KR20010005863A - 비스무스 아미드 화합물 및 조성물과, 이들을 사용하여 비스무스 함유 필름을 형성시키는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비스무스 아미드 공급 원료를 버블러 전달 또는 액체 전달 증기화시켜 비스무스 함유 공급원 증기를 형성시키는 단계와, 이 비스무스 함유 공급원 증기를 CVD 체임버(22)로 도입시켜 기재 상에 비스무스 함유 물질 층을 형성시키는 단계를 포함하여 기재(24) 상에 비스무스 함유 물질 층을 형성시키는 방법에 관한 것이다. 상기 비스무스 아미드 공급 원료는 하기 화학식 1로 표시되는 비스무스 아미드 화합물을 포함할 수 있다.
화학식 1
BiL1 xL2 y(NR1R2)z
상기 식 중,
z는 1 내지 3의 정수이고, x+y+z=3이며, L1과 L2는 각각 C1∼C4의 알킬, C1∼C4의 알콕사이드, β-디케토네이트, 시클릭 아미도, 시클릭 트리스알콕소아민 및 C6∼C10의 아릴 중에서 선택되고, R1과 R2는 각각 C1∼C8의 알킬, C1∼C8의 알콕시, C6∼C8의 시클로알킬, C6∼C10의 아릴, C1∼C4의 카르복실 및 -SiR3 3(여기서, R3은 각각 H와 C1∼C4의 알킬 중에서 선택됨) 중에서 선택된다.
본 발명의 비스무스 함유 필름은 기재(52) 상에 증착된 BSO 층(54)과 이 BSO 층 상에 존재하는 알루미늄 탄탈늄 옥사이드(ATO) 절연체 층(56)을 포함하는 공간 광 조절 장치(50)를 제조하는 데 이용할 수 있다.
Description
비스무스 함유 물질은 유전성/강유전성 SrBi2Ta2O9(SBT) 물질, 고온 초전도성 비스무스 스트론튬 칼슘 구리 옥사이드(BSCCO) 물질 및 유전성 산화비스무스 필름을 비롯하여 다수의 용도에 유용한데, 이들에만 국한되는 것은 아니다. 이러한 용도 및 기타 용도의 박막 내로 비스무스를 혼입시키는 데 있어, 종래의 CVD 전구체, 예를 들면 Bi(OEt)3, BiPh3, Bi(thd)3등을 사용하는 경우에는 이들의 낮은 휘발성 또는 제한된 열 안정성 때문에 문제가 발생하였다.
따라서, 해당 기술 분야에서는 비스무스를 침착시켜 비스무스 함유 필름 및 물질 층을 형성시키기 위한 전구체 조성물이 요구되고 있다.
알려진 비스무스 유기 금속 화합물과 관련하여 클레그 등의 문헌[Inorg. Chem. 1991, 30, 4680-4682]에서는 상기 저자들이 밝힌 구조를 가진 Bi(NMe2)3및 Bi(NPh2)3를 비롯한 비스무스 아미드를 비스무스 아미드 조성물로서 개시하고 있다. 또한, 상기 문헌에서는, 이 문헌에 개시된 디메틸아미드 비스무스 화합물이 일반적으로 비스무스 화학 물질의 전구체로서 잠재적 유용성을 갖는다는 점 이외에도, 이 디메틸아미드 비스무스 화합물이 매우 높은 휘발성을 가지므로 화학 증착 작업에 상당히 유용하다고 진술하고 있다. 보고된 다른 아미드로는 Bi(NR2)3(여기서, R=Me, Et, n-Pr임), Bi(N(SiMe3)2)3, Bi(N(Me)SiMe3)3, Bi(Me)2(N(Me)SiMe3), BiCl2(NEt2), BiBr2(NMe2), BiI(NHR)2(여기서, R=n-Pr, n-Bu임), 및 BiMex(N(Me)SiMe3)y(여기서, x=1, y=2 또는 x=2, y=1임)를 들 수 있다.
다양한 비스무스 함유 필름 중 비스무스 규소 옥사이드 필름은 각종 마이크로 전자 용도 및 광 전자 용도에 상당히 유용하게 사용된다. 이러한 비스무스 규소 조성물로는, 고속 변환 및 낮은 변환 에너지와 함께 높은 공간 분해능을 가진 광굴절 물질인 실레나이트, 즉 Bi12SiO20또는 BSO가 있다.
BSO 필름은 공간 광 조절기(SLM)로서의 잠재적 용도를 갖는 것으로 밝혀졌다. SLM은 광학 분야의 진폭, 진동수, 상 또는 편극을 조절할 수 있는 장치이다. SLM의 고유 특성(예, 굴절율, 유전율, 흡수율 등)이 외부적으로 가해진 전기 신호 또는 광학 신호에 의해 변경되면, 그러한 특성 중 1개 이상이 조절된다. 2차원적 광학 파면을 조절하는 SLM의 성능은 1차원적 전자 조절시에 비해 수많은 신호 처리 강화 및 융통성을 유도할 수 있다{예를 들면, 네프 제이 에이 등의 문헌["TWO-Dimensional Spatial Light Modulators: A Tutorial", Proc, IEEE, 1990, 78, 826] 참조}.
SLM의 다양한 핵심적인 기능으로 인해, 이들은 미래의 광학 처리 시스템의 개발과, 각종 기술 분야, 예를 들면 신경망, 센서, 평면 디스플레이, 고속 다자간 접속 및 메모리 기술에서 중요하게 사용된다. 사실상, 1차원적 SLM 및 2차원적 SLM의 용도는 고안되는 거의 모든 광학 신호 처리/컴퓨터 제조 기술을 포괄한다.
대부분의 시판되는 SLM은 액정 기술을 기초로 한 것이다. 이러한 장치는 가격이 저렴하지만, 콘트라스트비가 낮고, 속력이 비교적 느리며, 광에 산란되고 불균일되기 쉽다.
BSO를 사용하여 SLM 장치를 제조하는 용도 뿐만 아니라 비스무스 함유 박막을 포함하는 기타 용도에 있어, 당해 기술 분야에서는 그러한 필름을 형성시키는 데에 유용한 또다른 비스무스 전구체 화합물 및 조성물을 계속 모색하고 있다.
따라서, 본 발명의 제1 목적은 기재 상에 Bi 함유 필름을 형성시키기 위한 개선된 조성물 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제2 목적은 비스무스 함유 SLM 구조물 및 장치를 제조하기 위한 개선된 비스무스 전구체 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제3 목적은 기재 상에 산화비스무스 필름을 형성시키기 위한 전구체 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제4 목적은 기재 상에 실레나이트 필름을 형성시키기 위한 전구체 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 본 발명의 개시 내용과 첨부된 특허 청구 범위로부터 보다 명백히 알 수 있다.
본 발명은 비스무스 전구체 원료 화합물 및 조성물과, 이러한 화합물 및 조성물을 사용하여 기재 상에 비스무스 함유 필름을 증착시키는 방법에 관한 것이다.
도 1은 기재 상에 비스무스 함유 필름을 형성시키는 공정 시스템의 개요도이다.
도 2는 아르곤 기체 중의 Bi(N(SiMe3)2)3의 열 중량 분석(TGA)과 차동 주사 열량계(DSC)를 나타낸 도면이다.
도 3은 산소 기체 중의 Bi(N(SiMe3)2)3의 열 중량 분석(TGA)과 차동 주사 열량계(DSC)를 나타낸 도면이다.
도 4는 대기 산소 하에 600℃로 가열하면서 Bi(N(SiMe3)2)3를 분해시켜 생성시킨 잔류물인 Bi(N(SiMe3)2)3의 산화 생성물과, BSO(Bi12SiO20)인 기준 샘플의 분말 x선 회절 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 5는 Bi(N(SiMe3)2)3산화 잔류물의 에너지 분산 분광계(EDS) 분포를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따라 형성된 BSO 필름을 포함하는 집적 BSO 박막 공간 광 조절 장치의 투시도이다.
도 7은 BSO 필름 상에 증착된 강유전성 물질 층에 의해 상도 처리되어 있는, 기재 상의 BSO 필름을 포함하는 구조물의 투시도이다.
본 발명의 상세한 설명 및 바람직한 실시 양태
본 발명은 낮은 휘발성 또는 제한된 열 안정성을 갖고 있는 종래 기술의 비스무스 전구체를 사용함으로써 수반되는 문제점 없이 양호한 형태적 및 기능적 특성을 가진 비스무스 함유 층을 형성시킬 수 있는 전구체를 사용하여 비스무스 함유 층을 증착에 의해 기재 상에 형성시키는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 전구체는 비스무스 아미드 시약을 포함한다. 전술한 바와 같이, 종래 기술에서는 Bi(OEt)3, BiPh3및 Bi(thd)3과 같은 비스무스 전구체를 사용하였으나, 이들은 제한적이거나 불만족스러운 결과를 초래하였다. 본 발명의 방법은 버블러 전달 기술 또는 액체 전달 증기화 기술에 의한 증기 상 침착을 위해 양호한 휘발성 및 열 안정성을 갖는 비스무스 아미드 시약을 사용함으로써 그러한 종래 기술의 비스무스 증착 방법보다 우수성을 보인다.
따라서, 본 발명의 방법은 기재 상에 비스무스 함유 물질 층을 형성시키는 방법을 포함하는데, 이 방법은 비스무스 아미드 공급 원료를 버블러 전달 또는 액체 전달 증기화시켜 비스무스 함유 공급원 증기를 형성시키는 단계를 포함한다. 이어서, 비스무스 함유 공급원 증기로부터 비스무스를 기재 상에 증착시켜 그 기재 상에 비스무스 함유 물질 층을 생성시킨다.
도 1은 기재 상에 비스무스 함유 필름을 형성시키기 위한 공정 시스템(10)의 개요도이다. 이 공정 시스템은 비스무스 함유 공급 원료 증기에 대한 공급 유니트(12)를 포함한다. 이러한 공급 유니트는 내용이 본 명세서에 참고 인용되어 있는 미국 특허 제5,204,314호(피터 에스 컬린 등)과 제5,536,326호(피터 에스 컬린 등)에 설명된 바와 같은 적당한 유형의 액체 전달 및 증기화 어셈블리를 포함할 수 있다. 이 공급 유니트(12)는 전구체 공급 저장소(18)로부터 라인(16)을 통해 적당한 비스무스 전구체 조성물을 이송받는다. 액체 전구체는 순수한 비스무스 아미드 화합물 또는 톨루엔, 헥산, 옥탄, 테트라히드로푸란(thf) 또는 이에 상응하는 테트라히드로피란(thp) 용매 등과 같은 적당한 용매 중에 용해된 것들을 포함할 수 있다.
공급 원료 용액은 증기화시키기 위한 공급 유니트(12) 내의 증기화기 부재 또는 영역 내로 유동시키고, 그 유동 과정 중에 적당한 담체 기체 중으로 비스무스 조성물이 휘발된다. 이 담체 기체는 공급 도관(14)을 통해 공급 유니트(12)에 도입되고, 증기화기 부재 위로 유동되어 상기 증기화기 부재에서 휘발된 비스무스 조성물을 포획한다. 담체 기체 화학종의 예로는 아르곤, 질소, 헬륨 등이 있고, 특정한 보조 반응물 기체 화학종은 사용되는 특정한 기재 상에 증착시키고자 하는 소정의 필름 성질에 따라 선택한다. 예를 들면, 옥사이드 필름에는 산소 및/또는 아산화질소를 사용할 수 있다. 증기화 조작으로부터 얻어지는 비스무스 함유 전구체 증기는 라인(20)을 통해 공급 유니트(12)로부터 배출되어 화학 증착 체임버(22)로 유동한다. 기재(24)는 전기 저항 가열 부재(28)에 의해 가열된 수용기(26) 상에 설치한다.
비스무스 함유 전구체 증기는 화학 증착 체임버(22) 내로 유동하여 반응물 기체(즉, 산소)의 존재 하에 기재 부재(24)와 접촉함으로써 증기 상으로부터 비스무스 함유 필름을 기재 상에 증착시킨다. 이어서, 접촉된 증기는 라인(30)을 통해 화학 증착 체임버(22)로부터 배출시켜 재순환시키고, 이것의 배출물을 처리할 수 있거나, 또는 폐기시키거나 추가로 처리할 수 있다.
공급 유니트(12)는 액체 전달 증기화 시스템 대신에, 비스무스 아미드 공급 원료를 배치하여 버블링 처리해서 비스무스 함유 증기를 발생시킨 후, 전술한 바와 같이 공급 유니트(12)로부터 화학 증착 체임버(22)로 유동시키는 종래의 버블러 장치를 포함할 수 있다.
당해 기술 분야에서는 다른 비스무스 함유 화합물로부터 비스무스를 증착시켰으나, 비스무스 아미드 전구체 화합물을 그러한 목적에 사용한 적은 없었으며, 그러한 목적으로 비스무스 아미드를 버블러 및 액체 전달 증기화 MOCVD에 사용하는 것은 종래 기술에 비해 상당히 개선된 점이다.
추후에 증착 영역에서 기재 상에 증착시키기 위한 비스무스 아미드 성분의 액체 전달 증기화 처리에 사용되는 비스무스 아미드 화합물은 테트라히드로푸란, 톨루엔, 헥산, 옥탄 등과 같은 유기 용매를 비롯한 적당한 용매 매질 중의 비스무스 아미드 화합물을 포함한다.
본 발명의 방법은 하기 화학식 1로 표시되는 비스무스 아미드 화합물을 사용할 수 있다.
상기 식 중,
x, y 및 z는 1 내지 3의 정수이고,
x+y+z=3이며,
L1과 L2는 각각 C1∼C4의 알킬, β-디케토네이트, 시클릭 아미도, 시클릭 트리스알콕소아민 및 C6∼C10의 아릴 중에서 선택되고,
R1과 R2는 각각 C1∼C8의 알킬, C1∼C8의 알콕시, C6∼C8의 시클로알킬, C6∼C10의 아릴, C1∼C4의 카르복실 및 -SiR3 3(여기서, R3은 각각 H와 C1∼C4의 알킬 중에서 선택됨) 중에서 선택된다.
이러한 화합물의 예로는 트리스(디메틸아미도)비스무스, 트리스(디에틸아미도)비스무스, 트리스(디페닐아미도)비스무스, 트리스(디-n-프로필아미도)비스무스, 트리스(디(트리메틸실릴)아미도)비스무스, 트리스(디시클로헥실아미도)비스무스, 트리스(시클로헥실아미도)비스무스, 트리스(페닐아미도)비스무스, ((트리메틸실릴)메틸아미도)디메틸비스무스, (디에틸아미도)디클로로비스무스, (디메틸아미도)디브로모비스무스, 트리스(N-에틸, N',N'-디메틸-1,3-프로판디아미도)비스무스 및 비스(디프로필아미도)요오도비스무스를 들 수 있지만 이에 국한되는 것은 아니며, 임의의 적당한 비스무스 아미도 화합물도 본 발명의 광범위한 실시에 사용할 수 있다.
따라서, 3개 미만의 아미도기를 다른 유기 리간드, 예를 들면 β-디케토네이트, 알킬 또는 아릴, 시클릭(모노 또는 폴리)아미도, 시클릭 트리스알콕소아민 등과 함께 함유하는 Bi(NR2)2R' 또는 Bi(NR2)R'2과 같은 혼성 리간드 시스템은 본 발명의 실행시 기재 상에 비스무스 함유 층을 증착시키는데 유용한 전구체 조성물로 간주된다.
증기화된 전구체로부터 비스무스를 화학 증착시키는데 유용하게 사용되는 공정 조건은 불필요한 실험을 하지 않고도 용이하게 결정하여, 본 발명의 실행시 구조적 및 기능적인 면에서 우수한 비스무스 함유 필름을 유리하게 형성시키는 적당한 온도, 압력 및 유속 조건을 보장할 수 있다.
비스무스 트리스(아미드)는 하기 반응식 1과 같은 치환 반응에 의해 또는 하기 반응식 2에서와 같이 리튬 비스(트리메틸실릴아미드)의 에테르 첨가 생성물을 사용하여 제조하는 것이 용이하다.
혼성 리간드 시스템도 유사한 방식으로 제조할 수 있다.
비스무스 이미드 전구체 조성물은, 비스무스가 전구체 증기로부터 증착되는 기재 상에 산화비스무스 필름 뿐만 아니라 다른 비스무스 함유 층을 형성시키는데 사용할 수 있다. 이러한 비스무스 아미드 전구체는 해당 용도에 있어 종래 기술의 비스무스 함유 전구체 화합물보다 특정한 이점을 가진다.
일례로서, Bi(N(SiMe3)2)3의 열적 분석에 따르면, 이 아미드는 BiPh3과 비교하여 산화비스무스를 형성시키는데 훨씬 더 낮은 온도가 요구된다. 아르곤 하에 Bi(N(SiMe3)2)3의 승화는 도 2와 도 3의 그래프에서 열 중량 분석(TGA)과 차동 주사 열량계(DSC) 곡선으로 나타낸 바와 같이 대기압 하에 220℃ 내지 270℃ 범위에서 일어난다. 이들 데이타는 10℃/분의 가열 속도에서 산출된 것이다.
또다른 예로서, 산소 하에 Bi(N(SiMe3)2)3의 분해는 도 3의 그래프에 도시된 해당 TGA와 DSC 곡선에 따르면 150℃에서 시작하고, 220℃에서 종결한다.
Bi(N(SiMe3)2)3의 열 산화 생성물은 도 4에 도시된 XRD 스펙트럼을 생성시키는 분말 X선 회절(XRD)에 의해 확인할 수 있다.
도 5는 Bi(N(SiMe3)2)3산화 잔류물의 에너지 분산 분광계(EDS) 결과를 도시한 것이다. 이러한 분석에 의하면, 그 생성물이 도 4의 정상부에 도시된 실레나이트(Bi12SiO20)와 매우 유사한 비스무스 함유 옥사이드임을 알 수 있다.
트리페닐비스무스 화합물은 아미드 화합물(Bi(N(SiMe3)2)3)과 유사한 범위에서 승화하고, 약 200℃에서 산소 중의 열 분해를 시작하지만, Bi(N(SiMe3)2)3가 산화비스무스 생성물을 형성하는데 필요한 온도보다 약 280℃ 높은 480℃까지는 산화비스무스를 형성하지 않는다. 100 m torr의 압력 하에 Bi(N(SiMe3)2)3는 110℃에서 승화하고, 다양한 유기 용매 중에 용이하게 용해되므로, CVD 반응기로 버블러 및 액체 전달하기에 상당히 적합하게 된다.
산소 하에서 비스무스 아미드 화합물의 분해 온도의 저하는 종래 기술 분야에서 이용되는 다른 비스무스 화합물을 사용하는 경우보다 뚜렷한 이점을 제공한다.
본 발명의 비스무스 아미드 전구체 조성물, 즉 트리스(트리메틸실릴아미도)비스무스를 사용하여 기재 상에 BSO 필름을 형성시키는 경우, BSO 필름을 증착시키는 과정은 매우 낮은 온도, 예를 들면 300℃ 또는 심지어 더 낮은 온도에서 수행할 수 있다. 이것은 종래 기술의 전구체 화합물을 사용하여 BSO 필름을 형성시키는 데 특이적인 온도인 600℃ 내지 700℃에 비해 상당히 개선된 것이다.
비스무스 아미드를 고체 상태의 옥사이드로 전환시키는 것은 아미드 리간드 작용기의 성질과는 실질적으로 무관하다. 비스무스 아미드 화합물의 아미드기는 주어진 비스무스 아미드 전구체의 용도에 바람직한 휘발성, 안정성 및 합성 용이성을 부여하도록 변성시킬 수 있다. 증착되는 물질의 상 및 순도는 필름 성장 속도이외에도 사용되는 구체적 전구체, 사용되는 기재, 및 이용되는 증착 조건에 따라 달라진다.
따라서, 본 발명의 비스무스 아미드 전구체는 고속 변환 및 낮은 변환 에너지와 함께 높은 공간 분해능을 가진 광굴절 물질로서 실레나이트, 즉 Bi12SiO20(BSO)의 층을 기재 상에 형성시키는 데 사용할 수 있다. 이 BSO 필름은 임의의 적당한 기재 상에 형성시킬 수 있으며, 공간 광 조절 장치 제작용인 면적이 큰 광굴절 박막으로 형성시킬 수도 있다.
이러한 BSO 물질 층은 비스무스 뿐만 아니라 규소 원자를 내부에 함유하는 단일 공급원 Bi-Si 전구체 화합물을 사용하여 증착시킴으로써 기재 상에 형성시킬 수 있다. 이 단일 공급원 전구체 화합물로는 전술한 예시 화합물 중 어느 것도 사용할 수 있다. 단일 공급원 전구체 화합물로는, 예를 들면 테트라히드로푸라닐기와 같은 리간드를 포함하고 있는 배위 화합물일 수 있다.
또한, BSO 물질 층은 이중 공급원 전구체 화학 물질을 사용하여 증착시킴으로써 기재 상에 형성시킬 수 있는데, 여기에서는 비스무스 및 규소 공급원 화합물은 별개의 것을 사용한다. 규소 공급원 화합물은 실란, 실란 유도체(예, t-부틸실란, 디-t-부틸실란), 알콕시 및/또는 카르복시기에 의해 치환된 실란, 또는 다른 규소 공급원 화합물을 포함할 수 있다. 비스무스 공급원 화합물은 전술한 비스무스 아미드 화합물과 같은 화합물을 포함할 수 있거나, 또는 비스무스 공급원 화합물은 트리페닐비스무스, Bi(thd)3과 같은 트리스(b-디케토네이트)비스무스 화합물, 트리스(에틸디메틸메톡시)비스무스와 같은 비스무스 알콕사이드, 또는 트리스(t-부틸-카르복시)비스무스와 같은 카르복실비스무스 화합물을 포함할 수 있다.
기재 상에 BSO 층을 형성시키는 경우, BSO 층에 혼입되는 규소의 공급 원료로서 실란을 사용할 수 있다. 실란을 처음부터 제공하는 것의 대안으로서, SiH3(t-Bu) 및 Si-H2(t-Bu)2을 열분해 반응시켜 실란을 생성시키는 방식으로 공정 시스템의 현장에서 실란을 형성시킬 수도 있다.
기재 상에 BSO 층을 형성시키는 또다른 대안으로서, 화학식 Si(NR2)4(여기서, R은 저급 알킬, 예를 들면 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 등임)으로 표시되는 규소 아미드를 산화시킴으로써 기재 상에 이산화규소를 형성시킴과 동시에 비스무스 성분을 기재 상에 증착시킬 수 있으며, 이 때 상기 산화 반응은 산화 매질로서 산소 또는 오존의 존재 하에 수행한다.
도 6은 투과율 측정용 박막 공간 광 조절 장치(50)의 개략적인 투시도이다. 이 장치는, 예를 들어 구조화된 사파이어 또는 다른 적당한 기재 물질을 포함할 수 있는 기재(52)를 포함한다. 이 기재 상에는, 예를 들어 두께 1 ㎛의 BSO 층(54)이 증착된다. 이러한 BSO 층 상에는 마찬가지로 두께 1 ㎛의 알루미늄 탄탈늄 옥사이드(ATO) 절연체 층(56)이 증착된다. 그 절연체 층(56) 상에는 두께 2000 Å로 형성될 수 있는 알루미늄 전극(58)의 패턴이 증착된다.
이러한 장치에서 Bi12SiO20의 공급 변환은 전하 분리를 유발하는 광학 조절 신호를 가함으로써 이루어진다. 얻어지는 굴절율(복굴절)은 투과되는 광의 편극을 변환시킨다.
본 발명에 따라 형성된 BSO 박막 층은, 예를 들면 판독 광학 조절(ROM) 장치에서 검출 및 조절 용도로 광굴절 물질을 사용하여 이용할 수 있다. 이 ROM 장치는, 외부 전압(51)을 가해 BSO의 굴절율을 상응하게 변화시키면서 공간상으로 다양한 청색광으로 조사하여 자유 전하 캐리어를 발생시킴으로써 작동시킬 수 있다. 적색광은 추가 자유 전하 캐리어를 발생시키지 않기 때문에, 굴절율 변화를 측정하는데 사용할 수 있다. 이러한 ROM 장치는 색상 전환 또는 비응집성에서 응집성으로의 이미지 전환용 집적 광학 장치를 제작하는데 사용할 수 있다. 본 발명의 비스무스 공급원 조성물에 의해 제작된 BSO 박막은 다양한 상 변환 장치, 2개의 파장 혼성 장치 및 홀로그램 기록 장치에 혼입될 수 있다.
또한, 본 발명에 따라 형성된 BSO 필름은 광학 도파관과 같은 용도 및 전이 금속 도핑된 BSO에서 관찰되는 광 발색 및 전자 발색 성능을 이용하는 장치에 사용할 수도 있다.
본 발명에 따라 형성된 BSO 필름의 또다른 용도의 예로서, 도 7은, 예를 들어 구조화된 사파이어 또는 다른 적절한 기재 물질을 포함할 수 있는 기재(62)를 포함하는 강유전성 물질 장치(60)의 개략적인 투시도이다. 이 기재 상에는 BSO 완충 층(64)이 증착되고, 이 완충 층 상에는 Bi4Ti3O12의 박막과 같은 강유전성 층(66)이 존재한다.
본 발명의 BSO 필름 형성 방법과 대조적으로, 쵸크랄스키(Czochralski)법에 의해 성장된 부피가 큰 단일 결정 BSO는 불량한 조성상의 불균일성을 나타내고, 결정 층을 두께 200 mm 미만으로 연마하는 데 있어 어렵기 때문에 불량한 분해능을 나타내 보인다. 향상된 분해능은, 예를 들면 비스무스/규소 표적물을 산소 하에 600℃에서 전자 시클로트론 공명(ECR) 플라스마로 방전시켜 결정질의 에피택셜 BSO 박막을 생성시키는 방식을 이용하여 박막 공간 광 조절기(TF-SLM)를 제조함으로써 얻을 수 있지만, CVD에 의한 BSO 박막의 증착법은 당해 기술 분야에서 매우 제한된 관심만을 받았었다.
이러한 무관심의 원인은 종래 기술의 비스무스 전구체 화합물을 사용할 경우에 공정이 제한된다는 것에 있다. 예를 들면, 비스무스 금속과 Si(OMe)4를 사용하여 증착시키는 경우, 비스무스의 제한된 휘발성 때문에 성장 속도가 낮게 나타난다. 또다른 예로서, 700℃ 하에 BiMe3및 Si(OR)4(R=Me, Et)과 같은 전구체를 사용한 경우, 성장은 보다 높은 성장 속도를 나타내지만, 비스무스 전구체와 산소의 반응에 기인한 기체 상의 핵 형성을 제한시키기 위해 공정 조건을 좁은 범위로 제한시킬 필요가 있다.
단일 공급원 전구체를 사용하는 것의 대안으로서, 이중 공급 원료 시스템, 예를 들어 각각 별도의 비스무스 유기 금속 공급원 화합물(들)과 규소 유기 금속 공급원 화합물(들)을 함유하는 용액을 사용할 수도 있다.
단일 공급원 전구체 화합물은 다양한 유형 중 어느 하나일 수 있으며, 그 예로는 테트라히드로푸라닐기와 같은 리간드를 포함하는 배위 화합물을 포함할 수 있다. 단일 공급원 전구체 화합물의 예로는 규소 함유 비스무스 아미드(예, Bi(N(SiMe3)2)3), 비스무스 실록사이드 화합물(예, 트리스(트리페닐실록시)비스무스, 및 이들의 첨가 생성물을 들 수 있다. 실록사이드 Bi(OSiPh3)3은 하기 반응식 3과 같이 HOSiPh3을 사용하여 Bi(NMe2)3를 알콜 분해시켜 제조하는 것이 용이하다.
Bi(OSiPh3)3는 액체 전달 단계에 사용될 수 있는 테트라히드로푸란(thf)과 같은 배위 용매 중에 용해된다. 마찬가지로, 첨가 생성물 Bi(OSiPh3)3(thf)[또는 글라임(예, 테트라글라임), 폴리아민 등과 같은 리간드를 사용한 다른 첨가 생성물 화학종]을 형성시키고, 액체 전달을 목적으로 하는 경우에는 다른 용매 중에 용해시켜 사용할 수 있다. 단일 공급원 전구체 화합물의 다수 화학종을 사용할 수 있으며, 이는 본 발명의 광범위한 범위 내에 속한 것으로 명백히 간주된다.
마찬가지로, 비스무스와 규소에 대한 이중 공급원 전구체도 다수 화학종을 사용할 수 있으며, 이는 본 발명의 광범위한 범위 내에 속한 것으로 명백히 간주된다. 언급한 바와 같이, 실란은 규소 공급원 화합물로서 사용할 수 있고, 실란 및 실란 유도체는 t-부틸실란 및 디-t-부틸실란과 같은 부틸실란 화학종을 열분해 반응시켜 이소부텐 제거를 통해 실란을 생성시키는 방식으로 공정 시스템의 현장에서 제조할 수 있다. 이들 부틸실란 반응물은 비등점이 각각 29℃와 128℃로 공기에 안정한 휘발성 물질이다.
또한, 이산화규소의 MOCVD는 산화 매질로서 산소 또는 오존을 사용하여 Si(NR2)4(여기서, R=메틸 또는 에틸임)과 같은 규소 아미드를 저온에서 산화시킴으로써 수행할 수 있다.
BSO 필름을 형성시키기 위해 별도의 공급 원료를 사용하는 경우, 비스무스 및 규소 전구체의 예를 하기 표 1에 제시하였다.
| 비스무스 전구체 화합물 | 규소 전구체 화합물 |
| BiPh3 | Si(OEt)4 |
| Bi(OCMe2Et)3 | Si(O-t-Bu)2(O2CMe)2 |
| Bi(O2C-t-Bu)3 | Si(O-t-Bu)2(O2C-t-Bu)2 |
| Bi(thd)3 | SiH2(t-Bu)2또는 SiH3(t-Bu) |
| Bi(NMe2)3 | Si(NMe2)4 |
또한, 다성분 전구체 시스템은 전이 금속 도핑된 실레나이트를 사용하는 특정한 용도 뿐만 아니라 관련된 게르마늄 및 티타늄 치환된 물질 Bi12MO20(M=Ge, Ti)을 제조하는 데에도 이용할 수 있다.
본 명세서에 개시된 비스무스 전구체는 비스무스 함유 산화물, 강유전성 물질, 초전도체, 및 광범위한 마이크로 전자 박막 및 광 전자 박막을 제조하는 데 사용할 수 있다. 또한, 이러한 전구체를 CVD 반응기 내로 도입시키는 데에는 종래의 기술 및 액체 전달 기술을 모두 이용할 수 있다.
본 발명의 특성 및 이점은 하기 열거하는 실시예를 참고할 경우 보다 충분하게 이해할 수 있는데, 여기에서 다른 특별한 언급이 없는 한 모든 부 및 %는 중량을 기준으로 한다.
발명의 개요
본 발명은 기재 상에 비스무스 함유 층을 형성시키기 위한 조성물 및 방법과, 그 내부에 비스무스 함유 층을 포함하는 구조물, 예를 들면 마이크로 전자 장치 및 장치 전구체 구조물에 관한 것이다.
한 측면에 있어서, 본 발명은 기재 상에 비스무스 함유 물질 층을 형성시키는 방법을 제공하는데, 이 방법은 비스무스 아미드 공급 원료를 버블러 전달 또는 액체 전달 증기화시켜 비스무스 함유 공급원 증기를 형성시키는 단계와, 이 비스무스 함유 공급원 증기로부터 비스무스를 기재 상에 증착시켜 그 기재 상에 비스무스 함유 물질 층을 형성시키는 단계를 포함한다.
비스무스 아미드 공급 원료의 버블러 전달 단계는, 담체 기체를 비스무스 아미드 공급 원료와 버블러 영역에서 접촉시켜 비스무스 함유 공급원 증기를 발생시키는 단계를 포함하는데, 이 비스무스 함유 공급원 증기는 담체 기체의 유체 중에 혼입되어 증착 영역 내로 이송된다.
비스무스 아미드 공급 원료의 액체 전달 증기화 단계는, 비스무스 아미드 공급 원료를 적당한 용매 매질 중에 용해시키거나 현탁시켜 비스무스 아미드 전구체 조성물을 형성시키고, 이 조성물을 증기화 영역 내로 전달시켜 그 전구체 조성물로부터 비스무스 아미드를 증기화시키는 단계를 포함한다. 이어서, 형성된 증기는 증착 영역으로 이송되고, 여기서 비스무스는 그 증착 영역 내에서 기재 상에 증착된다.
또한, 본 발명은 추후에 증착 영역에서 기재 상에 증착시키기 위한 비스무스 아미드 성분의 액체 전달 증기 처리에 사용되는 비스무스 아미드 화합물의 전구체 조성물을 포함한다. 이러한 전구체 조성물은 테트라히드로푸란, 부틸 아세테이트, 톨루엔, 에테르(예, 디페닐 에테르, 디에틸 에테르 등) 및 C1∼C10의 알칸 용매와 같은 용매를 비롯한 적당한 용매 매질 중의 비스무스 아미드 화합물을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 화학식 Bi(NR1R2)3로 표시되는 신규한 비스무스 아미드 화합물을 제공한다. 이러한 화합물의 예로는 트리스(디시클로헥실아미도)비스무스, 트리스(디페닐아미도)비스무스, 트리스(시클로헥실아미도)비스무스, 및 트리스(페닐아미도)비스무스를 들 수 있다.
또한, 3개 미만의 아미도기를 다른 유기 리간드, 예를 들면 β-디케토네이트, 시클릭(모노 또는 폴리)아미도, 시클릭 트리스알콕소아민, 알킬 또는 아릴과 함께 함유하고 있는 Bi(NR2)2R' 또는 Bi(NR2)R'2와 같은 혼성된 리간드 시스템도 역시 본 발명의 실행시 기재 상에 비스무스 함유 층을 증착시키기 위한 전구체 조성물로서 포함된다.
다른 측면에서, 본 발명은 기재 상에 고속 변환 및 낮은 변환 에너지와 함께 높은 공간 분해능을 가진 광굴절 물질로서 실레나이트, 즉 비스무스 규소 옥사이드 Bi12SiO20(BSO)의 층을 형성시키는 방법에 관한 것이다. 면적이 큰 광굴절 박막의 증착은 광학/이미지 처리 시스템을 단순화시키고, 육중한 병렬 컴퓨터인 경우 회로 밀도 및 속도를 증가시키는 것으로 간주된다.
또다른 측면에 있어서, 본 발명은 비스무스 뿐만 아니라 규소 원자를 내부에 가진 단일 공급원인 Bi-Si 전구체 화합물을 사용하여 증착시킴으로써 기재 상에 BSO 물질, 예를 들면 박막 물질 층을 형성시키는 방법에 관한 것이다. 이러한 단일 전구체 공급원 화합물은 다양한 유형일 수 있는데, 예를 들면 테트라히드로푸라닐기와 같은 리간드를 포함하는 배위 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 비스무스 트리메틸아미드 뿐만 아니라 트리스(트리페닐실록시)비스무스 및 기타 비스무스 실록사이드와 같은 다른 화합물과, 이들의 첨가 생성물을 단일 공급원 전구체로 사용할 수 있다.
대안적으로, 본 발명은 이중 공급원 전구체 화학 물질을 사용하여 증착시킴으로써 BSO 물질 층을 기재 상에 형성시키는 방법을 제공하는데, 여기에서는 별도의 비스무스 및 규소 공급원 화합물을 사용한다(즉, 비스무스 공급원 화합물과 규소 공급원 화합물은 서로 분명하게 구별된다). 예를 들면, 규소 공급원 화합물은 실란, 실란 유도체(예, t-부틸실란, 디-t-부틸실란), 알콕시기 및/또는 카르복시기에 의해 치환된 실란, 또는 기타 규소 공급원 조성물을 포함할 수 있다. 비스무스 공급원 화합물은 전술한 비스무스 아미드 화합물과 같은 화합물을 포함할 수 있거나, 비스무스 공급원 화합물은 트리페닐비스무스, 트리스(b-디케토네이트)비스무스, 또는 트리스(에틸디메틸메톡시)비스무스와 같은 비스무스 알콕사이드, 또는 트리스(피발레이트)비스무스와 같은 비스무스 카르복실레이트 등의 전구체를 포함할 수 있다.
기재 상에 BSO 층을 형성시키는 하나의 방법에서는, BSO 층에 함유되는 규소의 공급 원료로서 실란을 사용하고, 이 실란은 SiH3(t-Bu) 및 SiH2(t-Bu)2와 같은 부틸실란 화학종을 열분해 반응시킴으로써 공정의 현장에서 실란으로 형성시킨 것이다.
기재 상에 BSO 층을 형성시키는 또다른 방법에서는, 화학식 Si(NR2)4(식중, R는 저급 알킬, 예를 들면 메틸 또는 에틸임)로 표시되는 규소 아미드를 산화시킴으로써 기재 상에 이산화규소를 형성시킴과 동시에 비스무스 성분을 기재 상에 증착시키고, 상기 산화 반응은 산화 매질로서 산소 또는 오존의 존재 하에 수행한다. 산화제의 도입 및 혼합은 입자의 형성을 제한하는 데 사용된다.
또다른 측면에 있어서, 본 발명은 본 발명에 따른 MOCVD에 의해 기재 상에 형성되는 BSO 층을 함유하는 구조물에 관한 것이다. 이러한 구조물은 공간 광 조절 장치, 예를 들면 BSO 필름이 사파이어 또는 기타 기재 물질과 같은 기재 상에 형성된 구조물, 또는 BSO 필름이 기재 상에서 Bi4Ti3O12의 박막과 같은 상도 강유전성 층에 대한 완충 층으로 사용된 구조물을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특성 및 실시 양태는 개시 내용과 첨부된 특허 청구 범위로부터 보다 명백히 알 수 있다.
실시예 1
트리스(N,N-디메틸-N'-에틸렌디아민)비스무스 1 g(0.00293 mmol)을 디에틸 에테르 10 ml 중에 용해시켰다. 이 용액에 N,N-디메틸-N'-에틸렌디아민 1.022 g(3 당량, 0.088 mmol)을 적가하였다. 아민을 첨가하자 용액의 색상이 담황색에서 오렌지색으로 변하였다. 이 용액을 15 분 동안 더 교반한 후, 디에틸 에테르를 진공 하에 제거하였다. 비스무스 아미드를 오렌지색 오일로서 분리하였다. 이 화합물은 162℃ 미만의 버블러에 사용할 수 있다.
실시예 2
Bi(N(Me)2)30.317 g(0.00093 mol)을 펜탄 10 ml 중에 용해시켰다. 이 용액에 2-(N-에틸-m-톨루이디노)에탄올 0.5 g(0.0028 mmol)을 적가하였다. 이 용액을 밤새 방치한 후, 여과 농축하여 점성 황색 오일을 얻었다. 이 생성물은 비스무스(2-(N-에틸-m-톨루디노)에톡사이드)이었다. NMR(C6D6): 7.20(t), 6.80(s), 6.69(t), 5.11(s), 3.33(m), 2.28(s), 0.936(m, 3H).
본 발명의 비스무스 아미드 공급 원료는 다양한 유전성, 강유전성 및 초전도성 박막 용도, 공간 광 조절기와 같은 장치, 광학 신호 처리 시스템, 및 기타 광 전자 및 마이크로 전자 장치, 특히 고속 변환과 낮은 변환 에너지 특성을 필요로 하는 장치를 위한 비스무스 함유 필름을 화학 증착법에 의해 형성시키는데 이용할 수 있다.
Claims (36)
- 비스무스 아미드 공급 원료를 버블러 전달 또는 액체 전달 증기화시켜 비스무스 함유 공급원 증기를 형성시키는 단계와,이 비스무스 함유 공급원 증기로부터 비스무스를 기재 상에 증착시켜 그 기재 상에 비스무스 함유 물질 층을 형성시키는 단계를 포함하는 것이 특징인, 기재 상에 비스무스 함유 물질 층을 형성시키는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 비스무스 아미드 공급 원료가 하기 화학식 1로 표시되는 비스무스 아미드 화합물인 것이 특징인 방법:화학식 1BiL1 xL2 y(NR1R2)z상기 식 중,z는 1 내지 3의 정수이고,x+y+z=3이며,L1과 L2는 각각 C1∼C4의 알킬, 할로, β-디케토네이트, 시클릭 아미도, 시클릭 트리스알콕소아민 및 C6∼C10의 아릴 중에서 선택되고,R1과 R2는 각각 C1∼C8의 알킬, C1∼C8의 알콕시, C6∼C8의 시클로알킬, C6∼C10의 아릴, C1∼C4의 카르복실 및 -SiR3 3(여기서, R3은 각각 H와 C1∼C4의 알킬 중에서 선택됨) 중에서 선택된다.
- 제1항에 있어서, 상기 비스무스 아미드 공급 원료가 화학식 Bi(NR1R2)3[상기 식 중, R1과 R2는 각각 C1∼C8의 알킬, C1∼C8의 알콕시, C6∼C8의 시클로알킬, C6∼C10의 아릴, C1∼C4의 카르복실 및 -SiR3 3(여기서, R3은 각각 H와 C1∼C4의 알킬 중에서 선택됨) 중에서 선택됨]로 표시되는 화합물을 포함하는 것이 특징인 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 비스무스 아미드 공급 원료가 트리스(디메틸아미도)비스무스, 트리스(디에틸아미도)비스무스, 트리스(디페닐아미도)비스무스, 트리스(디-n-프로필아미도)비스무스, 트리스(디(트리메틸실릴)아미도)비스무스, 트리스(디시클로헥실아미도)비스무스, 트리스(시클로헥실아미도)비스무스, 트리스(페닐아미도)비스무스, ((트리메틸실릴)메틸아미도)디메틸비스무스 및 트리스(N,N-디메틸, N'-에틸렌디아민)비스무스로 이루어진 군 중에서 선택된 화합물을 포함하는 것이 특징인 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 비스무스 아미드 공급 원료가 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것이 특징인 방법:화학식 1BiL1 xL2 y(NR1R2)z상기 식 중,z는 1 또는 2이고,x+y+z=3이며,L1과 L2는 각각 C1∼C4의 알킬, 할로, β-디케토네이트, 시클릭 아미도, 시클릭 트리스알콕소아민 및 C6∼C10의 아릴 중에서 선택되고,R1과 R2는 각각 C1∼C8의 알킬, C1∼C8의 알콕시, C6∼C8의 시클로알킬, C6∼C10의 아릴, C1∼C4의 카르복실 및 -SiR3 3(여기서, R3은 각각 H와 C1∼C4의 알킬 중에서 선택됨) 중에서 선택된다.
- 제1항에 있어서, 상기 비스무스 아미드 공급 원료가 비스무스 아미드 첨가 생성물을 포함하는 것임이 특징인 방법.
- 제2항에 있어서, L이 각각 C1∼C4의 알킬, 아릴 및 트리메틸실릴 리간드로 이루어진 군 중에서 선택되는 것임이 특징인 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 비스무스 아미드 공급 원료가 용매 중의 비스무스 아미드 화합물을 포함하는 것임이 특징인 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 비스무스 아미드 공급 원료를 버블러 전달시켜 비스무스 함유 공급원 증기를 형성시키는 단계를 포함하는 것임이 특징인 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 비스무스 아미드 공급 원료를 액체 전달 증기화시켜 비스무스 함유 공급원 증기를 형성시키는 단계를 포함하는 것임이 특징인 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 비스무스 아미드 공급 원료가 용매 중의 비스무스 아미드 화합물을 포함하는 것이 특징인 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 용매가 테트라히드로푸란, 테트라히디로피란, 톨루엔, 헥산, 옥탄, 디페닐 에테르 및 디에틸 에테르로 이루어진 군 중에서 선택되는 것임이 특징인 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 비스무스 아미드 공급 원료가 비스무스 함유 공급원과 규소 함유 공급원을 포함하고, 기재 상의 비스무스 물질 층이 비스무스 규소 옥사이드 물질 층을 포함하는 것이 특징인 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 비스무스 함유 공급원과 규소 함유 공급원이 비스무스와 규소에 대한 단일 공급원 전구체로서 동일한 화합물을 포함하는 것이 특징인 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 동일한 화합물이 비스무스 실릴아미드 화합물과 비스무스 실록사이드 화합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 것임이 특징인 방법.
- 제15항에 있어서, 상기 동일한 화합물이 Bi(N(SiMe3)2)3인 것이 특징인 방법.
- 제15항에 있어서, 상기 동일한 화합물이 Bi(OSiPh3)3인 것이 특징인 방법.
- 제15항에 있어서, 상기 동일한 화합물이 루이스 염기성 첨가 생성물인 것이 특징인 방법.
- 제15항에 있어서, 상기 동일한 화합물이 첨가 생성물인 Bi(OSiPh3)3(thf)인 것이 특징인 방법.
- 제13항에 있어서, 비스무스 함유 공급원 화합물과 규소 함유 공급원 화합물이 상이한 화합물인 것이 특징인 방법.
- 제20항에 있어서, 상기 상이한 화합물이 이하에 기재된 화합물로 이루어진 군 중에서 각각 선택된 비스무스 함유 공급원 화합물과 규소 함유 공급원 화합물을 포함하는 것이 특징인 방법:
비스무스 함유 공급원 화합물 규소 함유 공급원 화합물 BiPh3 Si(OEt)4 Bi(OCMe2Et)3 Si(O-t-Bu)2(O2CMe)2 Bi(O2C-t-Bu)3 Si(O-t-Bu)2(O2C-t-Bu)2 Bi(thd)3 SiH2(t-Bu)2또는 SiH3(t-Bu) Bi(NMe2)3 Si(NMe2)4 - 제20항에 있어서, 상기 상이한 화합물이 규소 공급원 화합물로서 실란을 함유하는 것이 특징인 방법.
- 제22항에 있어서, 상기 실란이 부틸실란 화합물의 열분해 반응에 의해 형성된 것임이 특징인 방법.
- 제23항에 있어서, 상기 부틸실란 화합물이 t-부틸실란과 디-t-부틸실란으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것임이 특징인 방법.
- 제20항에 있어서, 상기 규소 함유 공급원 화합물이 실란과 치환된 실란으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것임이 특징인 방법.
- 제25항에 있어서, 상기 규소 함유 공급원 화합물은 치환체가 알콕시기와 카르복실기 중에서 선택된 것인 치환된 실란을 포함하는 것임이 특징인 방법.
- 제20항에 있어서, 상기 비스무스 함유 공급원 화합물이 비스무스 아미드 화합물, 아릴비스무스 화합물, 트리스(b-디케토네이트)비스무스 화합물, 비스무스 알콕사이드 화합물 및 비스무스 카르복실레이트 화합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 것임이 특징인 방법.
- 제20항에 있어서, 산화 매질로서 산소, 아산화질소 또는 오존을 사용하여 화학식 Si(NR2)4(여기서, R=메틸 또는 에틸임)로 표시되는 규소 아미드를 산화시킴으로써 이산화규소를 기재 상에 증착시키는 것이 특징인 방법.
- 산화 대기 하에 300℃ 이하의 온도에서 화학식 Bi(N(SiR3)2)3(여기서, R은 각각 C1∼C8의 알킬 중에서 선택됨)로 표시되는 비스무스 실릴 아미드 화합물의 증기로부터 비스무스 함유 및 규소 함유 필름을 기재 상에 증착시키는 단계를 포함하는 것이 특징인, 300℃ 이하의 온도에서 기재 상에 실레나이트 필름을 형성시키는 방법.
- 하기 화학식 1로 표시되는 것이 특징인 화합물:화학식 1BiL1 xL2 y(NR1R2)z상기 식 중,z는 1 내지 3의 정수이고,x+y+z=3이며,L1과 L2는 각각 C1∼C4의 알킬, C1∼C4의 알콕사이드, β-디케토네이트, 시클릭 아미도, 시클릭 트리스알콕소아민 및 C6∼C10의 아릴 중에서 선택되고,R1과 R2는 각각 C1∼C8의 알킬, C1∼C8의 알콕시, C6∼C8의 시클로알킬, C6∼C10의 아릴, C1∼C4의 카르복실 및 -SiR3 3(여기서, R3은 각각 H와 C1∼C4의 알킬 중에서 선택됨) 중에서 선택된다.
- 제30항에 있어서, 트리스(디시클로헥실아미딜)비스무스, 트리스(디페닐아미딜)비스무스, 트리스(시클로헥실아미딜)비스무스 및 트리스(페닐아미딜)비스무스로 이루어진 군 중에서 선택되는 것임이 특징인 화합물.
- MOCVD에 의해 형성되고, 스트론튬 비스무스 탄탈레이트, 실레나이트, 및 산화비스무스로 이루어진 군 중에서 선택된 비스무스 박막이 증착되어 있는 기재를 포함하는 것이 특징인 박막 구조물.
- 기재와,이 기재 상에 MOCVD에 의해 형성된 BSO 층을 포함하는 것이 특징인 공간 광 조절 장치.
- 기재,이 기재 상의 BSO 층, 및그 BSO 층 상의 강유전성 물질 층을 포함하는 것이 특징인 강유전성 물질 구조물.
- 제34항에 있어서, 상기 강유전성 물질 층이 비스무스 티타네이트, 스트론튬 비스무스 탄탈레이트, 비스무스 스트론튬 티타네이트, 및 산화비스무스로 이루어진 군 중에서 선택되는 비스무스 화합물을 포함하는 것이 특징인 강유전성 물질 구조물.
- Bi12MO20(이 때, M은 Si, Ge 또는 Ti임) 층을 기재 상에 형성시키는 방법으로서,비스무스 함유 아미드 공급 원료를 버블러 전달 또는 액체 전달 증기화시켜 비스무스 함유 공급원 증기를 형성시키는 단계,M 함유 공급 원료를 버블러 전달 또는 액체 전달시켜 M 함유 공급원 증기를 형성시키는 단계, 및비스무스 함유 공급원 증기로부터 비스무스를 기재 상에 증착시키고, M 함유 공급원 증기로부터 M을 기재 상에 증착시켜 그 기재 상에 Bi12MO20층을 형성시키는 단계를 포함하는 것이 특징인 방법.
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Families Citing this family (25)
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|---|---|---|---|---|
| US6500489B1 (en) * | 1996-11-27 | 2002-12-31 | Advanced Technology Materials, Inc. | Low temperature CVD processes for preparing ferroelectric films using Bi alcoxides |
| US6303391B1 (en) * | 1997-06-26 | 2001-10-16 | Advanced Technology Materials, Inc. | Low temperature chemical vapor deposition process for forming bismuth-containing ceramic films useful in ferroelectric memory devices |
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| JPH10313097A (ja) * | 1997-05-13 | 1998-11-24 | Sharp Corp | 強誘電体薄膜、製造方法及び強誘電体薄膜を含んでなる素子 |
| JP3549715B2 (ja) * | 1997-10-15 | 2004-08-04 | 日本電気株式会社 | Ｂｉ層状強誘電体薄膜の製造方法 |
| US7005303B2 (en) * | 1997-11-20 | 2006-02-28 | Advanced Technology Materials, Inc. | Low temperature chemical vapor deposition process for forming bismuth-containing ceramic thin films useful in ferroelectric memory devices |
| US6180420B1 (en) * | 1997-12-10 | 2001-01-30 | Advanced Technology Materials, Inc. | Low temperature CVD processes for preparing ferroelectric films using Bi carboxylates |
| US6787186B1 (en) * | 1997-12-18 | 2004-09-07 | Advanced Technology Materials, Inc. | Method of controlled chemical vapor deposition of a metal oxide ceramic layer |
| US6284654B1 (en) * | 1998-04-16 | 2001-09-04 | Advanced Technology Materials, Inc. | Chemical vapor deposition process for fabrication of hybrid electrodes |
| US7012292B1 (en) * | 1998-11-25 | 2006-03-14 | Advanced Technology Materials, Inc | Oxidative top electrode deposition process, and microelectronic device structure |
| KR100815009B1 (ko) | 2000-09-28 | 2008-03-18 | 프레지던트 앤드 펠로우즈 오브 하바드 칼리지 | 산화물, 규산염 및 인산염의 증기를 이용한 석출 |
| US7618681B2 (en) * | 2003-10-28 | 2009-11-17 | Asm International N.V. | Process for producing bismuth-containing oxide films |
| US7166732B2 (en) * | 2004-06-16 | 2007-01-23 | Advanced Technology Materials, Inc. | Copper (I) compounds useful as deposition precursors of copper thin films |
| US9312557B2 (en) * | 2005-05-11 | 2016-04-12 | Schlumberger Technology Corporation | Fuel cell apparatus and method for downhole power systems |
| US7713584B2 (en) * | 2005-12-22 | 2010-05-11 | Asm International N.V. | Process for producing oxide films |
| TW200825200A (en) * | 2006-12-05 | 2008-06-16 | Advanced Tech Materials | Metal aminotroponiminates, bis-oxazolinates and guanidinates |
| US7750173B2 (en) * | 2007-01-18 | 2010-07-06 | Advanced Technology Materials, Inc. | Tantalum amido-complexes with chelate ligands useful for CVD and ALD of TaN and Ta205 thin films |
| US20090035946A1 (en) * | 2007-07-31 | 2009-02-05 | Asm International N.V. | In situ deposition of different metal-containing films using cyclopentadienyl metal precursors |
| US8383525B2 (en) * | 2008-04-25 | 2013-02-26 | Asm America, Inc. | Plasma-enhanced deposition process for forming a metal oxide thin film and related structures |
| US20090275164A1 (en) * | 2008-05-02 | 2009-11-05 | Advanced Technology Materials, Inc. | Bicyclic guanidinates and bridging diamides as cvd/ald precursors |
| DE102014014036A1 (de) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | Philipps-Universität Marburg | Verwendung wenigstens einer binären Gruppe 15-Elementverbindung, eine 13/15-Halbleiterschicht und binäre Gruppe 15-Elementverbindungen |
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Family Cites Families (6)
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|---|---|---|---|---|
| LU81024A1 (fr) * | 1979-03-09 | 1980-09-24 | Prb Sa | Procede pour la preparation de polyurethanne a peau integrale et polyurethanne obtenu |
| JPS6217099A (ja) * | 1985-07-16 | 1987-01-26 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | ビスマス含有酸化物単結晶の製造方法 |
| JPH068509B2 (ja) * | 1985-09-17 | 1994-02-02 | 勝 岡田 | 強誘電体薄膜の製造方法 |
| JPS62294178A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-21 | Fuji Electric Co Ltd | Ｂｉ↓２↓４Ｓｉ↓２Ｏ↓４↓０薄膜の形成方法 |
| US5362328A (en) * | 1990-07-06 | 1994-11-08 | Advanced Technology Materials, Inc. | Apparatus and method for delivering reagents in vapor form to a CVD reactor, incorporating a cleaning subsystem |
| US5204314A (en) * | 1990-07-06 | 1993-04-20 | Advanced Technology Materials, Inc. | Method for delivering an involatile reagent in vapor form to a CVD reactor |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100651289B1 (ko) * | 1997-12-10 | 2006-11-28 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 비스무트 아미드를 이용한 저온 ｃｖｄ 프로세스 |
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