KR20230045031A - 헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐-함유 전구체 및 인듐-함유 층의 증착을 위해 이를 사용하는 방법 - Google Patents

헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐-함유 전구체 및 인듐-함유 층의 증착을 위해 이를 사용하는 방법 Download PDF

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타까시 오노
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Abstract

하기 일반식을 갖는 헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐 (I) 전구체를 사용하는 기상 증착 방법에 의해 인듐-함유 필름을 형성하는 방법: In[R1R2R3R4CpL1] 또는 In[CpL1L2 y] (상기 식에서, Cp는 시클로펜타디에닐 리간드를 나타내고; R1 내지 R4는 각각 독립적으로 H, C1-C4 선형, 분지형 또는 환형 알킬이고; L1 및 L2는 각각 독립적으로 Si, Ge, Sn, N, P, B, Al, Ga, In, O, S, Se, Te, F, Cl, Br, I와 같은 적어도 하나의 헤테로원자를 함유하는 알킬 사슬로 이루어지며 Cp 리간드에 결합된 치환체이고; y는 1 내지 4임). 예시적인 헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐 (I) 전구체는 In(Cp(CH2)3NMe2) 또는 In(CpPiPr2)를 포함한다.

Description

헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐-함유 전구체 및 인듐-함유 층의 증착을 위해 이를 사용하는 방법
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2020년 7월 28일자로 출원된 미국 출원 제16/941,088호의 이익을 주장하며, 이는 모든 목적을 위해 그 전체가 본원에 참고로 포함된다.
기술분야
본 발명은 In(I) 전구체, 구체적으로, 헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐 전구체를 포함하는 인듐(In)-함유 필름 형성 조성물, 및 이를 합성하는 방법과 In-함유 필름의 증착을 위해 이를 사용하는 방법에 관한 것이다.
반도체 산업에서, 다른 원소로 도핑된 인듐-함유 필름은 전자 이동도가 높기 때문에 일반적으로 광전자 장치에 사용된다. 예를 들어, 인듐 주석 산화물 InSnO(ITO)는 오랫동안 액정 디스플레이(LCD)의 전극으로서 사용되어 왔다. 더 최근에는, 투명 박막 트랜지스터에 인듐, 갈륨 및 아연을 포함하는 InGaZnO(IGZO)라는 재료가 소정 유형의 박막 트랜지스터(TFT)에서 구현되었다. 인듐의 무산소 박막도 널리 연구되어 왔고 다양한 광전자 장치에 사용되어 왔다. 예를 들어, III-V 반도체, 예를 들어 InN, InP, InAs, InSb는 높은 전자 이동도, 직접적인 밴드 갭, 및 낮은 엑시톤 결합 에너지를 가져서 고성능 광전자 소자에 널리 사용될 수 있는 것으로 알려져 있다. 또한, InS 또는 In2S3과 같은 InSx는 III-V 화합물의 표면을 패시베이션하는 데 유용할 수 있는 중간 밴드갭 반도체이다.
이러한 광전자 장치는 그의 성능을 더 잘 제어하고 크기를 최적화하기 위해 매우 잘 정의되고 균질한 박막 층을 필요로 한다. 역사적으로, 스퍼터링 기술이 인듐을 증착하는 데 사용되었지만 이 기술은 가혹한 조건, 즉 매우 높은 진공을 필요로 한다. 오늘날, 이러한 얇은 산화인듐 층은 화학 기상 증착(CVD), 플라즈마 강화 원자층 증착(PEALD)을 사용하여 만들어진다. 산업적 응용에 있어서 핵심 파라미터는 80℃ 이하에서 액체인 인듐-함유 전구체를 개발하는 것인데, 이것은 제조하기에, 저장 캐니스터를 충전하기에, 그리고 액체 인듐-함유 전구체를 위한 공급 라인과 배출 라인을 통해 반응기 내로 전달하기에 더 실용적이기 때문이다. 고체 전구체를 사용하는 경우, 전형적으로 생산 조건에서 증기 형성용 승화기를 하루에 한 번 이상 교체해야 하며 또한 승화 동안 입자 크기의 변화로 인해 공급 속도가 변동될 수 있다. 또한, 안전상의 이유로 인듐-함유 전구체는 바람직하게는 공기 노출 시 스스로 불이 붙지 않을 것이다. 인듐-함유 전구체는 공정으로부터 생성되는 인듐-함유 필름의 전기 전도도를 저하시킬 수 있는 할라이드를 함유하지 않아야 한다. 이러한 인듐-함유 층을 증착하기에 가장 적합한 전구체에는 In(III)으로부터의 유도체, 즉 InCl3, In(Me)3(일명 TMI), In(Et)3(일명 TEI), In(Ac)3, [3-(디메틸아미노)프로필]디메틸 인듐(일명 DADI)이 포함된다. Mizutani 등은, 100 내지 500℃ 범위의 온도에서, 이러한 전구체의 증착이 1 Å /사이클 미만의 사이클당 성장(GPC)을 초래함을 개시한다(문헌[Mizutani et al., AIP Advances, 2019, 9, 045019]). 이러한 공정에 사용되는 인듐-함유 전구체의 양을 최소화하기 위해, 더 높은 GPC가 요구된다. Mizutani 등 및 WO 2018225668A호는 또한 시클로펜타디에닐 유형 리간드(여기서, R은 알킬 치환체임)를 갖는 In(I) 전구체(InRCp)를 개시한다. 이들은 최근 높은 GPC(>1 Å /사이클)를 얻기 위한 더 우수한 전구체로 인식되었다. 불행하게도, 이러한 전구체의 GPC 성능은 200℃ 미만의 온도에서 극적으로 떨어지며, 필름은 높은 탄소 오염도(10 내지 20%)를 갖게 된다. 따라서 200℃ 미만, 바람직하게는 150℃ 미만의 온도에서, 더 바람직하게는 약 100℃에서 증착이 가능하여 0.3 Å/사이클 초과의 GPC를 초래하고 탄소 오염도가 낮은 새로운 전구체를 찾는 것이 필요하다. 이러한 재료의 한 가지 응용 분야는 융점이 200℃ 미만인 중합체 상에 인듐-함유 층을 증착하는 것일 수 있다. Beachley 등은 InCp*(In(C5Me5))가 공여체 용매의 존재 하에서 약간 분해됨을 개시한다(문헌[Organometallics 1989, 8, 346-356]). Jutz 등(문헌[Jutzi, et al., Organometallics, 2000, 19, 1292-1298])은 Cp 상의 헤테로알킬 기의 존재가, 비-공여체 안정화된 Cp 기 13 원소 화합물과 비교하여, 수분 및 공기에 대한 반응성을 감소시킬 수 있음을 개시한다.
인듐-함유 필름을 형성하는 방법이 개시되며, 이 방법은 다음의 단계들을 포함한다:
기재를 필름 형성 조성물의 증기에 노출시키는 단계 (여기서, 필름 형성 조성물은 하기 일반식을 갖는 헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐 (I) 전구체를 포함함:
In[R1R2R3R4CpL1] 또는
In[CpL1L2 y]
(상기 식에서, Cp는 시클로펜타디에닐 리간드를 나타내고; R1 내지 R4는 각각 독립적으로 H, C1-C4 선형, 분지형 또는 환형 알킬이고; L1 및 L2는 각각 독립적으로 Si, Ge, Sn, N, P, B, Al, Ga, In, O, S, Se, Te, F, Cl, Br, I와 같은 적어도 하나의 헤테로원자를 함유하는 알킬 사슬로 이루어지며 Cp 리간드에 결합된 치환체이고; y는 1 내지 4임)); 및
기상 증착 방법을 사용하여 헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐(I) 전구체의 적어도 일부를 기재 상에 증착하여 인듐-함유 필름을 형성하는 단계. 개시된 방법은 하기 양태들 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
Figure pct00001
기상 증착 방법은 ALD, CVD 또는 이들의 조합인 양태;
Figure pct00002
기상 증착 방법은 PEALD 방법 또는 공간 ALD 방법인 양태;
Figure pct00003
L1 및 L2는 각각 독립적으로 -(CkHl-ERm) 기이며, 여기서, -CkHl는 선형, 환형 또는 분지형 알킬 사슬이고; k는 0 내지 6이고; l는 0 내지 11이고; E는 Si, Ge, Sn, N, P, B, Al, Ga, In, O, S, Se, Te, F, Cl, Br, I이고; R은 H, C1-C5 선형, 환형 또는 분지형 알킬인 양태;
Figure pct00004
헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐(I) 전구체는 다음으로 이루어진 군으로부터 선택되는 양태:
Figure pct00005
(상기 식에서, n 및 n'은 각각 독립적으로 0 내지 6이고(이는 C0 내지 C6 선형, 환형 또는 분지형 알킬 사슬을 나타냄); E 및 'E'는 각각 독립적으로 Si, Ge, Sn, N, P, B, Al, Ga, In, O, S, Se, Te, F, Cl, Br, I이고; R은 H, C1 내지 C5 선형, 분지형 또는 환형 알킬, 또는 헤테로알킬이고; R1 내지 R4는 독립적으로 H, C1-C4 선형, 분지형 또는 환형 알킬이고; m은 0 내지 4이고; y는 1 내지 4임).
Figure pct00006
헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐(I) 전구체는
Figure pct00007
(상기 식에서, n은 0 내지 6이고(이는 C0 내지 C6 선형, 환형 또는 분지형 알킬 사슬을 나타냄); E는 N, P, B, O, S, F이고; R은 H, C1 내지 C5 선형, 분지형 또는 환형 알킬, 또는 헤테로알킬이고; m은 0 내지 4이고; R1 내지 R4는 각각 H임)인 양태;
Figure pct00008
헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐(I) 전구체는 In[Cp(CH2)3NMe2], In[Cp(CH2)2NMe2], In[CpCH2NMe2], In[CpCH2CHMe-NMe2], In[Cp(CHMe)NMe2], In[CpNMe2], In[CpNMeEt], In[CpNEt2], In[CpNMeiPr], In[CpNiPr2], In[Cp(CH2)3PMe2], In[Cp(CH2)2PMe2], In[Cp(CHMe)PMe2], In[CpCH2PMe2], In[CpPMe2], In[CpPMeEt], In[CpPEt2], In[CpPMeiPr], In[CpPiPr2], In[Cp(CH2)3BMe2], In[Cp(CH2)2BMe2], In[Cp(CHMe)BMe2], In[CpCH2BMe2], In[CpBMe2], In[CpB(OMe)2], In[CpBMeEt], In[CpBEt2], In[CpBMeiPr], In[CpBiPr2], In[Cp(CH2)3OMe], In[Cp(CH2)2OMe], In[CpCH2OMe], In[CpOMe], In[CpOEt], In[CpOiPr], In[Cp(CH2)3 SMe], In[Cp(CH2)2SMe], In[CpCH2SMe], In[CpSMe], In[CpSEt], In[CpSiPr] 등으로부터 선택되는 양태;
Figure pct00009
헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐(I) 전구체는
Figure pct00010
(상기 식에서, n은 0 내지 6이고(이는 C0 내지 C6 선형, 환형 또는 분지형 알킬 사슬을 나타냄); E는 Si, Ge, Sn, N, P, B, Al, Ga, In, O, S, Se, Te, F, Cl, Br, I이고; R은 H, C1 내지 C5 선형, 분지형 또는 환형 알킬, 또는 헤테로알킬이고; m은 0 내지 4이고; R1 내지 R4는 각각 독립적으로 H, C1-C4 선형, 분지형 또는 환형 알킬임)인 양태;
Figure pct00011
헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐(I) 전구체는 In[CpMe4(CH2)3NMe2], In[CpMe4(CH2)2NMe2], In[CpMe4CH2CHMe-NMe2], In[CpMe4(CHMe)NMe2], In[CpMe4CH2NMe2], In[CpMe4NMe2], In[CpMe4NMeEt], In[CpMe4NEt2], In[CpMe4NMeiPr], In[CpMe4NiPr2], In[CpMe4(CH2)3PMe2], In[CpMe4(CH2)2PMe2], In[CpMe4(CHMe)PMe2], In[CpMe4CH2PMe2], In[CpMe4PMe2], In[CpMe4PMeEt], In[CpMe4PEt2], In[CpMe4PMeiPr], In[CpMe4PiPr2], In[CpMe4(CH2)3BMe2], In[CpMe4(CH2)2BMe2], In[CpMe4(CHMe)BMe2], In[CpMe4CH2BMe2], In[CpMe4BMe2], In[CpMe4B(OMe)2], In[CpMe4BMeEt], In[CpMe4BEt2], In[CpMe4BMeiPr], In[CpMe4BiPr2], In[CpMe4(CH2)3OMe], In[CpMe4(CH2)2OMe], In[CpMe4CH2OMe], In[CpMe4OMe], In[CpMe4OEt], In[CpMe4OiPr], In[CpMe4(CH2)3SMe], In[CpMe4(CH2)2SMe], In[CpMe4CH2SMe], In[CpMe4SMe], In[CpMe4SEt], In[CpMe4SiPr] 등으로부터 선택되는 양태;
Figure pct00012
헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐(I) 전구체는
Figure pct00013
(상기 식에서, n은 0 내지 6이고(이는 C0 내지 C6 선형, 환형 또는 분지형 알킬 사슬을 나타냄); E는 Si, Ge, Sn, N, P, B, Al, Ga, In, O, S, Se, Te, F, Cl, Br, I이고; R은 H, C1 내지 C5 선형, 분지형 또는 환형 알킬, 또는 헤테로알킬이고; m은 0 내지 4이고; y는 1 내지 4임)인 양태;
Figure pct00014
헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐(I) 전구체는 In(Cp(NMe2)2), In(Cp(CH2NMe2)2), In(Me3Cp(NMe2)2), In(Me3Cp(CH2NMe2)2), In(iPr3Cp(NMe2)2), In(iPr3Cp(CH2NMe2)2) 등으로부터 선택되는 양태;
Figure pct00015
헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐(I) 전구체는
Figure pct00016
(상기 식에서, n 및 n'은 각각 독립적으로 0 내지 6이고(이는 C0 내지 C6 선형, 환형 또는 분지형 알킬 사슬을 나타냄); E 및 'E'는 각각 독립적으로 Si, Ge, Sn, N, P, B, Al, Ga, In, O, S, Se, Te, F, Cl, Br, I이고; R은 H, C1 내지 C5 선형, 분지형 또는 환형 알킬, 또는 헤테로알킬이고; m은 0 내지 4이고; y는 1 내지 4임)인 양태;
Figure pct00017
헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐(I) 전구체는 In(Cp(NMe2)2(NEt2)), In(Cp(NEt2)(CH2NMe2)2), In(Me2Cp(NMe2)2(NEt2)), In(Me2Cp(NEt2)(CH2NMe2)2), In(iPr2Cp(NEt2)(NMe2)2), In(iPr2Cp(NEt2)(CH2NMe2)2), In(Cp(NMe2)(BMe2)) 등으로부터 선택되는 양태;
Figure pct00018
헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐(I) 전구체는 In(Cp(CH2)3NMe2)인 양태;
Figure pct00019
헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐(I) 전구체는 In(CpPiPr2)인 양태;
Figure pct00020
반응기 내로 공반응물을 전달하는 단계를 추가로 포함하는 양태;
Figure pct00021
공반응물은 O2, O3, H2O, H2O2, NO, N2O, NO2, O 라디칼, 알코올, 실라놀, 아미노알코올, 카르복실산, 파라-포름알데히드, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 산화제인 양태;
Figure pct00022
공반응물은 O3 또는 O2인 양태;
Figure pct00023
공반응물은 NH3, N2, H2, N2/H2, H2 및 NH3, N2 및 NH3, NH3 및 N2H4, NO, N2O, 아민, 디아민, 시아나이드, 디-이민, 히드라진, 유기 아민, 피라졸린, 피리딘, 1차 아민, 예컨대 메틸아민, 에틸아민, tert부틸아민; 2차 아민, 예컨대 디메틸아민, 디에틸아민, 디-이소프로필아민, 에틸메틸아민, 피롤리딘; 3차 아민, 예컨대 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리실릴아민, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 질소-함유 환원제인 양태;
Figure pct00024
공반응물은 NH3인 양태;
Figure pct00025
공반응물은 N2 플라즈마인 양태;
Figure pct00026
N2 플라즈마는 기재 온도가 250℃ 미만인 경우에 적절한 공반응물인 양태;
Figure pct00027
공반응물은 전도성 필름을 위한 H2, H2CO, N2H4, NH3, 1차 아민, 2차 아민, 3차 아민, 트리실릴아민, 이들의 라디칼, 및 이들의 혼합물인 양태;
Figure pct00028
공반응물은 H2인 양태;
Figure pct00029
공반응물은 유전체 필름을 위한 산화 가스, 예컨대 O2, O3, H2O, H2O2, NO, N2O, NO2, 산소 함유 라디칼, 예컨대 O-, OH-, 카르복실산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 및 이들의 혼합물 중 하나인 양태;
Figure pct00030
산화 가스는 O3, H2O2, H2O로 이루어진 군으로부터 선택되는 양태;
Figure pct00031
공반응물은 플라즈마에 의해 처리되는 양태;
Figure pct00032
플라즈마 공급원은 N2 플라즈마, N2/He 플라즈마, N2/Ar 플라즈마, NH3 플라즈마, NH3/He 플라즈마, NH2/AR 플라즈마, He 플라즈마, Ar 플라즈마, H2 플라즈마, H2/He 플라즈마, H2/유기 아민 플라즈마, 및 이들의 혼합물인 양태;
Figure pct00033
인듐-함유 필름은 산화인듐, InSnO (ITO), InGaZnO (IGZO), InN, InP, InAs, InSb 또는 In2S3인 양태;
Figure pct00034
인듐-함유 필름은 P, N, S, Ga, As, B, Ta, Hf, Nb, Mg, Al, Sr, Y, Ba, Ca, As, Sb, Bi, Sn, Pb, Co, Zn, 하나 이상의 란타넘족, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 제2 원소를 함유하는 양태;
Figure pct00035
인듐-함유 필름은 In2O3/ZrO2의 교번하는 층들의 스택인 양태;
Figure pct00036
임의의 개시된 공정에 의해 증착된 인듐-함유 필름은 실온에서의 벌크 저항률이 대략 50 μohm×cm 내지 대략 1,000 μohm×cm인 양태;
Figure pct00037
기재는 분말인 양태;
Figure pct00038
분말은 NMC(리튬 니켈 망간 코발트 산화물), LCO(리튬 코발트 산화물), LFP(리튬 철 인산염) 및 다른 배터리 캐소드 재료 중 하나 이상을 포함하는 양태;
Figure pct00039
증착 압력은 약 10-3 Torr 내지 약 100 Torr로 유지되는 양태;
Figure pct00040
증착 압력은 약 10-2 Torr 내지 100 Torr로 유지되는 양태;
Figure pct00041
증착 온도는 약 100℃ 내지 약 600℃로 유지되는 양태;
Figure pct00042
증착 온도는 약 100℃ 내지 약 500℃로 유지되는 양태; 및
Figure pct00043
가열되는 반응기 벽은 대략 50℃ 내지 대략 600℃를 포함하는 양태.
하기 일반식을 갖는 헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐(I) 전구체를 포함하는, 기상 증착 방법을 위한 필름 형성 조성물:
In[R1R2R3R4CpL1] 또는
In[CpL1L2 y]
(상기 식에서, Cp는 시클로펜타디에닐 리간드를 나타내고; R1 내지 R4는 각각 독립적으로 H, C1-C4 선형, 분지형 또는 환형 알킬이고; L1 및 L2는 각각 독립적으로 Si, Ge, Sn, N, P, B, Al, Ga, In, O, S, Se, Te, F, Cl, Br, I와 같은 적어도 하나의 헤테로원자를 함유하는 알킬 사슬로 이루어지며 Cp 리간드에 결합된 치환체이고; y는 1 내지 4임). 개시된 필름 형성 조성물은 다음 양태들 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
Figure pct00044
필름 형성 조성물은 대략 95% w/w 내지 대략 100.0% w/w의 전구체를 포함하는 양태;
Figure pct00045
필름 형성 조성물의 순도는 95% w/w 초과인 양태;
Figure pct00046
필름 형성 조성물의 순도는 98% w/w 초과인 양태;
Figure pct00047
필름 형성 조성물의 순도는 99% w/w 초과인 양태;
Figure pct00048
필름 형성 조성물은 대략 0.0% w/w 내지 대략 5.0% w/w의 불순물을 포함하는 양태;
Figure pct00049
필름 형성 조성물은 대략 0.0% w/w 내지 대략 2.0% w/w의 불순물을 포함하는 양태;
Figure pct00050
필름 형성 조성물은 대략 0.0% w/w 내지 대략 1.0% w/w의 불순물을 포함하는 양태;
Figure pct00051
필름 형성 조성물의 금속 불순물은 0 ppbw 내지 1 ppmw인 양태; 및
Figure pct00052
필름 형성 조성물의 금속 불순물은 0 ppbw 내지 500 ppbw인 양태.
필름 형성 전구체는 하기 일반식을 갖는 헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐(I) 전구체인 양태:
In[R1R2R3R4CpL1] 또는
In[CpL1L2 y]
(상기 식에서, Cp는 시클로펜타디에닐 리간드를 나타내고; R1 내지 R4는 각각 독립적으로 H, C1-C4 선형, 분지형 또는 환형 알킬이고; L1 및 L2는 각각 독립적으로 Si, Ge, Sn, N, P, B, Al, Ga, In, O, S, Se, Te, F, Cl, Br, I와 같은 적어도 하나의 헤테로원자를 함유하는 알킬 사슬로 이루어지며 Cp 리간드에 결합된 치환체이고; y는 1 내지 4임). 개시된 필름 형성 전구체는 다음 양태들 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
Figure pct00053
필름 형성 전구체의 순도는 95% w/w 초과인 양태;
Figure pct00054
필름 형성 전구체의 순도는 98% w/w 초과인 양태;
Figure pct00055
필름 형성 전구체의 순도는 99% w/w 초과인 양태;
Figure pct00056
필름 형성 전구체는 대략 0.0% w/w 내지 대략 5.0% w/w의 불순물을 포함하는 양태;
Figure pct00057
필름 형성 전구체는 대략 0.0% w/w 내지 대략 2.0% w/w의 불순물을 포함하는 양태;
Figure pct00058
필름 형성 전구체는 대략 0.0% w/w 내지 대략 1.0% w/w의 불순물을 포함하는 양태;
Figure pct00059
필름 형성 전구체의 금속 불순물은 0 ppbw 내지 1 ppmw인 양태; 및
Figure pct00060
필름 형성 전구체의 금속 불순물은 0 ppbw 내지 500 ppbw인 양태.
표기법 및 명명법
다음의 상세한 설명 및 청구범위는 일반적으로 이 기술 분야에 잘 알려진 다수의 약어, 기호 및 용어를 사용한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 단수형은 하나 이상을 의미한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 텍스트(text)에서 또는 청구범위에서 "약(about, around)" 또는 "대략(approximately)"은 기술된 값의 ±10%를 의미한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 텍스트에서 또는 청구범위에서 "실온"은 대략 20℃ 내지 대략 28℃를 의미한다.
"주변 온도"라는 용어는 대략 20℃ 내지 대략 28℃의 주위 온도를 지칭한다.
개시된 실시 형태에서 사용되는 바와 같이, "독립적으로"라는 용어가 R 기를 설명하는 문맥에서 사용되는 경우, 이는 대상 R 기가 동일하거나 상이한 하첨자 또는 상첨자를 갖는 다른 R 기에 대해 독립적으로 선택될 뿐만 아니라 동일한 R 기의 임의의 추가 화학종에 대해 독립적으로 선택된다는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, x가 2 또는 3인 화학식 MR1 x (NR2R3)(4-x)에서, 2개 또는 3개의 R1기는 서로 동일하거나 R2 또는 R3과 동일할 수 있지만 꼭 그럴 필요는 없다. 게다가, 특별히 달리 언급되지 않는 한, 상이한 화학식에서 사용될 때 R 기들의 값은 서로 독립적인 것으로 이해되어야 한다.
"기재"라는 용어는, 공정이 수행되는 재료 또는 재료들을 지칭한다. 기재는, 공정이 수행되는 재료(들)를 갖는 웨이퍼를 지칭할 수 있다. 기재는 반도체, 광전지, 평판 패널, 또는 LCD-TFT 디바이스 제조에서 사용되는 임의의 적합한 웨이퍼일 수 있다. 기재는 또한, 이전 제조 단계에서 이미 기재 상에 증착된 상이한 재료들의 하나 이상의 층을 가질 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼는 규소 층(예를 들어, 결정질, 비정질, 다공성 등), 규소-함유 층(예를 들어, SiO2, SiN, SiON, SiCOH 등), 금속-함유 층(예를 들어, 구리, 코발트, 루테늄, 텅스텐, 백금, 팔라듐, 니켈, 루테늄, 금 등), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 추가로, 기재는 평면형이거나 패터닝될 수 있다. 기재는 패터닝된 유기 포토레지스트 필름일 수 있다. 기재는, MEMS, 3D NAND, MIM, DRAM, 또는 FeRam 디바이스 응용에서 유전체 재료로서 사용되는 산화물의 층(예를 들어, ZrO2계 재료, HfO2계 재료, TiO2계 재료, 희토류 산화물계 재료, 삼원 산화물계 재료 등) 또는 전극으로서 사용되는 질화물계 필름(예를 들어, TaN, TiN, NbN)을 포함할 수 있다. 당업자는, 본원에서 사용된 "필름" 또는 "층"이라는 용어가 표면 위에 놓인 또는 그 위에서 확산된 일부 재료의 두께를 지칭하며, 표면이 트렌치 또는 라인일 수 있다는 것을 인지할 것이다. 본 명세서 및 청구범위 전체에 걸쳐, 웨이퍼 및 웨이퍼 상의 임의의 관련 층이 기재로 지칭된다. 기재는 SAM의 반응성 헤드와 반응하기 쉬운 작용기를 표면에 갖는 임의의 고체일 수 있으며, 제한 없이 3D 물체 또는 분말을 포함할 수 있다. 예시적인 분말 기재에는 재충전 배터리 기술에 사용되는 분말이 포함된다. 비제한적인 수의 분말 재료에는 NMC(리튬 니켈 망간 코발트 산화물), LCO(리튬 코발트 산화물), LFP(리튬 철 인산염) 및 기타 배터리 캐소드 재료가 포함된다.
본원에서, "필름" 및 "층"이라는 용어는 상호 교환 가능하게 사용될 수 있음에 유의한다. 필름이 층에 해당하거나 이와 관련될 수 있으며, 층이 필름을 지칭할 수 있는 것으로 이해된다. 또한, 당업자는, 본원에서 사용되는 "필름" 또는 "층"이라는 용어가 표면 위에 놓인 또는 그 위에서 확산된 일부 재료의 두께를 지칭하며, 표면이 전체 웨이퍼 정도로 큰 것으로부터 트렌치 또는 라인 정도로 작은 것까지의 범위일 수 있다는 것을 인지할 것이다.
"비아", "개구", "홀" 및 "트렌치"라는 용어는 때때로 상호 교환 가능하게 사용되며, 일반적으로 중간층 절연체 내의 개구부를 의미한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 약어 "NAND"는 "Negated AND" 또는 "Not AND" 게이트를 지칭하고; 약어 "2D"는 평면 기재 상의 2차원 게이트 구조를 지칭하며; 약어 "3D"는 3차원 또는 수직 게이트 구조를 지칭하며, 여기서, 게이트 구조는 수직 방향으로 적층된다.
원소 주기율표로부터의 원소의 표준 약어가 본원에서 사용된다. 원소가 이들 약어에 의해서 지칭될 수 있다는 것(예를 들어, Si는 규소를 지칭하고, In은 인듐을 지칭하고, N은 질소를 지칭하고, O는 산소를 지칭하며, C는 탄소를 지칭하고, H는 수소를 지칭하고, F는 불소를 지칭하는 것 등)을 이해하여야 한다.
화학물질 식별 서비스에 의해 지정된 고유한 CAS 등록 번호(즉, "CAS")는 개시된 특정 분자를 식별하기 위해 제공된다.
"웨이퍼" 또는 "패터닝된 웨이퍼"라는 용어는, 기재 상의 규소-함유 필름들의 스택 및 패턴 에칭을 위해서 형성된 규소-함유 필름들의 스택 상의 패터닝된 하드마스크 층을 가지는 웨이퍼를 지칭한다. "웨이퍼" 또는 "패터닝된 웨이퍼"라는 용어는 또한 종횡비를 갖는 트렌치 웨이퍼를 지칭할 수 있다.
본원에서, 용어 "증착 온도" 및 "기재 온도"는 서로 교환 가능하게 사용될 수 있음에 유의한다. 기재 온도가 증착 온도에 해당하거나 이와 관련될 수 있으며, 증착 온도가 기재 온도를 지칭할 수 있는 것으로 이해된다.
본원에서, 용어 "전구체", "전구체 화합물", "증착 화합물" 및 "증착 가스"는 전구체가 실온 및 주변 압력에서 가스 상태인 경우 서로 교환 가능하게 사용될 수 있음에 유의한다. 전구체가 증착 화합물 또는 증착 가스에 해당하거나 이와 관련될 수 있으며, 증착 화합물 또는 증착 가스가 전구체를 지칭할 수 있는 것으로 이해된다.
개시된 실시 형태에서 사용되는 바와 같이, 용어 "히드로카르빌 기"는 탄소 및 수소를 함유하는 작용기를 지칭하고, 용어 "알킬 기"는 탄소 및 수소 원자만을 함유하는 포화된 작용기를 지칭한다. 히드로카르빌 기는 포화되거나 포화되지 않을 수 있다. 두 용어 모두 선형, 분지형, 또는 환형 기를 지칭한다. 선형 알킬 기의 예는 제한 없이 메틸 기, 에틸 기, 프로필 기, 부틸 기 등을 포함한다. 분지형 알킬 기의 예는 제한 없이 t-부틸을 포함한다. 환형 알킬 기의 예는 제한 없이 시클로프로필 기, 시클로펜틸 기, 시클로헥실 기 등을 포함한다.
개시된 실시 형태에서 사용되는 바와 같이, 약어 "Me"는 메틸 기를 지칭하고; 약어 "Et"는 에틸 기를 지칭하고; 약어 "Pr"은 프로필 기를 지칭하고; Cp는 시클로펜타디에닐 리간드를 지칭하고 기타 등등이다.
범위는 본원에 대략적으로 하나의 특정 값으로부터, 및/또는 대략적으로 다른 특정 값까지인 것으로 표현될 수 있다. 그러한 범위가 표현되었을 때, 또 다른 실시 형태가, 상기 범위 내의 모든 조합과 함께, 하나의 특정 값으로부터 및/또는 다른 특정 값까지인 것으로 이해되어야 한다. 본원에 언급된 모든 범위는 용어 "포괄적으로"의 사용 여부와 상관없이 그의 종점을 포함한다(즉, x는 1 내지 4, 또는 x는 1 내지 4의 범위라고 하는 경우, 이는 x는 1, x는 4 및 x는 그 사이의 임의의 수인 경우를 포함한다).
본원에서 "일 실시 형태" 또는 "실시 형태"의 언급은, 실시 형태와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조, 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시 형태에 포함될 수 있다는 것을 의미한다. 본 명세서 내의 여러 곳에서의 "일 실시 형태에서"라는 문구의 출현 모두가 반드시 동일한 실시 형태를 지칭하는 것이 아니고, 별개의 또는 대안적인 실시 형태가 다른 실시 형태와 반드시 상호 배타적인 것도 아니다. 용어 "구현예"에서도 마찬가지이다.
본 출원에서 사용되는 바와 같이, "예시적"이라는 단어는 본원에서 예, 사례 또는 예시로서 기능한다는 것을 의미하도록 사용된다. "예시적"으로서 본원에서 설명된 임의의 양태 또는 설계가 반드시 다른 양태 또는 설계보다 바람직하거나 유리한 것으로 해석되는 것은 아니다. 그 대신, 단어 "예시적"의 사용은 개념을 구체적인 방식으로 제공하기 위한 것이다.
또한, 용어 "또는"은 배타적인 "또는"이 아니라 포괄적인 "또는"을 의미하기 위한 것이다. 즉, 달리 명시되지 않는 한, 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, "X가 A 또는 B를 이용한다"는 것은 임의의 자연 포괄적 치환(natural inclusive permutation)을 의미하기 위한 것이다. 즉, 만약 X가 A를 이용하거나, X가 B를 이용하거나, X가 A 및 B 모두를 이용한다면, "X가 A 또는 B를 이용한다"는 것은 상기 경우 중 어떠한 경우에서도 만족된다. 또한, 본 출원 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 단수형은 달리 명시되지 않는 한, 또는 문맥으로부터 명확히 단수형을 지시하지 않는 한 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 간주되어야 한다.
인듐 (I) 전구체, 구체적으로, 헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐 전구체를 포함하는 인듐 (In)-함유 필름 형성 조성물, 이를 합성하는 방법, 및 이를 사용하여 원자층 증착 (ALD) 또는 화학 기상 증착(CVD)과 같은 기상 증착 방법에 의해 인듐-함유 필름을 증착하는 방법이 개시된다.
InCp* (In(C5Me5)는 공여체 용매의 존재 하에 다소 분해되기 때문에(문헌[Beachley et al., Organometallics 1989, 8, 346-356] 참조), 리간드 상의 고립 전자쌍을 함유하는 헤테로원자(예컨대 N, O, S)가 개시된 인듐 (I) 전구체에 첨가되며, 이는 증착 공정 동안 헤테로알킬 Cp 리간드의 제거를 촉진할 수 있다. 일반적으로, 배위되는 리간드의 성질에 따라, 인듐(I)은 비어 있는 π 오비탈 및 고립 전자쌍을 모두 갖기 때문에 루이스 산 또는 루이스 염기로서 작용할 수 있다. 이러한 양친성(amphiphilicity)은 시클로펜타디에닐 리간드 상에 전자 흡인 기 또는 전자 공여 기를 추가함으로써 특정 반응성을 제공할 수 있다.
개시된 In(I) 전구체는 하기 일반식을 갖는, 헤테로알킬 치환체를 갖는 시클로펜타디에닐 리간드를 함유하는 헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐 전구체이다:
[화학식 I]
In[R1R2R3R4CpL1] 또는
[화학식 II]
In[CpL1L2 x]
(상기 식에서, Cp는 시클로펜타디에닐 리간드를 나타내고; R1 내지 R4는 각각 독립적으로 H, C1-C4 선형, 분지형 또는 환형 알킬이고; L1 및 L2는 각각 독립적으로 Si, Ge, Sn, N, P, B, Al, Ga, In, O, S, Se, Te, F, Cl, Br, I와 같은 적어도 하나의 헤테로원자를 갖는 알킬 사슬로 이루어지며 Cp 리간드에 결합된 치환체이고; x는 1 내지 4임).
일 실시 형태에서, L1 및 L2는 각각 독립적으로 -(CkHl-ERm) 기일 수 있으며, 여기서, -CkHl는 선형, 환형 또는 분지형 알킬 사슬이고; k는 0 내지 6이고; l는 0 내지 11이고; E는 Si, Ge, Sn, N, P, B, Al, Ga, In, O, S, Se, Te, F, Cl, Br, I이고; R은 H, C1-C5 선형, 환형 또는 분지형 알킬이고; m은 0 내지 4이다.
화학식 I에 나타낸 개시된 In (I) 전구체는 하기 헤테로알킬시클로펜타디에닐 In(I) 전구체를 포함할 수 있다:
[화학식 III]
Figure pct00061
(상기 식에서, n은 0 내지 6이고(이는 C0 내지 C6 선형, 환형 또는 분지형 알킬 사슬을 나타냄); E는 N, P, B, O, S, F이고; R은 H, C1 내지 C5 선형, 분지형 또는 환형 알킬, 또는 헤테로알킬이고; m은 0 내지 4이고; R1 내지 R4는 각각 H임).
화학식 III에서 예시적인 In(I) 전구체는 In[Cp(CH2)3NMe2], In[Cp(CH2)2NMe2], In[CpCH2NMe2], In[CpCH2CHMe-NMe2], In[Cp(CHMe)NMe2], In[CpNMe2], In[CpNMeEt], In[CpNEt2], In[CpNMeiPr], In[CpNiPr2], In[Cp(CH2)3PMe2], In[Cp(CH2)2PMe2], In[Cp(CHMe)PMe2], In[CpCH2PMe2], In[CpPMe2], In[CpPMeEt], In[CpPEt2], In[CpPMeiPr], In[CpPiPr2], In[Cp(CH2)3BMe2], In[Cp(CH2)2BMe2], In[Cp(CHMe)BMe2], In[CpCH2BMe2], In[CpBMe2], In[CpB(OMe)2], In[CpBMeEt], In[CpBEt2], In[CpBMeiPr], In[CpBiPr2], In[Cp(CH2)3OMe], In[Cp(CH2)2OMe], In[CpCH2OMe], In[CpOMe], In[CpOEt], In[CpOiPr], In[Cp(CH2)3 SMe], In[Cp(CH2)2SMe], In[CpCH2SMe], In[CpSMe], In[CpSEt], In[CpSiPr] 등을 포함한다.
대안적으로, 화학식 I에 나타낸 개시된 In (I) 전구체는 하기 헤테로알킬시클로펜타디에닐 In(I) 전구체를 포함할 수 있다:
[화학식 IV]
Figure pct00062
(상기 식에서, n은 0 내지 6이고(이는 C0 내지 C6 선형, 환형 또는 분지형 알킬 사슬을 나타냄); E는 Si, Ge, Sn, N, P, B, Al, Ga, In, O, S, Se, Te, F, Cl, Br, I이고; R은 H, C1 내지 C5 선형, 분지형 또는 환형 알킬, 또는 헤테로알킬이고; m은 0 내지 4이고; R1 내지 R4는 각각 독립적으로 H, C1-C4 선형, 분지형 또는 환형 알킬임).
화학식 IV에서 예시적인 In(I) 전구체는 In[CpMe4(CH2)3NMe2], In[CpMe4(CH2)2NMe2], In[CpMe4CH2CHMe-NMe2], In[CpMe4(CHMe)NMe2], In[CpMe4CH2NMe2], In[CpMe4NMe2], In[CpMe4NMeEt], In[CpMe4NEt2], In[CpMe4NMeiPr], In[CpMe4NiPr2], In[CpMe4(CH2)3PMe2], In[CpMe4(CH2)2PMe2], In[CpMe4(CHMe)PMe2], In[CpMe4CH2PMe2], In[CpMe4PMe2], In[CpMe4PMeEt], In[CpMe4PEt2], In[CpMe4PMeiPr], In[CpMe4PiPr2], In[CpMe4(CH2)3BMe2], In[CpMe4(CH2)2BMe2], In[CpMe4(CHMe)BMe2], In[CpMe4CH2BMe2], In[CpMe4BMe2], In[CpMe4B(OMe)2], In[CpMe4BMeEt], In[CpMe4BEt2], In[CpMe4BMeiPr], In[CpMe4BiPr2], In[CpMe4(CH2)3OMe], In[CpMe4(CH2)2OMe], In[CpMe4CH2OMe], In[CpMe4OMe], In[CpMe4OEt], In[CpMe4OiPr], In[CpMe4(CH2)3SMe], In[CpMe4(CH2)2SMe], In[CpMe4CH2SMe], In[CpMe4SMe], In[CpMe4SEt], In[CpMe4SiPr] 등을 포함한다.
대안적으로, 화학식 II에 나타낸 개시된 In(I) 전구체는 하기 헤테로알킬시클로펜타디에닐 In(I) 전구체를 포함할 수 있으며, 여기서, L1 및 L2는 시클로펜타디에닐에 결합된 동일한 치환체이다:
[화학식 V]
Figure pct00063
(상기 식에서, n은 0 내지 6이고(이는 C0 내지 C6 선형, 환형 또는 분지형 알킬 사슬을 나타냄); E는 Si, Ge, Sn, N, P, B, Al, Ga, In, O, S, Se, Te, F, Cl, Br, I이고; R은 H, C1 내지 C5 선형, 분지형 또는 환형 알킬, 또는 헤테로알킬이고; m은 0 내지 4이고; y는 1 내지 4임),
V에 나타낸 예시적인 In(I) 전구체는 In(Cp(NMe2)2), In(Cp(CH2NMe2)2), In(Me3Cp(NMe2)2), In(Me3Cp(CH2NMe2)2), In(iPr3Cp(NMe2)2), In(iPr3Cp(CH2NMe2)2) 등을 포함한다.
대안적으로, 화학식 II에 나타낸 개시된 In(I) 전구체는 하기 헤테로알킬시클로펜타디에닐 In(I) 전구체를 포함할 수 있으며, 여기서, L1 및 L2는 시클로펜타디에닐에 결합된 상이한 치환체이다:
[화학식 VI]
Figure pct00064
(상기 식에서, n 및 n'은 각각 독립적으로 0 내지 6이고(이는 C0 내지 C6 선형, 환형 또는 분지형 알킬 사슬을 나타냄); E 및 'E'는 각각 독립적으로 Si, Ge, Sn, N, P, B, Al, Ga, In, O, S, Se, Te, F, Cl, Br, I이고; R은 H, C1 내지 C5 선형, 분지형 또는 환형 알킬, 또는 헤테로알킬이고; m은 0 내지 4이고; y는 1 내지 4임).
VI에 나타낸 예시적인 In(I) 전구체는 In(Cp(NMe2)2(NEt2)), In(Cp(NEt2)(CH2NMe2)2), In(Me2Cp(NMe2)2(NEt2)), In(Me2Cp(NEt2)(CH2NMe2)2), In(iPr2Cp(NEt2)(NMe2)2), In(iPr2Cp(NEt2)(CH2NMe2)2), In(Cp(NMe2)(BMe2)) 등을 포함한다.
개시된 In(I) 전구체 및 개시된 필름 형성 조성물은 상응하는 원소-함유 필름을 증착하기에 적합하며 상응하는 원소-함유 층의 증착을 위한 그의 관련 용도에 적합하다.
개시된 In(I) 전구체 및 개시된 필름 형성 조성물은 전자 분야에 사용되는 인듐-함유 박막, 예컨대 산화인듐, InSnO (ITO), InGaZnO (IGZO), InN, InP, InAs, InSb, In2S3을 형성하는 데 적합하다. 개시된 In(I) 전구체 및 개시된 필름 형성 조성물은 디스플레이에서 인듐 주석 산화물(인듐 갈륨 주석 산화물(IGZO))의 제조, 태양 연료, 고속 전자장치(InN), 광전자 부품, 고속 전자장치, 광기전 장치(InP), 적외선 검출기, 다이오드 레이저(InAs), 패스트 트랜지스터, 자기장, 열 이미지 검출기(InSb), 광전 장치, 광전기화학적 물 분해(In2S3), LED 응용 분야, 광기전 장치 및 광학 응용 분야에서 구리 인듐 갈륨 셀렌화물(CIGS)의 제조, 논리 및 메모리 산업, 반도체 등에 유용하다.
ALD, CVD 또는 다른 증착 방법에 의해 개시된 In(I) 전구체를 사용하여 인듐-함유 필름을 형성하는 방법 및 함산소 또는 무산소 인듐-함유 필름을 형성하는 방법이 또한 개시된다. 개시된 방법은, 개시된 In(I) 전구체를 사용하고 ALD, CVD, 스핀-온(spin-on), 분무, 딥 코팅, 슬릿 코팅 또는 임의의 다른 증착 기술에서 필름 증착용 반응 챔버 내로 도입하여, 동시에 및/또는 순차적으로 반응기 내로 도입되는, 하나 이상의 산화제(예를 들어 O2 및 O3, 또는 H2O 및 O3)와 함께 또는 없이, 또는 하나 이상의 환원제 또는 질화제(예를 들어 H2 및 NH3, N2 및 NH3, 또는 NH3 및 N2H4)과 함께 필름을 형성하는 증착 방법이다. 개시된 In(I) 전구체를 사용하는 개시된 증착 방법은 가열, 광, 직접 또는 원격 플라즈마, 또는 이들의 조합에 의해 보조될 수 있다.
더 구체적으로, 개시된 In(I) 전구체에 더하여, 반응물 또는 공반응물이 또한 반응 챔버 내로 도입될 수 있다. 공반응물은 산소-함유 가스 또는 산화제 또는 산화 제제일 수 있다. 산소-함유 가스에는 O2, O3, H2O, H2O2, NO, N2O, NO2, O 라디칼, 알코올, 실라놀, 아미노알코올, 카르복실산, 파라-포름알데히드, 및 이들의 조합과 같은 산화제가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 바람직하게는 산소-함유 가스는 O3 또는 O2이다. 대안적으로, 공반응물은 질소-함유 가스 또는 환원 가스 또는 환원제일 수 있다. 질소-함유 가스에는 NH3, N2, H2, N2/H2, H2 및 NH3, N2 및 NH3, NH3 및 N2H4, NO, N2O, 아민, 디아민, 시아나이드, 디-이민, 히드라진, 유기 아민, 피라졸린, 피리딘, 1차 아민, 예컨대 메틸아민, 에틸아민, tert부틸아민; 2차 아민, 예컨대 디메틸아민, 디에틸아민, 디-이소프로필아민, 에틸메틸아민, 피롤리딘; 3차 아민, 예컨대 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리실릴아민, 또는 이들의 혼합물, 바람직하게는 NH3을 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 공반응물은 동일계에서 또는 원격으로 플라즈마에 의해서 활성화될 수 있다. N2 또는 N2/H2의 경우, 플라즈마 활성화가 요구된다. 공반응물은 NH3, NO, N2O, 히드라진, N2 플라즈마, N2/H2 플라즈마, 아민 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 본 출원인은 기재 온도가 250℃ 미만인 경우에 N2 플라즈마가 적절한 공반응물일 수 있음을 발견하였다.
목표가 전도성 필름인 경우, 공반응물은 H2, H2CO, N2H4, NH3, 1차 아민, 2차 아민, 3차 아민, 트리실릴아민, 이들의 라디칼, 및 이들의 혼합물일 수 있다. 바람직하게는, 공반응물은 H2 또는 NH3이다. 대안적으로, 목표가 유전체 필름인 경우, 공반응물은 O2, O3, H2O, H2O2, NO, N2O, NO2, 산소 함유 라디칼, 예를 들어 O-, OH-, 카르복실산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 및 이들의 혼합물 중 하나와 같은 산화 가스일 수 있다. 바람직하게는, 산화 가스는 O3, H2O2 또는 H2O로 이루어진 군으로부터 선택된다.
게다가, 공반응물은 반응물을 그의 라디칼 형태로 분해하기 위해 플라즈마로 처리될 수 있으며, H2, N2 및 O2 중 적어도 하나는 플라즈마로 처리될 때 각각 수소, 질소 또는 산소 공급원 가스로 활용될 수 있다. 플라즈마 공급원은 N2 플라즈마, N2/He 플라즈마, N2/Ar 플라즈마, NH3 플라즈마, NH3/He 플라즈마, NH2/AR 플라즈마, He 플라즈마, Ar 플라즈마, H2 플라즈마, H2/He 플라즈마, H2/유기 아민 플라즈마, 및 이들의 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 플라즈마는 약 10 W 내지 약 1000 W, 바람직하게는 약 50 W 내지 약 500 W 범위의 전력으로 생성될 수 있다. 플라즈마는 반응기 자체 내에서 생성되어 존재할 수 있다. 대안적으로, 플라즈마는 일반적으로 반응기에서 벗어난 위치, 예를 들어, 원격으로 위치된 플라즈마 시스템에 있을 수 있다. 당업자는 그러한 플라즈마 처리에 적합한 방법 및 장치를 알 것이다.
예를 들어, 공반응물은 반응 챔버에서 플라즈마를 발생시키는 직접 플라즈마 반응기 내로 도입되어 반응 챔버에서 플라즈마-처리된 반응물을 생성할 수 있다. 예시적인 직접 플라즈마 반응기에는 Trion Technologies에 의해 제조된 Titan™ PECVD System이 포함된다. 공반응물은 플라즈마 처리 이전에 반응 챔버 내에 도입되고 유지될 수 있다. 대안적으로, 플라즈마 처리는 반응물의 도입과 동시에 일어날 수 있다. 원위치(in-situ) 플라즈마는 전형적으로, 샤워헤드와 기재 홀더 사이에서 발생되는 13.56 MHz RF 유도 결합 플라즈마이다. 기재 및 샤워헤드는 양이온 충돌이 발생하는지 여부에 따라 전력이 공급되는 전극일 수 있다. 원위치 플라즈마 발생기에서 전형적으로 인가되는 출력은 대략 30 W 내지 대략 1000 W이다. 바람직하게는, 개시된 방법에서는 대략 30 W 내지 대략 600 W의 출력이 사용된다. 더욱 바람직하게는, 출력은 대략 100 W 내지 대략 500 W의 범위이다. 원위치 플라즈마를 사용하는 공반응물의 해리는 전형적으로 동일한 출력 투입에 대해 원격 플라즈마 공급원을 사용하여 달성되는 것보다 적으므로, 반응물의 해리에 있어서 원격 플라즈마 시스템만큼 효율적이지 않으며, 원격 플라즈마 시스템은 플라즈마에 의해 쉽게 손상되는 기재 상에 필름을 증착하는 데 유리할 수 있다.
대안적으로, 플라즈마-처리된 공반응물은 예를 들어 반응 챔버로 들어가기 전에 공반응물을 처리하기 위한 원격 플라즈마와 같이 반응 챔버 외부에서 생성될 수 있다.
기상 증착 공정을 사용하여 기재 상에 인듐(I)-함유 층을 형성하는 방법이 또한 개시된다. 출원인은 개시된 필름 형성 조성물이 ALD에 적합하다고 생각한다. 더욱 구체적으로, 개시된 필름 형성 조성물은 표면 포화, 사이클당 자가 제한 성장, 및 대략 2:1부터 대략 200:1까지, 그리고 바람직하게는 대략 20:1부터 대략 100:1까지의 범위의 종횡비에 대한 완벽한 스텝 커버리지(step coverage)가 가능하다. 추가로, 개시된 필름 형성 조성물은 높은 분해 온도를 가져서, ALD를 가능하게 하는 양호한 열안정성을 나타낸다. 높은 분해 온도는 더 높은 온도(예를 들어, 대략 600℃)에서의 ALD를 가능하게 하여, 필름이 더 높은 순도를 갖게 된다. 개시된 방법은 반도체, 광전지, LCD-TFT, 플랫 패널형 장치의 제조에 유용할 수 있다.
개시된 필름 형성 조성물은 당업자에게 공지된 임의의 증착 방법을 사용하여 필름을 증착하는 데 사용될 수 있다. 적합한 기상 증착 방법의 예에는 CVD 및 ALD가 포함된다. 예시적인 CVD 방법에는 열 CVD, 플라즈마 강화 CVD(PECVD), 펄스 CVD(PCVD), 저압 CVD(LPCVD), 대기압 미만(sub-atmospheric) CVD(SACVD), 대기압 CVD(APCVD), 열선 CVD(cat-CVD로도 알려진 HWCVD; 열선이 증착 공정을 위한 에너지원의 역할을 함), 라디칼 혼입(radicals incorporated) CVD, 및 이들의 조합이 포함된다. 예시적인 ALD 방법에는 열 ALD, 플라즈마 강화 ALD(PEALD), 공간 ALD, 열선 ALD(HWALD), 라디칼 혼입 ALD, 및 이들의 조합이 포함된다. 초임계 유체 증착이 또한 사용될 수 있다. 적합한 스텝 커버리지 및 필름 두께 제어를 제공하기 위해, 증착 방법은 바람직하게 ALD, PE-ALD, 공간 ALD이다.
개시된 필름 형성 조성물의 순도는 95% w/w 초과(즉, 95.0% w/w 내지 100.0% w/w), 바람직하게는 98% w/w 초과(즉, 98.0% w/w 내지 100.0% w/w), 더욱 바람직하게는 99% w/w 초과(즉, 99.0% w/w 내지 100.0% w/w)이다. 당업자는 순도가 질량 분석법을 사용한 기체 액체 크로마토그래피 및 H NMR에 의해 결정될 수 있음을 인식할 것이다. 개시된 필름 형성 조성물은 다음의 불순물 중 임의의 것을 함유할 수 있다: 피라졸; 피리딘; 알킬아민; 알킬이민; THF; 에테르; 펜탄; 시클로헥산; 헵탄; 벤젠; 톨루엔; 염소화 금속 화합물; 리튬, 나트륨, 칼륨 피라졸릴. 이들 불순물의 총량은 바람직하게는 5% w/w 미만(즉, 0.0% w/w 내지 5.0% w/w), 바람직하게는 2% w/w 미만(즉, 0.0% w/w 내지 2.0% w/w), 더욱 바람직하게는 1% w/w 미만(즉, 0.0% w/w 내지 1.0% w/w)이다. 개시된 필름 형성 조성물은 재결정화, 승화, 증류, 및/또는 4Å 분자체와 같은 적합한 흡착제에 기체, 액체를 통과시키는 것에 의해 정제될 수 있다.
개시된 필름 형성 조성물의 정제는 또한 금속 불순물을 0 ppbw 내지 1 ppmw, 바람직하게는 0 내지 500 ppbw(part per billion weight) 수준으로 만들 수 있다. 이들 금속 불순물에는, 알루미늄(Al), 비소(As), 바륨(Ba), 베릴륨(Be), 비스무트(Bi), 카드뮴(Cd), 칼슘(Ca), 크롬(Cr), 코발트(Co), 구리(Cu), 갈륨(Ga), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 철(Fe), 납(Pb), 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 텅스텐(W), 니켈(Ni), 칼륨(K), 나트륨(Na), 스트론튬(Sr), 토륨(Th), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 우라늄(U) 및 아연(Zn)이 포함될 수 있지만 이로 한정되지 않는다.
개시된 필름 형성 조성물은 순수한(neat) 형태로 또는 에틸 벤젠, 자일렌, 메시틸렌, 데칼린, 데칸, 도데칸과 같은 적합한 용매와의 블렌드로 공급될 수 있다. 개시된 전구체는 용매에 다양한 농도로 존재할 수 있다.
블렌딩된 순수한 필름 형성 조성물은 튜빙(tubing) 및/또는 유량계와 같은 통상적인 수단에 의해 증기 형태로 반응기 내로 도입된다. 증기 형태는 직접 기화, 증류, 또는 버블링에 의한 것과 같은 통상적인 기화 단계를 통해 순수한 또는 블렌딩된 조성물을 기화시킴으로써, 또는 승화기를 사용함으로써 생성될 수 있다. 순수한 또는 블렌딩된 조성물은 액체 상태로 기화기에 공급될 수 있으며, 여기서, 이는 반응기 내로 도입되기 전에 기화된다. 대안적으로, 순수한 또는 블렌딩된 조성물은 조성물이 담긴 용기 내에 캐리어 가스를 통과시킴으로써, 조성물 내로 캐리어 가스를 버블링함으로써 기화될 수 있다. 캐리어 가스에는 Ar, He, N2, 및 이들의 혼합물이 포함될 수 있지만 이로 한정되지 않는다. 캐리어 가스로 버블링하면 순수한 또는 블렌딩된 조성물에 존재하는 임의의 용존 산소를 또한 제거할 수 있다. 이어서 캐리어 가스 및 조성물은 증기로서 반응기 내로 도입된다.
필요한 경우, 개시된 필름 형성 조성물을 수용하는 용기는, 조성물이 액체상으로 있고 충분한 증기압을 가질 수 있는 온도로 가열될 수 있다. 용기는 예를 들어, 대략 0℃ 내지 대략 200℃ 범위의 온도에서 유지될 수 있다. 당업자는 기화된 전구체의 양을 제어하는 알려진 방식으로 용기의 온도가 조정될 수 있음을 인식한다.
반응기는, 화합물이 반응하여 층을 형성하게 하기에 적합한 조건 하에서, 제한 없이, 평행판형(parallel-plate type) 반응기, 냉벽형(cold-wall type) 반응기, 열벽형(hot-wall type) 반응기, 단일-웨이퍼 반응기, 다중-웨이퍼 반응기, 다른 유형의 증착 시스템과 같은, 증착 방법이 수행되는 장치 내의 임의의 인클로저 챔버일 수 있다. 당업자는 이들 반응기 중 임의의 것이 ALD 증착 공정 또는 CVD 증착 공정 중 어느 하나에 사용될 수 있음을 인식할 것이다.
반응기는 필름이 증착될 하나 이상의 기재를 수용한다. 기재는 일반적으로 공정이 수행되는 재료로서 정의된다. 기재는 반도체, 광전지, 플랫 패널, LCD-TFT 장치 제조에 사용되는 임의의 적합한 기재일 수 있다. 적합한 기재의 예에는 규소 웨이퍼, 실리카 웨이퍼, 유리 웨이퍼, GaAs 웨이퍼와 같은 웨이퍼가 포함된다. 웨이퍼는 이전의 제조 단계로부터 웨이퍼 상에 증착된 상이한 물질의 하나 이상의 층을 가질 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼는 유전체 층을 포함할 수 있다. 게다가, 웨이퍼는 규소 층(결정질, 비정질, 다공성 등), 산화규소 층, 질화규소 층, 산질화규소 층, 탄소 도핑된 산화규소(SiCOH) 층, 금속, 금속 산화물, 금속 질화물 층(Ti, Ru, Ta 등) 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 추가로, 웨이퍼는 구리 층, 귀금속 층(예를 들어, 백금, 팔라듐, 로듐, 또는 금)을 포함할 수 있다. 웨이퍼는 망간, 산화망간 등과 같은 배리어 층을 포함할 수 있다. 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)폴리(스티렌술포네이트)[PEDOT:PSS]와 같은 플라스틱 층이 또한 사용될 수 있다. 추가로, 층은 평면형이거나 패터닝될 수 있다. 개시된 공정은 층을 웨이퍼 상에 직접 증착하거나 패터닝된 층이 기재 상에 형성될 때 웨이퍼 상부의 하나 이상의 층 상에 직접 증착할 수 있다. 패터닝된 층은 3D NAND에 사용되는 In2O3 및 ZrO2와 같이 2개의 특정 층의 교번하는 층일 수 있다. 또한, 당업자는 본원에서 사용되는 용어 "필름", "층"이 트렌치, 라인일 수 있는 표면 상에 놓여 있거나 표면 위에 펼쳐진 소정 두께의 일부 재료를 의미함을 인식할 것이다. 본 명세서 및 청구범위 전체에 걸쳐, 웨이퍼 및 웨이퍼 상의 임의의 관련 층이 기재로 지칭된다. 예를 들어, 산화인듐 필름은 ZrO2 층, HfO2 층, MoO2 층과 같은 금속 산화물 층 상에 증착될 수 있다.
기재 최종 응용 분야는 본 발명에 제한되지 않지만, 이 기술은 다음 유형의 기재에 대해 특별한 이점을 찾을 수 있다: 규소 웨이퍼, 유리 웨이퍼 및 패널, 비드, 분말 및 나노 분말, 모놀리식 다공성 매체, 인쇄 회로 기판, 플라스틱 시트 등. 예시적인 분말 기재에는 재충전 전지 기술에 사용되는 분말이 포함된다. 비제한적인 수의 분말 재료에는 NMC(리튬 니켈 망간 코발트 산화물), LCO(리튬 코발트 산화물), LFP(리튬 철 인산염) 및 기타 배터리 캐소드 재료가 포함된다.
반응기 내의 온도 및 압력은 ALD 및 CVD와 같은 기상 증착에 적합한 조건으로 유지된다. 다시 말해서, 챔버 내로의 기화된 개시된 필름 형성 조성물의 도입 후에, 챔버 내의 조건은 전구체의 적어도 일부가 기재 상에 증착되어 층을 형성하게 하는 조건이다. 예를 들어, 반응기 내의 압력 또는 증착 압력은 증착 파라미터에 따라 요구되는 대로, 약 10-3 토르 내지 약 100 토르, 더욱 바람직하게는 약 10-2 토르 내지 약 100 토르로 유지될 수 있다. 마찬가지로, 반응기 내의 온도 또는 증착 온도는 약 100℃ 내지 약 600℃, 바람직하게는 약 100℃ 내지 약 500℃로 유지될 수 있다. 당업자는 “전구체의 적어도 일부가 증착된다”는 전구체의 일부 또는 전부가 기재와 반응하거나 기재에 부착하는 것을 의미한다는 것을 알 것이다.
반응기의 온도는 기재 홀더의 온도를 제어하거나 반응기 벽의 온도를 제어함으로써 제어될 수 있다. 기재를 가열하기 위해 사용되는 디바이스는 당업계에 공지되어 있다. 반응기 벽은 충분한 성장 속도로 원하는 물리적 상태 및 조성의 원하는 필름을 얻기에 충분한 온도로 가열된다. 반응기 벽이 가열될 수 있는 비제한적인 예시적인 온도 범위는 대략 50℃ 내지 대략 600℃를 포함한다. 플라즈마 증착 공정이 이용될 때, 증착 온도는 대략 100℃ 내지 대략 500℃의 범위일 수 있다. 대안적으로, 열 공정이 수행될 때, 증착 온도는 대략 100℃ 내지 대략 600℃의 범위일 수 있다.
챔버 내의 ALD 조건은 기재 표면 상에 흡착되거나 화학 흡착된 개시된 필름 형성 조성물이 반응하여 기재 상에 필름을 형성하게 한다. 일부 실시 형태에서, 본 출원인들은 공반응물을 플라즈마 처리함으로써 개시된 필름 형성 조성물과 반응하는 데 필요한 에너지를 공반응물에 제공할 수 있다고 생각한다. 이러한 예시적인 ALD 공정에서의 공반응물이 플라즈마로 처리되는 경우, 예시적인 ALD 공정은 예시적인 PEALD 공정이 된다. 공반응물은 챔버 내로 도입되기 이전, 이후에 플라즈마로 처리될 수 있다.
필름 형성 조성물 및 공반응물은 반응기 내에 순차적으로 도입될 수 있다(ALD). 반응기는 필름 형성 조성물, 임의의 추가 전구체, 및 공반응물의 각각의 도입 사이에 불활성 가스로 퍼징될 수 있다. 다른 예는 필름 형성 조성물 및 활성화되지 않은 공반응물이 챔버 온도 및 압력 조건에서 실질적으로 반응하지 않는다면, 플라즈마로 공반응물을 순차적으로 활성화하면서, 공반응물을 연속적으로 도입하고 필름 형성 조성물을 펄스에 의해 도입하는 것(CW PEALD)이다.
개시된 필름 형성 조성물의 각각의 펄스는 약 0.01초부터 약 120초까지, 대안적으로 약 1초부터 약 80초까지, 대안적으로 약 5초부터 약 30초까지의 범위의 기간 동안 지속될 수 있다. 공반응물은 또한 반응기 내로 펄싱될 수 있고, 그러한 실시 형태에서, 각각의 펄스는 약 0.01초부터 약 120초까지, 대안적으로 약 1초부터 약 30초까지, 대안적으로 약 2초부터 약 20초까지의 범위의 기간 동안 지속될 수 있다. 다른 대안에서, 기화된 필름 형성 조성물 및 공반응물은 (조성물과 반응물의 혼합 없이) 샤워헤드의 상이한 섹터들로부터 동시에 분무될 수 있는데, 샤워헤드의 아래에서는 여러 개의 웨이퍼를 고정하는 서셉터가 회전된다(공간 ALD).
특정 공정 파라미터에 따라, 증착은 다양한 길이의 시간 동안 일어날 수 있다. 일반적으로, 증착은 필요한 특성을 갖는 필름을 제조하는 데 필요한 원하는 만큼 지속될 수 있다. 전형적인 필름 두께는 구체적인 증착 공정에 따라 수 옹스트롬으로부터 수백 마이크로미터까지, 그리고 전형적으로 2 nm부터 100 nm까지 다양할 수 있다. 증착 공정은 또한 원하는 필름을 얻는 데 필요한 만큼 여러 번 수행될 수 있다.
개시된 필름 형성 조성물 및 공반응물은 반응기 내로 동시에 도입될 수 있거나(CVD), 순차적으로 도입될 수 있거나(ALD), 이들의 상이한 조합으로 도입될 수 있다. 반응기는 필름 형성 조성물의 도입과 공반응물의 도입 사이에 불활성 가스(예를 들어, N2, Ar, Kr, Xe)로 퍼징될 수 있다. 대안적으로, 공반응물과 필름 형성 조성물은 함께 혼합되어 공반응물/화합물 혼합물을 형성하고, 이어서, 혼합물 형태로 반응기로 도입될 수 있다. 또 다른 예는 공반응물을 연속적으로 도입하고 개시된 필름 형성 조성물을 펄스에 의해 도입하는 것(펄스 CVD)이다.
인듐-함유 필름을 형성하는 비제한적인 예시적인 ALD 공정에서, In(CpPiPr2)와 같은 개시된 필름 형성 조성물의 증기상은 반응기 내로 도입되며, 반응기에서 적합한 기재와 접촉된다. 이어서, 반응기를 퍼징 및/또는 배기시킴으로써, 즉 반응기를 불활성 가스(예를 들어, N2, Ar, Kr, Xe)로 퍼징하거나 기재를 고진공 및/또는 캐리어 가스 커튼 아래의 섹터에서 통과시킴으로써 여분의 조성물이 반응기로부터 제거될 수 있다. 공반응물(예를 들어, O3)이 반응기 내로 도입되고, 반응기에서 흡착된 필름 형성 조성물과 자가-제한 방식으로 반응된다. 반응기를 퍼징 및/또는 배기시킴으로써 임의의 여분의 공반응물이 반응기로부터 제거된다. 원하는 필름이 산화물, 예컨대 In2O3인 경우에, 이러한 2-단계 공정은 원하는 필름 두께를 제공할 수 있거나, 필요한 두께를 갖는 필름이 수득될 때까지 반복될 수 있다. 인듐 필름 형성 조성물 및 공반응물을 교번하여 제공함으로써, 원하는 조성 및 두께의 필름이 증착될 수 있다.
대안적으로, 원하는 필름이 인듐 및 제2 원소를 함유하는 경우, 상기 2-단계 공정 후에, 제2 원소를 함유하는 추가 전구체 화합물의 증기를 반응기 내로 도입할 수 있다(3-단계 공정). 추가 전구체 화합물은 증착되는 필름의 성질에 기초하여 선택될 것이다. 제2 원소는 P, N, S, Ga, As, B, Ta, Hf, Nb, Mg, Al, Sr, Y, Ba, Ca, As, Sb, Bi, Sn, Pb, Co, Zn, 하나 이상의 란타넘족, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 추가 전구체 화합물이 이용되는 경우, 기재 상에 증착된 생성된 필름은 추가 원소와 조합된 인듐을 함유한다. 추가 전구체 및 In(I) 전구체가 하나 초과의 ALD 수퍼 사이클 시퀀스(super cycle sequence)에 사용되는 경우, 나노라미네이트 필름이 얻어진다. 반응기 내로 도입된 후, 추가 전구체 화합물은 기재와 접촉하거나 그에 흡착된다. 그 후에, 반응기를 퍼징 및/또는 배기시킴으로써 임의의 여분의 추가 전구체 화합물이 반응기로부터 제거된다. 다시 한 번, 공반응물이 반응기 내로 도입되어 인듐 전구체 화합물과 반응할 수 있다. 반응기를 퍼징 및/또는 배기시킴으로써 여분의 공반응물이 반응기로부터 제거된다. 원하는 필름 두께가 달성되면, 공정을 종료할 수 있다. 그러나, 더 두꺼운 필름이 요구되는 경우, 전체 3-단계 공정을 반복할 수 있다. 인듐 필름 형성 조성물, 추가 전구체 화합물, 및 공반응물을 교번하여 제공함으로써, 원하는 조성 및 두께의 필름이 증착될 수 있다.
대안적으로, 교번하는 층들의 스택을 형성하는 비제한적인 예시적인 ALD 공정에서, In(CpPiPr2)와 같은 개시된 필름 형성 조성물 중 하나의 증기상은 반응기 내로 도입되며, 반응기에서, 흡착된 필름을 형성하는 기재와 접촉되거나 그에 흡착된다. 이어서 반응기를 불활성 가스로 퍼징하고/하거나 배기시킴으로써 여분의 조성물을 반응기로부터 제거할 수 있다. 그 후에, 공반응물(예를 들어, O3)이 반응기 내로 도입되고, 반응기에서, 흡착된 필름 형성 조성물과 자가-제한 방식으로 반응하여 In2O3과 같은 산화물 필름을 형성한다. 이어서 반응기를 불활성 가스로 퍼징하고/하거나 배기시킴으로써 임의의 여분의 O3 가스가 반응기로부터 제거된다. 산화물 필름 In2O3이 원하는 두께, 전형적으로 약 10 옹스트롬을 얻을 때까지 이러한 두 단계를 반복할 수 있다. 다음으로, 또 다른 층, 예컨대 ZrO2가 산화물 필름 In2O3 상에 증착될 수 있으며, 예를 들어, ZrCp(NMe2)3은 Zr 전구체의 역할을 할 수 있다. 공반응물은 In2O3의 상부에 ZrO2의 층을 형성하는 데 사용될 수 있다. 이어서, In(CpPiPr2) 및 O3을 사용하는 전술한 비제한적인 예시적인 ALD 공정이 ZrO2 층 상에서 반복될 수 있다. 전체 4-단계 공정(예를 들어, 인듐 전구체/O-함유 공반응물/제2 전구체/O-함유 공반응물)을 반복하여, In2O3/ZrO2의 교번하는 층들의 스택을 형성할 수 있다. 인듐 필름 형성 조성물, 공반응물, 추가 전구체 화합물, 및 공반응물을 교번하여 제공함으로써, 원하는 조성 및 두께의 필름이 증착될 수 있다. 생성된 In2O3/ZrO2 스택은 DRAM 커패시터에 사용될 수 있다.
상기에 논의된 공정으로부터 생성된 인듐-함유 필름은 산화인듐, InSnO(ITO), InGaZnO(IGZO), InN, InP, InAs, InSb, In2S3을 포함할 수 있다. 당업자는 필름 형성 조성물 및 공반응물의 적절한 선택에 의해 원하는 필름 조성물을 얻을 수 있음을 인식할 것이다. 인듐-함유 필름은 DRAM의 커패시터 전극, 3D 플래시 메모리 장치의 게이트 금속, 상 변화 메모리의 가열 요소, 논리 장치의 전자이동(electromigration) 배리어 층, 게이트 금속, 및 접촉 층에 적합한 스텝 커버리지를 제공할 수 있다.
원하는 필름 두께를 얻은 때에, 필름은 열적 어닐링, 노-어닐링(furnace-annealing), 급속 열적 어닐링(rapid thermal annealing), UV, e-빔 경화, 및/또는 플라즈마 가스 노출과 같은 추가 공정을 거칠 수 있다. 당업자는 이들 추가 가공 단계를 수행하는 데 이용되는 시스템 및 방법을 인식한다. 예를 들어, In2O3 필름은 불활성 분위기 또는 O-함유 분위기, 이들의 조합 하에서 대략 0.1초부터 대략 7200초까지의 범위의 시간 동안 대략 200℃부터 대략 1000℃까지의 범위의 온도에 노출될 수 있다. 가장 바람직하게는, 온도는 불활성 분위기 또는 O-함유 분위기 하에서 3600초 동안 400℃이다. 생성된 필름은 더 적은 불순물을 함유할 수 있으며, 따라서 밀도가 개선되어 누설 전류가 개선될 수 있다. 어닐링 단계는 증착 공정이 수행되는 것과 동일한 반응 챔버에서 수행될 수 있거나, 별도의 장치에서 수행될 수 있다. In2O3 필름의 탄소 및 질소 오염을 감소시키는 데 임의의 상기 후처리 방법이 효과적이지만, 특히 열적 어닐링이 효과적인 것으로 밝혀졌다. 이는 결과적으로 필름의 저항률을 개선하는 경향이 있다.
어닐링 후에, 임의의 개시된 공정에 의해 증착된 인듐-함유 필름은 실온에서의 벌크 저항률이 대략 50 μohm×cm 내지 대략 1,000 μohm×cm일 수 있다. 실온은 계절에 따라 대략 20℃ 내지 대략 28℃이다. 벌크 저항률은 부피 저항률로서 또한 알려져 있다. 당업자는 벌크 저항률이 전형적으로 두께가 대략 50 nm인 필름에 대해 실온에서 측정됨을 인식할 것이다. 벌크 저항률은 전자 수송 메커니즘의 변화로 인해 전형적으로 필름이 얇을수록 증가한다. 벌크 저항률은 또한 온도가 높을수록 증가한다.
실시예
본 발명의 실시 형태를 추가로 예시하기 위해 하기 비제한적인 실시예가 제공된다. 그러나, 실시예는 모든 것을 포괄하도록 의도된 것이 아니며, 본원에 기술된 본 발명의 범위를 제한하도록 의도된 것도 아니다.
실시예 1: In(Cp(CH2)3NMe2)의 합성
Et2O(50 mL) 중 LiCp(CH2)3NMe2(11 mmol)로 충전된 쉬링크 플라스크에 InCl(1 당량)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 하룻밤 교반하였다. 반응 혼합물의 여과 후, 용매를 감압 하에 증발시켜 적색 오일을 얻었다. 증류 후에 황색 액체 최종 생성물을 수집하였다(mp 약 5℃). 최종 생성물에 대해 다양한 측정을 수행하였다. 1H NMR (C6D6, 400 MHz): δ 5.94 (t, 2H, Cp-H), 5.82 (t, 2H, Cp-H), 2.52 (t, 2H, N-CH 2 -), 2.21 (t, 2H, Cp-CH 2-), 2.09 (s, 6H, N(CH3)2, 1.68 (q, 2H, C-CH2-C). 다음 측정 조건에서 열중량(TG) 측정을 수행하였다: 샘플 중량: 22.35 mg, 분위기: 1 atm에서 N2, 및 온도 증가 속도: 10.0℃/min. 250℃까지 화합물 질량의 97.2%가 증발되었다. (잔사 < 2.8%). T (50%) = 208℃. 다음 측정 조건 하에, 전달 조건에서 진공 TG 측정을 수행하였다: 샘플 중량: 5.46 mg, 분위기: 20 mbar에서 N2, 및 온도 증가 속도: 10.0℃/min. 반응기 내로의 전달 조건(약 20 mbar)에서 TG 측정을 수행하였다. 111℃에서 샘플 질량의 50%가 증발되었다.
실시예 2: In(CpPiPr2)의 합성
Li(CpPiPr2)에서 시작하여 실시예 1과 동일한 절차를 수행하여 In(CpPiPr2)를 합성하였다. 유기 액체를 수득하였다. 1H NMR (C6D6, 400 MHz): δ 6.17 (t, 2H, Cp-H), 5.99 (t, 2H, Cp-H), 1.91 (sept, 2H, P-CH-), 1.20-1.00 (m, 12H, C-CH 3).
가공예 1: In(Cp(CH2)3NMe2)를 사용한 증착
실시예 1에서 합성된 In(Cp(CH2)3NMe2)를 인듐 전구체로서 그리고 H2O 및 O3을 반응 가스로서 사용하여, 하기 증착 조건에서 ALD 방법에 의해 산화인듐 필름을 기재 상에 형성할 수 있다. 첫 번째 단계로, In(Cp(CH2)3NMe2)로 충전된 원통을 90℃까지 가열하고, 100 sccm의 N2 가스로 버블링하고, In(Cp(CH2)3NMe2)를 반응 챔버 내로 도입한다(펄스 A). 다음 단계로, 오존 발생기에 의해 발생된 O3에 50 sccm의 N2 가스를 공급하고 반응 챔버 내로 도입한다(펄스 B). 각각의 단계 후에, 200 sccm의 N2를 퍼지 가스로서 사용하는 4초 퍼지 단계를 반응 챔버에 대해 수행하였다. 약 1 토르의 압력에서 반응 챔버 내에서 기재 온도가 150℃인 Si 기재에 대해 200 사이클을 수행하였다. 결과로서, 대략 150℃에서 산화인듐 필름이 수득될 것이다.
가공예 2: In(CpPiPr2)를 사용한 증착
실시예 2에서 합성된 In(CpPiPr2)를 인듐 전구체로서 그리고 H2O 및 O3을 반응 가스로서 사용하여, 하기 증착 조건에서 ALD 방법에 의해 산화인듐 필름을 기재 상에 형성할 수 있다. 첫 번째 단계로, In(CpPiPr2)로 충전된 원통을 90℃까지 가열하고, 100 sccm의 N2 가스로 버블링하고, In(CpPiPr2)를 반응 챔버 내로 도입한다(펄스 A). 다음 단계로, 오존 발생기에 의해 발생된 O3에 50 sccm의 N2 가스를 공급하고 반응 챔버 내로 도입한다(펄스 B). 각각의 단계 후에, 200 sccm의 N2를 퍼지 가스로서 사용하는 4초 퍼지 단계를 반응 챔버에 대해 수행하였다. 약 1 토르의 압력에서 ALD 챔버 내에서 기재 온도가 150℃인 Si 기재에 대해 200 사이클을 수행하였다. 결과로서, 150℃에서 산화인듐이 수득되었다.
가공예 3: In(CpNMe2)의 합성 및 In(CpNMe2)를 사용한 증착
Et2O 중 LiCpNMe2(50 mL)로 충전된 쉬링크 플라스크에 InCl (1 당량)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 하룻밤 교반하였다. 반응 혼합물의 여과 후, 용매를 감압 하에 증발시켜 목표 화합물을 얻었다.
반응 가스로서 H2O 및/또는 O3과 함께 합성된 In(CpNMe2)를 사용하여, 하기 증착 조건에서 ALD 방법에 의해 산화인듐 필름을 기재 상에 형성할 수 있다. 첫 번째 단계로, LiCpNMe2로 충전된 원통을 90℃까지 가열하고, 100 sccm의 N2 가스로 버블링하고, LiCpNMe2를 반응 챔버 내로 도입한다(펄스 A). 다음 단계로, 오존 발생기에 의해 발생된 O3에 50 sccm의 N2 가스를 공급하고 반응 챔버 내로 도입한다(펄스 B). 각각의 단계 후에, 200 sccm의 N2를 퍼지 가스로서 사용하는 4초 퍼지 단계를 반응 챔버에 대해 수행하였다. 약 1 토르의 압력에서 ALD 챔버 내에서 기재 온도가 150℃인 Si 기재에 대해 200 사이클을 수행하였다. 결과로서, 150℃에서 산화인듐이 수득되었다.
본원에 기술된 주제는 사용자-대화형 구성요소를 갖는 컴퓨팅 애플리케이션에 대한 하나 이상의 컴퓨팅 애플리케이션 특징/동작을 처리하기 위한 예시적인 구현예의 맥락에서 설명될 수 있지만, 주제는 이러한 특정 실시 형태로 제한되지 않는다. 오히려, 본원에 기술된 기술은 임의의 적합한 유형의 사용자-대화형 구성요소 실행 관리 방법, 시스템, 플랫폼 및/또는 장치에 적용될 수 있다.
본 발명의 본질을 설명하기 위해 본원에서 설명되고 예시된 세부 사항, 물질, 단계, 및 부품 배열의 다수의 추가적인 변경이 첨부된 청구범위에 나타나 있는 바와 같은 본 발명의 원리 및 범위 내에서 당업자에 의해 이루어질 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 본 발명은 전술한 실시예 및/또는 첨부 도면의 특정 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시 형태가 제시되고 설명되었지만, 본 발명의 사상 또는 교시를 벗어남이 없이, 당업자에 의해 이들의 수정이 이루어질 수 있다. 본원에 기술된 실시 형태는 단지 예시적이며 비제한적이다. 조성물 및 방법의 많은 변형 및 수정이 가능하며 본 발명의 범위 내에 있다. 따라서, 보호 범위는 본원에 기술된 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 다음의 청구범위에 의해서만 제한되며, 그 범주는 청구범위의 주제에 대한 모든 균등물을 포함한다.

Claims (15)

  1. 인듐-함유 필름을 형성하는 방법으로서,
    기재(substrate)를 필름 형성 조성물의 증기에 노출시키는 단계 (여기서, 필름 형성 조성물은 하기 일반식을 갖는 헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐 (I) 전구체를 포함함:
    In[R1R2R3R4CpL1] 또는
    In[CpL1L2 y]
    (상기 식에서, Cp는 시클로펜타디에닐 리간드를 나타내고; R1 내지 R4는 각각 독립적으로 H, C1-C4 선형, 분지형 또는 환형 알킬이고; L1 및 L2는 각각 독립적으로 Si, Ge, Sn, N, P, B, Al, Ga, In, O, S, Se, Te, F, Cl, Br, I와 같은 적어도 하나의 헤테로원자를 함유하는 알킬 사슬로 이루어지며 Cp 리간드에 결합된 치환체이고; y는 1 내지 4임)); 및
    기상 증착 방법을 사용하여 헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐(I) 전구체의 적어도 일부를 기재 상에 증착하여 인듐-함유 필름을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, L1 및 L2는 각각 독립적으로 -(CkHl-ERm) 기이며, 여기서, -CkHl는 선형, 환형 또는 분지형 알킬 사슬이고; k는 0 내지 6이고; l는 0 내지 11이고; E는 Si, Ge, Sn, N, P, B, Al, Ga, In, O, S, Se, Te, F, Cl, Br, I이고; R은 H, C1-C5 선형, 환형 또는 분지형 알킬인, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐(I) 전구체는 다음으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법:
    Figure pct00065

    (상기 식에서, n 및 n'은 각각 독립적으로 0 내지 6이고(이는 C0 내지 C6 선형, 환형 또는 분지형 알킬 사슬을 나타냄); E 및 'E'는 각각 독립적으로 Si, Ge, Sn, N, P, B, Al, Ga, In, O, S, Se, Te, F, Cl, Br, I이고; R은 H, C1 내지 C5 선형, 분지형 또는 환형 알킬, 또는 헤테로알킬이고; R1 내지 R4는 독립적으로 H, C1-C4 선형, 분지형 또는 환형 알킬이고; m은 0 내지 4이고; y는 1 내지 4임).
  4. 제1항에 있어서, 헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐(I) 전구체는 In(Cp(CH2)3NMe2)인, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐(I) 전구체는 In(CpPiPr2)인, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 반응기 내로 공반응물을 전달하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서, 공반응물은 O2, O3, H2O, H2O2, NO, N2O, NO2, O 라디칼, 알코올, 실라놀, 아미노알코올, 카르복실산, 파라-포름알데히드, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 산화제인, 방법.
  8. 제6항에 있어서, 공반응물은 NH3, N2, H2, N2/H2, H2 및 NH3, N2 및 NH3, NH3 및 N2H4, NO, N2O, 아민, 디아민, 시아나이드, 디-이민, 히드라진, 유기 아민, 피라졸린, 피리딘, 1차 아민, 예컨대 메틸아민, 에틸아민, tert부틸아민; 2차 아민, 예컨대 디메틸아민, 디에틸아민, 디-이소프로필아민, 에틸메틸아민, 피롤리딘; 3차 아민, 예컨대 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리실릴아민, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 질소-함유 환원제인, 방법.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 인듐-함유 필름은 InxOy, InSnO (ITO), InGaZnO (IGZO), InN, InP, InAs, InSb 또는 In2S3인, 방법.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 인듐-함유 필름은 P, N, S, Ga, As, B, Ta, Hf, Nb, Mg, Al, Sr, Y, Ba, Ca, As, Sb, Bi, Sn, Pb, Co, Zn, 하나 이상의 란타넘족, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 제2 원소를 함유하는, 방법.
  11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 기재는 NMC(리튬 니켈 망간 코발트 산화물), LCO(리튬 코발트 산화물), LFP(리튬 철 인산염), 및 다른 배터리 캐소드 재료 중 하나 이상을 포함하는 분말인, 방법.
  12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 기상 증착 방법은 ALD, CVD 또는 이들의 조합인, 방법.
  13. 하기 일반식을 갖는 헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐(I) 전구체를 포함하는, 기상 증착 방법을 위한 필름 형성 조성물:
    In[R1R2R3R4CpL1] 또는
    In[CpL1L2 y]
    (상기 식에서, Cp는 시클로펜타디에닐 리간드를 나타내고; R1 내지 R4는 각각 독립적으로 H, C1-C4 선형, 분지형 또는 환형 알킬이고; L1 및 L2는 각각 독립적으로 Si, Ge, Sn, N, P, B, Al, Ga, In, O, S, Se, Te, F, Cl, Br, I와 같은 적어도 하나의 헤테로원자를 함유하는 알킬 사슬로 이루어지며 Cp 리간드에 결합된 치환체이고; y는 1 내지 4임)을 갖는 헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐 (I) 전구체를 포함함).
  14. 제13항에 있어서, 헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐(I) 전구체는 In(Cp(CH2)3NMe2)인, 필름 형성 조성물.
  15. 제13항에 있어서, 헤테로알킬시클로펜타디에닐 인듐(I) 전구체는 In(CpPiPr2)인, 필름 형성 조성물.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0388324A (ja) 1989-08-31 1991-04-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 化合物半導体薄膜の形成方法
US8795771B2 (en) * 2006-10-27 2014-08-05 Sean T. Barry ALD of metal-containing films using cyclopentadienyl compounds
JP6777933B2 (ja) 2016-12-02 2020-10-28 株式会社高純度化学研究所 化学蒸着用原料及びその製造方法、並びに該化学蒸着用原料を用いて形成されるインジウムを含有する酸化物の膜の製造方法
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