KR20210052026A - 실리콘 전구체 화합물 및 이를 이용한 박막의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실리콘 전구체 화합물 및 이를 이용한 박막의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하여 저온에서 높은 증착 속도를 나타내면서 전기적 물성 및 열 안정성이 향상된 실리콘 함유 박막의 제조가 가능하게 하는 실리콘 전구체 화합물 및 이를 이용한 박막의 제조 방법에 관한 것이다.
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서 R1 내지 R5는 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되고, Y1, Y2는 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 아민기, 할로겐 및 비결합 전자로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 1 내지 3의 정수이다.)
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서 R1 내지 R5는 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되고, Y1, Y2는 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 아민기, 할로겐 및 비결합 전자로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 1 내지 3의 정수이다.)
Description
본 발명은 실리콘 전구체 화합물 및 이를 이용한 박막의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저온에서 높은 증착 속도를 나타내면서 전기적 물성 및 열 안정성이 향상된 실리콘 함유 박막의 제조가 가능한 실리콘 전구체 화합물 및 이를 이용한 박막의 제조 방법에 관한 것이다.
박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT) 등에 이용되는 실리콘 (Si) 함유 박막은 종래 500 ℃가 넘는 고온에서 증착이 가능하였다. 구체적으로, 이러한 박막은 900 ℃ 이상의 고온에서 박막을 열산화(thermal oxidation) 방법으로 형성되거나, 700 ℃ 이상의 고온에서 저압 화학 기상 증착(Low Pressure Chemical Deposition; LPCVD) 방법으로 형성되었다.
그러나, 이와 같은 방법들은 고온에서 이루어지는 증착 공정으로 비용 측면에서 효율적이지 못하였고, 최근에는 반도체 소자의 초 미세화에 따라 더 낮은 온도에서 고품질의 실리콘 함유 박막을 형성할 필요성이 증가하고 있다.
또한, 낮은 공정 온도에서 실리콘 함유 박막을 제조할 경우에는 박막 내 20%의 높은 수소 농도를 지니게 되는 문제와, 낮은 증착 속도를 나타내어 실제 사용이 불가능한 문제가 발생하였다.
따라서, 저온에서 고품질의 실리콘을 포함하는 박막의 제조가 가능한 실리콘 전구체 화합물 개발이 절실한 상황이다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 저온에서 높은 증착 속도를 나타내면서 전기적 물성 및 열 안정성이 향상된 실리콘 함유 박막의 제조가 가능한 실리콘 전구체 화합물 및 이를 이용한 박막의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 실리콘 전구체 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서 R1 내지 R5는 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되고, Y1, Y2는 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 아민기, 할로겐 및 비결합 전자로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 1 내지 3의 정수이다.)
또한 본 발명은 본 기재의 실리콘 전구체 화합물을 기판에 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 저온에서 높은 증착 속도를 나타내면서 전기적 물성 및 열 안정성이 향상된 실리콘 함유 박막의 제조가 가능한 실리콘 전구체 화합물 및 이를 이용한 박막의 제조 방법을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 실시예 1에서 제조한 실리콘 전구체 화합물에 대한 1H NMR 스펙트럼이다.
이하 본 기재의 실리콘 전구체 화합물 및 이를 이용한 박막의 제조 방법을 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 피롤기를 포함하는 고리형 실리콘 전구체 화합물을 저온에서 증착할 경우 고품질의 실리콘 함유 박막 제조가 가능하여 결과적으로는 박막의 전기적 물성 및 열 안정성이 우수한 것을 확인하고, 이를 토대로 연구에 더욱 매진하여 본 발명을 완성하게 되었다.
본 기재에서 "치환"이란 별도의 정의가 없는 한, 화합물 또는 분자 내 원자단 중의 적어도 하나의 수소가 할로겐기, 히드록시기, 아미노기, 플루오레닐기, C1 내지 C30 아민기, 니트로기, C1 내지 C40 실릴기, C1 내지 C30 알킬기, C1 내지 C10 알킬실릴기, C3 내지 C30 시클로알킬기, C6 내지 C30 아릴기, C1 내지 C20 알콕시기, 플루오로기, 트리플루오로메틸기 등의 C1 내지 C10 트리플루오로알킬기 또는 시아노기 등으로 치환된 것을 의미한다. 이때 상기 C1 내지 C30 아민기, C1 내지 C40의 실릴기는 수소, 할로겐기, 알킬기, 또는 아릴기 중 1 이상의 치환기로 치환될 수 있다.
본 기재에서 "알킬기"란 별도의 정의가 없는 한 지방족 탄화수소기를 의미한다.
본 기재에서 "아릴기"란 별도의 정의가 없는 한 방향족 탄화수소 고리로부터 유도된 임의의 작용기 또는 치환기를 의미한다.
본 기재에서 "할로겐"은 주기율표의 17족에 속하는 원소, 즉 플루오르(F), 염소(Cl), 브롬(Br), 요오드(I) 등을 의미한다.
실리콘 전구체 화합물
본 발명의 실리콘 전구체 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하며, 이는 저온의 증착 공정에서 높은 증착 속도를 나타내고, 전기적 물성 및 열 안정성이 우수한 실리콘 함유 박막의 제조를 가능하게 한다.
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서 R1 내지 R5는 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되고, Y1, Y2는 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 아민기, 할로겐 및 비결합 전자로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 1 내지 3의 정수이다.)
바람직한 예로, 상기 화학식 1에서 R1 내지 R5는 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 7의 알킬기일 수 있고, 더 바람직하게는 수소, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기일 수 있으며, 이는 500 ℃ 이하의 저온에서 고품질의 실리콘 함유 박막 제조를 가능하게 한다.
본 기재에서 "치환 또는 비치환된"이란 수소, 할로겐기, 알킬기, 또는 아릴기 중 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미한다.
일례로, 상기 R1 내지 R4는 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 3의 알킬기일 수 있다.
구체적인 일례로, 상기 R1 내지 R4는 모두 수소일 수 있고, 이 경우 열 안정성이 증가하는 효과가 있다.
구체적인 다른 일례로, 상기 R1 내직 R4는 모두 메틸기일 수 있고, 이 경우 열 안정성이 증가하는 이점이 있다.
상기 화학식 1에서 R5는 일례로 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, iso-펜틸기, neo-펜틸기, sec-펜틸기 및 tert-펜틸기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 바람직하게는 tert-부틸기일 수 있으며, 이는 증착 공정 온도를 낮추게 하여 박막의 전기적 특성을 향상시키는 효과가 있다.
상기 화학식 1에서 Y1, Y2는 일례로, 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 아민기, 할로겐 및 비결합 전자로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 이 경우 높은 단차비에 대한 도포성 및 열 안정성이 우수한 효과가 있다.
구체적인 일례로, 상기 Y1, Y2는 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 아민기, 또는 할로겐일 수 있고, 이 경우 저온에서 일정한 박막 성장 속도를 얻어 균일한 도포성을 제공한다.
구체적인 다른 일례로, 상기 Y1, Y2는 비결합 전자일 수 있고, 이 경우 분자의 구조적 안정성이 감소하여 저온에서 높은 증착속도를 가지는 이점이 있다.
상기 Y1 또는 Y2가 일례로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 아민기일 경우 상기 아민기는 일례로 NR7R8일 수 있으며, 상기 R7, R8은 각각 치환 또는 비치환된 1 내지 3의 알킬기일 수 있고, 이 경우 증착 시 기판과 분자 사이의 화학적 흡착이 잘 형성되게 하는 이점이 있다.
다른 일례로, Y1 또는 Y2는 디메틸아민(dimethylamine)기, 에틸메틸아민(ethylmethylamine)기, 디에틸아민(diethylamine)기, 디프로필아민(dipropylamine)기 및 디이소프로필아민(diisopropylamine)기로부터 선택될 수 있다.
상기 R7, R8은 일례로 메틸기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 Y1 또는 Y2가 할로겐일 경우 상기 할로겐은 염소(Cl)일 수 있으나, 이는 일례일 뿐 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아님을 명시한다.
상기 화학식 1에서 n은 1 내지 3의 정수일 수 있고, 바람직하게는 n은 1이다.
상기 화학식 1은 일례로 하기 화학식 1-1 내지 1-5 중 하나의 화학식일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 이는 저온의 증착 공정에서 높은 증착 속도를 나타내고, 전기적 물성 및 열 안정성이 우수한 실리콘 함유 박막의 제조를 가능하게 한다.
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
[화학식 1-3]
[화학식 1-4]
[화학식 1-5]
박막의 제조 방법
본 발명의 박막의 제조 방법은 본 기재의 실리콘 전구체 화합물을 기판에 증착하는 단계를 포함할 수 있고, 이 단계는 500 ℃ 이하의 저온에서 진행될 수 있으며, 이를 통해 전기적 물성 및 열 안정성이 우수한 실리콘 함유 박막을 제공할 수 있다.
상기 증착은 일례로 화학 기상 증착법(CVD) 또는 원자층 증착법(ALD)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 화학 기상 증착법 또는 원자층 증착법은 당업계에 공지된 증착 장치, 증착 조건을 이용하여 수행될 수 있다.
상기 화학 기상 증착법은 분자나 원자 단위의 전구체를 반응 챔버에 동시에 주입시켜 박막을 형성시키는 방법으로, 형성된 박막의 피복성과 성장률(growth rate)이 우수하다.
상기 원자층 증착법은 반응 기체들을 개별적으로 분리하여 펄스 형태로 챔버 내에 공급하여 기상반응은 일어나지 않고, 기판 위에서만 자기-제한적(self-limiting) 반응을 통해 박막을 형성시키는 방법으로, 낮은 온도에서 증착이 이루어지기 때문에 두께 및 조성을 정확히 제어할 수 있고, 복잡한 형상의 기판에서도 100%에 가까운 피복성 및 균일한 조성물을 형성할 수 있는 효과가 있다.
상기 증착은 일례로 50 내지 500 ℃, 100 내지 500 ℃, 또는 100 내지 400 ℃의 온도에서 증착할 수 있고, 이 범위 내에서 실리콘 함유 박막의 전기적 특성이 향상되는 효과가 있다.
상기 증착은 일례로 실리콘 전구체 화합물과 비활성 기체를 동시에 또는 교대로 기판에 주입하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 박막의 제조 방법은 다음과 같은 단계들 중 하나 이상을 포함하여 실시될 수 있다:
a) 기판 상에 본 기재의 실리콘 전구체 화합물을 주입하여 층을 형성하는 단계;
b) 미흡착된 실리콘 전구체 화합물을 비활성 기체로 퍼징하는 단계;
c) 반응 가스를 주입하여 흡착된 상기 실리콘 전구체 화합물층과 반응시키는 단계; 및
d) 상기 반응의 부산물 및 미반응 물질을 퍼징하는 단계.
상기 단계는 일례로 1회 이상 반복될 수 있다.
구체적인 일례로, 상기 박막의 제조 방법은 다음 단계들을 포함하여 실시될 수 있다:
- 반응 챔버 내부에 기판을 반입하여 소성 온도로 유지하는 단계;
- 상기 반응 챔버 내부에 비활성 기체를 주입하는 제 1퍼징 단계;
- 상기 반응 챔버 내부에 본 기재의 실리콘 전구체 화합물을 주입하여 상기 기판 상에 증착하는 단계;
- 상기 반응 챔버 내부로 비활성 기체를 주입하여 기판 상에 화학 흡착된 실리콘 전구체 화합물은 남기고, 물리 흡착된 실리콘 전구체 화합물을 제거하는 제 2퍼징 단계;
- 상기 반응 챔버 내부로 반응 가스를 주입하여 상기 화학 흡착된 실리콘 전구체 화합물과 반응시키는 단계; 및
- 상기 화학 흡착된 실리콘 전구체 화합물과 반응 가스의 반응에 의해 생성된 부산물 및 미반응 물질을 상기 반응 챔버 외부로 방출시키는 제 3퍼징 단계.
상기 비활성 기체는 일례로 헬륨(He), 수소(H2), 질소(N2), 아르곤(Ar) 및 암모니아(NH3)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 반응 가스는 일례로 암모니아(NH3), 과산화수소(H2O2), 수증기(H2O), 산소(O2), 질화산소(NO, N2O, N2O2) 및 오존(O3)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 기판은 일례로 실리콘 기판, 금속 기판 및 플라스틱 기판으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종일 수 있고, 구체적인 일례로 실리콘 기판, 실리콘-게르마늄 기판, 금속산화물 단결정 기판, SOI(silicon on insulator) 기판 GOI(germanium on insulator) 기판 및 구리 기판으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 박막의 제조 방법에서 비활성 기체 및 반응 가스의 주입 시간은 일례로 독립적으로 1 내지 30 초일 수 있고, 이 범위 내에서 우수한 피복성 및 균일한 도포성으로 인해 박막의 물성이 향상되는 효과가 있다.
본 발명의 실리콘 함유 박막은 본 기재의 실리콘 전구체 화합물을 포함하여 이루어질 수 있고, 이는 전기적 물성 및 균일성이 우수하다.
상기 실리콘 함유 박막은 일례로 산화 실리콘 박막, 질화 실리콘 박막, 또는 산화질화 실리콘 박막일 수 있고, 이는 기판과 게이트 절연막 사이의 불량 계면을 방지하는 역할을 할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
실시예 1
1. 실리콘 전구체 화합물의 제조
Tert-Butyl amine hydrochloride와 formaldehyde, pyrrole을 0 ℃에서 투입 후 실온까지 승온시켜 18 시간 동안 교반하였다. 반응용액에 수산화 나트륨 수용액을 첨가하고 ether로 합성된 리간드를 추출하였다. 이 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고 필터 후 용매를 제거하고, 얻어진 고체에 2 당량의 n-Butyllithium을 -20 ℃에서 투입하고 실온에서 1 시간 교반하였다. 이후 1 당량의 SiCl4을 -20 ℃에서 투입하고 실온에서 1 시간 동안 교반하였다. 얻어진 용액을 필터 후 용매 제거하여 화학식 1-1로 표시되는 화합물을 얻었다. 하기 도 1에 나타낸 바와 같이 1H NMR 분석을 통해 합성된 물질이 화학식 1-1로 표시되는 화합물과 일치함을 확인하였다.
2. 박막의 증착 방법
상기 제조된 실리콘 전구체 화합물과 오존(O3)을 이용하여 원자층 증착법을 수행하였다. 우선, 황산(H2SO4)과 과산화수소수(H2O2)를 4:1로 혼합한 피라나(piranha) 용액에 실리콘 웨이퍼를 10 분 동안 담갔다가 꺼낸 후 묽은 HF 수용액에 2 분 동안 담가 순수한 실리콘 표면을 형성한 뒤에 원자층 증착법(ALD)으로 실리콘 산화물 박막을 제조하였다. 이 때 기판의 온도는 100 내지 500 ℃로 가열하였고 상기 실리콘 전구체 화합물은 스테인레스 스틸을 재질로한 버블러(bubbler) 용기에 담아 2 torr, 60 ℃ 온도에서 용기를 가열하면서 100 sccm의 유속을 갖는 아르곤(Ar) 가스를 전구체 화합물의 운반가스로 사용하여 용기를 버블링하여 기화시켰다. 그리고, 1000 sccm의 반응가스를 주입하여 산화막을 형성시켰다.
실시예 2
1. 실리콘 전구체 화합물의 제조
Tert-Butyl amine hydrochloride와 formaldehyde, trimethylpyrrole을 0 ℃에서 투입 후 실온까지 승온시켜 18 시간 동안 교반하였다. 반응용액에 수산화 나트륨 수용액을 첨가하고 ether로 합성된 리간드를 추출하였다. 이 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고 필터 후 용매를 제거하고, 얻어진 고체에 2 당량의 n-Butyllithium을 -20 ℃에서 투입하고 실온에서 1 시간 교반하였다. 이후 1 당량의 SiCl4을 -20 ℃에서 투입하고 실온에서 1 시간 동안 교반하였다. 얻어진 용액을 필터 후 용매 제거하여 화학식 1-2로 표시되는 화합물을 얻었다.
2. 박막의 증착 방법
실시예 1의 실리콘 전구체 화합물이 아닌 화학식 1-2로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 3
1. 실리콘 전구체 화합물의 제조
Tert-Butyl amine hydrochloride와 formaldehyde, pyrrole을 0 ℃에서 투입 후 실온까지 승온시켜 18 시간 동안 교반하였다. 반응용액에 수산화 나트륨 수용액을 첨가하고 ether로 합성된 리간드를 추출하였다. 이 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고 필터 후 용매를 제거하고, 얻어진 고체에 2 당량의 n-Butyllithium을 -20 ℃에서 투입하고 실온에서 1 시간 교반하였다. 이후 1 당량의 1,1,1-trichloro-N,N-dimethyl-Silanamine을 -20 ℃에서 투입하고 실온에서 1 시간 동안 교반하였다. 얻어진 용액을 필터 후 용매 제거하여 화학식 1-3로 표시되는 화합물을 얻었다.
2. 박막의 증착 방법
실시예 1의 실리콘 전구체 화합물이 아닌 화학식 1-3으로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 4
1. 실리콘 전구체 화합물의 제조
Tert-Butyl amine hydrochloride와 formaldehyde, pyrrole을 0 ℃에서 투입 후 실온까지 승온시켜 18 시간 동안 교반하였다. 반응용액에 수산화 나트륨 수용액을 첨가하고 ether로 합성된 리간드를 추출하였다. 이 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고 필터 후 용매를 제거하고, 얻어진 고체에 2 당량의 n-Butyllithium을 -20 ℃에서 투입하고 실온에서 1 시간 교반하였다. 이후 1 당량의 1,1-dichloro-N,N-dimethyl-Silanamine을 -20 ℃에서 투입하고 실온에서 1 시간 동안 교반하였다. 얻어진 용액을 필터 후 용매 제거하여 화학식 1-4로 표시되는 화합물을 얻었다.
2. 박막의 증착 방법
실시예 1의 실리콘 전구체 화합물이 아닌 화학식 1-4로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 5
1. 실리콘 전구체 화합물의 제조
Tert-Butyl amine hydrochloride와 formaldehyde, pyrrole을 0 ℃에서 투입 후 실온까지 승온시켜 18 시간 동안 교반하였다. 반응용액에 수산화 나트륨 수용액을 첨가하고 ether로 합성된 리간드를 추출하였다. 이 유기층을 무수 MgSO4로 건조하고 필터 후 용매를 제거하고, 얻어진 고체에 2 당량의 n-Butyllithium을 -20 ℃에서 투입하고 실온에서 1 시간 교반하였다. 이후 1 당량의 SiCl4을 -20 ℃에서 투입하고 실온에서 1 시간 동안 교반하였다. 얻어진 용액을 필터 후 용매 제거하여 화학식 1-1로 표시되는 화합물을 얻었다. 이 화합물을 2 당량의 potassium과의 반응을 통해 환원시켜 화학식 1-5의 화합물을 합성하였다.
2. 박막의 증착 방법
실시예 1의 실리콘 전구체 화합물이 아닌 화학식 1-5로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
[시험예]
상기 실시예 1 내지 5에서 제조된 박막의 특성을 하기의 방법으로 측정하였다.
* 수소 농도: SIMS 분석을 통해서 측정하였다.
* 증착 속도: Ellipsometer 장비를 활용하여 광학두께를 측정한 후 증착 cycle을 나누어 A/cycle 단위의 증착 속도를 얻었다.
* 전기적 물성: 4-probe measurement 방법을 활용하여 면저항을 측정하였다.
그 결과 본 발명의 실시예 1 내지 5에 따라 합성된 실리콘 전구체 화합물을 저온에서 증착할 경우 높은 증착 속도 및 낮은 수소 농도를 가지면서 전기적 물성 및 열 안정성이 우수하였고, 결과적으로는 고품질의 실리콘 함유 박막이 제조되었다.
Claims (11)
- 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 실리콘 전구체 화합물.
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서 R1 내지 R5는 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택되고, Y1, Y2는 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 아민기, 할로겐 및 비결합 전자로 이루어진 군으로부터 선택되며, n은 1 내지 3의 정수이다.)
- 제 1항에 있어서,
상기 화학식 1에서 R1 내지 R4는 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 3의 알킬기인 것을 특징으로 하는 실리콘 전구체 화합물.
- 제 1항에 있어서,
상기 화학식 1에서 R5는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, iso-펜틸기, neo-펜틸기, sec-펜틸기 및 tert-펜틸기로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 실리콘 전구체 화합물.
- 제 1항에 있어서,
상기 Y1, Y2에서 아민기는 NR7R8이고, 상기 R7, R8은 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 3의 알킬기인 것을 특징으로 하는 실리콘 전구체 화합물.
- 제 1항에 있어서,
상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 1-5 중 하나의 화학식인 것을 특징으로 하는 실리콘 전구체 화합물.
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
[화학식 1-3]
[화학식 1-4]
[화학식 1-5]
- 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 따른 실리콘 전구체 화합물을 기판에 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막의 제조 방법.
- 제 6항에 있어서,
상기 증착은 화학 기상 증착법(CVD) 또는 원자층 증착법(ALD)인 것을 특징으로 하는 박막의 제조 방법.
- 제 6항에 있어서,
상기 증착은 100 내지 500 ℃ 하에서 실시되는 것을 특징으로 하는 박막의 제조 방법.
- 제 6항에 있어서,
상기 증착은 a) 기판 상에 상기 실리콘 전구체 화합물을 주입하여 층을 형성하는 단계;
b) 미흡착된 실리콘 전구체 화합물을 비활성 기체로 퍼징하는 단계;
c) 반응 가스를 주입하여 흡착된 상기 실리콘 전구체 화합물층과 반응시키는 단계; 및
d) 상기 반응의 부산물 및 미반응 물질을 퍼징하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막의 제조 방법.
- 제 9항에 있어서,
상기 반응 가스는 암모니아(NH3), 과산화수소(H2O2), 수증기(H2O), 산소(O2), 질화산소(NO, N2O, N2O2) 및 오존(O3)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 박막의 제조 방법.
- 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 따른 실리콘 전구체 화합물을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 실리콘 함유 박막.
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