KR20230022016A - 루테늄 유기금속화합물, 이의 제조방법 및 이를 이용하여 박막을 제조하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 루테늄 유기금속 화합물, 이의 제조방법 및 이를 이용하여 박막을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 화학기상증착 또는 용액공정을 통하여 박막을 제조함에 있어, 열적 안정성과 휘발성이 개선되고, 낮은 온도에서 쉽게 양질의 루테늄 박막 또는 루테늄 산화물 박막을 제조할 수 있는 루테늄 유기금속 화합물, 이의 제조방법 및 이를 이용하여 박막을 제조하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 루테늄 유기금속화합물, 이의 제조방법 및 이를 이용하여 박막을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 화학기상증착 또는 용액공정을 통하여 박막을 제조함에 있어, 열적 안정성과 휘발성이 개선되고, 낮은 온도에서 쉽게 양질의 루테늄 박막 또는 루테늄 산화물 박막을 제조할 수 있는 루테늄 유기금속 화합물, 이의 제조방법 및 이를 이용하여 박막을 제조하는 방법에 관한 것이다.
루테늄(Ruthenium) 금속은 열적, 화학적 안정성이 우수할 뿐만 아니라 낮은 비저항(r bulk = 7.6 mWcm) 및 비교적 큰 일함수(F bulk = 4.71 eV)를 갖고 있어, 다양한 분야에 응용되고 있다. 실제로, 루테늄의 비저항은 이리듐 및 백금의 비저항보다 낮아서, 건식 에칭 공정에 사용하기에 보다 용이하다.
또한 루테늄 금속은 구리 금속과의 접착성이 우수하며, 고융점, 높은 내산화성 및 적절한 작용 기능과 같은, CMOS 트랜지스터에 대한 잠재적인 게이트 전극 물질이 되게 하는 물리적 특성을 갖는다.
또한, 루테늄 산화물(RuO2)의 경우 낮은 비전도도(r bulk = 46 mWcm)를 갖는 전도성 산화물일 뿐만 아니라, 산소 확산 방지막으로서의 특성이 뛰어나고 800℃에서도 열적 안정성이 뛰어나며, 이는 높은 전도도를 가지며, 납-지르코네이트-티타네이트(PZT), 스트론튬 비스무스 탄탈레이트(SBT), 또는 비스무스 란타늄 티타네이트(BLT)와 같은 강유전성 필름으로부터 생성되는 산소의 확산을 통해 형성될 수 있어서, 절연성이 알려진 다른 금속산화물에 비하여 전기적으로 안정하게 사용할 수 있으며, 스트론튬 루테늄 산화물(SrRuO3, SRO) 역시 차세대 반도체의 재료로 사용될 수 있다.
이들 루테늄 금속 및/또는 루테늄 산화물은 극미세화 되는 차세대 전자소자, 특히 높은 단차비를 갖는 DRAM (Dynamic Random Access Memory) 소자의 커패시터 전극으로서 사용하기 위해, 요철이 심한 표면에 우수한 단차 피복성 (Step Coverage)을 구현할 수 있는 유기 금속 화학기상 증착법이나 원자층 증착법을 적용할 필요가 있고, 이를 위해서 증착공정 또는 용액공정에 적합한 개선된 특성의 루테늄 전구체 화합물의 개발이 더욱 요구되고 있다.
아울러, 루테늄 금속은 구리 금속과의 접착성이 우수할 뿐만 아니라 Cu와의 고용체 형성이 어렵기 때문에, 반도체 제조 공정 중 전기도금 (Electroplating)을 이용한 Cu 배선 공정에 있어서 씨드층 (Seed layer)으로의 적용이 활발하게 연구되고 있다.
한편, 원자층 증착법에 의하여 루테늄 금속막 또는 산화막을 형성할 때 사용되는 전구체로서 비스(에틸사이클로펜타디에닐) 루테늄 [Bis(ethylcyclopentadienyl) ruthenium, (EtCp)2Ru] 전구체 화합물과 산소 함유 기체가 흔히 쓰인다. 그러나, (EtCp)2Ru은 상온에서 액체이고 증기압이 높은 장점이 있지만, (EtCp)2Ru 전구체 화합물을 사용한 원자층 증착법은 원료 공급 주기당 막 성장 (0.05 nm/cycle 미만)이 느리다는 단점을 갖는다 ["Nucleation kinetics of Ru on silicon oxide and silicon nitride surfaces deposited by atomic layer deposition" Journal of Applied Physics, volume 103, 113509 (2008)].
또한, 상온에서 액체이고 증기압이 비교적 높은 2,4-(다이메틸펜타디에닐) (에틸사이클로펜타디에닐) 루테늄 [2,4-(Dimethylpentadienyl) (ethylcyclopentadienyl)Ru, DER]과 산소 함유 기체를 사용한 원자층 증착법도 알려져 있고, 여기서 상기 2,4-(다이메틸펜타디에닐) (에틸사이클로펜타디에닐) 루테늄(DER)을 사용한 원자층 증착법의 경우에도 원료 공급 주기당 막 성장이 0.034 nm/cycle에 불과하여 개선의 필요성이 있다 ["Investigation on the Growth Initiation of Ru Thin Films by Atomic Layer Deposition" Chemistry of Materials, volume 22, 2850-2856 (2010)].
또한, 한국공개특허 제2014-0131219호에는 벤젠 리간드와 비고리형 알켄 리간드를 포함하는 루테늄 전구체가 공지되어 있으며, 박막 증착시 산소 공급 없이 얄질의 루테늄 박막을 제조할 수 있다. 그러나, 여기서의 벤젠 리간드와 비고리형 알켄 리간드를 포함하는 루테늄 전구체의 열분석 결과에서, 210~240℃의 온도 범위에서 미반응의 루테늄 전구체가 약 10~18% 이 존재하는 것으로 확인되어 루테늄 전구체를 완전히 반응시키기 위해서 박막 공정 온도를 더 높여야 한다.
따라서, 열적 안정성과 휘발성이 개선되고, 낮은 온도에서 쉽게 금속 박막 또는 금속 산화물 박막의 제조가 가능한 신규한 유기 루테늄 화합물 전구체 및 이를 이용한 보다 개선된 물성을 가지는 박막의 제조공정에 대한 개발의 필요성은 지속적으로 요구되고 있다.
Journal of Applied Physics, volume 103, 113509 (2008)
Chemistry of Materials, volume 22, 2850-2856 (2010)
본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 열적 안정성과 휘발성이 개선되고, 낮은 온도에서 쉽게 루테늄 박막 또는 루테늄 산화물 박막의 제조가 가능한, 루테늄 박막 또는 루테늄 산화물 박막 제조용 전구체로서의, 신규한 유기 금속 루테늄 화합물을 제공하는 것이다.
또한 본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 상기 유기 루테늄 화합물을 제조하는 신규한 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 세 번째 기술적 과제는 상기 유기 루테늄 화합물을 전구체로서 이용하여 루테늄 박막 또는 루테늄 산화물 박막을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여, 하기 [화학식 A] 로 표시되는 유기 금속 화합물을 제공한다.
상기 화학식 A에서,
상기 R', R1 및 R2는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소, 중수소 또는 C1 내지 C10의 선형 또는 분지형 또는 고리형 알킬기 중에서 선택되는 어느
하나이고,
상기 n은 1 내지 5의 정수이되, n이 2 이상인 경우에 각각의 R'은 동일하거나 상이하며,
상기 R3 및 R4는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소 또는 중수소 이다.
또한, 본 발명은 상기 화학식 A로 표시되는 유기 금속 화합물을 전구체로 이용하여 루테늄 박막 또는 루테늄 산화물 박막을 제조하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 하기 반응식 A에 따라 화학식 B로 표시되는 루테늄 화합물 및 화학식 C로 표시되는 시클로헵타트리엔 유도체 화합물을 용매의 존재 또는 부존재 하에서 혼합하여, 상기 화학식 A로 표시되는 유기금속 화합물을 제조하는 것을 특징으로 하는, 루테늄 유기금속 화합물의 제조 방법을 제공한다.
[반응식 A]
상기 반응식 A에서,
상기 R', R1 및 R2는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소, 중수소 또는 C1 내지 C10의 선형 또는 분지형 또는 고리형 알킬기 중에서 선택되는 어느
하나이고,
상기 n은 1 내지 5의 정수이되, n이 2 이상인 경우에 각각의 R'은 동일하거나 상이하며,
상기 R3 및 R4는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소 또는 중수소 이다.
본 발명의 화학식 A로 표시되는 루테늄 화합물은 열적 안정성과 휘발성이 개선된 특성을 나타내고 있기 때문에 루테늄 박막 또는 루테늄 산화물 박막용 전구체로서 사용이 가능하며, 이를 이용하여 반도체 재료 등에서 사용가능한 루테늄 박막 또는 루테늄 산화물 박막을 용이하게 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제조예 1에 따라 제조한 Ru(II)(C7H7O)(C7H9) 화합물의 X선 결정구조이다.
도 2는 본 발명의 제조예 1에 따라 제조한 Ru(II)(C7H7O)(C7H9) 화합물에 대한 TGA 측정 결과이다.
도 3a는 본 발명의 제조예 1에 따라 제조한 Ru(II)(C7H7O)(C7H9) 화합물과 산소를 이용하여 원자층 증착법(ALD)에 따른 공정조건을 도시하였고, 도 3b는 상기 ALD공정조건에서의 루테늄 전구체와 산소의 주입에 따라 얻어진 박막의 면밀도특성을 도시하였다.
도 2는 본 발명의 제조예 1에 따라 제조한 Ru(II)(C7H7O)(C7H9) 화합물에 대한 TGA 측정 결과이다.
도 3a는 본 발명의 제조예 1에 따라 제조한 Ru(II)(C7H7O)(C7H9) 화합물과 산소를 이용하여 원자층 증착법(ALD)에 따른 공정조건을 도시하였고, 도 3b는 상기 ALD공정조건에서의 루테늄 전구체와 산소의 주입에 따라 얻어진 박막의 면밀도특성을 도시하였다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명자들은 앞서의 기술적 과제들을 달성하고, 우수한 특성을 가진 루테늄 박막 또는 루테늄 산화물 박막을 제조하기 위한 전구체를 개발하기 위해 노력한 결과, 서로 상이한 구조로서 2개의 시클로헵타디에닐 리간드를 포함하되, 그중 하나는 시클로헵타디에닐 그룹에 카르보닐기가 포함된 시클로헵타디에닐 리간드가 중심금속인 루테늄에 배위되고, 나머지 하나는 케톤기를 포함하지 않고 탄화수소만으로 이루어진 시클로헵타디에닐 리간드가 배위된 착물(complex)이 높은 휘발성, 우수한 화학적-열적 안정성을 가지며, 부반응이 적고 상대적으로 낮은 온도에서도 박막의 증착 속도가 빠른 성질을 갖는 것을 확인하였으며, 상기 착물이 루테늄 박막 또는, 루테늄 산화물 박막을 제조하기 위한 전구체로서 활용 가능할 수 있음을 확인하여 본 발명은 완성하게 되었다.
이하에서는 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
본 발명은 하기 [화학식 A] 로 표시되는, 루테늄을 포함하는 유기 금속 화합물을 제공한다.
상기 화학식 A에서,
상기 R', R1 및 R2는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소, 중수소 또는 C1 내지 C10의 선형 또는 분지형 또는 고리형 알킬기 중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 n은 1 내지 5의 정수이되, n이 2 이상인 경우에 각각의 R'은 동일하거나 상이하며,
상기 R3 및 R4는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소 또는 중수소이다.
본 발명에 따른 상기 화학식 A로 표시되는 유기 루테늄 화합물은, 루테늄에 배위가능한 리간드로서, 서로 상이한 2개의 시클로헵타디에닐 리간드를 포함하되, 그중 하나는 시클로헵타디에닐 그룹에 카르보닐기가 포함된 (시클로헵타디에닐) 리간드가 중심금속인 루테늄에 배위되고, 나머지 하나는 케톤기를 포함하지 않고 탄화수소만으로 이루어진 시클로헵타디에닐 리간드가 배위된 구조를 기술적 특징으로 가지며, 이러한 특징에 따른, 상기 화학식 A로 표시되는 유기 루테늄 화합물은 열적 안정성과 양호한 휘발성을 나타내고 있기 때문에 루테늄 금속 박막용 또는 루테늄 산화물 박막용 전구체로서 응용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 화학식 A로 표시되는 유기 루테늄 화합물에 있어서, 상기 2개의 시클로헵타디에닐 리간드내 각각의 치환기인 상기 R', R1 및 R2는 바람직하게는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소, 중수소 또는 C1 내지 C6의 선형 또는 분지형 또는 고리형 알킬기 중에서 선택되는 어느 하나인 것이 사용될 수 있고, 이 경우에, 기상화학증착(CVD) 또는 원자층증착(ALD)용 전구체로 사용되기에 더욱 적합한 휘발성 특성을 나타낼 수 있는 장점을 가진다.
또한, 본 발명의 더욱 바람직한 일 실시예에서, 상기 R1 및 R2는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소, 중수소, CH3, C2H5, CH(CH3)2 및 C(CH3)3 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
또한, 본 발명의 더욱 바람직한 일 실시예에서, 상기 R'은 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소, 중수소, CH3, C2H5, CH(CH3)2 및 C(CH3)3 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
또한, 본 발명의 더욱 바람직한 일 실시예에서, 상기 R', R1 및 R2는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소 또는 중수소일 수 있으며, 이 경우에 화학식 A로 표시되는 유기 루테늄 화합물은 낮은 분자량으로 인하여, 휘발성이 개선되며, 또한 열적 안정성이 우수한 특성을 가짐으로써 루테늄 박막 또는 루테늄 산화물 박막을 형성하기 위한 루테늄 성분의 전구체로서 매우 바람직한 성질을 가질 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 화학식 A로 표시되는 루테늄 유기금속 화합물을 루테늄 전구체로 이용하여, 루테늄 박막 또는 루테늄 산화물 박막을 제조하는 방법을 제공할 수 있으며, 이는 화학기상증착법(CVD) 방식 또는 원자층증착법(ALD) 방식 또는 용매에 전구체를 녹여서 코팅함으로써 박막을 형성할 수 있는 용액 공정 방식에 의해 수행될 수 있다.
여기서, 상기 화학기상증착법(CVD) 방식 또는 원자층증착법(ALD) 또는 용액공정은 각각의 공정 조건에 따라 박막의 성장 속도(growth rate) 및 박막 형성온도 조건을 적절히 조절하여 최적의 두께와 밀도를 가지는 박막을 제조할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 화학기상증착법(CVD)을 사용하는 경우, 본 발명의 유기 루테늄 화합물 전구체를 포함하는 반응물을 기체상태로, 다양한 종류 또는 형태를 갖는 기재를 포함하는 반응기에 공급함으로써 상기 기재 위에 루테늄 박막 또는 루테늄 산화물 박막을 형성할 수 있으며, 바람직하게는 루테늄 산화물 박막을 형성할수 있다. 이 경우에, 본 발명의 상기 화학식 A로 표시되는 루테늄 화합물은 열적으로 안정하고 좋은 휘발성을 가지고 있기 때문에 다양한 조건에 따라 원하는 형태의 루테늄 산화물 박막을 제조할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 원자층증착법(ALD)를 사용하는 경우, 본 발명에 따른 화학식 A로 표시되는 루테늄 유기금속 화합물을 전구체로서 포함하는 반응물을 증착 챔버(chamber)에 펄스 형태로 공급하여, 웨이퍼 표면과 화학적 반응을 일으키면서 정밀한 단층 막을 형성할 수 있다.
한편, 본 발명은 아래 반응식 A에 따라 화학식 B로 표시되는 루테늄 화합물 및 화학식 C로 표시되는 시클로헵타트리엔 유도체 화합물을 용매의 존재 또는 부존재 하에서 혼합하여, 상기 화학식 A로 표시되는 유기금속 화합물을 제조하는 것을 특징으로 하는, 루테늄 유기금속 화합물의 제조 방법을 제공한다.
[반응식 A]
상기 반응식 A에서,
상기 R', R1 및 R2는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소, 중수소 또는 C1 내지 C10의 선형 또는 분지형 또는 고리형 알킬기 중에서 선택되는 어느
하나이고,
상기 n은 1 내지 5의 정수이되, n이 2 이상인 경우에 각각의 R'은 동일하거나 상이하며,
상기 R3 및 R4는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소 또는 중수소 이다.
즉, 본 발명의 화학식 A로 표시되는 유기 루테늄 화합물은 [Ru(cymene)Cl2]2; 및, 시클로헵타트리엔 유도체를 반응물로서 사용하여, 용매의 존재 또는 부존재 하에서 혼합하여, 사용된 2개의 시클로헵타트리엔 유도체 중 하나는 말단 이중결합의 말단 탄소원자에 R4 치환기가 결합될 수 있도록, 수소 또는 중수소가 결합되고, 나머지 하나의 시클로헵타트리엔 유도체는 말단 이중결합의 말단 탄소원자가 산소 원자와 반응에 의해 카르보닐기를 형성할 수 있도록 산소가 결합하여, 서로 상이한 2개의 시클로헵타디엔 리간드가 루테늄에 각각 배위된 루테늄 유기금속 화합을 제조할 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 화학식 C에서의 상기 R', R1 및 R2는 바람직하게는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소, 중수소 또는 C1 내지 C6의 선형 또는 분지형 또는 고리형 알킬기 중에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있고, 더욱 바람직하게는 상기 R1 및 R2는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소, 중수소, CH3, C2H5, CH(CH3)2 및 C(CH3)3 중에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있으며, 상기 R'은 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소, 중수소, CH3, C2H5, CH(CH3)2 및 C(CH3)3 중에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있고, 더욱 바람직하게는 상기 R', R1 및 R2는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소 또는 중수소일 수 있다.
여기서, 상기 반응식 A에서, 유기 용매가 사용되는 경우에, 적절한 유기 용매의 종류로서는 메틸알코올, 에틸알코올, 프로필알코올, 부틸 알코올(butyl alcohol), 테트라히드로퓨란, 아세톤, 메틸렌클로라이드 등을 들 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니며, 바람직하게는 3차 알코올, 더욱 바람직하게는 t-부틸 알코올(tert-butyl alcohol)을 사용할 수 있다.
상기 반응은 바람직하게는 상기 유기 용매 하에서, 0~ 150℃, 바람직하게는 30 내지 120 ℃의 온도 범위에서 12 내지 24시간 동안 반응을 진행할 수 있으며, 이를 통해 상기 화학식 A로 표시되는 화합물을 생성할 수 있다.
여기서, 상기 반응 중에 생성된 부산물 또는 미반응물로부터 생성물을 분리하기 위해서는 승화(sublimation), 증류(distillation), 추출(extraction) 또는 컬럼 크로마토그래피 등을 이용하여 분리하여 고순도의 신규한 유기 루테늄 화합물을 얻을 수 있다.
이에 따라 얻어진, 고순도의 상기 화학식 A로 표시되는 유기 루테늄 화합물은 상온에서 고체 또는 액체일 수 있으며, 열적으로 안정하고 좋은 휘발성을 가진다.
이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
제조예 1. Ru(II)(C
7
H
7
O)(C
7
H
9
)의 합성
슐렝크 플라스크에 [Ru(cymene)Cl2]2 (6.12g, 10mmol, 1eq)와 과량의 탄산나트륨 (10g)을 tert-butyl alcohol에 용해시켜 상온에서 교반한 후, cycloheptatriene (7.37g 40mmol, 2eq)을 넣고 12시간 동안 환류하였다. 반응물을 여과하여 얻은 용액을 감압하에서 부산물을 제거하여 진한 노란색 고체 화합물을 얻었다. 이 고체를 80 ℃에서 감압 승화하여, 황색 고체로서 녹는점 52 ℃인 순수한 Ru(II)(C7H7O)(C7H9)을 얻었다.(5.12 g, 수율 85%),
원소분석(Anal. Calcd. for Ru(C7H9)(C7H7O): C, 55.80; H, 5.35%. Found: C, 55.80; H, 5.39%.)
실시예 1. 화합물의 결정 구조 분석
상기 제조예 1에서 제조한 루테늄 전구체의 결정 구조를 확인하기 위하여 SMART APEX II X-ray Diffractometer를 이용하여 X-ray structure를 확인하였으며, 결정 구조는 도 1에 나타내었다.
실시예 2. 화합물의 열적 특성 분석
상기 제조예 1에서 합성된 루테늄 전구체의 열적 안정성 및 휘발성과 분해 온도를 측정하기 위해, 열무게 분석(thermogravimetric analysis, TGA)법을 이용하였다. 상기 TGA 방법은 생성물을 10 ℃/분의 속도로 800 ℃까지 가온 시키면서, 1.5 bar/분의 압력으로 아르곤 가스를 주입하였다.
제조예 1에서 합성한 루테늄 전구체 화합물의 TGA 그래프를 도 2에 도시하였다. 도 2에서 알 수 있듯이, 실시예 1의 루테늄 전구체 화합물은 100 ℃부터 질량 감소가 일어났으며 242 ℃에서 최종 잔여량이 1 %로 관찰되었다.
따라서, 상기 TGA 분석 결과에 따르면, 본 발명의 [화학식 A]로 표시되는 유기 루테늄 화합물은 금속 박막 또는 금속 산화물 박막을 형성하기 위한 양호한 특성을 보유하고 있음을 알 수 있다.
실시예 3. 유기금속 화합물의 원자층 증착법(ALD)에 따른 박막 제조
상기 제조예 1에서 합성된 루테늄 전구체로부터 루테늄 산화물 박막을 제조하기 위해 백금 기판(100 nm)에 원자층 증착법(ALD)에 따른 증착공정을 수행하였으며. 증착 장비는 아이작 리서치사의 주문 제작품으로, 캐리어 가스로서 Ar을 사용하여 500 sccm으로 진공도 1 Torr 에서 전구체 도입 시간 70초, 퍼지시간 5초, 산소의 공급시간 10초, 퍼지시간 5초으로 최대 300 사이클 실시하였다.
상기 원자층 증착법(ALD)에 따른 박막제조시의 루테늄 전구체와 산소의 주입조건을 도 3a)에 도시하였고, 루테늄 전구체와 산소의 주입에 따라 얻어진 박막의 면밀도특성을 도 3b)에 도시하였다.
상기 도 3b)에서 나타난 바와 같이, 루테늄 전구체와 산소의 투입시간이 증가하여 일정 수준에 도달하는 경우에 성막된 박막의 면밀도는 원자층 증착법에서 특징적으로 나타나는 포화 레벨(saturation level)에 도달함을 알 수 있고, 높은 증착률을 보여주는 것으로 나타나고 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
Claims (8)
- 하기 [화학식 A] 로 표시되는 유기 금속 화합물.
상기 화학식 A에서,
상기 R', R1 및 R2는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소, 중수소 또는 C1 내지 C10의 선형 또는 분지형 또는 고리형 알킬기 중에서 선택되는 어느
하나이고,
상기 n은 1 내지 5의 정수이되, n이 2 이상인 경우에 각각의 R'은 동일하거나 상이하며,
상기 R3 및 R4는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소 또는 중수소 이다.
- 제1항에 있어서,
상기 R', R1 및 R2는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소, 중수소 또는 C1 내지 C6의 선형 또는 분지형 또는 고리형 알킬기 중에서 선택되는 어느
하나인 것을 특징으로 하는 유기 금속 화합물.
- 제1항에 있어서,
상기 R1 및 R2는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소, 중수소, CH3, C2H5, CH(CH3)2 및 C(CH3)3 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기 금속 화합물.
- 제1항에 있어서,
상기 R'은 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소, 중수소, CH3, C2H5, CH(CH3)2 및 C(CH3)3 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기 금속 화합물.
- 제1항에 있어서,
상기 R', R1 및 R2는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소 또는 중수소인 것을 특징으로 하는 유기 금속 화합물.
- 제1항 내지 제5항 중에서 선택되는 어느 한 항에 기재된 유기 금속 화합물을 전구체로 이용하여 루테늄 박막 또는 루테늄 산화물 박막을 제조하는 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 루테늄 박막 또는 루테늄 산화물 박막을 성장시키는 공정은 화학기상증착법(CVD) 또는 원자층증착법(ALD) 또는 용액 공정에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 금속 산화물 박막을 제조하는 방법.
- 하기 반응식 A에 따라 화학식 B로 표시되는 루테늄 화합물 및 화학식 C로 표시되는 시클로헵타트리엔 유도체 화합물을 용매의 존재 또는 부존재 하에서 혼합하여, 청구항 1의 화학식 A로 표시되는 유기금속 화합물을 제조하는 것을 특징으로 하는, 루테늄 유기금속 화합물의 제조 방법.
[반응식 A]
상기 반응식 A에서,
상기 R', R1 및 R2는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소, 중수소 또는 C1 내지 C10의 선형 또는 분지형 또는 고리형 알킬기 중에서 선택되는 어느
하나이고,
상기 n은 1 내지 5의 정수이되, n이 2 이상인 경우에 각각의 R'은 동일하거나 상이하며,
상기 R3 및 R4는 각각 동일하거나 상이하고 서로 독립적으로, 수소 또는 중수소 이다.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210104135A KR102644483B1 (ko) | 2021-08-06 | 2021-08-06 | 루테늄 유기금속화합물, 이의 제조방법 및 이를 이용하여 박막을 제조하는 방법 |
| PCT/KR2022/010925 WO2023013949A1 (ko) | 2021-08-06 | 2022-07-26 | 루테늄 유기금속화합물, 이의 제조방법 및 이를 이용하여 박막을 제조하는 방법 |
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