KR20010002148A - 알루미나 박막의 화학 증착용 전구체 화합물 및 이의 제조방법 - Google Patents
알루미나 박막의 화학 증착용 전구체 화합물 및 이의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20010002148A KR20010002148A KR1019990021795A KR19990021795A KR20010002148A KR 20010002148 A KR20010002148 A KR 20010002148A KR 1019990021795 A KR1019990021795 A KR 1019990021795A KR 19990021795 A KR19990021795 A KR 19990021795A KR 20010002148 A KR20010002148 A KR 20010002148A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- formula
- compound
- group
- hydrogen
- same
- Prior art date
Links
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 87
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title description 15
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title description 13
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 29
- -1 hetero cyclic amine Chemical class 0.000 claims abstract description 28
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 25
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 22
- 150000007527 lewis bases Chemical class 0.000 claims abstract description 21
- 239000002879 Lewis base Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 20
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 8
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims abstract description 5
- 125000005010 perfluoroalkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 5
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 claims abstract description 5
- IBBLKSWSCDAPIF-UHFFFAOYSA-N thiopyran Chemical compound S1C=CC=C=C1 IBBLKSWSCDAPIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 claims abstract 18
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 claims abstract 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 45
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 45
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 20
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 19
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 16
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 claims description 13
- HTLZVHNRZJPSMI-UHFFFAOYSA-N N-ethylpiperidine Chemical compound CCN1CCCCC1 HTLZVHNRZJPSMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- PAMIQIKDUOTOBW-UHFFFAOYSA-N 1-methylpiperidine Chemical compound CN1CCCCC1 PAMIQIKDUOTOBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- JSHASCFKOSDFHY-UHFFFAOYSA-N 1-butylpyrrolidine Chemical compound CCCCN1CCCC1 JSHASCFKOSDFHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PXBRQCKWGAHEHS-UHFFFAOYSA-N dichlorodifluoromethane Chemical compound FC(F)(Cl)Cl PXBRQCKWGAHEHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 6
- HVCNXQOWACZAFN-UHFFFAOYSA-N 4-ethylmorpholine Chemical compound CCN1CCOCC1 HVCNXQOWACZAFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- CYRMSUTZVYGINF-UHFFFAOYSA-N trichlorofluoromethane Chemical compound FC(Cl)(Cl)Cl CYRMSUTZVYGINF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- PXHHIBMOFPCBJQ-UHFFFAOYSA-N 1,2-dimethylpyrrolidine Chemical compound CC1CCCN1C PXHHIBMOFPCBJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N Pyrrolidine Chemical compound C1CCNC1 RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N butan-2-ol Chemical group CCC(C)O BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- WRMFBHHNOHZECA-UHFFFAOYSA-N butan-2-olate Chemical compound CCC(C)[O-] WRMFBHHNOHZECA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 claims 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims 1
- OGHBATFHNDZKSO-UHFFFAOYSA-N propan-2-olate Chemical compound CC(C)[O-] OGHBATFHNDZKSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 22
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 8
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 7
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 abstract description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical group 0.000 abstract description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 42
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 28
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 19
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 19
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 17
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- RXYPXQSKLGGKOL-UHFFFAOYSA-N 1,4-dimethylpiperazine Chemical compound CN1CCN(C)CC1 RXYPXQSKLGGKOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- AVFZOVWCLRSYKC-UHFFFAOYSA-N 1-methylpyrrolidine Chemical compound CN1CCCC1 AVFZOVWCLRSYKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- AHVYPIQETPWLSZ-UHFFFAOYSA-N N-methyl-pyrrolidine Natural products CN1CC=CC1 AHVYPIQETPWLSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- VOITXYVAKOUIBA-UHFFFAOYSA-N triethylaluminium Chemical compound CC[Al](CC)CC VOITXYVAKOUIBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- CNLXQSZKCQDENM-UHFFFAOYSA-N 1-methylpyrrolidine;triethylalumane Chemical compound CN1CCCC1.CC[Al](CC)CC CNLXQSZKCQDENM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UYTBCRVZSLSDFT-UHFFFAOYSA-N 1-methylpyrrolidine;trimethylalumane Chemical compound C[Al](C)C.CN1CCCC1 UYTBCRVZSLSDFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YKCVOIHFFWAQIM-UHFFFAOYSA-N 4-ethylmorpholine;trimethylalumane Chemical compound C[Al](C)C.CCN1CCOCC1 YKCVOIHFFWAQIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SJRJJKPEHAURKC-UHFFFAOYSA-N N-Methylmorpholine Chemical compound CN1CCOCC1 SJRJJKPEHAURKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N Piperidine Chemical compound C1CCNCC1 NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000005234 alkyl aluminium group Chemical group 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 3
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- JWKOBEZTHKDJLU-UHFFFAOYSA-N 4-ethylmorpholine;triethylalumane Chemical compound CC[Al](CC)CC.CCN1CCOCC1 JWKOBEZTHKDJLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N Morpholine Natural products C1COCCN1 YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N aluminium isopropoxide Chemical class [Al+3].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-] SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UHOVQNZJYSORNB-MZWXYZOWSA-N benzene-d6 Chemical compound [2H]C1=C([2H])C([2H])=C([2H])C([2H])=C1[2H] UHOVQNZJYSORNB-MZWXYZOWSA-N 0.000 description 2
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N diethylenediamine Natural products C1CNCCN1 GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 2
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 2
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 description 1
- XULIXFLCVXWHRF-UHFFFAOYSA-N 1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine Chemical compound CN1C(C)(C)CCCC1(C)C XULIXFLCVXWHRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CJYKXTJXQIALLT-UHFFFAOYSA-N 1,4-dimethylpiperazine;triethylalumane Chemical compound CC[Al](CC)CC.CN1CCN(C)CC1 CJYKXTJXQIALLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ICESKVJRFKLQIJ-UHFFFAOYSA-N 1,4-dimethylpiperazine;trimethylalumane Chemical compound C[Al](C)C.CN1CCN(C)CC1 ICESKVJRFKLQIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QJNZCFZHXLTTNO-UHFFFAOYSA-N 1-ethylpiperidine;trimethylalumane Chemical compound C[Al](C)C.CCN1CCCCC1 QJNZCFZHXLTTNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZEPWGZPJPDSVJT-UHFFFAOYSA-N 1-methylpiperidine;trimethylalumane Chemical compound C[Al](C)C.CN1CCCCC1 ZEPWGZPJPDSVJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical group OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002716 delivery method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000012705 liquid precursor Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- CKYLLIABIXYYCE-UHFFFAOYSA-N morpholine;trimethylalumane Chemical compound C[Al](C)C.C1COCCN1 CKYLLIABIXYYCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000011165 process development Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000007736 thin film deposition technique Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
- C23C16/403—Oxides of aluminium, magnesium or beryllium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
- C07F5/06—Aluminium compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
- C07F5/06—Aluminium compounds
- C07F5/061—Aluminium compounds with C-aluminium linkage
- C07F5/062—Al linked exclusively to C
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
- C23C16/18—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material from metallo-organic compounds
- C23C16/20—Deposition of aluminium only
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
- H01L21/28506—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
- H01L21/28512—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L21/28556—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table by chemical means, e.g. CVD, LPCVD, PECVD, laser CVD
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
본 발명은 반도체 소자의 유전재료로 사용되는 알루미나 박막을 화학 증착법에 의해 실리콘 기판상에 증착시키는데 사용되는 전구체 화합물과 그 화합물의 제조 방법 및 그 화합물을 이용하여 실리콘 기판에 알루미나 박막을 증착시키는 방법에 관한 것으로, 본 발명은 하기의 화학식 1로 정의되는 유기금속착물 및 그 제조 방법을 제공한다.
〈화학식1〉
R' R" R"' Al:Ln
상기 화학식에서 R', R", R"'는 각각 같거나 다른 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 퍼플루오르알킬 또는 알콕시기 이거나 보레이트(BH4)기 중에서 선택되고, L은 헤테로사이클릭 아민 (heterocyclic amine)으로서 알킬아지리딘 (alkylaziridine), 알킬아제티딘 (alkylazetidine), 알킬피롤리딘 (alkylpyrrolidine), 알킬피페리딘 (alkylpiperidine), 알킬헥사메틸렌이민 (alkylhexamethyleneimine), 알킬헵타메틸렌이민 (alkylheptamethyleneimine), 알킬모폴린 (alkylmorpoline), 1,4-디알킬피페라진 (1,4-dialkylpiperazine)과 싸이오팬 (thiophene), 싸이오피란 (thiopyran) 중에서 선택되며, n은 1 또는 2의 정수이다.
Description
본 발명은 반도체 소자의 유전재료로 사용되는 알루미나 박막의 증착 공정에 사용하고자 하는 전구체 화합물 및 그 화합물의 제조 방법과 이를 이용한 금속 박막의 증착방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 실리콘과 같은 기판상에 형성되어 있는 접착막 또는 확산 방지막위에 알루미나 박막층을 형성시켜주기 위한 화합물 및 그 화합물의 제조방법과 이를 이용한 금속 산화 박막 증착방법을 제공하고자 하는 것이다.
반도체 소자의 고집적화 및 미세화의 추세에 따라, 기억소자 즉 DRAM (Dynamic Random Access Memory) 셀 (Cell) 의 면적이 급속히 감소하게 됨으로서, 적은 영역에서 충분한 축전용량 (Capacitance)을 확보하는 것이 DRAM 축전기의 중요한 문제로 대두되었다.
축전용량은 축전기에 사용되는 유전체의 유전율과 유전체 박막의 면적 증가에 비례하고, 박막의 두께 증가에 대하여 반비례하기 때문에 미세화되는 DRAM의 제한된 셀 면적에서 충분한 축전용량을 얻기 위해서는 박막의 두께를 감소시키거나, 축전기의 구조를 변화시켜 유전체의 유효면적을 증가시킬 수 있고 또는 고 유전물질을 유전체로 사용함으로서 유전율 향상과 같은 세가지의 시도를 하여 볼 수가 있다.
첫째로 제한된 좁은 면적에서 축전기에 유전체 박막의 유효면적을 최대화하기 위해서는 축전기의 셀 구조를 3차원 입체구조로 제작하는 것으로 실제 4메가디램에서는 유효면적을 넓히기 위해 평면구조의 축전기에서 3차원 구조인 스택 (Stack) 이나 트랜치 (Trench) 구조의 축전기가 채택되었으며, 16메가 또는 64메가디램에서는 보다 복잡한 핀실린더 (Fin cylinder) 또는 크라운 (Crown) 과 같은 3차원 입체구조의 축전기를 사용하여 유전체 박막의 면적확보를 이루었다.
그러나, 상기와 같은 방법은 매우 복잡한 축전기 구조를 좁은 셀 면적에서 형성해야 하므로 256메가급 이상의 디램, 즉 1기가 시대에는 공정의 난이도 증가와 높은 제조 경비 때문에 3차원 입체구조의 적용은 한계가 있다.
두 번째로 유전체 박막의 두께를 감소시켜서 축전용량을 확보하는 방법이 있으나, 유효면적의 최대화 측면에서 제시된 3차원 축전기 구조를 사용한다고 할 지라도 기존의 NO (Si3N4/SiOx) 복합 유전체를 그대로 사용할 경우, 셀당 최소의 축전 용량인 25내지 30fF를 확보하기 위해서는 유전체 박막의 두께가 40Å 내지 45Å까지 낮아져야 한다.
그러나, 이와 같은 두께의 감소는 터널링현상에 의한 누설전류의 증가나, α-입자에 의한 소프트에러의 증가를 유발시키기 때문에 소자의 신뢰도 감소 문제가 심각하게 대두된다.
세 번째 방법으로 축전기에 현재 사용되고 있는 SiO2/Si3N4/SiOx 의 ONO와 Si3N4/SiOx의 NO와 같은 저(低) 유전율 물질대신에 보다 높은 유전율을 갖는 유전체를 사용하는 것이다.
이상의 상황에서 256메가급 이상의 차세대 기억소자의 제조공정에서는 축전기의 축전용량을 안정적으로 확보하기 위한 방법의 일환으로, 기존 사용물질보다 유전율이 높은 물질을 이용한 축전기 유전체 박막 형성에 대한 연구가 집중적으로 수행되고 있다.
고 유전율 박막을 축전기의 유전체로 사용하면 앞서 언급하였던 제조공정의 난이도, 축전기 구조의 복잡성, 소자의 신뢰도 감소등의 단점을 해결할수 있다.
이를 위하여 현재 연구되고 있는 유전체 박막 중의 하나가 알루미나 박막이다.
알루미나 CVD에 관한 연구는 상업적으로 널리 사용되는 알킬알루미늄 및 알루미늄 알콕사이드 (alkoxide) 화합물을 사용하여 1970년대 부터 미국 및 일본에서 진행되었으며, 대표적인 이들 알루미늄 화합물로는 화학식 Al(CH3)3로 구별되는 트리메틸알루미늄 (trimethyl aluminum)과 Al(O-iC3H7)3로 표기되는 알루미늄 이소프로폭사이드 (aluminum isopropoxide) 화합물이 주로 사용되었다.
그러나, 상기에서 소개된 화합물들은 각각 몇 가지 전구체로서의 문제점을 안고 있다. 알킬 알루미늄 화합물인 트리메틸알루미늄 화합물은 산업 분야의 여러 목적에 사용되었기 때문에 오래 전부터 상업화되어 시중에서 용이하게 또 저렴한 가격으로 구할 수 있으며, 상온에서 높은 증기압을 갖는 액체로 존재하는 등의 CVD 전구체로서 매우 우수한 장점을 갖추고 있으나, 문제점으로는 박막의 증착온도가 300∼400℃ 범위의 고온에서 이루어지기 때문에 알루미나 박막내에 원하지 않는 불순물인 탄소가 박막내에 남는 단점과 대부분 알킬 알루미늄 화합물의 특성인 미세한 공기와의 접촉에 의해서도 폭발적인 인화성이 있어 취급하는데 매우 세심한 주의가 필요한 위험성을 보이고 있다.
알루미늄 알콕사이드 화합물인 알루미늄 이소프로폭사이드는 저렴하고 상용화되어 있으며 수분과 접촉시에 폭발적 인화성은 없으나, 단점으로는 화합물이 상온에서 고체로 존재하거나 증기압이 낮기 때문에 증착 조건에서 고온가열이 요구되어 화합물의 분해가 발생하거나 또는 화합물의 응축현상으로 인한 증착 공정의 재현성에 문제를 가지고 있다.
이들 화합물을 이용한 알루미늄 박막 증착의 경우에서도 증착되는 알루미늄 박막내에 원하지 않는 탄소 불순물의 침투 및 화합물의 고온 가열로 인한 전구체 보관 용기 내부에서 분해로부터 발생되는 공정의 재현성 확보 문제 및 수분과의 반응에 의한 폭발적 인화성등의 단점을 지니고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명자에 의해 선 출원된 출원번호 제98-38572호의 알루미늄 박막의 화학증착용 전구체 화합물 및 이의 제조방법의 기술내용을 보완하여 알루미나 박막의 화학증착용 전구체 화합물 및 이의 제조방법을 제공하는 방법을 발명하게 된 것이다.
본 발명에서는 알루미나 및 알루미늄 CVD용 전구체 화합물의 선행기술에서 보이고 있는 문제점들 즉, 박막증착 공정의 재현성, 화합물의 폭발적 인화성, 박막내의 잔유 불순물등을 극복하고 전구체 화합물의 선택범위를 확장하기 위한 신규의 알루미늄 화합물 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다
도 1은 본 발명에 의해 실리콘 기판에 증착된 알루미나 박막에 대하여 에스카를 이용하여 박막의 조성 및 성분 분석 결과를 나타낸 그래프
본 발명은 상기 알루미나 박막 증착을 위한 기존 전구체들이 가지고 있는 장점들을 유지하면서 단점을 최대한 보완할 수 있도록 설계된 새로운 알루미늄 화합물들과 금속 박막 증착을 위한 전구체 화합물로서 하기의 화학식 1로 정의되는 화합물을 제공한다.
상기 화학식에서 R', R", R"'는 각각 같거나 다른 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 퍼플루오르알킬 또는 알콕시기 이거나 보레이트 (BH4)기 중에서 선택되고, L은 루이스 염기 (Lewis base)로 비공유 전자쌍을 알루미늄 금속 중심에 제공 할 수 있는 아민계열 유기 화합물로서 하기의 화학식 2 또는 화학식 3의 구조를 갖는 헤테로사이클릭 아민 (heterocyclic amine)으로서 알킬아지리딘 (alkylaziridine), 알킬아제티딘 (alkylazetidine), 알킬피롤리딘 (alkylpyrrolidine), 알킬피페리딘 (alkylpiperidine), 알킬헥사메틸렌이민 (alkylhexamethyleneimine), 알킬헵타메틸렌이민 (alkylheptamethyleneimine), 알킬모폴린 (alkylmorpoline), 1,4-디알킬피페라진 (1,4-dialkylpiperazine)과 싸이오팬 (thiophene), 싸이오피란 (thiopyran) 중에서 선택되며, n은 1 또는 2의 정수이다.
상기 화학식 2에서 R은 탄소수 1 내지 4의 알킬기이며, R1및 R2는 각각 같거나 다른 수소(H) 또는 탄소수 1 내지 2의 알킬기를 의미하고, m은 2 내지 8의 정수이다.
상기 화학식 3에서 R은 상기 화학식 2와 동일하며, R21, R22, R23, R24는 각각 같거나 다른 수소(H) 또는 탄소수 1 내지 2의 알킬기를 의미하고, X는 산소(O) 또는 알킬기를 갖는 질소이고, k 및 l은 1 내지 3의 정수이다.
또, 상기의 화학식 2의 화합물들 중에서 하기의 화학식 4로 표기되는 알킬아지리딘 (alkylaziridine), 화학식 5로 표기되는 알킬피롤리딘 (alkylpyrrolidine), 화학식 6으로 표기되는 알킬피페리딘 (alkylpiperidine) 이 바람직하며, 상기 화학식 3의 화합물들 중에서는 하기의 화학식 7로 표기되는 알킬모폴린 (alkylmorpholine) 및 화학식 8로 표기되는 알킬피페라진 (alkylpiperazine) 중에서 선택되는 것이 바람직하다.
상기 화학식 4에서 R 및 R2는 화학식 2에서 정의한 바와 같다.
상기 화학식 5에서 R은 화학식 2에서와 동일하고, R3내지 R10은 각각 같거나 다른 수소 또는 탄소수 1 내지 2의 알킬기를 의미한다.
상기 화학식 6에서 R은 화학식 2에서와 동일하고, R11내지 R20은 각각 같거나 다른 수소 또는 탄소수 1 내지 2의 알킬기를 의미한다.
상기 화학식 7에서 R은 화학식 2에서와 동일하고, R25내지 R32은 각각 같거나 다른 수소 또는 탄소수 1 내지 2의 알킬기를 의미한다.
상기 화학식 8에서 R은 화학식 2에서와 동일하고, R33내지 R40은 각각 같거나 다른 수소 또는 탄소수 1 내지 2의 알킬기를 의미한다.
또, 상기 화학식 2의 화합물 중에서 루이스 염기가 알킬피롤리딘으로 분류되며 하기의 화학식 9로 표기되는 알킬피롤리딘 화합물이 바람직하고, 화학식 9의 알킬피롤리딘 화합물중에서도 R 및 R3이 CH3이고, R4, R6, R7, R9및 R10이 수소인 화학식 10으로 표기되는 1,2-디메틸피롤리딘, R이 CH3이고, R3내지 R10이 수소인 화학식 11로 표기되는 1-메틸피롤리딘 및 R이 C4H9이고, R3내지 R10이 수소인 화학식 12로 표기되는 1-부틸피롤리딘이 특히 바람직하며, 루이스염기가 화학식 6으로 표기되는 알킬피페리딘인 경우에는 R이 메틸 또는 에틸기이고, R11, R12, R14, R16, R18, R19, R20은 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기인 화학식 13으로 표기되는 알킬피페리딘이 바람직하며, 화학식 13의 알킬피페리딘 중에서도 R, R11, R12, R19, R20이 메틸기이고 R14, R16, R18이 수소인 화학식 14로 표기되는 1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘, 화학식 15 및 화학식 16으로 표기되는 1-메틸피페리딘 및 1-에틸피페리딘이 특히 바람직하다.
상기의 화학식 9에서 R은 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, R3, R4, R6, R7, R9및 R10은 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기를 의미한다.
또한, 상기의 화학식 3의 화합물 중에서는 루이스 염기의 상기의 화학식 7로 표기되는 알킬모폴린으로 분류되고 하기의 화학식 17로 표기되는 4-메틸모폴린과 화학식 18로 표기되는 4-에틸모폴린이 바람직하고, 화학식 8로 표기되는 알킬피페라진 중에서는 화학식 19로 표기되는 1,4-디메틸피페라진을 반응시켜 착화합물로서 화학증착법에 의한 알루미나 박막증착공정의 전구체 화합물로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 화학식 1로 정의되는 알루미나 증착을 위한 알루미늄화합물은 하기의 반응식 1에 나타나 있는 바와 같이 트리알킬알루미늄(Al(R'R"R"'))에 상온에서 알킬피롤리딘, 알킬피페리딘, 알킬모폴린 또는 알킬피페라진 등과 같은 루이스염기(L)을 첨가하여 반응시키면 상기의 화학식 1에 해당하는 본 발명의 화합물을 용이하게 제조할 수 있다.
상기 반응식 1에서 R', R", R"'는 각각 같거나 다른 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 퍼플루오르알킬기 또는 알콕시기 이거나 보레이트기를 의미하고, L은 루이스염기를 의미하며, n은 1 또는 2의 정수로서 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
이들 루이스염기 중에서는 알킬피롤리딘에 속하는 1-부틸피롤리딘 또는 1-메틸피롤리딘 및 알킬피페리딘에 속하는 1-에틸피페리딘을 루이스염기로 사용하여 제조된 화합물이 박막 증착용 전구체 화합물로서 특히 적합하다.
따라서, 반도체 소자의 제조공정에서 사용되고 있는 알루미나 박막 증착용 CVD 전구체 화합물로서 사용될 수 있는 하기의 화학식 20으로 표기되는 1-부틸피롤리딘트리메틸알루미늄 및 화학식 21로 표기되는 1-메틸피롤리딘트리에틸알루미늄과 화학식 22, 화학식 23으로 표기되는 1-에틸피페리딘트리메틸알루미늄, 1-에틸피페리딘트리에틸알루미늄을 중심으로 하여 본 발명을 보다 상세히 기술하고자 한다.
상기 화학식 20 내지 23의 알루미늄화합물을 알루미나 박막 증착용 전구체로 사용함에 있어서의 효과는 다음과 같다.
첫째 기존의 알루미늄 화합물은 고온에서 박막 증착이 진행되기 때문에 막질내 원하지 않는 탄소 오염 문제등을 나타내지만 본 발명의 화합물은 기존의 다중합체 화합물에 루이스 염기 리간드를 결합시킴으로서 화합물을 단량체로 만들어 증착온도를 다소 감소시킴으로서 증착되는 박막내 불순물의 오염 정도를 낮출수 있다.
둘째, CVD 전구체로 사용되고 있는 일반적인 알킬알루미늄 화합물등은 물 또는 공기와의 접촉시 폭발적인 인화성을 보이는데 반하여 본 발명의 화합물은 인화성이 극히 감소되어 취급시 화재 및 인사사고에 대한 위험적 요인을 크게 격감하여 준다.
셋째, 본 발명의 화합물은 화학 기상 증착용 전구체로서 충분한 증기압을 가지며 증착 조건에 따라 가온하여도 열 안정성이 뛰어나 전구체 저장 용기내에서는 분해되지 않고 액체상으로 존재하는 전구체로서 전구체 전달 방식으로 버블러를 사용하는 화학증착법을 이용한 박막의 증착공정에 있어 공정의 재현성과 직접 관련되는 전구체 화합물의 정확한 전달속도의 조절에 용이함을 보여줄 뿐만 아니라, 버블러 방식과 함께 전구체 화합물 전달의 다른 방식인 직접액체주입기 (direct liquid injection) 또는 액체전달기구 (liquid delivery system)의 사용을 가능하게 하여 줌으로서 공정개발을 보다 폭 넓게 하여 주는 장점도 함께 지니게 된다.
이에 더하여, 본 발명자는 상기 화합물을 이용한 부가적 발명으로 액체주입기 (direct liquid injection), 액체전달기구 (liquid delivery system)와 같은 액체화합물 이송장치에 적용시 보다 유리한 알루미나 박막 증착을 위한 전구체 화합물 용액을 개발하게 되었다.
상기 액체화합물 이송장치에 적용되는 알루미나 박막을 위한 전구체 화합물용액의 용매로는 헤테로사이클릭아민이 사용되며, 헤테로사이클릭아민들 중에서도 1-메틸피롤리딘, 1-부틸피롤리딘, 1-메틸피페리딘, 1-에틸피페리딘, 4-메틸모폴린, 4-에틸모폴린, 1,4-디메틸피페라진 등의 용매가 사용될 수 있고, 이들 용매에 용해시킨 화학식 1로 정의되는 화합물 용액은 알루미나 박막 증착에 매우 효과적인 전구체로 사용될 수 있다.
알루미나 박막 증착을 위한 전구체로서 본 발명의 용액이 기존의 전구체 용액에 대하여 유리한 점은 본 발명의 용액이 알루미나 박막의 화학증착공정에서 선택의 폭을 확장시킴으로서 새로운 공정개발을 가능하게 한다.
본 발명의 부가적 발명에 의한 새로운 전구체 화합물용액들은 본 발명의 화학식 1의 화합물을 수분이 없는 정제된 용매인 상기 헤테로사이클릭아민 등의 루이스염기에 용해함으로서 제조될 수 있으며, 반응의 전 과정은 공기와의 접촉에 의한 화합물의 변질을 방지하여야 하므로 불활성가스인 질소 또는 아르곤가스의 기류하에서 진행하여야 한다.
이하, 본 발명의 화합물 및 전구체 화합물용액의 제조방법에 대하여 하기의 실시예를 통하여 좀더 상세하게 설명하기로 한다.
〈실시예 1〉
1-메틸피롤리딘트리메틸알루미늄의 합성
질소가스의 기류하에서 트리메틸알루미늄 144g (2몰)에 무색의 1-메틸피롤리딘 212g (2.5몰)을 상온에서 적가하면서 교반하여 주었다.
화합물 1-메틸피롤리딘의 첨가가 종료된 후, 반응을 완결시키기 위하여 혼합물을 6시간 실온에서 교반하여 주었다.
반응이 완료된 본 발명의 1-메틸피롤리딘트리메틸알루미늄을 함유하는 혼합물을 45℃정도에서 진공 건조하여 무색의 액체 300g을 얻었다.
건조된 무색의 액체를 60℃에서 진공 (10-2torr)을 유지하면서 증류하면, 드라이아이스로 냉각된 용기에 무색의 증류액이 응결되고, 무색의 1차 증류액을 60℃에서 같은 방법으로 정제하여 무색의 고순도 1-메틸피롤리딘트리메틸알루미늄 267g을 얻었다.
본 발명의 1-메틸피롤리딘트리메틸알루미늄의 제조를 위한 화학반응은 하기의 반응식 2와 같으며 고순도로 정제된 1-메틸피롤리딘트리메틸알루미늄을 수소 핵자기공명(NMR : Nuclear Magnetic Resonance) 분석에 의해 분석하여 확인한 결과 분석 자료 및 관측된 물성은 하기 표 1과 같다.
〈실시예 2〉
1-부틸피롤리딘트리메틸알루미늄의 합성
상기의 실시예 1에서와 동일한 방법으로 트리메틸알루미늄 144g (2몰)에 1-부틸피롤리딘 292g (2.3몰)을 질소 기류하에서 교반을 하면서 적가하고, 6시간 상온에서 교반 후 혼합물을 50℃ 에서 진공 건조하여 무색의 액체 화합물을 얻었다.
다음, 건조된 무색 액체 화합물을 80℃에서 진공 증류하여 무색의 액체 고순도 1-부틸피롤리딘트리메틸알루미늄 330g을 얻었다.
본 발명의 1-부틸피롤리딘트리메틸알루미늄의 제조를 위한 화학반응은 하기의 반응식 3과 같으며, 수소 핵자기 공명 분석에 의해 확인한 결과 분석 자료 및 관측된 특성은 표 1과 같은 것으로 생성된 물질은 1-부틸피롤리딘트리메틸알루미늄임을 확인할 수 있었다.
〈실시예 3〉
1-메틸피페리딘트리메틸알루미늄의 합성
상기의 실시예 1에서와 동일한 방법으로 트리메틸알루미늄 144g (2몰)에 1-메틸피페리딘 218g (2.2몰)을 질소 기류하에서 교반을 하면서 적가시키고, 상온에서 6시간 교반 후 혼합물을 60℃에서 진공 건조시킨 다음, 95℃에서 진공 증류하여 무색의 액체 고순도 1-메틸피페리딘트리메틸알루미늄 298g을 얻었다.
1-메틸피페리딘트리메틸알루미늄의 제조를 위한 화학반응은 하기의 반응식 4와 같으며, 수소 핵자기 공명 분석에 의해 확인한 결과 분석 자료 및 관측된 특성은 표 1과 같은 것으로 생성된 물질은 1-메틸피페리딘트리메틸알루미늄을 확인할 수 있었다.
〈실시예 4〉
1-에틸피페리딘트리메틸알루미늄의 합성
상기의 실시예 1에서와 동일한 방법으로 트리메틸알루미늄 144g (2몰)에 1-에틸피페리딘 249g (2.2몰)을 질소 기류하에서 교반을 하면서 적가시키고, 상온에서 6시간 교반 후 혼합물을 70℃ 에서 진공 건조시킨 다음, 120℃에서 진공 증류하여 무색의 액체 고순도 1-에틸피페리딘트리메틸알루미늄 315g을 얻었다.
1-에틸피페리딘트리메틸알루미늄의 제조를 위한 화학반응은 하기의 반응식 5와 같으며, 수소 핵자기 공명 분석에 의해 확인한 결과 분석 자료 및 관측된 특성은 표 1과 같은 것으로 생성된 물질은 1-에틸피페리딘트리메틸알루미늄을 확인할 수 있었다.
〈실시예 5〉
1,4-디메틸피페리딘트리메틸알루미늄의 합성
상기의 실시예 1에서와 동일한 방법으로 트리메틸알루미늄 144g (2.2몰)에 1,4-디메틸피페라진 251g (2.2몰)을 질소 기류하에서 교반을 하면서 적가시키고, 상온에서 6시간 교반 후 혼합물을 분리하고 진공 건조하여 고체의 1,4-디메틸피페라진트리메틸알루미늄 301g을 얻었다.
1,4-디메틸피페라진트리메틸알루미늄의 제조를 위한 화학반응은 하기의 반응식 6과 같으며, 수소 핵자기 공명 분석에 의해 확인한 결과 분석 자료 및 관측된 특성은 표 1과 같은 것으로 생성된 물질은 1,4-디메틸피페라진트리메틸알루미늄을 확인할 수 있었다.
〈실시예 6〉
4-에틸모폴린트리메틸알루미늄의 합성
상기의 실시예 1에서와 동일한 방법으로 트리메틸알루미늄 144g (2몰)에 4-에틸모폴린 253g (2.2몰)을 질소 기류하에서 교반을 하면서 적가시키고, 완결을 위해 6시간 상온에서 교반 후 혼합물을 65℃에서 진공 건조시킨 다음 , 90℃에서 진공 증류하여 무색의 고순도 4-에틸모폴린트리메틸알루미늄 329g을 얻었다.
4-에틸모폴린트리메틸알루미늄의 제조를 위한 화학반응은 하기의 반응식 7과 같으며, 수소 핵자기 공명 분석에 의해 확인한 결과 분석 자료 및 관측된 특성은 표 1과 같은 것으로 생성된 물질은 4-에틸모폴린트리메틸알루미늄을 확인할 수 있었다.
〈실시예 7〉
1-메틸피롤리딘트리에틸알루미늄의 합성
질소가스의 기류하에서 트리에틸알루미늄 228g (2몰)에 무색의 1-메틸피롤리딘 195g (2.3몰)을 상온에서 적가하면서 교반하여 주었다.
화합물 1-메틸피롤리딘의 첨가가 종료된 후, 반응을 완결시키기 위하여 혼합물은 약 6시간 정도 실온에서 교반하여 주었다.
반응이 완료된 본 발명의 1-메틸피롤리딘트리에틸알루미늄을 함유하는 혼합물을 대략 45℃정도에서 진공 건조하여 무색의 액체를 얻었다.
건조된 무색의 액체 화합물을 70℃에서 진공 (10-2torr)을 유지하면서 증류하면, 드라이아이스로 냉각된 용기에 무색의 증류액이 응결되고, 무색의 1차 증류액을 70℃에서 같은 방법으로 정제하면 무색의 액체 고순도 1-메틸피롤리딘트리에틸알루미늄 354g을 얻었다.
본 발명의 1-메틸피롤리딘트리에틸알루미늄의 제조를 위한 화학반응은 하기의 반응식 8과 같으며 고순도로 정제된 1-메틸피롤리딘트리에틸알루미늄을 수소 핵자기공명(NMR : Nuclear Magnetic Resonance) 분석에 의해 분석하여 확인한 결과 분석 자료 및 관측된 물성은 하기 표 1과 같다.
〈실시예 8〉
1-부틸피롤리딘트리에틸알루미늄의 합성
상기의 실시예 7에서와 동일한 방법으로 트리에틸알루미늄 228g (2몰)에 1-부틸피롤리딘 280g (2.2몰)을 질소 기류하에서 교반을 하면서 적가시키고, 6시간 상온에서 교반 후 혼합물을 60℃ 에서 진공 건조시킨 다음, 85℃에서 진공 증류하여 무색의 액체 고순도 1-부틸피롤리딘트리에틸알루미늄 420g을 얻었다.
1-부틸피롤리딘트리에틸알루미늄의 제조를 위한 화학반응은 하기의 반응식 9와 같으며, 수소 핵자기 공명 분석에 의해 확인한 결과 분석 자료 및 관측된 특성은 표 1과 같은 것으로 생성된 물질은 1-부틸피롤리딘트리에틸알루미늄임을 확인할 수 있었다.
〈실시예 9〉
1-메틸피페리딘트리에틸알루미늄의 합성
상기의 실시예 7에서와 동일한 방법으로 트리에틸알루미늄 228g (2몰)에 1-메틸피페리딘 218g (2.2몰)을 질소 기류하에서 교반을 하면서 적가시키고, 6시간 상온에서 교반 후 혼합물을 60℃ 에서 진공 건조시킨 다음, 75℃에서 진공 증류하여 무색의 액체 고순도 1-메틸피페리딘트리에틸알루미늄 345g을 얻었다.
1-메틸피페리딘트리에틸알루미늄의 제조를 위한 화학반응은 하기의 반응식 10과 같으며, 수소 핵자기 공명 분석에 의해 확인한 결과 분석 자료 및 관측된 특성은 표 1과 같은 것으로 생성된 물질은 1-메틸피페리딘트리에틸알루미늄을 확인할 수 있었다.
〈실시예 10〉
1-에틸피페리딘트리에틸알루미늄의 합성
상기의 실시예 7에서와 동일한 방법으로 트리에틸알루미늄 228g (2몰)에 1-에틸피페리딘 249g (2.2몰)을 질소 기류하에서 교반을 하면서 적가시키고, 6시간 상온에서 교반 후 혼합물을 65℃ 에서 진공 건조시킨 다음, 80℃에서 진공 증류하여 무색의 액체 고순도 1-에틸피페리딘트리에틸알루미늄 400g을 얻었다.
1-에틸피페리딘트리에틸알루미늄의 제조를 위한 화학반응은 하기의 반응식 11과 같으며, 수소 핵자기 공명 분석에 의해 확인한 결과 분석 자료 및 관측된 특성은 표 1과 같은 것으로 생성된 물질은 1-에틸피페리딘트리에틸알루미늄을 확인할 수 있었다.
〈실시예 11〉
1,4-디메틸피페라진트리에틸알루미늄의 합성
상기의 실시예 7에서와 동일한 방법으로 트리에틸알루미늄 228g (2몰)에 1,4-디메틸피페라진 251g (2.2몰)을 질소 기류하에서 교반을 하면서 적가시키고, 6시간 상온에서 교반 후 혼합물을 65℃ 에서 진공 건조시킨 다음, 115℃에서 진공 증류하여 무색의 액체 고순도 1,4-디메틸피페라진트리에틸알루미늄 365g을 얻었다.
1,4-디메틸피페라진트리에틸알루미늄의 제조를 위한 화학반응은 하기의 반응식 12와 같으며, 수소 핵자기 공명 분석에 의해 확인한 결과 분석 자료 및 관측된 특성은 표 1과 같은 것으로 생성된 물질은 1,4-디메틸피페라진트리에틸알루미늄을 확인할 수 있었다.
〈실시예 12〉
4-에틸모폴린트리에틸알루미늄의 합성
상기의 실시예 7에서와 동일한 방법으로 트리에틸알루미늄 228g (2몰)에 4-에틸모폴린 253g (2.2몰)을 질소 기류하에서 교반을 하면서 적가시키고, 6시간 상온에서 교반 후 혼합물을 65℃에서 진공 건조시킨 다음, 115℃에서 진공 증류하여 무색의 액체 고순도 4-에틸모폴린트리에틸알루미늄 412g을 얻었다.
4-에틸모폴린트리에틸알루미늄의 제조를 위한 화학반응은 하기의 반응식 13과 같으며, 수소 핵자기 공명 분석에 의해 확인한 결과 분석 자료 및 관측된 특성은 표 1과 같은 것으로 생성된 물질은 4-에틸모폴린트리에틸알루미늄을 확인할 수 있었다.
| 구분 | 화합물 | 성상(20℃) | 색 | 수소핵자기공명분석(용매 C6D6, 단위ppm) |
| 실시예 1 | 1-메틸피롤리딘트리메틸알루미늄 | 고체액체(30℃) | 무색 | -0.50(s,9H)1.28(t,4H)1.91(s,3H)2.30(s,br,4H) |
| 실시예 2 | 1-부틸피롤리딘트리메틸알루미늄 | 액체 | 무색 | -0.50(s,9H)0.69(t,3H)0.89(m,2H)1.28(m,6H)2.07(br,4H)2.30(m,2H)2.91(br,2H) |
| 실시예 3 | 1-메틸피페리딘트리메틸알루미늄 | 액체 | 무색 | -0.45(s,9H)0.80(m,4H)1.08(m,2H)2.41(m,4H)2.69(t,3H) |
| 실시예 4 | 1-에틸피페리딘트리메틸알루미늄 | 액체 | 무색 | -0.43(s,9H)0.84(m,6H)1.01(t,3H)2.38(m,4H)2.68(m,2H) |
| 실시예 5 | 1,4-디메틸피페라진트리메틸알루미늄 | 고체 | 무색 | -0.50(s,9H)1.71(s,6H)2.4(br,2H) |
| 실시예 6 | 4-에틸모폴린트리메틸알루미늄 | 고체액체(40℃) | 무색 | -0.5(s,9H)0.67(t,3H)1.96(q,2H)2.08(m,4H)3.45(m,4H) |
| 실시예 7 | 1-메틸피롤리딘트리에틸알루미늄 | 액체 | 무색 | 0.08(q,6H)1.17(br,4H)1.38(t,9H)1.81(s,3H)1.94(m,2H)2.72(m,2H) |
| 실시예 8 | 1-부틸피롤리딘트리에틸알루미늄 | 액체 | 무색 | 0.11(q,6H)0.69(t,3H)0.88(m,2H)1.08(m.2H)1.30(m,4H)1.52(t,9H)2.07(m,4H)2.31(m,2H)2.87(m,2H) |
| 실시예 9 | 1-메틸피페리딘트리에틸알루미늄 | 액체 | 무색 | 0.14(q,6H)0.83(t,4H)1.43(t,9H)1.75(s,3H)2.30(m,4H)2.71(m,2H) |
| 구분 | 화합물 | 성상(20℃) | 색 | 수소핵자기공명분석(용매 C6D6, 단위ppm) |
| 실시예 10 | 1-에틸피페리딘트리에틸알루미늄 | 액체 | 무색 | 0.15(q,6H)0.81(t,6H)1.0(m,3H)1.48(t,9H)2.3(m,4H)2.65(m.2H) |
| 실시예 11 | 1,4-디메틸피페라진트리에틸알루미늄 | 액체 | 무색 | 0.05(m,6H)1.40(t,9H)1.85(s,6H)2.60(m,8H) |
| 실시예 12 | 4-에틸모폴린트리에틸알루미늄 | 액체 | 무색 | 0.11(q,6H)0.69(t,3H)1.35(t,9H)1.96(m,6H)3.42(br,4H) |
상기 실시예 1내지 실시예 12로 부터 제조된 화합물의 용해성을 확인하기 위하여 하기의 실시예 13 및 실시예 14와 같은 용액을 제조하여 보았다.
〈실시예 13〉
1-에틸피페리딘트리메틸알루미늄의 1-에틸피페리딘 용액 제조
상기의 실시예 4에서와 동일한 방법으로 얻어진 1-에틸피페리딘트리메틸알루미늄의 액체 화합물 90g에 정제된 1-에틸피페리딘 10g을 더하여 줌으로서 본 발명의 무색 용액을 얻었다.
〈실시예 14〉
1-에틸피페리딘트리에틸알루미늄의 1-에틸피페리딘 용액 제조
상기의 실시예 10에서와 동일한 방법으로 얻어진 1-에틸피페리딘트리에틸알루미늄의 액체 화합물 90g에 정제된 1-에틸피페리딘 10g을 더하여 줌으로서 본 발명의 무색 용액을 얻었다.
본 발명의 또다른 특징은 상기로부터 설명된 화합물을 이용하여 초순수의 수증기를 공급하면서 산화알루미늄의 박막을 형성하는 것이다.
초순수의 수증기는 반응기 내에서 상기의 전구체 화합물과 산화환원 반응을 하여 전구체의 알루미늄을 산화알루미늄으로 산화시키면서 기판상에 박막을 형성하게 되는 것으로 이를 하기와 같이 실험하고, 그 결과를 표 2내지 표 4로서 나타내었다.
본 발명의 제조 방법에 의하여 제조된 화합물 중 실시예 2에 의하여 제조된 1-부틸피롤리딘트리메틸알루미늄, 실시예 10으로부터 제조된 1-에틸피페리딘트리에틸알루미늄 및 실시예 14의 방법으로 제조한 1-에틸피페리딘트리에틸알루미늄의 1-에틸피페리딘용액을 이용하여 하기와 같이 알루미나 박막의 증착 실험을 하였다.
〈실험예 1〉
실시예 2 방법에 의하여 제조된 1-부틸피롤리딘트리메틸알루미늄을 스테인레스 스틸을 재질로 한 버블러(bubbler) 용기에 담아 65℃ 온도에서 가열 용해시켜 약 100sccm의 유속을 갖는 아르곤(Ar)가스 또는 질소가스를 전달가스로 사용하여 전구체 화합물을 버블링(bubbling) 하였다.
두개의 버블러에 담긴 전구체 화합물과 초순수 증류수를 버블링하여 기화시킨 다음 스테인레스 스틸관인 전구체 전달관을 80℃, 수증기 전달관을 100℃로 가열하면서 박막증착을 위한 기판이 놓여 있는 반응기 안으로 유입 하였다.
반응기의 벽면은 유입되는 전구체 화합물의 응축을 방지하기 위하여 80℃로 가열하였고, 2000Å의 SiO2가 증착된 실리콘 기판은 350℃ 기판 온도에서 고기능 알루미나 박막을 증착하였다. 증착된 박막은 에스카 (ESCA : Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)를 사용하여 성분을 측정함으로서 알루미나 박막이 증착되었음을 도1 에 나타나 있는 바와 같이 확인하였고 증착 실험의 조건과 분석결과는 하기 표 2에 나타난 바와 같다.
| 전구체 | 증착조건 | 박막 | ||
| 1-부틸피롤리딘트리메틸알루미늄 | 전달가스 | 질소 또는 아르곤 | 증착속도 | 100∼500 Å/min |
| 반응가스 | 수증기 | 유전율(ε) | 약 9.5 | |
| 버블러온도 | 65℃ | 접착력 | SiO2위에 좋음 | |
| 반응기/전달관 | 80℃ | 반사도 | 양호 | |
| 기판온도 | 350℃ | |||
| 유속 | 100sccm | |||
| 반응기압력 | 100mtorr∼6torr |
〈실험예 2〉
상기 실시예 10의 방법에 의하여 제조된 1-에틸피페리딘트리에틸알루미늄 화합물을 사용하여 알루미나 박막 증착을 위한 화학 증착법을 시행하되, 증착 조건 및 반응 용기들은 상기 실험 예1과 동일한 방법에 의하고 400℃로 가열된 실리콘 기판을 사용하여 알루미나 박막을 증착하였다.
증착된 박막은 ESCA를 사용하여 박막의 조성과 막질이 분석되었고 이들의 내용은 하기 표3에 요약되어 있다.
| 전구체 | 증착조건 | 박막 | ||
| 1-에틸피페리딘트리에틸알루미늄 | 전달가스 | 질소 또는 아르곤 | 증착속도 | 150∼500Å/min |
| 반응가스 | 수증기 | 유전율(ε) | 약 9.5 | |
| 버블러온도 | 65℃ | 접착력 | SiO2위에 좋음 | |
| 반응기/전달관 | 80℃ | 반사도 | 양호 | |
| 기판온도 | 400℃ | |||
| 유속 | 100sccm | |||
| 반응기압력 | 100mtorr∼6torr |
〈실험예 3〉
상기 실시예 14에 기술된 방법에 의해 합성된 전구체 화합물 용액을 사용하여 알루미나 박막 증착을 위한 화학 증착법을 시행하되, 기판은 상기 실험 예1과 동일한 실리콘 기판을 사용하였고, 반응용기는 한쪽끝이 막혔고 다른 끝은 진공(10-2torr) 펌프와 연결된 내경 5cm 길이 30cm인 유리관을 사용하였고, 5㎖를 담을 수 있는 유리용기 각각에 전구체 용액과 초순수 증류수를 담아서 반응용기의 막힌쪽 끝에 놓았고 유리관의 중앙 부분에는 몇 개의 실리콘 박편을 넣었으며 전구체 용액은 85℃로 기판 온도는 300℃로 각각 독립된 열선을 사용하여 가열하면서 진공 펌프를 이용하여 10-2torr의 압력으로 배기하면서 알루미나 박막을 증착하였다. 증착된 박막은 ESCA를 사용하여 알루미나 박막이 증착되었음을 하기 표 4에 나타난 바와 같이 확인하였으며, 본 발명의 용액이 액체 주입기 (direct liquid injection)나 액체 전달기구 (liquid delivery system)와 같은 액체 전구체 전달 장치에 적합함을 확인하였다.
| 전구체 | 증착조건 | 박막 | ||
| 1-에틸피페리딘트리에틸알루미늄이 용해된 1-에틸피페리딘 용액 | 반응가스 | 수증기 | 유전율(ε) | 약 9.5 |
| 증발온도 | 85℃ | 접착력 | SiO2위에 좋음 | |
| 기판온도 | 300℃ | 증착속도 | 200∼600Å/min | |
| 반응기압력 | 1torr∼10-1torr |
상기의 실험예 1 내지 실험예 3로부터 살펴본 바와 같이 본 발명의 화합물은 화합물의 기화가 85℃이하에서 이루어지며 박막이 증착되는 기판의 온도를 증착온도인 250℃∼450℃의 넓은 범위에서 증착을 행할 수 있을 뿐만 아니라, 증착공정의 수행에 있어 알루미나박막의 실리콘 기판에의 증착속도, 유전율, 접착력, 반사도가 기존 화합물에 비하여 비교적 우수하고, 액체주입기 (direct liquid injection)나 액체 전달기구 (liquid delivery system)를 사용하여 증착을 행할 수 있는 우수한 장점을 지닌다.
또한 상기의 실험예 1내지 3에서 전구체 화합물을 기화된 수증기와 반응시켜 알루미나 박막을 증착시켰으나, 전구체 화합물을 수증기와 반응시키지 않고 사용할 경우 알루미늄 박막을 증착 시킬 수 장점이 있다.
Claims (21)
- 화학증착 방식에 의해 고순도 알루미나 박막을 기판위에 증착시킬수 있는 하기의 화학식 1의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 유기금속착화합물〈화학식 1〉R' R" R"' Al:Ln상기 화학식 1에서 R', R", R"' 은 각각 같거나 다른 탄소수 1 내지 5의 알킬, 퍼플루오르알킬 또는 알콕시기 이거나 보레이트(BH4)기를 의미하고, L은 루이스염기 (Lewis base)로 비공유 전자쌍을 알루미늄 금속 중심에 제공 할 수 있는 아민계열 유기 화합물로서 하기의 화학식 2 또는 화학식3의 구조를 갖는 헤테로 사이클릭 아민 (heterocyclic amine) 으로서 알킬아지리딘 (alkylaziridine), 알킬아제티딘 (alkylazetidine), 알킬피롤리딘 (alkylpyrrolidine), 알킬피페리딘 (alkylpiperidine), 알킬헥사메틸렌이민 (alkylhexamethyleneimine), 알킬헵타메틸렌이민 (alkylheptamethyleneimine), 알킬모폴린 (alkylmorpoline), 1,4-디알킬피페라진 (1,4-dialkylpiperazine)과 싸이오팬 (thiophene), 싸이오피란 (thiopyran) 중에서 선택되며, n은 1 또는 2의 정수이다.〈화학식 2〉상기 화학식2에서 R은 탄소수 1 내지 4의 알킬기이며, R1및 R2은 각각 같거나 다른 수소(H) 또는 탄소수 1 내지 2의 알킬기를 의미하고, m은 2 내지 8의 정수이다.〈화학식 3〉상기 화학식 3에서 R은 상기 화학식 2와 동일하며, R21, R22, R23, R24는 각각 같거나 다른 수소(H) 또는 탄소수 1 내지 2의 알킬기를 의미하고, X는 산소 또는 알킬기를 갖는 질소이고, k 및 l은 1 내지 3의 정수이다.
- 제1항에 있어서, 화학식 1로 표기되는 화합물에서 R', R", R"'가 각각 같거나 다른 메틸, 에틸이거나 이소프로폭시기 (iso-propoxide) 또는 세크부톡시기 (sec-butoxide) 인 것을 특징으로 하는 유기금속착화합물
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 루이스염기인 상기의 화학식 2에서 R은 메틸 또는 에틸기이고, R1은 수소이고, R2는 각각 같거나 다른 수소(H) 또는 메틸기로서, m이 2인 하기의 화학식 4인 것을 특징으로 하는 유기금속착화합물〈화학식 4〉
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 루이스염기인 상기의 화학식 2에서 m이 4인 하기의 화학식 9인 것을 특징으로 하는 유기금속착화합물〈화학식 9〉상기의 화학식 9에서 R은 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, R3, R4, R6, R7, R9및 R10은 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기를 의미한다.
- 제 4항에 있어서, 상기 화학식 9의 구조를 갖는 알킬피롤리딘의 R 및 R3이 CH3이고 R4, R6, R7, R9및 R10이 수소인 하기 화학식 10의 1,2-디메틸피롤리딘인 것을 특징으로 하는 유기금속착화합물〈화학식 10〉
- 제 4항에 있어서, 상기 화학식 9의 구조를 갖는 알킬피롤리딘의 R이 CH3이고 R3, R4, R6, R7, R9및 R10이 수소인 하기 화학식 11의 1-메틸피롤리딘인 것을 특징으로 하는 유기금속착화합물〈화학식 11〉
- 제 4항에 있어서, 상기 화학식 9의 구조를 갖는 알킬피롤리딘의 R이 부틸기(C4H9) 이고 R3, R4, R6, R7, R9및 R10이 수소인 하기 화학식 12의 1-부틸피롤리딘인 것을 특징으로 하는 유기금속착화합물〈화학식 12〉
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 루이스염기인 상기의 화학식 2에서 m이 5인 하기의 화학식 13인 것을 특징으로 하는 유기금속착화합물〈화학식 13〉상기의 화학식 13에서 R은 메틸 또는 에틸기이고, R11, R12, R14, R16, R18, R19및 R20은 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기를 의미한다.
- 제 8항에 있어서 R, R11, R12, R19, R20이 메틸기이고 R14, R16, R18이 수소인 1,2,2,6,6,-펜타메틸피페리딘인 하기의 화학식 14의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 유기금속착화합물〈화학식 14〉
- 제 8항에 있어서, 상기 화학식 13에서 R이 CH3이고, R11, R12, R14, R16, R18, R19, R20은 각각 독립적으로 수소인 1-메틸피페리딘인 하기의 화학식 15인 것을 특징으로 하는 유기금속착화합물〈화학식 15〉
- 제 8항에 있어서, 상기 화학식 13에서 R이 C2H5이고, R11, R12, R14, R16, R18, R19, R20은 각각 독립적으로 수소인 1-에틸피페리딘인 하기의 화학식 16인 것을 특징으로 하는 유기금속착화합물〈화학식 16〉
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 루이스염기인 상기의 화학식 3에서 R은 메틸 또는 에틸기이고, R21, R22, R23, R24은 각각 같거나 다른 수소(H) 또는 메틸기이고, X가 산소(O)로서, k 및 l이 2인 하기의 화학식 7의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 유기금속착화합물〈화학식 7〉상기 화학식 7에서 R은 메틸 또는 에틸기이며, R25, R26, R27, R28, R29, R30, R31, R32은 각각 같거나 다른 수소 또는 메틸기를 의미한다.
- 제 12항에 있어서, 상기 화학식 7에서 R이 에틸기이며, R25, R26, R27, R28, R29, R30, R31, R32은 각각 독립적으로 수소인 4-에틸모폴린인 하기 화학식 18인 것을 특징으로 하는 유기금속화합물〈화학식 18〉
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 루이스염기인 상기의 화학식 3에서 R은 메틸 또는 에틸기이고, R21, R22, R23, R24은 각각 같거나 다른 수소(H) 또는 메틸기이고, X가 알킬기를 갖는 질소(N)로서, k 및 l이 2인 하기의 화학식 8의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 유기금속착화합물〈화학식 8〉상기 화학식 8에서 R은 각각 독립적으로 메틸기(CH3) 또는 에틸기(C2H5)이고 R33, R34, R35, R36, R37, R38, R39, R40은 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기를 의미한다.
- 제 14항에 있어서, 상기 화학식 8에서 R이 메틸기(CH3)이고, R33, R34, R35, R36, R37, R38, R39, R40은 각각 독립적으로 수소인 하기의 화학식 19의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 유기금속착화합물〈화학식 19〉
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, L이 싸이오펜(thiophene), 싸이오피란 (thiopyran)인 것을 특징으로 하는 유기금속착화합물
- 상기 제 1항 내지 제 16항 중 어느 한항에 기재된 유기금속착화합물을 이용하여 기화된 수증기를 공급하면서 증착온도가 150 내지 550℃ 사이로 가온된 기판상에 알루미나 박막을 증착하는 것을 특징으로 하는 화학 증착방법
- 제 17항에 있어서, 박막 증착을 위한 공정가스 여기원으로 열에너지 또는 플라즈마를 이용하거나 기판상에 바이어스를 인가하는 것을 특징으로 하는 화학 증착 방법
- 상기 제 1항 내지 제 16항 중 어느 한항에 기재된 유기금속착화합물을 루이스염기인 헤테로사이클릭아민을 용매로 하여 용해시켜 제조된 것을 특징으로 하는 알루미나 박막의 화학 증착용 전구체 화합물 용액
- 상기 제 19항에 기재된 박막의 화학 증착용 전구체 화합물 용액을 사용하여 기화된 수증기를 공급하면서 증착온도가 150∼550℃ 사이로 가온된 기판상위에 알루미나 박막을 증착하는 것을 특징으로 하는 화학 증착 방법
- 유기금속 화합물인 트리알킬알루미늄에 용매를 사용하지 않고 상온에서 헤테로 사이클릭 아민과 같은 루이스염기 (L)를 직접 첨가하여 반응 시킴을 특징으로 하는 하기 화학식 1의 구조를 갖는 유기 금속 착화합물을 제조하는 방법〈화학식 1〉R' R" R"' Al:Ln상기 화학식 1에서 R', R", R"'은 각각 같거나 다른 탄소수 1 내지 5의 알킬, 퍼플루오르알킬 또는 알콕시기 이거나 보레이트(BH4)기를 의미하고, L은 루이스염기 (Lewis base)로 비공유 전자쌍을 알루미늄 금속 중심에 제공 할 수 있는 아민계열 유기 화합물로서 하기의 화학식 2 또는 화학식3의 구조를 갖는 헤테로 사이클릭 아민 (heterocyclic amine) 으로서 알킬아지리딘 (alkylaziridine), 알킬아제티딘 (alkylazetidine), 알킬피롤리딘 (alkylpyrrolidine), 알킬피페리딘 (alkylpiperidine), 알킬헥사메틸렌이민 (alkylhexamethyleneimine), 알킬헵타메틸렌이민 (alkylheptamethyleneimine), 알킬모폴린 (alkylmorpoline), 1,4-디알킬피페라진 (1,4-dialkylpiperazine)과 싸이오팬 (thiophene), 싸이오피란 (thiopyran) 중에서 선택되며, n은 1 또는 2의 정수이다.〈화학식 2〉상기 화학식2에서 R은 탄소수 1 내지 4의 알킬기이며, R1및 R2은 각각 같거나 다른 수소(H) 또는 탄소수 1 내지 2의 알킬기를 의미하고, m은 2 내지 8의 정수이다.〈화학식 3〉상기 화학식 3에서 R은 상기 화학식 2와 동일하며, R21, R22, R23, R24는 각각 같거나 다른 수소(H) 또는 탄소수 1 내지 2의 알킬기를 의미하고, X는 산소 또는 알킬기를 갖는 질소이고, k 및 l은 1 내지 3의 정수이다.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR19990021795A KR100316760B1 (ko) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | 알루미나 박막의 화학 증착용 전구체 화합물 및 이의 제조방법 |
| DE60005087T DE60005087T2 (de) | 1999-06-11 | 2000-06-06 | Lewis Addukte von Aluminium Organylen zur Erzeugung aluminiumhaltiger Schichten durch Gasphasenabscheidung |
| EP00304790A EP1059296B1 (en) | 1999-06-11 | 2000-06-06 | Lewis adducts of aluminum organyls for preparation of alumina films by CVD |
| CN00122292A CN1280209A (zh) | 1999-06-11 | 2000-06-09 | 利用化学蒸汽沉积法形成氧化铝膜的化合物和制备该化合物的方法 |
| TW089111230A TW562872B (en) | 1999-06-11 | 2000-06-09 | Compound for forming alumina films using chemical vapor deposition method and process for preparing the compound |
| JP2000174641A JP2001031661A (ja) | 1999-06-11 | 2000-06-12 | 化学蒸着のための化合物およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR19990021795A KR100316760B1 (ko) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | 알루미나 박막의 화학 증착용 전구체 화합물 및 이의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20010002148A true KR20010002148A (ko) | 2001-01-05 |
| KR100316760B1 KR100316760B1 (ko) | 2001-12-12 |
Family
ID=19591722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR19990021795A KR100316760B1 (ko) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | 알루미나 박막의 화학 증착용 전구체 화합물 및 이의 제조방법 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1059296B1 (ko) |
| JP (1) | JP2001031661A (ko) |
| KR (1) | KR100316760B1 (ko) |
| CN (1) | CN1280209A (ko) |
| DE (1) | DE60005087T2 (ko) |
| TW (1) | TW562872B (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100863063B1 (ko) * | 2007-04-06 | 2008-10-10 | 주식회사 유피케미칼 | 화학 증착용 유기 알루미늄 전구체 용액 및 그 제조 방법 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4706544B2 (ja) * | 2006-04-14 | 2011-06-22 | Ｊｓｒ株式会社 | アルミナ膜形成方法 |
| US7531458B2 (en) | 2006-07-31 | 2009-05-12 | Rohm And Haas Electronics Materials Llp | Organometallic compounds |
| US20080026576A1 (en) * | 2006-07-31 | 2008-01-31 | Rohm And Haas Electronic Materials Llc | Organometallic compounds |
| KR101965219B1 (ko) * | 2015-02-17 | 2019-04-03 | 주식회사 유피케미칼 | 알루미늄 화합물 및 이를 이용한 알루미늄-함유 막의 형성 방법 |
| WO2021172867A1 (ko) * | 2020-02-24 | 2021-09-02 | 주식회사 유피케미칼 | 알루미늄 전구체 화합물 및 이의 제조 방법, 이를 이용한 알루미늄 함유 막 형성 방법 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3817090A1 (de) * | 1988-05-19 | 1989-11-30 | Merck Patent Gmbh | Cyclische metallorganische verbindungen |
| US5191099A (en) * | 1991-09-05 | 1993-03-02 | Regents Of The University Of Minnesota | Chemical vapor deposition of aluminum films using dimethylethylamine alane |
| US5900279A (en) * | 1995-11-20 | 1999-05-04 | Tri Chemical Laboratory Inc. | Processes for the chemical vapor deposition and solvent used for the processes |
| KR100246155B1 (ko) * | 1997-07-28 | 2000-04-01 | 최형수 | 알루미늄 화학 증착법을 위한 새로운 아마이도 알란 전구체 |
| KR100279067B1 (ko) * | 1998-04-23 | 2001-01-15 | 신현국 | 화학증착용알루미늄화합물및그제조방법 |
| KR100289945B1 (ko) * | 1998-09-15 | 2001-09-17 | 신현국 | 알루미늄박막의화학증착용전구체화합물및이의제조방법 |
-
1999
- 1999-06-11 KR KR19990021795A patent/KR100316760B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-06-06 DE DE60005087T patent/DE60005087T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-06-06 EP EP00304790A patent/EP1059296B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-06-09 TW TW089111230A patent/TW562872B/zh active
- 2000-06-09 CN CN00122292A patent/CN1280209A/zh active Pending
- 2000-06-12 JP JP2000174641A patent/JP2001031661A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100863063B1 (ko) * | 2007-04-06 | 2008-10-10 | 주식회사 유피케미칼 | 화학 증착용 유기 알루미늄 전구체 용액 및 그 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE60005087T2 (de) | 2004-06-17 |
| EP1059296A1 (en) | 2000-12-13 |
| JP2001031661A (ja) | 2001-02-06 |
| EP1059296B1 (en) | 2003-09-10 |
| TW562872B (en) | 2003-11-21 |
| KR100316760B1 (ko) | 2001-12-12 |
| DE60005087D1 (de) | 2003-10-16 |
| CN1280209A (zh) | 2001-01-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20050022738A1 (en) | Precursor mixtures for use in preparing layers on substrates | |
| KR100279067B1 (ko) | 화학증착용알루미늄화합물및그제조방법 | |
| KR100289945B1 (ko) | 알루미늄박막의화학증착용전구체화합물및이의제조방법 | |
| US6274195B1 (en) | Organometallic complex process for the preparation thereof and metal organic chemical vapor deposition using same | |
| KR20010072098A (ko) | 화학증착을 위한 원시료로써 첨가생성된테트라하이드로퓨란 그룹 ⅱ 베타-디케토네이트 복합체 | |
| KR100418164B1 (ko) | 고순도 티탄착체 및 그의 제조방법과 티탄산 바륨 스트론튬막 형성용 액체조성물 | |
| KR100316760B1 (ko) | 알루미나 박막의 화학 증착용 전구체 화합물 및 이의 제조방법 | |
| KR20210134017A (ko) | 인듐 화합물 및 이 인듐 화합물을 이용한 인듐 함유 막의 형성 방법 | |
| US20110206863A1 (en) | Organometallic compounds having sterically hindered amides | |
| US6736993B1 (en) | Silicon reagents and low temperature CVD method of forming silicon-containing gate dielectric materials using same | |
| KR20150116430A (ko) | 직접적인 액체 주입을 위한 ２족 이미다졸레이트 포뮬레이션 | |
| US6689427B2 (en) | Group IV metal precursors and a method of chemical vapor deposition using the same | |
| US20030118725A1 (en) | Precursor compounds for metal oxide film deposition and methods of film deposition using the same | |
| KR100289947B1 (ko) | 고유전성박막증착용전구체착화합물및그를이용한박막증착방법 | |
| US6500250B1 (en) | Compounds for forming alumina films using chemical vapor deposition method and process for preparing the compound | |
| KR20010078759A (ko) | Ｍｏｃｖｄ에 의해 헤테로금속-산화물 필름을 성장시키기위한 전구체 | |
| KR20220058190A (ko) | ３족 금속 전구체 및 금속 함유 박막 | |
| JP4006892B2 (ja) | ニオブ、タンタルとアルカリ土類金属との液体ダブルアルコキシドの製法及びそれを用いた複合酸化物誘電体の製法 | |
| KR100756388B1 (ko) | 알루미늄증착 전구체 및 그의 제조방법 | |
| CN115279940B (zh) | 铝前体化合物、其制备方法和使用其形成含铝膜的方法 | |
| US20220145461A1 (en) | Rare earth precursor, method of preparing the same, and method of forming thin film using the same | |
| KR100381388B1 (ko) | 산화금속 박막 증착용 전구체 화합물 및 그를 이용한 박막증착 방법 | |
| KR100684993B1 (ko) | 신규의 네오디뮴 화합물 및 그 제조 방법 | |
| KR100349001B1 (ko) | 니오븀 또는 탄탈륨 산화물 박막 제조용 전구체 | |
| KR20040068027A (ko) | 반도체 소자 박막용 유기금속 전구체(착물) 및 그의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20121106 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131120 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141118 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151111 Year of fee payment: 15 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161118 Year of fee payment: 16 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171108 Year of fee payment: 17 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |