60:
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2를 재료로서 이용하여, 규소 함유 박막을 열CVD법에 의해 제작하였다. 박막 제작을 위하여 사용한 장치의 개략을 도 1에 나타냈다. 성막조건은 다음과 같았다. 재료 용기 온도: 43℃, 재료의 증기압: 31㎩, 캐리어 가스(아르곤) 유량: 20sccm, 재료 용기내 전압: 13.3㎪, 반응 챔버에의 재료 공급 속도: 0.13m㏖/h, 희석 가스(아르곤) 유량: 280sccm, 반응 챔버내 전압: 1.3㎪, 기판 온도: 500℃. 산소 가스의 공급은 행하지 않았다. 이용한 기판의 재질은 사파이어이며, 성막시간은 1시간이었다. 제작한 막을 형광 X선 분석으로 확인한 바, 규소에 의거한 특성 X선이 검출되었다. 검출된 X선의 강도로부터 막 두께를 산출한 바, 74㎚였다. 또한, 막 조성을 X선 광전자 분광법으로 확인한 바, 규소와 질소를 함유하는 막인 것을 확인하였다.
실시예-61:
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2를 재료로서 이용하여, 규소 함유 박막을 열CVD법에 의해 제작하였다. 박막 제작을 위하여 사용한 장치의 개략을 도 1에 나타냈다. 성막조건은 실시예-60과 마찬가지로 하였지만, 단 기판 온도는 475℃로 하였다. 제작한 막을 형광 X선 분석으로 확인한 바, 규소에 의거한 특성 X선이 검출되었다. 검출된 X선의 강도로부터 막 두께를 산출한 바, 44㎚였다.
실시예-62:
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2를 재료로서 이용하여, 규소 함유 박막을 열CVD법에 의해 제작하였다. 박막 제작을 위하여 사용한 장치의 개략을 도 1에 나타냈다. 성막조건은 실시예-60과 마찬가지로 하였지만, 단 기판 온도는 450℃로 하였다. 제작한 막을 형광 X선 분석으로 확인한 바, 규소에 의거한 특성 X선이 검출되었다. 검출된 X선의 강도로부터 막 두께를 산출한 바, 14㎚였다.
실시예-63:
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2를 재료로서 이용하여, 규소 함유 박막을 열CVD법에 의해 제작하였다. 박막 제작을 위하여 사용한 장치의 개략을 도 1에 나타냈다. 성막조건은 다음과 같았다. 재료 용기 온도: 43℃, 재료의 증기압: 31㎩, 캐리어 가스(아르곤) 유량: 40sccm, 재료 용기내 전압: 13.3㎪, 반응 챔버에의 재료 공급 속도: 0.26m㏖/h, 희석 가스(아르곤) 유량: 60sccm, 반응 챔버내 전압: 1.3㎪, 기판 온도: 500℃. 산소 가스의 공급은 행하지 않았다. 이용한 기판의 재질은 사파이어이며, 성막시간은 1시간이었다. 제작한 막을 형광 X선 분석으로 확인한 바, 규소에 의거한 특성 X선이 검출되었다. 검출된 X선의 강도로부터 막 두께를 산출한 바, 277㎚였다. 또한, 막 조성을 X선 광전자 분광법으로 확인한 바, 규소와 질소를 함유하는 막인 것을 확인하였다.
실시예-64:
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2를 재료로서 이용하여, 규소 함유 박막을 열CVD법에 의해 제작하였다. 박막 제작을 위하여 사용한 장치의 개략을 도 1에 나타냈다. 성막조건은 실시예-63과 마찬가지로 하였지만, 단 기판 온도는 475℃로 하였다. 제작한 막을 형광 X선 분석으로 확인한 바, 규소에 의거한 특성 X선이 검출되었다. 검출된 X선의 강도로부터 막 두께를 산출한 바, 177㎚였다.
실시예-65:
Si(tBuNCHCHNtBu)(H)CH2CHCH2를 재료로서 이용하여, 규소 함유 박막을 열CVD법에 의해 제작하였다. 박막 제작을 위하여 사용한 장치의 개략을 도 1에 나타냈다. 성막조건은 실시예-63과 마찬가지로 하였지만, 단 기판 온도는 450℃로 하였다. 제작한 막을 형광 X선 분석으로 확인한 바, 규소에 의거한 특성 X선이 검출되었다. 검출된 X선의 강도로부터 막 두께를 산출한 바, 77㎚였다.
시험예:
본 발명의 하이드로실란 유도체의 열중량분석(TG) 및 시차주사열량측정(DSC)을 행하였다. TG에서는, 400㎖/분의 일정량으로 아르곤을 유통시키고 있는 측정 장치 내에 샘플을 놓고, 샘플 및 아르곤의 온도를 10℃/분의 일정 속도로 올렸을 때의 기화에 의한 중량감소를 관찰하고, 샘플이 50% 감량되었을 때의 온도를 기록하였다. DSC에서는, 아르곤 분위기 하에서 샘플을 스테인레스제 측정용 용기에 밀폐시키고, 용기의 온도를 10℃/분의 일정 속도로 올렸을 때의 샘플의 열분해에 의거한 발열을 관찰하여, 발열이 일어나기 시작한 온도를 기록하였다. 이들 기록의 일람을 표 2에 나타낸다. 또, 도 2 내지 도 32는 각 샘플의 TG 및 DSC 차트를 나타낸다. 이들 차트의 횡축은 섭씨온도이고, 세로축 좌측은 TG의 중량감소의 백분율이며, 세로축 우측은 DSC의 발열량이다.
본 발명을 상세히 또 특정 실시형태를 참조해서 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하는 일 없이 각종 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은 당업자에 있어서 명확하다.
본 출원은, 2010년 6월 10일 출원된 일본국 특허출원(특원 2010-132539), 2010년 9월 8일 출원된 일본국 특허출원(특원 2010-200542), 2010년 11월 22일 출원된 일본국 특허출원(특원 2010-259888) 및 2011년 5월 19일 출원된 일본국 특허출원(특원 2011-112373)에 의거하는 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 원용된다.
본 발명의 하이드로실란 유도체(1')를 재료로서 이용함으로써, 500℃ 이하의 낮은 온도에서도 플라즈마나 오존을 이용하지 않고도 이산화규소나 질화규소 등의 규소 함유 박막을 효율적으로 제작할 수 있다. 따라서, 본 발명의 공업적 가치는 현저하다.
1: 재료 용기 2: 항온조
3: 반응 챔버 4: 기판
5: 산소 가스 6: 희석 가스
7: 캐리어 가스 8: 질량 유량 제어기
9: 질량 유량 제어기 10: 질량 유량 제어기
11: 기름회전식 펌프 12: 배기
3: 반응 챔버 4: 기판
5: 산소 가스 6: 희석 가스
7: 캐리어 가스 8: 질량 유량 제어기
9: 질량 유량 제어기 10: 질량 유량 제어기
11: 기름회전식 펌프 12: 배기
Claims (9)
- 하기 일반식 1로 표시되는 하이드로실란 유도체:
[일반식 1]
식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 알킬기를 나타내고; Za는 아이소사이아나토기, 아이소티오사이아나토기, 아미노기 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐기를 나타낸다. - 제1항에 있어서, R1 및 R2가 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 8의 알킬기이고, Za가 아이소사이아나토기 또는 아미노기인 것인 하이드로실란 유도체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, R1 및 R2가 각각 독립적으로 tert-뷰틸기 또는 tert-펜틸기이고, Za가 아미노기인 것인 하이드로실란 유도체.
- 하기 일반식 3으로 표시되는 클로로실란 유도체와 하기 일반식 4로 표시되는 화합물을 반응시키는 단계를 포함하는, 하기 일반식 1'로 표시되는 하이드로실란 유도체의 제조 방법:
[일반식 3]
식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 알킬기를 나타낸다;
[일반식 4]
식 중, Z는 아이소사이아나토기, 아이소티오사이아나토기, 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기, NR4R5로 표시되는 2치환 아미노기 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐기를 나타내고, R3은 불소 원자로 치환되어 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내며, R4 및 R5는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타내고, Z가 아이소사이아나토기 또는 아이소티오사이아나토기인 경우, M2는 나트륨 원자 또는 칼륨 원자를 나타내며, Z가 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기 또는 NR4R5로 표시되는 2치환 아미노기인 경우, M2는 수소 원자 또는 리튬 원자를 나타내고, Z가 탄소수 2 내지 6의 알케닐기인 경우, M2는 할로겐화 마그네슘기를 나타낸다;
[일반식 1']
식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 알킬기를 나타내고; Z는 아이소사이아나토기, 아이소티오사이아나토기, 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기, NR4R5로 표시되는 2치환 아미노기 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐기를 나타내며; R3은 불소 원자로 치환되어 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내고; R4 및 R5는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타낸다. - 제4항에 있어서, Z가 아이소사이아나토기, 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기이며, R1 및 R2가 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 8의 알킬기이며, R3이 불소 원자로 치환되어 있을 수 있는 탄소수 1 내지 8의 알킬기인 것인, 하이드로실란 유도체의 제조 방법.
- 제4항 또는 제5항에 있어서, Z가 아미노기 또는 NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기이고, M2가 수소 원자이며, R1 및 R2가 각각 독립적으로 tert-뷰틸기 또는 tert-펜틸기이며, R3이 탄소수 1 내지 4의 알킬기인 것인, 하이드로실란 유도체의 제조 방법.
- 하기 일반식 2로 표시되는 비닐렌다이아미나이드 알칼리금속염과 트라이클로로실란을 반응시켜, 하기 일반식 3으로 표시되는 클로로실란 유도체를 제조하는 단계; 및 상기 클로로실란 유도체(3)와 하기 일반식 4로 표시되는 화합물을 더욱 반응시키는 단계를 포함하는, 일반식 1'로 표시되는 하이드로실란 유도체의 제조 방법:
[일반식 2]
식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 알킬기를 나타내고; M1은 리튬 원자 또는 나트륨 원자를 나타낸다;
[일반식 3]
식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 알킬기를 나타낸다;
[일반식 4]
식 중, Z는 아이소사이아나토기, 아이소티오사이아나토기, 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기, NR4R5로 표시되는 2치환 아미노기 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐기를 나타내고; R3은 불소 원자로 치환되어 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내며; R4 및 R5는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타내고, Z가 아이소사이아나토기 또는 아이소티오사이아나토기인 경우, M2는 나트륨 원자 또는 칼륨 원자를 나타내고; Z가 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기 또는 NR4R5로 표시되는 2치환 아미노기인 경우, M2는 수소 원자 또는 리튬 원자를 나타내며, Z가 탄소수 2 내지 6의 알케닐기인 경우, M2는 할로겐화 마그네슘기를 나타낸다;
[일반식 1']
식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 알킬기를 나타낸다. Z는 아이소사이아나토기, 아이소티오사이아나토기, 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기, NR4R5로 표시되는 2치환 아미노기 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐기를 나타낸다. R3은 불소 원자로 치환되어 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타낸다. R4 및 R5는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타낸다.) - 하기 일반식 1'로 표시되는 하이드로실란 유도체를 재료로서 이용하는 단계를 포함하는, 규소 함유 박막의 제조법
[일반식 1']
식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 알킬기를 나타내고; Z는 아이소사이아나토기, 아이소티오사이아나토기, 아미노기, NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기, NR4R5로 표시되는 2치환 아미노기 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐기를 나타내며; R3은 불소 원자로 치환되어 있을 수 있는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내고; R4 및 R5는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타낸다. - 제8항에 있어서, Z가 아미노기 또는 NHR3으로 표시되는 1치환 아미노기이며, R3이 탄소수 1 내지 4의 알킬기인 것인, 규소 함유 박막의 제조법.
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