KR20210042680A - 박막 증착용 조성물, 박막 증착용 조성물을 이용한 박막의 제조 방법, 박막 증착용 조성물로부터 제조된 박막, 및 박막을 포함하는 반도체 소자 - Google Patents

박막 증착용 조성물, 박막 증착용 조성물을 이용한 박막의 제조 방법, 박막 증착용 조성물로부터 제조된 박막, 및 박막을 포함하는 반도체 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20210042680A
KR20210042680A KR1020190125525A KR20190125525A KR20210042680A KR 20210042680 A KR20210042680 A KR 20210042680A KR 1020190125525 A KR1020190125525 A KR 1020190125525A KR 20190125525 A KR20190125525 A KR 20190125525A KR 20210042680 A KR20210042680 A KR 20210042680A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thin film
composition
film deposition
substituted
unsubstituted
Prior art date
Application number
KR1020190125525A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102618630B1 (ko
Inventor
김용태
오부근
박경령
성태근
임상균
임설희
전환승
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020190125525A priority Critical patent/KR102618630B1/ko
Priority to CN202011057384.2A priority patent/CN112652519A/zh
Priority to TW109134587A priority patent/TWI770628B/zh
Priority to US17/064,454 priority patent/US11482593B2/en
Priority to JP2020171114A priority patent/JP7168624B2/ja
Publication of KR20210042680A publication Critical patent/KR20210042680A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102618630B1 publication Critical patent/KR102618630B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02197—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides the material having a perovskite structure, e.g. BaTiO3
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/40—Capacitors
    • H01L28/55—Capacitors with a dielectric comprising a perovskite structure material
    • H01L28/56—Capacitors with a dielectric comprising a perovskite structure material the dielectric comprising two or more layers, e.g. comprising buffer layers, seed layers, gradient layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/24—Electrically-conducting paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
    • 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
    • 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
    • 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
    • C23C16/44—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 method of coating
    • 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
    • C23C16/44—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 method of coating
    • C23C16/455—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 method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • 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
    • C23C16/44—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 method of coating
    • C23C16/455—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 method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45553—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the use of precursors specially adapted for ALD
    • 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
    • C23C16/56—After-treatment
    • 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
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02205—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition
    • 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
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
    • 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
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

스트론튬, 바륨, 또는 이들의 조합을 포함하는 유기금속 화합물; 및 하기 화학식 1 로 표시되는 적어도 하나의 비공유 전자쌍 함유 화합물을 포함하는 박막 증착용 조성물, 상기 박막 증착용 조성물을 이용한 박막의 제조 방법, 및 상기 박막 증착용 조성물로부터 제조된 박막, 및 상기 박막을 포함하는 반도체 소자에 관한 것이다.
[화학식 1]
R1R2R3N
상기 화학식 1에서, R1 내지 R3의 정의는 명세서에 기재한 바와 같다.

Description

박막 증착용 조성물, 박막 증착용 조성물을 이용한 박막의 제조 방법, 박막 증착용 조성물로부터 제조된 박막, 및 박막을 포함하는 반도체 소자 {COMPOSITION FOR DEPOSITING THIN FILM, MANUFACTURING METHOD FOR THIN FILM USING THE COMPOSITION, THIN FILM MANUFACTURED FROM THE COMPOSITION, AND SEMICONDUCTOR DEVICE INCLUDING THE THIN FILM}
박막 증착용 조성물, 박막 증착용 조성물을 이용한 박막의 제조 방법, 박막 증착용 조성물로부터 제조된 박막, 및 박막을 포함하는 반도체 소자에 관한 것이다.
최근 반도체 산업은 수백 나노미터 크기에서 수 내지 수십 나노미터 크기의 초미세 기술로 발전하고 있다. 이러한 초미세 기술을 실현하기 위해서는 높은 유전율, 및 낮은 전기 저항을 갖는 박막이 필수적이다.
그러나, 반도체 소자의 고집적화로 인해, 스퍼터링(sputtering) 공정 등의 기존에 사용되어 오던 물리 기상 증착 공정(PVD)으로는 상기 박막을 형성하기 어렵다. 이에 따라, 근래, 화학 기상 증착 공정(CVD) 또는 원자층 증착 공정(ALD)으로 상기 박막을 형성한다.
화학 기상 증착 공정(CVD) 또는 원자층 증착 공정(ALD)으로 상기 박막을 균일하게 형성하기 위해서는 기화가 용이하면서도 열적으로 안정한 박막 증착용 조성물이 필요하다.
일 구현예는 저점도이고 휘발성이 우수한 박막 증착용 조성물을 제공한다.
다른 구현예는 상기 박막 증착용 조성물을 이용한 박막의 제조 방법을 제공한다.
또 다른 구현예는 상기 박막 증착용 조성물로부 제조된 박막을 제조한다.
또 다른 구현예는 상기 박막을 포함하는 반도체 소자를 제공한다.
일 구현예에 따르면, 스트론튬, 바륨, 또는 이들의 조합을 포함하는 유기금속 화합물, 및 하기 화학식 1로 표시되는 적어도 하나의 비공유 전자쌍 함유 화합물을 포함하는 박막 증착용 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
R1R2R3N
상기 화학식 1에서, R1 내지 R3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C3 내지 C15 알킬기이다.
상기 유기금속 화합물은 치환 또는 비치환된 사이클로펜타다이엔계 리간드, 치환 또는 비치환된 β-다이케토네이트계 리간드, 치환 또는 비치환된 케토이미네이트계 리간드, 치환 또는 비치환된 피롤계 리간드, 치환 또는 비치환된 이미다졸계 리간드, 치환 또는 비치환된 아미디네이트계 리간드, 치환 또는 비치환된 알콕사이드계 리간드, 치환 또는 비치환된 아마이드계 리간드, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 유기금속 화합물은 하기 화학식 2로 표현될 수 있다.
[화학식 2]
M(A)2
상기 화학식 2에서, M은 Sr 또는 Ba이고, A는 하기 화학식 3으로 표현되는 화합물로부터 유래되고,
[화학식 3]
Figure pat00001
상기 화학식 3에서, Ra 내지 Re는 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기이다.
Ra 내지 Re 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 분지형 알킬기일 수 있다.
상기 화학식 1에서, R1 내지 R3은 서로 같을 수 있다.
R1 내지 R3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 펜틸기, 치환 또는 비치환된 헥실기, 치환 또는 비치환된 헵틸기, 치환 또는 비치환된 옥틸기, 치환 또는 비치환된 노닐기, 또는 치환 또는 비치환된 데실기일 수 있다.
상기 비공유 전자쌍 함유 화합물은 박막 증착용 조성물의 총 중량을 기준으로 10 중량% 내지 90 중량%로 포함될 수 있다.
상기 유기 금속 화합물(m1)과 상기 비공유 전자쌍 함유 화합물(m2)의 당량비(m2/m1)가 0.1 내지 5 일 수 있다.
Ar(아르곤)가스 대기 하, 1기압에서 열중량 분석법(thermogravimetric analysis) 측정 시, 상기 유기 금속 화합물의 초기 중량 대비 50%의 중량 감소가 일어나는 온도와 상기 비공유 전자쌍 함유 화합물의 초기 중량 대비 50% 감소가 일어나는 온도의 차이가 90℃ 이하일 수 있다.
Ar(아르곤)가스 대기 하, 1기압에서 열중량 분석법(thermogravimetric analysis) 측정 시, 상기 박막 증착용 조성물의 초기 중량 대비 50%의 중량 감소가 일어나는 온도는 상기 유기금속 화합물의 초기 중량 대비 50%의 중량 감소가 일어나는 온도, 및 상기 비공유 전자쌍 함유 화합물의 초기 중량 대비 50%의 중량 감소가 일어나는 온도보다 낮을 수 있다.
상기 박막 증착용 조성물의 점도는 500cps 이하일 수 있다.
상술한 박막 증착용 조성물은 제1 박막 증착용 조성물일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 제1 박막 증착용 조성물을 기화시키는 단계, 및 상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물을 기판 위에 증착시키는 단계를 포함하는 박막의 제조방법을 제공한다.
상기 박막의 제조 방법은 제2 박막 증착용 조성물을 기화시키는 단계, 및 상기 기화된 제2 박막 증착용 조성물을 상기 기판 위에 증착시키는 단계를 더 포함하고,
상기 제2 박막 증착용 조성물은 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 나이오븀, 탄탈륨, 또는 이들의 조합을 포함하는 제2 유기금속 화합물을 포함할 수 있다.
상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물과 상기 기화된 제2 박막 증착용 조성물은 기판 위에 함께 또는 각각 독립적으로 증착될 수 있다.
상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물과 상기 기화된 제2 박막 증착용 조성물은 기판 위에 함께 또는 교대로 증착될 수 있다.
상기 제1 박막 증착용 조성물을 기화시키는 단계는 상기 제1 박막 증착용 조성물을 300℃ 이하의 온도에서 가열하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물을 기판 위에 증착시키는 단계는 상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물을 반응가스와 반응시키는 단계를 더 포함하고,
상기 반응가스는 수증기(H2O), 산소(O2), 오존(O3), 플라즈마, 과산화수소(H2O2), 암모니아(NH3) 또는 하이드라진(N2H4), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물을 기판 위에 증착시키는 단계는 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD) 또는 유기 금속 화학 증착법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition; MOCVD)을 이용하여 수행될 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 일 구현예에 따른 박막 증착용 조성물로부터 제조되는 박막을 제공한다.
또 다른 구현예에 따르면, 일 구현예에 따른 박막을 포함하는 반도체 소자를 제공한다.
박막 증착용 조성물의 점도와 휘발성을 개선할 수 있고, 상기 박막 증착용 조성물로부터 제조된 박막을 포함함으로써 전기적 특성에 대한 신뢰성이 높은 반도체 소자를 제공할 수 있다.
도 1은 실시예 1-1 내지 1-7, 실시예 2-1 내지 2-7 및 비교예 1에 따른 박막 증착용 조성물에서, 화학식 2-1의 유기금속 화합물과 트리헵틸아민, 및 트리옥틸아민의 함량에 따른 박막 증착용 조성물의 점도를 도시한 그래프이다.
도 2는 실시예 1-4, 2-4, 및 비교예 2-4에 따른 박막 증착용 조성물의 온도에 따른 중량 변화율을 나타낸 그래프이다.
도 3은 실시예 1-4, 실시예 2-4, 비교예 1 및 비교예 2-4에 따른 박막 증착용 조성물의 500℃에서 시간에 따른 중량 변화율을 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
이하 본 명세서에서 특별한 정의가 없는 한, 층, 막, 박막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하 본 명세서에서, 특별한 정의가 없는 한, "이들의 조합"이란 구성물의 혼합물, 복합체, 배위화합물, 적층물, 합금 등을 의미한다.
이하 본 명세서에서 특별한 정의가 없는 한, "치환"이란 수소 원자가 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, -NRR’(여기서, R 및 R’은, 각각 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 포화 또는 불포화 지방족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 포화 또는 불포화 지환족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 탄화수소기이다), -SiRR’R” (여기서, R, R’, 및 R”은, 각각 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 포화 또는 불포화 지방족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 포화 또는 불포화 지환족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 탄화수소기이다), C1 내지 C20 알킬기, C1 내지 C10 할로알킬기, C1 내지 C10 알킬실릴기, C3 내지 C30 사이클로알킬기, C6 내지 C30 아릴기, C1 내지 C20 알콕시기, 또는 이들의 조합으로 치환된 것을 의미한다. "비치환"이란 수소 원자가 다른 치환기로 치환되지 않고 수소 원자로 남아있는 것을 의미한다.
본 명세서에서, "헤테로"란, 별도의 정의가 없는 한, 하나의 작용기 내에 N, O, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 1 내지 3개 함유하고, 나머지는 탄소인 것을 의미한다.
본 명세서에서 "알킬(alkyl)기"란, 별도의 정의가 없는 한, 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소기를 의미한다. 알킬기는 어떠한 이중결합이나 삼중결합을 포함하고 있지 않은 "포화 알킬(saturated alkyl)기"일 수 있다. 상기 알킬기는 C1 내지 C20인 알킬기일 수 있다. 예를 들어, 상기 알킬기는 C1 내지 C10 알킬기, C1 내지 C8 알킬기, C1 내지 C6 알킬기, 또는 C1 내지 C4 알킬기일 수 있다. 예를 들어, C1 내지 C4 알킬기는 메틸, 에틸, 프로필, 아이소프로필, n-부틸, 아이소부틸, sec-부틸, 또는 tert-부틸기일 수 있다.
본 명세서에서, "포화 지방족 탄화수소기"란, 별도의 정의가 없는 한, 분자 내 탄소와 탄소원자 사이의 결합이 단일결합으로 이루어진 탄화수소기를 의미한다. 상기 포화 지방족 탄화수소기는 C1 내지 C20 포화 지방족 탄화수소기일 수 있다. 예를 들어, 상기 포화 지방족 탄화수소기는 C1 내지 C10 포화 지방족 탄화수소기, C1 내지 C8 포화 지방족 탄화수소기, C1 내지 C6 포화 지방족 탄화수소기 C1 내지 C4 포화 지방족 탄화수소기, C1 내지 C2 포화 지방족 탄화수소기일 수 있다. 예를 들어, C1 내지 C6 포화 지방족 탄화수소기는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, n-부틸기, 아이소부틸기, sec-부틸기, 2,2-디메틸프로필기 또는 tert-부틸기일 수 있다.
본 명세서에서, "아민기"는 1차 아민기, 2차 아민기, 3차 아민기를 의미한다.
본 명세서에서, "실릴 아민기"는 하나 또는 복수 개의 실릴기가 질소원자에 치환된 1차 내지 3차 아민기를 의미하며, 실릴기 내 수소 원자는 할로겐(-F, -Cl, -Br, 또는 -I), 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기로 치환되어 있을 수 있다.
본 명세서에서 "유기금속 화합물"은 금속 원소와 탄소, 산소, 또는 질소 원소의 화학 결합을 포함하는 화합물로서, 여기서, 화학결합은 공유 결합, 이온결합, 및 배위결합을 포함하는 것을 의미한다.
본 명세서에서 "리간드"는 금속 이온의 주위에 화학결합하는 분자 또는 이온을 의미하며, 상기 분자는 유기 분자일 수 있고, 여기서, 화학결합은 공유 결합, 이온결합, 및 배위결합을 포함하는 것을 의미한다.
본 명세서에서 점도는 하기 측정 조건에서 측정된 것을 기준으로 한다.
[점도 측정 조건]
ㆍ 점도 측정계:　RVDV-Ⅱ (BROOKFIELD社)
ㆍ Spindle No.: CPA-40Z
ㆍ Torque/RPM: 20~80% Torque/ 1~100 RPM
ㆍ 측정 온도(sample cup 온도): 25℃
화학 기상 증착 공정(CVD) 또는 원자층 증착 공정(ALD)으로 고유전율, 및 높은 전기용량(Capactiance)을 가지는 박막을 제조하기 위하여, 알칼리토금속을 포함하는 유기금속 화합물이 사용되고 있다. 상기 알칼리토금속은 II족 원소를 의미하며, 예를 들어, 스트론튬, 바륨, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 그러나, 상기 유기금속 화합물은 대부분 고체이거나 증기압이 낮으므로, 화학 기상 증착 공정(CVD) 또는 원자층 증착 공정(ALD)으로 박막을 균일하게 형성하기 어렵다. 따라서, 고유전율, 및 높은 전기용량(Capactiance)을 가지면서도, 기화가 용이하고 열적으로 안정한 박막 증착용 조성물이 필요하다.
일 구현예에 따르면, 스트론튬, 바륨, 또는 이들의 조합을 포함하는 유기금속 화합물, 및 하기 화학식 1로 표시되는 적어도 하나의 비공유 전자쌍 함유 화합물을 포함하는 박막 증착용 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
R1R2R3N
상기 화학식 1에서, R1 내지 R3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C3 내지 C15 알킬기이다.
일 예로, 상기 유기금속 화합물은 1종 이상의 1가의 리간드, 1종 이상의 2가의 리간드 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 유기금속 화합물은 2개 이상의 리간드를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 2개 또는 3개의 리간드를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 유기금속 화합물은 치환 또는 비치환된 사이클로펜타다이엔계 리간드, 치환 또는 비치환된 β-다이케토네이트계 리간드, 치환 또는 비치환된 케토이미네이트계 리간드, 치환 또는 비치환된 피롤계 리간드, 치환 또는 비치환된 이미다졸계 리간드, 치환 또는 비치환된 아미디네이트계 리간드, 치환 또는 비치환된 알콕사이드계 리간드, 치환 또는 비치환된 아마이드계 리간드, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 유기금속 화합물은 하기 화학식 2로 표현될 수 있다.
[화학식 2]
M(A)2
상기 화학식 2에서, M은 알칼리 토금속이고, A는 치환 또는 비치환된 사이클로펜타다이엔계 리간드, 치환 또는 비치환된 β-다이케토네이트계 리간드, 치환 또는 비치환된 케토이미네이트계 리간드, 치환 또는 비치환된 피롤계 리간드, 치환 또는 비치환된 이미다졸계 리간드, 치환 또는 비치환된 아미디네이트계 리간드, 치환 또는 비치환된 알콕사이드계 리간드, 치환 또는 비치환된 아마이드계 리간드, 또는 이들의 조합이다.
일 예로, M은 스트론튬, 바륨, 또는 이들의 조합일 수 있다.
일 예로, A는 하기 화학식 3으로 표현되는 화합물로부터 유래될 수 있고,
[화학식 3]
Figure pat00002
상기 화학식 3에서, Ra 내지 Re는 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이다.
특정 이론에 구속되기를 원하는 것은 아니나, 상기 화학식 2로 표현되는 유기금속 화합물은, 유기 금속 M이 상기 화학식 3으로 표현되는 2 개 화합물의 5각 고리를 구성하는 탄소 중 어느 하나와 각각 단일결합하거나, 또는 상기 화학식 3으로 표현되는 2 개 화합물의 5각 고리를 구성하는 5개의 탄소 원자들에 비편재화된 전자쌍과 각각 결합하는 것으로 볼 수 있다.
상기 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기는 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C15 알킬기, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 알킬기, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬기 또는 이들의 조합일 수 있다. 구체적으로, 상기 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기는 치환 또는 비치환된 메틸기, 치환 또는 비치환된 에틸기, 치환 또는 비치환된 프로필기, 치환 또는 비치환된 부틸기, 치환 또는 비치환된 펜틸기, 치환 또는 비치환된 헥실기, 치환 또는 비치환된 헵틸기, 치환 또는 비치환된 옥틸기, 치환 또는 비치환된 노닐기, 치환 또는 비치환된 데실기, 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
일 예로, 상기 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 선형 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 분지형 알킬기, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 C1 내지 C20 선형 알킬기는 치환 또는 비치환된 메틸기, 치환 또는 비치환된 에틸기, 치환 또는 비치환된 n-프로필기, 치환 또는 비치환된 n-부틸기, 치환 또는 비치환된 n-펜틸기, 치환 또는 비치환된 n-헥실기, 치환 또는 비치환된 n-헵틸기, 치환 또는 비치환된 n-옥틸기, 또는 이들의 조합일 수 있다.
또한, 상기 치환 또는 비치환된 분지형 C3 내지 C20 알킬기는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 iso-알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 sec-알킬기, 치환 또는 비치환된 C4 내지 C20 tert-알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C5 내지 C20 neo-알킬기일 수 있다. 구체적으로, 상기 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 분지형 알킬기는 치환 또는 비치환된 iso-프로필기, 치환 또는 비치환된 iso-부틸기, 치환 또는 비치환된 sec-부틸기, 치환 또는 비치환된 tert-부틸기, 치환 또는 비치환된 iso-펜틸기, 치환 또는 비치환된 sec-펜틸기, 치환 또는 비치환된 tert-펜틸기 또는 치환 또는 비치환된 neo-펜틸기일 수 있으나, 바람직하게는 치환 또는 비치환된 iso-프로필기, 치환 또는 비치환된 sec-부틸기, 또는 이들의 조합일 수 있다.
일 예로, Ra 내지 Re 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기 일 수 있고, Ra 내지 Re 중 적어도 둘은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기 일 수 있고, Ra 내지 Re 중 2개 내지 4개는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기 일 수 있다. 여기서, 상기 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기는 전술한 바와 같다.
일 예로, Ra 내지 Re 중 적어도 하나는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 분지형 알킬기일 수 있고, Ra 내지 Re 중 적어도 둘은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 분지형 알킬기 일 수 있고, Ra 내지 Re 중 2개 또는 3개는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 분지형 알킬기 일 수 있다. 여기서, 상기 치환 또는 비치환된 분지형 C3 내지 C20 분지형 알킬기는 전술한 바와 같다.
일 예로, Rb, Rc, 및 Re는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 분지형 알킬기일 수 있다. 여기서, 상기 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 분지형 알킬기는 전술한 바와 같다.
일 예로, Rb, Rc, 및 Re는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 iso-알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 sec-알킬기, 또는 이들의 조합일 수 있다.
일 예로, Rb, Rc, 및 Re는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 iso-프로필기, 치환 또는 비치환된 iso-부틸기, 치환 또는 비치환된 sec-부틸기, 또는 이들의 조합일 수 있다.
일 예로, Ra 내지 Re 중 적어도 하나는 수소일 수 있고, 예를 들어, Ra 및 Rd는 수소일 수 있다.
일 예로, Rb, 및 Re는 서로 같거나 다를 수 있다.
일 예로, 상기 화학식 3에서 유래된 두 개의 A는 서로 같거나 다를 수 있으나, 바람직하게는 서로 같을 수 있다. 구체적으로, 상기 화학식 3의 Ra는 서로 같거나 다를 수 있으나 바람직하게는 서로 같을 수 있고, Rb는 서로 같거나 다를 수 있으나 바람직하게는 서로 같을 수 있고, Rc는 서로 같거나 다를 수 있으나 바람직하게는 서로 같을 수 있고, Rd는 서로 같거나 다를 수 있으나 바람직하게는 서로 같을 수 있고, Re는 서로 같거나 다를 수 있으나 바람직하게는 서로 같을 수 있다.
일 예로, 상기 화학식 2로 표시되는 유기금속 화합물은 Sr(iPr3Cp)2, Sr(tertBu3Cp)2, Sr(secBu3Cp)2, Sr(Me5Cp)2, Sr(Me4,EtCp)2, Sr(Me4,nPrCp)2, Sr(Me4,nBuCp)2, Sr(iPr2,secBuCp)2, Sr(iPr2,Et2Cp)2, Sr(iBu,secBu2Cp)2, 또는 이들의 조합일 수 있다. 여기에서, Cp는 사이클로펜타다이엔에서 유래되는 기를 의미하고, i는 iso, sec는 secondary, tert는 tertiary, n은 normal, Me는 메틸기, Et는 에틸기, Pr은 프로필기, Bu는 부틸기를 각각 의미한다.
상기 박막 증착용 조성물은 1종 또는 2종 이상의 전술한 유기금속 화합물을 포함할 수 있고, 구체적으로 전술한 화학식 2로 표현되는 1종 또는 2종 이상의 유기금속 화합물을 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 유기금속 화합물은 박막 증착용 조성물의 총 중량을 기준으로 10 중량% 내지 90 중량%로 포함될 수 있고, 예컨대, 15 내지 80중량%. 20 내지 70 중량%. 또는 25 내지 60 중량%로 포함될 수 있다.
전술한 알칼리 토금속을 포함하는 유기금속 화합물은 상온(예컨대, 약 20 ± 5℃, 1기압)에서 고체 또는 액체일 수 있고, 대부분의 전술한 알칼리 토금속을 포함하는 유기금속 화합물은 고 유전율을 나타내나, 높은 점도와 낮은 휘발성을 가진다. 예컨대, 상기 유기금속 화합물은 상온(예컨대, 약 20 ± 5℃, 1기압)에서 고체이거나 500cps이상의 점도, 및/또는 낮은 휘발성을 갖는 액체일 수 있다. 그러나, 전술한 박막 증착용 조성물은 비공유 전자쌍 함유 화합물을 함께 포함함으로써, 상온(예컨대, 약 20 ± 5℃, 1기압)에서 저점도이면서 고휘발성을 나타내는 액체일 수 있다. 이에 따라, 상기 박막 증착용 조성물의 유체 채널을 통한 수송(Liquid Delievery System, LDS 공정)이 용이할 수 있고, 상기 박막 증착용 조성물이 비교적 저온에서 용이하게 기화되어 증착될 수 있다.
일 예로, 전술한 바와 같이, 상기 비공유 전자쌍 함유 화합물은 상기 화학식 1 로 표현될 수 있다. 상기 화학식 1에서, R1 내지 R3은 서로 같거나 다를 수 있으나, 바람직하게는 서로 같을 수 있다.
일 예로, R1 내지 R3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C4 내지 C13 알킬기, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C4 내지 C10 알킬기, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C4 내지 C8 알킬기, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C5 내지 C13 알킬기, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C13 알킬기, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C13 알킬기, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C8 알킬기 또는 이들의 조합일 수 있다.
일 예로, R1 내지 R3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 펜틸기, 치환 또는 비치환된 헥실기, 치환 또는 비치환된 헵틸기, 치환 또는 비치환된 옥틸기, 치환 또는 비치환된 노닐기, 또는 치환 또는 비치환된 데실기일 수 있다.
일 예로, 상기 비공유 전자쌍 함유 화합물은 트리펜틸아민, 트리헥실아민, 트리헵틸아민, 트리옥틸아민, 트리노닐아민, 또는 이들의 조합일 수 있다.
일 예로, 상기 비공유 전자쌍 함유 화합물은 상온(예컨대, 약 20 ± 5℃, 1기압)에서 액체일 수 있고, 상기 액체인 비공유 전자쌍 함유 화합물의 점도는 상기 유기금속 화합물의 점도와 다를 수 있고, 바람직하게는 상기 유기금속 화합물의 점도보다 낮을 수 있다.
일 예로, 상기 비공유 전자쌍 함유 화합물의 점도는 약 100cps이하, 예를 들어, 약 1 cps 내지 75cps, 약 1 cps 내지 50 cps, 또는 약 1 cps 내지 25 cps 일 수 있다.
일 예로, 상기 비공유 전자쌍 함유 화합물은 Ar(아르곤)가스 대기 하, 1기압에서　열중량분석(thermogravimetric analysis)시, 상기 비공유 전자쌍 함유 화합물의 초기 중량 대비 50%의 중량 감소가 일어나는 온도가 약 150℃ 이상일 수 있고, 예를 들어, 약 150℃ 내지 400℃, 약 175℃ 내지 350℃, 또는 약 200℃ 내지 300℃ 일 수 있다.
상기 박막 증착용 조성물은 1종 또는 2종 이상의 전술한 비공유 전자쌍 함유 화합물을 포함할 수 있고, 구체적으로 전술한 화학식 1로 표현되는 1종 또는 2종 이상의 비공유 전자쌍 함유 화합물을 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 비공유 전자쌍 함유 화합물은 박막 증착용 조성물의 총 중량을 기준으로 10 중량% 내지 90 중량%로 포함될 수 있고, 예컨대, 15 내지 80 중량%. 20 내지 70중량%. 또는 25 내지 60중량%로 포함될 수 있다. 이에 따라, 상기 박막 증착용 조성물의 유체 채널을 통한 수송(Liquid Delievery System, LDS 공정)이 용이할 수 있다.
상기 유기 금속 화합물(m1)과 상기 비공유 전자쌍 함유 화합물(m2)의 당량비(m2/m1)가 0.1 내지 5 일 수 있고, 예컨대, 0.25 내지 4, 0.4 내지 3 또는 0.5 내지 2일 수 있다. 이에 따라, 상기 박막 증착용 조성물의 유체 채널을 통한 수송(Liquid Delievery System, LDS 공정)이 용이할 수 있다.
Ar(아르곤)가스 대기 하, 1기압에서 열중량 분석법(thermogravimetric analysis; TGA) 측정 시, 상기 유기 금속 화합물의 초기 중량 대비 50% 감소가 일어나는 온도와 상기 비공유 전자쌍 함유 화합물의 초기 중량 대비 50% 감소가 일어나는 온도의 차이가 90℃ 이하일 수 있고, 예를 들어, 0℃ 내지 90℃, 0℃ 내지 70℃, 또는 0℃ 내지 60℃ 일 수 있다.
이에 따라, 상기 박막 증착용 조성물의 기화 시, 유기 금속 화합물 및 비공유 전자쌍 함유 화합물 중 어느 하나가 먼저 기화된 후 다른 하나가 기화(2 step 기화)되지 않고, 함께 기화(1 step 기화)되어 균일하게 증착될 수 있다.
일 예로, Ar(아르곤)가스 대기 하, 1기압에서　열중량분석(thermogravimetric analysis)시, 상기 박막 증착용 조성물의 초기 중량 대비 50%의 중량 감소가 일어나는 온도는 상기 유기금속 화합물의 초기 중량 대비 50%의 중량 감소가 일어나는 온도, 및 상기 비공유 전자쌍 함유 화합물의 초기 중량 대비 50%의 중량 감소가 일어나는 온도보다 낮을 수 있다. 즉, 박막 증착용 조성물의 휘발성이 상기 박막 증착용 조성물에 포함된 각각의 유기금속 화합물, 및 비공유 전자쌍 함유 화합물의 휘발성보다 높을 수 있다. 이에 따라, 상기 박막 증착용 조성물이 비교적 저온에서 용이하게 기화되어 증착될 수 있으며, 균일한 박막을 형성할 수 있다.
일 예로, 상기 박막 증착용 조성물의 점도가 500cps 이하일 수 있고 예를 들어, 300cps 이하, 200cps 이하, 100cps 이하, 또는 50cps 이하일 수 있고, 예를 들어, 1 내지 300cps, 1 내지 200cps, 1 내지 100cps, 또는 1 내지 50 cps일 수 있다. 이에 따라, 상기 박막 증착용 조성물의 유체 채널을 통한 수송(Liquid Delievery System, LDS 공정)이 용이할 수 있다.
상술한 박막 증착용 조성물은 상술한 유기금속 화합물, 및 상술한 비공유 전자쌍 함유 화합물 외의 다른 화합물을 더 포함할 수 있다.
전술한 박막 증착용 조성물은 제1 박막 증착용 조성물일 수 있다.
다른 구현예에 따른 박막의 제조 방법은 제1 박막 증착용 조성물을 기화시키는 단계, 및 상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물을 기판 위에 증착시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 제1 박막 증착용 조성물을 기화시키는 단계는 제1 반응기로 상기 제1 박막 증착용 조성물을 제공하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 제1 반응기로 상기 제1 박막 증착용 조성물을 제공하는 단계는 유체 채널을 통해 상기 제1 반응기로 상기 제1 박막 증착용 조성물을 제공하는 것일 수 있다.
일 예로, 상기 제1 박막 증착용 조성물을 기화시키는 단계는 300℃ 이하의 온도에서 상기 제1 박막 증착용 조성물을 가열하는 단계를 포함할 수 있고, 예를 들어, 약 50 ℃ 내지 300℃, 약 50℃ 내지 250℃, 또는 약 50℃ 내지 200℃ 의 온도에서 상기 제1 박막 증착용 조성물을 열처리하는 단계를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 박막의 제조 방법은 제2 박막 증착용 조성물을 기화시키는 단계, 및 상기 기화된 제2 박막 증착용 조성물을 상기 기판 위에 증착시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 박막 증착용 조성물은 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 나이오븀, 탄탈륨, 또는 이들의 조합을 포함하는 제2 유기금속 화합물을 포함할 수 있고, 상기 제2 유기금속 화합물은 치환 또는 비치환된 사이클로펜타다이엔계 리간드, 치환 또는 비치환된 β-다이케토네이트계 리간드, 치환 또는 비치환된 케토이미네이트계 리간드, 치환 또는 비치환된 피롤계 리간드, 치환 또는 비치환된 이미다졸계 리간드, 치환 또는 비치환된 아미디네이트계 리간드, 치환 또는 비치환된 알콕사이드계 리간드, 치환 또는 비치환된 아마이드계 리간드, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 제2 박막 증착용 조성물은 상기 제2 유기금속 화합물 외의 용매를 더 포함하거나 포함하지 않을 수 있고, 용매를 더 포함하지 않을 경우, 상기 제2 유기금속 화합물은 상온 예컨대, 약 20 ± 5℃, 1기압)에서 액체 상태일 수 있다. 상기 제2 박막 증착용 조성물이 용매를 더 포함할 경우, 상기 용매는 유기 용매로서, 예를 들어, 디에틸에테르, 석유에테르, 테트라하이드로퓨란 또는 1,2-디메톡시에탄과 같은 극성 용매를 포함할 수 있다. 상기 유기 용매를 포함하는 경우, 상기 유기 금속 화합물 대비 2배의 몰수 비로 포함될 수 있다. 이로써 박막 증착용 조성물에 포함되는 유기 금속 화합물은 상기 유기 용매에 의해 배위(coordination)될 수 있으며, 이로 인해 유기 금속 화합물의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 따라서, 유기 금속 화합물에 포함된 중심 금속 원자가 주위의 다른 유기 금속 화합물과 반응하여 올리고머를 생성하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 유기 용매를 포함하는 박막 증착용 조성물은 단분자로 존재하는 유기 금속 화합물의 증기압을 더욱 상승시킬 수 있다.
일 예로, 상기 제2 박막 증착용 조성물을 기화시키는 단계는 (유체 채널을 통해) 상기 제1 반응기, 또는 상기 제1 반응기와 다른 제2 반응기로 상기 제2 박막 증착용 조성물을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 제2 박막 증착용 조성물을 기화시키는 단계는 상기 제2 박막 증착용 조성물을 약 200℃ 이하의 온도에서 가열하는 단계를 포함할 수 있고, 예를 들어, 상기 제2 박막 증착용 조성물을 약 30 ℃ 내지 200℃, 약 30 ℃ 내지 175℃, 또는 약 30 ℃ 내지 150℃ 의 온도에서 가열하는 단계를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 제1 박막 증착용 조성물과 상기 제2 박막 증착용 조성물은 함께 또는 각각 독립적으로 기화될 수 있다. 상기 제1 박막 증착용 조성물과 상기 제2 박막 증착용 조성물이 각각 독립적으로 기화된 경우, 상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물과 상기 기화된 제2 박막 증착용 조성물은 기판 위에 함께 또는 각각 독립적으로 증착될 수 있고, 예를 들어, 교대로 증착될 수 있다.
일 예로, 상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물을 기판 위에 증착시키는 단계는 상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물을 반응가스와 반응시키는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 기화된 제2 박막 증착용 조성물을 기판 위에 증착시키는 단계는 상기 기화된 제2 박막 증착용 조성물을 반응가스와 반응시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 반응가스는 산화제일 수 있고, 예를 들어, 수증기(H2O), 산소(O2), 오존(O3), 플라즈마, 과산화수소(H2O2), 암모니아(NH3) 또는 하이드라진(N2H4), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
증착 방법은 특별히 한정되지는 않으나, 전술한 박막의 제조방법은 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD) 또는 유기 금속 화학 증착법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition; MOCVD)을 이용하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물, 및/또는 상기 기화된 제2 박막 증착용 조성물을 기판 위에 증착시키는 단계는 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD) 또는 유기 금속 화학 증착법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition; MOCVD)을 이용하여 수행될 수 있다.
일 예로, 상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물, 및/또는 상기 기화된 제2 박막 증착용 조성물을 상기 기판 위에 증착하는 단계는, 100℃ 내지 1000 ℃ 온도에서 수행되는 것일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 일 구현예에 따른 박막 증착용 조성물로부터 제조되는 박막을 제공한다. 상기 박막은 일 구현예에 따른 박막의 제조방법으로 제조되는 박막일 수 있다.
예컨대, 상기 박막은 페로브스카이트 박막일 수 있고, 예컨대, 상기 박막은 산화스트론튬티타늄계, 산화바륨스트론튬티타늄계, 산화루비듐스트론튬계, 산화세륨스트론튬계 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 박막은 SrTiO3, Ba-xSr1-xTiO3(여기서, x는 0.1~0.9), SrRuO3, SrcCeO3 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 박막의 두께는 약 10 nm미만일 수 있고, 상기 박막의 유전상수 값은 약 50 이상일 수 있다. 이에 따라, 상기 박막은 미세한 패턴을 형성하면서도, 균일한 두께, 및 우수한 누설 전류특성을 가질 수 있다.
상기 박막은 높은 유전율, 및 높은 전기용량을 나타내는 균일한 박막일 수 있고, 우수한 절연 특성을 나타낼 수 있다. 이에 따라, 상기 박막은 절연막일 수 있고, 상기 절연막은 전기 전자 소자에 포함될 수 있다. 상기 전기 전자 소자는 반도체 소자일 수 있고, 상기 반도체 소자는 예를 들어, 동적 램(Dynamic random-access memory, DRAM)일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 일 구현예에 따른 박막을 포함하는 반도체 소자를 제공한다. 상기 반도체 소자는 일 구현예에 따른 박막을 포함함으로써, 전기적 특성, 및 신뢰성이 개선될 수 있다.
이하 실시예를 통하여 상술한 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 권리범위를 제한하는 것은 아니다.
박막 증착용 조성물의 제조
실시예 1-1 내지 1-7 및 비교예 1
하기 표 1에 기재된 조성으로, 하기 화학식 2-1의 유기금속 화합물(SR8820, 이레즈테크(EREZTECH)社; TGA 50wt% 감량 온도 = 265℃, 상온에서 고체)과 트리헵틸아민(I0361, TCI社; TGA 50wt% 감량 온도 = 243℃, 상온에서 액체)을 혼합, 및 교반하여 박막 증착용 조성물(상온에서 액체)을 제조하였다.
[화학식 2-1]
Sr(A)2 (여기서, A는
Figure pat00003
이다.)
유기금속 화합물(g) 비공유 전자쌍 함유 화합물(g) 당량비
(m2/m1)		 비공유 전자쌍 함유 화합물의 함량(wt%) TGA
감량
거동		 점도
(cps)
비교예 1 1.00 트리헵틸 아민 0.00 0.0 0.00 단일 916
실시예 1-1 1.00 0.17 0.25 14.20 단일 89.1
실시예 1-2 1.00 0.33 0.50 24.87 단일 41.5
실시예 1-3 1.00 0.50 0.75 33.18 단일 26.5
실시예 1-4 1.00 0.66 1.0 39.83 단일 21.1
실시예 1-5 1.00 1.32 2.0 56.97 단일 11.6
실시예 1-6 1.00 1.99 3.0 66.51 단일 9.3
실시예 1-7 1.00 3.31 5.0 76.80 단일 7.3
실시예 2-1 내지 2-7
하기 표 2에 기재된 조성으로, 상기 화학식 2-1의 유기금속 화합물과 트리옥틸아민(I0362, TCI社; TGA 50wt% 감량 온도 = 269℃, 상온에서 액체)을 혼합, 및 교반하여 박막 증착용 조성물(상온에서 액체)을 제조하였다.
유기금속 화합물(g) 비공유 전자쌍 함유 화합물(g) 당량비
(m2/m1)		 비공유 전자쌍 함유 화합물의 함량(wt%) TGA
감량
거동		 점도
(cps)
실시예 2-1 2.00 트리옥틸
아민		 0.35 0.25 14.89 단일 94.8
실시예 2-2 2.00 0.75 0.50 27.28 단일 45.2
실시예 2-3 2.00 1.13 0.75 36.10 단일 30.1
실시예 2-4 1.00 0.75 1.0 42.86 단일 25.4
실시예 2-5 1.00 1.50 2.0 60.00 단일 15.9
실시예 2-6 1.00 2.26 3.0 69.33 단일 12.3
실시예 2-7 1.00 3.76 5.0 78.99 단일 10.3
비교예 2-1 내지 2-7
하기 표 3에 기재된 조성으로, 상기 화학식 2-1의 유기금속 화합물과 트리에틸아민(I0424, TCI社; TGA 50wt% 감량 온도 = 40.4℃, 상온에서 액체)을 혼합, 및 교반하여 박막 증착용 조성물(상온에서 액체)을 제조하였다.
유기금속 화합물(g) 비공유 전자쌍 함유 화합물(g) 당량비
(m2/m1)		 비공유 전자쌍 함유 화합물의 함량(wt%) TGA
감량
거동		 점도
(cps)
비교예 2-1 2.00 트리에틸
아민		 0.11 0.25 5.10 이단 86.3
비교예 2-2 2.00 0.21 0.50 9.71 이단 39.2
비교예 2-3 2.00 0.32 0.75 13.90 이단 24.8
비교예 2-4 1.00 0.22 1.0 17.71 이단 18.8
비교예 2-5 1.00 0.43 2.0 30.09 이단 9.42
비교예 2-6 1.00 0.65 3.0 39.23 이단 6.44
비교예 2-7 1.00 1.08 5.0 52.83 이단 3.95
평가 1
상기 실시예 및 비교예에 따른 박막 증착용 조성물의 점도를 각각 하기 점도 측정 조건에서 측정하여 상기 표 1 내지 표 3, 및 도 1에 그 결과를 나타내었다.
[점도 측정 조건]
ㆍ 점도 측정계:　RVDV-Ⅱ (BROOKFIELD社)
ㆍ Spindle No.: CPA-40Z
ㆍ Torque/RPM: 20~80% Torque/ 1~100 RPM
ㆍ 측정 온도(sample cup 온도): 25℃
상기 표 1 내지 표 3, 및 도 1을 참고하면, 비교예 1에 따른 박막 증착용 조성물은 상온에서 고체이나, 실시예 1-1 내지 2-7에 따른 박막 증착용 조성물은 유체 채널을 통해 수송하기에(Liquid Delivery System) 충분한 낮은 점도를 가지는 액체인 것을 확인할 수 있다.
평가 2
상기 실시예 및 비교예에 따른 박막 증착용 조성물의 기화 양상을 Ar(아르곤) 가스 하, 1기압에서 열중량 분석법(thermogravimetric analysis, TGA)에 의해 평가한다. (측정장비: TG209F3, NETZSCH社)
상기 실시예 및 비교예에 따른 박막 증착용 조성물을 각각 20±2 mg씩 취하여 알루미나 시료용기에 넣은 후 10 ℃/min. 의 속도로 500℃까지 승온시키면서 각각의 박막 증착용 조성물의 온도에 따른 중량 변화율을 측정하였다.
또한, 상기 실시예 및 비교예에 따른 박막 증착용 조성물을 각각 20±2 mg씩 취하여 알루미나 시료용기에 넣은 후 500℃를 유지시키면서 각각의 박막 증착용 조성물의 시간에 따른 중량 변화율을 측정하였다.
상기 중량 변화율은 하기 계산식 1에 의해 계산한 값이다.
[계산식 1]
중량 변화율(%) = (열처리 후 중량/초기중량) x 100%
실시예 및 비교예에 따른 박막 증착용 조성물의 온도에 따른 중량 변화율을 도 2에 나타내고, 실시예 및 비교예에 따른 박막 증착용 조성물의 500℃ 하 시간에 따른 중량 변화율을 표 1 내지 표 3, 및 도 3에 나타냈다.
도 2를 참고하면, 실시예 1-4 및 실시예 2-4에 따른 박막 증착용 조성물의 초기 중량 대비 50%의 중량 감소가 일어나는 온도는 상기 박막 증착용 조성물에 포함된 유기금속 화합물, 및 비공유 전자쌍 함유 화합물 각각의 초기 중량 대비 50%의 중량 감소가 일어나는 온도보다 낮은 것을 확인할 수 있다.
또한, 표 1 내지 표 3, 도 2 및 도 3을 참고하면, 실시예에 따른 박막 증착용 조성물은 단일 휘발 거동(1 step 기화)을 보이는 반면, 비교예 2-1 내지 2-7의 조성물은 각각의 박막 증착용 조성물에 포함된 유기금속 화합물, 및 비공유 전자쌍 함유 중 어느 하나가 먼저 기화된 후 다른 하나가 기화되는 이단 휘발 거동(2 step 기화)을 보이는 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 3에서 비교예 1에 비해 실시예 1-4 및 실시예 2-4에 따른 박막 증착용 조성물의 기울기의 절대값이 더 크므로, 유기금속 화합물 만을 포함하는 박막 증착용 조성물에 비해 유기금속 화합물과 상기 화학식 1로 표현되는 비공유 전자쌍 함유 화합물을 함께 포함하는 실시예에 따른 박막 증착용 조성물의 휘발성이 더 우수한 것을 확인할 수 있다.
정리하면, 표 1 내지 3, 및 도 1 내지 3을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 박막 증착용 조성물은 균일한 박막을 증착하기에 보다 적합한 것을 확인할 수 있다.
박막의 제조
상기 실시예 1-1 내지 2-7에 따른 박막 증착용 조성물을 버블러 타입의 300cc 캐니스터에 200g 충진하고, ALD 장비를 사용하여 박막을 제조하였다.
상기 박막 증착용 조성물이 충분히 공급될 수 있도록, 캐니스터를 50 내지 150℃로 가열하고, 배관에 상기 박막 증착용 조성물이 응축되는 것을 방지하기 위하여 배관을 캐니스터 온도보다 10℃ 이상 높게 가열하였다. 이 때, 캐리어 가스로 고순도 (99.999%)의 Ar 가스를 사용하고, 상기 Ar 가스를 50~500sccm으로 흘려주면서 상기 박막 증착용 조성물을 공급하였다. 이후, 산화제 반응 가스로 오존 가스를 100~500sccm으로 흘려주고 상기 실리콘 기판의 온도를 200~450℃까지 변경하면서, 실리콘 기판 위에 박막을 증착하였다. 증착된 박막은 RTA(rapid thermal anneal) 장비를 이용하여 650℃에서 수 분간 열처리하였다.
제조된 박막의 증착 사이클에 따른 성장률(Growth per cycle, GPC)은 1.06±0.02Å/cycle 이고, 두께 균일성 (non-uniformity)은 5.0±0.5% 였으며, 340℃ 이상에서 성장된 박막에서 결정상이 관찰되었다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

Claims (19)

  1. 스트론튬, 바륨, 또는 이들의 조합을 포함하는 유기금속 화합물, 및
    하기 화학식 1로 표시되는 적어도 하나의 비공유 전자쌍 함유 화합물을 포함하는 박막 증착용 조성물:
    [화학식 1]
    R1R2R3N
    상기 화학식 1에서, R1 내지 R3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C3 내지 C15 알킬기이다.
  2. 제1항에서,
    상기 유기금속 화합물은 치환 또는 비치환된 사이클로펜타다이엔계 리간드, 치환 또는 비치환된 β-다이케토네이트계 리간드, 치환 또는 비치환된 케토이미네이트계 리간드, 치환 또는 비치환된 피롤계 리간드, 치환 또는 비치환된 이미다졸계 리간드, 치환 또는 비치환된 아미디네이트계 리간드, 치환 또는 비치환된 알콕사이드계 리간드, 치환 또는 비치환된 아마이드계 리간드, 또는 이들의 조합을 포함하는 박막 증착용 조성물.
  3. 제1항에서,
    상기 유기금속 화합물은 하기 화학식 2로 표현되는 박막 증착용 조성물:
    [화학식 2]
    M(A)2
    상기 화학식 2에서,
    M은 Sr 또는 Ba이고,
    A는 하기 화학식 3으로 표현되는 화합물로부터 유래되고,
    [화학식 3]
    Figure pat00004

    상기 화학식 3에서,
    Ra 내지 Re는 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이다.
  4. 제3항에서,
    Ra 내지 Re 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 분지형 알킬기인 박막 증착용 조성물.
  5. 제1항에서,
    상기 화학식 1에서, R1 내지 R3은 서로 같은 박막 증착용 조성물.
  6. 제1항에서,
    R1 내지 R3은 치환 또는 비치환된 펜틸기, 치환 또는 비치환된 헥실기, 치환 또는 비치환된 헵틸기, 치환 또는 비치환된 옥틸기, 치환 또는 비치환된 노닐기, 또는 치환 또는 비치환된 데실기인 박막 증착용 조성물.
  7. 제1항에서,
    상기 비공유 전자쌍 함유 화합물은 박막 증착용 조성물의 총 중량을 기준으로 10 중량% 내지 90 중량%로 포함되는 박막 증착용 조성물.
  8. 제1항에서,
    상기 유기 금속 화합물(m1)과 상기 비공유 전자쌍 함유 화합물(m2)의 당량비(m2/m1)가 0.1 내지 5 인 박막 증착용 조성물.
  9. 제1항에서,
    아르곤 가스 대기 하, 1기압에서 열중량 분석법 (thermogravimetric analysis; TGA) 측정 시, 상기 유기 금속 화합물의 초기 중량 대비 50%의 중량 감소가 일어나는 온도와 상기 비공유 전자쌍 함유 화합물의 초기 중량 대비 50%의 중량 감소가 일어나는 온도의 차이가 90℃ 이하인 박막 증착용 조성물.
  10. 제1항에서,
    아르곤 가스 대기 하, 1기압에서　열중량 분석법(thermogravimetric analysis) 측정 시, 상기 박막 증착용 조성물의 초기 중량 대비 50%의 중량 감소가 일어나는 온도는
    상기 유기금속 화합물의 초기 중량 대비 50%의 중량 감소가 일어나는 온도, 및 상기 비공유 전자쌍 함유 화합물의 초기 중량 대비 50%의 중량 감소가 일어나는 온도보다 낮은 박막 증착용 조성물.
  11. 제1항에서,
    상기 박막 증착용 조성물의 하기 조건에 따라 측정된 점도가 500cps 이하인 박막 증착용 조성물.
    [점도 측정 조건]
    ㆍ 점도 측정계:　RVDV-Ⅱ (BROOKFIELD社)
    ㆍ Spindle No.: CPA-40Z
    ㆍ Torque/RPM: 20~80% Torque/ 1~100 RPM
    ㆍ 측정 온도(sample cup 온도): 25℃
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 제1 박막 증착용 조성물을 기화시키는 단계, 및
    상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물을 기판 위에 증착시키는 단계를 포함하는 박막의 제조 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 박막의 제조 방법은 제2 박막 증착용 조성물을 기화시키는 단계, 및
    상기 기화된 제2 박막 증착용 조성물을 상기 기판 위에 증착시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 제2 박막 증착용 조성물은 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 나이오븀, 탄탈륨, 또는 이들의 조합을 포함하는 제2 유기금속 화합물을 포함하는 박막의 제조 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물과 상기 기화된 제2 박막 증착용 조성물은 기판 위에 함께 또는 각각 독립적으로 증착되는 박막의 제조 방법.
  15. 제13항에서,
    상기 제1 박막 증착용 조성물을 기화시키는 단계는 상기 제1 박막 증착용 조성물을 300℃ 이하의 온도에서 가열하는 단계를 포함하는 박막의 제조 방법.
  16. 제13항에서,
    상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물을 기판 위에 증착시키는 단계는 상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물을 반응가스와 반응시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 반응가스는 수증기(H2O), 산소(O2), 오존(O3), 플라즈마, 과산화수소(H2O2), 암모니아(NH3) 또는 하이드라진(N2H4), 또는 이들의 조합을 포함하는 박막의 제조 방법.
  17. 제13항에서,
    상기 기화된 제1 박막 증착용 조성물을 기판 위에 증착시키는 단계는 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD) 또는 유기 금속 화학 증착법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition; MOCVD)을 이용하여 수행되는 박막의 제조 방법.
  18. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 박막 증착용 조성물로부터 제조되는 박막.
  19. 제18항에 따른 박막을 포함하는 반도체 소자.
KR1020190125525A 2019-10-10 2019-10-10 박막 증착용 조성물, 박막 증착용 조성물을 이용한 박막의 제조 방법, 박막 증착용 조성물로부터 제조된 박막, 및 박막을 포함하는 반도체 소자 KR102618630B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190125525A KR102618630B1 (ko) 2019-10-10 2019-10-10 박막 증착용 조성물, 박막 증착용 조성물을 이용한 박막의 제조 방법, 박막 증착용 조성물로부터 제조된 박막, 및 박막을 포함하는 반도체 소자
CN202011057384.2A CN112652519A (zh) 2019-10-10 2020-09-30 薄膜沉积用组合物、薄膜制造方法、薄膜及半导体装置
TW109134587A TWI770628B (zh) 2019-10-10 2020-10-06 薄膜沉積用組合物、薄膜製造方法、薄膜及半導體裝置
US17/064,454 US11482593B2 (en) 2019-10-10 2020-10-06 Composition for depositing thin film, manufacturing method for thin film using the composition, thin film manufactured from the composition, and semiconductor device including the thin film
JP2020171114A JP7168624B2 (ja) 2019-10-10 2020-10-09 薄膜蒸着用組成物、薄膜蒸着用組成物を用いた薄膜の製造方法、薄膜蒸着用組成物から製造された薄膜、および薄膜を含む半導体素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190125525A KR102618630B1 (ko) 2019-10-10 2019-10-10 박막 증착용 조성물, 박막 증착용 조성물을 이용한 박막의 제조 방법, 박막 증착용 조성물로부터 제조된 박막, 및 박막을 포함하는 반도체 소자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210042680A true KR20210042680A (ko) 2021-04-20
KR102618630B1 KR102618630B1 (ko) 2023-12-26

Family

ID=75346598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190125525A KR102618630B1 (ko) 2019-10-10 2019-10-10 박막 증착용 조성물, 박막 증착용 조성물을 이용한 박막의 제조 방법, 박막 증착용 조성물로부터 제조된 박막, 및 박막을 포함하는 반도체 소자

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11482593B2 (ko)
JP (1) JP7168624B2 (ko)
KR (1) KR102618630B1 (ko)
CN (1) CN112652519A (ko)
TW (1) TWI770628B (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110064153A (ko) * 2009-12-07 2011-06-15 삼성전자주식회사 금속 유기 전구체, 이의 제조방법, 및 이를 이용한 전도성 금속막 또는 패턴 형성방법
US20130030191A1 (en) * 2011-02-08 2013-01-31 Air Products And Chemicals, Inc. Group IV Metal Complexes For Metal-Containing Film Deposition
KR20160027244A (ko) * 2006-03-10 2016-03-09 인티그리스, 인코포레이티드 티타네이트, 란타네이트 및 탄탈레이트 유전막의 원자층 증착 및 화학 증기 증착용 전구체 조성물

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI108375B (fi) 1998-09-11 2002-01-15 Asm Microchemistry Oy Menetelmõ eristõvien oksidiohutkalvojen valmistamiseksi
JP4216383B2 (ja) 1998-12-22 2009-01-28 Ｊｓｒ株式会社 二酸化チタン前駆体組成物およびその製造方法並びに二酸化チタン
JP4248312B2 (ja) 2002-10-31 2009-04-02 株式会社日本触媒 金属酸化物の製造方法
US20040215030A1 (en) 2003-04-22 2004-10-28 Norman John Anthony Thomas Precursors for metal containing films
KR101533844B1 (ko) 2007-06-26 2015-07-03 가부시키가이샤 코준도카가쿠 켄큐쇼 스트론튬 함유 박막 형성용 원료 및 그 제조 방법
US8471049B2 (en) 2008-12-10 2013-06-25 Air Product And Chemicals, Inc. Precursors for depositing group 4 metal-containing films
US8859785B2 (en) 2009-05-29 2014-10-14 Air Products And Chemicals, Inc. Volatile group 2 metal precursors
JPWO2012053433A1 (ja) 2010-10-22 2014-02-24 Jsr株式会社 アルミナ膜形成方法
US20130011579A1 (en) 2010-11-30 2013-01-10 Air Products And Chemicals, Inc. Metal-Enolate Precursors For Depositing Metal-Containing Films
JP5729592B2 (ja) * 2011-01-20 2015-06-03 国立研究開発法人産業技術総合研究所 超電導膜の製造方法並びに該方法により得られる仮焼成膜及び超電導膜
US20130260025A1 (en) 2012-03-30 2013-10-03 Air Products And Chemicals, Inc. Group 2 Imidazolate Formulations for Direct Liquid Injection
KR101399552B1 (ko) 2012-05-04 2014-05-27 한국화학연구원 스트론튬 전구체, 이의 제조방법, 및 이를 이용하여 박막을 형성하는 방법
KR20160036661A (ko) 2013-07-26 2016-04-04 프레지던트 앤드 펠로우즈 오브 하바드 칼리지 환식 아민의 금속 아미드
EP3539973A4 (en) 2016-11-08 2020-05-06 Adeka Corporation COMPOUND, STARTING MATERIAL FOR THIN FILM FORMATION, METHOD FOR PRODUCING THIN FILM, AND AMIDINE COMPOUND

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160027244A (ko) * 2006-03-10 2016-03-09 인티그리스, 인코포레이티드 티타네이트, 란타네이트 및 탄탈레이트 유전막의 원자층 증착 및 화학 증기 증착용 전구체 조성물
KR20110064153A (ko) * 2009-12-07 2011-06-15 삼성전자주식회사 금속 유기 전구체, 이의 제조방법, 및 이를 이용한 전도성 금속막 또는 패턴 형성방법
US20130030191A1 (en) * 2011-02-08 2013-01-31 Air Products And Chemicals, Inc. Group IV Metal Complexes For Metal-Containing Film Deposition

Also Published As

Publication number Publication date
TWI770628B (zh) 2022-07-11
TW202115276A (zh) 2021-04-16
CN112652519A (zh) 2021-04-13
JP2021064787A (ja) 2021-04-22
US11482593B2 (en) 2022-10-25
JP7168624B2 (ja) 2022-11-09
KR102618630B1 (ko) 2023-12-26
US20210111244A1 (en) 2021-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8507905B2 (en) Preparation of lanthanide-containing precursors and deposition of lanthanide-containing films
US9711347B2 (en) Preparation of lanthanide-containing precursors and deposition of lanthanide-containing films
KR102147190B1 (ko) 막형성조성물 및 그를 이용한 박막 제조 방법
US11972941B2 (en) Precursor solution for thin film deposition and thin film forming method using same
KR101684660B1 (ko) 지르코늄 박막 형성용 전구체 조성물 및 이를 이용한 지르코늄 박막의 형성 방법
US11634441B2 (en) Group 5 metal compound for thin film deposition and method of forming group 5 metal-containing thin film using same
KR102008445B1 (ko) 지르코늄 함유막 형성용 전구체 조성물 및 이를 이용한 지르코늄 함유막 형성 방법
KR102618630B1 (ko) 박막 증착용 조성물, 박막 증착용 조성물을 이용한 박막의 제조 방법, 박막 증착용 조성물로부터 제조된 박막, 및 박막을 포함하는 반도체 소자
KR102621816B1 (ko) 박막 증착용 조성물, 박막 증착용 조성물을 이용한 박막의 제조 방법, 박막 증착용 조성물로부터 제조된 박막, 및 박막을 포함하는 반도체 소자
KR102490079B1 (ko) 유기금속 화합물, 유기금속 화합물을 포함하는 박막 증착용 조성물, 박막 증착용 조성물을 이용한 박막의 제조 방법, 박막 증착용 조성물로부터 제조된 박막, 및 박막을 포함하는 반도체 소자
KR102639298B1 (ko) 유기금속 화합물을 포함하는 박막 증착용 조성물, 박막 증착용 조성물을 이용한 박막의 제조 방법, 박막 증착용 조성물로부터 제조된 박막, 및 박막을 포함하는 반도체 소자
KR102544077B1 (ko) 금속막 형성용 전구체 조성물 및 이를 이용한 박막 형성 방법
KR20220120505A (ko) 보조 전구체, 박막 전구체 조성물, 박막 형성 방법, 및 이로부터 제조된 반도체 기판
KR20220069570A (ko) 유기금속 화합물, 유기금속 화합물을 포함하는 박막 증착용 조성물, 박막 증착용 조성물을 이용한 박막의 제조 방법, 박막 증착용 조성물로부터 제조된 박막, 및 박막을 포함하는 반도체 소자
KR20220069571A (ko) 유기금속 화합물, 유기금속 화합물을 포함하는 박막 증착용 조성물, 박막 증착용 조성물을 이용한 박막의 제조 방법, 박막 증착용 조성물로부터 제조된 박막, 및 박막을 포함하는 반도체 소자
KR20220058214A (ko) 유기금속 화합물, 유기금속 화합물을 포함하는 박막 증착용 조성물, 박막 증착용 조성물을 이용한 박막의 제조 방법, 박막 증착용 조성물로부터 제조된 박막, 및 박막을 포함하는 반도체 소자
KR20220069568A (ko) 유기금속 화합물, 유기금속 화합물을 포함하는 박막 증착용 조성물, 박막 증착용 조성물을 이용한 박막의 제조 방법, 박막 증착용 조성물로부터 제조된 박막, 및 박막을 포함하는 반도체 소자
TWI839104B (zh) 含鑭系元素先質之製備及含鑭系元素膜之沈積
KR102643460B1 (ko) 박막 성장 억제용 화합물 및 이를 이용한 박막 형성방법
JP2024508455A (ja) 金属薄膜前駆体組成物、これを用いた薄膜形成方法、及びこれから製造された半導体基板
JP2022511849A (ja) 金属膜形成用前駆体組成物、これを用いた金属膜形成方法、及び前記金属膜を含む半導体素子
KR20230173942A (ko) 신규한 이트륨 화합물, 상기 이트륨 화합물을 함유하는 전구체, 상기 이트륨 전구체를 이용한 이트륨 함유 박막 및 이의 제조방법.

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant