KR102614467B1 - 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체, 이를 이용한 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성 방법 및 상기 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막을 포함하는 반도체 소자. - Google Patents

스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체, 이를 이용한 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성 방법 및 상기 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막을 포함하는 반도체 소자. Download PDF

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Abstract

본 발명은 화학식 1로 표시되는 화합물 포함하는 것을 특징으로 하는 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체, 이를 이용한 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성 방법 및 상기 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막을 포함하는 반도체 소자에 관한 것으로서, 박막 형성용 전구체가 아미디네이트 리간드를 포함함으로써 저점도, 고내열성, 및 고휘발성의 화학적 특성을 나타내어 고품질의 박막을 형성할 수 있다.

Description

스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체, 이를 이용한 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성 방법 및 상기 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막을 포함하는 반도체 소자.{PRECURSOR COMPRISING FOR SCANDIUM OR YTTRIUM CONTAING THIN FILM, DEPOSITION METHOD OF FILM AND SEMICONDUCTOR DEVICE OF THE SAME}
본 발명은 스칸듐(Sc) 또는 이트륨(Y) 금속 함유 박막 형성용 전구체, 이를 이용한 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성 방법 및 상기 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막을 포함하는 반도체 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 아미디네이트 리간드를 포하는 화학구조를 통해 저점도, 고내열성, 및 고휘발성의 전구체를 구성하고, 이를 통해 고품질의 박막을 형성할 수 있는 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체, 이를 이용한 박막 형성 방법 및 상기 박막을 포함하는 반도체 소자에 관한 것이다.
반도체 소자의 선폭 미세화를 통한 집적도 향상으로 커패시터 구조 구현에 허용되는 공간이 선폭적으로 제한되면서, 기존 실리콘계 유전체로는 커패시터 구조 구현을 위한 반도체 소자의 제조방법에 한계가 발생하고 있다. 또한, 실리콘계 유전체를 대체하기 위하여 고유전 박막이 적용되면서 밴드갭으로 인한 누설 전류가 큰 폭으로 열화되는 문제점이 발생하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안 중 하나로 고품질의 박막을 형성하는 기술이 요구되며, 이를 위하여 박막 형성에 사용되는 전구체를 최적화할 필요가 있다.
이를 위하여, 다양한 악티늄족 금속 함유 전구체가 개발되고 있다. 예를 들어, 대한민국 공개특허공보 10-2019-0008427호에는 아자-알릴 리간드를 포함하는 악티늄족 금속 함유 전구체가 공지되어 있고, 대한민국 공개특허공보 10-2019-0094238호에는 사이클로펜타디에닐 리간드를 함유하는 악티늄족 금속 함유 전구체가 공지되어 있다.
특히, 사이클로펜타티에닐기를 함유하는 착화합물의 경우 베타디케토네이트나 비스(트리메틸실릴)아미드를 함유하는 화합물에 비해 융점이 낮고 휘발성이 높아 박막 형성 공정에서 전구체로 사용하는데 이점이 있다.
이러한 이유로, 대한민국 등록특허공보 10-1660052호, 대한민국 공개특허공보 10-2019-0109142호, 10-2021-0084297호 등의 공지기술에서는 악티늄족 금속을 함유하는 전구체로서 사이클로펜타디에닐과 아미디네이트가 리간드로 결합한 화학구조가 제시되고 있다. 이러한 리간드가 결합된 전구체는 증기압이 낮고 점성이 높은 기존의 악티늄족 금속 전구체의 단점을 개선할 수 있는 것이어서 박막 형성 공정에 적합한 것으로 보고되고 있다.
이러한 종래기술로부터 아미디네이트 리간드를 금속 함유 전구체 화합물에 적용함으로써 전구체의 화학적 특성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.
대한민국 공개특허공보 10-2019-0008427호 대한민국 공개특허공보 10-2019-0094238호 대한민국 등록특허공보 10-1660052호 대한민국 공개특허공보 10-2019-0109142호 대한민국 공개특허공보 10-2021-0084297호
본 발명은 상기와 같은 종래기술들을 감안하여 안출된 것으로, 박막 형성용 전구체로서 적합한 화학적 특성을 나타낼 수 있는 신규한 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 저점도, 고내열성 및 고휘발성의 화학적 특성을 나타내는 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 상기 전구체를 이용하여 박막을 형성하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 상기 박막을 포함하는 반도체 소자를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, M은 스칸듐(Sc) 또는 이트륨(Y)이며, R1 및 R3는 각각 독립적으로 C1-C5의 직쇄형, 분지형 또는 고리형 알킬기 또는 알케닐기이며, R2는 수소원자 또는 C1-C6의 직쇄형, 분지형 또는 고리형 알킬기 또는 알케닐기이다.
또한, 상기 화학식 1에서 상기 R2는 C2-C4의 직쇄형, 분지형 또는 고리형 알킬기 또는 알케닐기일 수 있다.
또한, 상기 R1 및 R3은 각각 독립적으로 C2-C5의 직쇄형, 분지형 또는 고리형 알킬기 또는 알케닐기이며, 상기 R2는 C2-C4의 직쇄형, 분지형 또는 고리형 알킬기 또는 알케닐기일 수 있다.
또한, 상기 R1 및 R3은 메틸기일 수 있으며, 상기 R2는 이소프로필기일 수 있다.
또한, 상기 R1 및 R3은 C1-C5의 직쇄형 알킬기 또는 알케닐기일 수 있다.
또한, 상기 R1 및 R3은 C1-C5의 직쇄형 알킬기 또는 알케닐기이고, 상기 R2는 C1-C4의 직쇄형 알킬기 또는 알케닐기일 수 있다.
또한, 상기 R1 및 R3은 모두 동일하며, 알킬기 또는 알케닐기일 수 있다.
또한, 상기 R1 및 R3은 모두 동일하며, 알킬기 또는 알케닐기일 수 있다.
또한, 상기 박막 형성용 전구체는 하기와 같은 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 박막 형성용 전구체는 점도가 60cP 이하이며, 융점이 70℃ 이하일 수 있다.
또한, 상기 박막 형성용 전구체는 용매를 추가적으로 포함할 수 있으며, 상기 용매는 C1-C16의 포화 또는 불포화 탄화수소, 케톤, 에테르, 글라임, 에스테르, 테트라하이드로퓨란, 3차 아민 중 어느 하나 또는 그 이상일 수 있다. 또한, 상기 용매는 상기 박막 형성용 전구체 총 중량에 대하여 1 내지 99 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명의 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성 방법은 상기 박막 형성용 전구체를 이용하여 기판 상에 박막을 형성하는 공정을 포함하는 것으로서, 상기 기판 상에 박막을 형성하는 공정은 기판의 표면에 상기 박막 형성용 전구체를 증착하여 전구체 박막을 형성하는 공정, 상기 전구체 박막을 반응물(reactant)과 반응시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전구체 박막을 형성하는 공정은 상기 박막 형성용 전구체를 기화시켜 챔버 내부로 이송시키는 공정을 포함할 수 있다.
또한, 상기 증착은 SOD(spin-on dielectric, SOD) 공정, 저온 플라즈마(Low Temperature Plasma, LTP) 공정, 화학 기상 증착　(Chemical Vapor Deposition, CVD),　플라즈마 화학 기상 증착　(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD), 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착(High Density Plasma -Chemical Vapor Deposition, HDPCVD) 공정, 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD) 공정, 또는 플라즈마 원자층 증착(Plasma-Enhanced Atomic Layer Deposition, PEALD) 공정 중 어느 하나에 의해 수행될 수 있다.
또한, 상기 기판 상에 박막을 형성하는 공정은 150 내지 500℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다.
또한, 상기 반응물은 질소(N2), 암모니아(NH3), 히드라진(N2H4), 아산화질소(N2O), 산소(O2), 수증기(H2O), 오존(O3), 과산화수소(H2O2), 실란(silane), 수소(H), 다이보레인(B2H6) 중 어느 하나 또는 그 이상일 수 있다.
또한, 상기 기판 상에 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막을 형성하는 공정은 상기 박막 형성용 전구체를 기판에 공급하고 플라즈마를 인가하여 박막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막은 상기 박막 형성용 전구체를 이용하여 형성될 수 있으며, 본 발명의 반도체 소자는 상기 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성 방법에 의해 제조된 박막을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체는 아미디네이트 리간드를 포함함으로써 전구체 화합물의 구조적 안정성이 우수하고, 저점도, 고휘발성, 고내열성의 특성을 나타내어 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성 공정에 사용하기 적합한 물성을 나타낸다.
또한, 상기 전구체를 이용하여 고품질의 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막을 형성할 수 있으며, 상기 박막 형성 방법에 의해 제조된 스칸듐 또는 이트륨 함유 함유 박막을 포함하는 반도체 소자를 제공할 수 있다.
도 1은 트리스(디에틸-n-프로필아미디네이토)이트륨의 1H NMR 분석결과이다.
도 2는 트리스(디에틸-n-프로필아미디네이토)이트륨의 TGA 분석결과이다.
도 3은 트리스(디에틸-n-프로필아미디네이토)이트륨의 DSC 분석결과이다.
도 4은 트리스(디에틸-에틸아미디네이토)이트륨의 1H NMR 분석결과이다.
도 5는 트리스(디에틸-에틸아미디네이토)이트륨의 TGA 분석결과이다.
도 6은 트리스(디-n-프로필-에틸아미디네이토)이트륨의 1H NMR 분석결과이다.
도 7는 트리스(디-n-프로필-에틸아미디네이토)이트륨의 TGA 분석결과이다.
도 8은 트리스(디에틸-n-부틸아미디네이토)이트륨의 1H NMR 분석결과이다.
도 9는 트리스(디에틸-n-부틸아미디네이토)이트륨의 TGA 분석결과이다.
도 10은 트리스(디에틸-n-프로필아미디네이토)스칸듐의 1H NMR 분석결과이다.
도 11는 트리스(디에틸-n-프로필아미디네이토)스칸듐의 TGA 분석결과이다.
도 12은 트리스(디에틸-n-프로필아미디네이토)스칸듐의 DSC 분석결과이다.
도 13은 트리스(디에틸-에틸아미디네이토)스칸듐의 1H NMR 분석결과이다.
도 14는 트리스(디에틸-에틸아미디네이토)스칸듐의 TGA 분석결과이다.
도 15는 트리스(디에틸-n-프로필아미디네이토)이트륨을 전구체로 사용한 박막 형성 공정에서 300℃ 공정 조건에서 증착 사이클 수에 대한 박막 두께(박막 증착률) 변화를 나타낸 그래프이다.
도 16은 트리스(디에틸-n-프로필아미디네이토)이트륨을 전구체로 사용한 박막 형성 공정에서 온도별 박막 증착률 변화(ALD window)를 나타낸 그래프이다.
도 17는 트리스(디에틸-n-프로필아미디네이토)이트륨을 전구체로 사용하여 300℃ 공정 조건에서 증착한 박막의 XRD 분석결과이다.
도 18는 트리스(디에틸-n-프로필아미디네이토)이트륨을 전구체로 사용하여 300℃ 공정 조건에서 증착한 박막의 XPS 분석결과이다.
도 19는 트리스(디에틸-n-프로필아미디네이토)이트륨을 전구체로 사용하여 300℃ 공정 조건에서 증착한 박막의 Dielectric constant 및 Current density 측정 결과이다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따른 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체는 하기 화학식 1로 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, M은 스칸듐 또는 이트륨 금속이며, R1 및 R3는 각각 독립적으로 C1-C5의 직쇄형, 분지형 또는 고리형 알킬기 또는 알케닐기이며, R2는 수소원자 또는 C1-C6의 직쇄형, 분지형 또는 고리형 알킬기 또는 알케닐기이다.
상기 아미디네이트 리간드에서 R1 및 R3가 동일하거나 상이할 수 있는데, R1 및 R3가 동일한 대칭 구조의 리간드를 포함하는 것이 내열성과 점도 면에서 바람직한 것으로 나타났다.
또한, 상기 화학식 1에서 아미디네이트 리간드를 구성하는 R2는 수소원자, 또는 C1-C4의 직쇄형, 분지형 또는 고리형 알킬기 또는 알케닐기일 수 있는데, 바람직하게는 에틸기, 프로필기, 부틸기와 같은 n-알킬기를 포함할 수 있다.
상기 박막 형성용 전구체는 관능기의 종류에 따른 다양한 형태의 화합물을 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 화학식 1에서 상기 R2는 C2-C4의 직쇄형, 분지형 또는 고리형 알킬기 또는 알케닐기일 수 있다.
또한, 상기 R1 및 R3은 각각 독립적으로 C2-C5의 직쇄형, 분지형 또는 고리형 알킬기 또는 알케닐기이며, 상기 R2는 C2-C4의 직쇄형, 분지형 또는 고리형 알킬기 또는 알케닐기일 수 있다.
또한, 상기 R1 및 R3은 메틸기일 수 있으며, 상기 R2는 이소프로필기일 수 있다.
또한, 상기 R1 및 R3은 C1-C5의 직쇄형 알킬기 또는 알케닐기일 수 있다.
또한, 상기 R1 및 R3은 C1-C5의 직쇄형 알킬기 또는 알케닐기이고, 상기 R2는 C1-C4의 직쇄형 알킬기 또는 알케닐기일 수 있다.
또한, 상기 R1 및 R3은 모두 동일하며, 알킬기 또는 알케닐기일 수 있다.
또한, 상기 R1 및 R3은 모두 동일하며, 알킬기 또는 알케닐기일 수 있다.
또한, 상기 박막 형성용 전구체는 하기와 같은 구조를 가질 수 있다.
상기와 같은 박막 형성용 전구체는 하기와 같은 화학구조를 예시할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 스칸듐 또는 이트륨을 중심 금속 원자로 하여 아미디네이트 리간드를 포함하는 전구체로서 점도가 낮고, 열적 안정성 및 휘발성이 높으며 상온에서 액상 형태를 가질 수 있어 상기 리간드를 포함하는 전구체 합성을 통해 목적하는 전구체의 화학적 특성을 얻을 수 있다.
구체적으로, 상기 박막 형성용 전구체는 점도가 60cP 이하이며, 융점이 70℃ 이하일 수 있다.
이러한 박막 형성용 전구체의 화학구조를 통해 저점도, 고내열성 및 고휘발성의 액상 전구체를 얻을 수 있으며, 이를 통해 고품질의 박막을 형성할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 박막 형성용 전구체는 박막 형성 공정의 조건 및 효율을 고려하여 전구체 화합물의 용해 또는 희석을 위한 용매를 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 용매로는 C1-C16의 포화 또는 불포화 탄화수소, 케톤, 에테르, 글라임, 에스테르, 테트라하이드로퓨란, 3차 아민 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 C1-C16의 포화 또는 불포화 탄화수소의 예로는 톨루엔, 헵탄 등을 들 수 있으며, 3차 아민으로는 디메틸에틸아민을 들 수 있다.
특히, 화학구조에 따라 박막 형성용 전구체의 화합물이 실온에서 고체 상태일 수 있는데, 이 경우 상기 용매를 포함함으로써 상기 화합물을 용해할 수 있다. 즉, 상기 용매를 포함하는 경우, 상기 전구체 화합물을 용해할 수 있는 용매 및 함량으로 함유되게 되며, 상기 박막 형성용 전구체 총 중량에 대하여 1 내지 99 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 용매를 포함하거나 포함하지 않는 전구체는 기화할 수 있는 것이기 때문에 이를 전구체 가스 형태로 챔버 내로 공급할 수 있다. 따라서, 박막 형성용 전구체 화합물의 종류에 따라 상온에서 액상으로 존재하며, 쉽게 기화될 수 있는 경우에는 별도의 용매 없이도 박막 형성 공정을 수행할 수 있다.
또한, 상기 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성 공정은 SOD(spin-on dielectric, SOD) 공정, 저온 플라즈마(Low Temperature Plasma, LTP) 공정, 화학 기상 증착　(Chemical Vapor Deposition, CVD),　플라즈마 화학 기상 증착　(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD), 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착(High Density Plasma -Chemical Vapor Deposition, HDPCVD) 공정, 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD) 공정, 또는 플라즈마 원자층 증착(Plasma-Enhanced Atomic Layer Deposition, PEALD) 공정 중 어느 하나에 의해 수행될 수 있다.
예를 들어, HDP-CVD 공정을 적용할 경우 상압 화학 기상 증착 공정(AP-CVD), 저압 화학 기상 증착 공정(LP-CVD) 또는 플라즈마 강화 화학 기상 증착 공정(PE-CVD)에 비해 고진공 및 고파워에서 진행될 수 있기 때문에 구조적으로 치밀하고 기계적 특성이 우수한 박막을 형성할 수 있게 된다.
이를 위하여 본 발명에 따른 박막 형성 방법은 상기 박막 형성용 전구체를 이용하여 기판 상에 박막을 형성하는 공정을 포함하게 된다.
구체적으로, 상기 기판 상에 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막을 형성하는 공정은 기판의 표면에 상기 박막 형성용 전구체를 증착하여 전구체 박막을 형성하는 공정 및 상기 전구체 박막을 반응물(reactant)과 반응시키는 공정을 포함하는 것일 수 있다.
또한, 상기 전구체의 증착을 위하여 상기 박막 형성용 전구체를 기화시켜 챔버 내부로 이송시키는 공정을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판 상에 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막을 형성하는 공정은 상기 박막 형성용 전구체를 기판에 공급하고 반응물의 존재 하에 플라즈마를 인가함으로써 금속, 산화물, 질화물, 산질화물 등의 박막을 형성하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 박막을 형성하는 공정은 1 내지 1000mTorr의 챔버 내 압력 조건에서 수행할 수 있다. 또한, 상기 챔버 내에 플라즈마를 형성하기 위한 소스 파워는 500 내지 9,000W, 바이어스 파워는 0 내지 5,000W가 적절하다. 또한, 상기 바이어스 파워는 경우에 따라서 가하지 않을 수도 있다.
또한, 상기 기판 상에 박막을 형성하는 공정은 150 내지 500℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다.
또한, 상기 박막 형성용 전구체의 공급 시, 최종 형성되는 금속막에서의 전기적 특성, 즉 정전용량 또는 누설 전류값을 더욱 개선시키기 위하여 필요에 따라 제2 금속 전구체를 도입할 수도 있다. 상기 제2 금속 전구체는 규소(Si), 티타늄(Ti), 게르마늄(Ge), 스트론튬(Sr), 니오브(Nb), 바륨(Ba), 하프늄(Hf), 탄탈륨(Ta), 악티늄족(Ac) 원자로부터 선택된 1종 이상의 금속(M")을 포함하는 금속 전구체를 선택적으로 더 공급할 수도 있다. 상기 제2 금속 전구체는 상기 금속을 포함하는 알킬아미드계 화합물 또는 알콕시계 화합물 일 수 있다. 일례로 상기 금속이 Si인 경우 제2금속 전구체로 SiH(N(CH3)2)3, Si(N(C2H5)2)4, Si(N(C2H5)(CH3))4, Si(N(CH3)2)4, Si(OC4H9)4, Si(OC2H5)4, Si(OCH3)4, Si(OC(CH3)3)4 등이 사용될 수 있다.
상기 제2 금속 전구체의 공급은 상기 박막 형성용 전구체의 공급 방법과 동일한 방법으로 실시될 수 있으며, 상기 제2 금속 전구체는 상기 전구체와 함께 박막 형성용 기판 위로 공급될 수도 있고, 또는 전구체의 공급 완료 이후 순차적으로 공급될 수도 있다.
상기와 같은 박막 형성용 전구체 및 선택적으로 제2 금속 전구체는 상기 박막 형성용 기판과 접촉시키기 위해 반응 챔버 내로 공급되기 전까지 50 내지 250℃의 온도를 유지하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 100 내지 200℃의 온도를 유지하는 것이 좋다.
또한, 전구체의 공급 단계 후 반응물의 공급에 앞서, 상기 전구체 및 선택적으로 제2 금속 전구체의 기판 위로의 이동을 돕거나, 반응기 내가 증착에 적절한 압력을 갖도록 하며, 또한, 챔버 내에 존재하는 불순물 등을 외부로 방출시키기 위하여, 반응기 내에 아르곤(Ar), 질소(N2), 또는 헬륨(He) 등의 불활성 기체를 퍼지하는 공정이 실시될 수 있다. 이때 불활성 기체의 퍼지는 반응기내 압력이 1 내지 5 Torr가 되도록 실시되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 반응물로는 질소(N2), 암모니아(NH3), 히드라진(N2H4), 아산화질소(N2O), 산소(O2), 수증기(H2O), 오존(O3), 과산화수소(H2O2), 실란(silane), 수소(H), 다이보레인(B2H6) 중 어느 하나 또는 그 이상을 사용할 수 있다. 상기 수증기, 산소, 오존 등과 같은 산화성 가스 존재 하에서 실시될 경우 마그네슘 산화물 박막이 형성될 수 있고, 수소, 암모니아, 히드라진, 실란 등의 환원성 가스 존재 하에서 실시되는 경우 금속 단체 또는 금속 질화물의 박막이 형성될 수 있다. 또한, 반응물의 혼합에 의해 금속 산질화물 박막을 형성할 수도 있다.
또한, 플라즈마 처리 외에 열처리 또는 광조사에 의한 처리 공정을 수행할 수도 있는데, 박막 형성용 전구체의 증착을 위한 열에너지를 제공하기 위한 것으로, 통상의 방법에 따라 실시될 수 있다. 바람직하게는, 충분한 성장 속도로, 목적하는 물리적 상태와 조성을 갖는 박막을 제조하기 위해서는 반응기내 기판의 온도가 100 내지 1,000℃, 바람직하게는 250 내지 400℃가 되도록 상기 처리 공정을 실시하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 처리 공정 시에도 전술한 바와 같이 반응물의 기판 위로의 이동을 돕거나, 반응기 내가 증착에 적절한 압력을 갖도록 하며, 또한 반응기내 존재하는 불순물 또는 부산물 등을 외부로 방출시키기 위하여, 반응기 내에 아르곤(Ar), 질소(N2), 또는 헬륨(He) 등의 불활성 기체를 퍼지하는 공정이 실시될 수 있다.
상기와 같은 박막 형성용 전구체의 투입, 반응물의 투입, 그리고 불활성 기체의 투입 처리 공정은 1 사이클로 하여. 1 사이클 이상 반복 실시함으로써 박막이 형성될 수 있다.
또한, 상기 박막 형성 공정을 적용하면 박막을 포함하는 다양한 반도체 소자를 제조할 수 있다.
[합성예 1] 트리스-(디에틸-n-프로필아미디네이토)이트륨[Y(Et 2 nPr-AMD) 3 ]의 합성
THF 300㎖에 디-n-프로필-에틸아미디네이트 65.57g(0.4609mol)을 투입하고 -78℃로 냉각시킨 뒤, n-BuLi 헥산 용액(2.5M) 184.4㎖(0.4609mol)를 천천히 적가하여 Li-(Et2nPr-AMD)를 제조하였다. 용액을 -78℃에서 30분 동안 교반 한 후 실온으로 가온하고, 실온에서 2시간 동안 추가로 교반하였다. 제조된 Li-(Et2nPr-AMD) 용액을 -78℃에서 YCl3 30g(0.4609mol)을 함유하는 플라스크에 천천히 적가하여 상온에서 6시간 교반하였다. 혼합물을 진공 하에서 증발시키고, 펜탄 200㎖에 녹인 뒤 여과하여 용매 및 휘발물질을 진공 하에 증발시켰다. 생성된 노랑색 액체를 156℃ 및 30.1mTorr에서 증류하여 연한 노랑색 액체를 얻었다. 수율은 61.10g(77.6%)이었다. NMR(Bruker사 AV400MHz HD) 분석결과는 도 1과 같으며 특성 피크는 아래와 같이 귀속된다.
1H NMR(C6D6, 25℃): 0.087(t, 3H), 1.32(t, 6H), 1.52(q, 2H), 2.21(q, 2H), 3.24(q, 4H).
연노랑 액체는 질소를 200㎖/분으로 유동시키는 분위기에서 10℃/분의 온도 상승 속도로 측정된 TGA(TA instrument사 SDT Q600) 분석 동안 0.1%로, 잔류 질량을 거의 남기지 않았다. 이러한 결과는 온도 변화에 따른 중량 손실 백분율을 나타내는 TGA 분석결과인 도 2에 도시하였다.
노란색 액체 샘플을 DSC용 밀폐 용기에 담아 40℃ 조건에서 10분을 유지한 뒤, 10℃/분의 온도 상승 속도로 측정된 DSC(TA instrument사 Discovery 25) 분석 동안 410℃에서 분해 피크가 관찰되었다. 이러한 결과는 온도 변화에 따른 열에너지 변화를 나타내는 DSC 분석결과인 도 3에 도시하였다.
[합성예 2] 트리스-(디에틸-에틸아미디네이토)이트륨[Y(Et 2 Et-AMD) 3 ]의 합성
THF 300㎖에 디에틸-에틸아미디네이트 59.10g(0.4609mol)을 투입하고 -78℃로 냉각시킨 뒤, n-BuLi 헥산 용액(2.5M) 184.4㎖(0.4609mol)를 천천히 적가하여 Li-(Et2Et-AMD)를 제조하였다. 용액을 -78℃에서 30분 동안 교반 한 후 실온으로 가온하고, 실온에서 2시간 동안 추가로 교반하였다. 제조된 Li-(Et2Et-AMD) 용액을 -78℃에서 YCl3 30g(0.4609mol)을 함유하는 플라스크에 천천히 적가하여 상온에서 6시간 교반하였다. 혼합물을 진공 하에서 증발시키고, 펜탄 200㎖에 녹인 뒤 여과하여 용매 및 휘발물질을 진공 하에 증발시켰다. 생성된 노랑색 액체를 160℃ 및 30mTorr에서 증류하여 연한 노랑색 고체를 얻었다. 수율은 52.4g(72.5%)이었다. NMR(Bruker사 AV400MHz HD) 분석결과는 도 4와 같으며, 특성 피크는 아래와 같이 귀속되었다.
1H NMR (C6D6, 25℃): 0.98(t, 3H), 1.29(t, 6H), 2.14(q, 2H), 3.20(q, 4H).
연노랑 고체는 질소를 200㎖/분으로 유동시키는 분위기에서 10℃/분의 온도 상승 속도로 측정된 TGA(TA instrument사 SDT Q600) 분석 동안 1.4%로, 잔류 질량을 거의 남기지 않았다. 이러한 결과는 온도 변화에 따른 중량 손실 백분율을 나타내는 TGA 분석결과인 도 5에 도시하였다.
[합성예 3] 트리스-(디-n-프로필-에틸아미디네이토)이트륨[Y(nPr 2 Et-AMD) 3 ]의 합성
THF 300㎖에 디-n-프로필-에틸아미디네이트 71.01g(0.4609mol)을 투입하고 -78℃로 냉각시킨 뒤, n-BuLi 헥산 용액(2.5M) 184.4㎖(0.4609mol)를 천천히 적가하여 Li-(nPr2Et-AMD)를 제조하였다. 용액을 -78℃에서 30분 동안 교반 한 후 실온으로 가온하고, 실온에서 2시간 동안 추가로 교반하였다. 제조된 Li-(nPr2Et-AMD) 용액을 -78℃에서 YCl3 30g(0.4609mol)을 함유하는 플라스크에 천천히 적가하여 상온에서 6시간 교반하였다. 혼합물을 진공 하에서 증발시키고, 펜탄 200㎖에 녹인 뒤 여과하여 용매 및 휘발물질을 진공 하에 증발시켰다. 생성된 노랑색 액체를 221℃ 및 42.6mTorr에서 증류하여 연한 노랑색 고체를 얻었다. 수율은 55.30g(64.9%)이었다. NMR(Bruker사 AV400MHz HD) 분석결과는 도 6과 같으며, 특성 피크는 아래와 같이 귀속되었다.
1H NMR (C6D6, 25℃): 1.02(t, 9H), 1.71(q, 4H), 2.22(q, 2H), 3.18(q, 4H).
연노랑 고체는 질소를 200㎖/분으로 유동시키는 분위기에서 10℃/분의 온도 상승 속도로 측정된 TGA(TA instrument사 SDT Q600) 분석 동안 0.75%로, 잔류 질량을 거의 남기지 않았다. 이러한 결과는 온도 변화에 따른 중량 손실 백분율을 나타내는 TGA 분석결과인 도 7에 도시하였다.
[합성예 4] 트리스-(디에틸-n-부틸아미디네이토)이트륨[Y(Et 2 nBu-AMD) 3 ]의 합성
THF 300㎖에 디에틸-n-부틸아미디네이트 120.05g(0.7682mol)을 투입하고 -78℃로 냉각시킨 뒤, n-BuLi 헥산 용액(2.5M) 307.3㎖(0.7682mol)를 천천히 적가하여 Li-(Et2nBu-AMD)를 제조하였다. 용액을 -78℃에서 30분 동안 교반 한 후 실온으로 가온하고, 실온에서 2시간 동안 추가로 교반하였다. 제조된 Li-(Et2nBu-AMD) 용액을 -78℃에서 YCl3 30g(0.2561mol)을 함유하는 플라스크에 천천히 적가하여 상온에서 6시간 교반하였다. 혼합물을 진공 하에서 증발시키고, 펜탄 200㎖에 녹인 뒤 여과하여 용매 및 휘발물질을 진공 하에 증발시켰다. 생성된 주황색 액체를 210℃ 및 141mTorr에서 증류하여 연한 노랑색 액체를 얻었다. 수율은 116.0g(81.7%)이었다. NMR(Bruker사 AV400MHz HD) 분석결과는 도 8과 같으며, 특성 피크는 아래와 같이 귀속되었다.
1H NMR (C6D6, 25℃): 0.850(t, 3H), 1.28(q, 2H), 1.35(t, 6H), 1.50(m, 2H), 2.25(m, 2H), 3.29(q, 4H).
연노랑 고체는 질소를 200㎖/분으로 유동시키는 분위기에서 10℃/분의 온도 상승 속도로 측정된 TGA(TA instrument사 SDT Q600) 분석 동안 1.67%로, 잔류 질량을 거의 남기지 않았다. 이러한 결과는 온도 변화에 따른 중량 손실 백분율을 나타내는 TGA 분석결과인 도 9에 도시하였다.
[합성예 5] 트리스-(디에틸-n-프로필아미디네이토)스칸듐[Sc(Et 2 nPr-AMD) 3 ]의 합성
THF 300㎖에 디-n-프로필-에틸아미디네이트 58.79g(0.3965mol)을 투입하고 -78℃로 냉각시킨 뒤, n-BuLi 헥산 용액(2.5M) 158.61㎖(0.3965mol)를 천천히 적가하여 Li-(Et2nPr-AMD)를 제조하였다. 용액을 -78℃에서 30분 동안 교반 한 후 실온으로 가온하고, 실온에서 2시간 동안 추가로 교반하였다. 제조된 Li-(Et2nPr-AMD) 용액을 -78℃에서 ScCl3 20g(0.3965mol)을 함유하는 플라스크에 천천히 적가하여 상온에서 6시간 교반하였다. 혼합물을 진공 하에서 증발시키고, 펜탄 150㎖에 녹인 뒤 여과하여 용매 및 휘발물질을 진공 하에 증발시켰다. 생성된 노랑색 액체를 185℃ 및 18.0mTorr에서 증류하여 연한 노랑색 액체를 얻었다. 수율은 56.80g(78.6%)이었다. NMR(Bruker사 AV400MHz HD) 분석결과는 도 10과 같으며, 특성 피크는 아래와 같이 귀속되었다.
1H NMR (C6D6, 25℃): 0.088(t, 3H), 1.30(t, 6H), 1.51(q, 2H), 2.18(q, 2H), 3.26(q, 4H).
연한 노란색 액체는 질소를 200㎖/분으로 유동시키는 분위기에서 10℃/분의 온도 상승 속도로 측정된 TGA(TA instrument사 SDT Q600) 분석 동안 0.19%로, 잔류 질량을 거의 남기지 않았다. 이러한 결과는 온도 변화에 따른 중량 손실 백분율을 나타내는 TGA 분석결과인 도 11에 도시하였다.
연한 노란색 액체 샘플을 DSC용 밀폐 용기에 담아 40℃ 조건에서 10분을 유지한 뒤, 10℃/분의 온도 상승 속도로 측정된 DSC(TA instrument사 Discovery 25) 분석 동안 450℃에서 분해 피크가 관찰되었다. 이러한 결과는 온도 변화에 따른 열에너지 변화를 나타내는 DSC 분석결과인 도 12에 도시하였다.
[합성예 6] 트리스-(디에틸-에틸아미디네이토)스칸듐[Sc(Et 2 Et-AMD) 3 ]의 합성
THF 300㎖에 디에틸-에틸아미디네이트 50.84g(0.3965mol)을 투입하고 -78℃로 냉각시킨 뒤, n-BuLi 헥산 용액(2.5M) 158.6㎖(0. 3965mol)를 천천히 적가하여 Li-(Et2Et-AMD)를 제조하였다. 용액을 -78℃에서 30분 동안 교반 한 후 실온으로 가온하고, 실온에서 2시간 동안 추가로 교반하였다. 제조된 Li-(Et2Et-AMD) 용액을 -78℃에서 ScCl3 20g(0.3965mol)을 함유하는 플라스크에 천천히 적가하여 상온에서 6시간 교반하였다. 혼합물을 진공 하에서 증발시키고, 펜탄 150㎖에 녹인 뒤 여과하여 용매 및 휘발물질을 진공 하에 증발시켰다. 생성된 노랑색 액체를 145℃ 및 28.3mTorr에서 증류하여 연한 노랑색 고체를 얻었다. 수율은 41.8g(74.1%)이었다. NMR(Bruker사 AV400MHz HD) 분석결과는 도 13과 같으며, 특성 피크는 아래와 같이 귀속되었다.
1H NMR (C6D6, 25℃): 0.99(t, 3H), 1.28(t, 6H), 2.15(q, 2H), 3.20(q, 4H).
연노랑 고체는 질소를 200㎖/분으로 유동시키는 분위기에서 10℃/분의 온도 상승 속도로 측정된 TGA(TA instrument사 SDT Q600) 분석 동안 0.3%로, 잔류 질량을 거의 남기지 않았다. 이러한 결과는 온도 변화에 따른 중량 손실 백분율을 나타내는 TGA 분석결과인 도 14에 도시하였다.
합성예 1 내지 6에 따른 전구체들 중 측정된 TGA 분석 결과를 표 1에 나타내었다.
합성예 1 합성예 2 합성예 3 합성예 4 합성예 5 합성예 6
TGA1/2(℃) 250 215 244.5 248.5 246.1 232
합성예 1, 3, 5에 의해 수득된 전구체들 중 측정된 DSC 분석 결과를 표 2에 나타내었다.
합성예 1 합성예 3 합성예 5
DSC(℃) 410 399 453
합성예 1, 합성예 5 전구체의 점도를 확인해 보기 위해 회전식 점도계(Brookfield사 LVD2T)의 측정 용기에 샘플을 담아 25℃ 조건에서 저점도용 스핀들로 점도를 측정하였고, 그 결과를 표 3에 나타내었다.
합성예 1 합서예 5
점도(cPs) 48 36
상기 전구체를 사용하여 다음과 같이 박막 형성 공정을 실시하였다.
합성예 1의 전구체와 산화제로 O3를 사용하여 버블러(bubbler) 방식으로 원자층 증착 공정을 통한 성막 평가를 실시하였다. 성막 평가는 공정 사이클에 따른 박막 두께 변화(Number of cycles vs. Thickness)를 지표로 하였다.
상기 합성예 1의 전구체를 기화온도까지 승온한 뒤 Dip line을 통해 아르곤(Ar) 가스를 주입하여 버블을 발생시켜 기체 상태인 전구체 화합물의 증기를 운반 가스를 통해 반응 챔버 내부로 공급하였다.
반응 챔버에 SiO2 기판과 TiN 기판을 두고 설정온도(300℃)를 유지하면서 공정 사이클에 따른 박막 두께 변화를 확인하기 위해 전구체(60초) - 퍼지(80초) - 산화제(15초) - 퍼지(20초)의 조건에서 증착 평가를 실시하였다.
퍼지 공정은 아르곤(Ar) 가스 700sccm 유량으로 진행하였으며, 반응 가스인 오존(O3)은 220g/㎥ 농도로 주입하였다. 전구체는 80℃로 히팅하여 아르곤 캐리어 가스 주입량 200sccm으로 흘려주었으며, 공정 횟수는 50, 100, 150 cycle로 진행하였다. 300℃ 공정에서 증착 사이클 수에 따른 박막 두께 변화에 대한 결과는 도 15에 나타내었다.
도 15의 결과를 참조하면, 평가한 SiO2, TiN 시편에 대해서 공정 온도 조건에서 증착 사이클 수에 따른 일정한 박막 두께의 변화를 확인할 수 있다.
또한, 300℃에서 기판별 증착율은 표 4와 같다.
@300℃ SiO2 기판 TiN 기판
증착률 (㎚/cycle) 0.099 0.083
또한, 300℃ 공정 온도에서 증착률의 변화(ALD window)를 측정하기 위하여 상기 합성예 3에 따른 전구체를 기화온도까지 승온한 뒤 DIP line을 통해 아르곤(Ar) 가스를 주입하여 버블을 발생시켜 기체 상태인 전구체 화합물의 증기를 운반 가스를 통해 반응 챔버 내부로 공급하였다.
반응 챔버에 SiO2, TiN 기판을 넣고 온도를 변화시키면서 공정 온도에 따른 박막 증착률 변화를 확인하기 위해 전구체(60초) - 퍼지(80초) - 산화제(15초) - 퍼지(20초)의 순서로 공급하였다. 퍼지 공정은 아르곤(Ar) 가스로 700sccm 유량으로 진행하였다. 반응 가스인 오존(O3)은 220g/㎥ 농도로 주입하였다. 전구체는 80℃로 히팅하여 아르곤 캐리어 가스 주입량 200sccm으로 흘려주었으며, 공정 횟수는 50 cycle이다. 공정 온도에 따른 박막 증착률 변화에 대한 결과는 도 16에 나타내었다.
도 16의 결과를 참조하면, 275℃, 300℃ 공정 온도에서 유사한 박막 증착률(㎚/cycle)을 나타내었으며, 이를 통해 공정 온도 구간(ALD window)을 가짐을 알 수 있다.
또한, 공정 온도별 박막 결정성을 확인하기 위하여, SiO2, TiN 시편에서 상기 공정 평가를 통해서 공정 온도별 얻어진 Y2O3 박막에 대해서 XRD 분석을 실시하여 박막의 결정성을 확인하였다. 결정성은 증착 공정 이후 측정 및 RTA를 이용하여 600℃, 30초 N2 조건에서 열처리 이후 시편에 대해서도 분석을 진행하였다. 분석 결과 증착 직후 박막에서는 300℃ 조건에서 증착 된 박막에서 cubic 형태의 Y2O3 결정성이 확인되었으며, 상기 열처리 후에는 cubic 형태의 Y2O3 결정성이 더 많이 생성됨을 확인하였다. 분석한 XRD 결과는 도 17에 나타내었다.
또한, 박막의 조성 및 불순물을 확인하기 위하여 XPS depth profile 분석을 실시하였다. SiO2, TiN 시편에 대하여 300℃에서 증착한 Y2O3 박막에 대해서 XPS 분석을 통해 박막의 조성과 불순물의 함량을 확인하였다. 박막내 C, N 불순물은 모두 0%로 확인되었으며, O/Y의 함량 비율은 SiO2 기판에서 O/Y=1.19이고 TIN 기판에서 O/Y=1.26의 조성비를 가지는 것을 확인하였다. 분석한 XPS depth profile 결과는 도 18에 나타내었다,
또한, 박막의 전기적 특성을 확인하고자 증착된 박막에 상부 전극으로 TiN을 증착 한 뒤, Dielectric constant 및 current density를 측정하였고 그 결과는 표 5 및 도 19와 같다.
Dielectric constant@0V Current density
[A/cm2]@+0.8V		 Current density
[A/cm2]@-0.8V
As-dep 14.89 2.30E-9 1.15E-8
PDA 12.32 1.01E-9 1.07E-9
이러한 결과로부터 본 발명의 박막 형성용 전구체를 이용하면 고품질의 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막을 형성할 수 있음을 확인하였다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시형태를 들어 설명하였으나, 상기 실시형태들에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (21)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 스칸듐 또는 이트륨 함유 화합물을 포함하며,
    상기 스칸듐 함유 화합물은 상온에서 액상인 것을 특징으로 하는 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체.

    [화학식 1]


    상기 화학식 1에서,
    M은 스칸듐 또는 이트륨 금속이며, R1 및 R3는 모두 동일하며, C1-C5의 직쇄형, 분지형 또는 고리형 알킬기 또는 알케닐기이며, R2는 수소원자 또는 C1-C6의 직쇄형, 분지형 또는 고리형 알킬기 또는 알케닐기이다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1에서 상기 R2는 C2-C4의 직쇄형, 분지형 또는 고리형 알킬기 또는 알케닐기인 것을 특징으로 하는 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1에서 상기 R1 및 R3은 모두 동일하며, C2-C5의 직쇄형, 분지형 또는 고리형 알킬기 또는 알케닐기이며, 상기 R2는 C2-C4의 직쇄형, 분지형 또는 고리형 알킬기 또는 알케닐기인 것을 특징으로 하는 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1에서 상기 R1 및 R3은 메틸기인 것을 특징으로 하는 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1에서 상기 R2는 이소프로필기인 것을 특징으로 하는 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1에서 상기 R1 및 R3은 모두 동일하며, C1-C5의 직쇄형 알킬기 또는 알케닐기인 것을 특징으로 하는 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1에서 상기 R1 및 R3은 모두 동일하며, C1-C5의 직쇄형 알킬기 또는 알케닐기이고, 상기 R2는 C1-C4의 직쇄형 알킬기 또는 알케닐기인 것을 특징으로 하는 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체.
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1에서 상기 R1 내지 R3은 모두 동일하며, C1-C4의 직쇄형, 분지형 또는 고리형 알킬기 또는 알케닐기인 것을 특징으로 하는 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체는 점도가 60cP 이하인 것을 특징으로 하는 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체는 융점이 70℃ 이하인 것을 특징으로 하는 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 박막 형성용 전구체는 용매를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 용매는 C1-C16의 포화 또는 불포화 탄화수소, 케톤, 에테르, 글라임, 에스테르, 테트라하이드로퓨란, 3차 아민 중 어느 하나 또는 그 이상인 것을 특징으로 하는 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 용매는 상기 박막 형성용 전구체 총 중량에 대하여 1 내지 99 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성용 전구체.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 스칸듐 또는 이트륨 함유 화합물을 하기 화학구조로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 박막 형성용 전구체.



  16. 청구항 1 또는 12에 따른 박막 형성용 전구체를 이용하여 기판 상에 박막을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 기판 상에 박막을 형성하는 공정은,
    기판의 표면에 상기 박막 형성용 전구체를 증착하여 전구체 박막을 형성하는 공정;
    상기 전구체 박막을 반응성 가스와 반응시키는 공정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 전구체 박막을 형성하는 공정은 상기 박막 형성용 전구체를 기화시켜 챔버 내부로 이송시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성 방법.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 증착은 SOD(spin-on dielectric, SOD) 공정, 저온 플라즈마(Low Temperature Plasma, LTP) 공정, 화학 기상 증착　(Chemical Vapor Deposition, CVD),　플라즈마 화학 기상 증착　(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD), 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착(High Density Plasma -Chemical Vapor Deposition, HDPCVD) 공정, 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD) 공정, 또는 플라즈마 원자층 증착(Plasma-Enhanced Atomic Layer Deposition, PEALD) 공정 중 어느 하나에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성 방법.
  20. 청구항 16에 있어서,
    상기 기판 상에 박막을 형성하는 공정은,
    상기 박막 형성용 전구체를 기판에 공급하고 플라즈마를 인가하여 박막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막 형성 방법.
  21. 청구항 16의 박막 형성 방법에 의해 제조된 스칸듐 또는 이트륨 함유 박막을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
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